2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè) 第5章 第3節(jié)　第2課時(shí)　無(wú)氧呼吸和細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用含答案

2024年高中生物新教材同步必修第一冊(cè)第5章第3節(jié)第2課時(shí)無(wú)氧呼吸和細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用第2課時(shí)無(wú)氧呼吸和細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.概述無(wú)氧呼吸的過(guò)程，并比較有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同。2.應(yīng)用細(xì)胞呼吸的原理來(lái)解決問(wèn)題。一、無(wú)氧呼吸1．無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。2．無(wú)氧呼吸的過(guò)程(1)第一個(gè)階段：與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同。(2)第二個(gè)階段：丙酮酸在酶(與催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。注意：無(wú)氧呼吸第二階段不釋放能量。3．無(wú)氧呼吸的類(lèi)型及反應(yīng)式4．無(wú)氧呼吸的概念：指細(xì)胞在沒(méi)有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解，釋放少量能量的過(guò)程。5．細(xì)胞呼吸的概念：指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過(guò)程。判斷正誤(1)細(xì)胞呼吸可以把蛋白質(zhì)、糖類(lèi)和脂質(zhì)的代謝聯(lián)系起來(lái)()(2)無(wú)氧呼吸過(guò)程中沒(méi)有氧氣參與，所以有[H]的積累()(3)水稻根、蘋(píng)果果實(shí)、馬鈴薯塊莖等植物器官的細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳()(4)人體產(chǎn)生二氧化碳的細(xì)胞呼吸方式一定是有氧呼吸()(5)和有氧呼吸相比，無(wú)氧呼吸的兩個(gè)階段釋放的能量較少()答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×解析(2)無(wú)氧呼吸第一階段產(chǎn)生的[H]用于第二階段丙酮酸的還原，沒(méi)有積累。(3)不是所有植物細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等植物細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。(4)人體細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，因此人體細(xì)胞產(chǎn)生二氧化碳只能通過(guò)有氧呼吸。(5)無(wú)氧呼吸只有第一階段釋放能量，第二階段不釋放能量。任務(wù)一：分析無(wú)氧呼吸的過(guò)程及其與有氧呼吸的比較(一)分析無(wú)氧呼吸的過(guò)程1．嘗試寫(xiě)出無(wú)氧呼吸兩個(gè)階段的反應(yīng)式第一階段(與有氧呼吸第一階段相同)C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量第二階段產(chǎn)生酒精2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]→2C2H5OH(酒精)＋2CO2大多數(shù)植物、酵母菌等產(chǎn)生乳酸2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]→2C3H6O3(乳酸)高等動(dòng)物、乳酸菌和少數(shù)植物器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)2.為什么無(wú)氧呼吸第二階段不產(chǎn)生ATP，但要進(jìn)行第二階段反應(yīng)呢？(提示信息：已知細(xì)胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能運(yùn)出細(xì)胞。)提示由于細(xì)胞中NAD＋的含量不多，隨著NADH的積累，NAD＋逐漸被消耗。當(dāng)NAD＋的含量很低時(shí)，細(xì)胞呼吸的第一階段的過(guò)程就會(huì)停止，ATP的合成也會(huì)停止。因此為了保障通過(guò)細(xì)胞呼吸第一階段的持續(xù)以獲得ATP,NADH就要轉(zhuǎn)化成NAD＋來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，來(lái)自NADH中的氫就會(huì)被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能運(yùn)出細(xì)胞的，如果持續(xù)積累，也會(huì)抑制細(xì)胞呼吸第一階段的進(jìn)行。3．不同細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)物不同的直接原因是什么？提示不同細(xì)胞所具有的酶的種類(lèi)不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同，產(chǎn)物也不同。4．1mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只釋放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。據(jù)此分析，在進(jìn)行無(wú)氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向分別是什么？提示無(wú)氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中的能量主要儲(chǔ)存到乳酸或酒精中沒(méi)有釋放出來(lái)；而氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失。5．骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸，大部分從活躍的肌細(xì)胞中擴(kuò)散到血液，然后又通過(guò)血液帶回肝，在肝中重新轉(zhuǎn)化成葡萄糖。從物質(zhì)和能量角度解釋乳酸在肝臟中重新轉(zhuǎn)化成葡萄糖的意義是什么？提示減少機(jī)體內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi)，有機(jī)物和能量再次被利用。6．請(qǐng)從競(jìng)爭(zhēng)的角度思考，乳酸菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸的意義是什么？提示乳酸菌產(chǎn)生的乳酸排到外界環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致環(huán)境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。(二)比較有氧呼吸和無(wú)氧呼吸列表比較有氧呼吸和無(wú)氧呼吸項(xiàng)目有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件需氧、酶不需氧、需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量相同點(diǎn)過(guò)程葡萄糖分解為丙酮酸階段相同實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP意義為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量“三看法”判斷細(xì)胞呼吸的方式(以葡萄糖為底物)(1)一看——反應(yīng)物和產(chǎn)物①消耗O2或產(chǎn)物中有H2O，一定存在有氧呼吸。②產(chǎn)物中有酒精或乳酸，一定存在無(wú)氧呼吸。(2)二看——物質(zhì)的量的關(guān)系根據(jù)CO2釋放量與O2消耗量判斷①不消耗O2，釋放CO2→只進(jìn)行產(chǎn)酒精的無(wú)氧呼吸。②不消耗O2，不釋放CO2→只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸或細(xì)胞已死亡。③CO2釋放量等于O2吸收量→只進(jìn)行有氧呼吸或既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無(wú)氧呼吸。④CO2釋放量大于O2吸收量→既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行產(chǎn)酒精的無(wú)氧呼吸。(3)三看——反應(yīng)的場(chǎng)所①真核細(xì)胞：若整個(gè)細(xì)胞呼吸過(guò)程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，則為無(wú)氧呼吸；若部分過(guò)程在線粒體中進(jìn)行，則為有氧呼吸。②原核細(xì)胞：原核細(xì)胞沒(méi)有線粒體，故原核細(xì)胞的細(xì)胞呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞膜上進(jìn)行，其呼吸方式應(yīng)根據(jù)產(chǎn)物判斷。1．如圖是真核生物的細(xì)胞呼吸過(guò)程圖解，圖中①～⑤表示代謝過(guò)程，X、Y代表物質(zhì)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．過(guò)程②和⑤分別發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．物質(zhì)Y可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃C．圖中能生成ATP的代謝過(guò)程有①③④⑤D．人體細(xì)胞內(nèi)⑤不能進(jìn)行是因?yàn)槿鄙俅呋撨^(guò)程的酶答案C解析物質(zhì)Y為CO2，可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，B正確；有氧呼吸三個(gè)階段以及無(wú)氧呼吸第一階段都能產(chǎn)生ATP，故圖中能生成ATP的代謝過(guò)程有①②③，C錯(cuò)誤；人體細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，細(xì)胞內(nèi)⑤不能進(jìn)行是因?yàn)槿鄙俅呋撨^(guò)程的酶，D正確。2．(2023·江蘇無(wú)錫高一期末)如圖表示蘋(píng)果組織細(xì)胞中CO2釋放量和O2吸收量的變化(均以葡萄糖為呼吸底物)。下列相關(guān)敘述不正確的是()A．圖中氧濃度為a時(shí)只有無(wú)氧呼吸B．圖中氧濃度為b時(shí)，若CO2釋放量為8mol和O2吸收量為4mol，則此時(shí)無(wú)氧呼吸消耗的有機(jī)物多C．a(chǎn)、b、c、d四個(gè)濃度中，c是適合儲(chǔ)藏蘋(píng)果的氧濃度D．圖中氧濃度為d時(shí)有酒精產(chǎn)生答案D解析氧濃度為a時(shí)，只有CO2釋放，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，A正確；氧濃度為b時(shí)，若CO2釋放量為8mol和O2吸收量為4mol，則有氧呼吸消耗的葡萄糖為4/6＝2/3mol，無(wú)氧呼吸CO2釋放量為4mol，所以無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖為4/2＝2mol，所以無(wú)氧呼吸消耗的有機(jī)物多，B正確；儲(chǔ)藏蘋(píng)果應(yīng)減少有機(jī)物的消耗，所以應(yīng)選擇細(xì)胞呼吸最弱時(shí)儲(chǔ)存，CO2產(chǎn)生量最少時(shí)細(xì)胞呼吸最弱，所以c是適合儲(chǔ)藏蘋(píng)果的氧濃度，C正確；氧濃度為d時(shí)O2吸收量等于CO2釋放量，此時(shí)只進(jìn)行有氧呼吸，所以沒(méi)有酒精產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。二、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1．包扎傷口時(shí)，需要選用透氣的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”等敷料。2．釀酒時(shí)要先通氣后密封，通氣的目的是讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖，密封的目的是讓酵母菌在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵。3．對(duì)花盆里的土壤經(jīng)常進(jìn)行松土透氣。4．糧食儲(chǔ)藏需要的條件是(零上)低溫、低氧和干燥；蔬菜、水果儲(chǔ)藏的條件是(零上)低溫、低氧和適宜的濕度。判斷正誤(1)用透氣的消毒紗布包扎傷口，目的是保證傷口處細(xì)胞的有氧呼吸()(2)無(wú)氧和零下低溫的環(huán)境有利于水果保鮮()(3)及時(shí)排澇，能防止水稻根細(xì)胞受酒精毒害()答案(1)×(2)×(3)√解析(1)用透氣的消毒紗布包扎傷口，目的是抑制厭氧菌的細(xì)胞呼吸。(2)無(wú)氧條件下細(xì)胞呼吸旺盛，零下低溫又易使水果被凍壞，因此無(wú)氧和零下低溫均不利于水果的保鮮。任務(wù)二：氧氣對(duì)細(xì)胞呼吸的影響1．原理由曲線判斷O2濃度對(duì)無(wú)氧呼吸和有氧呼吸的影響分別是什么？提示隨O2濃度的升高無(wú)氧呼吸逐漸減弱；在一定濃度范圍內(nèi)，隨O2濃度的升高有氧呼吸逐漸增強(qiáng)。2．實(shí)踐應(yīng)用(1)在儲(chǔ)藏蔬菜或水果時(shí)，為降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，儲(chǔ)藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度。(2)為什么農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要通過(guò)中耕松土，提高作物產(chǎn)量？提示松土透氣可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無(wú)機(jī)鹽的吸收，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。(3)我們天天吃的饅頭松軟可口，可是利用酵母發(fā)面時(shí)，面塊開(kāi)始硬，后來(lái)軟，而且表面有水珠出現(xiàn)，你知道是什么原因嗎？提示發(fā)面用的是酵母菌，在和面時(shí)加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳和酒精，二氧化碳受熱膨脹使饅頭體積增大，所以饅頭又松又軟。表面由于氧氣充足，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出現(xiàn)。(4)在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。①為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？提示在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。②在密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)它自身有什么意義？提示密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精的同時(shí)，能為自身的生命活動(dòng)提供能量；產(chǎn)生的酒精能抑制其他細(xì)菌的生長(zhǎng)，利于自身的繁殖。影響細(xì)胞呼吸的因素及其應(yīng)用(1)內(nèi)因①遺傳特性：不同種類(lèi)的植物細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽(yáng)生植物。②生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期：同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例：幼苗期細(xì)胞呼吸速率高，成熟期細(xì)胞呼吸速率低。③器官類(lèi)型：同一植物的不同器官細(xì)胞呼吸速率不同。實(shí)例：生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。(2)外因①溫度a．影響：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過(guò)影響酶的活性來(lái)影響細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在25～35℃之間。b．應(yīng)用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低溫儲(chǔ)存食品,大棚栽培在夜間和陰天適當(dāng)降溫,溫水和面發(fā)得快))②氧氣a．影響(如圖)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對(duì)無(wú)氧呼吸過(guò)程有抑制作用。Ⅰ.O2濃度＝0時(shí)，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。Ⅱ.0<O2濃度<10%時(shí)，同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。Ⅲ.O2濃度≥10%時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。Ⅳ.O2濃度＝5%時(shí)，有機(jī)物消耗最少。b．應(yīng)用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(中耕松土促進(jìn)植物根部有氧呼吸,無(wú)氧發(fā)酵過(guò)程需要嚴(yán)格控制無(wú)氧環(huán)境,低氧儲(chǔ)存糧食、水果和蔬菜))③水分a．影響eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水作為有氧呼吸的反應(yīng)物可直接參與反應(yīng),水作為生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)影響反應(yīng)的進(jìn)行,在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢))b．應(yīng)用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糧食在入倉(cāng)前要進(jìn)行晾曬處理,干種子萌發(fā)前要進(jìn)行浸泡處理))④CO2a．影響：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過(guò)多會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。如圖：b．應(yīng)用：適當(dāng)增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。3．《齊民要術(shù)》中記載了利用蔭坑儲(chǔ)存葡萄的方法(如圖所示)。目前我國(guó)果蔬主產(chǎn)區(qū)普遍使用大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(kù)(充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣)，延長(zhǎng)了果蔬保鮮時(shí)間，增加了農(nóng)民收益。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．蔭坑和氣調(diào)冷藏庫(kù)的低溫和低氧條件減緩了果蔬中營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的分解B．蔭坑中儲(chǔ)存的果蔬，其線粒體內(nèi)膜上的[H]與O2反應(yīng)產(chǎn)生H2O，并釋放能量C．氣調(diào)冷藏庫(kù)中的低溫條件可以降低細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中酶的活性，降低呼吸速率D．儲(chǔ)存水果時(shí)，蔭坑和氣調(diào)冷藏庫(kù)中的CO2濃度增大，CO2全部來(lái)源于水果的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)答案D解析儲(chǔ)存水果時(shí)，蔭坑和氣調(diào)冷藏庫(kù)中的CO2濃度增大，CO2來(lái)源于水果的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(無(wú)氧呼吸)和線粒體基質(zhì)(有氧呼吸)，D錯(cuò)誤。4．如圖表示大氣溫度及氧濃度對(duì)植物組織內(nèi)產(chǎn)生CO2的影響，下列相關(guān)敘述不正確的是()A．從圖甲可知細(xì)胞呼吸最旺盛的溫度為B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度B．圖甲曲線變化的主要原因是溫度影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶的活性C．圖乙中DE段有氧呼吸逐漸減弱，EF段有氧呼吸逐漸增強(qiáng)D．和D、F點(diǎn)相比，圖乙中E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧濃度更有利于儲(chǔ)藏水果和蔬菜答案C解析圖乙中DE段無(wú)氧呼吸逐漸減弱，有氧呼吸逐漸加強(qiáng)，C錯(cuò)誤。題組一無(wú)氧呼吸1．買(mǎi)罐頭食品時(shí)，發(fā)現(xiàn)罐頭蓋上印有“如發(fā)現(xiàn)蓋子鼓起，請(qǐng)勿選購(gòu)”的字樣。引起蓋子鼓起最可能的原因是()A．需氧型細(xì)菌細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生CO2和H2OB．微生物細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生CO2和C2H5OHC．乳酸菌細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生CO2和乳酸D．酵母菌細(xì)胞呼吸，產(chǎn)生CO2和H2O答案B解析“罐頭食品”意味著密閉體系、無(wú)氧環(huán)境，即進(jìn)行無(wú)氧呼吸，“蓋子鼓起”必然是因?yàn)樯蓺怏w導(dǎo)致罐頭內(nèi)壓強(qiáng)增加所致，綜合以上兩點(diǎn)可知，引起蓋子鼓起的原因應(yīng)該是某種生物進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生氣體即CO2所致。2．(2023·河北邯鄲高一期末)在植物細(xì)胞中，葡萄糖的分解過(guò)程如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是()A．該過(guò)程發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．O2不足條件下不能進(jìn)行該過(guò)程C．圖中產(chǎn)生的[H]用于有氧呼吸第二階段反應(yīng)D．圖中的ATP合成量小于ATP的分解量答案A解析圖示過(guò)程為細(xì)胞呼吸的第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，該過(guò)程的發(fā)生與O2無(wú)關(guān)，A正確、B錯(cuò)誤；有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]用于第三階段生成水，C錯(cuò)誤；細(xì)胞呼吸第一階段可以產(chǎn)生少量ATP，因此ATP合成量大于分解量，D錯(cuò)誤。3．如圖為酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵的過(guò)程示意圖，下列相關(guān)敘述正確的是()A．植物細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精稱(chēng)為酒精發(fā)酵B．圖中NADH為還原型輔酶Ⅰ，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗C．①過(guò)程中產(chǎn)生的能量大部分儲(chǔ)存在ATP中D．細(xì)胞的無(wú)氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中進(jìn)行答案B解析發(fā)酵是微生物無(wú)氧呼吸的過(guò)程，而植物細(xì)胞無(wú)氧呼吸不能稱(chēng)為發(fā)酵，A錯(cuò)誤；圖中NADH為還原型輔酶Ⅰ，酒精發(fā)酵和乳酸發(fā)酵的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，該過(guò)程中的NADH的消耗發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，B正確；①過(guò)程為無(wú)氧呼吸第一階段，該過(guò)程中產(chǎn)生的能量只是少部分儲(chǔ)存在ATP中，C錯(cuò)誤；細(xì)胞的無(wú)氧呼吸是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的，D錯(cuò)誤。4．(2023·安徽淮北一中高一期末)如圖表示人體內(nèi)細(xì)胞呼吸的過(guò)程，下列敘述正確的是()A．②過(guò)程需要O2參與，不需要水參與，有水生成B．只有①②過(guò)程有ATP生成，③過(guò)程無(wú)ATP生成C．若不發(fā)生②過(guò)程，①過(guò)程產(chǎn)生的[H]將會(huì)在細(xì)胞中有所積累D．人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)胞主要通過(guò)分解乳酸獲得能量答案B解析②過(guò)程表示有氧呼吸的第二、三階段，需要O2參與，也需要水參與，有水生成，A錯(cuò)誤；③過(guò)程表示無(wú)氧呼吸第二階段產(chǎn)生乳酸，該過(guò)程無(wú)ATP生成，B正確；若不發(fā)生②過(guò)程，會(huì)發(fā)生③過(guò)程，①過(guò)程產(chǎn)生的[H]會(huì)與丙酮酸在不同酶的催化作用下轉(zhuǎn)化為乳酸，[H]不會(huì)在細(xì)胞中積累，C錯(cuò)誤；人體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)胞主要通過(guò)有氧呼吸獲得能量，無(wú)氧呼吸提供少部分能量，D錯(cuò)誤。題組二細(xì)胞呼吸類(lèi)型的判斷5．有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的相同點(diǎn)是()①都在線粒體中進(jìn)行②都需要酶③都需要氧④都產(chǎn)生ATP⑤都經(jīng)過(guò)生成丙酮酸的反應(yīng)A．②③⑤ B．②④⑤C．②③④ D．①②⑤答案B解析有氧呼吸第一階段和無(wú)氧呼吸都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成，①錯(cuò)誤；有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都需要酶的催化，②正確；無(wú)氧呼吸不需要消耗氧氣，③錯(cuò)誤；有氧呼吸能生成大量ATP，無(wú)氧呼吸能生成少量ATP，④正確；有氧呼吸第一階段和無(wú)氧呼吸第一階段完全相同，都生成丙酮酸，⑤正確。6．(2023·廣東清遠(yuǎn)高一期末)如圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時(shí)CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是()A．氧濃度為a時(shí)，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，最適于儲(chǔ)藏該植物器官B．氧濃度為b時(shí)，若CO2全來(lái)自葡萄糖，則無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍C．氧濃度為c時(shí)產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)D．氧濃度為d時(shí)，有氧呼吸強(qiáng)度與無(wú)氧呼吸強(qiáng)度相等答案C解析氧濃度為a時(shí)，植物只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，會(huì)產(chǎn)生CO2和酒精，且此時(shí)CO2釋放量最大，因此在a濃度下不適于貯藏該植物器官，A錯(cuò)誤；氧濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量為(8－3)÷2＝2.5，而有氧呼吸消耗葡萄糖的量為3÷6＝0.5，可見(jiàn)該濃度下，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，B錯(cuò)誤；氧濃度為c時(shí)，CO2的產(chǎn)生量大于O2的吸收量，因此此時(shí)細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無(wú)氧呼吸，且有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物中均有CO2，因此，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，C正確；氧濃度為d時(shí)，CO2的釋放量等于O2的吸收量，植物只進(jìn)行有氧呼吸，D錯(cuò)誤。題組三細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用7．下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是()A．水稻的生產(chǎn)中應(yīng)適時(shí)的露田和曬田，以增強(qiáng)根系的細(xì)胞呼吸B．快速登山時(shí)，人體的能量供應(yīng)主要來(lái)自無(wú)氧呼吸C．人體細(xì)胞在進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)只產(chǎn)生CO2，不消耗O2D．荔枝在一定濕度、零下低溫和無(wú)氧環(huán)境中，可延長(zhǎng)保鮮時(shí)間答案A解析水稻生產(chǎn)中適時(shí)露田和曬田，可改善土壤通氣條件，增強(qiáng)根系的細(xì)胞呼吸，A正確；快速登山時(shí)，人體的能量供應(yīng)主要來(lái)自有氧呼吸，B錯(cuò)誤；人體細(xì)胞在進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)產(chǎn)生的是乳酸，不產(chǎn)生CO2，C錯(cuò)誤；適宜的濕度能保證水果水分的充分儲(chǔ)存，從而保證水果肉質(zhì)鮮美；低溫能降低細(xì)胞中酶的活性，使細(xì)胞代謝活動(dòng)降低，有機(jī)物的消耗減少；低氧條件下，有氧呼吸較弱，又能抑制無(wú)氧呼吸，細(xì)胞代謝緩慢，有機(jī)物消耗少，所以一定濕度、零上低溫、低氧環(huán)境有利于荔枝的保鮮，D錯(cuò)誤。8．(2023·山東菏澤高一期中)人的肌肉組織分為快肌纖維和慢肌纖維兩種，快肌纖維幾乎不含有線粒體，與短跑等劇烈運(yùn)動(dòng)有關(guān)；慢肌纖維與慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)有關(guān)。下列敘述不正確的是()A．消耗等量的葡萄糖，快肌纖維比慢肌纖維產(chǎn)生的ATP少B．兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、[H]和ATPC．短跑時(shí)，快肌纖維產(chǎn)生大量乳酸和CO2，并引起肌肉酸脹感D．慢跑時(shí)，慢肌纖維產(chǎn)生的ATP，主要來(lái)自線粒體的內(nèi)膜答案C解析短跑時(shí)，快肌纖維進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生大量乳酸，因而使肌肉產(chǎn)生酸脹感，快肌纖維無(wú)氧呼吸過(guò)程中不產(chǎn)生CO2，C錯(cuò)誤。9．(2023·江蘇泰州高一期末)如圖為酵母菌和人體細(xì)胞呼吸流程圖，下列敘述正確的是()A．條件X下酵母菌細(xì)胞呼吸時(shí)，葡萄糖中能量的去向有3處B．條件Y下，葡萄糖在線粒體中被分解并產(chǎn)生CO2和水C．O2不足時(shí)，人體肌細(xì)胞產(chǎn)生的CO2量大于O2的消耗量D．人體細(xì)胞和酵母菌都能在X或Y條件下呼吸，皆屬于兼性厭氧型生物答案A解析條件X下酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，有機(jī)物不能徹底氧化分解，所以葡萄糖中能量的去向有3處，即儲(chǔ)存在酒精中、以熱能形式散失、儲(chǔ)存在ATP中，A正確；條件Y下，細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，葡萄糖先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸，然后丙酮酸在線粒體中被分解并產(chǎn)生CO2和水，B錯(cuò)誤；由于人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸只能產(chǎn)生乳酸，所以O(shè)2不足時(shí)，人體肌細(xì)胞產(chǎn)生的CO2量仍等于O2的消耗量，C錯(cuò)誤；人體細(xì)胞和酵母菌都能在X或Y條件下呼吸，但人屬于需氧型生物，酵母菌屬于兼性厭氧型生物，D錯(cuò)誤。10．(2023·福建廈門(mén)高一期末)長(zhǎng)期浸水會(huì)導(dǎo)致樹(shù)根變黑腐爛，樹(shù)根從開(kāi)始浸水到變黑腐爛的過(guò)程中，細(xì)胞呼吸速率的變化曲線如圖所示。下列敘述正確的是()A．Ⅰ階段根細(xì)胞的有氧呼吸速率下降B．Ⅱ階段根細(xì)胞的有氧呼吸速率上升C．Ⅲ階段曲線下降的主要原因與Ⅰ階段相同D．細(xì)胞在a點(diǎn)的有氧呼吸強(qiáng)度小于b點(diǎn)答案A解析Ⅰ階段，因?yàn)殚L(zhǎng)期浸水土壤中氧氣濃度降低，細(xì)胞有氧呼吸的速率下降，A正確；Ⅱ階段，氧氣濃度進(jìn)一步降低，對(duì)無(wú)氧呼吸的抑制作用減弱，細(xì)胞的無(wú)氧呼吸速率上升，B錯(cuò)誤；Ⅰ階段呼吸速率下降是因?yàn)檠鯕鉂舛冉档停醒鹾粑俾式档秃蜔o(wú)氧呼吸因?yàn)檠鯕獯嬖谑芤种?，Ⅲ階段呼吸速率下降是因?yàn)闊o(wú)氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，二者下降的主要原因不同，C錯(cuò)誤；a點(diǎn)氧氣濃度高于b點(diǎn)，有氧呼吸強(qiáng)度比b點(diǎn)大，D錯(cuò)誤。11．金魚(yú)有相對(duì)較強(qiáng)的耐缺氧能力，這是因?yàn)榻痿~(yú)具有如圖所示的代謝途徑，其中②表示細(xì)胞呼吸第一階段。下列敘述正確的是()A．“物質(zhì)X”是丙酮酸，過(guò)程②需要O2的參與B．過(guò)程③和⑤的產(chǎn)物不同是因?yàn)槊阜N類(lèi)不同C．向金魚(yú)的培養(yǎng)液中加入酸性的重鉻酸鉀溶液后可能會(huì)呈現(xiàn)由藍(lán)變綠再變黃的現(xiàn)象D．經(jīng)無(wú)氧呼吸消耗等量的葡萄糖，金魚(yú)肌細(xì)胞產(chǎn)生的CO2少于其他細(xì)胞答案B解析②是細(xì)胞呼吸第一階段，不需要O2參與，A錯(cuò)誤；③是無(wú)氧呼吸第二階段，其產(chǎn)物是酒精和CO2，在酸性條件下，橙色的重鉻酸鉀溶液會(huì)與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色，C錯(cuò)誤；金魚(yú)肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和CO2，其他細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物只有乳酸，沒(méi)有CO2，經(jīng)無(wú)氧呼吸消耗等量的葡萄糖，金魚(yú)肌細(xì)胞產(chǎn)生的CO2多于其他細(xì)胞，D錯(cuò)誤。12．如圖表示某植物非綠色器官在不同O2濃度下O2吸收量和CO2釋放量的變化，根據(jù)所提供的信息，以下判斷正確的是()A．N點(diǎn)時(shí)，該器官O2吸收量和CO2釋放量相等，說(shuō)明此時(shí)其只進(jìn)行有氧呼吸B．M點(diǎn)是儲(chǔ)藏該器官的最適O2濃度，此時(shí)無(wú)氧呼吸的強(qiáng)度最低C．該器官細(xì)胞呼吸過(guò)程中有非糖物質(zhì)氧化分解D．L點(diǎn)時(shí)，該器官產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是細(xì)胞中的線粒體基質(zhì)答案C解析N點(diǎn)后O2吸收量大于CO2釋放量，說(shuō)明消耗的有機(jī)物不只是糖類(lèi)，因此N點(diǎn)時(shí)，O2吸收量和CO2釋放量雖然相等，但此時(shí)不一定只進(jìn)行有氧呼吸，A錯(cuò)誤；由圖可知，M點(diǎn)時(shí)細(xì)胞中CO2釋放量最低，適合儲(chǔ)藏該器官，但此時(shí)無(wú)氧呼吸強(qiáng)度不是最低的，B錯(cuò)誤；細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是氧化分解有機(jī)物，釋放能量，N點(diǎn)后，O2吸收量大于CO2釋放量，說(shuō)明該器官細(xì)胞呼吸過(guò)程中不只是氧化分解糖類(lèi)物質(zhì)，C正確；L點(diǎn)時(shí)，O2濃度為0，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D錯(cuò)誤。13．(2023·黑龍江哈爾濱高一期末)將采摘后的白菜樣品分別置于1℃、16℃和22℃條件下，分別計(jì)算其呼吸商(單位時(shí)間內(nèi)CO2釋放量和O2吸收量的比值)，結(jié)果如圖。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．貯藏白菜時(shí)適當(dāng)降低環(huán)境溫度，能抑制其細(xì)胞呼吸B．呼吸商大于1時(shí)，白菜既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸C．第30小時(shí)、1℃和16℃條件下白菜呼吸商均為1，故呼吸速率也相等D．第60小時(shí)、22℃條件下，白菜有氧呼吸比無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖少答案C解析適當(dāng)降低環(huán)境溫度，降低酶的活性，能抑制白菜的細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物消耗，A正確；白菜有氧呼吸消耗的O2等于產(chǎn)生的CO2，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2，所以?xún)煞N呼吸方式同時(shí)進(jìn)行時(shí)，CO2釋放量大于O2吸收量，呼吸商大于1，B正確；30小時(shí)、1℃和16℃條件下白菜呼吸商均為1，說(shuō)明白菜的呼吸方式為有氧呼吸，不管有氧呼吸速率大小，釋放的CO2量和吸收的O2量的比值都等于1，C錯(cuò)誤；第60小時(shí)、22℃條件下，白菜呼吸商約為2.7，假設(shè)O2吸收量為a，有氧呼吸消耗的葡萄糖為a/6，有氧呼吸釋放的CO2為a，無(wú)氧呼吸釋放的CO2為1.7a，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖為0.85a，白菜有氧呼吸比無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖少，D正確。14．某生物學(xué)興趣小組對(duì)萌發(fā)的種子的細(xì)胞呼吸方式進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后觀察著色液滴的變化。回答下列問(wèn)題：(1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaOH溶液的作用為_(kāi)_________________。在裝置中分別放置100粒萌發(fā)的小麥種子，若裝置1中的著色液滴向________(填“左”或“右”)移動(dòng)，裝置2中的著色液滴不移動(dòng)，則說(shuō)明此時(shí)萌發(fā)的小麥種子的細(xì)胞呼吸方式為_(kāi)_____________。(2)若裝置1中的著色液滴不移動(dòng)，裝置2中的著色液滴移動(dòng)，則此時(shí)萌發(fā)的小麥種子的細(xì)胞呼吸方式為_(kāi)_______________。裝置2開(kāi)始后一段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)速度逐漸加快，則說(shuō)明小麥種子______________________________。(3)若在裝置中分別放置100粒萌發(fā)的玉米種子，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，裝置1、2的著色液滴都不再移動(dòng)，且玉米種子仍然保持生物活性，則可推測(cè)此時(shí)的細(xì)胞呼吸產(chǎn)物是________。(4)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)如何設(shè)置對(duì)照組？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)吸收CO2左有氧呼吸(2)無(wú)氧呼吸無(wú)氧呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)(或無(wú)氧呼吸速率加快)(3)乳酸(4)其他條件不變，將種子滅活解析(1)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的NaOH溶液的作用為吸收CO2；在裝置中分別放置100粒萌發(fā)的小麥種子，若此時(shí)萌發(fā)的小麥種子的細(xì)胞呼吸方式為有氧呼吸，消耗O2，則裝置1中的著色液滴向左移動(dòng)，裝置2著色液滴不移動(dòng)，說(shuō)明細(xì)胞呼吸釋放CO2的體積等于消耗O2的體積。(2)如果裝置1中的著色液滴不移動(dòng)，說(shuō)明小麥種子不消耗O2，不進(jìn)行有氧呼吸；裝置2中著色液滴移動(dòng)，說(shuō)明小麥種子進(jìn)行無(wú)氧呼吸釋放CO2。裝置2中的著色液滴開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)移動(dòng)速度逐漸加快，則說(shuō)明小麥種子無(wú)氧呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)。(3)若在裝置中分別放置100粒萌發(fā)的玉米種子，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，裝置1、2的著色液滴都不再移動(dòng)，且玉米種子仍保持生物活性，說(shuō)明細(xì)胞呼吸既不消耗O2，也不釋放CO2，因此可推測(cè)此時(shí)的細(xì)胞呼吸產(chǎn)物是乳酸。15．在自然界中，洪水、灌溉不均勻等因素易使植株根系供氧不足，造成“低氧脅迫”。不同植物品種對(duì)“低氧脅迫”的耐受能力不同。研究人員采用無(wú)土栽培的方法，研究了“低氧脅迫”對(duì)兩個(gè)黃瓜品種(A、B)根系細(xì)胞呼吸的影響，測(cè)得第6天時(shí)根系細(xì)胞中丙酮酸和酒精的含量，結(jié)果如表所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)處理正常通氣，品種A正常通氣，品種B低氧，品種A低氧，品種B丙酮酸/(μmol·g—1)0.180.190.210.34酒精/(μmol·g—1)2.452.496.004.00(1)黃瓜根系細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭膱?chǎng)所是______________，此過(guò)程________(填“能”或“不能”)生成ATP。(2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，品種A耐低氧能力比品種B________(填“強(qiáng)”或“弱”)。(3)松土是許多農(nóng)作物栽培中經(jīng)常采取的一項(xiàng)措施。請(qǐng)寫(xiě)出農(nóng)田松土對(duì)農(nóng)作物或環(huán)境可能的影響。_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(至少寫(xiě)出三點(diǎn))答案(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不能(2)通氣量(或通入氧氣量)和黃瓜品種強(qiáng)(3)促進(jìn)根細(xì)胞有氧呼吸，有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)；除去雜草，有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)；避免根進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精對(duì)根部造成傷害；松土有利于土壤需氧微生物分解作用產(chǎn)生更多CO2，增加局部CO2濃度；松土不當(dāng)，破壞植物根系，對(duì)農(nóng)作物造成傷害；松土導(dǎo)致水土流失解析(1)黃瓜細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭倪^(guò)程屬于無(wú)氧呼吸第二階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，該過(guò)程不能產(chǎn)生ATP。(2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是通氣量(或通入氧氣量)和黃瓜品種；與品種B相比，品種A的丙酮酸增加較少，而酒精增加較多，說(shuō)明品種A耐低氧能力比品種B強(qiáng)。第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.嘗試提取綠葉中的色素，簡(jiǎn)述綠葉中色素的種類(lèi)及功能。2.說(shuō)明葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。一、捕獲光能的色素1．提取綠葉中的色素(1)原理：綠葉中的色素能溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中。(2)實(shí)驗(yàn)用品及作用(3)實(shí)驗(yàn)步驟2．分離綠葉中的色素(1)原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢。(2)實(shí)驗(yàn)步驟(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析3．色素的吸收光譜(1)光譜：陽(yáng)光是由不同波長(zhǎng)的光組合成的復(fù)合光，在穿過(guò)三棱鏡時(shí)，不同波長(zhǎng)的光會(huì)分散開(kāi)，形成不同顏色的光帶，稱(chēng)為光譜。(2)色素的吸收光譜判斷正誤(1)提取色素時(shí)加碳酸鈣的目的是使研磨更充分()(2)綠葉中含量越多的色素，其在濾紙條上擴(kuò)散得越快()(3)葉綠素a和葉綠素b只吸收紅光和藍(lán)紫光()(4)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片中的葉綠體吸收了綠光()(5)在干燥濾紙條一端1厘米處用鋼筆畫(huà)一條細(xì)的橫線()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×解析(1)提取色素時(shí)加二氧化硅的目的是使研磨更充分，加碳酸鈣的目的是防止研磨中色素被破壞。(2)綠葉中含量越多的色素，其在濾紙條上越寬，溶解度越大的色素在濾紙條上擴(kuò)散越快。(3)葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)其他波段的光也吸收，只是吸收得少。(4)植物葉片之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槿~片反射了綠光。(5)在干燥濾紙條一端1厘米處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線。任務(wù)一：分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果(一)色素的提取閱讀教材P98的“探究·實(shí)踐”，回答相關(guān)問(wèn)題：1．已知色素存在于葉片的葉綠體中，提取色素時(shí)要破碎細(xì)胞及葉綠體，使色素充分釋放。在酸性條件下，葉綠素分子卟啉環(huán)中的鎂離子可以被氫離子取代，導(dǎo)致葉綠素被破壞。試分析色素提取時(shí)加入碳酸鈣的作用是什么？提示色素提取時(shí)，研磨葉片會(huì)導(dǎo)致液泡中的有機(jī)酸釋放出來(lái)，破壞葉綠素，碳酸鈣可以中和酸性物質(zhì)，保護(hù)葉綠素。2．研磨時(shí)應(yīng)注意什么？原因是什么？提示研磨時(shí)要迅速、充分。這樣可以保證色素釋放得更加充分且揮發(fā)量少。3．過(guò)濾時(shí)漏斗基部的尼龍布能否用濾紙?zhí)娲吭蚴鞘裁?？提示不能。因?yàn)闉V紙的吸附性強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致濾液中色素的濃度過(guò)低。4．某實(shí)驗(yàn)小組得到的色素提取液顏色過(guò)淺，請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)步驟分析可能的原因有哪些？提示(1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出來(lái)。(2)稱(chēng)取綠葉過(guò)少或加入的無(wú)水乙醇過(guò)多，色素溶液濃度小。(3)未加入碳酸鈣或加入過(guò)少，部分色素分子被破壞。(二)色素的分離1．制備濾紙條時(shí)為什么要減去兩角？提示減少邊緣效應(yīng)，使濾液同時(shí)到達(dá)濾液細(xì)線，防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散過(guò)快。2．濾液細(xì)線的畫(huà)線原則是什么？待濾液干后，再重畫(huà)一到兩次的目的是什么？提示畫(huà)濾液細(xì)線的原則是細(xì)、直、齊。待濾液干后，再重畫(huà)一到兩次可以增加濾液細(xì)線中色素的含量。3．為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？提示防止色素溶解在層析液中。4．濾紙條上色素帶的分布情況說(shuō)明了什么？提示濾紙條上的色素帶分布說(shuō)明了綠葉中的色素有4種，它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快慢也不同。同時(shí)由于4種色素的顏色不同，也說(shuō)明不同色素吸收了不同波長(zhǎng)的光。(三)結(jié)合色素的吸收光譜分析實(shí)際問(wèn)題1．冬季時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，應(yīng)該選紅色、藍(lán)色還是無(wú)色的大棚塑料薄膜？為什么？提示無(wú)色。因?yàn)樘?yáng)光由七色光組成，所以用無(wú)色薄膜，植物可以獲得更多的光能。2．陰天時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，在功率相同的情況下，應(yīng)選擇什么顏色(“藍(lán)紫光和紅光”或“白光”)的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？為什么？提示選擇藍(lán)紫光和紅光。因?yàn)樵谡彰鳠艄β氏嗤那闆r下，選用藍(lán)紫光和紅光的照明燈補(bǔ)充光源，植物利用光能的效率更高。知識(shí)鏈接葉子為什么會(huì)變色新生的樹(shù)葉通常為綠色，這是由于新生葉子中主要含葉綠素與類(lèi)胡蘿卜素，其中葉綠素含量多(約占3/4)，葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來(lái)的緣故。在春季與夏季，植物為了生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生大量的葉綠素進(jìn)行光合作用，所以此時(shí)葉子多呈綠色。樹(shù)葉變黃是由于樹(shù)葉中的各種色素在秋季來(lái)臨之時(shí)會(huì)發(fā)生分解。樹(shù)葉中的營(yíng)養(yǎng)會(huì)被重新分配給樹(shù)干與樹(shù)根，以備過(guò)冬。而葉綠素的分解速度比葉黃素等快很多，葉綠素迅速分解完，葉黃素的顏色顯露出來(lái)。因此秋季樹(shù)葉多呈黃色。而樹(shù)葉變紅則是因?yàn)楫?dāng)溫度低于7℃時(shí)，樹(shù)葉中會(huì)生成花青素。花青素是植物花瓣中主要的顯色物質(zhì)，如玫瑰、牡丹等。在樹(shù)葉落地后，樹(shù)葉中的各種色素會(huì)逐漸降解，這時(shí)殘留于葉中“單寧”的顏色——褐色便呈現(xiàn)出來(lái)，因此落葉最后呈褐色。1．某同學(xué)在進(jìn)行“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行了以下操作：①將5g新鮮菠菜葉片剪碎放入研缽中，加入無(wú)水乙醇后直接進(jìn)行研磨；②將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鋼筆畫(huà)一條橫線；③為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，將濾液細(xì)線畫(huà)粗些；④將濾紙條畫(huà)有濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入層析液中，讓濾液細(xì)線浸入層析液中。該同學(xué)的操作有誤的是()A．① B．①②C．①②③ D．①②③④答案D解析將5g新鮮完整的菠菜葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中，加入無(wú)水乙醇、二氧化硅和碳酸鈣以后，迅速研磨，①錯(cuò)誤；將預(yù)備好的濾紙條一端剪去兩角，在距這一端1cm處用鉛筆畫(huà)一條橫線，不能用鋼筆畫(huà)線，②錯(cuò)誤；用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫(huà)出一條細(xì)線，為增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，待濾液干后，可將濾液細(xì)線重復(fù)畫(huà)一到兩次，但是不能畫(huà)得太粗，③錯(cuò)誤；將濾紙條畫(huà)有濾液細(xì)線的一端朝下，輕輕插入層析液中，但是濾液細(xì)線不能浸入層析液中，④錯(cuò)誤。因此，以上操作都是錯(cuò)誤的，故選D。2．某實(shí)驗(yàn)小組利用新鮮的綠葉為材料，進(jìn)行綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)分離綠葉中的色素常用紙層析法，該方法的原理是_________________________________________________________________________________________________________________。A、B是濾紙條上的標(biāo)記，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知層析液最先所處的位置是________(填“A”或“B”)處。(2)在色素的提取與分離過(guò)程中，偶然發(fā)現(xiàn)某植株缺失第Ⅲ條色素帶。缺失第Ⅲ條色素帶的植株不能合成________，導(dǎo)致對(duì)________光的吸收能力明顯減弱。答案(1)光合色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢A(2)葉黃素藍(lán)紫解析(2)圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素。葉黃素主要吸收藍(lán)紫光，缺失第Ⅲ條色素帶的植株不能合成葉黃素，導(dǎo)致對(duì)藍(lán)紫光的吸收能力明顯減弱。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用1．葉綠體的形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形。2．葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖(1)結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(外表：①雙層膜,內(nèi)部\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(②基質(zhì),③基粒：由類(lèi)囊體堆疊而成))))↓決定(2)功能：進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。↑證明(3)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)：需氧細(xì)菌只分布在葉綠體被光束照射的部位。3．葉綠體捕獲光能、進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(1)在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子。(2)在類(lèi)囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。任務(wù)二：分析葉綠體的功能1．實(shí)驗(yàn)選擇水綿和需氧細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是：水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察；用需氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。2．為何要除去小室中原有的空氣？提示選用沒(méi)有空氣的環(huán)境，可排除空氣中氧氣的干擾。3．在黑暗中用極細(xì)光束照射水綿有何巧妙之處？提示用極細(xì)光束照射，使葉綠體形成有光和無(wú)光部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。4．為何把載有水綿的臨時(shí)裝片又暴露于光下？提示和黑暗條件下用極細(xì)光束照射進(jìn)行對(duì)照，進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照射到葉綠體引起的。5．由此實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？提示葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧。6．在恩格爾曼的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？提示這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光的照射下，葉綠體會(huì)釋放較多氧氣，適于需氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。7．綜合上述分析，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？提示葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(zhǎng)的光。3.如圖為葉綠體的結(jié)構(gòu)示意圖，下列敘述不正確的是()A．①具有選擇透過(guò)性B．吸收光能的色素分布在②上C．與光合作用有關(guān)的酶只分布在③中D．葉綠體具有雙層膜答案C4.德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究光合作用的吸收光譜。他將三棱鏡產(chǎn)生的散射光投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入需氧細(xì)菌，觀察細(xì)菌的聚集情況(如圖所示)。他由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū)最強(qiáng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路是()A．細(xì)菌對(duì)不同的光反應(yīng)不一，細(xì)菌聚集多的地方，細(xì)菌光合作用強(qiáng)B．需氧細(xì)菌聚集多的地方，O2濃度高，水綿光合作用強(qiáng)C．需氧細(xì)菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機(jī)物多，水綿光合作用強(qiáng)D．需氧細(xì)菌大量消耗O2，使水綿的光合速率大幅度加快答案B解析細(xì)菌不能進(jìn)行光合作用，該實(shí)驗(yàn)中能進(jìn)行光合作用的是水綿，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是需氧細(xì)菌需要O2，水綿光合作用強(qiáng)的部位，產(chǎn)生的O2多，在O2含量多的地方需氧細(xì)菌的數(shù)量多，B正確、C錯(cuò)誤；水綿光合速率的快慢與需氧細(xì)菌大量消耗O2無(wú)明顯關(guān)系，D錯(cuò)誤。題組一捕獲光能的色素1．(2023·河北滄州高一期末)用新鮮菠菜葉片進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。下列敘述正確的是()A．提取綠葉中色素的原理是四種色素的溶解度不同B．可以用無(wú)水乙醇作為層析液進(jìn)行四種色素的分離C.SiO2有利于破壞葉肉細(xì)胞D．層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則色素帶會(huì)揮發(fā)消失答案C解析提取綠葉中色素的原理是色素易溶于有機(jī)溶劑，分離色素的原理是色素在層析液中的溶解度不同，A錯(cuò)誤；可以用無(wú)水乙醇作為提取液提取色素，無(wú)水乙醇不能作為層析液使用，B錯(cuò)誤；層析完畢后應(yīng)迅速記錄結(jié)果，否則葉綠素條帶會(huì)因色素分解而消失，但不會(huì)因揮發(fā)而消失，D錯(cuò)誤。2．下列分離綠葉中色素的裝置，正確的是()答案A解析在放置濾紙條時(shí)，一定注意的是濾液細(xì)線不能沒(méi)入層析液中；層析液易揮發(fā)一定要加蓋。3．在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中，以下主要步驟操作正確的是()A．步驟①為獲得10mL提取液，一次性加入10mLa液研磨效果最好B．步驟②采用定性濾紙過(guò)濾，可提高濾液中光合色素的含量C．步驟③在濾紙條上連續(xù)畫(huà)2～3次濾液細(xì)線，分離色素效果更好D．步驟④將試管固定于鐵架臺(tái)上，可防止b液晃動(dòng)而觸及濾液細(xì)線答案D解析由于研磨時(shí)乙醇會(huì)揮發(fā)，故為獲得10mL提取液，研磨時(shí)應(yīng)加入多于10mL的乙醇，A錯(cuò)誤；步驟②采用單層尼龍布過(guò)濾，可提高濾液中光合色素的含量，B錯(cuò)誤；畫(huà)濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫(huà)出一條細(xì)線，待濾液干后，再重畫(huà)一到兩次，不是連續(xù)畫(huà)線，C錯(cuò)誤。4．(2023·江蘇鹽城高一期末)如圖是紙層析法分離綠葉中的色素得到的色素帶，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)帶呈橙黃色，其在層析液中的溶解度最高B．c帶最寬，其中色素主要吸收紅光和藍(lán)綠光C．越幼嫩的葉子，c和d帶的寬度越大D．在提取色素時(shí)加碳酸鈣的目的是保護(hù)a、b帶中的色素答案A解析c帶為葉綠素a，含量最多，所以寬度最寬，其中色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，B錯(cuò)誤；色素帶的寬度越大，色素越多，太幼嫩的葉子，葉綠素的含量較低，c和d帶的寬度不大，C錯(cuò)誤；在提取色素時(shí)加碳酸鈣的目的是防止研磨中色素被破壞，其中主要是為了保護(hù)葉綠素a和葉綠素b，即圖中的c和d，D錯(cuò)誤。5．如圖表示葉綠體中色素吸收光能的情況。據(jù)圖判斷，以下說(shuō)法不正確的是()A．由圖可知，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收400～500nm波長(zhǎng)的光B．用450nm波長(zhǎng)的光比600nm波長(zhǎng)的光更有利于提高光合作用強(qiáng)度C．由550nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670nm波長(zhǎng)的光后，葉綠體吸收利用的光能減少D．土壤中缺乏鎂時(shí)，植物對(duì)420～470nm波長(zhǎng)的光的利用量顯著減少答案C解析由題圖可知，由550nm波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)為670nm波長(zhǎng)的光后，葉綠體吸收利用的光能增多，C錯(cuò)誤。6.利用無(wú)水乙醇提取出葉綠體中的色素，設(shè)法分離得到各種色素后，并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點(diǎn)樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如圖所示)，當(dāng)濾紙下方浸入層析液后，濾紙條上各色素正確位置應(yīng)為()答案B解析在層析液中四種色素的溶解度從大到小的順序依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。色素溶解度越大，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的速度越快，反之則慢，因此將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素依次點(diǎn)樣在濾紙的1、2、3、4，從低到高依次是1、2、3、4。混合液中含4種色素，擴(kuò)散后在濾紙條上形成4條色素帶。故選B。題組二葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用7．如圖為葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，下列關(guān)于其結(jié)構(gòu)與功能的敘述，正確的是()A．葉綠體分布在植物體的所有細(xì)胞中B．葉綠素在高等植物體內(nèi)主要有兩種，葉綠素a呈藍(lán)綠色，葉綠素b呈黃綠色C．同線粒體一樣，葉綠體的內(nèi)膜極大地?cái)U(kuò)展了受光面積D．吸收光能的色素都分布在①外膜上答案B解析植物細(xì)胞不都含有葉綠體，如根尖細(xì)胞不含葉綠體，A錯(cuò)誤；同線粒體不一樣，葉綠體的內(nèi)膜沒(méi)有擴(kuò)大受光面積，而是葉綠體通過(guò)類(lèi)囊體堆疊形成基粒，極大地?cái)U(kuò)展了受光面積，C錯(cuò)誤；吸收光能的色素都分布在③(類(lèi)囊體薄膜)上，D錯(cuò)誤。8．恩格爾曼用極細(xì)的光束照射載有水綿和需氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片①，將臨時(shí)裝片②暴露在光下，結(jié)果如圖所示。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是()A．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，臨時(shí)裝片都要先進(jìn)行通氣處理B．該對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以證明葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所C．臨時(shí)裝片中的需氧細(xì)菌的聚集位置說(shuō)明光合產(chǎn)物中有氧氣D．用透過(guò)三棱鏡的光束照射臨時(shí)裝片①，會(huì)得到與該圖示不同的結(jié)果答案A解析實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，臨時(shí)裝片都要先進(jìn)行隔絕空氣處理，A錯(cuò)誤。9．在“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中得到的色素帶顏色較淺，分析其原因可能是()①加入的提取液太多②用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇加入無(wú)水碳酸鈉代替無(wú)水乙醇③研磨時(shí)沒(méi)有加入碳酸鈣④研磨時(shí)沒(méi)有加入二氧化硅⑤取的葉片葉脈過(guò)多，葉肉細(xì)胞過(guò)少⑥畫(huà)濾液細(xì)線的次數(shù)少⑦使用放置數(shù)天的菠菜葉A．①③⑦ B．②④⑤C．①③④⑤⑥⑦ D．②③④⑤⑥答案C解析加入的提取液太多，色素的比例小，則色素帶顏色較淺，①正確；體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇加入無(wú)水碳酸鈉可以代替無(wú)水乙醇，不會(huì)導(dǎo)致色素帶顏色較淺，②錯(cuò)誤；研磨時(shí)沒(méi)有加入碳酸鈣，使部分色素被破壞，③正確；研磨時(shí)沒(méi)有加入二氧化硅，導(dǎo)致研磨不充分，色素沒(méi)有充分提取，④正確；取的葉片葉脈過(guò)多，葉肉細(xì)胞過(guò)少，綠葉中所含色素少，⑤正確；在畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)，應(yīng)等濾液干燥后再重畫(huà)一到兩次，畫(huà)濾液細(xì)線次數(shù)太少，會(huì)使濾紙上的色素量少，也會(huì)導(dǎo)致濾紙條上色素帶顏色較淺，⑥正確；使用放置數(shù)天的菠菜葉，使部分色素被破壞，葉片中所含色素少，⑦正確。10．在做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)對(duì)相關(guān)試劑的使用情況如表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他們所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果依次應(yīng)為()試劑甲乙丙丁無(wú)水乙醇－＋＋＋水＋－－－CaCO3＋＋－＋SiO2＋＋＋－A．①②③④ B．②④①③C．④②③① D．③②①④答案B解析甲同學(xué)由于沒(méi)有加入無(wú)水乙醇，所以提取液中不會(huì)出現(xiàn)色素，色素分離的結(jié)果是②；乙同學(xué)操作正確，色素分離后得到四條正常的色素帶，色素分離的結(jié)果是④；丙同學(xué)由于未加CaCO3，所以葉綠素含量減少，所得到的色素帶中兩條