4.(2006年江苏高考,25)关于真核细胞呼吸的正确说法是 ( )
A.无氧呼吸是不需氧的呼吸,因而其底物分解不属于氧化反应
B.水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度
C.无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中
D.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中
答案 D
解析 无氧呼吸虽产生不彻底的产物,但仍属于氧化反应;在完全无氧的环境中贮藏水果,由于无氧呼吸产生酒精,会引起水果腐烂,因此水果贮藏需要低氧环境;无氧呼吸的酶只存在于细胞质基质而不存在于线粒体中,而有氧呼吸的酶则存在于细胞质基质、线粒体内膜和基质中。
3.(2008年上海生物,29)下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、?酶2?和酶3依次分别存在于
( )
A.线粒体、线粒体和细胞质基质 B.线粒体、细胞质基质和线粒体
C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体
答案 C
解析 酶1催化的反应是细胞呼吸的第一阶段,在细胞质基质中进行;酶2催化的反应是有氧呼吸的第二、三阶段,在线粒体中进行;酶3催化的反应是无氧呼吸的第二阶段,在细胞质基质中进行。
2.(2008年上海生物,12)1个葡萄糖分子有氧呼吸释放能量为m,其中40%用于ADP转化为ATP,若1个高能磷酸键所含能量为n,则1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生ATP分子数为 ( )
A.2n/5m B.2m/5n C.n/5m D.m/5n?
答案 B
解析 1个葡萄糖分子在有氧呼吸中产生的ATP分子数为40%m÷n=2m/5n。
1.(2008年广东文基,71)若在酵母菌酒精发酵后期通入氧气,与不通氧气相比,酒精的产生量会 ( ) A.增加 B.减少
C.不变 D.先增加后减少
答案 B
解析 酒精发酵为无氧呼吸,通入氧气后,会抑制酵母菌的无氧呼吸,使有氧呼吸增强,酒精的产生量减少。
8.下式表示细胞内两种重要的新陈代谢过程,下列叙述不正确的是 ( )
A.进行乙过程时气体1和气体2分别是CO2和O2
B.甲过程可以发生在叶绿体中
C.乙过程发生在线粒体中
D.甲过程可以发生在硝化细菌中
答案 C
解析 从图中可以看出,甲为合成有机物的过程,是光合作用或化能合成作用,乙为细胞呼吸,则气体1为CO2,气体2为O2。光合作用发生在叶绿体中,化能合成作用可发生在硝化细菌中,细胞呼吸发生在细胞质基质和线粒体中。
细胞呼吸的类型及分析
[例1](2008年福州质检)下图表示某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b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案 B
解析 本题以柱状图的形式考查不同氧浓度下植物器官进行有氧呼吸和无氧呼吸的情况。解题关键是分析清楚不同氧浓度下,无氧呼吸与有氧呼吸的状况。以CO2释放量的相对值计,a浓度:氧吸收为0,只有无氧呼吸;b浓度:有氧呼吸为3,无氧呼吸为5;c浓度:有氧呼吸为4,无氧呼吸为2;d浓度:有氧呼吸为7,无氧呼吸为0。由此判断,c浓度最适于贮藏;b浓度无氧呼吸消耗葡萄糖为2.5,为有氧呼吸(0.5)的5倍;d点无氧呼吸最弱,为0。
变式训练
有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是 ( )
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 |
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
答案 D
解析 通过有氧呼吸和无氧呼吸总反应式可知,若CO2等于产生酒精的量,则说明此时酵母菌只进行无氧呼吸,而当CO2量大于酒精的量时,则说明此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,通过计算可知b浓度时有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率,c中67?7%的酵母菌进行酒精发酵,d中无酒精产生,则说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。
实验探究细胞呼吸的过程
[例2]生物呼吸作用的底物(有机物)种类及含量的差异,会导致呼吸作用释放的CO2与吸收的O2比发生差异,这可用呼吸熵表示:呼吸熵(RQ)=呼吸作用释放的CO2/呼吸作用吸收的O2,为了测定种子萌发时的呼吸熵,现准备了3只锥形瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的小麦种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等,并组装成下面的三套装置。
其中甲实验装置设计如下:锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯,杯中插入一根滤纸折叠条。瓶底放入一些蒸馏水浸泡过的滤纸圆片,再将经消毒并充分吸胀的小麦种子若干平铺在滤纸圆片上,加入适量蒸馏水。整个装置密封,并放置到20℃恒温环境中培养。
(1)小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是 。
(2)由于发芽小麦种子(已消毒)的呼吸作用,甲装置内的气体发生了变化,使得墨滴向右移动,显然瓶内气体减少了,减少的气体是 。
(3)甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦的呼吸熵,由此还要利用乙装置来测定发芽小麦呼吸作用过程中的某一种气体的变化。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,请将下面主要的方法步骤补充完整:
① ;
②用同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作;
③测出 ;
④再计算出CO2释放量。
(4)若甲装置测出的实验数据(墨滴移动量)为X,乙装置测得的实验数据(墨滴移动量)为Y,则呼吸熵计算式为: 。如果呼吸熵小于1时,说明 。据此可判断出干重相同的油菜和小麦种子在萌发时有氧呼吸CO2释放量与O2消耗量的比值为油菜种子 (大、等、小)于小麦种子。
(5)为了纠正环境因素引起的实验测量误差,必须另设丙装置进行校正。则应对丙装置作相应处理:锥形瓶中加
入 ,小烧杯内加入 ,其他处理与实验组完全相同,同时记录相同时间内的读数变化。如果丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z,则氧气实际消耗量应为 。
答案 (1)增大吸收CO2的能力 (2)氧气 (3)①锥形瓶的小烧杯中不加入NaOH溶液,以等量的清水代之
③相同时间内密闭系统的气体体积净变化量 (4)(X-Y)/X 呼吸底物中含脂肪 小 (5)与实验组等量的死种子 与实验组等量的清水 X+Z
解析 (1)小烧杯中有NaOH溶液,其目的是用于吸收呼吸作用产生的CO2;在小烧杯中插入一根滤纸折叠条,NaOH溶液便会扩散到滤纸上,可增大吸收CO2的能力。(2)甲装置中发芽小麦种子呼吸作用时消耗氧气,并放出二氧化碳,其中CO2被NaOH溶液所吸收。使得锥形瓶中气压下降,导致墨滴向右移动,可见减少的气体为氧气的量。(3)甲装置内的气体变化是氧气的消耗量,为了求出发芽小麦的呼吸熵,还得测定发芽小麦呼吸作用过程中CO2气体的变化量。因此可以根据甲装置及题干中所列的器材与试剂,启发设计出测定CO2气体变化的装置乙,应当与装置甲的不同之处在于烧杯中的液体应用同体积的清水,既不吸收氧气,也不吸收二氧化碳。则容器内气体体积的减小代表消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值,从而可以计算出种子消耗的氧气和释放二氧化碳体积的差值,从而可以计算出种子呼吸作用释放的CO2量。(4)由题意可知,装置甲测得的X为小麦呼吸作用所吸收的氧气量,装置乙测得的Y为小麦种子呼吸作用所吸收的氧气量与放出的二氧化碳量的差值。则小麦种子呼吸作用放出的二氧化碳量=X-Y。那么据题干所提供呼吸熵(RQ)=呼吸作用释放的CO2/呼吸作用吸收O2,可得计算公式为(X-Y)/X。小麦种子的主要成分为淀粉,呼吸熵接近于1,而干重相同的油菜种子含有大量的脂质,脂质分子中氢对氧的比例较糖类分子高,氧化时需要较多的氧。故油菜种子的RQ较小麦处子的RQ要小些。?(5)丙?装置锥形瓶内加入与实验组等量的死种子时,对瓶中的气体变化几乎没有影响。则丙装置的墨滴在实验后向左移动量为Z应为实验测量的误差值,所以校正后可得氧气的实际消耗量应为X+Z。
新陈代谢的类型判断
[例3]植物种子萌发出土前的代谢方式是 ( )
A.自养、厌氧 B.异养、需氧
C.自养、需氧 D.异养、厌氧和需氧
答案 D
解析 出土前的种子不含叶绿体,所以没有进行光合作用合成有机物的能力,因此靠胚乳(或子叶)供给所需养料。又由于土壤中存在一定量的氧气,靠近种皮的细胞可进行有氧呼吸,但种子内部的细胞处在缺氧状态,进行无氧呼吸。
变式训练
在营养丰富、水分充足、气候适宜、黑暗密闭的环境中,分别培养下列各种生物,经过一段时间后,它们仍能生存的是 ( )
A.乳酸菌 B.白菜 C.蚯蚓 D.蘑菇
答案 A
解析 黑暗密闭的环境缺氧、缺阳光,在这样环境下生存的生物的新陈代谢类型应是异养厌氧型,分析供选答案只有乳酸菌符合条件。
7.如图所示,若甲代表H2O和CO2,则 ( )
A.Ⅰ是光合作用,乙是糖类和氧气,Ⅱ是呼吸作用
B.Ⅰ是光合作用,乙是呼吸作用,Ⅱ是糖类和氧气
C.Ⅰ是化能合成作用,乙是呼吸作用,Ⅱ是葡萄糖
D.Ⅰ 是化能合成作用,乙是糖类和氧气,Ⅱ 是呼吸作用
答案 D
解析 图中甲代表H2O和CO2,则图中Ⅰ的生理过程是利用无机物被氧化释放的能量,将H2O和CO2合成乙(乙代表糖类和氧气),糖类和氧气又通过过程Ⅱ产生H2O和CO2,所以生理过程Ⅰ和Ⅱ分别代表化能合成作用与呼吸作用。
3.化能合成作用的反应式如何写?
提示 CO2+H2O---------(CH2O)+O2
2.硝化细菌在农业上有何贡献?
提示 能将NH3转化成NO2-或NO3-,提高土壤中氮肥的含量。
1.硝化细菌需在什么气体条件下才能生存?
提示 NH3和O2
6. (2008年昆明模拟)人在受伤时,若伤口较深易得破伤风,伤口较浅则一般不会感染破伤风。下列生物中与引起破伤风的破伤风杆菌的代谢类型相同的是 ( )
A.蘑菇和根瘤菌 B.蛔虫和乳酸菌
C.大肠杆菌和硝化细菌 D.酵母菌和蓝藻
答案 B
解析 破伤风杆菌的代谢类型为异养厌氧型,蘑菇和根瘤菌都是异养需氧型,硝化细菌是自养需氧型,大肠杆菌和酵母菌都是异养兼性厌氧型,蓝藻是自养需氧型。
化能合成作用和光合作用
归纳总结 光合作用和化能合成作用的比较
|
光合作用 |
化能合成作用 |
|
自养生物 |
绿色植物 |
硝化细菌 |
|
能量来源 |
利用光能,通过光合作用来制造有机物 |
利用体外环境中无机物氧化所放出的能量来合成有机物 |
|
反应过程 |
CO2+H2O 光能叶绿体(CH2O)+O2 |
硝化细菌将氨氧化成亚硝酸和硝酸,并利用这一氧化过程中释放的能量来合成有机物 |
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共同点 |
它们在同化作用过程中,能直接从外界环境中摄取无机物转变为自身的组成物质,把简单的无机物合成储存能量的有机物 |
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深化拓展
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