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第8讲　细胞呼吸
[考纲要求]　细胞呼吸(Ⅱ)。
一、细胞呼吸的概念及分类
1．概念：细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并且释放出能量的过程。
2．分类
二、厌氧呼吸
1．概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
2．反应式：高等植物和酵母菌进行厌氧呼吸的反应式为C6H12O6＋2ADP＋2Pi2C2H5OH＋2CO2＋2ATP，乳酸细菌、高等动物、人及马铃薯块茎和甜菜块根进行厌氧呼吸的反应式为C6H12O6＋2ADP＋2Pi2CH3CHOHCOOH＋2ATP。
3．过程：第一阶段与需氧呼吸的第一阶段完全相同，第二阶段的产物是酒精、二氧化碳或乳酸。
4．场所：细胞溶胶。
5．相同呼吸底物、不同呼吸类型和代谢产物的直接原因是催化反应的酶不同，其根本原因是不同生物体内的基因或遗传物质不同。
[判一判]
1．厌氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应 (　×　)
提示　厌氧呼吸也是细胞呼吸，其本质都是氧化分解有机物释放能量。
2．水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度 (　×　)
提示　低氧环境消耗有机物最少，但会产生酒精。
3．需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质 (　√　)
提示　需氧呼吸包括三个阶段，分别在细胞溶胶和线粒体两个场所中进行。
4．人体剧烈运动时，CO2/O2＞1，即CO2既可在线粒体又可在细胞溶胶中产生 (　×　)
提示　人体厌氧呼吸产生乳酸，无CO2产生，即CO2只能通过需氧呼吸在线粒体中产生，故CO2/O2＝1。
5．厌氧呼吸对生物体都有害 (　×　)
6．有水产生的细胞呼吸一定是需氧呼吸 (　√　)
7．人的成熟红细胞无线粒体，不产生ATP (　×　)
三、需氧呼吸
1．反应式：C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O＋能量。
2．过程
[判一判]
1．平常所说的呼吸与细胞呼吸是一回事 (　×　)
提示　不是，平常所说的呼吸是一种气体交换的过程，而细胞呼吸是一种代谢过程。
2．在柠檬酸循环中已有彻底氧化产物CO2产生，故有大量ATP生成 (　×　)
提示　大量的能量贮存在NADH和FADH2中。
考点一　分析比较需氧与厌氧呼吸的过程
1．完善细胞呼吸的过程图解
2．在需氧呼吸总反应式中标出氧元素的来源和去路
3．比较需氧呼吸和厌氧呼吸
项目 需氧呼吸 厌氧呼吸
不同点 场所 细胞溶胶和线粒体 细胞溶胶
条件 需O2、酶 不需O2、需酶
产物 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸
能量 大量 少量
特点 有机物彻底分解，能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没有完全释放
相同点 联系 葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同
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
易错警示　有关细胞呼吸的4个易错点总结
(1)有H2O生成的一定是需氧呼吸，有CO2生成的一定不是乳酸发酵。
(2)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(3)厌氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。
(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。
1．将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如图。下列叙述正确的是 (　　)
A．甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸
B．乙条件下，需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的葡萄糖多
C．丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少
D．丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体
答案　D
解析
2．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 30 mol 9 mol 12.5 mol 15 mol
产生酒精的量 0 mol 9 mol 6.5 mol 6 mol
下列叙述错误的是 (　　)
A．氧浓度为a时只进行需氧呼吸
B．b值对应的氧浓度为零
C．氧浓度为c时，经需氧呼吸产生的CO2为6 mol
D．氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵
答案　D
解析　根据表格信息，结合需氧呼吸和厌氧呼吸的反应式可判断：在氧浓度为a时酵母菌只进行需氧呼吸，b时只进行厌氧呼吸，c、d时既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸。氧浓度为d时需氧呼吸产生CO2的量为15－6＝9(mol)，消耗葡萄糖1.5 mol，厌氧呼吸产生CO2的量为6 mol，消耗葡萄糖3 mol，故有2/3的葡萄糖用于酒精发酵。
细胞呼吸类型的判断
在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：
1．无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的厌氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的厌氧呼吸。
2．不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的厌氧呼吸，此种情况下容器内气体体积增大，如酵母菌的厌氧呼吸。
3．当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行需氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小。
4．当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的厌氧呼吸和需氧呼吸，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可分析如下：
①若＝，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。
②若>，厌氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于需氧呼吸，厌氧呼吸占优势。
③若<，需氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于厌氧呼吸，需氧呼吸占优势。
考点二　聚焦影响细胞呼吸的环境因素及应用
1．温度
(1)曲线模型：如右下
(2)模型解读：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
①最适温度时，细胞呼吸最强。
②超过最适温度时呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
③低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
(3)应用
①低温下贮存蔬菜水果。
②温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。
2．O2浓度
(1)曲线模型：如下图。
(2)模型解读
①O2浓度低时，厌氧呼吸占优势。
②随O2浓度增大，厌氧呼吸逐渐被抑制，需氧呼吸不断加强。
③当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，需氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
(3)应用：贮藏水果、蔬菜、种子时，降低O2浓度，以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，导致腐烂。
3．含水量
(1)曲线模型：如下图。
(2)模型解读：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。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
(3)应用：作物栽培中，合理灌溉。
4．CO2浓度
(1)曲线模型：如下图。
(2)模型解读：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
(3)应用：在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
易错警示　细胞呼吸原理在生产生活中的6点应用举例
(1)“创可贴”包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，从而防止厌氧菌繁殖。
(2)工业发酵罐酿酒，先通气让酵母菌进行需氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精。
(3)稻田需要定期排水，促进根细胞需氧呼吸，防止厌氧呼吸产生的酒精毒害细胞。
(4)作物栽培需中耕松土，防止土壤板结，促进根细胞需氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。
(5)粮食种子保存：零上低温、低氧、干燥；果蔬贮藏：零上低温、低氧、中等湿度。
(6)提倡慢跑，防止厌氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
3．如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述中，不正确的是
(　　)
A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞溶胶
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关
答案　C
解析　番茄果实细胞需氧呼吸和厌氧呼吸均可产生二氧化碳，需氧呼吸第二阶段在线粒体中产生二氧化碳，厌氧呼吸在细胞溶胶中产生二氧化碳，A项正确。计算“8 ℃时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”与“15 ℃光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度的减少量占黑暗条件下呼吸强度的百分比”，进行比较可知，B项正确。图示信息表明，光照条件下细胞呼吸比黑暗条件下细胞呼吸弱，所以光照条件下更有利于果实的贮存，C项错误。温度降低会使与呼吸作用有关的酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D项正确。
4．将等量的小麦种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中，1小时后，容器中O2和CO2的变化情况如表：
O2浓度 0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25%
O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7
CO2释放量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.7 0.7
下列有关叙述中正确的是 (　　)
A．在O2浓度为0～3%时只进行厌氧呼吸
B．贮藏时应选择O2浓度为5%的适宜条件
C．需氧呼吸的强度随O2浓度升高而增强
D．厌氧呼吸的产物是乳酸和CO2
答案　B
解析　在O2浓度为0～3%时，小麦种子既进行厌氧呼吸又进行需氧呼吸；小麦种子厌氧呼吸的产物是酒精和CO2。
蔬菜、水果与种子贮藏条件的区别
蔬菜和水果应放置在零上低温、湿度适中、低氧的条件下，而种子应贮藏在零上低温、干燥、低氧条件下，其目的都是降低呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点需要一定的湿度才能保持新鲜度，故造成它们在贮藏条件上的差异。
实验六　探究细胞呼吸的方式
欲测定与确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水，即用等量的蒸馏水取代实验组的NaOH溶液，其他所有项目均应一致，加蒸馏水的装置内气压变化应由CO2与O2共同决定。两套装置可如下图所示，为使实验结果精确，排除实验误差还应设置如图装置3，以便校正。
结果与分析
(1)若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物只进行需氧呼吸(因需氧呼吸产生CO2量与耗O2量相等)。
(2)若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物只进行厌氧呼吸(因厌氧呼吸只产生CO2，不消耗O2)。
(3)若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物既进行需氧呼吸，又进行厌氧呼吸。
(4)装置1与装置2液滴均左移，则表明呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有油脂参与。
5．酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)，下列有关实验装置和结果的分析，错误的是 (　　)
A．通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行需氧呼吸
B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行厌氧呼吸
C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行需氧呼吸，又进行厌氧呼吸
D．用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移
答案　D
解析　酵母菌是一种兼性厌氧菌，装置1中酵母菌若进行厌氧呼吸，产生的二氧化碳会被NaOH溶液吸收，不消耗氧气，液滴不移动，若进行需氧呼吸，产生的二氧化碳被吸收，由于消耗氧气，会使液滴左移；若将NaOH溶液用水代替，则厌氧呼吸时会使液滴右移，需氧呼吸时液滴不移动，所以液滴不可能向左移。
6．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是 (　　)
A．两个装置均需要在黑暗条件下进行
B．装置乙在Ⅲ瓶处可检测到有酒精生成
C．装置乙中应让Ⅱ瓶先静置一会再与Ⅲ瓶连接
D．装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ瓶处的CO2
答案　C
解析　A错误，黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸没有明显的影响。B错误，装置乙中酵母菌产生的CO2可通过导管进入Ⅲ瓶，但酵母菌产生的酒精保留在Ⅱ瓶中。C正确，装置乙的Ⅱ瓶在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的Ⅲ瓶，这样做是为了消耗装置内的O2，防止酵母菌需氧呼吸对实验结果的干扰。D错误，装置甲中NaOH溶液的作用是排除空气中CO2对实验结果的干扰。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 概念区分不清 细胞溶胶 ② 对小麦种子厌氧呼吸的产物分辨不清 酒精
③ 没有根据图示作答 过程③ ④ 没有答到问题的实质 在相关酶的作用下尽可能的将能量转移到ATP中
⑤ 表述不到位 增大吸收CO2的面积 ⑦ 没有审清“因物理因素引起的气体体积变化” 将甲、乙两装置中萌发的小麦种子换成等量的煮沸杀死的小麦种子
⑥ 分不清“或”、“和”的含义 需氧呼吸和厌氧呼吸
题组一　细胞呼吸的过程及类型
1．判断正误
(1)厌氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·课标全国卷，2A) (　×　)
(2)需氧呼吸产生的NADH在线粒体基质中与氧结合生成水
(2010·课标全国卷，2B) (　×　)
(3)厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有NADH的积累(2010·课标全国卷，2C)(　×　)
(4)细胞呼吸必须在酶的催化下进行(2009·全国Ⅱ理综，1A) (　√　)
(5)人体硬骨组织细胞也进行呼吸(2009·全国Ⅱ理综，1B) (　√　)
(6)酵母菌可以进行需氧呼吸和厌氧呼吸(2009·全国Ⅱ理综，1C) (　√　)
(7)破伤风杆菌在需氧条件下能大量繁殖(2011·海南，3C) (　×　)
(8)小麦种子萌发过程中需氧呼吸逐渐减弱(2011·海南，3D) (　×　)
2．(2012·江苏卷，23)如图表示细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多选) (　　)
A．1和3都具有双层生物膜
B．1和2所含酶的种类不同
C．2和3都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
答案　BD
解析　分析需氧呼吸过程可知：在细胞溶胶中完成需氧呼吸第一阶段，将葡萄糖分解为丙酮酸、[H]，并产生少量ATP，所以1为细胞溶胶，甲为丙酮酸；在线粒体基质中完成需氧呼吸第二阶段，将丙酮酸和水分解为CO2、[H]，并产生少量ATP，所以2为线粒体基质，乙为[H]；在线粒体内膜上完成需氧呼吸第三阶段，[H]与O2反应生成H2O，同时产生大量ATP，所以3为线粒体内膜。1代表的细胞溶胶无生物膜，A项错误；细胞溶胶和线粒体基质中所含酶的种类不同，进行的化学反应也不同，B项正确；2线粒体基质中不能产生大量ATP，C项错误；据上述分析可知甲为丙酮酸，乙为[H]，D项正确。
题组二　细胞呼吸的影响因素及应用
3．(2009·江苏卷，11)某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙2组实验，实验装置如图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生CO2总量的变化趋势是 (　　)
答案　C
解析　据图知，甲脱气培养，酵母菌只进行厌氧呼吸；乙不脱气培养，酵母菌进行需氧呼吸，产生的CO2总量多于甲。此实验为培养初期阶段，所以CO2总量一直呈快速上升趋势。
4．(2009·广东卷，4)利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的CO2浓度较高，有利于 (　　)
A．降低呼吸强度 B．降低水分吸收
C．促进果实成熟 D．促进光合作用
答案　A
解析　地窖中O2浓度低，CO2浓度高，抑制植物的需氧呼吸，降低有机物的消耗，有利于种子、果蔬的储存。
题组三　与细胞呼吸有关的实验探究
5．(2012·安徽理综，29)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞溶胶和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。
试管编号加入的物质 细胞溶胶 线粒体 酵母菌
　　　　　 A B C D E F
葡萄糖 － ＋ － ＋ ＋ ＋
丙酮酸 ＋ － ＋ － － －
氧气 ＋ － ＋ － ＋ －
注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。
(1)会产生CO2和H2O的试管有__________，会产生酒精的试管有__________，根据试管__________的实验结果可判断出酵母菌进行厌氧呼吸的场所(均填试管编号)。
(2)需氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4 二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在________________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解______(填“能”或“不能”)继续进行。
答案　(1)C、E　B、F　B、D、F　(2)线粒体内膜　能
解析　(1)在有酵母菌细胞溶胶的试管中，可将葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，有氧气时可在有线粒体的试管中将丙酮酸和[H]彻底氧化分解产生CO2和H2O，无氧气时可在有细胞溶胶的试管中将葡萄糖不彻底地氧化分解产生酒精和CO2，故C、E试管中均可产生CO2和H2O，B、F试管中均可产生酒精。F试管中细胞溶胶和线粒体未分开，无法确定厌氧呼吸的场所，而与B、D试管的结果进行对比，能确定酵母菌进行厌氧呼吸的场所是细胞溶胶。
(2)[H]在线粒体内膜上有关酶的作用下，与氧气发生一系列反应形成水，DNP对该过程没有影响，但能影响线粒体内膜上ATP合成酶的活性，从而使能量未用于合成ATP，都以热的形式耗散；试管E中可发生需氧呼吸全过程，加入DNP后，该过程不受影响，但影响ATP的合成。
6．(2009·福建理综，26Ⅰ)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探究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。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
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
(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)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤：
装置 方法步骤一 方法步骤二 方法步骤三
C ③___________________ ④______________ 加入石蜡油，铺满液面
(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若A、B、C装置在温度大小关系是________________(用“<、＝、>”表示)，则假设成立。
答案　(1)①不加入石蜡油　②加入10 g活性干酵母
(2)除去氧气　自　(3)③加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液　④不加入活性干酵母　(4)A>B>C
解析　(1)结合表中相关内容，根据实验设计的对照原则和单一变量原则，可以确定①处为“不加入石蜡油”，②处为“加入10 g活性干酵母”。(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是除去氧气，以控制实验的自变量。(3)要测定B装置内因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置，因为应设计成空白对照，即③处为“加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液”，④处为“不加入活性干酵母”。因为酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，A、B、C装置的温度大小关系是A>B>C。
【组题说明】
考　点 题　号 错题统计 错因分析
细胞呼吸的过程及类型 1、2、5、7、8
影响细胞呼吸的因素及相关计算 4、6、10、12、13
实验与探究 3、9、11、14
1．水稻根尖细胞呼吸过程中，若单位时间内CO2的释放量与O2的吸收量的比值大于1，其原因是 (　　)
A．分解了脂肪
B．需氧呼吸强度大于厌氧呼吸
C．只进行厌氧呼吸
D．出现了厌氧呼吸
答案　D
解析　水稻根尖细胞厌氧呼吸的产物是酒精和CO2，因此若出现厌氧呼吸，会导致O2的吸收量比CO2的释放量少。
2．把土豆依次放在空气、氮气和空气中各贮藏一周。在实验室中测定其CO2的释放量，如图所示为实验结果，下列叙述正确的是 (　　)
A．土豆的厌氧呼吸不产生CO2
B．在第一周只进行了需氧呼吸
C．在第二周暂时没有呼吸作用
D．第三周的厌氧呼吸先强后弱
答案　A
解析　从图中可以看出，第一周空气中CO2量不变，说明没有产生CO2，第二周在纯N2中没有CO2，说明此过程没有产生CO2，但并不意味着不进行呼吸作用，况且不进行呼吸作用也就没有生命活动。第三周应是需氧呼吸先强后弱。
3．呼吸底物不是糖时，需氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的体积并不相等，利用如图所示装置两套，设为甲、乙，测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，下列构思可以达到实验目的的是 (　　)
A．甲装置烧杯中盛放清水，在光照下测定O2释放量，乙装置在黑暗下测定CO2释放量
B．甲装置烧杯中盛放清水，测定CO2释放量，乙装置换成CO2吸收剂，测定O2消耗量
C．甲装置烧杯中盛放清水，测定气体体积变化量，乙装置换成CO2吸收剂，测定O2消
耗量
D．甲装置烧杯中盛放CO2缓冲剂(可吸收和放出CO2)，测定气体体积变化量，乙装置换
成CO2吸收剂，测定O2消耗量
答案　C
解析　该实验的目的是测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值。因为种子不能进行光合作用，所以可以在光下进行该实验。两套装置，一套测定装置内总气体体积的变化，该装置烧杯中要放清水；另一套装置中放吸收二氧化碳的液体如NaOH溶液，以测定种子呼吸的耗氧量。测出两个数据后就可以进一步得出种子呼吸释放的二氧化碳量。
4．如图表示人体细胞中的两类呼吸作用。下列有关叙述中，不正确的是 (　　)
A．③过程既产生[H]，也消耗[H]
B．③过程释放的能量比②过程多
C．③过程需要大量O2参与
D．②③过程进行的场所相同
答案　D
解析　②过程发生在细胞溶胶中，③过程发生在线粒体中，二者进行的场所不同。
5．不同种类的生物在不同的条件下，呼吸作用方式不同。若分解底物是葡萄糖，则下列对呼吸作用方式的判断不正确的是 (　　)
A．若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行厌氧呼吸
B．若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行需氧呼吸，也进行厌氧呼吸
C．若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行需氧呼吸
D．若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡
答案　D
解析　动物细胞或乳酸细菌，厌氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2，也不释放CO2，故D错误。
6．下列关于呼吸作用原理的应用正确的是 (　　)
A．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的酒精对细胞造成伤
害
B．对于多数植物来说，土壤板结应及时进行松土透气，促进根系需氧呼吸，防止植物发
酵
C．利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以产生各种
酒
D．包扎伤口时，需要选用松软的创可贴，否则破伤风杆菌容易感染伤口表面并大量繁殖
答案　C
解析　人和高等动物剧烈运动时进行厌氧呼吸，产生大量的乳酸。微生物的厌氧呼吸叫发酵，植物细胞的厌氧呼吸不叫发酵。破伤风杆菌容易在受伤皮肤的深处大量繁殖。
7．如图表示大气温度及氧气浓度对非绿色植物组织内产生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时所处的温度为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呼吸作用有关的酶的活性
C．图乙中DE段需氧呼吸逐渐减弱，EF段需氧呼吸逐渐增强
D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜
答案　C
解析　温度对植物细胞呼吸的影响主要是通过影响与细胞呼吸相关的酶的活性来实现的，由图甲可知，B点对应的温度下CO2释放的相对值最高，即细胞呼吸最旺盛，故A、B两项正确。图乙中DE段CO2释放的相对值下降的主要原因是厌氧呼吸受到抑制，但需氧呼吸逐渐增强，C项错误。贮藏水果或蔬菜时，应降低贮藏物的细胞呼吸，从而减少有机物的消耗，故与D、F点相比，E点所对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜，D项正确。
8．下图为生物体内的部分物质代谢示意图。对此图的解释正确的是 (　　)
A．在人体内，①②过程所需的酶相同
B．在人体细胞的细胞溶胶中含有③⑥过程所需的酶
C．在酵母菌体内，当④过程加强时，⑥过程也会加强
D．在生物细胞内发生的④过程还需要H2O作为反应物
答案　D
解析　人体内不同的化学反应需要的酶不同；人体厌氧呼吸不能产生酒精和二氧化碳；酵母菌既可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸，当需氧呼吸加强时，厌氧呼吸减弱；丙酮酸分解为二氧化碳和[H]需要水参加反应。
9．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化。(忽略其他原因引起的容积变化)下列有关说法不正确的是 (　　)
A．甲组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时氧气的消耗量
B．乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时CO2的释放量和O2消耗量之间的差值
C．甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行需氧呼吸
D．甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵
答案　D
解析　由于甲组装置内放的是NaOH溶液，吸收CO2，所以甲组右管液面变化是锥形瓶内的O2体积变化所致。乙组装置内放的是蒸馏水，那么乙组右管液面变化是由锥形瓶内CO2释放量和O2消耗量之间的差值引起的；甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行需氧呼吸；甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行酒精发酵。
10．如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是 (　　)
A．O2浓度为a时，需氧呼吸最弱
B．O2浓度为b时，需氧呼吸消耗葡萄糖的量是厌氧呼吸的1/5
C．O2浓度为c时，需氧呼吸消耗葡萄糖的量小于厌氧呼吸
D．O2浓度为d时，需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等
答案　D
解析　O2浓度为a时，需氧呼吸强度最弱；O2浓度为b时，细胞呼吸释放的CO2总量为8，O2的吸收量为3，由此可知，细胞厌氧呼吸释放的CO2量为5，需氧呼吸释放的CO2量为3，因此细胞厌氧呼吸消耗的葡萄糖量为2.5，细胞需氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.5，所以O2浓度为b时，需氧呼吸消耗葡萄糖的量是厌氧呼吸的1/5；同理，O2浓度为c时，需氧呼吸消耗葡萄糖的量小于厌氧呼吸；O2浓度为d时，细胞只进行需氧呼吸。
11．某同学在研究马铃薯块茎厌氧呼吸的产物时，设计了如下实验：取新鲜马铃薯块茎，洗净，切成碎屑。向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中充入N2，装置示意图如图。下列说法不正确的是 (　　)
A．向锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境
B．若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵
C．实验前应对马铃薯块茎碎屑消毒
D．溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水
答案　B
解析　该实验的目的是研究马铃薯块茎厌氧呼吸的产物，故充入N2的目的是制造无氧环境；若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是乳酸发酵；为防止马铃薯块茎上杂菌呼吸作用干扰实验结果，实验前需对马铃薯块茎消毒，检验CO2也可用澄清石灰水。
12．有一瓶混合了酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。请回答下列问题：
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol
产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol
(1)由上表可知，酵母菌细胞________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)氧浓度为b时，经需氧呼吸产生的CO2为______mol。
(3)氧浓度为c时，约有______%的葡萄糖用于酒精发酵。
(4)氧浓度为a时，酵母菌是否进行需氧呼吸？________。为什么？
________________________________________________________________________。
(5)经测定，在厌氧条件下酵母菌消耗的葡萄糖中，仅有1.5%用于自身生长发育和繁殖等生命活动，剩余98.5%则用于______________________________________________。
答案　(1)既能进行需氧呼吸，也能进行厌氧呼吸　(2)6　(3)66.7　(4)否　因为此时产生的酒精和CO2的物质的量相等　(5)形成酒精等产物
解析　解答本题的关键是理解细胞呼吸的过程，并根据表中数据准确判断酵母菌在不同氧浓度下的细胞呼吸方式。(1)氧浓度为a、b、c时都产生了酒精，说明酵母菌能进行厌氧呼吸；氧浓度为d时只产生CO2，不产生酒精，说明酵母菌能进行需氧呼吸。(2)氧浓度为b时，酵母菌产生了6.5 mol的酒精，则其厌氧呼吸产生的CO2为6.5 mol，剩下的6 mol CO2为需氧呼吸所产生。(3)氧浓度为c时，酵母菌产生的酒精为6 mol，则其厌氧呼吸产生的CO2为6 mol，而CO2产生总量为15 mol，因此需氧呼吸产生的CO2为9 mol。据厌氧呼吸的反应式“C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量”，可知有3 mol葡萄糖用于厌氧呼吸；据需氧呼吸的反应式“C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量”，可知有1.5 mol葡萄糖用于需氧呼吸，则用于酒精发酵的葡萄糖所占比例为3/(3＋1.5)×100%≈66.7%。(4)氧浓度为a时，酵母菌产生了CO2和酒精，且二者的物质的量相等，说明此时酵母菌只进行厌氧呼吸，不进行需氧呼吸。(5)酵母菌利用葡萄糖经厌氧呼吸产生酒精和CO2，合成少量ATP。
13．呼吸熵(RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)表示生物用于需氧呼吸的能源物质的
不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。关闭活塞，在25 ℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x mm和y mm。x和y值反映了容器内气体体积的减少量(装置1的小瓶中NaOH溶液用于吸收呼吸产生的CO2)。请回答下列问题。
(1)若测得x＝180 mm，y＝50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是________(保留两位小数)。假设发芽种子仅进行需氧呼吸，根据呼吸熵数值可以推测需氧呼吸分解的有机物中除________以外还有其他有机物。
(2)为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，对照装置的容器和小瓶中分别放入等量死的发芽种子和蒸馏水，设置对照装置的目的是_________________________
________________________________________________________________________。
(3)假设发芽种子呼吸消耗的有机物全部为葡萄糖，在25 ℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离x＝300 mm，y＝－100 mm(装置2着色液向右移动了100 mm)，则可推断需氧呼吸消耗的葡萄糖与厌氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是________。
答案　(1)0.72　糖类　(2)用于校正装置1和装置2内因物理因素(或非生物因素)引起的容积变化　(3)1∶1
解析　(1)装置1中着色液移动距离代表O2消耗量，装置2中着色液移动距离代表O2消耗量减去CO2释放量，故该发芽种子的呼吸熵为130/180≈0.72。若种子仅进行需氧呼吸且底物均为糖类的话，装置2中着色液应不移动。(2)另设一组对照，除加入的是等量死的发芽种子外，其他条件均与装置2相同，其目的是排除无关变量对实验结果的影响。(3)用着色液的移动距离表示容器中气体体积的变化。由题意可知，总耗氧量是300，总二氧化碳释放量为400。需氧呼吸消耗氧气量为300，释放二氧化碳量为300，消耗葡萄糖量为300/6＝50；厌氧呼吸释放的二氧化碳量为400－300＝100，消耗葡萄糖量为100/2＝50。
14．某同学在研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时，设计了如下实验：
实验一：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶A、B中分别放入适量的马铃薯块茎碎屑，如图甲所示。每隔一段时间，从分液漏斗向锥形瓶A中注入适量的过氧化氢溶液，观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化(溴麝香草酚蓝水溶液用于二氧化碳的检测，二氧化碳能使该溶液由蓝变绿再变黄)。
实验二：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶C中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向C瓶中充入N2替代锥形瓶中的空气，如图乙所示，一段时间后，观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化。
请回答下列问题：
(1)实验一的原理是________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
当实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄时，是否能说明马铃薯块茎细胞的呼吸作用在逐渐增强？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知植物细胞厌氧呼吸有两种类型，一种是能够产生酒精的厌氧呼吸，另一种是能够产生乳酸的厌氧呼吸。马铃薯块茎细胞在只有N2的条件下可以进行厌氧呼吸。则实验二的目的是________________________________________________________________；
若实验二中溴麝香草酚蓝水溶液________，则说明马铃薯块茎细胞进行的是产生乳酸的厌氧呼吸，其反应式为____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验二在设计上有不够严谨之处，可能会干扰对马铃薯块茎细胞呼吸类型的判断，请 给予修正：__________________________。修正的理由是______________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)马铃薯块茎细胞中含有过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解产生氧气；在有氧条件下，马铃薯块茎细胞可以进行需氧呼吸，产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄　不能。溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间较长，马铃薯块茎细胞产生的二氧化碳总量较多引起的(其他合理答案也可)　(2)探究马铃薯块茎细胞厌氧呼吸的类型　不变色　C6H12O6酶,2C3H6O3＋少量能量　(3)实验前应对马铃薯块茎进行消毒，C瓶组装之前应做灭菌处理(答案合理即可)　不同的微生物具有不同的呼吸类型，它们的存在会干扰实验结果
解析　马铃薯块茎细胞中含有过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解产生氧气，在有氧条件下，马铃薯块茎细胞可以进行需氧呼吸，产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。当实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄时，可能是实验时间较长，马铃薯块茎细胞产生的二氧化碳总量较多引起的，不一定是由呼吸作用强度增加引起的。厌氧呼吸有两种类型，实验二可以探究马铃薯块茎细胞厌氧呼吸的类型，如果溴麝香草酚蓝水溶液不变色，说明没有二氧化碳产生，马铃薯块茎细胞进行的是产生乳酸的厌氧呼吸。实验中的马铃薯块茎上有微生物，微生物的呼吸类型会影响实验结果，因此实验前应对马铃薯块茎进行消毒，C瓶组装之前应做灭菌处理。
据O2与CO2
的比例

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