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高中生物高考2020届高考生物一轮复习专题5细胞呼吸课件
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这是一份高中生物高考2020届高考生物一轮复习专题5细胞呼吸课件，共60页。
专题5 细胞呼吸
生物 (天津市选考专用)
A组 自主命题·天津卷题组
1.(2018天津理综,5,6分)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中, 加入40 mL 活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和 CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是 ( )
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C.若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
答案 C 本题主要考查酵母菌呼吸方式的相关知识。由题图可知,t1→t2,培养液中O2的下降 速率变慢,说明O2的消耗速率降低,有氧呼吸速率不断下降,A正确;t1→t3,酵母菌产生CO2速率基 本不变,此时间段内,有氧呼吸强度逐渐减弱,无氧呼吸强度逐渐增强,所以在单位时间内要产 生等量CO2,无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖,B正确;由题干信息可知,酵母菌在最适温度下培养, 若降低10 ℃培养,则会引起酶的活性降低,从而引起酵母菌有氧呼吸速率变慢,致使培养液中O2相对含量达到稳定所需时间延长,C错误;因为实验后的培养液滤液中含有酵母菌呼吸产生的 酒精,所以滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色。
素养解读 本题通过考查酵母菌呼吸方式的相关知识,突出体现学生对模型进行分析(科学思 维)及理解生物学现象的能力(生命观念)。
2.(2009天津理综,6,6分)按下表设计进行实验,分组后,在相同的适宜条件下培养8~10小时,并对 实验结果进行分析。
下列叙述正确的是 ( )A.甲组不产生CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组能量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组
答案 D 酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水,无氧的条件下将葡萄糖分解成 CO2和酒精。依题意,甲组、丙组进行无氧呼吸,乙组、丁组进行有氧呼吸。完整的酵母菌在 适宜条件下培养时可以进行繁殖,种群数量不断增大。综上,甲组、乙组两组都产生CO2,由于 甲组细胞不完整,甲组的酒精产量较丙组少,丁组能量转换率较丙组高,丁组的氧气消耗量大于 乙组,故D正确。
素养解读 本题通过考查酵母菌的有氧与无氧呼吸,突出体现整体与部分观、整体大于部分 之和的生命观念。
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
考点1 有氧呼吸和无氧呼吸
1.(2019课标全国Ⅱ,2,6分)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。下列叙述正确的是 ( )A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.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C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
答案 B 本题以细胞呼吸相关知识为载体,考查运用所学知识和观点,解释某些生物学问题 的能力;试题以马铃薯变酸为背景,体现了对生命观念素养中的结构与功能观的考查。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳酸,A错误;其无氧呼吸第一阶段产生[H]和丙酮酸,并 释放少量能量合成少量ATP,第二阶段[H]把丙酮酸转化为乳酸,B正确,C错误;氧气浓度升高, 对无氧呼吸抑制作用增强,所以乳酸产生量减少、酸味产生减弱,D错误。
2.(2019课标全国Ⅲ,4,6分)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌 发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为 ( )A.有机物总量减少,呼吸强度增强B.有机物总量增加,呼吸强度增强C.有机物总量减少,呼吸强度减弱D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
答案 A 本题以黄化苗的代谢为载体,考查考生通过比较、分析与综合的方法,对某些生物 学问题进行推理、解释并作出正确判断的能力;试题通过黄化苗与干种子的代谢状态的比较, 体现了科学思维素养中的分析与推断要素。与干种子相比,黄化苗中自由水含量增多,细胞呼吸强度增强,有机物总量减少,A正确,B、C、 D错误。
3.(2018课标全国Ⅲ,5,6分)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是 ( )A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
答案 C 本题主要考查细胞呼吸、光合作用和生态系统的能量流动的相关知识。影响植物 细胞呼吸方式的主要因素是O2含量,细胞呼吸方式与光照强度无关,黑暗状态下植物可进行有 氧呼吸,也可进行无氧呼吸,A正确;能量在食物链上传递的过程中,一部分能量通过呼吸作用以 热能形式散失,B正确;有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是乳酸(或CO2和酒精),C错 误;植物在光合作用的光反应阶段有ATP合成,有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段均 有ATP合成,D正确。
4.(2016北京理综,2,6分)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程 ( )A.在无氧条件下不能进行B.只能在线粒体中进行C.不需要能量的输入D.需要酶的催化
答案 D 酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2,在无氧呼吸的第一阶段生成ATP,A错误。无氧呼 吸在酵母菌的细胞质基质中进行,B错误。ADP转化成ATP需要能量的输入和ATP合成酶的催 化,C错误,D正确。
解题关键 酵母菌既可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,故此题可转化为有氧呼吸和无氧呼 吸各阶段中,哪些过程可生成ATP。
5.(2016上海单科,15,2分)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、进行剧烈运 动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有 ( )①酒精 ②乳酸 ③CO2 ④H2O ⑤ATPA.①③⑤ B.②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤
答案 D 由题意可知,白肌细胞的呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸两种,因此白肌细胞内葡 萄糖氧化分解的产物有CO2、H2O、ATP、乳酸。
6.(2016江苏单科,23,3分)突变酵母的发酵效率高于野生型,常在酿酒工业发酵中使用。如图为 呼吸链突变酵母呼吸过程,下列相关叙述错误的是(多选) ( ) A.突变酵母乙醇代谢途径未变B.突变酵母几乎不能产生[H]C.氧气充足时,野生型酵母种群增殖速率大于突变体D.通入氧气后,突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
答案 BD 图示突变酵母菌呼吸链中断部位为线粒体。氧气充足时,突变型酵母菌不能进行 有氧呼吸,其只能在细胞质基质中产生少量的ATP,故其繁殖速率明显低于野生型酵母菌。突 变型酵母菌细胞质内的葡萄糖氧化分解为丙酮酸的过程正常,突变酵母乙醇代谢途径未变,在 乙醇代谢途径中有[H]产生,A、C正确,B、D错误。
解后反思 解读图示信息是解答该题的关键。从图示中找出呼吸链中断的部位这一关键信 息,结合酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸的差别,即可对不同选项作出正确判断。
7.(2015山东理综,4,5分)下列有关细胞内物质含量比值的关系,正确的是 ( )A.细胞内结合水/自由水的值,种子萌发时比休眠时高B.人体细胞内O2/CO2的值,线粒体内比细胞质基质高C.神经纤维膜内K+/Na+的值,动作电位时比静息电位时高D.适宜条件下光合作用过程中C5/C3的值,停止供应CO2后比停止前高
答案 D 细胞内结合水/自由水的值在种子萌发时降低,而在种子休眠时升高,A项错误;线粒 体中进行有氧呼吸消耗O2、产生CO2,故线粒体中O2/CO2的值比细胞质基质中低,B项错误;动 作电位和静息电位的形成分别与Na+内流和K+外流有关,动作电位时神经纤维膜内K+/Na+的值 比静息电位时低,C项错误;停止供应CO2后,C5化合物含量增加、C3化合物含量降低,故C5/C3的 值升高,D项正确。
考点2 影响细胞呼吸的因素及应用
1.(2018课标全国Ⅱ,4,6分)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说 法错误的是 ( )A.风干种子中有机物的消耗减慢B.风干种子上微生物不易生长繁殖C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高D.风干种子中结合水与自由水的比值大
答案 C 本题主要考查水与细胞代谢的关系。种子风干后细胞内的自由水含量减少(结合 水含量基本不变),使细胞呼吸减弱,有机物的消耗减慢,A、D正确,C错误;风干种子的水分减 少,在缺水环境中,微生物不易生长繁殖,B正确。
疑难突破 自由水与结合水的比值与代谢、植物抗逆性的关系自由水与结合水的比值偏高时,代谢旺盛,但植物抗逆性差;该比值偏低时,代谢强度低,但植物 的抗旱、抗寒等抗逆性强。
2.(2017海南单科,7,2分)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述,正确的是 ( )A.分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小B.若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸C.适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗D.利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
答案 C 分生组织细胞的代谢旺盛,呼吸速率通常比成熟组织细胞的大,A错误;若细胞既不 吸收O2也不放出CO2,细胞可能进行产物是乳酸的无氧呼吸,B错误;影响有氧呼吸的因素有O2 浓度和温度等,适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗,C正确;利用葡 萄糖进行有氧呼吸时,吸收的O2与释放的CO2摩尔数相同,D错误。
易错警示 代谢越旺盛的细胞,呼吸速率越大;无氧呼吸有产生乳酸的无氧呼吸和产生酒精的 无氧呼吸两种,前者既不吸收O2也不放出CO2。
3.(2015安徽理综,29Ⅰ,9分)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓 果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。 (1)由图可知,与25 ℃相比,0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是 ;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的 浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该 实验还可以通过检测 浓度变化来计算呼吸速率。(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a. ;b. 。
答案 (1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO2 O2(2)选取的果实成熟度还应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验
解析 (1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率,即呼吸速率,与25 ℃相比,0.5 ℃时细胞呼吸相 关酶的活性较低,故呼吸速率较低;由于果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,所以该密闭容器 中CO2浓度越来越高,O2浓度越来越低,故该实验还可通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。 (2)根据实验设计的单一变量原则,选取果实的成熟度还应一致,避免无关变量对实验结果的影 响;根据实验设计的重复性原则,为使实验结果更可靠,还应在每个温度条件下设置多个实验组 进行平行重复实验。
方法技巧 评价实验方案的合理与否一般考虑以下几个方面:有无对照、是否是单一变量、 实验选材是否合理、实验步骤是否科学、检测手段是否正确、结果结论是否准确无误。
C组 教师专用题组
1.(2013课标Ⅱ,3,6分,0.615)下列与微生物呼吸有关的叙述,错误的是 ( )A.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同
答案 C 本题主要考查微生物有氧呼吸、无氧呼吸的相关知识。肺炎双球菌为原核生物, 其细胞内没有线粒体,但含有与有氧呼吸有关的酶,能进行有氧呼吸;细菌细胞中的拟核中包含 原核生物主要的遗传信息,编码与细菌呼吸有关的酶的基因也在拟核中;破伤风芽孢杆菌为厌 氧菌,适宜生活在无氧环境中;酵母菌为兼性厌氧菌,在有氧条件下,进行有氧呼吸,产生CO2和H2O,在无氧条件下,进行无氧呼吸,产生酒精和CO2。
2.(2014海南单科,26,10分)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图 所示。据图回答问题: (1)在12~24 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的主要方式是 呼吸,该呼吸 方式在细胞中发生的部位是 ,其产物是 。(2)从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会 ,主要原因是 。(3)胚根长出后,萌发种子的 呼吸速率明显升高。
答案 (1)无氧 细胞质基质 CO2和乙醇 (2)减少 在此期间只有呼吸作用消耗有机物,没 有光合作用合成有机物 (3)有氧
解析 (1)分析题图,第12~24 h期间,种子的O2吸收量很少,却释放很多CO2,表明此阶段呼吸方 式主要为无氧呼吸。豆科植物种子无氧呼吸的场所是细胞质基质,产物是酒精和CO2。(2)第12 h到胚根长出期间,种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,种子的 干物质总量会下降。(3)胚根长出后,O2吸收明显增多,这说明有氧呼吸速率明显提高。
3.(2012课标,29,11分)将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同 数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如 图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题。 (1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成 ,再通过 作用为种子萌发提供能 量。(2)萌发过程中在 小时之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平
均干重为 mg。(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质,其最大转化速率为 mg· 粒-1·d-1。(4)若保持实验条件不变,120小时后萌发种子的干重变化趋势是 ,原因是 。
答案 (1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化) (2)72~96 26.5 (3)22 (4)下降 幼苗呼吸作用消耗 有机物,且不能进行光合作用
解析 本题主要考查玉米种子萌发过程中胚、胚乳的作用。(1)胚乳是玉米种子贮存营养的 结构。在种子萌发过程中,胚乳中的淀粉最终被水解为葡萄糖,再通过呼吸作用氧化分解,为生 命活动供能。(2)呼吸速率越大,单位时间内种子干重减少越多,从图可知,72~96小时之间种子 的呼吸速率最大。每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2-177.7=26.5 mg。(3)胚乳干重减少 量与萌发种子干重减少量差值最大时,胚乳营养转化为幼苗组成物质的速率最大。符合该特 点的时间段为96~120小时(一天),该时间段内,胚乳干重减少量为118.1-91.1=27 mg,而萌发种 子干重减少量仅为177.7-172.7=5 mg,即胚乳中22 mg营养物质转化为幼苗的组成物质,转化速 率为22 mg·粒-1·d-1。(4)由于黑暗环境中萌发的种子只能进行呼吸作用消耗有机物,不能进行光 合作用合成有机物,故种子干重仍呈下降的趋势。
A组 2017—2019年高考模拟·考点基础题组
考点1 有氧呼吸和无氧呼吸
1.(2019河北唐山一模,2)线粒体在合成ATP时,下列哪个条件不需要 ( )A.基质中含有O2 B.基质中含有ADPC.基质中含有 NADPH D.基质中含有丙酮酸
答案 C 当线粒体基质中存在氧气时,细胞质基质中的丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼 吸第二阶段,合成少量的ATP,且可发生有氧呼吸第三阶段,合成大量ATP,A、D正确;合成ATP 的原料是ADP和Pi,B正确;NADPH是光合作用光反应阶段产生的,用于暗反应过程中三碳化合 物的还原,细胞呼吸中产生的[H]是指NADH,C错误。
易错警示 NADPH不同于NADH:NADPH(还原型辅酶Ⅱ)是光合作用光反应阶段产生的,用 于暗反应过程中三碳化合物的还原;NADH(还原型辅酶Ⅰ)是细胞呼吸中产生的,与O2结合生 成水,并释放大量能量。
2.(2018广东肇庆二模,2)在人体细胞的呼吸过程中,下列变化一定不发生在细胞质基质中的是 ( )A.丙酮酸的生成 B.丙酮酸的转化C.乳酸的生成 D.CO2的生成
答案 D 丙酮酸为细胞呼吸第一阶段的产物,细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,A错 误;人体细胞呼吸过程中,丙酮酸的转化是指无氧呼吸第二阶段产生乳酸的过程,发生在细胞质 基质,B、C错误;人体细胞只有在进行有氧呼吸第二阶段时才能产生CO2,发生在线粒体基质,D 正确。
3.(2019河南信阳一模,6)人体运动强度与O2消耗量和血液中乳酸含量的关系如图(底物均是葡 萄糖)。下列说法错误的是 ( ) A.运动状态下,肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量B.运动强度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍C.无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中D.若运动强度长时间超过c,肌细胞积累大量乳酸使肌肉有酸痛感
答案 C 由图可知,运动状态下,肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,其中有氧呼吸产生 的CO2量等于消耗的O2量,而无氧呼吸既不消化O2也不产生CO2,A正确;有氧呼吸消耗1分子葡 萄糖需要6分子O2,无氧呼吸消耗1分子葡萄糖生成2分子乳酸,运动强度为c时,O2的消耗量≈乳 酸生成量(因血液中原有少量乳酸),无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍,B正确;无氧呼 吸过程中有机物不彻底的氧化分解,一部分能量储存在有机物中,一部分以热能形式散失,其余 的转移到ATP中,C错误;若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而肌肉酸胀乏力,D正确。
易错警示 无氧呼吸产生的能量少,并不是大部分以热能的形式散失。
4.(2019江西八所重点中学二模,2)在甲、乙、丙、丁四种条件下,测得西瓜种子萌发时二氧化 碳释放量与氧气消耗量分别是10∶0;8∶3;6∶4;7∶7。底物均是葡萄糖,则下列叙述错误的是 ( )A.甲条件下,呼吸产物除二氧化碳外还有酒精B.乙条件下,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶5C.丙条件下,有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多D.丁条件下,无氧呼吸程度最弱,二氧化碳全部来自线粒体
答案 C 甲条件下,不消耗氧气,只释放二氧化碳,说明甲条件下只进行无氧呼吸,西瓜种子无 氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳和ATP,A正确;乙、丙条件下,释放的二氧化碳量大于氧气的 消耗量,这说明乙、丙条件下有氧呼吸与无氧呼吸并存,其中乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖 量∶无氧呼吸消耗的葡萄糖量=(3/6)∶(5/2)=1∶5,B正确;丙条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖 量∶无氧呼吸消耗的葡萄糖量=(4/6)∶(2/2)=2∶3,故C错误;丁条件下,西瓜种子萌发只进行有 氧呼吸,不进行无氧呼吸,产生的二氧化碳全部来自线粒体,D正确。
5.(2019河北武邑中学上学期一调,6)如图表示某绿色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,最适于贮藏该植物器官B.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱C.氧浓度为d时,无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等D.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
答案 D 氧浓度为a时,只有二氧化碳的释放,没有氧气的吸收,此时植物只进行无氧呼吸,不 利于储藏植物器官,A错误;氧浓度为d时,植物只进行有氧呼吸,此时无氧呼吸最弱,B、C错误; 氧气浓度为b时,氧气的吸收量为3,有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为3÷6=0.5,此时无氧呼吸释放 的二氧化碳量为8-3=5,无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是5÷2=2.5,因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量 是有氧呼吸的5倍,D正确。
解题技巧 根据细胞呼吸中各物质之间的比例关系解题(1)有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。(2)无氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
考点2 影响细胞呼吸的因素及应用
1.(2019山西晋中平遥中学二模,2)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是 ( )A.细胞呼吸是一系列有控制的氧化还原反应B.无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反应的本质都是纤维素或葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳, 氢被氧化成水C.当你用手长时间举着一个重物时,手臂会感觉酸软乏力,这时你的肌肉细胞主要进行无氧呼 吸D.食品包装上的“胀袋勿食”与微生物的酒精发酵有关
答案 C 细胞呼吸就是一系列的氧化还原反应,A正确;无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反 应的本质都是纤维素或葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,氢被氧化成水,B正确;长时间举重物时, 手臂会感觉酸胀乏力,这是肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸导致的,但此时为肌肉细胞提供能 量的主要呼吸方式还是有氧呼吸,C错误;无氧呼吸中只有酒精发酵产生二氧化碳,D正确。
2.(2019湖南长沙3月调研,2)下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述,错误的是 ( )A.给含有酵母菌的发酵液连续通气可以提高产酒量B.适当降低温度和氧浓度有利于果蔬储藏C.利用乳酸菌制作酸奶过程中需密闭隔绝空气D.黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少
答案 A 酵母菌是兼性厌氧型生物,发酵初期需要氧气进行增殖,后期需要在无氧条件下进 行酒精发酵,A错误;果蔬储藏时需降低呼吸作用消耗,应该在低温和低氧条件下储藏,B正确;乳 酸菌是厌氧型生物,乳酸发酵时需要处于无氧环境中,C正确;黑暗条件下,豆芽只能进行呼吸作 用,不能进行光合作用,故有机物总量会下降,D正确。
易错警示 酵母菌是兼性厌氧型微生物。酵母菌在适宜的氧气、温度和pH等条件下,进行有 氧呼吸并大量繁殖;在无氧条件下则进行酒精发酵。
3.(2019福建龙岩期末,16)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,正确的是 ( )A.被锈钉扎伤后,破伤风杆菌容易在伤口表面大量繁殖B.稻田定期排水,可防止幼根因缺氧导致乳酸中毒变黑、腐烂C.中耕松土可促进根细胞的有氧呼吸,从而促进根细胞对无机盐的吸收D.用透气的消毒纱布包扎伤口,可为伤口细胞提供足够的氧气促进伤口愈合
答案 C 破伤风杆菌是厌氧型细菌,伤口表面存在氧气,破伤风杆菌不会在伤口表面大量繁 殖,伤口深处为无氧环境,破伤风杆菌容易在伤口深处大量繁殖,A错误;水稻无氧呼吸的产物有 酒精,没有乳酸,B错误;中耕及时松土,避免土壤板结,可促进根细胞的有氧呼吸,C正确;用透气 的消毒纱布包扎伤口,可避免破伤风杆菌等厌氧微生物的大量繁殖,D错误。
知识拓展 水稻的根系适于在水中生长,这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气 通过气腔运送到根部各细胞,而且与旱生植物相比,水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是,水稻 根的细胞仍然需要进行有氧呼吸,所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足,水稻根的 细胞就会进行产酒精的无氧呼吸,时间长了,酒精就会对根细胞产生毒害作用,使根系变黑、腐 烂。
4.(2019天津十二校一模,4)幽门螺旋杆菌主要寄生于人体胃中,是很多消化道疾病的首要致病 细菌。体检时可通过13C尿素呼气实验来检测感染幽门螺旋杆菌的情况。受试者口服13C标记 的尿素胶囊后,尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化,分解为NH3和13CO2,定时收集受试者吹 出的气体并测定其中是否含有13CO2。以下叙述不正确的是 ( )A.幽门螺旋杆菌的遗传物质是DNAB.感染者呼出的13CO2由人体细胞有氧呼吸产生C.幽门螺旋杆菌具有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜D.幽门螺旋杆菌产生的脲酶适宜在酸性条件下发挥作用
答案 B 幽门螺旋杆菌属于原核生物,其遗传物质是DNA,A正确;根据题干信息“受试者口 服13C标记的尿素胶囊后,尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化,分解为NH3和13CO2”可知,感 染者呼出的13CO2是由幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化尿素分解产生的,B错误;幽门螺旋杆菌具 有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜,C正确;由题干可知,幽门螺旋杆菌生活在人体胃内(酸 性环境),因此其产生的脲酶适宜在酸性条件下发挥作用,D正确。
5.(2018山西太原期末,16)下列生产措施或生活中所涉及的细胞呼吸有关知识的叙述,不正确 的是 ( )A.提倡慢跑,可避免因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力B.用酵母菌发酵生产酒精的过程中,pH发生变化是酵母菌死亡率上升的原因之一C.无氧环境中有利于水果和蔬菜的保存D.作物种子贮藏前需要干燥,主要目的是通过减少水分以抑制细胞呼吸
答案 C 提倡慢跑,可避免因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力,A正确;用酵母菌发酵 生产酒精的过程中,pH发生变化是酵母菌死亡率上升的原因之一,B正确;一般情况下,无氧环 境中,水果和蔬菜的细胞会通过无氧呼吸产生酒精,酒精对细胞有毒害作用,不利于其保存,C错 误;作物种子贮藏前需要干燥,主要目的是通过减少水分以抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,D 正确。
6.(2019福建漳州一模,15)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是 ( )A.农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生酒精而烂根B.包扎伤口时选用透气消毒纱布主要是防止包扎部位的组织细胞缺氧C.皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后,感染的破伤风杆菌容易大量繁殖D.利用粮食和酵母菌进行酿酒,在控制通气时需先通入空气一段时间再控制无氧
答案 B 稻田定期排水,能防止根细胞进行无氧呼吸产生酒精,A正确;包扎伤口时,选择透气 的消毒纱布包扎,能避免厌氧微生物的繁殖,B错误;皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后,较深伤口 处的无氧环境适合破伤风杆菌大量繁殖,C正确;利用酵母菌制酒时先通入空气一段时间有利 于酵母菌大量繁殖,然后再密封创造无氧环境使其进行酒精发酵,D正确。
名师点睛 选用“创可贴”等敷料包扎伤口,既为伤口敷上了药物,又为伤口创造了疏松透气 的环境,避免厌氧病原菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈。
7.(2019广东华南师大附中、实验中学、广雅中学、深圳中学期末,3)图甲为某单子叶植物种 子萌发过程中干重的变化曲线,图乙为萌发过程中O2吸收量和CO2释放量的变化曲线。据图 分析,可以得出的结论是 ( )
甲 乙
A.种子萌发初期以有氧呼吸为主B.干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物C.A点时萌发形成的幼苗开始进行光合作用D.图乙两条曲线相交时,有氧呼吸与无氧呼吸速率相等
答案 B 乙图中,种子萌发初期,产生的二氧化碳量明显大于消耗的氧气量,说明种子萌发初 期以无氧呼吸为主,A错误;种子萌发过程中不能进行光合作用,只进行呼吸作用消耗有机物,故 干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物,B正确;萌发形成的幼苗刚开始进行光合作用时, 由于光合速率小于呼吸速率,所以干重仍然减少,随着光合速率的增加,A点之后光合速率大于 呼吸速率,植株干重增加,故A点时光合速率等于呼吸速率,C错误;图乙两条曲线相交时,表明吸 收的氧气的量等于呼吸产生的二氧化碳的量,说明两曲线相交时无氧呼吸被完全抑制,此时只 进行有氧呼吸,D错误。
审题关键 分析甲图,种子在萌发过程中干重先减小后增加,图乙中种子萌发的初期产生的二 氧化碳的量大于消耗的氧气量,说明种子萌发初期既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,随着种子 萌发过程中种皮的破裂,种子的无氧呼吸被抑制,种子只进行有氧呼吸,吸收的氧气体积和产生 的二氧化碳体积相等。
B组 2017—2019年高考模拟·专题综合题组时间:45分钟 分值:60分
一、选择题(每题5分,共20分)
1.(2019河北衡水中学二模,2)如图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解。下列有关说法正 确的是 ( )
A.葡萄糖在线粒体中经过程①②彻底氧化分解,释放大量能量B.无氧呼吸时,过程①产生的[H]在过程③或④中不断积累C.人的成熟红细胞内可发生的是过程①④D.无氧呼吸中大部分的能量以热能形式散失掉,所以产生的ATP量远小于有氧呼吸
答案 C 本题通过对细胞呼吸模型的分析考查考生的科学思维素养。葡萄糖需在细胞质基 质中水解为丙酮酸,才可进入线粒体继续氧化分解,A错误;无氧呼吸中产生的[H]用于丙酮酸 的还原、酒精或乳酸的产生,不会有[H]的积累,B错误;人体成熟红细胞没有线粒体,只能进行 产生乳酸的无氧呼吸,C正确;无氧呼吸比有氧呼吸释放能量少,是因为无氧呼吸有机物没有彻 底的氧化分解,D错误。
知识拓展 NAD+的产生无氧条件下,无氧呼吸第二阶段,通过丙酮酸的还原代谢使得NADH重新氧化为NAD+。在酵 母菌的酒精发酵过程中,在丙酮酸脱羧酶催化下丙酮酸脱羧生成乙醛,然后乙醛在乙醇脱氢酶 的催化下被还原为乙醇,同时使NADH氧化生成NAD+。在人体细胞缺氧条件下,乳酸脱氢酶 催化丙酮酸转化为乳酸,同时也伴随着NADH重新氧化为NAD+。
2.(2019湖北荆、荆、襄、宜四地七校期末联考,3)小麦种子吸水萌发时的呼吸作用过程可分 为如图所示的4个阶段。下列相关说法正确的是 ( ) A.第1、2阶段,种子呼吸作用消耗的O2量高于CO2的产生量B.第3阶段种子吸收水分的主要方式是渗透作用C.第3阶段,胚根长出,种子的干重将增加D.从第1阶段到第3阶段,小麦种子胚细胞中的有机物种类将减少
答案 B 第1、2阶段,小麦种子以无氧呼吸为主,呼吸作用消耗的O2量低于CO2的产生量,A错 误;第3阶段胚根突破种皮,进入迅速吸水阶段,这主要是由胚根的生长引起的渗透性吸水,B正 确;第3阶段,胚根长出,种子迅速吸水,种子的鲜重增加,由于此阶段种子不能进行光合作用,呼 吸作用在此阶段大大增强,种子的干重将减少,C错误;从第1阶段到第3阶段,在萌发过程,呼吸 作用将种子中的贮藏物质分解成了种类繁多的有机小分子物质,满足生长发育所需,有机物的 种类有所增加,D错误。
知识拓展 种子萌发过程中的细胞呼吸:种子萌发时的呼吸过程(CO2释放量)可分为4个时期, 即急剧上升—滞缓—再急剧上升—显著下降。种子吸胀后,呼吸迅速上升,此时种皮未破裂,以 无氧呼吸供能为主,此过程为第1阶段;在第2阶段,即滞缓阶段,种子呼吸作用产生的CO2量变化 不大,这表明此阶段的呼吸仍是以无氧呼吸为主;当胚根突破种皮而伸出时进入第3阶段, CO2 的释放量大大增加,说明此时以有氧呼吸为主,形成了第二个呼吸高峰;第4阶段随着贮存物质 消耗,呼吸作用逐渐降低,细胞呼吸促进了物质的转化,为种子萌发长成幼苗提供了营养物质。
3.(2019河北唐山期末,3)将酵母菌置于下列条件下培养一段时间后,测得细胞呼吸产生的CO2 量如图所示。下列有关分析错误的是 ( ) A.在一定条件下,酵母菌的细胞质基质和线粒体能同时产生CO2B.在一定范围内,随温度升高细胞呼吸速率加快C.20 ℃条件下,酵母菌在前6小时消耗的葡萄糖的量一定比后6小时消耗的多D.40 ℃条件下,培养酵母菌6小时,培养液中葡萄糖可能已经被消耗完
答案 C 本题借助柱形图考查细胞呼吸种类的分析与判断,属于对科学思维素养的考查。 酵母菌是兼性厌氧型真菌,既能进行无氧呼吸,也能进行有氧呼吸,一定条件下,细胞质基质和 线粒体能同时产生CO2,A正确;一定温度范围内,呼吸酶的活性随着温度升高而升高,细胞呼吸 速率随之加快,B正确;20 ℃下,由于无法获得无氧呼吸和有氧呼吸的比例,故无法确定前6小时 和后6小时消耗的葡萄糖量的大小,C错误;40 ℃条件下,6 h和12 h产生的CO2量相同,可能是葡 萄糖被消耗完,D正确。
易错警示 有氧与无氧条件下酵母菌均可产生二氧化碳:酵母菌有氧呼吸第二阶段产生二氧 化碳,场所在线粒体基质,无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,场所是细胞质基质。
4.(2019江西南昌二中第六次考试,15)研究发现,菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H] 与氧反应的酶)对广泛存在于植物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防 治害虫。下列有关叙述正确的是 ( )A.NADH脱氢酶主要分布在线粒体的基质中B.鱼藤酮也会对农作物产生很强的毒害作用C.鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段D.长期使用鱼藤酮将导致菜粉蝶基因突变而使其种群抗药性基因频率增加
答案 C 本题通过文字信息考查考生的分析与判断能力,属于对科学思维素养的考查。 NADH脱氢酶催化[H]与O2反应,[H]与O2的反应主要发生在线粒体内膜上,A错误,鱼藤酮广泛 存在于植物的根皮部,这说明鱼藤酮不会对农作物产生很强的毒害作用,B错误;NADH脱氢酶 对鱼藤酮十分敏感,故鱼藤酮可抑制细胞有氧呼吸的第三阶段,C正确;由于鱼藤酮的选择使其 种群抗鱼藤酮药性基因频率增加,但鱼藤酮不能诱导菜粉蝶发生基因突变,D错误。
审题关键 “菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H]与氧反应的酶)对广泛存在于植 物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫”,这说明NADH脱氢酶 是催化有氧呼吸第三阶段的酶,鱼藤酮主要通过抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段而 达到防治害虫的作用。
二、非选择题(共40分)
5.(2019安徽安庆期末,27)(10分)图1所示是某同学为测定大豆种子呼吸速率所组装的实验装 置。请回答: 图1(1)设置乙装置的目的是排除 的干扰。(2)实验过程中有色液滴不断向左移动时, (填“能”或“不能”)说明有氧呼吸速率 不断增强。(3)图1所示装置只能测出有氧呼吸速率,若要测出发芽的大豆种子的无氧呼吸,还需设置对照
组实验,对照组实验装置中以等量的蒸馏水代替浓NaOH溶液。图2是根据两组装置的测量结 果绘制的大豆种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势。 图2对照组有色液滴的移动距离表示 。图2显示,在12~24 h期间, 萌发种子的呼吸方式是 ,第48 h后,萌发的种子O2吸收速率超过CO2释放速率, 其原因是细胞呼吸的底物中可能还有 等物质。
答案 (1)微生物及环境因素(2)不能(3)大豆种子呼吸消耗的O2与释放的CO2的差 有氧呼吸和无氧呼吸 脂肪
解析 本题通过大豆种子呼吸速率的测定考查考生的科学探究素养。(1)装置乙中装入加热 杀死的大豆种子,可排除微生物的呼吸作用和环境因素如温度、气压等的干扰。 (2)实验过程 中发芽的大豆种子有氧呼吸消耗O2,产生的CO2被浓NaOH溶液吸收,导致甲装置内气体体积变 小,有色液滴不断向左移动时,只能说明氧气不断被消耗,但不能说明有氧呼吸速率不断增强。 (3)对照组实验装置中以等量的蒸馏水代替浓NaOH溶液,有色液滴的移动距离表示消耗O2与 产生CO2的体积差。图中12~24 h期间,O2吸收速率基本不变,但CO2释放速率快速增加,说明萌 发种子主要进行无氧呼吸,同时也进行有氧呼吸。相同质量的糖类和脂肪氧化分解时,脂肪由 于氢含量较高,消耗的氧气量较大,第48 h后,萌发的种子O2吸收速率超过CO2释放速率,说明细 胞呼吸的底物中可能还有脂肪等物质。
6.(2019天津和平一模,7)(10分)自然界中洪水、灌溉不均匀等易使植株根系供氧不足,造成 “低氧胁迫”。采用无土栽培的方法,研究低氧胁迫对两个黄瓜品种(A、B)根细胞呼吸的影 响,测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇含量,结果如表:
(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是 ,丙酮酸分解为乙醇的过程 (填“能” 或“不能”)生成ATP。(2)由表中信息可知,正常通气情况下,黄瓜根细胞的呼吸方式为 ,低氧胁迫下,黄瓜根细胞 呼吸受阻。
(3)长期处于低氧胁迫条件下,植物吸收无机盐的能力下降,原因是 。根系可能变黑、腐烂,原因是 。(4)实验结果表明,低氧胁迫条件下催化丙酮酸分解为乙醇的酶活性更高的最可能是品种A,其原因可基于柱形图做进一步解释,该图为对表中实验数据的处理。请在图中相应位置绘出表示品种B的柱形图。
答案 (1)细胞质基质 不能(2)有氧呼吸和无氧呼吸 有氧(3)无氧呼吸产生的能量较少,影响主动运输过程 无氧呼吸产生的乙醇对根细胞产生毒害作 用(4)如图
解析 (1)葡萄糖在黄瓜细胞的细胞质基质中氧化分解产生丙酮酸,在无氧条件下,丙酮酸在细 胞质基质分解为乙醇,此过程不释放能量,不能生成ATP。(2)由表中信息可知,正常通气情况 下,黄瓜根细胞产生了乙醇,说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸;低氧胁迫下,乙醇产量升 高,说明有氧呼吸受阻,黄瓜根系细胞通过加强无氧呼吸来提供能量。(3)长期处于低氧胁迫条 件下,无氧呼吸产生的能量较少,影响主动运输过程,使植物吸收无机盐的能力下降;无氧呼吸 产生的乙醇对根细胞产生毒害作用,根系可能变黑、腐烂。(4)将柱形图所示的品种A的丙酮 酸(或乙醇)的含量与表中品种A在正常通气、低氧情况下的丙酮酸(或乙醇)的含量对比可推 知:柱形图所示的品种A的丙酮酸(或乙醇)的含量=低氧情况下丙酮酸(或乙醇)的含量-正常通 气情况下丙酮酸(或乙醇)的含量,所以在绘制表示品种B的柱形图时,图中品种B的丙酮酸的含 量为0.34-0.19=0.15,乙醇的含量为4.00-2.49=1.51,相应的图形见答案。
7.(2019天津河西二模,8)(10分)如图为呼吸作用装置示意图,在甲瓶中放一些湿棉花,上面放数 粒已萌发的花生种子;在乙瓶中放一些棉花,上面放等量干的花生种子。瓶内各吊一小杯等量 NaOH溶液,瓶口塞上带温度计的软木塞。避光实验,时间为48小时。 请根据图回答问题:(1)48小时后,两温度计中,温度相对较高的是 瓶。(2)观察导管中的液面,明显上升的是连接甲瓶的,这是因为
。(3)若预先在两锥形瓶内各放入一只小鼠(生理状态相同),则生活时间较长的是乙瓶内的小 鼠。其原因是 。(4)若预先在两锥形瓶内各放入一小杯等量的鲜奶(内混有少量的乳酸菌),则先变酸的应该是 瓶中的。(5)呼吸作用释放的CO2和吸收的O2的体积之比(CO2/O2)称为呼吸商(简称RQ)。某同学将m克 萌发花生种子放入氧气充足的某密闭装置中,保持装置内气体的温度和压强不变,经t小时后测 定装置中的气体体积,变化了A毫升(规定:增加体积为负值,减少体积为正值)。若在另一相同 装置中放入少量NaOH溶液(体积忽略不计),经t小时后,测定气体体积,与实验开始时相比减少 了B毫升。该同学测定的萌发中的种子RQ= 。
答案 (1)甲(2)萌发种子进行呼吸作用消耗O2,放出的CO2被瓶内的NaOH溶液吸收,瓶内气压下降(3)乙瓶中的干种子呼吸作用较弱,消耗O2较少,小鼠生活时间较长(4)甲(5)(B-A)/B
解析 (1)甲瓶内放的是湿棉花,湿棉花可以促进种子萌发,萌发的种子呼吸作用较强,同时释 放出较多热量,因此甲瓶比乙瓶温度高。(2)萌发种子进行呼吸作用消耗O2,放出的CO2被瓶内 的NaOH溶液吸收,导致瓶内气压下降,因此甲瓶导管中液面明显上升。(3)乙装置中放的是干 种子,呼吸作用较弱,消耗O2较少,因此小鼠生活时间较长。(4)甲瓶内O2含量减少地快,乳酸菌 发酵较快,因此较快产生乳酸。(5)放入NaOH溶液的装置中,经t小时后,测定气体体积,与实验 开始时相比减少了B毫升,说明细胞呼吸消耗O2量为B毫升;将m克萌发的种子放入O2充足的某 密闭装置中,保持装置内气体的温度和压强不变,经t小时后测定装置中的气体体积,变化了A毫 升,代表呼吸作用释放的CO2量与消耗的O2量的差值,即O2消耗量-CO2释放量=A毫升,则CO2释 放量=B-A,因此呼吸商RQ= 。
8.(2018全国百所名校第四次联考,29)(10分)著名科学家奥托·瓦博格提出:“为什么癌细胞大 量消耗葡萄糖却不能高效产能?”该疑问被称为“瓦博格效应”。为解决该疑问,科学家对大 量癌细胞做了研究。请据此回答下列问题:(1)由于无氧呼吸产能较少,有科学家提出“瓦博格效应”是由缺氧引起的。为验证该结论,科 学家将癌细胞放入克服上述条件的情况下培养,发现 ,因 此,否定了该推论。(2)研究发现,癌细胞会选择性地抑制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失,从而间接抑 制 ,同时可推断癌细胞所需能量主要来自 阶段。(3)进一步研究发现,癌细胞线粒体上丙酮酸载体(MPC)受抑制或部分缺失会激活癌细胞无限 增殖,为验证该结论,可将 重新引入癌细胞,对该癌细胞进行培养,若 ,则符合该推论。
答案 (1)(氧气充足条件下)癌细胞依然不能高效产能(2)有氧呼吸第二、三阶段 细胞呼吸第一(3)线粒体上丙酮酸载体(MPC) 癌细胞增殖受抑制或者不增殖
解析 (1)为验证“‘瓦博格效应’是由缺氧引起的”推论的正确与否,可将癌细胞放入氧气 充足条件下培养,如果癌细胞依然不能高效产能,则说明此推论不成立。(2)癌细胞选择性地抑 制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失,将影响有氧呼吸第二、三阶段,同时可推断癌 细胞所需能量主要来自细胞呼吸第一阶段。(3)据题干信息分析,为验证该结论,可将线粒体上 丙酮酸载体(MPC)重新引入癌细胞,对该癌细胞进行培养,若癌细胞增殖受抑制或不增殖,则符 合该推论。
C组 2017—2019年高考模拟·应用创新题组
1.(2019 5·3原创)下列有关人体细胞呼吸的叙述,正确的是 ( )A.有氧呼吸和无氧呼吸的每个阶段都有ATP的合成B.细胞呼吸产物H2O中的氢不仅仅来自葡萄糖C.若消耗的O2量等于生成的CO2量,说明只进行有氧呼吸D.有氧呼吸和无氧呼吸过程中都要产生NADPH
答案 B 无氧呼吸的第二阶段不产生ATP,A错误;有氧呼吸产生的H2O中的氢来自葡萄糖和 H2O,B正确;人体无氧呼吸时既不吸收O2也不放出CO2,若细胞呼吸过程中消耗的O2量等于生成 的CO2量,不能确定是否只进行有氧呼吸,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸过程都要产生NADH,光 合作用产生的[H]是NADPH,D错误。
2.(2019 5·3原创)人的肌纤维分为快肌纤维和慢肌纤维,快肌纤维几乎不含线粒体,与短跑等 运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列有关叙述不正确的是 ( )A.两种肌纤维的呼吸作用起点都可以是葡萄糖B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATPC.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自有氧呼吸第二阶段
答案 D 快肌纤维几乎不含线粒体,进行无氧呼吸,慢肌纤维含有线粒体,可以进行有氧呼吸, 而有氧呼吸和无氧呼吸的起点都可以是葡萄糖,A正确;有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同, 都是葡萄糖分解形成丙酮酸,同时产生ATP和[H],发生在细胞质基质中,B正确;快肌纤维不含 线粒体,只能进行无氧呼吸产生乳酸,所以短跑等剧烈运动时会产生大量乳酸,故产生酸痛感 觉,C正确;慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自有氧呼吸的第三阶段,D错误。
3.(2019 5·3原创)最近一篇发表于《自然》杂志的论文提出了颠覆性的观点:乳酸不仅是无 氧条件下的代谢产物,更可能是人体最重要的代谢中间物和能量载体。同时,它还可能是癌细 胞最重要的直接营养来源。请回答下列问题:(1)人体肌细胞无氧呼吸时,乳酸的产生场所是 。无氧呼吸 (填“主要在第一阶段”“只在第一阶段”或“在第一阶段和第二阶段”)释放出少量的能 量,生成少量的ATP。乳酸的增加对血浆pH影响不大的原因是 。(2)若要研究乳酸在能量供应中所占的比例,可采用 法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基 酸等物质在血液循环中的流量。(3)研究人员发现小鼠在禁食状态下,除大脑以葡萄糖作为主要能源物质以外,其他组织细胞中 参与细胞呼吸的葡萄糖几乎为零,而乳酸等物质则约占一半,由此说明 。(4)研究人员试图通过实验探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源。实验 室可提供肺癌细胞和必备的实验材料,请你写出简要的实验设计过程: 。
答案 (1)细胞质基质 只在第一阶段 血浆中含有缓冲物质(2)同位素标记(3)禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸(4)在适宜的条件下,用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺 癌细胞,一段时间后,统计两组中肺癌细胞的数量
解析 (1)人体无氧呼吸的场所是细胞质基质,产物有乳酸;无氧呼吸第一阶段可以释放少量能 量,产生少量ATP,而第二阶段不能释放能量;由于血浆中有缓冲物质的存在,所以无氧呼吸产 生的乳酸不会导致血浆pH的明显变化。(2)可采用同位素标记法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸 等物质在血液循环中的流量,研究乳酸在能量供应中所占的比例。(3)根据题意分析小鼠在禁 食状态下,葡萄糖消耗量很少,而乳酸等物质则约占一半,说明禁食状态下大多数葡萄糖通过转 化为乳酸的形式参与细胞呼吸。(4)实验的目的是探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞 的主要营养来源,因此实验的自变量是营养物质的种类,根据实验的一般原则设计实验过程:在 适宜的条件下,用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺癌细 胞,一段时间后,统计两组中肺癌细胞的数量。
专题5 细胞呼吸
生物 (天津市选考专用)
A组 自主命题·天津卷题组
1.(2018天津理综,5,6分)为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中, 加入40 mL 活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液,密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和 CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是 ( )
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B.t3时,培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C.若降低10 ℃培养,O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
答案 C 本题主要考查酵母菌呼吸方式的相关知识。由题图可知,t1→t2,培养液中O2的下降 速率变慢,说明O2的消耗速率降低,有氧呼吸速率不断下降,A正确;t1→t3,酵母菌产生CO2速率基 本不变,此时间段内,有氧呼吸强度逐渐减弱,无氧呼吸强度逐渐增强,所以在单位时间内要产 生等量CO2,无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖,B正确;由题干信息可知,酵母菌在最适温度下培养, 若降低10 ℃培养,则会引起酶的活性降低,从而引起酵母菌有氧呼吸速率变慢,致使培养液中O2相对含量达到稳定所需时间延长,C错误;因为实验后的培养液滤液中含有酵母菌呼吸产生的 酒精,所以滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色。
素养解读 本题通过考查酵母菌呼吸方式的相关知识,突出体现学生对模型进行分析(科学思 维)及理解生物学现象的能力(生命观念)。
2.(2009天津理综,6,6分)按下表设计进行实验,分组后,在相同的适宜条件下培养8~10小时,并对 实验结果进行分析。
下列叙述正确的是 ( )A.甲组不产生CO2而乙组产生B.甲组的酒精产量与丙组相同C.丁组能量转换率与丙组相同D.丁组的氧气消耗量大于乙组
答案 D 酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水,无氧的条件下将葡萄糖分解成 CO2和酒精。依题意,甲组、丙组进行无氧呼吸,乙组、丁组进行有氧呼吸。完整的酵母菌在 适宜条件下培养时可以进行繁殖,种群数量不断增大。综上,甲组、乙组两组都产生CO2,由于 甲组细胞不完整,甲组的酒精产量较丙组少,丁组能量转换率较丙组高,丁组的氧气消耗量大于 乙组,故D正确。
素养解读 本题通过考查酵母菌的有氧与无氧呼吸,突出体现整体与部分观、整体大于部分 之和的生命观念。
B组 统一命题、省(区、市)卷题组
考点1 有氧呼吸和无氧呼吸
1.(2019课标全国Ⅱ,2,6分)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。下列叙述正确的是 ( )A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.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C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
答案 B 本题以细胞呼吸相关知识为载体,考查运用所学知识和观点,解释某些生物学问题 的能力;试题以马铃薯变酸为背景,体现了对生命观念素养中的结构与功能观的考查。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳酸,A错误;其无氧呼吸第一阶段产生[H]和丙酮酸,并 释放少量能量合成少量ATP,第二阶段[H]把丙酮酸转化为乳酸,B正确,C错误;氧气浓度升高, 对无氧呼吸抑制作用增强,所以乳酸产生量减少、酸味产生减弱,D错误。
2.(2019课标全国Ⅲ,4,6分)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌 发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为 ( )A.有机物总量减少,呼吸强度增强B.有机物总量增加,呼吸强度增强C.有机物总量减少,呼吸强度减弱D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
答案 A 本题以黄化苗的代谢为载体,考查考生通过比较、分析与综合的方法,对某些生物 学问题进行推理、解释并作出正确判断的能力;试题通过黄化苗与干种子的代谢状态的比较, 体现了科学思维素养中的分析与推断要素。与干种子相比,黄化苗中自由水含量增多,细胞呼吸强度增强,有机物总量减少,A正确,B、C、 D错误。
3.(2018课标全国Ⅲ,5,6分)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是 ( )A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
答案 C 本题主要考查细胞呼吸、光合作用和生态系统的能量流动的相关知识。影响植物 细胞呼吸方式的主要因素是O2含量,细胞呼吸方式与光照强度无关,黑暗状态下植物可进行有 氧呼吸,也可进行无氧呼吸,A正确;能量在食物链上传递的过程中,一部分能量通过呼吸作用以 热能形式散失,B正确;有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是乳酸(或CO2和酒精),C错 误;植物在光合作用的光反应阶段有ATP合成,有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段均 有ATP合成,D正确。
4.(2016北京理综,2,6分)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程 ( )A.在无氧条件下不能进行B.只能在线粒体中进行C.不需要能量的输入D.需要酶的催化
答案 D 酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2,在无氧呼吸的第一阶段生成ATP,A错误。无氧呼 吸在酵母菌的细胞质基质中进行,B错误。ADP转化成ATP需要能量的输入和ATP合成酶的催 化,C错误,D正确。
解题关键 酵母菌既可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,故此题可转化为有氧呼吸和无氧呼 吸各阶段中,哪些过程可生成ATP。
5.(2016上海单科,15,2分)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、进行剧烈运 动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有 ( )①酒精 ②乳酸 ③CO2 ④H2O ⑤ATPA.①③⑤ B.②④⑤ C.①③④⑤ D.②③④⑤
答案 D 由题意可知,白肌细胞的呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸两种,因此白肌细胞内葡 萄糖氧化分解的产物有CO2、H2O、ATP、乳酸。
6.(2016江苏单科,23,3分)突变酵母的发酵效率高于野生型,常在酿酒工业发酵中使用。如图为 呼吸链突变酵母呼吸过程,下列相关叙述错误的是(多选) ( ) A.突变酵母乙醇代谢途径未变B.突变酵母几乎不能产生[H]C.氧气充足时,野生型酵母种群增殖速率大于突变体D.通入氧气后,突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
答案 BD 图示突变酵母菌呼吸链中断部位为线粒体。氧气充足时,突变型酵母菌不能进行 有氧呼吸,其只能在细胞质基质中产生少量的ATP,故其繁殖速率明显低于野生型酵母菌。突 变型酵母菌细胞质内的葡萄糖氧化分解为丙酮酸的过程正常,突变酵母乙醇代谢途径未变,在 乙醇代谢途径中有[H]产生,A、C正确,B、D错误。
解后反思 解读图示信息是解答该题的关键。从图示中找出呼吸链中断的部位这一关键信 息,结合酵母菌有氧呼吸与无氧呼吸的差别,即可对不同选项作出正确判断。
7.(2015山东理综,4,5分)下列有关细胞内物质含量比值的关系,正确的是 ( )A.细胞内结合水/自由水的值,种子萌发时比休眠时高B.人体细胞内O2/CO2的值,线粒体内比细胞质基质高C.神经纤维膜内K+/Na+的值,动作电位时比静息电位时高D.适宜条件下光合作用过程中C5/C3的值,停止供应CO2后比停止前高
答案 D 细胞内结合水/自由水的值在种子萌发时降低,而在种子休眠时升高,A项错误;线粒 体中进行有氧呼吸消耗O2、产生CO2,故线粒体中O2/CO2的值比细胞质基质中低,B项错误;动 作电位和静息电位的形成分别与Na+内流和K+外流有关,动作电位时神经纤维膜内K+/Na+的值 比静息电位时低,C项错误;停止供应CO2后,C5化合物含量增加、C3化合物含量降低,故C5/C3的 值升高,D项正确。
考点2 影响细胞呼吸的因素及应用
1.(2018课标全国Ⅱ,4,6分)有些作物的种子入库前需要经过风干处理。与风干前相比,下列说 法错误的是 ( )A.风干种子中有机物的消耗减慢B.风干种子上微生物不易生长繁殖C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高D.风干种子中结合水与自由水的比值大
答案 C 本题主要考查水与细胞代谢的关系。种子风干后细胞内的自由水含量减少(结合 水含量基本不变),使细胞呼吸减弱,有机物的消耗减慢,A、D正确,C错误;风干种子的水分减 少,在缺水环境中,微生物不易生长繁殖,B正确。
疑难突破 自由水与结合水的比值与代谢、植物抗逆性的关系自由水与结合水的比值偏高时,代谢旺盛,但植物抗逆性差;该比值偏低时,代谢强度低,但植物 的抗旱、抗寒等抗逆性强。
2.(2017海南单科,7,2分)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述,正确的是 ( )A.分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小B.若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸C.适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗D.利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
答案 C 分生组织细胞的代谢旺盛,呼吸速率通常比成熟组织细胞的大,A错误;若细胞既不 吸收O2也不放出CO2,细胞可能进行产物是乳酸的无氧呼吸,B错误;影响有氧呼吸的因素有O2 浓度和温度等,适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗,C正确;利用葡 萄糖进行有氧呼吸时,吸收的O2与释放的CO2摩尔数相同,D错误。
易错警示 代谢越旺盛的细胞,呼吸速率越大;无氧呼吸有产生乳酸的无氧呼吸和产生酒精的 无氧呼吸两种,前者既不吸收O2也不放出CO2。
3.(2015安徽理综,29Ⅰ,9分)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓 果实的CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。 (1)由图可知,与25 ℃相比,0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是 ;随着果实储存时间的增加,密闭容器内的 浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该 实验还可以通过检测 浓度变化来计算呼吸速率。(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a. ;b. 。
答案 (1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO2 O2(2)选取的果实成熟度还应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验
解析 (1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率,即呼吸速率,与25 ℃相比,0.5 ℃时细胞呼吸相 关酶的活性较低,故呼吸速率较低;由于果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,所以该密闭容器 中CO2浓度越来越高,O2浓度越来越低,故该实验还可通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。 (2)根据实验设计的单一变量原则,选取果实的成熟度还应一致,避免无关变量对实验结果的影 响;根据实验设计的重复性原则,为使实验结果更可靠,还应在每个温度条件下设置多个实验组 进行平行重复实验。
方法技巧 评价实验方案的合理与否一般考虑以下几个方面:有无对照、是否是单一变量、 实验选材是否合理、实验步骤是否科学、检测手段是否正确、结果结论是否准确无误。
C组 教师专用题组
1.(2013课标Ⅱ,3,6分,0.615)下列与微生物呼吸有关的叙述,错误的是 ( )A.肺炎双球菌无线粒体,但能进行有氧呼吸B.与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D.有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同
答案 C 本题主要考查微生物有氧呼吸、无氧呼吸的相关知识。肺炎双球菌为原核生物, 其细胞内没有线粒体,但含有与有氧呼吸有关的酶,能进行有氧呼吸;细菌细胞中的拟核中包含 原核生物主要的遗传信息,编码与细菌呼吸有关的酶的基因也在拟核中;破伤风芽孢杆菌为厌 氧菌,适宜生活在无氧环境中;酵母菌为兼性厌氧菌,在有氧条件下,进行有氧呼吸,产生CO2和H2O,在无氧条件下,进行无氧呼吸,产生酒精和CO2。
2.(2014海南单科,26,10分)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图 所示。据图回答问题: (1)在12~24 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的主要方式是 呼吸,该呼吸 方式在细胞中发生的部位是 ,其产物是 。(2)从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会 ,主要原因是 。(3)胚根长出后,萌发种子的 呼吸速率明显升高。
答案 (1)无氧 细胞质基质 CO2和乙醇 (2)减少 在此期间只有呼吸作用消耗有机物,没 有光合作用合成有机物 (3)有氧
解析 (1)分析题图,第12~24 h期间,种子的O2吸收量很少,却释放很多CO2,表明此阶段呼吸方 式主要为无氧呼吸。豆科植物种子无氧呼吸的场所是细胞质基质,产物是酒精和CO2。(2)第12 h到胚根长出期间,种子不进行光合作用制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,种子的 干物质总量会下降。(3)胚根长出后,O2吸收明显增多,这说明有氧呼吸速率明显提高。
3.(2012课标,29,11分)将玉米种子置于25℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发,每天定时取相同 数量的萌发种子,一半直接烘干称重,另一半切取胚乳烘干称重,计算每粒的平均干重,结果如 图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳,据图回答下列问题。 (1)萌发过程中胚乳组织中的淀粉被水解成 ,再通过 作用为种子萌发提供能 量。(2)萌发过程中在 小时之间种子的呼吸速率最大,在该时间段内每粒种子呼吸消耗的平
均干重为 mg。(3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质,其最大转化速率为 mg· 粒-1·d-1。(4)若保持实验条件不变,120小时后萌发种子的干重变化趋势是 ,原因是 。
答案 (1)葡萄糖 呼吸(或生物氧化) (2)72~96 26.5 (3)22 (4)下降 幼苗呼吸作用消耗 有机物,且不能进行光合作用
解析 本题主要考查玉米种子萌发过程中胚、胚乳的作用。(1)胚乳是玉米种子贮存营养的 结构。在种子萌发过程中,胚乳中的淀粉最终被水解为葡萄糖,再通过呼吸作用氧化分解,为生 命活动供能。(2)呼吸速率越大,单位时间内种子干重减少越多,从图可知,72~96小时之间种子 的呼吸速率最大。每粒种子呼吸消耗的平均干重为204.2-177.7=26.5 mg。(3)胚乳干重减少 量与萌发种子干重减少量差值最大时,胚乳营养转化为幼苗组成物质的速率最大。符合该特 点的时间段为96~120小时(一天),该时间段内,胚乳干重减少量为118.1-91.1=27 mg,而萌发种 子干重减少量仅为177.7-172.7=5 mg,即胚乳中22 mg营养物质转化为幼苗的组成物质,转化速 率为22 mg·粒-1·d-1。(4)由于黑暗环境中萌发的种子只能进行呼吸作用消耗有机物,不能进行光 合作用合成有机物,故种子干重仍呈下降的趋势。
A组 2017—2019年高考模拟·考点基础题组
考点1 有氧呼吸和无氧呼吸
1.(2019河北唐山一模,2)线粒体在合成ATP时,下列哪个条件不需要 ( )A.基质中含有O2 B.基质中含有ADPC.基质中含有 NADPH D.基质中含有丙酮酸
答案 C 当线粒体基质中存在氧气时,细胞质基质中的丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼 吸第二阶段,合成少量的ATP,且可发生有氧呼吸第三阶段,合成大量ATP,A、D正确;合成ATP 的原料是ADP和Pi,B正确;NADPH是光合作用光反应阶段产生的,用于暗反应过程中三碳化合 物的还原,细胞呼吸中产生的[H]是指NADH,C错误。
易错警示 NADPH不同于NADH:NADPH(还原型辅酶Ⅱ)是光合作用光反应阶段产生的,用 于暗反应过程中三碳化合物的还原;NADH(还原型辅酶Ⅰ)是细胞呼吸中产生的,与O2结合生 成水,并释放大量能量。
2.(2018广东肇庆二模,2)在人体细胞的呼吸过程中,下列变化一定不发生在细胞质基质中的是 ( )A.丙酮酸的生成 B.丙酮酸的转化C.乳酸的生成 D.CO2的生成
答案 D 丙酮酸为细胞呼吸第一阶段的产物,细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,A错 误;人体细胞呼吸过程中,丙酮酸的转化是指无氧呼吸第二阶段产生乳酸的过程,发生在细胞质 基质,B、C错误;人体细胞只有在进行有氧呼吸第二阶段时才能产生CO2,发生在线粒体基质,D 正确。
3.(2019河南信阳一模,6)人体运动强度与O2消耗量和血液中乳酸含量的关系如图(底物均是葡 萄糖)。下列说法错误的是 ( ) A.运动状态下,肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量B.运动强度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍C.无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中D.若运动强度长时间超过c,肌细胞积累大量乳酸使肌肉有酸痛感
答案 C 由图可知,运动状态下,肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,其中有氧呼吸产生 的CO2量等于消耗的O2量,而无氧呼吸既不消化O2也不产生CO2,A正确;有氧呼吸消耗1分子葡 萄糖需要6分子O2,无氧呼吸消耗1分子葡萄糖生成2分子乳酸,运动强度为c时,O2的消耗量≈乳 酸生成量(因血液中原有少量乳酸),无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍,B正确;无氧呼 吸过程中有机物不彻底的氧化分解,一部分能量储存在有机物中,一部分以热能形式散失,其余 的转移到ATP中,C错误;若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而肌肉酸胀乏力,D正确。
易错警示 无氧呼吸产生的能量少,并不是大部分以热能的形式散失。
4.(2019江西八所重点中学二模,2)在甲、乙、丙、丁四种条件下,测得西瓜种子萌发时二氧化 碳释放量与氧气消耗量分别是10∶0;8∶3;6∶4;7∶7。底物均是葡萄糖,则下列叙述错误的是 ( )A.甲条件下,呼吸产物除二氧化碳外还有酒精B.乙条件下,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶5C.丙条件下,有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多D.丁条件下,无氧呼吸程度最弱,二氧化碳全部来自线粒体
答案 C 甲条件下,不消耗氧气,只释放二氧化碳,说明甲条件下只进行无氧呼吸,西瓜种子无 氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳和ATP,A正确;乙、丙条件下,释放的二氧化碳量大于氧气的 消耗量,这说明乙、丙条件下有氧呼吸与无氧呼吸并存,其中乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖 量∶无氧呼吸消耗的葡萄糖量=(3/6)∶(5/2)=1∶5,B正确;丙条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖 量∶无氧呼吸消耗的葡萄糖量=(4/6)∶(2/2)=2∶3,故C错误;丁条件下,西瓜种子萌发只进行有 氧呼吸,不进行无氧呼吸,产生的二氧化碳全部来自线粒体,D正确。
5.(2019河北武邑中学上学期一调,6)如图表示某绿色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,最适于贮藏该植物器官B.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱C.氧浓度为d时,无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等D.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
答案 D 氧浓度为a时,只有二氧化碳的释放,没有氧气的吸收,此时植物只进行无氧呼吸,不 利于储藏植物器官,A错误;氧浓度为d时,植物只进行有氧呼吸,此时无氧呼吸最弱,B、C错误; 氧气浓度为b时,氧气的吸收量为3,有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为3÷6=0.5,此时无氧呼吸释放 的二氧化碳量为8-3=5,无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是5÷2=2.5,因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量 是有氧呼吸的5倍,D正确。
解题技巧 根据细胞呼吸中各物质之间的比例关系解题(1)有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。(2)无氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸=1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
考点2 影响细胞呼吸的因素及应用
1.(2019山西晋中平遥中学二模,2)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是 ( )A.细胞呼吸是一系列有控制的氧化还原反应B.无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反应的本质都是纤维素或葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳, 氢被氧化成水C.当你用手长时间举着一个重物时,手臂会感觉酸软乏力,这时你的肌肉细胞主要进行无氧呼 吸D.食品包装上的“胀袋勿食”与微生物的酒精发酵有关
答案 C 细胞呼吸就是一系列的氧化还原反应,A正确;无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反 应的本质都是纤维素或葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,氢被氧化成水,B正确;长时间举重物时, 手臂会感觉酸胀乏力,这是肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸导致的,但此时为肌肉细胞提供能 量的主要呼吸方式还是有氧呼吸,C错误;无氧呼吸中只有酒精发酵产生二氧化碳,D正确。
2.(2019湖南长沙3月调研,2)下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述,错误的是 ( )A.给含有酵母菌的发酵液连续通气可以提高产酒量B.适当降低温度和氧浓度有利于果蔬储藏C.利用乳酸菌制作酸奶过程中需密闭隔绝空气D.黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少
答案 A 酵母菌是兼性厌氧型生物,发酵初期需要氧气进行增殖,后期需要在无氧条件下进 行酒精发酵,A错误;果蔬储藏时需降低呼吸作用消耗,应该在低温和低氧条件下储藏,B正确;乳 酸菌是厌氧型生物,乳酸发酵时需要处于无氧环境中,C正确;黑暗条件下,豆芽只能进行呼吸作 用,不能进行光合作用,故有机物总量会下降,D正确。
易错警示 酵母菌是兼性厌氧型微生物。酵母菌在适宜的氧气、温度和pH等条件下,进行有 氧呼吸并大量繁殖;在无氧条件下则进行酒精发酵。
3.(2019福建龙岩期末,16)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,正确的是 ( )A.被锈钉扎伤后,破伤风杆菌容易在伤口表面大量繁殖B.稻田定期排水,可防止幼根因缺氧导致乳酸中毒变黑、腐烂C.中耕松土可促进根细胞的有氧呼吸,从而促进根细胞对无机盐的吸收D.用透气的消毒纱布包扎伤口,可为伤口细胞提供足够的氧气促进伤口愈合
答案 C 破伤风杆菌是厌氧型细菌,伤口表面存在氧气,破伤风杆菌不会在伤口表面大量繁 殖,伤口深处为无氧环境,破伤风杆菌容易在伤口深处大量繁殖,A错误;水稻无氧呼吸的产物有 酒精,没有乳酸,B错误;中耕及时松土,避免土壤板结,可促进根细胞的有氧呼吸,C正确;用透气 的消毒纱布包扎伤口,可避免破伤风杆菌等厌氧微生物的大量繁殖,D错误。
知识拓展 水稻的根系适于在水中生长,这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气 通过气腔运送到根部各细胞,而且与旱生植物相比,水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是,水稻 根的细胞仍然需要进行有氧呼吸,所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足,水稻根的 细胞就会进行产酒精的无氧呼吸,时间长了,酒精就会对根细胞产生毒害作用,使根系变黑、腐 烂。
4.(2019天津十二校一模,4)幽门螺旋杆菌主要寄生于人体胃中,是很多消化道疾病的首要致病 细菌。体检时可通过13C尿素呼气实验来检测感染幽门螺旋杆菌的情况。受试者口服13C标记 的尿素胶囊后,尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化,分解为NH3和13CO2,定时收集受试者吹 出的气体并测定其中是否含有13CO2。以下叙述不正确的是 ( )A.幽门螺旋杆菌的遗传物质是DNAB.感染者呼出的13CO2由人体细胞有氧呼吸产生C.幽门螺旋杆菌具有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜D.幽门螺旋杆菌产生的脲酶适宜在酸性条件下发挥作用
答案 B 幽门螺旋杆菌属于原核生物,其遗传物质是DNA,A正确;根据题干信息“受试者口 服13C标记的尿素胶囊后,尿素可被幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化,分解为NH3和13CO2”可知,感 染者呼出的13CO2是由幽门螺旋杆菌产生的脲酶催化尿素分解产生的,B错误;幽门螺旋杆菌具 有以磷脂双分子层为基本支架的细胞膜,C正确;由题干可知,幽门螺旋杆菌生活在人体胃内(酸 性环境),因此其产生的脲酶适宜在酸性条件下发挥作用,D正确。
5.(2018山西太原期末,16)下列生产措施或生活中所涉及的细胞呼吸有关知识的叙述,不正确 的是 ( )A.提倡慢跑,可避免因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力B.用酵母菌发酵生产酒精的过程中,pH发生变化是酵母菌死亡率上升的原因之一C.无氧环境中有利于水果和蔬菜的保存D.作物种子贮藏前需要干燥,主要目的是通过减少水分以抑制细胞呼吸
答案 C 提倡慢跑,可避免因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力,A正确;用酵母菌发酵 生产酒精的过程中,pH发生变化是酵母菌死亡率上升的原因之一,B正确;一般情况下,无氧环 境中,水果和蔬菜的细胞会通过无氧呼吸产生酒精,酒精对细胞有毒害作用,不利于其保存,C错 误;作物种子贮藏前需要干燥,主要目的是通过减少水分以抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,D 正确。
6.(2019福建漳州一模,15)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是 ( )A.农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生酒精而烂根B.包扎伤口时选用透气消毒纱布主要是防止包扎部位的组织细胞缺氧C.皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后,感染的破伤风杆菌容易大量繁殖D.利用粮食和酵母菌进行酿酒,在控制通气时需先通入空气一段时间再控制无氧
答案 B 稻田定期排水,能防止根细胞进行无氧呼吸产生酒精,A正确;包扎伤口时,选择透气 的消毒纱布包扎,能避免厌氧微生物的繁殖,B错误;皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后,较深伤口 处的无氧环境适合破伤风杆菌大量繁殖,C正确;利用酵母菌制酒时先通入空气一段时间有利 于酵母菌大量繁殖,然后再密封创造无氧环境使其进行酒精发酵,D正确。
名师点睛 选用“创可贴”等敷料包扎伤口,既为伤口敷上了药物,又为伤口创造了疏松透气 的环境,避免厌氧病原菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈。
7.(2019广东华南师大附中、实验中学、广雅中学、深圳中学期末,3)图甲为某单子叶植物种 子萌发过程中干重的变化曲线,图乙为萌发过程中O2吸收量和CO2释放量的变化曲线。据图 分析,可以得出的结论是 ( )
甲 乙
A.种子萌发初期以有氧呼吸为主B.干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物C.A点时萌发形成的幼苗开始进行光合作用D.图乙两条曲线相交时,有氧呼吸与无氧呼吸速率相等
答案 B 乙图中,种子萌发初期,产生的二氧化碳量明显大于消耗的氧气量,说明种子萌发初 期以无氧呼吸为主,A错误;种子萌发过程中不能进行光合作用,只进行呼吸作用消耗有机物,故 干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物,B正确;萌发形成的幼苗刚开始进行光合作用时, 由于光合速率小于呼吸速率,所以干重仍然减少,随着光合速率的增加,A点之后光合速率大于 呼吸速率,植株干重增加,故A点时光合速率等于呼吸速率,C错误;图乙两条曲线相交时,表明吸 收的氧气的量等于呼吸产生的二氧化碳的量,说明两曲线相交时无氧呼吸被完全抑制,此时只 进行有氧呼吸,D错误。
审题关键 分析甲图,种子在萌发过程中干重先减小后增加,图乙中种子萌发的初期产生的二 氧化碳的量大于消耗的氧气量,说明种子萌发初期既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,随着种子 萌发过程中种皮的破裂,种子的无氧呼吸被抑制,种子只进行有氧呼吸,吸收的氧气体积和产生 的二氧化碳体积相等。
B组 2017—2019年高考模拟·专题综合题组时间:45分钟 分值:60分
一、选择题(每题5分,共20分)
1.(2019河北衡水中学二模,2)如图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解。下列有关说法正 确的是 ( )
A.葡萄糖在线粒体中经过程①②彻底氧化分解,释放大量能量B.无氧呼吸时,过程①产生的[H]在过程③或④中不断积累C.人的成熟红细胞内可发生的是过程①④D.无氧呼吸中大部分的能量以热能形式散失掉,所以产生的ATP量远小于有氧呼吸
答案 C 本题通过对细胞呼吸模型的分析考查考生的科学思维素养。葡萄糖需在细胞质基 质中水解为丙酮酸,才可进入线粒体继续氧化分解,A错误;无氧呼吸中产生的[H]用于丙酮酸 的还原、酒精或乳酸的产生,不会有[H]的积累,B错误;人体成熟红细胞没有线粒体,只能进行 产生乳酸的无氧呼吸,C正确;无氧呼吸比有氧呼吸释放能量少,是因为无氧呼吸有机物没有彻 底的氧化分解,D错误。
知识拓展 NAD+的产生无氧条件下,无氧呼吸第二阶段,通过丙酮酸的还原代谢使得NADH重新氧化为NAD+。在酵 母菌的酒精发酵过程中,在丙酮酸脱羧酶催化下丙酮酸脱羧生成乙醛,然后乙醛在乙醇脱氢酶 的催化下被还原为乙醇,同时使NADH氧化生成NAD+。在人体细胞缺氧条件下,乳酸脱氢酶 催化丙酮酸转化为乳酸,同时也伴随着NADH重新氧化为NAD+。
2.(2019湖北荆、荆、襄、宜四地七校期末联考,3)小麦种子吸水萌发时的呼吸作用过程可分 为如图所示的4个阶段。下列相关说法正确的是 ( ) A.第1、2阶段,种子呼吸作用消耗的O2量高于CO2的产生量B.第3阶段种子吸收水分的主要方式是渗透作用C.第3阶段,胚根长出,种子的干重将增加D.从第1阶段到第3阶段,小麦种子胚细胞中的有机物种类将减少
答案 B 第1、2阶段,小麦种子以无氧呼吸为主,呼吸作用消耗的O2量低于CO2的产生量,A错 误;第3阶段胚根突破种皮,进入迅速吸水阶段,这主要是由胚根的生长引起的渗透性吸水,B正 确;第3阶段,胚根长出,种子迅速吸水,种子的鲜重增加,由于此阶段种子不能进行光合作用,呼 吸作用在此阶段大大增强,种子的干重将减少,C错误;从第1阶段到第3阶段,在萌发过程,呼吸 作用将种子中的贮藏物质分解成了种类繁多的有机小分子物质,满足生长发育所需,有机物的 种类有所增加,D错误。
知识拓展 种子萌发过程中的细胞呼吸:种子萌发时的呼吸过程(CO2释放量)可分为4个时期, 即急剧上升—滞缓—再急剧上升—显著下降。种子吸胀后,呼吸迅速上升,此时种皮未破裂,以 无氧呼吸供能为主,此过程为第1阶段;在第2阶段,即滞缓阶段,种子呼吸作用产生的CO2量变化 不大,这表明此阶段的呼吸仍是以无氧呼吸为主;当胚根突破种皮而伸出时进入第3阶段, CO2 的释放量大大增加,说明此时以有氧呼吸为主,形成了第二个呼吸高峰;第4阶段随着贮存物质 消耗,呼吸作用逐渐降低,细胞呼吸促进了物质的转化,为种子萌发长成幼苗提供了营养物质。
3.(2019河北唐山期末,3)将酵母菌置于下列条件下培养一段时间后,测得细胞呼吸产生的CO2 量如图所示。下列有关分析错误的是 ( ) A.在一定条件下,酵母菌的细胞质基质和线粒体能同时产生CO2B.在一定范围内,随温度升高细胞呼吸速率加快C.20 ℃条件下,酵母菌在前6小时消耗的葡萄糖的量一定比后6小时消耗的多D.40 ℃条件下,培养酵母菌6小时,培养液中葡萄糖可能已经被消耗完
答案 C 本题借助柱形图考查细胞呼吸种类的分析与判断,属于对科学思维素养的考查。 酵母菌是兼性厌氧型真菌,既能进行无氧呼吸,也能进行有氧呼吸,一定条件下,细胞质基质和 线粒体能同时产生CO2,A正确;一定温度范围内,呼吸酶的活性随着温度升高而升高,细胞呼吸 速率随之加快,B正确;20 ℃下,由于无法获得无氧呼吸和有氧呼吸的比例,故无法确定前6小时 和后6小时消耗的葡萄糖量的大小,C错误;40 ℃条件下,6 h和12 h产生的CO2量相同,可能是葡 萄糖被消耗完,D正确。
易错警示 有氧与无氧条件下酵母菌均可产生二氧化碳:酵母菌有氧呼吸第二阶段产生二氧 化碳,场所在线粒体基质,无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,场所是细胞质基质。
4.(2019江西南昌二中第六次考试,15)研究发现,菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H] 与氧反应的酶)对广泛存在于植物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防 治害虫。下列有关叙述正确的是 ( )A.NADH脱氢酶主要分布在线粒体的基质中B.鱼藤酮也会对农作物产生很强的毒害作用C.鱼藤酮主要抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段D.长期使用鱼藤酮将导致菜粉蝶基因突变而使其种群抗药性基因频率增加
答案 C 本题通过文字信息考查考生的分析与判断能力,属于对科学思维素养的考查。 NADH脱氢酶催化[H]与O2反应,[H]与O2的反应主要发生在线粒体内膜上,A错误,鱼藤酮广泛 存在于植物的根皮部,这说明鱼藤酮不会对农作物产生很强的毒害作用,B错误;NADH脱氢酶 对鱼藤酮十分敏感,故鱼藤酮可抑制细胞有氧呼吸的第三阶段,C正确;由于鱼藤酮的选择使其 种群抗鱼藤酮药性基因频率增加,但鱼藤酮不能诱导菜粉蝶发生基因突变,D错误。
审题关键 “菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶(一种催化[H]与氧反应的酶)对广泛存在于植 物的根皮部中的鱼藤酮十分敏感。生产上常利用鱼藤酮来防治害虫”,这说明NADH脱氢酶 是催化有氧呼吸第三阶段的酶,鱼藤酮主要通过抑制菜粉蝶幼虫细胞有氧呼吸的第三阶段而 达到防治害虫的作用。
二、非选择题(共40分)
5.(2019安徽安庆期末,27)(10分)图1所示是某同学为测定大豆种子呼吸速率所组装的实验装 置。请回答: 图1(1)设置乙装置的目的是排除 的干扰。(2)实验过程中有色液滴不断向左移动时, (填“能”或“不能”)说明有氧呼吸速率 不断增强。(3)图1所示装置只能测出有氧呼吸速率,若要测出发芽的大豆种子的无氧呼吸,还需设置对照
组实验,对照组实验装置中以等量的蒸馏水代替浓NaOH溶液。图2是根据两组装置的测量结 果绘制的大豆种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势。 图2对照组有色液滴的移动距离表示 。图2显示,在12~24 h期间, 萌发种子的呼吸方式是 ,第48 h后,萌发的种子O2吸收速率超过CO2释放速率, 其原因是细胞呼吸的底物中可能还有 等物质。
答案 (1)微生物及环境因素(2)不能(3)大豆种子呼吸消耗的O2与释放的CO2的差 有氧呼吸和无氧呼吸 脂肪
解析 本题通过大豆种子呼吸速率的测定考查考生的科学探究素养。(1)装置乙中装入加热 杀死的大豆种子,可排除微生物的呼吸作用和环境因素如温度、气压等的干扰。 (2)实验过程 中发芽的大豆种子有氧呼吸消耗O2,产生的CO2被浓NaOH溶液吸收,导致甲装置内气体体积变 小,有色液滴不断向左移动时,只能说明氧气不断被消耗,但不能说明有氧呼吸速率不断增强。 (3)对照组实验装置中以等量的蒸馏水代替浓NaOH溶液,有色液滴的移动距离表示消耗O2与 产生CO2的体积差。图中12~24 h期间,O2吸收速率基本不变,但CO2释放速率快速增加,说明萌 发种子主要进行无氧呼吸,同时也进行有氧呼吸。相同质量的糖类和脂肪氧化分解时,脂肪由 于氢含量较高,消耗的氧气量较大,第48 h后,萌发的种子O2吸收速率超过CO2释放速率,说明细 胞呼吸的底物中可能还有脂肪等物质。
6.(2019天津和平一模,7)(10分)自然界中洪水、灌溉不均匀等易使植株根系供氧不足,造成 “低氧胁迫”。采用无土栽培的方法,研究低氧胁迫对两个黄瓜品种(A、B)根细胞呼吸的影 响,测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇含量,结果如表:
(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是 ,丙酮酸分解为乙醇的过程 (填“能” 或“不能”)生成ATP。(2)由表中信息可知,正常通气情况下,黄瓜根细胞的呼吸方式为 ,低氧胁迫下,黄瓜根细胞 呼吸受阻。
(3)长期处于低氧胁迫条件下,植物吸收无机盐的能力下降,原因是 。根系可能变黑、腐烂,原因是 。(4)实验结果表明,低氧胁迫条件下催化丙酮酸分解为乙醇的酶活性更高的最可能是品种A,其原因可基于柱形图做进一步解释,该图为对表中实验数据的处理。请在图中相应位置绘出表示品种B的柱形图。
答案 (1)细胞质基质 不能(2)有氧呼吸和无氧呼吸 有氧(3)无氧呼吸产生的能量较少,影响主动运输过程 无氧呼吸产生的乙醇对根细胞产生毒害作 用(4)如图
解析 (1)葡萄糖在黄瓜细胞的细胞质基质中氧化分解产生丙酮酸,在无氧条件下,丙酮酸在细 胞质基质分解为乙醇,此过程不释放能量,不能生成ATP。(2)由表中信息可知,正常通气情况 下,黄瓜根细胞产生了乙醇,说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸;低氧胁迫下,乙醇产量升 高,说明有氧呼吸受阻,黄瓜根系细胞通过加强无氧呼吸来提供能量。(3)长期处于低氧胁迫条 件下,无氧呼吸产生的能量较少,影响主动运输过程,使植物吸收无机盐的能力下降;无氧呼吸 产生的乙醇对根细胞产生毒害作用,根系可能变黑、腐烂。(4)将柱形图所示的品种A的丙酮 酸(或乙醇)的含量与表中品种A在正常通气、低氧情况下的丙酮酸(或乙醇)的含量对比可推 知:柱形图所示的品种A的丙酮酸(或乙醇)的含量=低氧情况下丙酮酸(或乙醇)的含量-正常通 气情况下丙酮酸(或乙醇)的含量,所以在绘制表示品种B的柱形图时,图中品种B的丙酮酸的含 量为0.34-0.19=0.15,乙醇的含量为4.00-2.49=1.51,相应的图形见答案。
7.(2019天津河西二模,8)(10分)如图为呼吸作用装置示意图,在甲瓶中放一些湿棉花,上面放数 粒已萌发的花生种子;在乙瓶中放一些棉花,上面放等量干的花生种子。瓶内各吊一小杯等量 NaOH溶液,瓶口塞上带温度计的软木塞。避光实验,时间为48小时。 请根据图回答问题:(1)48小时后,两温度计中,温度相对较高的是 瓶。(2)观察导管中的液面,明显上升的是连接甲瓶的,这是因为
。(3)若预先在两锥形瓶内各放入一只小鼠(生理状态相同),则生活时间较长的是乙瓶内的小 鼠。其原因是 。(4)若预先在两锥形瓶内各放入一小杯等量的鲜奶(内混有少量的乳酸菌),则先变酸的应该是 瓶中的。(5)呼吸作用释放的CO2和吸收的O2的体积之比(CO2/O2)称为呼吸商(简称RQ)。某同学将m克 萌发花生种子放入氧气充足的某密闭装置中,保持装置内气体的温度和压强不变,经t小时后测 定装置中的气体体积,变化了A毫升(规定:增加体积为负值,减少体积为正值)。若在另一相同 装置中放入少量NaOH溶液(体积忽略不计),经t小时后,测定气体体积,与实验开始时相比减少 了B毫升。该同学测定的萌发中的种子RQ= 。
答案 (1)甲(2)萌发种子进行呼吸作用消耗O2,放出的CO2被瓶内的NaOH溶液吸收,瓶内气压下降(3)乙瓶中的干种子呼吸作用较弱,消耗O2较少,小鼠生活时间较长(4)甲(5)(B-A)/B
解析 (1)甲瓶内放的是湿棉花,湿棉花可以促进种子萌发,萌发的种子呼吸作用较强,同时释 放出较多热量,因此甲瓶比乙瓶温度高。(2)萌发种子进行呼吸作用消耗O2,放出的CO2被瓶内 的NaOH溶液吸收,导致瓶内气压下降,因此甲瓶导管中液面明显上升。(3)乙装置中放的是干 种子,呼吸作用较弱,消耗O2较少,因此小鼠生活时间较长。(4)甲瓶内O2含量减少地快,乳酸菌 发酵较快,因此较快产生乳酸。(5)放入NaOH溶液的装置中,经t小时后,测定气体体积,与实验 开始时相比减少了B毫升,说明细胞呼吸消耗O2量为B毫升;将m克萌发的种子放入O2充足的某 密闭装置中,保持装置内气体的温度和压强不变,经t小时后测定装置中的气体体积,变化了A毫 升,代表呼吸作用释放的CO2量与消耗的O2量的差值,即O2消耗量-CO2释放量=A毫升,则CO2释 放量=B-A,因此呼吸商RQ= 。
8.(2018全国百所名校第四次联考,29)(10分)著名科学家奥托·瓦博格提出:“为什么癌细胞大 量消耗葡萄糖却不能高效产能?”该疑问被称为“瓦博格效应”。为解决该疑问,科学家对大 量癌细胞做了研究。请据此回答下列问题:(1)由于无氧呼吸产能较少,有科学家提出“瓦博格效应”是由缺氧引起的。为验证该结论,科 学家将癌细胞放入克服上述条件的情况下培养,发现 ,因 此,否定了该推论。(2)研究发现,癌细胞会选择性地抑制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失,从而间接抑 制 ,同时可推断癌细胞所需能量主要来自 阶段。(3)进一步研究发现,癌细胞线粒体上丙酮酸载体(MPC)受抑制或部分缺失会激活癌细胞无限 增殖,为验证该结论,可将 重新引入癌细胞,对该癌细胞进行培养,若 ,则符合该推论。
答案 (1)(氧气充足条件下)癌细胞依然不能高效产能(2)有氧呼吸第二、三阶段 细胞呼吸第一(3)线粒体上丙酮酸载体(MPC) 癌细胞增殖受抑制或者不增殖
解析 (1)为验证“‘瓦博格效应’是由缺氧引起的”推论的正确与否,可将癌细胞放入氧气 充足条件下培养,如果癌细胞依然不能高效产能,则说明此推论不成立。(2)癌细胞选择性地抑 制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失,将影响有氧呼吸第二、三阶段,同时可推断癌 细胞所需能量主要来自细胞呼吸第一阶段。(3)据题干信息分析,为验证该结论,可将线粒体上 丙酮酸载体(MPC)重新引入癌细胞,对该癌细胞进行培养,若癌细胞增殖受抑制或不增殖,则符 合该推论。
C组 2017—2019年高考模拟·应用创新题组
1.(2019 5·3原创)下列有关人体细胞呼吸的叙述,正确的是 ( )A.有氧呼吸和无氧呼吸的每个阶段都有ATP的合成B.细胞呼吸产物H2O中的氢不仅仅来自葡萄糖C.若消耗的O2量等于生成的CO2量,说明只进行有氧呼吸D.有氧呼吸和无氧呼吸过程中都要产生NADPH
答案 B 无氧呼吸的第二阶段不产生ATP,A错误;有氧呼吸产生的H2O中的氢来自葡萄糖和 H2O,B正确;人体无氧呼吸时既不吸收O2也不放出CO2,若细胞呼吸过程中消耗的O2量等于生成 的CO2量,不能确定是否只进行有氧呼吸,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸过程都要产生NADH,光 合作用产生的[H]是NADPH,D错误。
2.(2019 5·3原创)人的肌纤维分为快肌纤维和慢肌纤维,快肌纤维几乎不含线粒体,与短跑等 运动有关;慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列有关叙述不正确的是 ( )A.两种肌纤维的呼吸作用起点都可以是葡萄糖B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATPC.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸,故产生酸痛感觉D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自有氧呼吸第二阶段
答案 D 快肌纤维几乎不含线粒体,进行无氧呼吸,慢肌纤维含有线粒体,可以进行有氧呼吸, 而有氧呼吸和无氧呼吸的起点都可以是葡萄糖,A正确;有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同, 都是葡萄糖分解形成丙酮酸,同时产生ATP和[H],发生在细胞质基质中,B正确;快肌纤维不含 线粒体,只能进行无氧呼吸产生乳酸,所以短跑等剧烈运动时会产生大量乳酸,故产生酸痛感 觉,C正确;慢跑时慢肌纤维产生的ATP,主要来自有氧呼吸的第三阶段,D错误。
3.(2019 5·3原创)最近一篇发表于《自然》杂志的论文提出了颠覆性的观点:乳酸不仅是无 氧条件下的代谢产物,更可能是人体最重要的代谢中间物和能量载体。同时,它还可能是癌细 胞最重要的直接营养来源。请回答下列问题:(1)人体肌细胞无氧呼吸时,乳酸的产生场所是 。无氧呼吸 (填“主要在第一阶段”“只在第一阶段”或“在第一阶段和第二阶段”)释放出少量的能 量,生成少量的ATP。乳酸的增加对血浆pH影响不大的原因是 。(2)若要研究乳酸在能量供应中所占的比例,可采用 法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基 酸等物质在血液循环中的流量。(3)研究人员发现小鼠在禁食状态下,除大脑以葡萄糖作为主要能源物质以外,其他组织细胞中 参与细胞呼吸的葡萄糖几乎为零,而乳酸等物质则约占一半,由此说明 。(4)研究人员试图通过实验探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源。实验 室可提供肺癌细胞和必备的实验材料,请你写出简要的实验设计过程: 。
答案 (1)细胞质基质 只在第一阶段 血浆中含有缓冲物质(2)同位素标记(3)禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸(4)在适宜的条件下,用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺 癌细胞,一段时间后,统计两组中肺癌细胞的数量
解析 (1)人体无氧呼吸的场所是细胞质基质,产物有乳酸;无氧呼吸第一阶段可以释放少量能 量,产生少量ATP,而第二阶段不能释放能量;由于血浆中有缓冲物质的存在,所以无氧呼吸产 生的乳酸不会导致血浆pH的明显变化。(2)可采用同位素标记法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸 等物质在血液循环中的流量,研究乳酸在能量供应中所占的比例。(3)根据题意分析小鼠在禁 食状态下,葡萄糖消耗量很少,而乳酸等物质则约占一半,说明禁食状态下大多数葡萄糖通过转 化为乳酸的形式参与细胞呼吸。(4)实验的目的是探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞 的主要营养来源,因此实验的自变量是营养物质的种类,根据实验的一般原则设计实验过程:在 适宜的条件下,用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺癌细 胞,一段时间后,统计两组中肺癌细胞的数量。
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