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一道呼吸作用试题的变形

2014-10-31邹紫馨

新课程·中旬 2014年8期
关键词:吸收量氧分压方程式

呼吸作用这一章节的知识一直以来都是生物高考试题中的“重头戏”,在相应的试题中并不单独考查有氧呼吸或无氧呼吸的知识,而是将无氧呼吸及有氧呼吸放在一起考查。很多老师在教学的时候都喜欢去思考相关习题是否存在一题多解的现象,却很少思考这些相关习题是否存在某种方面的联系,即是否存在多题同解现象,而多题同解的原因又是什么。

【知识考查】本题主要考查学生有氧呼吸及无氧呼吸的相关知识。要求学生熟练掌握有氧呼吸化学反应方程式及无氧呼吸化学反应方程式,即有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+大量能量,无氧呼吸:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量。

【解析】首先第一步应仔细阅读题目,提取有效信息“植物种子”“底物是葡萄糖”,那么既然是种子就不需要思考光合作用的问题了,底物既然是葡萄糖就可以按照常规的有氧呼吸及无氧呼吸化学反应方程式进行计算。第二步应仔细看所提供的表格,试图从表格中提取有效信息来攻破此题。

从表格中可知,在a条件下,种子呼吸并不消耗O2,所以只能进行无氧呼吸,那么所释放的10CO2全部来自于无氧呼吸。种子进行无氧呼吸,其产物是C2H5OH和CO2,因此没有乳酸产生,A错。

在b条件下,种子呼吸消耗3O2,按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗3O2可产生3CO2,而种子却释放了8CO2,那么其中5CO2则来自无氧呼吸。按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗3CO2对应着消耗了C6H12O6,即有氧呼吸消耗了C6H12O6。按照无氧呼吸化学反应方程式可知,消耗5CO2对应着消耗了C6H12O6,即无氧呼吸消耗了C6H12O6。因此有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,B错。

在c条件下,种子呼吸消耗了4O2,按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗4O2可产生4O2,而种子却释放了6CO2,那么其中2CO2来自无氧呼吸。纵观a、b、c3条件下无氧呼吸所释放的CO2量,可知c条件下的无氧呼吸所释放的CO2量少,无氧呼吸程度确实弱,但是不是最弱还不敢确定,因为还不知道d条件下无氧呼吸所释放的CO2量。

在d条件下,种子呼吸消耗了7O2,按照有氧呼吸化学反应方程式,消耗7O2可产生7CO2,而种子只释放了7CO2,由此可知在d条件下,种子只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸。产生的CO2全部来自有氧呼吸第二阶段,场所为线粒体,D对。

此时再回过头来看C项,纵观a、b、c、d4个条件下,无氧呼吸释放的CO2量分别为10、5、2、0,O2的吸收量则分别为0、3、4、7,对应的有氧呼吸释放的CO2量分别为0、3、4、7。由此可知在c条件下,无氧呼吸不是最弱,最弱的应为d条件,C错;还能得到一个结论:随着种子吸收O2量的逐渐增加,有氧呼吸作用强度越来越强,无氧呼吸作用强度越来越弱,直至完全被抑制。

【答案】B

【解析】此题在1题的基础上,将表格变为柱状图。以表格中a、b、c、d条件下的O2吸收量(即氧浓度)为横坐标,CO2的释放量为纵坐标,画出柱状图。用“非绿色器官”替代“种子”,以排除光合作用对本题计算的影响。其余a、b、c、d条件下的具体数字均不变,那么分析方法也与1题一致,然后筛选答案。

【过渡三】将1题中a、b、c、d各条件下的CO2释放量除以O2吸收量,便可得到下图,即呼吸熵图像。

【变式三】4.呼吸熵①(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。下图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系,以下叙述正确的是

( )

[RQ][L][a b c][氧分压]

A.呼吸熵越大,细胞呼吸产生的CO2越多

B.b点有氧呼吸强度大于a

C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点

D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化

【答案】B

【解析】酵母菌是典型的兼性厌氧型真菌,既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸。有氧呼吸时,消耗1mol葡萄糖可产生6molCO2;无氧呼吸时,消耗1mol葡萄糖可产生2moLCO2。

A选项:呼吸熵越大表明在消耗少量的O2情况下产生的CO2越多,也说明无氧呼吸释放的CO2越多;从整体上看,应该是横坐标氧分压越大,消耗等量的葡萄糖,产生的CO2才最多,即c点细胞呼吸产生的CO2越多,A错。B选项:b点氧分压大于a点,有氧呼吸强度大于a点,B对。C选项:要延长水果的保存时间,其前提是要保证水果中的糖类和水分尽量少消耗。当氧分压调到c点时,只有有氧呼吸,细胞新陈代谢旺盛,也意味着消耗的葡萄糖和水分多,因此不要在c点保存水果,C错。正常情况下,保存水果时应需要适量的CO2存在,以抑制有氧呼吸,减少水果中糖分和水分的消耗。由于本题缺少CO2在每个氧分压释放的具体数值,因此不知道在哪个店最适宜保存水果。D选项:c点以后细胞呼吸强度不再随氧分压的增加而变化,但是若氧分压变小了,呼吸强度仍会有变化。

【过渡四】1题中“O2的吸收量”代表的角度是有氧呼吸,若将“O2的吸收量”变为“产生酒精的量”,其代表的角度是无氧呼吸。题目的呈现方式虽然发生了变化,但本质仍然与1题一致。

【答案】D

【解析】本题仍考查的是无氧呼吸与有氧呼吸之间的联系,此题以“产生酒精的量”的多少代表无氧呼吸释放的CO2的量的多少(即无氧呼吸强度)。根据无氧呼吸的化学反应方程式:

无氧呼吸C6H12O6→2C2H5OH+2CO2,可知“产生酒精的量”与无氧呼吸“CO2的释放量”相等,故表格中的“产生酒精的量”实际上就是“无氧呼吸CO2的释放量”。“产生的CO2量”减去“产生酒精的量”就是有氧呼吸释放的CO2量。因此a、b、c、d条件下有氧呼吸释放的CO2量分别为0、6、9、30。再按1题方法解答即可。

作者简介:邹紫馨(1985- ),女,本科,四川省广安市九龙中学教师,主要从事生物教学。

·编辑 郭晓云endprint

呼吸作用这一章节的知识一直以来都是生物高考试题中的“重头戏”,在相应的试题中并不单独考查有氧呼吸或无氧呼吸的知识,而是将无氧呼吸及有氧呼吸放在一起考查。很多老师在教学的时候都喜欢去思考相关习题是否存在一题多解的现象,却很少思考这些相关习题是否存在某种方面的联系,即是否存在多题同解现象,而多题同解的原因又是什么。

【知识考查】本题主要考查学生有氧呼吸及无氧呼吸的相关知识。要求学生熟练掌握有氧呼吸化学反应方程式及无氧呼吸化学反应方程式,即有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+大量能量,无氧呼吸:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量。

【解析】首先第一步应仔细阅读题目,提取有效信息“植物种子”“底物是葡萄糖”,那么既然是种子就不需要思考光合作用的问题了,底物既然是葡萄糖就可以按照常规的有氧呼吸及无氧呼吸化学反应方程式进行计算。第二步应仔细看所提供的表格,试图从表格中提取有效信息来攻破此题。

从表格中可知,在a条件下,种子呼吸并不消耗O2,所以只能进行无氧呼吸,那么所释放的10CO2全部来自于无氧呼吸。种子进行无氧呼吸,其产物是C2H5OH和CO2,因此没有乳酸产生,A错。

在b条件下,种子呼吸消耗3O2,按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗3O2可产生3CO2,而种子却释放了8CO2,那么其中5CO2则来自无氧呼吸。按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗3CO2对应着消耗了C6H12O6,即有氧呼吸消耗了C6H12O6。按照无氧呼吸化学反应方程式可知,消耗5CO2对应着消耗了C6H12O6,即无氧呼吸消耗了C6H12O6。因此有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,B错。

在c条件下,种子呼吸消耗了4O2,按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗4O2可产生4O2,而种子却释放了6CO2,那么其中2CO2来自无氧呼吸。纵观a、b、c3条件下无氧呼吸所释放的CO2量,可知c条件下的无氧呼吸所释放的CO2量少,无氧呼吸程度确实弱,但是不是最弱还不敢确定,因为还不知道d条件下无氧呼吸所释放的CO2量。

在d条件下,种子呼吸消耗了7O2,按照有氧呼吸化学反应方程式,消耗7O2可产生7CO2,而种子只释放了7CO2,由此可知在d条件下,种子只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸。产生的CO2全部来自有氧呼吸第二阶段,场所为线粒体,D对。

此时再回过头来看C项,纵观a、b、c、d4个条件下,无氧呼吸释放的CO2量分别为10、5、2、0,O2的吸收量则分别为0、3、4、7,对应的有氧呼吸释放的CO2量分别为0、3、4、7。由此可知在c条件下,无氧呼吸不是最弱,最弱的应为d条件,C错;还能得到一个结论:随着种子吸收O2量的逐渐增加,有氧呼吸作用强度越来越强,无氧呼吸作用强度越来越弱,直至完全被抑制。

【答案】B

【解析】此题在1题的基础上,将表格变为柱状图。以表格中a、b、c、d条件下的O2吸收量(即氧浓度)为横坐标,CO2的释放量为纵坐标,画出柱状图。用“非绿色器官”替代“种子”,以排除光合作用对本题计算的影响。其余a、b、c、d条件下的具体数字均不变,那么分析方法也与1题一致,然后筛选答案。

【过渡三】将1题中a、b、c、d各条件下的CO2释放量除以O2吸收量,便可得到下图,即呼吸熵图像。

【变式三】4.呼吸熵①(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。下图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系,以下叙述正确的是

( )

[RQ][L][a b c][氧分压]

A.呼吸熵越大,细胞呼吸产生的CO2越多

B.b点有氧呼吸强度大于a

C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点

D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化

【答案】B

【解析】酵母菌是典型的兼性厌氧型真菌,既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸。有氧呼吸时,消耗1mol葡萄糖可产生6molCO2;无氧呼吸时,消耗1mol葡萄糖可产生2moLCO2。

A选项:呼吸熵越大表明在消耗少量的O2情况下产生的CO2越多,也说明无氧呼吸释放的CO2越多;从整体上看,应该是横坐标氧分压越大,消耗等量的葡萄糖,产生的CO2才最多,即c点细胞呼吸产生的CO2越多,A错。B选项:b点氧分压大于a点,有氧呼吸强度大于a点,B对。C选项:要延长水果的保存时间,其前提是要保证水果中的糖类和水分尽量少消耗。当氧分压调到c点时,只有有氧呼吸,细胞新陈代谢旺盛,也意味着消耗的葡萄糖和水分多,因此不要在c点保存水果,C错。正常情况下,保存水果时应需要适量的CO2存在,以抑制有氧呼吸,减少水果中糖分和水分的消耗。由于本题缺少CO2在每个氧分压释放的具体数值,因此不知道在哪个店最适宜保存水果。D选项:c点以后细胞呼吸强度不再随氧分压的增加而变化,但是若氧分压变小了,呼吸强度仍会有变化。

【过渡四】1题中“O2的吸收量”代表的角度是有氧呼吸,若将“O2的吸收量”变为“产生酒精的量”,其代表的角度是无氧呼吸。题目的呈现方式虽然发生了变化,但本质仍然与1题一致。

【答案】D

【解析】本题仍考查的是无氧呼吸与有氧呼吸之间的联系,此题以“产生酒精的量”的多少代表无氧呼吸释放的CO2的量的多少(即无氧呼吸强度)。根据无氧呼吸的化学反应方程式:

无氧呼吸C6H12O6→2C2H5OH+2CO2,可知“产生酒精的量”与无氧呼吸“CO2的释放量”相等,故表格中的“产生酒精的量”实际上就是“无氧呼吸CO2的释放量”。“产生的CO2量”减去“产生酒精的量”就是有氧呼吸释放的CO2量。因此a、b、c、d条件下有氧呼吸释放的CO2量分别为0、6、9、30。再按1题方法解答即可。

作者简介:邹紫馨(1985- ),女,本科,四川省广安市九龙中学教师,主要从事生物教学。

·编辑 郭晓云endprint

呼吸作用这一章节的知识一直以来都是生物高考试题中的“重头戏”,在相应的试题中并不单独考查有氧呼吸或无氧呼吸的知识,而是将无氧呼吸及有氧呼吸放在一起考查。很多老师在教学的时候都喜欢去思考相关习题是否存在一题多解的现象,却很少思考这些相关习题是否存在某种方面的联系,即是否存在多题同解现象,而多题同解的原因又是什么。

【知识考查】本题主要考查学生有氧呼吸及无氧呼吸的相关知识。要求学生熟练掌握有氧呼吸化学反应方程式及无氧呼吸化学反应方程式,即有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+大量能量,无氧呼吸:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量。

【解析】首先第一步应仔细阅读题目,提取有效信息“植物种子”“底物是葡萄糖”,那么既然是种子就不需要思考光合作用的问题了,底物既然是葡萄糖就可以按照常规的有氧呼吸及无氧呼吸化学反应方程式进行计算。第二步应仔细看所提供的表格,试图从表格中提取有效信息来攻破此题。

从表格中可知,在a条件下,种子呼吸并不消耗O2,所以只能进行无氧呼吸,那么所释放的10CO2全部来自于无氧呼吸。种子进行无氧呼吸,其产物是C2H5OH和CO2,因此没有乳酸产生,A错。

在b条件下,种子呼吸消耗3O2,按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗3O2可产生3CO2,而种子却释放了8CO2,那么其中5CO2则来自无氧呼吸。按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗3CO2对应着消耗了C6H12O6,即有氧呼吸消耗了C6H12O6。按照无氧呼吸化学反应方程式可知,消耗5CO2对应着消耗了C6H12O6,即无氧呼吸消耗了C6H12O6。因此有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,B错。

在c条件下,种子呼吸消耗了4O2,按照有氧呼吸化学反应方程式可知,消耗4O2可产生4O2,而种子却释放了6CO2,那么其中2CO2来自无氧呼吸。纵观a、b、c3条件下无氧呼吸所释放的CO2量,可知c条件下的无氧呼吸所释放的CO2量少,无氧呼吸程度确实弱,但是不是最弱还不敢确定,因为还不知道d条件下无氧呼吸所释放的CO2量。

在d条件下,种子呼吸消耗了7O2,按照有氧呼吸化学反应方程式,消耗7O2可产生7CO2,而种子只释放了7CO2,由此可知在d条件下,种子只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸。产生的CO2全部来自有氧呼吸第二阶段,场所为线粒体,D对。

此时再回过头来看C项,纵观a、b、c、d4个条件下,无氧呼吸释放的CO2量分别为10、5、2、0,O2的吸收量则分别为0、3、4、7,对应的有氧呼吸释放的CO2量分别为0、3、4、7。由此可知在c条件下,无氧呼吸不是最弱,最弱的应为d条件,C错;还能得到一个结论:随着种子吸收O2量的逐渐增加,有氧呼吸作用强度越来越强,无氧呼吸作用强度越来越弱,直至完全被抑制。

【答案】B

【解析】此题在1题的基础上,将表格变为柱状图。以表格中a、b、c、d条件下的O2吸收量(即氧浓度)为横坐标,CO2的释放量为纵坐标,画出柱状图。用“非绿色器官”替代“种子”,以排除光合作用对本题计算的影响。其余a、b、c、d条件下的具体数字均不变,那么分析方法也与1题一致,然后筛选答案。

【过渡三】将1题中a、b、c、d各条件下的CO2释放量除以O2吸收量,便可得到下图,即呼吸熵图像。

【变式三】4.呼吸熵①(RQ=放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。下图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系,以下叙述正确的是

( )

[RQ][L][a b c][氧分压]

A.呼吸熵越大,细胞呼吸产生的CO2越多

B.b点有氧呼吸强度大于a

C.为延长水果的保存时间,最好将氧分压调至c点

D.c点以后细胞呼吸强度不随氧分压变化而变化

【答案】B

【解析】酵母菌是典型的兼性厌氧型真菌,既能进行有氧呼吸,也能进行无氧呼吸。有氧呼吸时,消耗1mol葡萄糖可产生6molCO2;无氧呼吸时,消耗1mol葡萄糖可产生2moLCO2。

A选项:呼吸熵越大表明在消耗少量的O2情况下产生的CO2越多,也说明无氧呼吸释放的CO2越多;从整体上看,应该是横坐标氧分压越大,消耗等量的葡萄糖,产生的CO2才最多,即c点细胞呼吸产生的CO2越多,A错。B选项:b点氧分压大于a点,有氧呼吸强度大于a点,B对。C选项:要延长水果的保存时间,其前提是要保证水果中的糖类和水分尽量少消耗。当氧分压调到c点时,只有有氧呼吸,细胞新陈代谢旺盛,也意味着消耗的葡萄糖和水分多,因此不要在c点保存水果,C错。正常情况下,保存水果时应需要适量的CO2存在,以抑制有氧呼吸,减少水果中糖分和水分的消耗。由于本题缺少CO2在每个氧分压释放的具体数值,因此不知道在哪个店最适宜保存水果。D选项:c点以后细胞呼吸强度不再随氧分压的增加而变化,但是若氧分压变小了,呼吸强度仍会有变化。

【过渡四】1题中“O2的吸收量”代表的角度是有氧呼吸,若将“O2的吸收量”变为“产生酒精的量”,其代表的角度是无氧呼吸。题目的呈现方式虽然发生了变化,但本质仍然与1题一致。

【答案】D

【解析】本题仍考查的是无氧呼吸与有氧呼吸之间的联系,此题以“产生酒精的量”的多少代表无氧呼吸释放的CO2的量的多少(即无氧呼吸强度)。根据无氧呼吸的化学反应方程式:

无氧呼吸C6H12O6→2C2H5OH+2CO2,可知“产生酒精的量”与无氧呼吸“CO2的释放量”相等,故表格中的“产生酒精的量”实际上就是“无氧呼吸CO2的释放量”。“产生的CO2量”减去“产生酒精的量”就是有氧呼吸释放的CO2量。因此a、b、c、d条件下有氧呼吸释放的CO2量分别为0、6、9、30。再按1题方法解答即可。

作者简介:邹紫馨(1985- ),女,本科,四川省广安市九龙中学教师,主要从事生物教学。

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