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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用课时训练
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用课时训练，共19页。
【基础练习】
1.探究酵母菌有氧条件下呼吸方式的装置是 ( )
A.丙、甲、乙 B.甲、乙 C.丁、乙、丙 D.丙、丁
2.下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述,正确的是 ( )
A.选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧型细菌
B.该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式,其中有氧条件下为实验组,无氧条件下为对照组
C.在检测酒精产生时应延长培养时间以耗尽培养液中的葡萄糖
D.在测定无氧呼吸时锥形瓶中加入酵母菌培养液后应立即连通盛有澄清石灰水的锥形瓶
3.某兴趣小组拟采用如图所示的装置对酵母菌的呼吸方式进行探究。下列叙述错误的( )
A.本实验为对比实验,甲、乙组均为实验组
B.培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果无影响
C.短期内,甲组注射器活塞上移
D.一段时间后,取甲组培养液的滤液加入含浓硫酸的重铬酸钾溶液,溶液变成灰绿色
4.为了探究酵母菌的呼吸方式,有人设计了如图所示的实验装置。有关叙述正确的是( )
A.可以用酸性重铬酸钾溶液检测丁试管中是否有酒精
B.若向乙试管和丙试管中加入酸性重铬酸钾溶液,则丙试管内的溶液会变黄
C.向甲、丁中加入溴麝香草酚蓝溶液,可根据溶液变黄所需时间检测CO2的产生速率
D.若甲和丁试管中溶液都变浑浊,则该实验不能判断酵母菌的呼吸方式
5.如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置验证酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具:保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
(1)取A、B两装置设计实验如表,请补充表中内容:
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ,这是控制实验的 变量。
(3)某同学在A和B装置的基础上设置了C组装置,如下表,该装置与 装置形成对照,目的是 。
(4)实验结果:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,装置A、B、C温度大小关系
是 (用“<、=、>”表示)。
(5)一段时间后,从B装置取酵母菌滤液,向其中滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液,溶液会变成 色,导致重铬酸钾颜色发生变化的物质是 。
【有氧呼吸】
6.用含18O的葡萄糖跟踪真核细胞有氧呼吸过程的氧原子,则18O转移的途径是 ( )
A.葡萄糖→丙酮酸→氧 B.葡萄糖→氧→水
C.葡萄糖→丙酮酸→水 D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
7.将酵母菌破碎后进行离心处理,然后在有氧的条件下进行以下模拟实验,最终能通过细胞呼吸产生CO2和H2O的试管是 ( )
A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.丙、丁
8.如图是真核细胞有氧呼吸的基本过程。下列说法正确的是 ( )
A.过程①和②发生的场所是细胞质基质 B.在氧气充足的条件下才能进行过程①
C.过程②产生的ATP比过程③多 D.图中的[H]在线粒体内膜被消耗
9.用2,4-二硝基苯酚(DNP)处理小麦种子,种子释放的热量比处理前多。已知DNP作用于细胞的线粒体内膜,推测下列过程中受到抑制的是 ( )
A.[H]与O2结合 B.丙酮酸的分解 C.CO2的产生 D.ATP的合成
10.如图是真核细胞有氧呼吸的过程图解,据图回答:
(1)真核细胞有氧呼吸是从 的氧化分解开始的,全过程分为 个阶段,其中第一阶段发生的场所是 。
(2)真核细胞有氧呼吸过程中,进入线粒体的呼吸底物是 ;释放的CO2是在第 阶段 (场所)产生的;H2O是在第 阶段 (场所)形成的;产生能量最多的是第 阶段。
(3)真核细胞有氧呼吸中O2的作用是 ,写出有氧呼吸的总反应式: 。
第2课时 细胞呼吸的类型及应用
【基础练习】
1.在细胞呼吸过程中有CO2放出时,则可判断此过程 ( )
A.是无氧呼吸B.是有氧呼吸 C.不是乳酸发酵D.不是酒精发酵
2.利用酵母菌酿酒时,早期阶段先通气,酵母菌大量增殖,增加菌体数量;酿酒阶段密封,产生酒精。下列关于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的叙述正确的是 ( )
A.有氧呼吸过程中能量主要以热能散失,无氧呼吸过程中能量大部分储存在酒精中
B.有氧呼吸没有[H]的积累,无氧呼吸有[H]的积累
C.有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行
D.有氧呼吸能产生CO2,无氧呼吸不能产生CO2
3.马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述错误的是 ( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸时伴随着大量ATP的生成
C.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制酸味的产生
D.马铃薯块茎储藏库中温度的适当降低会抑制酸味的产生
4.如图是真核生物细胞呼吸过程的图解,①②③④⑤表示相关过程,其中能产生ATP和NADH的过程依次是 ( )
A.①④⑤;①④ B.①②③;④⑤ C.①④⑤;① D.①②③④⑤;①④
5.如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是 ( )
A.人在马拉松比赛中细胞呼吸产生的CO2量多于吸收的O2量
B.物质a、b、c、d分别为水、CO2、酒精、乳酸
C.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量可分为3条去路
D.有氧呼吸和无氧呼吸是两个完全不相同的过程
6.下图为细胞在密闭容器内氧化分解葡萄糖过程中呼吸速率的变化情况。相关叙述正确的是 ( )
A.若为酵母菌,0~8 h容器内的水由于细胞呼吸消耗而不断减少
B.若为肌细胞,6 h后开始产生酒精,6~10 h酒精产生速率逐渐增大
C.若为根细胞,0~6 h容器内压强不断增大,在6 h时达到最大值
D.若为酵母菌,9 h取容器内的液体用酸性重铬酸钾溶液检测出现灰绿色
7.人们经常根据生产生活的需要,控制细胞呼吸的强度和类型。有关细胞呼吸的叙述中,错误的是 ( )
A.睡前刷牙,可以避免乳酸菌等无氧呼吸产生酸性物质导致牙齿损坏
B.在通气的情况下,酵母菌可以利用麦芽、葡萄等原材料酿酒
C.袋装酸奶出现胀袋现象,说明酸奶已被产气微生物污染,不可饮用
D.提倡进行慢跑等有氧运动,可避免人体因剧烈运动而产生大量乳酸
8.农田土壤板结时,会因土壤中空气不足影响作物根系的生长,故需要及时松土透气。下列叙述错误的是 ( )
A.土壤板结后,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用增强
B.土壤板结后,作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小
C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长
D.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,提高土壤无机盐含量
9.某果农将广柑储藏于密闭的土窑中,可以储藏4~5个月;某地利用大窑套小窑的办法,可使黄瓜储存期达到3个月。以上方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”的分析错误的是 ( )
A.在密闭环境中,CO2浓度越高,储藏效果越好
B.在自体保藏法中如能控温在1~5 ℃,储藏时间会更长
C.自体保藏法是一种简便的果蔬储藏法,但其易受外界环境的影响
D.自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的CO2抑制自身的呼吸作用
10.草莓果实含有多种有机物且含水量高,深受人们的喜爱。为了在运输途中做好草莓果实的保鲜,某生物研究小组探究了不同储藏温度对草莓果实呼吸作用强度的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)该实验根据CO2使 溶液由蓝变绿再变黄所需时间的长短为检测指标,检测呼吸作用强度,但不能用有CO2的释放作为判断草莓果实细胞呼吸类型的指标,理由是 。
(2)研究表明,随储藏温度的升高,草莓果实的鲜重逐渐下降,原因是 。
(3)利用细胞呼吸的原理,请提出有利于草莓果实物流的措施 (答出两条即可)。
(4)另一研究小组通过查阅资料发现:用一定的低温处理果实可以延迟果实在常温保鲜过程中的后熟作用(由采收成熟度向食用成熟度过度的过程),从而延长保鲜时间,这种低温效应称为“冷激反应”。为探究草莓果实保鲜技术,请根据以上信息拟定一个探究实验,并简要说明实验思路。
实验目的: 。
实验思路: 。
【能力提升】
1.如图表示某些因素对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述正确的是 ( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度为40%时,四种温度下有氧呼吸速率的主要限制因素都是温度
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度是30 ℃
D.c点时,将O2浓度增加到60%,比升高15 ℃更有利于有氧呼吸
2.氰化物是一种致死速度较快的毒性物质,该物质在动物体内会阻断有氧呼吸过程中水的生成,同时也会使无氧呼吸强度增强。植物体存在一种特殊酶,能抵抗氰化物对呼吸作用的干扰,但该酶会降低ATP的合成率。下列叙述错误的是 ( )
A.氰化物对动物有氧呼吸生成水的过程的抑制作用发生在线粒体内膜
B.氰化物会使动物体内的乳酸增多,从而影响正常生命活动
C.植物体的这种特殊酶会使植物体内呼吸作用产生更多的热能
D.植物体的这种特殊酶能在细胞呼吸的各个阶段发挥作用
3.甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:
甲 乙 丙
(1)图甲中O2浓度大于M,CO2释放量不再继续增加的内因是 。
(2)图乙所示细胞的呼吸方式最可能是 ,如果呼吸强度不能用CO2释放量表示,原因是 ,对于人体来说, 细胞的呼吸方式与此相类似。
(3)若图丙中YZ∶ZX=3∶1,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比是 ;图丙中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳氧浓度为 点。
【根据细胞反应式判断细胞呼吸类型】
4.以葡萄糖为呼吸底物时,在不同的条件下,不同生物细胞呼吸作用方式不同。下列对呼吸作用有关的判断不正确的是 ( )
A.若二氧化碳的释放量多于酒精的产生量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
B.若二氧化碳的释放量多于氧气消耗量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C.若二氧化碳释放量等于氧气消耗量,则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
D.若既不释放二氧化碳,也不消耗氧气,则说明该细胞已经死亡
5.图为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系曲线。下列说法正确的( )
A.ab段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
B.运动强度大于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C.bd段无氧呼吸时,有机物中的能量大部分以热能形式散失
D.若运动强度长期超过c,会因为乳酸大量积累而肌肉酸胀乏力
6.细胞呼吸过程中产生的还原氢能将无色的TTC还原为红色的TTF。在油料作物种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关说法错误的是 ( )
A.12~24 h种子以无氧呼吸为主 B.CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液
C.可以使用TTC鉴定种子生命力 D.b点时种子只进行有氧呼吸
7.有一瓶混有酵母菌和足量葡萄糖的培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生酒精和CO2的量如表所示。
(1)O2浓度为a时,酵母菌的呼吸方式为 ,判断依据是 ,此时酵母菌细胞消耗[H]的过程 (填“会”或“不会”)伴随着ATP的生成。
(2)O2浓度为b时,酵母菌细胞产生CO2的场所有 。
(3)O2浓度为c时,酵母菌细胞有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比为 。
【根据实验装置判断细胞呼吸类型】
8.某生物实验小组为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计了如图所示的实验装置。实验中,先向气球中加入10 mL 酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有20 ℃温水的烧杯中。再将整个装置置于20 ℃的恒温水浴中,记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法不正确的是 ( )
A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B.若30 min后液面没有变化,则酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸
C.若酵母菌进行了无氧呼吸,则液面应该上升
D.该装置还可以用来探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度
9.如图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。在一次测量种子呼吸强度的实验中,实验开始时U形管X侧与Y侧的液面相平,然后每隔半小时利用标尺量出X侧管内的液面高度,以下关于该实验的分析正确的是 ( )
A.为排除物理因素对实验的影响,需用等量清水代替氢氧化钾溶液作对照
B.此实验的目的是测定种子萌发时有氧呼吸及无氧呼吸的速率
C.一定时间后X侧液面高度不再变化说明种子细胞呼吸完全停止
D.实验所用种子应先进行消毒处理
10.酵母菌是常用的酿酒微生物。为了优化酿酒工艺,某兴趣小组探究不同浓度的NaCl溶液、pH对酵母菌无氧呼吸强度的影响。回答下列问题。
(1)在适宜浓度的葡萄糖溶液中加入酵母菌,无氧条件下培养一段时间后,培养液的pH会 ,原因是 。
(2)不同浓度的NaCl溶液对酵母菌无氧呼吸强度的影响如图1所示。由图分析得知,配制酵母菌培养液时,最好的做法是 。
图1
(3)探究pH对酵母菌无氧呼吸强度影响的实验中,把溶液pH由4.0提高到6.0,酵母菌的无氧呼吸速率明显下降,最可能的原因是 。
(4)如图2是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,在实验过程中酵母菌始终保持活性(培养液中的有机物是葡萄糖,忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。请据图补充表中内容。
图2
③若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,应如何完善实验设计? 。
5.3 细胞呼吸的原理和应用 课时练习答案
第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式及有氧呼吸
【基础练习】
1.A 甲和丁为酵母菌培养液,但甲通气,用于探究有氧呼吸,乙密闭,用于探究无氧呼吸;乙中澄清石灰水的作用是检测细胞呼吸产生的二氧化碳;丙中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳,因此探究酵母菌有氧条件下呼吸方式的装置是丙、甲、乙,故选A。
2.C 酵母菌是真菌,A错误;题述实验通过设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌细胞的呼吸方式,进行的是对比实验,有氧条件和无氧条件都是实验组,B错误;由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖,C正确;在测定无氧呼吸时,盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,以耗尽盛有酵母菌培养液的锥形瓶中的氧气,D错误。
易错分析 对比实验≠空白对照实验
对比实验是指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析来探究某种因素对实验对象的影响,对比实验中没有空白对照组,均为实验组,多个实验组相互对照。
3.B 题述实验通过甲、乙两组对比来探究酵母菌细胞呼吸的方式,甲、乙组均为实验组,培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果有影响,需保持相同且适宜,A正确,B错误。甲组脱气后培养,酵母菌进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精,甲组注射器活塞将上移,酒精能与酸性重铬酸钾溶液反应,使溶液变成灰绿色,C、D正确。
4.C 丙试管中用石蜡油封口,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,但酒精不会进入丁试管,A错误;酸性重铬酸钾溶液与酒精反应会变成灰绿色,向乙试管和丙试管中加入酸性重铬酸钾溶液,则丙试管内的溶液会变成灰绿色,乙试管中的酵母菌进行有氧呼吸,产物没有酒精,乙试管中的溶液不会变成灰绿色,B错误;在加入等量呼吸底物的情况下,酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2,但速率不同,甲和丁两支试管加入溴麝香草酚蓝溶液后都会变黄,但有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快,因此,甲试管中溶液变黄的速度比乙快,C正确;酵母菌有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快,同一时刻甲和丁两个试管浑浊的程度不同,可依据澄清石灰水变浑浊的程度判断酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸,D错误。
5.答案 (1)不加入石蜡油 加入10 g活性干酵母 (2)去除氧气 自 (3)B 排除无关因子对温度变化的干扰 (4)A>B>C (5)灰绿 酒精
解析 题述实验的目的是验证酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况,自变量是有无氧气,因变量是酵母菌细胞呼吸的方式(通过保温瓶的温度变化来体现,呼吸底物相同时,有氧呼吸比无氧呼吸释放出的热量多),无关变量需相同且适宜。设计实验时应遵循单一变量原则和对照原则等。(3)C组装置中方法步骤一和方法步骤三与装置B一致,自变量是酵母菌的活性,则C组装置的目的是排除无关因子对温度变化的干扰。(4)呼吸底物相同时,酵母菌有氧呼吸比无氧呼吸释放的热量多,装置C没有活的酵母菌,不进行细胞呼吸,则装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。(5)B装置的酵母菌进行无氧呼吸产生了CO2和酒精,酸性重铬酸钾溶液与酒精反应,会从橙色变成灰绿色。
6.D 由真核细胞有氧呼吸过程中的物质变化可知,葡萄糖中的氧原子通过有氧呼吸的第一阶段进入丙酮酸,然后通过有氧呼吸的第二阶段进入二氧化碳,即D正确。
7.B 甲试管中,葡萄糖不能进入线粒体被分解,试管中不能发生有氧呼吸过程产生CO2和H2O;乙试管中,丙酮酸可在线粒体中被分解,试管中发生有氧呼吸第二、三阶段,产生CO2和H2O;丙试管中,未离心处理的酵母菌中包含细胞质基质和线粒体,可进行有氧呼吸全过程,产生CO2和H2O;丁试管中有细胞质基质没有线粒体,只能进行有氧呼吸第一阶段,不能产生CO2和H2O。
易错分析 葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解。葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸在有氧条件下进入线粒体被氧化分解为CO2和H2O。
8.D 由题图可知,甲代表丙酮酸,乙代表[H],丙和丁代表H2O。过程①为有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质,过程②为有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质,过程③为有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜,A错误;过程①不需要氧气参与,其发生与是否处在氧气充足条件下无关,B错误;有氧呼吸第二阶段产生少量ATP,有氧呼吸第三阶段产生大量ATP,C错误;图中的[H]在线粒体内膜与O2结合生成H2O,D正确。
特别提醒 某些原核生物无线粒体,但可进行有氧呼吸,如醋酸菌、蓝细菌,其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
9.D DNP作用于细胞的线粒体内膜,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,有氧呼吸第三阶段是[H]经过一系列化学反应,与氧结合生成水,同时释放出大量的能量。加入DNP后,种子释放的热量比处理前多,说明第三阶段释放的能量更多以热能形式散失,用于合成ATP的能量减少,故选D。
特别提醒 有氧呼吸每个阶段都能释放能量,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP。有氧呼吸第三阶段释放能量最多,合成ATP最多。
10.答案 (1)葡萄糖 三 细胞质基质 (2)丙酮酸 二 线粒体基质 三 线粒体内膜 三 (3)与[H]结合生成H2O,产生大量的能量 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
解析 真核细胞有氧呼吸的过程分为三个阶段。第一阶段发生在细胞质基质中,1分子葡萄糖被氧化分解为2分子丙酮酸,同时生成少量的[H]并释放少量能量;第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸和水被彻底氧化分解产生CO2,同时生成[H]并释放少量能量;第三阶段发生在线粒体内膜上,[H]和O2结合生成H2O,同时释放大量能量。
第2课时 细胞呼吸的类型及应用
【基础练习】
1.C 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸(酒精发酵)都会产生CO2,乳酸发酵时产生乳酸不产生CO2,C正确。
2.A 有氧呼吸过程中能量主要以热能散失,无氧呼吸过程中有机物分解不彻底,大部分能量储存在酒精中没有释放出来,A正确;有氧呼吸前两个阶段产生的[H]经过一系列反应与O2结合生成水,无氧呼吸第一阶段产生的[H]在第二阶段被消耗,B错误;有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,第二、三阶段在线粒体中进行,无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行,C错误;酵母菌有氧呼吸能产生CO2和H2O,无氧呼吸能产生酒精和CO2,D错误。
3.B 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,葡萄糖被分解成丙酮酸,生成少量ATP;第二阶段丙酮酸转化成乳酸,无ATP生成,A正确,B错误。马铃薯块茎储藏库中,氧气浓度升高会抑制细胞的无氧呼吸,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,则会抑制酸味的产生,C正确。马铃薯块茎储藏库中,温度适当降低会使与细胞无氧呼吸有关的酶的活性降低,抑制细胞的无氧呼吸,从而抑制酸味的产生,D正确。
4.A 真核生物细胞呼吸过程中能产生ATP的过程为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段(①)、有氧呼吸的第二、三阶段(④⑤);真核生物细胞呼吸过程中能产生NADH([H])的过程为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段(①)、有氧呼吸的第二阶段(④),A符合题意。
5.C 人体细胞和酵母菌细胞有氧呼吸产生CO2和H2O,而人体细胞无氧呼吸产生乳酸,酵母菌细胞无氧呼吸产生酒精和CO2,物质b在酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸中均产生,为CO2,则条件Y为有氧气,X为无氧气,物质a为H2O,c为乳酸,d为酒精。以葡萄糖为呼吸底物时,人有氧呼吸O2消耗量=CO2产生量,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,故马拉松比赛中,人细胞呼吸产生的CO2量等于吸收的O2量,A错误;酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中能量的去路有3条:储存于酒精中、储存于ATP中、以热能形式散失,C正确;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的,其他阶段不同,D错误。
归纳总结 细胞呼吸过程葡萄糖中能量的去向
6.D 图示分析:0~6 h,细胞只进行有氧呼吸;6~8 h,细胞同时进行无氧呼吸和有氧呼吸,但有氧呼吸速率逐渐降低,无氧呼吸速率逐渐增加;8~10 h,细胞只进行无氧呼吸,且无氧呼吸速率快速增加。若为酵母菌,0~8 h酵母菌主要进行有氧呼吸,有氧呼吸产生的水比消耗的水多,所以容器内的水由于细胞呼吸而增多,A错误;若为肌细胞,6 h后肌细胞开始进行无氧呼吸,肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸,不产生酒精,B错误;若为根细胞,0~6 h根细胞只进行有氧呼吸,细胞吸收氧气的量和释放二氧化碳的量相等,所以容器内压强不变,C错误;若为酵母菌,6 h后酵母菌开始进行无氧呼吸产生酒精,所以9 h取容器内的液体用酸性重铬酸钾溶液检测出现灰绿色,D正确。
7.B 酵母菌无氧呼吸会产生酒精,在通气的情况下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,不产生酒精,B错误;酸奶由乳酸菌无氧发酵获得,乳酸菌无氧呼吸不产生气体,若袋装酸奶出现胀袋,说明酸奶可能已被其他产气微生物污染,不可饮用,C正确;进行慢跑等有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸大量积累会使肌肉酸胀无力,D正确。
8.A 土壤板结后,氧气浓度低,根细胞有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用减弱,在细胞质基质中的氧化分解作用增强,无氧呼吸产生的ATP较少,因此ATP与ADP的转化速率减小,A错误,B正确;有氧呼吸需要氧气参与,及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长,C正确;好氧细菌在有氧环境中生长繁殖,松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,提高土壤无机盐含量,D正确。
9.A 密闭环境中,CO2浓度很高的时候,细胞进行很强的无氧呼吸,消耗大量有机物,A错误;适当降低温度,可以抑制细胞的呼吸作用,降低有机物的消耗,B正确;自体保藏法简便,但没有严格控制条件,易受外界环境的影响,C正确。
10.答案 (1)溴麝香草酚蓝 草莓果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2 (2)随着温度的升高,草莓果实有机物氧化分解加快,水分散失增多 (3)适当降低温度(零上低温);通入CO2或N2,减少氧气含量等 (4)探究低温处理时间对草莓果实后熟时间的影响(或探究不同温度的低温对草莓果实后熟时间的影响) 将草莓果实平均分成若干组,一组不做低温处理,其他组分别用相同低温处理不同时间,记录不同组草莓果实后熟所需要的时间(其他思路合理、对应目的也可)
解析 (1)CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,根据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色所需时间的长短,可以检测草莓果实细胞呼吸作用强度;但草莓果实有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,故不能用有CO2的释放作为判断草莓果实细胞呼吸类型的指标。(2)由图示可知,随着温度的增加,草莓果实细胞呼吸强度增加,则消耗有机物增多,水分散失增多,故随储藏温度和时间的增加,草莓果实的鲜重逐渐下降。(3)温度可通过影响酶的活性来影响呼吸强度进而影响草莓果实有机物的消耗,需要设法降低细胞呼吸强度;结合图示可知,适当降低温度(零上低温)有利于草莓果实物流。氧气作为有氧呼吸的反应物,可通过减少氧气的含量来降低呼吸强度;二氧化碳作为细胞呼吸的产物,适当增加二氧化碳的浓度可抑制呼吸作用的进行;适宜的湿度环境可降低草莓果实水分的散失。
【能力提升】
1.A O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生[H]的场所只有细胞质基质,A正确;由题图可知,O2浓度为40%时,在30 ℃和35 ℃条件下,随着氧浓度的增加,一段时间内有氧呼吸的速率还在增加,此时限制有氧呼吸速率的主要因素是氧浓度,B错误;由题图可知,细胞有氧呼吸的最适温度为30 ℃左右,不一定就是30 ℃,应缩小温度范围进一步进行探究,C错误;由图可知,c点时,与O2浓度增加到60%相比,升高15 ℃(即温度为30 ℃)时的有氧呼吸速率增加更大,因此升高15 ℃(即温度为30 ℃)更有利于有氧呼吸,D错误。
2.D 氰化物阻断动物体内有氧呼吸过程中水的生成,动物细胞有氧呼吸过程中水的生成发生在第三阶段,场所是线粒体内膜,A正确;氰化物会使无氧呼吸强度增强,导致动物体内的乳酸增多,乳酸含量过多会影响正常生命活动,B正确;植物体内的这种特殊酶会使植物细胞呼吸作用中ATP的合成率降低,导致有机物中的化学能更多的转化为热能,C正确;有氧呼吸的三个阶段都产生ATP,而无氧呼吸的第一阶段产生ATP,第二阶段不产生ATP,植物体内这种特殊酶的作用为降低ATP的合成率,因此该酶并不能在细胞呼吸的各个阶段都发挥作用,D错误。
3.答案 (1)呼吸酶的数量有限 (2)无氧呼吸 该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳 成熟的红 (3)1∶9 H
解析 (1)图甲中B点时O2浓度为0,则CO2由无氧呼吸产生,当O2浓度大于M后,CO2释放量不再增加的内因是呼吸酶数量有限。(2)图乙中细胞呼吸强度与O2浓度无关,为无氧呼吸。若呼吸强度不能用CO2的释放量表示,只可能是因为该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳,而产生乳酸。对于人体来说,成熟的红细胞只能进行产生乳酸的无氧呼吸。(3)图丙中YZ是无氧呼吸释放的CO2量,ZX是有氧呼吸释放的CO2量,若无氧呼吸释放的CO2量∶有氧呼吸释放的CO2量=3∶1,根据细胞呼吸反应式(产生酒精的无氧呼吸中,葡萄糖消耗量∶CO2释放量=1∶2;有氧呼吸中,葡萄糖消耗量∶CO2释放量=1∶6)可知,无氧呼吸共消耗3/2单位葡萄糖,有氧呼吸共消耗1/6单位葡萄糖,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比=1/6∶3/2=1∶9;图丙中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳O2浓度为H点,此时总呼吸作用最弱,消耗的有机物最少。
4.D 以葡萄糖为底物时,根据细胞呼吸反应式可知:
若既不消耗O2也不释放CO2,有可能是进行产生乳酸的无氧呼吸,也可能是该细胞已经死亡,D错误。
5.D 分析题图:ab段,O2消耗速率逐渐升高,而血液中的乳酸含量保持相对稳定,说明此时细胞进行有氧呼吸;bc段,O2消耗速率逐渐升高,血液中乳酸含量也有所升高,说明此时细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;cd段,O2消耗速率不变(仍消耗O2),血液中的乳酸含量逐渐升高,说明此时细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,且无氧呼吸的强度不断加大,A错误。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,有氧呼吸过程中O2消耗量与CO2的产生量相等,因此任何运动强度下,肌肉细胞CO2的产生量都等于O2消耗量,B错误。无氧呼吸过程有机物氧化分解不彻底,释放的能量少,大部分能量存留在不彻底的氧化产物乳酸中,C错误。如果运动强度长期超过c,血液中乳酸大量积累,会使肌肉酸胀乏力,D正确。
6.D 据图可知,在12~24 h,种子的CO2释放速率较O2吸收速率快,且O2吸收速率相对稳定,但CO2释放速率在逐渐增大,表明此时种子主要进行无氧呼吸,A正确;CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,因此,CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液,B正确;由题意可知,细胞呼吸过程中产生的还原氢能将无色的TTC还原为红色的TTF,活细胞可以发生该颜色反应,而死细胞不可以,故可以使用TTC鉴定种子生命力,C正确;b点后O2的吸收速率大于CO2的释放速率,说明种子进行呼吸作用的底物不只有糖类,可能有脂肪,因此,b点O2的吸收速率与CO2的释放速率相等时,种子进行有氧呼吸和无氧呼吸,D错误。
7.答案 (1)无氧呼吸 产生酒精的物质的量与产生CO2的物质的量相等 不会 (2)细胞质基质和线粒体基质 (3)1∶1
解析 (1)(2)酵母菌有氧呼吸不产生酒精,产生CO2和H2O,无氧呼吸产生酒精的量与CO2的量相等,且无氧呼吸的第二阶段不产生ATP。O2浓度为b时,酵母菌产生CO2的物质的量大于产生酒精的物质的量,说明此时酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则酵母菌产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质。(3)O2浓度为c时,酵母菌无氧呼吸产生的酒精是4 ml,则无氧呼吸消耗的葡萄糖是2 ml;酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是(16-4)÷6=2(ml)。
8.B 题述实验通过酵母菌细胞呼吸产生和消耗气体导致液面变化来探究酵母菌细胞呼吸的方式,该探究实验需要设置对照组,且无关变量需相同且适宜,A正确;酵母菌有氧呼吸消耗氧气量与产生二氧化碳量相等,而无氧呼吸不消耗O2,产生CO2,若30 min后液面没有变化,说明酵母菌只进行有氧呼吸,若酵母菌进行了无氧呼吸,液面应上升,B错误,C正确;可以利用题述装置设置几组温度不同的实验组,通过液面变化来探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度,D正确。
9.D 为排除物理因素对实验的影响,需用等量的浸泡过的死种子代替装置中的活种子设置对照组,A错误。种子有氧呼吸吸收氧气,释放CO2,题述装置中,KOH溶液可吸收CO2,若细胞进行有氧呼吸,会导致X侧液面升高,所以该装置可以测定有氧呼吸速率;无氧呼吸不吸收O2,产生的CO2可被KOH吸收,液面不会发生变化,所以该装置不能测定无氧呼吸速率,B错误。根据B选项的分析,无氧呼吸不会导致液面变化,因此,一定时间后X侧液面高度不再变化,说明种子有氧呼吸完全停止,但是无氧呼吸可能仍在进行,C错误。为排除微生物呼吸作用对实验结果的影响,需要先对种子进行消毒处理,D正确。
10.答案 (1)下降 酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳进入培养液,使培养液pH降低 (2)不添加NaCl (3)pH升高,与酵母菌无氧呼吸有关的酶的活性降低 (4)左 酵母菌只进行无氧呼吸 新增一组装置,将装置中的NaOH溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同
解析 (1)(2)(3)酵母菌在无氧条件下会产生酒精和CO2,CO2进入培养液生成碳酸,使培养液pH降低,pH会影响酶的活性。图1中随着NaCl溶液浓度的增大,气体产生速率降低,说明NaCl抑制了酵母菌的无氧呼吸。(4)酵母菌以葡萄糖为底物进行有氧呼吸时,O2消耗量和CO2释放量相等;无氧呼吸时不吸收氧气,但释放CO2。NaOH溶液可吸收CO2,若瓶中酵母菌只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸吸收O2会使瓶内气体体积减小,红色液滴向左移动;若红色液滴不移动,说明酵母菌进行的是无氧呼吸。若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,需新增一组装置,将装置中的NaOH溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同。若新增装置中液滴不移动,题图示装置中液滴左移,则说明酵母菌只进行有氧呼吸。装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
A
加入240 mL的葡萄糖溶液
加入10 g活性干酵母
①
B
加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
②
加入石蜡油,铺满液面
装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
C
加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
加入10 g无活性的干酵母
加入石蜡油,铺满液面
O2浓度
a
b
c
d
产生CO2物质的量(ml)
9
12.5
16
30
产生酒精物质的量(ml)
9
6.5
4
0
红色液滴移动情况
向① 移动
不移动
结论
酵母菌进行有氧呼吸,同时可能进行无氧呼吸
②
细胞呼吸方式
数量关系
有氧呼吸
O2消耗量=CO2释放量
产生酒精的无氧呼吸
不消耗O2,释放CO2,
CO2释放量=酒精产生量
产生乳酸的无氧呼吸
不消耗O2,不释放CO2
【基础练习】
1.探究酵母菌有氧条件下呼吸方式的装置是 ( )
A.丙、甲、乙 B.甲、乙 C.丁、乙、丙 D.丙、丁
2.下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述,正确的是 ( )
A.选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧型细菌
B.该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式,其中有氧条件下为实验组,无氧条件下为对照组
C.在检测酒精产生时应延长培养时间以耗尽培养液中的葡萄糖
D.在测定无氧呼吸时锥形瓶中加入酵母菌培养液后应立即连通盛有澄清石灰水的锥形瓶
3.某兴趣小组拟采用如图所示的装置对酵母菌的呼吸方式进行探究。下列叙述错误的( )
A.本实验为对比实验,甲、乙组均为实验组
B.培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果无影响
C.短期内,甲组注射器活塞上移
D.一段时间后,取甲组培养液的滤液加入含浓硫酸的重铬酸钾溶液,溶液变成灰绿色
4.为了探究酵母菌的呼吸方式,有人设计了如图所示的实验装置。有关叙述正确的是( )
A.可以用酸性重铬酸钾溶液检测丁试管中是否有酒精
B.若向乙试管和丙试管中加入酸性重铬酸钾溶液,则丙试管内的溶液会变黄
C.向甲、丁中加入溴麝香草酚蓝溶液,可根据溶液变黄所需时间检测CO2的产生速率
D.若甲和丁试管中溶液都变浑浊,则该实验不能判断酵母菌的呼吸方式
5.如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置验证酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具:保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
(1)取A、B两装置设计实验如表,请补充表中内容:
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ,这是控制实验的 变量。
(3)某同学在A和B装置的基础上设置了C组装置,如下表,该装置与 装置形成对照,目的是 。
(4)实验结果:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,装置A、B、C温度大小关系
是 (用“<、=、>”表示)。
(5)一段时间后,从B装置取酵母菌滤液,向其中滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液,溶液会变成 色,导致重铬酸钾颜色发生变化的物质是 。
【有氧呼吸】
6.用含18O的葡萄糖跟踪真核细胞有氧呼吸过程的氧原子,则18O转移的途径是 ( )
A.葡萄糖→丙酮酸→氧 B.葡萄糖→氧→水
C.葡萄糖→丙酮酸→水 D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
7.将酵母菌破碎后进行离心处理,然后在有氧的条件下进行以下模拟实验,最终能通过细胞呼吸产生CO2和H2O的试管是 ( )
A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.丙、丁
8.如图是真核细胞有氧呼吸的基本过程。下列说法正确的是 ( )
A.过程①和②发生的场所是细胞质基质 B.在氧气充足的条件下才能进行过程①
C.过程②产生的ATP比过程③多 D.图中的[H]在线粒体内膜被消耗
9.用2,4-二硝基苯酚(DNP)处理小麦种子,种子释放的热量比处理前多。已知DNP作用于细胞的线粒体内膜,推测下列过程中受到抑制的是 ( )
A.[H]与O2结合 B.丙酮酸的分解 C.CO2的产生 D.ATP的合成
10.如图是真核细胞有氧呼吸的过程图解,据图回答:
(1)真核细胞有氧呼吸是从 的氧化分解开始的,全过程分为 个阶段,其中第一阶段发生的场所是 。
(2)真核细胞有氧呼吸过程中,进入线粒体的呼吸底物是 ;释放的CO2是在第 阶段 (场所)产生的;H2O是在第 阶段 (场所)形成的;产生能量最多的是第 阶段。
(3)真核细胞有氧呼吸中O2的作用是 ,写出有氧呼吸的总反应式: 。
第2课时 细胞呼吸的类型及应用
【基础练习】
1.在细胞呼吸过程中有CO2放出时,则可判断此过程 ( )
A.是无氧呼吸B.是有氧呼吸 C.不是乳酸发酵D.不是酒精发酵
2.利用酵母菌酿酒时,早期阶段先通气,酵母菌大量增殖,增加菌体数量;酿酒阶段密封,产生酒精。下列关于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的叙述正确的是 ( )
A.有氧呼吸过程中能量主要以热能散失,无氧呼吸过程中能量大部分储存在酒精中
B.有氧呼吸没有[H]的积累,无氧呼吸有[H]的积累
C.有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行
D.有氧呼吸能产生CO2,无氧呼吸不能产生CO2
3.马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述错误的是 ( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸时伴随着大量ATP的生成
C.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制酸味的产生
D.马铃薯块茎储藏库中温度的适当降低会抑制酸味的产生
4.如图是真核生物细胞呼吸过程的图解,①②③④⑤表示相关过程,其中能产生ATP和NADH的过程依次是 ( )
A.①④⑤;①④ B.①②③;④⑤ C.①④⑤;① D.①②③④⑤;①④
5.如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是 ( )
A.人在马拉松比赛中细胞呼吸产生的CO2量多于吸收的O2量
B.物质a、b、c、d分别为水、CO2、酒精、乳酸
C.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量可分为3条去路
D.有氧呼吸和无氧呼吸是两个完全不相同的过程
6.下图为细胞在密闭容器内氧化分解葡萄糖过程中呼吸速率的变化情况。相关叙述正确的是 ( )
A.若为酵母菌,0~8 h容器内的水由于细胞呼吸消耗而不断减少
B.若为肌细胞,6 h后开始产生酒精,6~10 h酒精产生速率逐渐增大
C.若为根细胞,0~6 h容器内压强不断增大,在6 h时达到最大值
D.若为酵母菌,9 h取容器内的液体用酸性重铬酸钾溶液检测出现灰绿色
7.人们经常根据生产生活的需要,控制细胞呼吸的强度和类型。有关细胞呼吸的叙述中,错误的是 ( )
A.睡前刷牙,可以避免乳酸菌等无氧呼吸产生酸性物质导致牙齿损坏
B.在通气的情况下,酵母菌可以利用麦芽、葡萄等原材料酿酒
C.袋装酸奶出现胀袋现象,说明酸奶已被产气微生物污染,不可饮用
D.提倡进行慢跑等有氧运动,可避免人体因剧烈运动而产生大量乳酸
8.农田土壤板结时,会因土壤中空气不足影响作物根系的生长,故需要及时松土透气。下列叙述错误的是 ( )
A.土壤板结后,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用增强
B.土壤板结后,作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小
C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长
D.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,提高土壤无机盐含量
9.某果农将广柑储藏于密闭的土窑中,可以储藏4~5个月;某地利用大窑套小窑的办法,可使黄瓜储存期达到3个月。以上方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”的分析错误的是 ( )
A.在密闭环境中,CO2浓度越高,储藏效果越好
B.在自体保藏法中如能控温在1~5 ℃,储藏时间会更长
C.自体保藏法是一种简便的果蔬储藏法,但其易受外界环境的影响
D.自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的CO2抑制自身的呼吸作用
10.草莓果实含有多种有机物且含水量高,深受人们的喜爱。为了在运输途中做好草莓果实的保鲜,某生物研究小组探究了不同储藏温度对草莓果实呼吸作用强度的影响,结果如图。
回答下列问题:
(1)该实验根据CO2使 溶液由蓝变绿再变黄所需时间的长短为检测指标,检测呼吸作用强度,但不能用有CO2的释放作为判断草莓果实细胞呼吸类型的指标,理由是 。
(2)研究表明,随储藏温度的升高,草莓果实的鲜重逐渐下降,原因是 。
(3)利用细胞呼吸的原理,请提出有利于草莓果实物流的措施 (答出两条即可)。
(4)另一研究小组通过查阅资料发现:用一定的低温处理果实可以延迟果实在常温保鲜过程中的后熟作用(由采收成熟度向食用成熟度过度的过程),从而延长保鲜时间,这种低温效应称为“冷激反应”。为探究草莓果实保鲜技术,请根据以上信息拟定一个探究实验,并简要说明实验思路。
实验目的: 。
实验思路: 。
【能力提升】
1.如图表示某些因素对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述正确的是 ( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度为40%时,四种温度下有氧呼吸速率的主要限制因素都是温度
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度是30 ℃
D.c点时,将O2浓度增加到60%,比升高15 ℃更有利于有氧呼吸
2.氰化物是一种致死速度较快的毒性物质,该物质在动物体内会阻断有氧呼吸过程中水的生成,同时也会使无氧呼吸强度增强。植物体存在一种特殊酶,能抵抗氰化物对呼吸作用的干扰,但该酶会降低ATP的合成率。下列叙述错误的是 ( )
A.氰化物对动物有氧呼吸生成水的过程的抑制作用发生在线粒体内膜
B.氰化物会使动物体内的乳酸增多,从而影响正常生命活动
C.植物体的这种特殊酶会使植物体内呼吸作用产生更多的热能
D.植物体的这种特殊酶能在细胞呼吸的各个阶段发挥作用
3.甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:
甲 乙 丙
(1)图甲中O2浓度大于M,CO2释放量不再继续增加的内因是 。
(2)图乙所示细胞的呼吸方式最可能是 ,如果呼吸强度不能用CO2释放量表示,原因是 ,对于人体来说, 细胞的呼吸方式与此相类似。
(3)若图丙中YZ∶ZX=3∶1,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比是 ;图丙中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳氧浓度为 点。
【根据细胞反应式判断细胞呼吸类型】
4.以葡萄糖为呼吸底物时,在不同的条件下,不同生物细胞呼吸作用方式不同。下列对呼吸作用有关的判断不正确的是 ( )
A.若二氧化碳的释放量多于酒精的产生量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
B.若二氧化碳的释放量多于氧气消耗量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C.若二氧化碳释放量等于氧气消耗量,则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
D.若既不释放二氧化碳,也不消耗氧气,则说明该细胞已经死亡
5.图为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系曲线。下列说法正确的( )
A.ab段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
B.运动强度大于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C.bd段无氧呼吸时,有机物中的能量大部分以热能形式散失
D.若运动强度长期超过c,会因为乳酸大量积累而肌肉酸胀乏力
6.细胞呼吸过程中产生的还原氢能将无色的TTC还原为红色的TTF。在油料作物种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关说法错误的是 ( )
A.12~24 h种子以无氧呼吸为主 B.CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液
C.可以使用TTC鉴定种子生命力 D.b点时种子只进行有氧呼吸
7.有一瓶混有酵母菌和足量葡萄糖的培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生酒精和CO2的量如表所示。
(1)O2浓度为a时,酵母菌的呼吸方式为 ,判断依据是 ,此时酵母菌细胞消耗[H]的过程 (填“会”或“不会”)伴随着ATP的生成。
(2)O2浓度为b时,酵母菌细胞产生CO2的场所有 。
(3)O2浓度为c时,酵母菌细胞有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比为 。
【根据实验装置判断细胞呼吸类型】
8.某生物实验小组为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计了如图所示的实验装置。实验中,先向气球中加入10 mL 酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有20 ℃温水的烧杯中。再将整个装置置于20 ℃的恒温水浴中,记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法不正确的是 ( )
A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B.若30 min后液面没有变化,则酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸
C.若酵母菌进行了无氧呼吸,则液面应该上升
D.该装置还可以用来探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度
9.如图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。在一次测量种子呼吸强度的实验中,实验开始时U形管X侧与Y侧的液面相平,然后每隔半小时利用标尺量出X侧管内的液面高度,以下关于该实验的分析正确的是 ( )
A.为排除物理因素对实验的影响,需用等量清水代替氢氧化钾溶液作对照
B.此实验的目的是测定种子萌发时有氧呼吸及无氧呼吸的速率
C.一定时间后X侧液面高度不再变化说明种子细胞呼吸完全停止
D.实验所用种子应先进行消毒处理
10.酵母菌是常用的酿酒微生物。为了优化酿酒工艺,某兴趣小组探究不同浓度的NaCl溶液、pH对酵母菌无氧呼吸强度的影响。回答下列问题。
(1)在适宜浓度的葡萄糖溶液中加入酵母菌,无氧条件下培养一段时间后,培养液的pH会 ,原因是 。
(2)不同浓度的NaCl溶液对酵母菌无氧呼吸强度的影响如图1所示。由图分析得知,配制酵母菌培养液时,最好的做法是 。
图1
(3)探究pH对酵母菌无氧呼吸强度影响的实验中,把溶液pH由4.0提高到6.0,酵母菌的无氧呼吸速率明显下降,最可能的原因是 。
(4)如图2是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,在实验过程中酵母菌始终保持活性(培养液中的有机物是葡萄糖,忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。请据图补充表中内容。
图2
③若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,应如何完善实验设计? 。
5.3 细胞呼吸的原理和应用 课时练习答案
第1课时 探究酵母菌细胞呼吸的方式及有氧呼吸
【基础练习】
1.A 甲和丁为酵母菌培养液,但甲通气,用于探究有氧呼吸,乙密闭,用于探究无氧呼吸;乙中澄清石灰水的作用是检测细胞呼吸产生的二氧化碳;丙中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳,因此探究酵母菌有氧条件下呼吸方式的装置是丙、甲、乙,故选A。
2.C 酵母菌是真菌,A错误;题述实验通过设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌细胞的呼吸方式,进行的是对比实验,有氧条件和无氧条件都是实验组,B错误;由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖,C正确;在测定无氧呼吸时,盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,以耗尽盛有酵母菌培养液的锥形瓶中的氧气,D错误。
易错分析 对比实验≠空白对照实验
对比实验是指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析来探究某种因素对实验对象的影响,对比实验中没有空白对照组,均为实验组,多个实验组相互对照。
3.B 题述实验通过甲、乙两组对比来探究酵母菌细胞呼吸的方式,甲、乙组均为实验组,培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果有影响,需保持相同且适宜,A正确,B错误。甲组脱气后培养,酵母菌进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精,甲组注射器活塞将上移,酒精能与酸性重铬酸钾溶液反应,使溶液变成灰绿色,C、D正确。
4.C 丙试管中用石蜡油封口,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,但酒精不会进入丁试管,A错误;酸性重铬酸钾溶液与酒精反应会变成灰绿色,向乙试管和丙试管中加入酸性重铬酸钾溶液,则丙试管内的溶液会变成灰绿色,乙试管中的酵母菌进行有氧呼吸,产物没有酒精,乙试管中的溶液不会变成灰绿色,B错误;在加入等量呼吸底物的情况下,酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2,但速率不同,甲和丁两支试管加入溴麝香草酚蓝溶液后都会变黄,但有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快,因此,甲试管中溶液变黄的速度比乙快,C正确;酵母菌有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快,同一时刻甲和丁两个试管浑浊的程度不同,可依据澄清石灰水变浑浊的程度判断酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸,D错误。
5.答案 (1)不加入石蜡油 加入10 g活性干酵母 (2)去除氧气 自 (3)B 排除无关因子对温度变化的干扰 (4)A>B>C (5)灰绿 酒精
解析 题述实验的目的是验证酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况,自变量是有无氧气,因变量是酵母菌细胞呼吸的方式(通过保温瓶的温度变化来体现,呼吸底物相同时,有氧呼吸比无氧呼吸释放出的热量多),无关变量需相同且适宜。设计实验时应遵循单一变量原则和对照原则等。(3)C组装置中方法步骤一和方法步骤三与装置B一致,自变量是酵母菌的活性,则C组装置的目的是排除无关因子对温度变化的干扰。(4)呼吸底物相同时,酵母菌有氧呼吸比无氧呼吸释放的热量多,装置C没有活的酵母菌,不进行细胞呼吸,则装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。(5)B装置的酵母菌进行无氧呼吸产生了CO2和酒精,酸性重铬酸钾溶液与酒精反应,会从橙色变成灰绿色。
6.D 由真核细胞有氧呼吸过程中的物质变化可知,葡萄糖中的氧原子通过有氧呼吸的第一阶段进入丙酮酸,然后通过有氧呼吸的第二阶段进入二氧化碳,即D正确。
7.B 甲试管中,葡萄糖不能进入线粒体被分解,试管中不能发生有氧呼吸过程产生CO2和H2O;乙试管中,丙酮酸可在线粒体中被分解,试管中发生有氧呼吸第二、三阶段,产生CO2和H2O;丙试管中,未离心处理的酵母菌中包含细胞质基质和线粒体,可进行有氧呼吸全过程,产生CO2和H2O;丁试管中有细胞质基质没有线粒体,只能进行有氧呼吸第一阶段,不能产生CO2和H2O。
易错分析 葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解。葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸在有氧条件下进入线粒体被氧化分解为CO2和H2O。
8.D 由题图可知,甲代表丙酮酸,乙代表[H],丙和丁代表H2O。过程①为有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质,过程②为有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质,过程③为有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜,A错误;过程①不需要氧气参与,其发生与是否处在氧气充足条件下无关,B错误;有氧呼吸第二阶段产生少量ATP,有氧呼吸第三阶段产生大量ATP,C错误;图中的[H]在线粒体内膜与O2结合生成H2O,D正确。
特别提醒 某些原核生物无线粒体,但可进行有氧呼吸,如醋酸菌、蓝细菌,其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
9.D DNP作用于细胞的线粒体内膜,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,有氧呼吸第三阶段是[H]经过一系列化学反应,与氧结合生成水,同时释放出大量的能量。加入DNP后,种子释放的热量比处理前多,说明第三阶段释放的能量更多以热能形式散失,用于合成ATP的能量减少,故选D。
特别提醒 有氧呼吸每个阶段都能释放能量,释放的能量大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP。有氧呼吸第三阶段释放能量最多,合成ATP最多。
10.答案 (1)葡萄糖 三 细胞质基质 (2)丙酮酸 二 线粒体基质 三 线粒体内膜 三 (3)与[H]结合生成H2O,产生大量的能量 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
解析 真核细胞有氧呼吸的过程分为三个阶段。第一阶段发生在细胞质基质中,1分子葡萄糖被氧化分解为2分子丙酮酸,同时生成少量的[H]并释放少量能量;第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸和水被彻底氧化分解产生CO2,同时生成[H]并释放少量能量;第三阶段发生在线粒体内膜上,[H]和O2结合生成H2O,同时释放大量能量。
第2课时 细胞呼吸的类型及应用
【基础练习】
1.C 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸(酒精发酵)都会产生CO2,乳酸发酵时产生乳酸不产生CO2,C正确。
2.A 有氧呼吸过程中能量主要以热能散失,无氧呼吸过程中有机物分解不彻底,大部分能量储存在酒精中没有释放出来,A正确;有氧呼吸前两个阶段产生的[H]经过一系列反应与O2结合生成水,无氧呼吸第一阶段产生的[H]在第二阶段被消耗,B错误;有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,第二、三阶段在线粒体中进行,无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行,C错误;酵母菌有氧呼吸能产生CO2和H2O,无氧呼吸能产生酒精和CO2,D错误。
3.B 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,葡萄糖被分解成丙酮酸,生成少量ATP;第二阶段丙酮酸转化成乳酸,无ATP生成,A正确,B错误。马铃薯块茎储藏库中,氧气浓度升高会抑制细胞的无氧呼吸,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,则会抑制酸味的产生,C正确。马铃薯块茎储藏库中,温度适当降低会使与细胞无氧呼吸有关的酶的活性降低,抑制细胞的无氧呼吸,从而抑制酸味的产生,D正确。
4.A 真核生物细胞呼吸过程中能产生ATP的过程为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段(①)、有氧呼吸的第二、三阶段(④⑤);真核生物细胞呼吸过程中能产生NADH([H])的过程为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段(①)、有氧呼吸的第二阶段(④),A符合题意。
5.C 人体细胞和酵母菌细胞有氧呼吸产生CO2和H2O,而人体细胞无氧呼吸产生乳酸,酵母菌细胞无氧呼吸产生酒精和CO2,物质b在酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸中均产生,为CO2,则条件Y为有氧气,X为无氧气,物质a为H2O,c为乳酸,d为酒精。以葡萄糖为呼吸底物时,人有氧呼吸O2消耗量=CO2产生量,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,故马拉松比赛中,人细胞呼吸产生的CO2量等于吸收的O2量,A错误;酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中能量的去路有3条:储存于酒精中、储存于ATP中、以热能形式散失,C正确;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的,其他阶段不同,D错误。
归纳总结 细胞呼吸过程葡萄糖中能量的去向
6.D 图示分析:0~6 h,细胞只进行有氧呼吸;6~8 h,细胞同时进行无氧呼吸和有氧呼吸,但有氧呼吸速率逐渐降低,无氧呼吸速率逐渐增加;8~10 h,细胞只进行无氧呼吸,且无氧呼吸速率快速增加。若为酵母菌,0~8 h酵母菌主要进行有氧呼吸,有氧呼吸产生的水比消耗的水多,所以容器内的水由于细胞呼吸而增多,A错误;若为肌细胞,6 h后肌细胞开始进行无氧呼吸,肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸,不产生酒精,B错误;若为根细胞,0~6 h根细胞只进行有氧呼吸,细胞吸收氧气的量和释放二氧化碳的量相等,所以容器内压强不变,C错误;若为酵母菌,6 h后酵母菌开始进行无氧呼吸产生酒精,所以9 h取容器内的液体用酸性重铬酸钾溶液检测出现灰绿色,D正确。
7.B 酵母菌无氧呼吸会产生酒精,在通气的情况下,酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖,不产生酒精,B错误;酸奶由乳酸菌无氧发酵获得,乳酸菌无氧呼吸不产生气体,若袋装酸奶出现胀袋,说明酸奶可能已被其他产气微生物污染,不可饮用,C正确;进行慢跑等有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸大量积累会使肌肉酸胀无力,D正确。
8.A 土壤板结后,氧气浓度低,根细胞有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用减弱,在细胞质基质中的氧化分解作用增强,无氧呼吸产生的ATP较少,因此ATP与ADP的转化速率减小,A错误,B正确;有氧呼吸需要氧气参与,及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长,C正确;好氧细菌在有氧环境中生长繁殖,松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,提高土壤无机盐含量,D正确。
9.A 密闭环境中,CO2浓度很高的时候,细胞进行很强的无氧呼吸,消耗大量有机物,A错误;适当降低温度,可以抑制细胞的呼吸作用,降低有机物的消耗,B正确;自体保藏法简便,但没有严格控制条件,易受外界环境的影响,C正确。
10.答案 (1)溴麝香草酚蓝 草莓果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2 (2)随着温度的升高,草莓果实有机物氧化分解加快,水分散失增多 (3)适当降低温度(零上低温);通入CO2或N2,减少氧气含量等 (4)探究低温处理时间对草莓果实后熟时间的影响(或探究不同温度的低温对草莓果实后熟时间的影响) 将草莓果实平均分成若干组,一组不做低温处理,其他组分别用相同低温处理不同时间,记录不同组草莓果实后熟所需要的时间(其他思路合理、对应目的也可)
解析 (1)CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,根据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色所需时间的长短,可以检测草莓果实细胞呼吸作用强度;但草莓果实有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,故不能用有CO2的释放作为判断草莓果实细胞呼吸类型的指标。(2)由图示可知,随着温度的增加,草莓果实细胞呼吸强度增加,则消耗有机物增多,水分散失增多,故随储藏温度和时间的增加,草莓果实的鲜重逐渐下降。(3)温度可通过影响酶的活性来影响呼吸强度进而影响草莓果实有机物的消耗,需要设法降低细胞呼吸强度;结合图示可知,适当降低温度(零上低温)有利于草莓果实物流。氧气作为有氧呼吸的反应物,可通过减少氧气的含量来降低呼吸强度;二氧化碳作为细胞呼吸的产物,适当增加二氧化碳的浓度可抑制呼吸作用的进行;适宜的湿度环境可降低草莓果实水分的散失。
【能力提升】
1.A O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生[H]的场所只有细胞质基质,A正确;由题图可知,O2浓度为40%时,在30 ℃和35 ℃条件下,随着氧浓度的增加,一段时间内有氧呼吸的速率还在增加,此时限制有氧呼吸速率的主要因素是氧浓度,B错误;由题图可知,细胞有氧呼吸的最适温度为30 ℃左右,不一定就是30 ℃,应缩小温度范围进一步进行探究,C错误;由图可知,c点时,与O2浓度增加到60%相比,升高15 ℃(即温度为30 ℃)时的有氧呼吸速率增加更大,因此升高15 ℃(即温度为30 ℃)更有利于有氧呼吸,D错误。
2.D 氰化物阻断动物体内有氧呼吸过程中水的生成,动物细胞有氧呼吸过程中水的生成发生在第三阶段,场所是线粒体内膜,A正确;氰化物会使无氧呼吸强度增强,导致动物体内的乳酸增多,乳酸含量过多会影响正常生命活动,B正确;植物体内的这种特殊酶会使植物细胞呼吸作用中ATP的合成率降低,导致有机物中的化学能更多的转化为热能,C正确;有氧呼吸的三个阶段都产生ATP,而无氧呼吸的第一阶段产生ATP,第二阶段不产生ATP,植物体内这种特殊酶的作用为降低ATP的合成率,因此该酶并不能在细胞呼吸的各个阶段都发挥作用,D错误。
3.答案 (1)呼吸酶的数量有限 (2)无氧呼吸 该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳 成熟的红 (3)1∶9 H
解析 (1)图甲中B点时O2浓度为0,则CO2由无氧呼吸产生,当O2浓度大于M后,CO2释放量不再增加的内因是呼吸酶数量有限。(2)图乙中细胞呼吸强度与O2浓度无关,为无氧呼吸。若呼吸强度不能用CO2的释放量表示,只可能是因为该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳,而产生乳酸。对于人体来说,成熟的红细胞只能进行产生乳酸的无氧呼吸。(3)图丙中YZ是无氧呼吸释放的CO2量,ZX是有氧呼吸释放的CO2量,若无氧呼吸释放的CO2量∶有氧呼吸释放的CO2量=3∶1,根据细胞呼吸反应式(产生酒精的无氧呼吸中,葡萄糖消耗量∶CO2释放量=1∶2;有氧呼吸中,葡萄糖消耗量∶CO2释放量=1∶6)可知,无氧呼吸共消耗3/2单位葡萄糖,有氧呼吸共消耗1/6单位葡萄糖,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比=1/6∶3/2=1∶9;图丙中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳O2浓度为H点,此时总呼吸作用最弱,消耗的有机物最少。
4.D 以葡萄糖为底物时,根据细胞呼吸反应式可知:
若既不消耗O2也不释放CO2,有可能是进行产生乳酸的无氧呼吸,也可能是该细胞已经死亡,D错误。
5.D 分析题图:ab段,O2消耗速率逐渐升高,而血液中的乳酸含量保持相对稳定,说明此时细胞进行有氧呼吸;bc段,O2消耗速率逐渐升高,血液中乳酸含量也有所升高,说明此时细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;cd段,O2消耗速率不变(仍消耗O2),血液中的乳酸含量逐渐升高,说明此时细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,且无氧呼吸的强度不断加大,A错误。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,有氧呼吸过程中O2消耗量与CO2的产生量相等,因此任何运动强度下,肌肉细胞CO2的产生量都等于O2消耗量,B错误。无氧呼吸过程有机物氧化分解不彻底,释放的能量少,大部分能量存留在不彻底的氧化产物乳酸中,C错误。如果运动强度长期超过c,血液中乳酸大量积累,会使肌肉酸胀乏力,D正确。
6.D 据图可知,在12~24 h,种子的CO2释放速率较O2吸收速率快,且O2吸收速率相对稳定,但CO2释放速率在逐渐增大,表明此时种子主要进行无氧呼吸,A正确;CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,因此,CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液,B正确;由题意可知,细胞呼吸过程中产生的还原氢能将无色的TTC还原为红色的TTF,活细胞可以发生该颜色反应,而死细胞不可以,故可以使用TTC鉴定种子生命力,C正确;b点后O2的吸收速率大于CO2的释放速率,说明种子进行呼吸作用的底物不只有糖类,可能有脂肪,因此,b点O2的吸收速率与CO2的释放速率相等时,种子进行有氧呼吸和无氧呼吸,D错误。
7.答案 (1)无氧呼吸 产生酒精的物质的量与产生CO2的物质的量相等 不会 (2)细胞质基质和线粒体基质 (3)1∶1
解析 (1)(2)酵母菌有氧呼吸不产生酒精,产生CO2和H2O,无氧呼吸产生酒精的量与CO2的量相等,且无氧呼吸的第二阶段不产生ATP。O2浓度为b时,酵母菌产生CO2的物质的量大于产生酒精的物质的量,说明此时酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则酵母菌产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质。(3)O2浓度为c时,酵母菌无氧呼吸产生的酒精是4 ml,则无氧呼吸消耗的葡萄糖是2 ml;酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是(16-4)÷6=2(ml)。
8.B 题述实验通过酵母菌细胞呼吸产生和消耗气体导致液面变化来探究酵母菌细胞呼吸的方式,该探究实验需要设置对照组,且无关变量需相同且适宜,A正确;酵母菌有氧呼吸消耗氧气量与产生二氧化碳量相等,而无氧呼吸不消耗O2,产生CO2,若30 min后液面没有变化,说明酵母菌只进行有氧呼吸,若酵母菌进行了无氧呼吸,液面应上升,B错误,C正确;可以利用题述装置设置几组温度不同的实验组,通过液面变化来探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度,D正确。
9.D 为排除物理因素对实验的影响,需用等量的浸泡过的死种子代替装置中的活种子设置对照组,A错误。种子有氧呼吸吸收氧气,释放CO2,题述装置中,KOH溶液可吸收CO2,若细胞进行有氧呼吸,会导致X侧液面升高,所以该装置可以测定有氧呼吸速率;无氧呼吸不吸收O2,产生的CO2可被KOH吸收,液面不会发生变化,所以该装置不能测定无氧呼吸速率,B错误。根据B选项的分析,无氧呼吸不会导致液面变化,因此,一定时间后X侧液面高度不再变化,说明种子有氧呼吸完全停止,但是无氧呼吸可能仍在进行,C错误。为排除微生物呼吸作用对实验结果的影响,需要先对种子进行消毒处理,D正确。
10.答案 (1)下降 酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳进入培养液,使培养液pH降低 (2)不添加NaCl (3)pH升高,与酵母菌无氧呼吸有关的酶的活性降低 (4)左 酵母菌只进行无氧呼吸 新增一组装置,将装置中的NaOH溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同
解析 (1)(2)(3)酵母菌在无氧条件下会产生酒精和CO2,CO2进入培养液生成碳酸,使培养液pH降低,pH会影响酶的活性。图1中随着NaCl溶液浓度的增大,气体产生速率降低,说明NaCl抑制了酵母菌的无氧呼吸。(4)酵母菌以葡萄糖为底物进行有氧呼吸时,O2消耗量和CO2释放量相等;无氧呼吸时不吸收氧气,但释放CO2。NaOH溶液可吸收CO2,若瓶中酵母菌只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸吸收O2会使瓶内气体体积减小,红色液滴向左移动;若红色液滴不移动,说明酵母菌进行的是无氧呼吸。若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,需新增一组装置,将装置中的NaOH溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同。若新增装置中液滴不移动,题图示装置中液滴左移,则说明酵母菌只进行有氧呼吸。装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
A
加入240 mL的葡萄糖溶液
加入10 g活性干酵母
①
B
加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
②
加入石蜡油,铺满液面
装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
C
加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
加入10 g无活性的干酵母
加入石蜡油,铺满液面
O2浓度
a
b
c
d
产生CO2物质的量(ml)
9
12.5
16
30
产生酒精物质的量(ml)
9
6.5
4
0
红色液滴移动情况
向① 移动
不移动
结论
酵母菌进行有氧呼吸,同时可能进行无氧呼吸
②
细胞呼吸方式
数量关系
有氧呼吸
O2消耗量=CO2释放量
产生酒精的无氧呼吸
不消耗O2,释放CO2,
CO2释放量=酒精产生量
产生乳酸的无氧呼吸
不消耗O2,不释放CO2
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