人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第3节 细胞呼吸的原理和应用第2课时学案设计

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一、无氧呼吸
1．无氧呼吸的场所：细胞质基质。
2．无氧呼吸的过程
(1)第一个阶段：与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
(2)第二个阶段：丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。
注意：无氧呼吸第二阶段不释放能量。
3．无氧呼吸的类型及反应式
4．无氧呼吸的概念：指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
5．细胞呼吸的概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
判断正误
(1)细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来( )
(2)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累( )
(3)水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳( )
(4)人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸( )
(5)和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
解析 (2)无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段丙酮酸的还原，没有积累。
(3)不是所有植物细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎等植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。
(4)人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，因此人体细胞产生二氧化碳只能通过有氧呼吸。
(5)无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量。
任务一：分析无氧呼吸的过程及其与有氧呼吸的比较
(一)分析无氧呼吸的过程
1．尝试写出无氧呼吸两个阶段的反应式
2.为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？(提示信息：已知细胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能运出细胞。)
提示 由于细胞中NAD＋的含量不多，随着NADH的积累，NAD＋逐渐被消耗。当NAD＋的含量很低时，细胞呼吸的第一阶段的过程就会停止，ATP的合成也会停止。因此为了保障通过细胞呼吸第一阶段的持续以获得ATP, NADH就要转化成NAD＋来实现循环利用，来自NADH中的氢就会被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能运出细胞的，如果持续积累，也会抑制细胞呼吸第一阶段的进行。
3．不同细胞无氧呼吸产物不同的直接原因是什么？
提示 不同细胞所具有的酶的种类不同，导致反应途径不同，产物也不同。
4．1 ml葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 ml葡萄糖在分解生成乳酸以后，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析，在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？
提示 无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存到乳酸或酒精中没有释放出来；而氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失。
5．骨骼肌中的丙酮酸被还原成乳酸，大部分从活跃的肌细胞中扩散到血液，然后又通过血液带回肝，在肝中重新转化成葡萄糖。从物质和能量角度解释乳酸在肝脏中重新转化成葡萄糖的意义是什么？
提示 减少机体内物质和能量的浪费，有机物和能量再次被利用。
6．请从竞争的角度思考，乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸的意义是什么？
提示 乳酸菌产生的乳酸排到外界环境中，会导致环境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在竞争中占据优势。
(二)比较有氧呼吸和无氧呼吸
列表比较有氧呼吸和无氧呼吸
“三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物)
(1)一看——反应物和产物
①消耗O2或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。
②产物中有酒精或乳酸，一定存在无氧呼吸。
(2)二看——物质的量的关系
根据CO2释放量与O2消耗量判断
①不消耗O2，释放CO2→只进行产酒精的无氧呼吸。
②不消耗O2，不释放CO2→只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。
③CO2释放量等于O2吸收量→只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸。
④CO2释放量大于O2吸收量→既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。
(3)三看——反应的场所
①真核细胞：若整个细胞呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。
②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断。
1．如图是真核生物的细胞呼吸过程图解，图中①～⑤表示代谢过程，X、Y代表物质。下列相关叙述错误的是( )
A．过程②和⑤分别发生在线粒体基质和细胞质基质
B．物质Y可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
C．图中能生成ATP的代谢过程有①③④⑤
D．人体细胞内⑤不能进行是因为缺少催化该过程的酶
答案 C
解析 物质Y为CO2，可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，B正确；有氧呼吸三个阶段以及无氧呼吸第一阶段都能产生ATP，故图中能生成ATP的代谢过程有①②③，C错误；人体细胞无氧呼吸产生乳酸，细胞内⑤不能进行是因为缺少催化该过程的酶，D正确。
2．(2023·江苏无锡高一期末)如图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化(均以葡萄糖为呼吸底物)。下列相关叙述不正确的是( )
A．图中氧浓度为a时只有无氧呼吸
B．图中氧浓度为b时，若CO2释放量为8 ml和O2吸收量为4 ml，则此时无氧呼吸消耗的有机物多
C．a、b、c、d四个浓度中，c是适合储藏苹果的氧浓度
D．图中氧浓度为d时有酒精产生
答案 D
解析 氧浓度为a时，只有CO2释放，只进行无氧呼吸，A正确；氧浓度为b时，若CO2释放量为8 ml和O2吸收量为4 ml，则有氧呼吸消耗的葡萄糖为4/6＝2/3 ml，无氧呼吸CO2释放量为4 ml，所以无氧呼吸消耗的葡萄糖为4/2＝2 ml，所以无氧呼吸消耗的有机物多，B正确；储藏苹果应减少有机物的消耗，所以应选择细胞呼吸最弱时储存，CO2产生量最少时细胞呼吸最弱，所以c是适合储藏苹果的氧浓度，C正确；氧浓度为d时O2吸收量等于CO2释放量，此时只进行有氧呼吸，所以没有酒精产生，D错误。
二、细胞呼吸原理的应用
1．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
2．酿酒时要先通气后密封，通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖，密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。
3．对花盆里的土壤经常进行松土透气。
4．粮食储藏需要的条件是(零上)低温、低氧和干燥；蔬菜、水果储藏的条件是(零上)低温、低氧和适宜的湿度。
判断正误
(1)用透气的消毒纱布包扎伤口，目的是保证伤口处细胞的有氧呼吸( )
(2)无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜( )
(3)及时排涝，能防止水稻根细胞受酒精毒害( )
答案 (1)× (2)× (3)√
解析 (1)用透气的消毒纱布包扎伤口，目的是抑制厌氧菌的细胞呼吸。
(2)无氧条件下细胞呼吸旺盛，零下低温又易使水果被冻坏，因此无氧和零下低温均不利于水果的保鲜。
任务二：氧气对细胞呼吸的影响
1．原理
由曲线判断O2浓度对无氧呼吸和有氧呼吸的影响分别是什么？
提示 随O2浓度的升高无氧呼吸逐渐减弱；在一定浓度范围内，随O2浓度的升高有氧呼吸逐渐增强。
2．实践应用
(1)在储藏蔬菜或水果时，为降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，储藏室内的氧气应调节到图中的B点所对应的浓度。
(2)为什么农业生产中要通过中耕松土，提高作物产量？
提示 松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长。
(3)我们天天吃的馒头松软可口，可是利用酵母发面时，面块开始硬，后来软，而且表面有水珠出现，你知道是什么原因吗？
提示 发面用的是酵母菌，在和面时加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大，所以馒头又松又软。表面由于氧气充足，酵母菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出现。
(4)在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。
①为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
提示 在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
②在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？
提示 密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自身的生命活动提供能量；产生的酒精能抑制其他细菌的生长，利于自身的繁殖。
影响细胞呼吸的因素及其应用
(1)内因
①遗传特性：不同种类的植物细胞呼吸速率不同。
实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
②生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同。
实例：幼苗期细胞呼吸速率高，成熟期细胞呼吸速率低。
③器官类型：同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同。
实例：生殖器官大于营养器官。
(2)外因
①温度
a．影响：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。
b．应用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(低温储存食品,大棚栽培在夜间和阴天适当降温,温水和面发得快))
②氧气
a．影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
Ⅰ.O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
Ⅱ.0Ⅲ.O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
Ⅳ.O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
b．应用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(中耕松土促进植物根部有氧呼吸,无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,低氧储存粮食、水果和蔬菜))
③水分
a．影响eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应,水作为生物化学反应的介质影响反应的进行,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢))
b．应用eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(粮食在入仓前要进行晾晒处理,干种子萌发前要进行浸泡处理))
④CO2
a．影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。如图：
b．应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
3．《齐民要术》中记载了利用荫坑储存葡萄的方法(如图所示)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间，增加了农民收益。下列叙述错误的是( )
A．荫坑和气调冷藏库的低温和低氧条件减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑中储存的果蔬，其线粒体内膜上的[H]与O2反应产生H2O，并释放能量
C．气调冷藏库中的低温条件可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，降低呼吸速率
D．储存水果时，荫坑和气调冷藏库中的CO2浓度增大，CO2全部来源于水果的细胞质基质
答案 D
解析 储存水果时，荫坑和气调冷藏库中的CO2浓度增大，CO2来源于水果的细胞质基质(无氧呼吸)和线粒体基质(有氧呼吸)，D错误。
4．如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述不正确的是( )
A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度
B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性
C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强
D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜
答案 C
解析 图乙中DE段无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐加强，C错误。
题组一 无氧呼吸
1．买罐头食品时，发现罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样。引起盖子鼓起最可能的原因是( )
A．需氧型细菌细胞呼吸，产生CO2和H2O
B．微生物细胞呼吸，产生CO2和C2H5OH
C．乳酸菌细胞呼吸，产生CO2和乳酸
D．酵母菌细胞呼吸，产生CO2和H2O
答案 B
解析 “罐头食品”意味着密闭体系、无氧环境，即进行无氧呼吸，“盖子鼓起”必然是因为生成气体导致罐头内压强增加所致，综合以上两点可知，引起盖子鼓起的原因应该是某种生物进行无氧呼吸产生气体即CO2所致。
2．(2023·河北邯郸高一期末)在植物细胞中，葡萄糖的分解过程如图所示，下列有关叙述正确的是( )
A．该过程发生在细胞质基质中
B．O2不足条件下不能进行该过程
C．图中产生的[H]用于有氧呼吸第二阶段反应
D．图中的ATP合成量小于ATP的分解量
答案 A
解析 图示过程为细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，该过程的发生与O2无关，A正确、B错误；有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段生成水，C错误；细胞呼吸第一阶段可以产生少量ATP，因此ATP合成量大于分解量，D错误。
3．如图为酒精发酵和乳酸发酵的过程示意图，下列相关叙述正确的是( )
A．植物细胞无氧呼吸产生酒精称为酒精发酵
B．图中NADH为还原型辅酶Ⅰ，在细胞质基质中被消耗
C．①过程中产生的能量大部分储存在ATP中
D．细胞的无氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行
答案 B
解析 发酵是微生物无氧呼吸的过程，而植物细胞无氧呼吸不能称为发酵，A错误；图中NADH为还原型辅酶Ⅰ，酒精发酵和乳酸发酵的场所是细胞质基质，该过程中的NADH的消耗发生在细胞质基质中，B正确；①过程为无氧呼吸第一阶段，该过程中产生的能量只是少部分储存在ATP中，C错误；细胞的无氧呼吸是在细胞质基质中进行的，D错误。
4．(2023·安徽淮北一中高一期末)如图表示人体内细胞呼吸的过程，下列叙述正确的是( )
A．②过程需要O2参与，不需要水参与，有水生成
B．只有①②过程有ATP生成，③过程无ATP生成
C．若不发生②过程，①过程产生的[H]将会在细胞中有所积累
D．人体剧烈运动时细胞主要通过分解乳酸获得能量
答案 B
解析 ②过程表示有氧呼吸的第二、三阶段，需要O2参与，也需要水参与，有水生成，A错误；③过程表示无氧呼吸第二阶段产生乳酸，该过程无ATP生成，B正确；若不发生②过程，会发生③过程，①过程产生的[H]会与丙酮酸在不同酶的催化作用下转化为乳酸，[H]不会在细胞中积累，C错误；人体剧烈运动时细胞主要通过有氧呼吸获得能量，无氧呼吸提供少部分能量，D错误。
题组二 细胞呼吸类型的判断
5．有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是( )
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧 ④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应
A．②③⑤ B．②④⑤
C．②③④ D．①②⑤
答案 B
解析 有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸都在细胞质基质中完成，①错误；有氧呼吸和无氧呼吸都需要酶的催化，②正确；无氧呼吸不需要消耗氧气，③错误；有氧呼吸能生成大量ATP，无氧呼吸能生成少量ATP，④正确；有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段完全相同，都生成丙酮酸，⑤正确。
6．(2023·广东清远高一期末)如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A．氧浓度为a时，只进行无氧呼吸，最适于储藏该植物器官
B．氧浓度为b时，若CO2全来自葡萄糖，则无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍
C．氧浓度为c时产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案 C
解析 氧浓度为a时，植物只进行无氧呼吸，会产生 CO2和酒精，且此时CO2释放量最大，因此在a浓度下不适于贮藏该植物器官，A错误；氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(8－3)÷2＝2.5，而有氧呼吸消耗葡萄糖的量为3÷6＝0.5，可见该浓度下，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，B错误；氧浓度为c时，CO2的产生量大于O2的吸收量，因此此时细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，且有氧呼吸和无氧呼吸的产物中均有CO2，因此，细胞呼吸产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质，C正确；氧浓度为d时，CO2的释放量等于O2的吸收量，植物只进行有氧呼吸，D错误。
题组三 细胞呼吸原理的应用
7．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．水稻的生产中应适时的露田和晒田，以增强根系的细胞呼吸
B．快速登山时，人体的能量供应主要来自无氧呼吸
C．人体细胞在进行无氧呼吸时只产生CO2，不消耗O2
D．荔枝在一定湿度、零下低温和无氧环境中，可延长保鲜时间
答案 A
解析 水稻生产中适时露田和晒田，可改善土壤通气条件，增强根系的细胞呼吸，A正确；快速登山时，人体的能量供应主要来自有氧呼吸，B错误；人体细胞在进行无氧呼吸时产生的是乳酸，不产生CO2，C错误；适宜的湿度能保证水果水分的充分储存，从而保证水果肉质鲜美；低温能降低细胞中酶的活性，使细胞代谢活动降低，有机物的消耗减少；低氧条件下，有氧呼吸较弱，又能抑制无氧呼吸，细胞代谢缓慢，有机物消耗少，所以一定湿度、零上低温、低氧环境有利于荔枝的保鲜，D错误。
8．(2023·山东菏泽高一期中)人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述不正确的是( )
A．消耗等量的葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少
B．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP
C．短跑时，快肌纤维产生大量乳酸和CO2，并引起肌肉酸胀感
D．慢跑时，慢肌纤维产生的ATP，主要来自线粒体的内膜
答案 C
解析 短跑时，快肌纤维进行无氧呼吸，产生大量乳酸，因而使肌肉产生酸胀感，快肌纤维无氧呼吸过程中不产生CO2，C错误。
9．(2023·江苏泰州高一期末)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．条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中能量的去向有3处
B．条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解并产生CO2和水
C．O2不足时，人体肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量
D．人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸，皆属于兼性厌氧型生物
答案 A
解析 条件X下酵母菌进行无氧呼吸，有机物不能彻底氧化分解，所以葡萄糖中能量的去向有3处，即储存在酒精中、以热能形式散失、储存在ATP中，A正确；条件Y下，细胞进行有氧呼吸，葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸，然后丙酮酸在线粒体中被分解并产生CO2和水，B错误；由于人体肌细胞无氧呼吸只能产生乳酸，所以O2不足时，人体肌细胞产生的CO2量仍等于O2的消耗量，C错误；人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸，但人属于需氧型生物，酵母菌属于兼性厌氧型生物，D错误。
10．(2023·福建厦门高一期末)长期浸水会导致树根变黑腐烂，树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A．Ⅰ阶段根细胞的有氧呼吸速率下降
B．Ⅱ阶段根细胞的有氧呼吸速率上升
C．Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段相同
D．细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点
答案 A
解析 Ⅰ阶段，因为长期浸水土壤中氧气浓度降低，细胞有氧呼吸的速率下降，A正确；Ⅱ阶段，氧气浓度进一步降低，对无氧呼吸的抑制作用减弱，细胞的无氧呼吸速率上升，B错误；Ⅰ阶段呼吸速率下降是因为氧气浓度降低，有氧呼吸速率降低和无氧呼吸因为氧气存在受抑制，Ⅲ阶段呼吸速率下降是因为无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用，二者下降的主要原因不同，C错误；a点氧气浓度高于b点，有氧呼吸强度比b点大，D错误。
11．金鱼有相对较强的耐缺氧能力，这是因为金鱼具有如图所示的代谢途径，其中②表示细胞呼吸第一阶段。下列叙述正确的是( )
A．“物质 X”是丙酮酸，过程②需要 O2的参与
B．过程③和⑤的产物不同是因为酶种类不同
C．向金鱼的培养液中加入酸性的重铬酸钾溶液后可能会呈现由蓝变绿再变黄的现象
D．经无氧呼吸消耗等量的葡萄糖，金鱼肌细胞产生的 CO2少于其他细胞
答案 B
解析 ②是细胞呼吸第一阶段，不需要O2参与，A错误；③是无氧呼吸第二阶段，其产物是酒精和CO2，在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成灰绿色，C错误；金鱼肌细胞无氧呼吸的产物为酒精和CO2，其他细胞无氧呼吸的产物只有乳酸，没有CO2，经无氧呼吸消耗等量的葡萄糖，金鱼肌细胞产生的CO2多于其他细胞，D错误。
12．如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化，根据所提供的信息，以下判断正确的是( )
A．N点时，该器官O2吸收量和CO2释放量相等，说明此时其只进行有氧呼吸
B．M点是储藏该器官的最适O2浓度，此时无氧呼吸的强度最低
C．该器官细胞呼吸过程中有非糖物质氧化分解
D．L点时，该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
答案 C
解析 N点后O2吸收量大于CO2释放量，说明消耗的有机物不只是糖类，因此N点时，O2吸收量和CO2释放量虽然相等，但此时不一定只进行有氧呼吸，A错误；由图可知，M点时细胞中CO2释放量最低，适合储藏该器官，但此时无氧呼吸强度不是最低的，B错误；细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量，N点后，O2吸收量大于CO2释放量，说明该器官细胞呼吸过程中不只是氧化分解糖类物质，C正确；L点时，O2浓度为0，只进行无氧呼吸，场所是细胞质基质，D错误。
13．(2023·黑龙江哈尔滨高一期末)将采摘后的白菜样品分别置于1 ℃、16 ℃和22 ℃条件下，分别计算其呼吸商(单位时间内CO2释放量和O2吸收量的比值)，结果如图。下列叙述错误的是( )
A．贮藏白菜时适当降低环境温度，能抑制其细胞呼吸
B．呼吸商大于1时，白菜既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
C．第30小时、1 ℃和16 ℃条件下白菜呼吸商均为1，故呼吸速率也相等
D．第60小时、22 ℃条件下，白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少
答案 C
解析 适当降低环境温度，降低酶的活性，能抑制白菜的细胞呼吸，减少有机物消耗，A正确；白菜有氧呼吸消耗的O2等于产生的CO2，无氧呼吸产生CO2，所以两种呼吸方式同时进行时，CO2释放量大于O2吸收量，呼吸商大于1，B正确；30小时、1 ℃和16 ℃条件下白菜呼吸商均为1，说明白菜的呼吸方式为有氧呼吸，不管有氧呼吸速率大小，释放的CO2量和吸收的O2量的比值都等于1，C错误；第60小时、22 ℃条件下，白菜呼吸商约为2.7，假设O2吸收量为a，有氧呼吸消耗的葡萄糖为a/6，有氧呼吸释放的CO2为a，无氧呼吸释放的CO2为1.7a，无氧呼吸消耗的葡萄糖为0.85a，白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少，D正确。
14．某生物学兴趣小组对萌发的种子的细胞呼吸方式进行了探究，实验装置如图所示。实验开始后观察着色液滴的变化。回答下列问题：
(1)质量分数为20%的NaOH溶液的作用为__________________。在装置中分别放置100粒萌发的小麦种子，若装置1中的着色液滴向________(填“左”或“右”)移动，装置2中的着色液滴不移动，则说明此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为______________。
(2)若装置1中的着色液滴不移动，装置2中的着色液滴移动，则此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为________________。装置2开始后一段时间内移动速度逐渐加快，则说明小麦种子______________________________。
(3)若在装置中分别放置100粒萌发的玉米种子，实验进行一段时间后，装置1、2的着色液滴都不再移动，且玉米种子仍然保持生物活性，则可推测此时的细胞呼吸产物是________。
(4)为防止气压、温度等物理因素所引起的实验误差，应如何设置对照组？________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)吸收CO2 左 有氧呼吸 (2)无氧呼吸 无氧呼吸强度增强(或无氧呼吸速率加快) (3)乳酸 (4)其他条件不变，将种子灭活
解析 (1)质量分数为20%的NaOH溶液的作用为吸收CO2；在装置中分别放置100粒萌发的小麦种子，若此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为有氧呼吸，消耗O2，则装置1中的着色液滴向左移动，装置2着色液滴不移动，说明细胞呼吸释放CO2的体积等于消耗O2的体积。(2)如果装置1中的着色液滴不移动，说明小麦种子不消耗O2，不进行有氧呼吸；装置2中着色液滴移动，说明小麦种子进行无氧呼吸释放CO2。装置2中的着色液滴开始一段时间内移动速度逐渐加快，则说明小麦种子无氧呼吸强度增强。(3)若在装置中分别放置100粒萌发的玉米种子，实验进行一段时间后，装置1、2的着色液滴都不再移动，且玉米种子仍保持生物活性，说明细胞呼吸既不消耗O2，也不释放CO2，因此可推测此时的细胞呼吸产物是乳酸。
15．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等因素易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对“低氧胁迫”的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和酒精的含量，结果如表所示。请回答下列问题：
(1)黄瓜根系细胞中丙酮酸转变为酒精的场所是______________，此过程________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)该实验的自变量是________________。实验结果表明，品种A耐低氧能力比品种B________(填“强”或“弱”)。
(3)松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。请写出农田松土对农作物或环境可能的影响。
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________。(至少写出三点)
答案 (1)细胞质基质 不能 (2)通气量(或通入氧气量)和黄瓜品种 强 (3)促进根细胞有氧呼吸，有利于农作物生长；除去杂草，有利于农作物生长；避免根进行无氧呼吸产生酒精对根部造成伤害；松土有利于土壤需氧微生物分解作用产生更多CO2，增加局部CO2浓度；松土不当，破坏植物根系，对农作物造成伤害；松土导致水土流失
解析 (1)黄瓜细胞中丙酮酸转变为酒精的过程属于无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质，该过程不能产生ATP。(2)该实验的自变量是通气量(或通入氧气量)和黄瓜品种；与品种B相比，品种A的丙酮酸增加较少，而酒精增加较多，说明品种A耐低氧能力比品种B强。第一阶段(与有氧呼吸第一阶段相同)
C6H12O6―→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量
第二阶段
产生酒精
2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]―→2C2H5OH(酒精)＋2CO2
大多数植物、酵母菌等
产生乳酸
2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]―→2C3H6O3(乳酸)
高等动物、乳酸菌和少数植物器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
需氧、酶
不需氧、需酶
产物
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
能量
大量
少量
相同点
过程
葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同
实质
分解有机物，释放能量，合成ATP
意义
为生物体的各项生命活动提供能量
实验处理
正常通气，品种A
正常通气，品种B
低氧，品种A
低氧，品种B
丙酮酸/ (μml·g—1)
0.18
0.19
0.21
0.34
酒精/ (μml·g—1)
2.45
2.49
6.00
4.00