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模型06 细胞呼吸方式的判断与计算
用如图装置测定种子萌发时进行的呼吸作用类型，同时关闭活塞，在25 ℃下经过20 min再观察红色液滴移动情况，下列对实验结果分析不符合实际的是（注意：细胞呼吸的底物以葡萄糖计算）
A．装置l的红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗O2的体积，装置2的红色液滴向右移动的体积是呼吸作用释放CO2和消耗O2的体积之差
B．若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C．若装置1红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸
D．若装置1红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸
【答案】B
【点睛】解答本题的关键是了解氢氧化钠的作用，进而根据两个装置中的液滴的运动与否以及移动方向判断可以进行的细胞呼吸类型。
本模型中涉及不同细胞的细胞呼吸强度、细胞呼吸方式、细胞呼吸原理的应用及不同细胞呼吸方式中反应物与生成物之间的比例关系等。因此，熟悉这些内容是解题的关键。以下是常见的判断方法及其拓展。
1．细胞呼吸方式的判断
（1）细胞呼吸中各物质之间的比例关系（以葡萄糖为底物的细胞呼吸）
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，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的物质的量之比为1∶3；
④有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2的物质的量与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生的CO2的物质的量之和的比为3∶4。
（2）依据O2消耗量和CO2产生量来判断
①不消耗O2
a．无CO2产生：细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸；
b．有CO2产生：细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。
②消耗O2，产生CO2
a．Vco?/VO2=1,细胞只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。
b．Vco?/VO2<1,细胞进行有氧呼吸分解的底物中可能有脂肪参与。
c．Vco?/VO2>1,细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。
此种情况下，判断哪种细胞呼吸方式占优势的方法∶若Vco?/VO2=4/3，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；若Vco?/VO2>4/3，无氧呼吸消耗葡葡糖的速率大于有氧呼吸，无氧呼吸占优势；若Vco?/VO2<4/3，有氧呼吸消耗葡萄糟的速率大于无氧呼吸，有氧呼吸占优势。
（3）根据液滴的移动情况来判断
对装置图中细胞呼吸方式进行判断时，装置中着色液滴的移动反映的是装置内气体（CO2或O2）的体积变化。如选用如图所示的两套装置，可根据着色液滴移动方向来判断发芽种子的呼吸方式（假设细胞呼吸的底物只有葡萄糖，不考虑产乳酸的无氧呼吸）。具体分析如表所示∶
实验现象
结论
装置一着色液滴
装置二着色液滴
左移
不移
只进行有氧呼吸
不移
右移
只进行产酒精的无氧呼吸
左移
右移
同时进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸
2．细胞呼吸的相关计算
（1）思路：根据有氧呼吸和无氧呼吸反应式中物质之间的比例关系，结合化学计算方法进行分析求解。
（2）技巧：明确以下几个等量关系。
①CO2释放总量=有氧呼吸释放的CO2量+无氧呼吸释放的CO2量；
②O2吸收量=有氧呼吸释放的CO2量；
③酒精产生量=无氧呼吸释放的CO2量。
1．在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是
a
b
c
d
CO2释放量（mol）
10
8
6
7
O2吸收量（mol）
0
3
4
7
A．a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
C．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多D．c条件下，无氧呼吸最弱
【答案】B
【解析】a条件下，O2吸收量为0，种子只进行无氧呼吸，呼吸产物为CO2和酒精，没有乳酸，A错误；d条件下，吸收的O2量与释放的CO2量相等，表明只进行有氧呼吸，产生的CO2全部来自线粒体，B正确；b条件下，有氧呼吸吸收3 molO2能分解0.5 mol葡萄糖同时产生3 molCO2，余下5 molCO2由无氧呼吸产生，需要分解2.5 mol葡萄糖，C错误；c条件下仍存在无氧呼吸，而d条件下无氧呼吸消失，D错误。
2．关于呼吸作用，下列说法不正确的是
A．有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸
B．酵母菌的无氧呼吸只在第一阶段生成ATP
C．酵母菌细胞呼吸中，若VCO2/VO2小于4/3，则有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸
D．为研究酵母菌的呼吸方式，某同学只做了如图装置，若a中液滴往左移动，b中液滴右移，则说明酵母菌只进行了有氧呼吸
【答案】D
【点睛】解答此题要理清酵母菌是兼性厌氧型生物，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳。
1．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是
A．氧浓度为a时酵母菌不进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B．当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C．当氧浓度为c时，2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D．a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP
【答案】C
【点睛】酵母菌能进行无氧呼吸和有氧呼吸，需要对有氧呼吸和无氧呼吸的反应式牢牢掌握。无氧呼吸中产生的二氧化碳和酒精的摩尔数是相同的，都是2，在有氧呼吸中1摩尔的葡萄糖产生6摩尔的二氧化碳，然后根据题干进行计算即可。
2．将质量为x g的苹果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1 h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，结果如下表，由此得出的判断不正确的是
变化量
O2相对浓度（%）
0
1
2
3
5
7
10
15
20
25
O2吸收量（mol）
0
0.1
0.2
0.3
0.35
0.5
0.6
0.7
0.8
1
CO2释放量（mol）
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1
A．O2相对浓度为3%时，无氧呼吸和有氧呼吸强度均最弱
B．x g的果肉在O2相对浓度为3%时每小时分解葡萄糖0.15 mol
C．贮藏苹果的环境中，适宜的O2相对浓度为5%
D．在O2相对浓度为3%时，苹果细胞既有无氧呼吸也有有氧呼吸
【答案】A
【考点定位】细胞呼吸。
【名师点睛】注意根据CO2量判断呼吸方式：
（1）O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为细胞可进行无氧呼吸，此时释放的CO2只能是无氧呼吸产生。
（2）随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸并不为零。即在一定O2浓度范围内，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行；此时释放的CO2量多于消耗的O2量，并且多出的气体量就是无氧呼吸产生的CO2量。
（3）当O2浓度超过某一值时，无氧呼吸为0，只有有氧呼吸，此时只能是有氧呼吸产生CO2。
3．有甲乙两组等量的酵母菌，甲组酵母菌进行有氧呼吸，乙组酵母菌进行无氧发酵，若它们消耗了等量的葡萄糖，则它们消耗的氧气总量与释放的二氧化碳总量的比为
A．1∶1
B．1∶2
C．3∶1
D．3∶4
【答案】D
【解析】假设有氧呼吸和无氧呼吸都消耗1mol的葡萄糖，反应式如下：
由此可见，它们消耗的O2为6 mol，放出的CO2之和为8 mol，比例为3∶4
考点：细胞呼吸的过程和意义。
4．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，吸入的O2的体积与放出CO2体积比为1∶2，这是因为
A．有1/4酵母菌进行有氧呼吸
B．有1/3酵母菌进行有氧呼吸
C．有1/2酵母菌进行有氧呼吸
D．有2/3酵母菌进行有氧呼吸
【答案】A
考点：本题考查细胞呼吸的相关知识，意在考查学生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构的能力。
5．以下甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点
C．甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
【答案】B
【解析】甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；甲图中氧浓度为b时CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中AC段之间，B错误；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时（图甲中的c点）的氧浓度，C正确；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
【点睛】解答本题的关键是掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程和方程式，了解两个过程中气体的含量比例，明确CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，前者大于后者时同时进行无氧呼吸和有氧呼吸。
6．为研究酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如下图中a~f所示装置，下列判断不合理的是
A．若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸
B．若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行有氧呼吸
C．连接e→d→c→d，并从e侧通气，可验证酵母菌进行了有氧呼吸
D．连接f→d，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸
【答案】B
【点睛】本题结合实验装置图，考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，意在考查学生分析实验装置图提取有效信息的能力。
7．如图表示某种子细胞呼吸时O2吸收量和CO2释放量之间的相互关系，在氧气浓度为a时，线段XY=YZ。下列叙述错误的是
A．A点释放的CO2主要是无氧呼吸的产物
B．B点时的O2浓度有利于果实的储藏
C．BC段随O2浓度增加，无氧呼吸减弱，直至消失
D．O2浓度为a时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖相等
【答案】D
8．某兴趣小组利用图示密闭装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管）探究某种微生物的呼吸类型，并另外设置了一个将NaOH溶液换成蒸馏水的对照组。在适宜条件下，下列对实验现象（不考虑温度对红色液滴移动的影响）和实验结论的描述正确的是
A．实验组左移，对照组右移，说明只进行有氧呼吸
B．实验组不移，对照组不移，说明只进行酒精发酵
C．实验组左移，对照组右移，说明既进行有氧呼吸也进行酒精发酵
D．实验组不移，对照组右移，说明只进行乳酸发酵
【答案】C
【解析】根据题意和图示分析可知：烧杯中的NaOH溶液能吸收微生物呼吸产生的二氧化碳，所以液滴移动的距离代表微生物呼吸消耗氧气的量；用蒸馏水代替NaOH溶液，由于水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表微生物呼吸释放的二氧化碳量与消耗氧气量的差值。若实验组左移，对照组右移，说明微生物既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，A错误、C正确；实验组不移，对照组不移，说明只进行乳酸发酵，B错误；实验组不移，对照组右移，说明只进行酒精发酵，D错误。
9．如图实验装置是用来探究消毒过的小麦种子在萌发过程中的细胞呼吸方式（假设葡萄糖为种子细胞呼吸过程中的唯一底物）。请回答下列问题：
（1）实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是_____________。实验装置甲中，清水中放置筒状滤纸的目的是__________________________。
（2）若实验后，乙装置的墨滴左移，甲装置的墨滴不动，则小麦种子萌发的过程中进行的细胞呼吸方式是_____________；若实验后，乙装置的墨滴左移，甲装置的墨滴右移，则小麦种子萌发的过程中进行的细胞呼吸方式是_____________。（在a~d中选择填空）
a．有氧呼吸b．无氧呼吸 c．有氧呼吸和无氧呼吸并存d．有氧呼也和无氧呼吸都不存在
（3）为校正装置甲、乙中因物理因素引起的气体体积变化，还应设置对照装置。对照装置应如何设置？____________________________________________________。
【答案】（1）增大吸收二氧化碳的面积 消除无关变量对实验结果的干扰
（2）a c
（3）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
【点睛】装置乙中KOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，墨滴移动的距离是细胞进行有氧呼吸消耗的氧气引起装置内的气体压强减小导致，代表细胞呼吸消耗的O2量。装置甲中的清水既不吸收CO2、也不产生O2，墨滴移动的距离代表细胞呼吸消耗的O2量与产生的CO2量的差值。
10．下图是某学习小组探究酵母菌是否存在两种呼吸类型的实验装置图：装置一和装置二（新鲜的酵母与5％的葡萄糖溶液制成酵母发酵液，简称酵母液）：
（1）装置一中NaOH的作用是________。
（2）若只有有氧呼吸，装置二红色液滴不动，装置一液滴___________；若同时进行有氧呼吸无氧呼吸，装置一液滴左移，装置二液滴___________。
（3）此小组的同学还想进一步了解酵母菌的两种呼吸方式释放的能量是否差不多，又进行了以下的探究过程：
此学习小组设置装置1和装置2的实验属于_______（填“对照”或“对比”）实验，这也是科学探究中常用的方法之一，记录实验结果时观察的指标应该是___________________。
【答案】（1）吸收细胞呼吸产生的CO2
（2）左移 右移
（3）对比 温度计的相应温度读数
【解析】本题考查细胞呼吸方式的探究实验，意在考查学生识图和判断能力。装置一和装置二两套呼吸装置中的单一变量为NaOH与蒸馏水，装置一内气压变化由氧气引起，装置二内气压变化应由CO2与O2共同决定。①若装置一液滴左移，装置二液滴不动，则表明所测生物只进行有氧呼吸（因有氧呼吸产CO2量与耗O2量相等）；②若装置一液滴不动，装置二液滴右移，则表明所测生物只进行无氧呼吸（因无氧呼吸只产CO2，不耗O2）；③若装置一液滴左移，装置二液滴右移，则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。装置1和装置2两套呼吸装置中的单一变量为是否通气，则装置1属于有氧呼吸装置，装置2属于无氧呼吸装置。可据此答题。
（1）装置一中NaOH的作用是吸收酵母菌细胞呼吸产生的CO2。
（3）装置1和装置2分别设置有氧和无氧条件，实验结果都是未知的，通过比较结果，来探究两种呼吸方式释放的能量是否差不多为对比实验；该实验目的是探究有氧呼吸和无氧呼吸两种呼吸方式释放的能量释放差不多，故因变量为能量，可通过观察温度计的相应温度读数变化来检测。

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