第三单元 第8讲 细胞呼吸
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第08讲细胞呼吸基础训练B卷一、单选题1.下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,正确的是()A.皮肤被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易在伤口表面大量繁殖B.水稻稻田定期排水,可防止幼根缺氧产生乳酸而变黑、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2.细胞呼吸的原理在生活和生产中具有广泛的应用。
下列说法错误的是( )A.低温条件下酶的活性低,细胞呼吸弱,适于储藏新鲜的瓜果B.储藏粮食的仓库创造无氧的条件,来降低粮食的呼吸作用C.及时疏松土壤,有利于根的呼吸作用,促进植物根系的生长D.慢跑等有氧运动能避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸3.将酵母菌研磨成匀浆,离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体),把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中,各加入等量葡萄糖溶液,然后置于隔绝空气的条件下。
下列叙述正确的是( )A.甲试管中最终产物为CO2和H2OB.乙试管中不发生反应C.丙试管中有大量的ATP产生D.丙试管中无CO2产生4.下列有关人在长时间剧烈运动过程中的细胞呼吸,叙述正确的是( )A.产生的CO2全部来自线粒体B.吸收的O2分子数比释放的CO2少C.丙酮酸被乳酸脱氢酶氧化为乳酸D.细胞所需能量主要来自厌氧呼吸5.生命在于运动,现在越来越多的人想参与马拉松比赛,比赛中运动员骨骼肌细胞()A.呼吸产物有乳酸、CO2和水等物质B.呼吸消耗的葡萄糖主要来自肌糖原的水解C.消耗的ATP主要来自细胞质基质D.肌肉收缩与细胞骨架无关,与细胞膜有关6.某同学将一块做馒头用剩的面团(内有活化的酵母菌)装入一个气密性好的塑料袋中,袋内留一些空气,扎紧袋口后放在饭桌上,3小时后发现袋子明显膨胀,第3天发现面团变酸。
相关叙述错误的是( )A.有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同B.酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸均可产生CO2C.开始3小时内酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸D.面团久放变酸是因为酵母菌无氧呼吸产生乳酸7.某酒厂把糖化后的淀粉加入发酵罐,接种酵母菌后,酒精产量增长不明显,检测发现发酵罐密闭不严,该情况的其他结果是( )A.酵母菌数量减少B.糖化淀粉的消耗量减少C.二氧化碳的释放量较少D.酵母菌数量、二氧化碳的释放量、糖化淀粉的消耗量都增加8.细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。
第8讲ATP和酶[考纲要求] 1.ATP在能量代谢中的作用(B)。
2.酶在代谢中的作用(B)。
3.实验:探究影响酶活性的因素(c)。
考点一ATP的结构与功能1.ATP的结构一分子ATP含有3个磷酸基团,2个高能磷酸键,其中远离腺嘌呤核苷的那个高能磷酸键易水解,释放能量。
2.ATP与ADP的相互转化3.ATP的功能与动、植物细胞代谢(1)植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP,而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。
(2)植物光合作用光反应阶段产生的ATP专用于暗反应,不用于其他生命活动;植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。
(3)ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
(1)人长时间剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等( ×)(2)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( ×)(3)ATP是生命活动的直接能源物质,但它在细胞中的含量很少,ATP与ADP时刻不停地进行相互转化( √)(4)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( √)(5)无氧条件下,光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( ×)(6)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会同时发生ATP的合成与水解( ×)(7)“能量”就是指ATP,ATP就是“能量”(×)(8)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行( ×)据图分析ATP的结构和特点(1)图示a处应为“—H”还是“—OH”?提示图示a处应为“—OH”,因为该五碳糖为核糖。
(2)图示b、c、d所示化学键是否相同?其中最易断裂和重建的是哪一个?提示图示b为普通磷酸键,c、d则为高能磷酸键,其中d处的化学键最易断裂和重建。
(3)图示框e中结构的名称是什么?它与DNA、RNA有何关系?提示图示框e中结构为腺嘌呤核糖核苷酸,它是构成RNA的基本单位之一,当发生逆转录时,它可与DNA链中的胸腺嘧啶脱氧核苷酸配对。
第三单元细胞的能量供应和利用第8讲细胞呼吸考点一:细胞呼吸方式的探究实验1.实验原理(1)酵母菌:酵母菌是一种菌,其代谢类型型,可用于研究细胞呼吸的不同方式。
(2)细胞呼吸产物的检测①CO2的检测②酒精的检测:在酸性条件下,色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应,变成色。
2.实验步骤(1)配制酵母菌培养液。
(2)设计对比实验①图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是②图乙中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是。
3.产物检测与实验现象条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾—浓硫酸溶液甲组(有氧) 变混浊/快无变化乙组(无氧) /4.实验结论思考①为什么通入甲A瓶的空气中不能含有CO2②乙B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是?③本实验是否属于对比实验?什么叫对比实验?[例]在科学研究中常用呼吸熵(RQ=释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)表示生物用于有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 min 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有氧呼吸,根据呼吸熵数值可以推测有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),则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是________。
《细胞呼吸》讲义一、细胞呼吸的概念细胞呼吸是细胞内进行的将有机物分解并释放能量的过程。
就好像我们每天需要吃饭获取能量来维持生命活动一样,细胞也需要通过呼吸作用来获取所需的能量。
细胞呼吸发生在细胞的细胞质基质和线粒体中。
对于不同类型的生物,细胞呼吸的方式可能会有所不同,但它们的目的都是为了产生能量,以支持细胞的各种生命活动,比如细胞的分裂、物质的运输、蛋白质的合成等等。
二、细胞呼吸的类型细胞呼吸主要分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
(一)有氧呼吸有氧呼吸是细胞在有氧条件下,将有机物彻底氧化分解,产生大量能量的过程。
它可以分为三个阶段:1、第一阶段:在细胞质基质中进行。
葡萄糖被分解为丙酮酸,同时产生少量的H和少量的能量。
2、第二阶段:在线粒体基质中进行。
丙酮酸和水反应,生成二氧化碳和H,同时产生少量能量。
3、第三阶段:在线粒体内膜上进行。
前两个阶段产生的H和氧气结合生成水,同时释放大量能量。
有氧呼吸的总反应式为:C₆H₁₂O₆+ 6O₂+ 6H₂O → 6CO₂+ 12H₂O +能量(二)无氧呼吸无氧呼吸是在无氧或缺氧条件下进行的。
对于大多数植物细胞和酵母菌等微生物,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。
例如,酵母菌在无氧条件下,葡萄糖分解为酒精和二氧化碳。
其反应式为:C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂+少量能量而对于动物细胞和乳酸菌等微生物,无氧呼吸的产物则是乳酸。
比如,人体在剧烈运动时,肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,这也是我们运动后感到肌肉酸痛的原因之一。
其反应式为:C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃+少量能量三、细胞呼吸的意义细胞呼吸对于生物体来说具有极其重要的意义。
首先,它为细胞的生命活动提供了能量。
细胞中的各种生理过程,如物质运输、细胞分裂、肌肉收缩等,都需要能量的支持。
细胞呼吸产生的能量,使得这些生命活动能够正常进行。
其次,细胞呼吸为生物体内其他化合物的合成提供了原料。
例如,呼吸过程中产生的中间产物可以用于氨基酸、脂肪酸等物质的合成。
第三单元细胞的能量供应和利用第8讲细胞呼吸课时作业[基础达标](70分)选择题每小题5分,非选择题赋分见题号后1.下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述,正确的是() A.隔绝O2的一组为对照组,通入O2的一组为实验组B.葡萄糖培养液煮沸的目的是杀灭微生物并去除培养液中的O2C.可以用溴麝香草酚蓝水溶液检测无氧呼吸的产物——酒精D.可以通过是否产生CO2来判断酵母菌细胞呼吸的方式解析:隔绝O2和通入O2两组都是实验组,通过对两组实验结果的比较分析,来探究O2与酵母菌细胞呼吸方式的关系,属于对比实验,A项错误;葡萄糖培养液煮沸的目的是杀灭微生物并去除培养液中的O2,B项正确;CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,可以用溴麝香草酚蓝水溶液检测酵母菌培养液中CO2的产生情况,C项错误;酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,所以不能通过是否产生CO2来判断酵母菌细胞呼吸的方式,D项错误。
答案:B2.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的摩尔数不同解析:分生组织细胞生命活动旺盛,呼吸速率通常比成熟组织细胞的大;若细胞既不吸收O2也不放出CO2,则该细胞也可能进行产生乳酸的无氧呼吸;利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收O2与释放CO2的摩尔数相同。
答案:C3.下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是()A.无氧呼吸过程中葡萄糖的能量大部分以热能形式散失B.无氧呼吸在第一第二阶段都能合成少量ATPC.有氧呼吸的发生必须有线粒体的参与D.细胞呼吸产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ解析:无氧呼吸过程中,葡萄糖的能量大部储存在不彻底的氧化产物中,A 错误;无氧呼吸第一阶段可以合成少量的ATP,但是第二阶段不产生ATP,B错误;有氧呼吸的发生不一定需要线粒体的参与,如好氧菌可以进行有氧呼吸,但是没有线粒体,C错误;细胞呼吸产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH),D正确。
答案:D4.下列有关细胞呼吸的说法中,正确的是()A.检测O2吸收量和CO2释放量可判断乳酸菌的呼吸方式B.细胞呼吸过程中产生的CO2的场所是线粒体基质C.随着O2浓度的降低肌肉细胞中CO2的产生量将大于O2的消耗量D.细胞中ATP/ADP的比值下降可促进细胞呼吸解析:乳酸菌进行无氧呼吸的产物是乳酸,不消耗O2,也不产生CO2,所以不能通过检测O2吸收量和CO2释放量来判断乳酸菌的呼吸方式,A错误;细胞呼吸过程中产生的CO2的场所是线粒体基质或者细胞质基质,B错误;肌肉细胞无氧呼吸只产生乳酸,不产生CO2,所以肌肉细胞中CO2的产生量始终等于O2的消耗量,C错误;细胞中ATP/ADP的比值下降,说明反应物ATP 的浓度降低,细胞内对能量的需求增加,可促进细胞呼吸,D正确。
答案:D5.下列有关细胞呼吸原理在生产中的应用,错误的是()A.粮食储藏前晒干,有利于降低细胞的呼吸速率B.水培植物时经常换水,可防止根系酒精积累C.阴雨天蔬菜大棚通风降温,有利于提高产量D.乳酸菌发酵时通入氧气,可提高乳酸含量解析:粮食晒干后,其自由水的含量降低,有利于降低细胞的呼吸速率,A 正确;水培植物时经常换水,可防止根系缺氧进行无氧呼吸产生酒精,B正确;阴雨天蔬菜大棚通过通风降温,降低呼吸作用中有机物的消耗,从而提高产量,C正确;乳酸菌为厌氧型细菌,只能进行无氧呼吸,D错误。
答案:D6.如图所示酵母菌呼吸作用与氧气浓度的关系。
下列说法不正确的是()A.B点为酵母菌呼吸作用最弱点B.C点时酵母菌无氧呼吸释放的CO2量与有氧呼吸吸收的O2量相等C.AC段表示酵母菌既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸D.阴影部分面积表示酵母菌无氧呼吸产生的CO2量解析:由图可知,B点时酵母菌呼吸作用释放CO2最少,说明酵母菌此时总呼吸强度最弱,A正确;在C点之后,CO2释放量=O2吸收量,此时酵母菌仅存在有氧呼吸,即无氧呼吸释放CO2量为0,B错误;由图可知AC段随氧气浓度增加,O2吸收量也逐渐增加,说明此阶段有氧呼吸逐渐增强,无氧呼吸逐渐减弱,C正确;图中阴影面积表示CO2总释放量与O2吸收量的差值,即表示酵母菌无氧呼吸产生的CO2量,D正确。
答案:B7.葡萄糖可在一系列酶的作用下转化成丙酮酸和[H]。
下列相关叙述,不正确的是()A.催化葡萄糖转化成丙酮酸和[H]的酶是有氧呼吸特有的B.呼吸作用中的[H]与光合作用中的[H]是不同的物质C.丙酮酸转化成CO2的场所可以在细胞质基质D.葡萄糖转化成丙酮酸和[H]的过程有热能的释放解析:催化葡萄糖转化成丙酮酸和[H]的酶是有氧呼吸和无氧呼吸都有的,A 错误;细胞呼吸产生的[H]为NADH,光合作用产生的[H]为NADPH,它们是不同的物质,B正确;丙酮酸转化成CO2的场所可以在细胞质基质(无氧呼吸),也可以在线粒体中(有氧呼吸),C正确;葡萄糖转化成丙酮酸和[H]的过程中释放少量能量,一部分以热能形式散失,一部分转移到ATP中,D正确。
答案:A8.呼吸熵是生物体在同一时间内,释放二氧化碳与吸收氧气在容积上的比例,用RQ表示。
研究小组在实验中测得,某种子萌发时RQ=m,下列有关说法合理的是()A.若m值小于1则该种子的呼吸类型一定为有氧呼吸和无氧呼吸并存B.若m值小于1则该种子的呼吸过程中一定含有非糖物质氧化分解C.若m值大于1则该种子的无氧呼吸强度一定大于有氧呼吸强度D.若m值大于1则该种子的呼吸消耗非糖物质的量一定大于糖类解析:m值小于1,说明氧气消耗量较多,则该种子的呼吸类型应为有氧呼吸,呼吸底物一定含有非糖物质如脂肪等,A项错误,B项正确;m值大于1,则该种子进行无氧呼吸和有氧呼吸,但不能确定无氧呼吸强度一定大于有氧呼吸强度,也不能确定该种子的呼吸消耗非糖物质的量一定大于糖类,C 项、D项错误。
答案:B9.(16分)图一表示人体细胞内有氧呼吸的过程,其中a~c表示相关反应阶段,甲、乙表示相应物质。
图二表示大气中氧浓度对小麦种子CO2释放量的影响。
请据图回答下列问题:(1)图一中物质甲表示________,物质乙表示______。
图一中a、b、c所代表的反应阶段中,产生能量最多的是________(填图中字母),该反应进行的场所是________。
(2)图二中A点时,小麦种子细胞内产生CO2的场所是________。
影响A点位置高低的主要环境因素是________________。
为了有利于贮存小麦种子,贮藏室内的氧气量应该调节到图二中的________点所对应的浓度。
图二中B 点以后,CO2释放量增加,主要原因是______________________________________________________________________________________________。
解析:(1)图一中a过程表示有氧呼吸的第一阶段,其过程是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,产生少量的[H],并释放少量的能量;b过程表示有氧呼吸第二阶段,其过程是丙酮酸与水一起被彻底分解生成CO2和[H],释放少量的能量;c过程表示有氧呼吸的第三阶段,其过程是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O,并释放大量的能量。
可见,物质甲表示H2O,物质乙表示CO2。
图一中a、b、c所代表的反应阶段中,产生能量最多的是c所示的有氧呼吸的第三阶段,该反应进行的场所是线粒体内膜。
(2)图二中A点时,氧浓度为零,小麦种子细胞不能进行有氧呼吸,但可进行无氧呼吸,此时产生CO2的场所是细胞质基质。
温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的强度,因此影响A点位置高低的主要环境因素是温度。
B点时CO2释放量的相对值最低,说明有机物的消耗量最少,由此可见,为了有利于贮存小麦种子,贮藏室内的氧气量应该调节到图二中的B点所对应的浓度。
图二中B点以后,随着氧浓度增加,有氧呼吸逐渐增强,导致CO2释放量增加。
答案:(1)H2O CO2c线粒体内膜(2)细胞质基质温度B随着氧浓度增加,有氧呼吸逐渐增强10.(14分)某研究小组对不同温度下密闭容器中水稻种子储存过程中每隔12小时的CO2生成速率相对值进行了相关研究,结果如下表所示,请根据所学知识回答下列问题:2(1)由上表可知,0.5 ℃条件下水稻种子的CO2生成速率较25 ℃条件下低,主要的原因是_______________________________________________________;随着储存时间的延长,CO2生成速率逐渐降低的原因是_________________ _______________________________________________________。
(2)该密闭容器中的种子后期主要进行的细胞呼吸方式和初期相比,在分解相同质量的有机物时产生的能量________(填“较少”“较多”或“相同”),原因是__________________________________________________________ _________________________________________________________________。
解析:(1)根据题意和表格分析可知,由于细胞呼吸是酶促反应,酶的活性受温度的影响,所以与25 ℃相比,0.5 ℃条件下低温抑制了细胞呼吸相关酶的活性,导致水稻种子的CO2生成速率较低。
随着水稻种子储存时间的增加,由于种子进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,密闭容器中CO2浓度增加,O2浓度减少,在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸,导致CO2生成速率逐渐降低。
(2)该密闭容器中的种子后期主要进行的细胞呼吸方式和初期相比,后期容器中种子以无氧呼吸为主,无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,大部分能量仍存留在酒精中;而初期进行的有氧呼吸将有机物彻底氧化分解释放的能量较多,所以在分解相同质量的有机物时后期产生的能量较少。
答案:(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性由于种子进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2,密闭容器中CO2浓度增加,O2浓度减少,在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸(2)较少后期容器中种子以无氧呼吸为主,无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,大部分能量仍存留在酒精中;而初期进行的有氧呼吸将有机物彻底氧化分解释放的能量较多[素能提升](30分)选择题每小题5分,非选择题赋分见题号后11.甲、乙两图都表示苹果组织细胞中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,若CO2释放量为6 mol和O2吸收量为4 mol,则此时有氧呼吸占优势C.甲图的a、b、c、d四个浓度中,c是适合储藏苹果的氧浓度D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生解析:甲图中的浓度为a时,不吸收氧气,只释放CO2,细胞只进行无氧呼吸,对应的是乙图中的A点,A项正确;甲图中氧浓度为b时,若CO2释放量为6 mol和O2吸收量为4 mol,则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖为4/6 mol,无氧呼吸CO2释放量为6-4=2 mol,消耗葡萄糖为1 mol,此时无氧呼吸消耗葡萄糖较多,B项错误;甲图的a、b、c、d四个浓度中,c浓度时CO2释放量最少,是适合储藏苹果的氧浓度,C项正确;甲图中氧浓度为d时氧气吸收量与CO2释放量相等,说明只进行有氧呼吸,没有酒精产生,D项正确。