
?第8講 ATP和細(xì)胞呼吸
[目標(biāo)要求] 1.ATP在能量代謝中的作用。2.細(xì)胞呼吸。3.實(shí)驗(yàn):探究酵母菌的呼吸方式。
考點(diǎn)一 ATP的結(jié)構(gòu)與功能
1.ATP的結(jié)構(gòu)
(1)圖中各部分名稱(chēng):A代表腺嘌呤,P代表磷酸基團(tuán),①代表腺苷,②代表AMP,即腺嘌呤核糖核苷酸,③代表ADP,④代表ATP,⑤代表高能磷酸鍵。
(2)特點(diǎn)
①1分子ATP中含有3個(gè)磷酸基團(tuán),2個(gè)高能磷酸鍵,高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54 kJ/mol,所以說(shuō)ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。
②ATP分子中遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵容易斷裂和重新形成。
2.ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
項(xiàng)目
ATP的合成
ATP的水解
反應(yīng)式
ADP+Pi+能量ATP
ATPADP+Pi+能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量來(lái)源
光能(光合作用)、化學(xué)能(細(xì)胞呼吸)
儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中的能量
能量去路
儲(chǔ)存在高能磷酸鍵中
用于各項(xiàng)生命活動(dòng)
反應(yīng)場(chǎng)所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體、葉綠體
生物體的需能部位
教材中的隱性知識(shí) (1)源于必修1 P88“相關(guān)信息”
寫(xiě)出圖中標(biāo)出的“A”的含義:
①________;②________;③________________;④__________________。
提示 腺苷 腺嘌呤 腺嘌呤脫氧核苷酸 腺嘌呤核糖核苷酸
(2)源于必修1 P89圖5-5:ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不是一個(gè)可逆反應(yīng)?為什么?
提示 不是可逆反應(yīng)。因?yàn)閺奈镔|(zhì)方面來(lái)看是可逆的,從酶、進(jìn)行的場(chǎng)所、能量的來(lái)源等方面來(lái)看是不可逆的。
3.ATP的功能與動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞的代謝
(1)植物細(xì)胞可以通過(guò)光合作用和細(xì)胞呼吸形成ATP,而動(dòng)物細(xì)胞只能通過(guò)細(xì)胞呼吸形成ATP。
(2)ATP水解釋放的能量可用于主動(dòng)運(yùn)輸、發(fā)光發(fā)電、肌肉收縮、物質(zhì)合成、大腦思考等。
(1)線(xiàn)粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)中都能合成ATP( × )
(2)ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)( √ )
(3)無(wú)氧條件下,光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來(lái)源( × )
(4)ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),但它在細(xì)胞中的含量很少( √ )
(5)“能量”就是指ATP,ATP就是“能量”( × )
(1)催化ATP水解的酶與催化ATP生成的酶不是(填“是”或“不是”)同一種酶;高等植物葉肉細(xì)胞內(nèi)ATP在葉綠體類(lèi)囊體薄膜、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體等部位生成。
(2)人體內(nèi)ATP的含量很少,但在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),每分鐘約有0.5 kg的ATP轉(zhuǎn)化為ADP,以供運(yùn)動(dòng)之需,但人體內(nèi)ATP總含量并沒(méi)有太大變化,請(qǐng)分析原因:ATP與ADP時(shí)刻不停地發(fā)生快速相互轉(zhuǎn)化,并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中。
(3)植物、動(dòng)物、細(xì)菌和真菌的細(xì)胞內(nèi),都以ATP作為能量“通貨”,由此說(shuō)明:生物界具有統(tǒng)一性,也說(shuō)明種類(lèi)繁多的生物有著共同的起源。
考向一 ATP的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)分析
1.ATP是細(xì)胞內(nèi)流通著的能量“通貨”。下列關(guān)于ATP的說(shuō)法,正確的是( )
①參與ATP形成的元素包括C、H、O、N、P
②線(xiàn)粒體是藍(lán)藻細(xì)胞產(chǎn)生ATP的主要場(chǎng)所
③ATP分子由1個(gè)腺苷和2個(gè)磷酸基團(tuán)組成
④洋蔥根尖細(xì)胞產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)是葉綠體和線(xiàn)粒體
⑤任何活細(xì)胞都能合成ATP
⑥所有活細(xì)胞都會(huì)消耗ATP
A.①③⑤⑥ B.①②④
C.①⑤⑥ D.①④⑤⑥
答案 C
解析 ATP的組成元素有C、H、O、N、P,因此參與ATP形成的元素包括C、H、O、N、P,①正確;細(xì)胞質(zhì)是藍(lán)藻細(xì)胞產(chǎn)生ATP的主要場(chǎng)所,藍(lán)藻無(wú)線(xiàn)粒體,②錯(cuò)誤;ATP分子是由1個(gè)腺嘌呤、1個(gè)核糖和3個(gè)磷酸基團(tuán)組成的,③錯(cuò)誤;洋蔥根尖細(xì)胞無(wú)葉綠體,產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)是線(xiàn)粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),④錯(cuò)誤;ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì),所有活細(xì)胞都要進(jìn)行生命活動(dòng),均需要能量,都會(huì)消耗和合成ATP,⑤⑥正確。故選C。
2.下列有關(guān)細(xì)胞內(nèi)ATP的敘述中,正確的是( )
A.在寒冷的環(huán)境中,人體細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率會(huì)下降
B.ATP中的“A”在DNA分子中通過(guò)氫鍵與“T”相連
C.細(xì)胞中ATP中的能量可來(lái)自光能和化學(xué)能,也可轉(zhuǎn)化為光能和化學(xué)能
D.每個(gè)ATP分子中只含有一個(gè)高能磷酸鍵
答案 C
解析 在寒冷環(huán)境中,由于激素的調(diào)節(jié)作用,人體有機(jī)物氧化分解速率加快,以維持體溫的相對(duì)穩(wěn)定,細(xì)胞產(chǎn)生ATP的速率不會(huì)下降,A錯(cuò)誤;ATP中的“A”是指腺嘌呤與核糖結(jié)合而成的腺苷,DNA分子中通過(guò)氫鍵與“T”相連的是腺嘌呤,二者不同,B錯(cuò)誤;每個(gè)ATP分子中含有兩個(gè)高能磷酸鍵,D錯(cuò)誤。
考向二 ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化和ATP的利用
3.ATP合酶是合成ATP所需的催化劑,分子結(jié)構(gòu)由凸出于膜外的親水性頭部和嵌入膜內(nèi)的疏水性尾部組成。當(dāng)H+順濃度梯度穿過(guò)ATP合酶,使ADP與Pi形成ATP。下列關(guān)于ATP合酶的分析,錯(cuò)誤的是( )
A.可推測(cè)原核生物的細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有ATP合酶
B.線(xiàn)粒體內(nèi)膜、葉綠體類(lèi)囊體薄膜上有ATP合酶
C.ATP合酶既具有催化作用,也具有運(yùn)輸作用
D.ATP合酶催化ADP和Pi形成ATP需要溫和的條件
答案 A
解析 原核生物的細(xì)胞需要ATP,含有ATP合酶,A錯(cuò)誤;線(xiàn)粒體內(nèi)膜上進(jìn)行有氧呼吸的第三階段合成ATP、葉綠體類(lèi)囊體薄膜上進(jìn)行光合作用的光反應(yīng)階段合成ATP,都有ATP合酶,B正確;根據(jù)題干“當(dāng)H+順濃度梯度穿過(guò)ATP合酶,使ADP與Pi形成ATP”分析,ATP合酶既具有催化作用,也具有運(yùn)輸作用,C正確;酶的催化需要溫和的條件,D正確。
4.(2020·河南天一大聯(lián)考高三一模)如圖是ATP的結(jié)構(gòu)及合成與水解反應(yīng),下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.圖2反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),圖1中b、c化學(xué)鍵連續(xù)斷裂釋放出能量和磷酸基團(tuán)
B.人體細(xì)胞中圖2反應(yīng)向左進(jìn)行時(shí),所需的能量來(lái)源于細(xì)胞呼吸
C.ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化迅速,細(xì)胞中儲(chǔ)存大量ATP以滿(mǎn)足對(duì)能量的需求
D.ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的腺嘌呤脫氧核苷酸可參與DNA的合成
答案 B
解析 圖2反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí),圖1中c化學(xué)鍵斷裂釋放出能量和磷酸基團(tuán),A錯(cuò)誤;ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化迅速,細(xì)胞中ATP含量很少,C錯(cuò)誤;ATP脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)后形成的腺嘌呤核糖核苷酸可參與RNA的合成,D錯(cuò)誤。
題后反思 細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見(jiàn)生理過(guò)程
轉(zhuǎn)化場(chǎng)所
常見(jiàn)的生理過(guò)程
細(xì)胞膜
消耗ATP:主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞、胞吐
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
產(chǎn)生ATP:細(xì)胞呼吸第一階段
葉綠體
產(chǎn)生ATP:光反應(yīng)
消耗ATP:暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等
線(xiàn)粒體
產(chǎn)生ATP:有氧呼吸第二、三階段
消耗ATP:自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等
核糖體
消耗ATP:蛋白質(zhì)的合成
細(xì)胞核
消耗ATP:DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等
考點(diǎn)二 細(xì)胞呼吸的方式和過(guò)程
1.有氧呼吸
(1)概念:指細(xì)胞在氧的參與下,通過(guò)多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過(guò)程。
(2)過(guò)程
(3)有氧呼吸總反應(yīng)式(標(biāo)出氧元素的來(lái)源與去向)
。
(4)能量轉(zhuǎn)換:葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能和熱能。
教材中的隱性知識(shí) 源于必修1 P91“問(wèn)題探討”:有氧呼吸和有機(jī)物的燃燒都是分解有機(jī)物釋放能量的過(guò)程,二者有何不同?
提示 有機(jī)物的燃燒是有機(jī)物劇烈的氧化分解釋放熱能的過(guò)程;有氧呼吸是在溫和的條件下進(jìn)行的,有機(jī)物中的能量是逐步釋放的,有一部分能量?jī)?chǔ)存在ATP中。
2.無(wú)氧呼吸
(1)場(chǎng)所:全過(guò)程都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。
(2)過(guò)程
第一階段
葡萄糖丙酮酸+[H]+少量能量
第二階段
酒精發(fā)酵
[H]+丙酮酸酒精+CO2
乳酸發(fā)酵
[H]+丙酮酸乳酸
教材中的隱性知識(shí) (1)源于必修1 P93“小字部分”:活細(xì)胞中的線(xiàn)粒體都是均勻分布在細(xì)胞質(zhì)中的嗎?
提示 不一定?;罴?xì)胞中的線(xiàn)粒體往往可以定向地運(yùn)動(dòng)到代謝比較旺盛的部位。
(2)源于必修1 P94“相關(guān)信息”:細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)的簡(jiǎn)化表示方法。
(3)源于必修1 P94“相關(guān)信息”:1 mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2 870 kJ的能量,而1 mol葡萄糖分解生成乳酸,只釋放196.65 kJ的能量,其中只有61.08 kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。據(jù)此分析在進(jìn)行無(wú)氧呼吸的過(guò)程中,葡萄糖中的能量的主要去向和葡萄糖徹底氧化分解釋放的能量的主要去向是什么?
提示 無(wú)氧呼吸過(guò)程中,葡萄糖中的能量主要儲(chǔ)存在乳酸或酒精中;而徹底氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失了。
(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)( × )
(2)真核細(xì)胞都進(jìn)行有氧呼吸( × )
(3)沒(méi)有線(xiàn)粒體的細(xì)胞一定不能進(jìn)行有氧呼吸( × )
(4)有氧呼吸的實(shí)質(zhì)是葡萄糖在線(xiàn)粒體中徹底氧化分解,并且釋放大量能量的過(guò)程( × )
(5)無(wú)氧呼吸過(guò)程中沒(méi)有氧氣參與,所以有[H]的積累( × )
(6)水稻根、蘋(píng)果果實(shí)、馬鈴薯塊莖等植物器官的細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳
( × )
(7)人體產(chǎn)生二氧化碳的細(xì)胞呼吸方式一定是有氧呼吸( √ )
(8)和有氧呼吸相比,無(wú)氧呼吸的兩個(gè)階段釋放的能量較少( × )
(9)人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸,能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖( √ )
(10)過(guò)保質(zhì)期的酸奶常出現(xiàn)漲袋現(xiàn)象是由于乳酸菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的氣體造成的( × )
(1)糧食儲(chǔ)藏過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象,其原因是種子在有氧呼吸過(guò)程中產(chǎn)生了水。
(2)不同生物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物不同,其直接原因是催化反應(yīng)的酶不同,根本原因是遺傳信息不同。
1.有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的比較
項(xiàng)目
有氧呼吸
無(wú)氧呼吸
不
同
點(diǎn)
條件
需氧
無(wú)氧
場(chǎng)所
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線(xiàn)粒體(第二、三階段)
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
分解程度
葡萄糖被徹底分解
葡萄糖分解不徹底
產(chǎn)物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
能量釋放
大量
少量
相
同
點(diǎn)
反應(yīng)條件
需酶和適宜溫度
本質(zhì)
氧化分解有機(jī)物,釋放能量,生成ATP供生命活動(dòng)所需
過(guò)程
第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同
意義
為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量
2.細(xì)胞呼吸反應(yīng)式中各物質(zhì)量的比例關(guān)系
(1)反應(yīng)式
①有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
②無(wú)氧呼吸:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量;
C6H12O62C3H6O3+少量能量。
(2)相關(guān)物質(zhì)間量的比例關(guān)系
①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
②無(wú)氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
③有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗等量的葡萄糖時(shí)需要的O2和產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2之和=3∶4。
④產(chǎn)生等量的CO2時(shí)消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為無(wú)氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
考向一 細(xì)胞呼吸過(guò)程的綜合分析
5.(2020·山東模擬考)線(xiàn)粒體中的[H]與氧氣結(jié)合的過(guò)程需要細(xì)胞色素c的參與。細(xì)胞接受凋亡信號(hào)后,線(xiàn)粒體中的細(xì)胞色素c可轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,并與Apaf-1蛋白結(jié)合引起細(xì)胞凋亡。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.有氧呼吸過(guò)程產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體基質(zhì)
B.細(xì)胞色素c參與有氧呼吸第三階段的反應(yīng)
C.細(xì)胞色素c功能喪失的細(xì)胞將無(wú)法合成ATP
D.若細(xì)胞中Apaf-1蛋白功能喪失,細(xì)胞色素c將不會(huì)引起該細(xì)胞凋亡
答案 C
解析 有氧呼吸第一、二階段都可產(chǎn)生[H],其場(chǎng)所分別為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體基質(zhì),A正確;細(xì)胞色素c在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上參與有氧呼吸第三階段,B正確;細(xì)胞色素c功能喪失只影響有氧呼吸第三階段,有氧呼吸前兩個(gè)階段也可產(chǎn)生ATP,C錯(cuò)誤;細(xì)胞色素c可以與Apaf-1蛋白結(jié)合引起細(xì)胞凋亡,Apaf-1蛋白功能喪失不能與細(xì)胞色素c結(jié)合,無(wú)法引起細(xì)胞凋亡,D正確。
6.如圖是某動(dòng)物體的細(xì)胞呼吸過(guò)程。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.4、6分別是水和氧氣
B.3產(chǎn)生于線(xiàn)粒體基質(zhì)
C.產(chǎn)生的8主要用于合成ATP
D.植物細(xì)胞也能進(jìn)行該過(guò)程
答案 C
解析 4為水、6為氧氣,A正確;3(二氧化碳)在有氧呼吸第二階段產(chǎn)生,場(chǎng)所是線(xiàn)粒體基質(zhì),B正確;8(能量)大部分以熱能形式散失,少部分用于合成ATP,C錯(cuò)誤;該圖表示有氧呼吸過(guò)程,在植物細(xì)胞內(nèi)也可以進(jìn)行,D正確。
7.細(xì)胞呼吸過(guò)程中,線(xiàn)粒體內(nèi)膜上的質(zhì)子泵能將NADH(即[H])分解產(chǎn)生的H+轉(zhuǎn)運(yùn)到膜間隙,使膜間隙中H+濃度增大,大部分H+通過(guò)結(jié)構(gòu)①回流至線(xiàn)粒體基質(zhì),同時(shí)驅(qū)動(dòng)ATP的合成,主要過(guò)程如下圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.乳酸菌不可能發(fā)生上述過(guò)程
B.該過(guò)程發(fā)生于有氧呼吸第二階段
C.圖中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白
D.H+由膜間隙向線(xiàn)粒體基質(zhì)的跨膜運(yùn)輸屬于協(xié)助擴(kuò)散
答案 B
解析 乳酸菌為原核生物,沒(méi)有線(xiàn)粒體,A項(xiàng)正確;有氧呼吸第二階段發(fā)生于線(xiàn)粒體基質(zhì),該過(guò)程發(fā)生于線(xiàn)粒體內(nèi)膜,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中①是具有ATP合成酶活性的H+通道蛋白,C項(xiàng)正確;H+由膜間隙向線(xiàn)粒體基質(zhì)順濃度梯度運(yùn)輸,且需要通道蛋白協(xié)助,屬于協(xié)助擴(kuò)散,D項(xiàng)正確。
考向二 細(xì)胞呼吸類(lèi)型的判斷
8.下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā),測(cè)得的氣體量(相對(duì)值)的變化結(jié)果(假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列說(shuō)法正確的是( )
項(xiàng)目
CO2釋放量
O2吸收量
甲
12
0
乙
8
6
丙
10
10
A.在甲條件下進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和乳酸的無(wú)氧呼吸
B.在乙條件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比無(wú)氧呼吸多
C.在丙條件下有氧呼吸強(qiáng)度達(dá)到了最大值
D.在乙條件下釋放的CO2來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體
答案 D
解析 甲條件下只釋放CO2,不吸收氧氣,進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和酒精的無(wú)氧呼吸,不產(chǎn)生乳酸,A錯(cuò)誤;乙條件下消耗氧氣的量為6,則有氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,無(wú)氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的量為8-6=2,無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量為1,有氧呼吸消耗的葡萄糖和無(wú)氧呼吸相等,B錯(cuò)誤;丙條件下只進(jìn)行有氧呼吸,但不能判斷有氧呼吸強(qiáng)度是否達(dá)到了最大值,C錯(cuò)誤;乙條件下釋放的CO2來(lái)自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體,D正確。
9.“有氧運(yùn)動(dòng)”是指人體吸入的氧氣與需求的相等,達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)。如圖所示為人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與血液中乳酸含量和氧氣消耗速率的關(guān)系。結(jié)合所學(xué)知識(shí),分析下列說(shuō)法正確的是( )
A.a(chǎn)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下只有有氧呼吸,b運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下有氧呼吸和無(wú)氧呼吸同時(shí)存在,c運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下只有無(wú)氧呼吸
B.運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于或等于b后,肌肉細(xì)胞CO2的產(chǎn)生量將大于O2的消耗量
C.無(wú)氧呼吸使有機(jī)物中的能量大部分以熱能形式散失,其余儲(chǔ)存在ATP中
D.若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)c,會(huì)因?yàn)槿樗岱e累而使肌肉酸脹乏力
答案 D
解析 a運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下乳酸含量低,無(wú)氧呼吸較弱,b運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都有所增強(qiáng),c運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下氧氣消耗速率較高,有氧呼吸、無(wú)氧呼吸速率都在較高水平,A錯(cuò)誤;肌肉細(xì)胞無(wú)氧呼吸不產(chǎn)生CO2,有氧呼吸CO2的產(chǎn)生量等于O2的消耗量,B錯(cuò)誤;無(wú)氧呼吸中葡萄糖的能量中大部分儲(chǔ)存在乳酸中,釋放的能量中大部分以熱能形式散失,其余儲(chǔ)存在ATP中,C錯(cuò)誤。
方法歸納 判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)
考點(diǎn)三 影響細(xì)胞呼吸的因素及其應(yīng)用
1.內(nèi)部因素
(1)遺傳特性:不同種類(lèi)的植物呼吸速率不同。
實(shí)例:旱生植物小于水生植物,陰生植物小于陽(yáng)生植物。
(2)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期:同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同。
實(shí)例:幼苗期呼吸速率高,成熟期呼吸速率低。
(3)器官類(lèi)型:同一植物的不同器官呼吸速率不同。
實(shí)例:生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。
2.外界因素
(1)溫度
①解讀:細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng),溫度通過(guò)影響酶的活性進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸速率。
②應(yīng)用:儲(chǔ)存水果、蔬菜時(shí)應(yīng)選取零上低溫(填“高溫”“零上低溫”或“零下低溫”)。
(2)O2濃度
①解讀:
a.O2是有氧呼吸所必需的,且O2對(duì)無(wú)氧呼吸過(guò)程有抑制作用。
b.O2濃度低時(shí),無(wú)氧呼吸占優(yōu)勢(shì)。
c.隨著O2濃度增大,無(wú)氧呼吸逐漸被抑制,有氧呼吸不斷加強(qiáng)。
d.當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后,隨著O2濃度增大,有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。
②應(yīng)用
a.選用透氣的消毒紗布包扎傷口,抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧細(xì)菌的無(wú)氧呼吸。
b.作物栽培中及時(shí)松土,保證根的正常細(xì)胞呼吸。
c.提倡慢跑,防止肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸。
d.稻田定期排水,抑制無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精,防止酒精中毒,爛根死亡。
(3)CO2濃度
①解讀:CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物,積累過(guò)多會(huì)抑制(填“促進(jìn)”或“抑制”)細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。
②應(yīng)用:在蔬菜和水果保鮮中,增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物的消耗。
(4)含水量
①解讀:一定范圍內(nèi),細(xì)胞中自由水含量越多,代謝越旺盛,細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。
②應(yīng)用:糧食儲(chǔ)存前要進(jìn)行曬干處理,目的是降低糧食中的自由水含量,降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度,減少儲(chǔ)存時(shí)有機(jī)物的消耗。
(1)同一葉片在不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期,其細(xì)胞呼吸速率有差異( √ )
(2)嚴(yán)格的無(wú)氧環(huán)境有利于水果保鮮是因?yàn)榇藯l件下細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物最少( × )
(3)糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環(huán)境中儲(chǔ)藏( × )
(4)破傷風(fēng)桿菌是一種厭氧菌,皮膚破損較深的患者,應(yīng)及時(shí)清洗傷口并到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗毒血清( √ )
(5)劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),氧氣供應(yīng)不足,肌細(xì)胞主要進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸( × )
(6)內(nèi)部因素也會(huì)影響細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度,如生物的遺傳特性、器官種類(lèi)、生長(zhǎng)時(shí)期等( √ )
結(jié)合O2濃度影響細(xì)胞呼吸的曲線(xiàn)分析:
(1)O2濃度在2.5%~10%之間時(shí),進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸;O2濃度在10%以上時(shí),進(jìn)行有氧呼吸。
(2)O2濃度為C時(shí),AB=BC,此時(shí)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖不是(填“是”或“不是”)一樣多,理由是根據(jù)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的方程式可以看出:當(dāng)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸釋放的CO2量相等時(shí),二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(3)在保存蔬菜、水果時(shí),應(yīng)選擇R點(diǎn)對(duì)應(yīng)的O2濃度,理由是此時(shí)總CO2釋放量最少,有機(jī)物的損耗最少。
(4)低氧環(huán)境下,有機(jī)物消耗少的原因在低氧條件下,無(wú)氧呼吸受到抑制強(qiáng)度較弱,有氧呼吸因氧氣不足強(qiáng)度也比較小,故總的CO2釋放量少,呼吸強(qiáng)度弱。
考向一 細(xì)胞呼吸的影響因素分析
10.如圖是外界條件對(duì)植物細(xì)胞呼吸速率的影響曲線(xiàn)圖,以下分析錯(cuò)誤的是( )
A.從甲圖可知細(xì)胞呼吸最旺盛時(shí)的溫度是B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度
B.乙圖中曲線(xiàn)Ⅰ表示有氧呼吸,曲線(xiàn)Ⅱ表示無(wú)氧呼吸
C.乙圖中曲線(xiàn)Ⅰ表示的生理過(guò)程所利用的有機(jī)物主要是葡萄糖
D.乙圖中曲線(xiàn)Ⅱ最終趨于平衡,可能是受到溫度或呼吸酶數(shù)量的限制
答案 B
解析 甲圖中B點(diǎn)溫度下植物細(xì)胞呼吸相對(duì)速率最大,說(shuō)明該溫度下細(xì)胞呼吸最旺盛;隨著氧氣濃度增大有氧呼吸增強(qiáng),無(wú)氧呼吸減弱,故乙圖中曲線(xiàn)Ⅰ表示無(wú)氧呼吸,曲線(xiàn)Ⅱ表示有氧呼吸;細(xì)胞呼吸利用的有機(jī)物主要是葡萄糖;有氧呼吸需要酶的參與,溫度會(huì)影響酶的活性,故有氧呼吸還受溫度或呼吸酶數(shù)量限制,使曲線(xiàn)Ⅱ最終趨于平衡。
11.為了探究植物呼吸強(qiáng)度的變化規(guī)律,研究者在遮光狀態(tài)下,測(cè)得了相同的新鮮菠菜葉在不同溫度和O2含量條件下的CO2釋放量,結(jié)果如下表(表中數(shù)據(jù)為相對(duì)值)。下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )
O2含量
CO2釋放量
溫度(℃)
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10
31.2
53.7
5.9
21.5
33.3
32.9
20
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
56.2
30
59.8
41.4
8.8
56.6
100.0
101.6
A.根據(jù)變化規(guī)律,表中10 ℃、O2含量為1.0%條件下的數(shù)據(jù)很可能是錯(cuò)誤的
B.溫度為3 ℃、O2含量為3.0%是儲(chǔ)藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合
C.O2含量從20.0%上升至40.0%時(shí),O2含量限制了呼吸強(qiáng)度的繼續(xù)升高
D.在20 ℃條件下,O2含量從0.1%升高到3.0%的過(guò)程中,細(xì)胞無(wú)氧呼吸逐漸減弱
答案 C
解析 根據(jù)表中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律可知,在10 ℃、O2含量為1.0%條件下的數(shù)據(jù)應(yīng)大于3.6小于35.2,所以53.7這個(gè)數(shù)據(jù)很可能是錯(cuò)誤的,A項(xiàng)正確;溫度為3 ℃、O2含量為3.0%時(shí),CO2的釋放量最少,是儲(chǔ)藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合,B項(xiàng)正確;O2含量從20.0%升至40.0%時(shí),在3 ℃、10 ℃和20 ℃條件下,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度逐漸減弱,但在30 ℃條件下,細(xì)胞呼吸強(qiáng)度增強(qiáng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;在20 ℃條件下,O2含量從0.1%升高到3.0%的過(guò)程中,隨著O2含量的增加,CO2釋放量逐漸減少,細(xì)胞無(wú)氧呼吸逐漸減弱,D項(xiàng)正確。
考向二 細(xì)胞呼吸原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
12.下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用的敘述,正確的是( )
A.降低溫度和氧濃度并保持干燥,有利于果蔬的儲(chǔ)藏保鮮
B.給含有酵母菌的發(fā)酵液連續(xù)通氣,可提高產(chǎn)酒量
C.大棚栽培蔬菜,遇到陰雨天氣時(shí),可適當(dāng)降低溫度
D.給稻田定期排水、曬田的主要目的是抑制水稻的生長(zhǎng)
答案 C
解析 果蔬的儲(chǔ)藏保鮮要求零上低溫、低氧和較低濕度,干燥環(huán)境會(huì)使植物細(xì)胞缺水死亡,A錯(cuò)誤;酵母菌在無(wú)氧條件下才進(jìn)行酒精發(fā)酵,B錯(cuò)誤;陰雨天氣時(shí),由于大棚蔬菜光合作用強(qiáng)度較弱,可以適當(dāng)降低溫度減弱細(xì)胞呼吸對(duì)有機(jī)物的消耗,從而增加有機(jī)物的積累,C正確;給稻田定期排水、曬田的主要目的是防止無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)根的毒害作用,D錯(cuò)誤。
13.中耕松土是農(nóng)作物栽培的傳統(tǒng)耕作措施,下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.松土可以促進(jìn)根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收,促進(jìn)光合作用
B.松土可以促進(jìn)硝化細(xì)菌的代謝活動(dòng),合成更多的有機(jī)物
C.松土使土壤中無(wú)機(jī)物含量減少,有機(jī)物含量增加
D.松土能加速土壤中殘枝敗葉、動(dòng)植物遺體的分解,生成更多的二氧化碳
答案 C
解析 松土增加土壤中的空氣,促進(jìn)根細(xì)胞的有氧呼吸,釋放更多能量,有利于礦質(zhì)元素的吸收,促進(jìn)光合作用,A正確;松土能增加土壤中的空氣,從而促進(jìn)硝化細(xì)菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮,有利于硝化細(xì)菌的化能合成作用,增加土壤的肥力,B正確;松土促進(jìn)微生物的分解作用,使土壤中有機(jī)物含量減少,無(wú)機(jī)物含量增加,C錯(cuò)誤;松土能加速微生物對(duì)土壤中殘枝敗葉、動(dòng)植物遺體的分解,生成更多的二氧化碳,有利于光合作用的進(jìn)行,D正確。
考向三 種子萌發(fā)過(guò)程中細(xì)胞呼吸的變化分析
14.(2021·山西臨汾模擬)將黃豆干種子浸水30小時(shí),期間黃豆胚細(xì)胞發(fā)生了一系列生理變化,下列對(duì)此描述正確的是( )
A.自由水與結(jié)合水的含量均大量增加,代謝加快
B.CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大,說(shuō)明此階段無(wú)氧呼吸較強(qiáng)
C.酶的種類(lèi)沒(méi)有變化,但酶的活性均顯著增高
D.若在顯微鏡下觀察胚細(xì)胞,會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分細(xì)胞中存在染色體
答案 B
解析 黃豆干種子浸水萌發(fā)的過(guò)程中,自由水的含量大量增加,結(jié)合水的含量增加的幅度較小,代謝加快,A錯(cuò)誤;黃豆種子在有氧呼吸過(guò)程中消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等,在無(wú)氧呼吸過(guò)程中不消耗O2、有CO2產(chǎn)生,據(jù)此可推知:若CO2釋放量與O2的吸收量之比顯著增大,說(shuō)明此階段無(wú)氧呼吸較強(qiáng),B正確;黃豆干種子浸水萌發(fā)的過(guò)程中,細(xì)胞中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型增多,酶的種類(lèi)會(huì)有所變化,但并非是酶的活性均顯著增高,C錯(cuò)誤;在一個(gè)細(xì)胞周期中,因分裂間期持續(xù)的時(shí)間明顯大于分裂期,而染色體出現(xiàn)在細(xì)胞分裂期,所以若在顯微鏡下觀察胚細(xì)胞,會(huì)發(fā)現(xiàn)少部分細(xì)胞中存在染色體,D錯(cuò)誤。
15.干種子萌發(fā)過(guò)程中,CO2釋放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的變化趨勢(shì)如圖所示(假設(shè)呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列問(wèn)題:
(1)干種子吸水后,自由水比例大幅增加,會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞中新陳代謝速率明顯加快,原因是
________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________(至少答出兩點(diǎn))。
(2)在種子萌發(fā)過(guò)程中的12~30 h之間,細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物是________和CO2。若種子萌發(fā)過(guò)程中缺氧,將導(dǎo)致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡,原因是_______________________________
____________________________________________________________________________。
(3)與種子萌發(fā)時(shí)相比,胚芽出土后幼苗的正常生長(zhǎng)還需要的環(huán)境條件包括____________。
答案 (1)自由水是細(xì)胞內(nèi)的良好溶劑;許多生物化學(xué)反應(yīng)需要水的參與;水參與物質(zhì)運(yùn)輸
(2)酒精、水 缺氧時(shí),種子無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿(mǎn)足生命活動(dòng)所需,且種子無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用
(3)適宜的光照、CO2和無(wú)機(jī)鹽等
歸納總結(jié) 種子萌發(fā)時(shí)吸水和呼吸方式的變化曲線(xiàn)
(1)在種子萌發(fā)的第Ⅰ階段,由于(吸脹)吸水,呼吸速率上升。
(2)在種子萌發(fā)的第Ⅱ階段,細(xì)胞產(chǎn)生CO2的量要比消耗O2的量大得多,說(shuō)明在此期間主要進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
(3)在胚根長(zhǎng)出后,由于胚根突破種皮,增加了O2的進(jìn)入量,種子以有氧呼吸為主,同時(shí)胚根大量吸水(滲透吸水)。
考點(diǎn)四 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1.實(shí)驗(yàn)原理
2.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
(2)檢測(cè)CO2產(chǎn)生的多少,裝置如圖所示。
(3)檢測(cè)酒精的產(chǎn)生:從A、B中各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液,分別注入編號(hào)為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。
3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
條件
澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢
重鉻酸鉀—濃硫酸溶液
甲組(有氧)
變混濁程度高/快
無(wú)變化
乙組(無(wú)氧)
變混濁程度低/慢
出現(xiàn)灰綠色
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。
(2)在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快,在無(wú)氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。
教材中的隱性知識(shí) 源于必修1 P93“對(duì)比實(shí)驗(yàn)”:對(duì)比實(shí)驗(yàn)中兩組都是實(shí)驗(yàn)組,兩組之間相互對(duì)照。教材中對(duì)比實(shí)驗(yàn)的實(shí)例有:①②③(填序號(hào))。
①探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式;②魯賓和卡門(mén)的同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn);③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn);④比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
1.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)裝置:甲組探究酵母菌的有氧呼吸,乙組探究酵母菌的無(wú)氧呼吸。甲、乙兩組為對(duì)比實(shí)驗(yàn),設(shè)置的是有氧、無(wú)氧條件。
(2)變量控制
①通入A瓶的空氣中不能含有CO2,以保證第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。
②B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間,待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。
2.液滴移動(dòng)法探究細(xì)胞呼吸的方式
(1)探究裝置:欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式,應(yīng)設(shè)置兩套實(shí)驗(yàn)裝置,如圖所示(以發(fā)芽種子為例):
(2)結(jié)果結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
結(jié)論
裝置一液滴
裝置二液滴
不動(dòng)
不動(dòng)
只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸或種子已經(jīng)死亡
不動(dòng)
右移
只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸
左移
右移
進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸
左移
不動(dòng)
只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸
左移
左移
種子進(jìn)行有氧呼吸時(shí),底物中除糖類(lèi)外還含有脂質(zhì)
(3)誤差校正:為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確,除減少無(wú)關(guān)變量的干擾外,還應(yīng)設(shè)置對(duì)照裝置三。裝置三與裝置二相比,不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”,其余均相同。
考向一 教材實(shí)驗(yàn)的綜合考查
16.(2020·山西臨汾模擬)甲、乙兩組同學(xué)擬用下面裝置探究細(xì)胞在有氧和無(wú)氧條件下CO2的產(chǎn)生量,為此展開(kāi)了如下討論。你認(rèn)為其中最不合理的觀點(diǎn)是( )
A.圖中A用以除去充入的CO2,以所充氣體中是否含氧作為自變量而不是是否充氣
B.若圖中B是酵母菌培養(yǎng)液,因其在不同條件下繁殖速度不同影響實(shí)驗(yàn),可換成蘋(píng)果小塊
C.圖中C若是溴麝香草酚藍(lán)水溶液,可用變色所用的時(shí)間比較CO2的產(chǎn)生量
D.若在有氧、無(wú)氧條件下產(chǎn)生等量的CO2,說(shuō)明在兩種條件下底物的消耗量相等
答案 D
解析 依題意可知:該實(shí)驗(yàn)的自變量是O2的有無(wú),因變量是CO2的產(chǎn)生量,故應(yīng)排除所充氣體中含有的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,A正確;酵母菌是單細(xì)胞真核生物,其繁殖速度受環(huán)境條件的影響,若圖中B是酵母菌培養(yǎng)液,因其在不同條件下繁殖速度不同影響實(shí)驗(yàn),可換成蘋(píng)果小塊,B正確;CO2可以使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃,圖中C若是溴麝香草酚藍(lán)水溶液,可用變色所用的時(shí)間比較CO2的產(chǎn)生量,C正確;在有氧呼吸的過(guò)程中,每消耗1 mol的葡萄糖就會(huì)消耗6 mol O2,同時(shí)產(chǎn)生6 mol CO2,在無(wú)氧呼吸過(guò)程中,每消耗1 mol的葡萄糖,會(huì)產(chǎn)生2 mol CO2,若在有氧、無(wú)氧條件下產(chǎn)生等量的CO2,說(shuō)明無(wú)氧條件下底物的消耗量多于有氧條件下底物的消耗量,D錯(cuò)誤。
17.(2020·云南省曲靖市高三二模)某同學(xué)為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式,將少量的酵母菌混入適量的面粉揉成光滑面粉團(tuán)后均等分裝在2個(gè)潔凈的塑料袋中,一組充滿(mǎn)空氣(甲組),一組則排凈空氣(乙組),扎緊袋口后放在相同且適宜的環(huán)境中觀察20~30 min。下列敘述不正確的是( )
A.一段時(shí)間后甲組的塑料袋內(nèi)壁有水珠出現(xiàn),面團(tuán)變濕潤(rùn)
B.該實(shí)驗(yàn)中甲組為實(shí)驗(yàn)組,乙組為對(duì)照組
C.若放置的時(shí)間足夠長(zhǎng),甲組也會(huì)產(chǎn)生酒精
D.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇大小合適,氣密性良好的塑料袋
答案 B
解析 該實(shí)驗(yàn)為對(duì)比實(shí)驗(yàn),甲組和乙組相互對(duì)照,無(wú)單獨(dú)的對(duì)照組,B錯(cuò)誤。
考向二 生物細(xì)胞呼吸方式的探究實(shí)驗(yàn)分析
18.如圖為某生物小組探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.實(shí)驗(yàn)的自變量是有無(wú)氧氣,因變量是甲、丁兩試管中產(chǎn)生CO2的多少
B.乙、丙兩試管中的液體應(yīng)先煮沸,冷卻后再加入酵母菌,以消除其他微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響
C.該實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn),通入乙試管中的空氣必須除去CO2
D.甲、丁兩試管中的Ca(OH)2溶液可用酸性重鉻酸鉀溶液替代
答案 D
解析 乙試管通入空氣,丙試管未通入空氣,分別提供了有氧和無(wú)氧的環(huán)境條件,可根據(jù)Ca(OH)2溶液的混濁程度來(lái)大概判斷甲、丁試管中產(chǎn)生CO2的多少,A正確;對(duì)試管中的液體進(jìn)行滅菌,能消除其他微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,B正確;空氣中含有CO2,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾,C正確;Ca(OH)2溶液可用溴麝香草酚藍(lán)水溶液替代,酸性重鉻酸鉀溶液用來(lái)檢測(cè)有無(wú)酒精生成,D錯(cuò)誤。
19.如圖裝置可用于研究萌發(fā)的小麥種子的細(xì)胞呼吸方式及其產(chǎn)物(呼吸底物都為糖類(lèi)),下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )
A.裝置甲可用于探究細(xì)胞呼吸是否產(chǎn)生熱量
B.裝置乙有色液滴不移動(dòng),說(shuō)明種子萌發(fā)只進(jìn)行有氧呼吸
C.裝置丙可根據(jù)澄清石灰水是否變混濁探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式
D.3個(gè)裝置中的種子都必須進(jìn)行消毒處理,并設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)
答案 C
解析 裝置甲中含有溫度計(jì),可用于探究細(xì)胞呼吸是否產(chǎn)生熱量,A項(xiàng)正確;裝置乙中,若有色液滴不移動(dòng),說(shuō)明氣體的量沒(méi)有變化,說(shuō)明種子萌發(fā)只進(jìn)行有氧呼吸,B項(xiàng)正確;裝置丙中澄清石灰水可檢測(cè)CO2,因此該裝置可用于探究萌發(fā)種子的細(xì)胞呼吸是否產(chǎn)生CO2,因酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸均產(chǎn)生CO2,因此不能根據(jù)澄清石灰水是否變混濁探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式,C項(xiàng)錯(cuò)誤;微生物也會(huì)進(jìn)行細(xì)胞呼吸,所以三個(gè)裝置中的種子都必須進(jìn)行消毒處理,都需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),D項(xiàng)正確。
1.核心概念
(1)(必修1 P88)ATP是細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物。
(2)(必修1 P91)細(xì)胞呼吸:指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。
(3)(必修1 P94)有氧呼吸:指細(xì)胞在氧的參與下,通過(guò)多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,生成大量ATP的過(guò)程。
2.教材結(jié)論性語(yǔ)句
(1)(必修1 P89)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生并且處在動(dòng)態(tài)平衡之中的。
(2)(必修1 P89)吸能反應(yīng)一般與ATP的水解相聯(lián)系,放能反應(yīng)一般與ATP的合成相聯(lián)系。
(3)(必修1 P93)有氧呼吸的主要場(chǎng)所是線(xiàn)粒體。線(xiàn)粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。
(4)(必修1 P95)酵母菌、乳酸菌等微生物的無(wú)氧呼吸也叫做發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫做酒精發(fā)酵;產(chǎn)生乳酸的叫做乳酸發(fā)酵。
1.(2020·全國(guó)Ⅰ,2)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖,下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸
B.若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C.若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放
D.若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無(wú)氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
答案 D
解析 有氧呼吸的反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量,無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式為C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量或C6H12O62C3H6O3+少量能量。據(jù)此推理,若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等,則細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乙醇和CO2的無(wú)氧呼吸,A項(xiàng)正確;若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的分子數(shù)相等,B項(xiàng)正確;若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物為乳酸,則無(wú)O2吸收也無(wú)CO2釋放,C項(xiàng)正確;若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)物為乙醇、CO2的無(wú)氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少;若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)物為乳酸的無(wú)氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2019·全國(guó)Ⅱ,2)馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)酸味,這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無(wú)氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是( )
A.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖
B.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來(lái)
C.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程不能生成ATP
D.馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏庫(kù)中氧氣濃度的升高會(huì)增加酸味的產(chǎn)生
答案 B
解析 馬鈴薯塊莖無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸,無(wú)葡萄糖,A錯(cuò)誤;馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的第一階段,葡萄糖被分解成丙酮酸,丙酮酸在第二階段轉(zhuǎn)化成乳酸,B正確;馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸屬于無(wú)氧呼吸的第一階段,會(huì)生成少量ATP,C錯(cuò)誤;馬鈴薯塊莖儲(chǔ)存時(shí),氧氣濃度增加會(huì)抑制其無(wú)氧呼吸,酸味會(huì)減少,D錯(cuò)誤。
3.(2018·全國(guó)Ⅲ,5)下列關(guān)于生物體中細(xì)胞呼吸的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.植物在黑暗中可進(jìn)行有氧呼吸也可進(jìn)行無(wú)氧呼吸
B.食物鏈上傳遞的能量有一部分通過(guò)細(xì)胞呼吸散失
C.有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物分別是葡萄糖和乳酸
D.植物光合作用和呼吸作用過(guò)程中都可以合成ATP
答案 C
解析 植物體的細(xì)胞呼吸在有光或無(wú)光條件下都可以進(jìn)行,氧氣充足時(shí)進(jìn)行有氧呼吸,氧氣缺少時(shí)進(jìn)行無(wú)氧呼吸,A項(xiàng)正確;在食物鏈中,輸入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量,一部分用于此營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物自身的生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖等生命活動(dòng),另一部分則通過(guò)細(xì)胞呼吸以熱能的形式散失,B項(xiàng)正確;有氧呼吸的產(chǎn)物是水和CO2,無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2或者是乳酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤;無(wú)氧呼吸的第一階段、有氧呼吸的三個(gè)階段都有ATP產(chǎn)生,光合作用的光反應(yīng)階段有ATP產(chǎn)生,D項(xiàng)正確。
4.(2020·山東,2)癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴(lài)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP,這種現(xiàn)象稱(chēng)為“瓦堡效應(yīng)”。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過(guò)程會(huì)生成少量ATP
C.癌細(xì)胞呼吸作用過(guò)程中丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少
答案 B
解析 與有氧呼吸相比,產(chǎn)生相同ATP的情況下,無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖的量遠(yuǎn)大于有氧呼吸,癌細(xì)胞主要進(jìn)行無(wú)氧呼吸,需要吸收大量葡萄糖,A項(xiàng)正確;癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸為無(wú)氧呼吸的第二階段,無(wú)氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP,B項(xiàng)錯(cuò)誤;癌細(xì)胞主要依賴(lài)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP,進(jìn)行無(wú)氧呼吸第一階段和第二階段的場(chǎng)所均為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),C項(xiàng)正確;無(wú)氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量NADH,癌細(xì)胞主要進(jìn)行無(wú)氧呼吸,產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少,D項(xiàng)正確。
5.(2020·全國(guó)Ⅲ,29)參照表中內(nèi)容,圍繞真核細(xì)胞中ATP的合成來(lái)完成下表。
反應(yīng)部位
(1)______
葉綠體的類(lèi)囊體薄膜
線(xiàn)粒體
反應(yīng)物
葡萄糖
/
丙酮酸等
反應(yīng)名稱(chēng)
(2)______
光合作用的光反應(yīng)
有氧呼吸的部分過(guò)程
合成ATP的能量來(lái)源
化學(xué)能
(3)________
化學(xué)能
終產(chǎn)物(除ATP外)
乙醇、CO2
(4)________
(5)________
答案 (1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) (2)無(wú)氧呼吸 (3)光能 (4)O2、NADPH (5)H2O、CO2
解析 (1)(2)由反應(yīng)物是葡萄糖,終產(chǎn)物除ATP外,還有乙醇和CO2,可知該過(guò)程是無(wú)氧呼吸,發(fā)生的場(chǎng)所(反應(yīng)部位)是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(3)(4)由場(chǎng)所是葉綠體的類(lèi)囊體薄膜和反應(yīng)名稱(chēng)為光合作用的光反應(yīng),可知該過(guò)程合成ATP的能量來(lái)源是光能,終產(chǎn)物除ATP外,還有O2和NADPH。(5)由反應(yīng)部位是線(xiàn)粒體,反應(yīng)物是丙酮酸等,反應(yīng)名稱(chēng)為有氧呼吸的部分過(guò)程,可知該過(guò)程是有氧呼吸的第二和第三階段,終產(chǎn)物除ATP外,還有CO2、H2O。
課時(shí)精練
一、選擇題
1.下列有關(guān)ATP的敘述中正確的是( )
A.人從平原進(jìn)入高原初期,細(xì)胞中ATP/ADP的值普遍升高
B.ATP是由腺嘌呤、脫氧核糖、磷酸等單體組成的高分子化合物
C.ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)各種吸能反應(yīng)
D.人在饑餓時(shí),細(xì)胞中ATP和ADP的含量難以達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡
答案 C
解析 人從平原進(jìn)入高原初期,由于氧含量降低,部分細(xì)胞中合成ATP的數(shù)量減少,ATP/ADP的值降低,A錯(cuò)誤;ATP是由磷酸、核糖和腺嘌呤組成的小分子化合物,含有能量多,為高能磷酸化合物,B錯(cuò)誤;ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是時(shí)刻不停地發(fā)生,并且處于動(dòng)態(tài)平衡之中的,D錯(cuò)誤。
2.ATP、GTP、CTP和UTP是細(xì)胞內(nèi)四種高能磷酸化合物,它們的結(jié)構(gòu)只是堿基的不同,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.ATP的合成常伴隨著細(xì)胞內(nèi)的放能反應(yīng)
B.1分子GTP徹底水解可得到3種小分子物質(zhì)
C.CTP中“C”是由胞嘧啶和脫氧核糖構(gòu)成的
D.UTP斷裂兩個(gè)高能磷酸鍵后可作為基因轉(zhuǎn)錄的原料
答案 C
解析 細(xì)胞的吸能反應(yīng)常伴隨著ATP的水解,放能反應(yīng)總是與ATP的合成相關(guān)聯(lián),A正確;1分子GTP徹底水解可得到磷酸、核糖和堿基3種小分子物質(zhì),B正確;CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖構(gòu)成的,C錯(cuò)誤;UTP斷裂兩個(gè)高能磷酸鍵后是尿嘧啶核糖核苷酸,是RNA的基本組成單位之一,可作為基因轉(zhuǎn)錄的原料,D正確。
3.在線(xiàn)粒體的內(nèi)外膜間隙中存在著一類(lèi)標(biāo)志酶——腺苷酸激酶,它能將ATP分子末端的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有關(guān)分析中錯(cuò)誤的是( )
A.腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴隨著2分子ADP的生成
B.腺苷酸激酶催化該反應(yīng)一般與放能反應(yīng)相聯(lián)系
C.腺苷酸激酶與細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP的平衡維持有關(guān)
D.腺苷酸激酶發(fā)揮作用時(shí)伴隨著高能磷酸鍵的斷裂與形成
答案 B
解析 腺苷酸激酶催化該反應(yīng)會(huì)釋放能量,一般與吸能反應(yīng)相聯(lián)系,B錯(cuò)誤。
4.下圖是真核細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞呼吸的過(guò)程圖解,下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖中X表示O2,它可以通過(guò)植物的光合作用產(chǎn)生
B.物質(zhì)Y可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液發(fā)生的顏色變化為由藍(lán)色變成綠色
C.人體內(nèi)不能完成④⑤過(guò)程
D.圖中催化②、③過(guò)程的酶存在于線(xiàn)粒體內(nèi)膜上
答案 A
解析 圖示中X表示O2,可以通過(guò)植物的光合作用產(chǎn)生,A正確;物質(zhì)Y表示CO2,可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃,B錯(cuò)誤;人體內(nèi)由于不含有酒精發(fā)酵所需的酶,故不能進(jìn)行⑤過(guò)程,但能完成④過(guò)程,C錯(cuò)誤;②過(guò)程為有氧呼吸第二階段,發(fā)生在線(xiàn)粒體基質(zhì)中,D錯(cuò)誤。
5.(2021·湖南省湘潭市高三模擬)某同學(xué)將活酵母菌和淀粉溶液裝進(jìn)飲料瓶,預(yù)留1/3的空間后密封,觀察酵母菌發(fā)酵的變化并用表格進(jìn)行記錄。下列分析正確的是( )
條件
原料
變化
產(chǎn)物
細(xì)胞呼吸場(chǎng)所
酵母菌10 g
(25 ℃)
淀粉
溶液
瓶子膨脹,溶液出
現(xiàn)氣泡,溶液變暖
甲
乙
A.酵母菌一般不直接以淀粉作為細(xì)胞呼吸的底物
B.大量的O2使溶液出現(xiàn)氣泡和瓶子膨脹
C.有機(jī)物經(jīng)酵母菌發(fā)酵后只轉(zhuǎn)化為ATP和熱能
D.甲為酒精,乙為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體
答案 A
解析 細(xì)胞呼吸的底物是葡萄糖,酵母菌不能直接以淀粉作為細(xì)胞呼吸的底物,A正確;溶液出現(xiàn)氣泡和瓶子膨脹的原因是酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了大量的CO2,B錯(cuò)誤;有機(jī)物經(jīng)酵母菌發(fā)酵后,其釋放的能量一部分用于合成ATP,一部分轉(zhuǎn)化為熱能,其物質(zhì)變化是轉(zhuǎn)化成了酒精和CO2,C錯(cuò)誤;由于瓶子已密封,酵母菌可同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸,產(chǎn)物(甲)有水、酒精和CO2,細(xì)胞呼吸場(chǎng)所(乙)為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體,D錯(cuò)誤。
6.(2021·四川成都高三模擬)有關(guān)高等動(dòng)物細(xì)胞利用葡萄糖進(jìn)行細(xì)胞呼吸的過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( )
A.生成的產(chǎn)物CO2中的氧全部來(lái)源于葡萄糖
B.若消耗的O2等于生成的CO2,只進(jìn)行有氧呼吸
C.有氧呼吸和無(wú)氧呼吸過(guò)程中都產(chǎn)生NADPH
D.用18O標(biāo)記(CH2O),在水中無(wú)法檢測(cè)到18O
答案 D
解析 有氧呼吸過(guò)程中,產(chǎn)物CO2中的氧來(lái)源于葡萄糖和水,A錯(cuò)誤;高等動(dòng)物無(wú)氧呼吸時(shí)既不吸收O2也不放出CO2,若細(xì)胞呼吸過(guò)程中消耗的O2等于生成的CO2,不能確定只進(jìn)行有氧呼吸,B錯(cuò)誤;有氧呼吸和無(wú)氧呼吸過(guò)程都產(chǎn)生NADH,C錯(cuò)誤;有氧呼吸第三階段是[H]和O2結(jié)合生成水,所以用18O標(biāo)記(CH2O),在水中不能檢測(cè)到18O,D正確。
7.對(duì)酵母菌進(jìn)行處理,獲得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線(xiàn)粒體。用超聲波使線(xiàn)粒體破碎,線(xiàn)粒體內(nèi)膜可自然反卷成小的膜泡,原來(lái)內(nèi)膜的內(nèi)側(cè)面位于膜泡的外表面。下列四支試管在適宜溫度下不會(huì)產(chǎn)生CO2的是( )
A.葡萄糖+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
B.丙酮酸+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
C.葡萄糖+小膜泡
D.丙酮酸+線(xiàn)粒體基質(zhì)
答案 C
解析 葡萄糖+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2,A不符合題意;丙酮酸+細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行無(wú)氧呼吸的第二階段產(chǎn)生CO2,B不符合題意;葡萄糖+小膜泡,無(wú)法進(jìn)行無(wú)氧呼吸與有氧呼吸的第一階段和第二階段,因此不會(huì)產(chǎn)生CO2,C符合題意;丙酮酸+線(xiàn)粒體基質(zhì),在線(xiàn)粒體基質(zhì)中進(jìn)行有氧呼吸的第二階段,將丙酮酸轉(zhuǎn)化為CO2,D不符合題意。
8.某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究溫度對(duì)酵母菌代謝活動(dòng)的影響,測(cè)定BTB(溴麝香草酚藍(lán))水溶液的變色情況,實(shí)驗(yàn)記錄見(jiàn)表。下列相關(guān)敘述正確的是( )
水浴溫度
BTB水溶液變色情況
2 ℃
始終沒(méi)有變色
25 ℃
44 min后變色
37 ℃
22 min后變色
A.實(shí)驗(yàn)中的酵母菌主要進(jìn)行有氧呼吸
B.25 ℃時(shí),酵母菌細(xì)胞內(nèi)的酶活性最高
C.酵母菌在37 ℃時(shí),新陳代謝較活躍
D.BTB水溶液由黃色逐漸變?yōu)樗{(lán)色
答案 C
解析 由圖可知:放有酵母菌的培養(yǎng)液是密封的,可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)中的酵母菌首先進(jìn)行有氧呼吸,一段時(shí)間后,培養(yǎng)液中的含氧量下降,酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸,A錯(cuò)誤;細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳能夠使BTB水溶液變色,變色時(shí)間越短,說(shuō)明酵母菌呼吸酶的活性越高,分析題表可知,37 ℃時(shí),酵母菌細(xì)胞內(nèi)的酶活性較高,新陳代謝較活躍,B錯(cuò)誤、C正確;細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳能夠使BTB水溶液由藍(lán)變綠再變黃,D錯(cuò)誤。
9.(2020·廣東省化州市高三二模)人的肌肉組織分為快縮纖維和慢縮纖維兩種:快縮纖維負(fù)責(zé)劇烈運(yùn)動(dòng)如舉重、短跑,易產(chǎn)生酸痛感覺(jué);慢縮纖維負(fù)責(zé)慢跑、游泳等有氧運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是( )
A.快縮纖維含有的線(xiàn)粒體多,有氧呼吸能產(chǎn)生大量乳酸和ATP供能
B.快縮纖維含有的線(xiàn)粒體少,主要依靠無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP供能,產(chǎn)生大量乳酸
C.慢縮纖維含有的線(xiàn)粒體多,有氧呼吸不產(chǎn)生乳酸,產(chǎn)生的ATP也少
D.慢縮纖維含有的線(xiàn)粒體少,主要依靠無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP供能
答案 B
解析 快縮纖維含有的線(xiàn)粒體少,與短跑等劇烈運(yùn)動(dòng)有關(guān),主要依靠無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP供能,產(chǎn)生乳酸,A錯(cuò)誤、B正確;慢縮纖維含有的線(xiàn)粒體多,主要依靠有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP供能,有氧呼吸不產(chǎn)生乳酸,C、D錯(cuò)誤。
10.細(xì)胞呼吸原理廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。下表中有關(guān)措施與對(duì)應(yīng)的目的不恰當(dāng)?shù)氖? )
選項(xiàng)
應(yīng)用
措施
目的
A
種子儲(chǔ)存
曬干
降低自由水含量,降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度
B
乳酸菌制作酸奶
先通氣,后密封
加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸發(fā)酵
C
水果保鮮
低溫
降低酶的活性,降低細(xì)胞呼吸
D
栽種農(nóng)作物
疏松土壤
促進(jìn)根有氧呼吸,利于吸收無(wú)機(jī)鹽
答案 B
解析 乳酸菌為異養(yǎng)厭氧型生物,在有氧條件下其代謝會(huì)受到抑制,故利用乳酸菌制作酸奶的過(guò)程中應(yīng)一直處于密封狀態(tài)。
二、非選擇題
11.研究證實(shí)ATP既是能量“通貨”,也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號(hào)分子,其作為信號(hào)分子的作用機(jī)理如圖所示。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題:
(1)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______________,神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自________(細(xì)胞結(jié)構(gòu))。研究發(fā)現(xiàn),正常成年人安靜狀態(tài)下24 h有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化,而細(xì)胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2~10 mmol/L,為滿(mǎn)足能量需要,人體解決這一矛盾的合理途徑是_____________________
_______________________________________________________________________________。
(2)由圖可知,ATP在傳遞信號(hào)過(guò)程中,在細(xì)胞間隙中的有關(guān)酶的作用下,磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫離下來(lái),最后剩下的是____________。
(3)一些神經(jīng)細(xì)胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì),還能釋放ATP,二者均能引起受體細(xì)胞的膜電位變化。據(jù)圖分析,如果要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號(hào)的作用,則圖中的________________屬于無(wú)關(guān)變量,應(yīng)予以排除。
答案 (1)A—P~P~P 線(xiàn)粒體 ATP與ADP迅速相互轉(zhuǎn)化 (2)腺苷 (3)典型神經(jīng)遞質(zhì)
解析 (1)ATP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是A—P~P~P。動(dòng)物細(xì)胞中,線(xiàn)粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,所以神經(jīng)細(xì)胞中的ATP主要來(lái)自線(xiàn)粒體。ATP是直接能源物質(zhì),在體內(nèi)含量很少,可通過(guò)ATP與ADP迅速相互轉(zhuǎn)化而形成。(2)ATP脫去1個(gè)磷酸基團(tuán)為ADP,脫去兩個(gè)磷酸基團(tuán)為AMP,如果磷酸基團(tuán)完全脫落,剩下的則是腺苷,由腺嘌呤和核糖組成。(3)若要研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號(hào)的作用,可以設(shè)法把ATP與典型神經(jīng)遞質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)去研究其作用,即用化學(xué)物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì),所以典型神經(jīng)遞質(zhì)是實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量。
12.在自然界中,洪水、灌溉不均勻等因素易使植株根系供氧不足,造成“低氧脅迫”,不同植物品種對(duì)“低氧脅迫”的耐受能力不同。研究人員采用無(wú)土栽培的方法,研究了“低氧脅迫”對(duì)兩個(gè)黃瓜品種(A、B)根系細(xì)胞呼吸的影響,測(cè)得第6天時(shí)根系細(xì)胞中丙酮酸和乙醇含量,結(jié)果如表所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
實(shí)驗(yàn)處理
結(jié)果
項(xiàng)目
正常通氣
品種A
正常通氣
品種B
低氧
品種A
低氧
品種B
丙酮酸(μmol·g-1)
0.18
0.19
0.21
0.34
乙醇(μmol·g-1)
2.45
2.49
6.00
4.00
(1)黃瓜根系細(xì)胞產(chǎn)生丙酮酸的場(chǎng)所是______________,丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^(guò)程________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)由表中信息可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量是____________________________。正常通氣情況下,黃瓜根系細(xì)胞的呼吸方式為_(kāi)_______________________。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,品種A耐低氧能力比品種B________(填“強(qiáng)”或“弱”),其原因可借助下面的柱形圖做出進(jìn)一步解釋?zhuān)?qǐng)根據(jù)品種A的柱形圖在相應(yīng)位置繪出品種B的柱形圖,并標(biāo)出對(duì)應(yīng)數(shù)值。
答案 (1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 不能 (2)黃瓜品種和通氣情況 有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 (3)強(qiáng) 如圖所示
解析 (1)黃瓜細(xì)胞產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程屬于細(xì)胞呼吸的第一階段,其場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。在供氧不足時(shí),細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸,其中丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖嫉倪^(guò)程屬于無(wú)氧呼吸的第二階段,此階段不釋放能量,所以不能生成ATP。(2)由表中信息可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量是黃瓜品種和通氣情況。正常通氣情況下,黃瓜根系細(xì)胞也產(chǎn)生少量的乙醇,說(shuō)明此時(shí)細(xì)胞呼吸的方式為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸;在低氧脅迫下,黃瓜有氧呼吸受阻,無(wú)氧呼吸增強(qiáng),產(chǎn)生的乙醇增多。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,品種A耐低氧能力比品種B強(qiáng),在低氧時(shí),品種A產(chǎn)生的丙酮酸比品種B產(chǎn)生的丙酮酸少(品種A=0.21-0.18=0.03,品種B=0.34-0.19=0.15),而產(chǎn)生的乙醇比品種B產(chǎn)生的乙醇多(品種A=6.00-2.45=3.55,品種B=4.00-2.49=1.51),其柱形圖見(jiàn)答案。
13.為了研究怎樣更好地保存種子,有人做了如下表所示的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)操作方法
儲(chǔ)藏時(shí)間/年
種子發(fā)芽率
實(shí)驗(yàn)一
1 000 g水稻干種子充氮?dú)饷芊鈨?chǔ)藏
5
>95%
1 000 g水稻干種子普通保存
1
80%
1 000 g小麥濕種子普通保存
1
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