2022届新高考生物二轮总复习专题演练05“液滴移动法”测定细胞呼吸或光合作用解析版+原卷版.pdf

专题 05 “液滴移动法”测定细胞呼吸或光合作用（解析版）目录 一、热点题型归纳.1【题型一】判断细胞的呼吸方式.1【题型二】测定细胞呼吸与光合速率.4 二、最新模考题组练 【题型一】判断细胞的呼吸方式【典例分析】将一定量的新鲜活酵母进行研磨获得研磨液，并除去所含的 ATP 后，平均分为三等份，分别加入到甲、乙、丙三个大小相同的锥形瓶中，进行如图所示的处理。将三个瓶口密封后均置于适宜温度的恒温箱中，最终发现只有装置丙中的红色液滴会移动（左移）。下列相关叙述正确的是（）A该实验探究酵母菌在有氧和无氧条件下呼吸产物不同 B该实验说明葡萄糖的氧化分解需 ATP 的参与才能进行 C甲、乙两个装置的液滴未移动，说明都发生了无氧呼吸 D若将丙瓶中的 NaOH 溶液去除，对得出实验结论无影响【答案】B【分析】装置中的 NaOH 溶液可用于呼吸产生的 CO2，液滴的移动代表有氧呼吸消耗氧气的量。根据题意可知，最终发现只有装置丙中的红色液滴会移动（左移），说明酵母菌进行有氧呼吸需要葡萄糖、ATP 等物质。【详解】A、细胞进行呼吸作用需要能源物质（主要为葡萄糖）、酶系、ATP 等，尽管呼吸作用的结果是产生 ATP，但在细胞内将葡萄糖氧化分解过程中，首先要消耗 ATP 才能完成呼吸作用的过程，最终产生更多的 ATP，该实验探究的是酵母菌进行细胞呼吸第一阶段所需的条件，A 错误；B 正确；C、由于甲、乙装置中没有发生任何现象，结合装置丙的实验结果可推断，甲缺少 ATP，乙缺少葡萄糖，不能开启呼吸作用的第一阶段，C 错误；D、若去除丙装置中的 NaOH 溶液，则细胞有氧呼吸释放的二氧化碳和消耗的氧气相等，液滴不移动，结果会与甲、乙装置的结果相同，能得出实验结论，D 错误。故选 B。【提分秘籍】结合三大依据判断细胞的呼吸方式 【变式演练】1.某同学为探究细胞呼吸的方式，设置了右图装置两组。甲组中 A 处放置一定质量的马铃薯块茎（无氧呼吸产物为乳酸），B 中装有一定量的 NaOH 溶液；乙组中 A 处放置等量的马铃薯块茎，B 中装有等量的蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后，观察红色液滴的移动情况（不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响，设定底物为葡萄糖）。下列叙述正确的是（）A.马铃薯块茎有氧呼吸的产物有 H2O、CO2和酒精 B.甲组液滴的移动情况可直接反映马铃薯块茎呼吸产生的 CO2量 C.甲、乙两组液滴均可以左移或不移动 D.若甲组液滴左移，乙组液滴不移动，不能确定马铃薯块茎的呼吸方式【答案】D【解析】马铃薯块茎有氧呼吸的产物有 H2O、CO2，不包括酒精，A 错误；马铃薯块茎有氧呼吸消耗氧气产生 CO2，CO2能被 NaOH 溶液吸收，使得甲组液滴向左移动，而马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，不产生 CO2，所以甲组液滴的移动情况可直接反映马铃薯块茎呼吸消耗的 O2量，B 错误；甲组马铃薯块茎进行有氧呼吸时液滴左移，进行无氧呼吸时液滴不移动，乙组马铃薯块茎进行有氧呼吸时液滴不移动，进行无氧呼吸时液滴也不移动，故乙组液滴无法左移，C 错误；若甲组液滴左移，乙组液滴不移动，不能确定马铃薯块茎的呼吸方式，因为乙组马铃薯块茎进行有氧呼吸和无氧呼吸液滴都不移动，D 正确。2.某小组欲探究酵母菌在有氧、无氧条件下是否均能产生 CO2，提供的实验装置如图，且每套均有数个。下列相关叙述错误的是（）A.有氧条件下的装置序号可以是 B.该实验的观测指标为澄清石灰水是否变混浊 C.无氧条件下的装置序号为 D.还可用酸性重铬酸钾溶液做本实验的检验试剂【答案】D【解析】空气中的 CO2对实验结果有干扰，欲探究酵母菌在有氧条件下能否产生 CO2，可将空气通过装置，使空气中的 CO2被吸收，除去 CO2的空气通过装置中的长管为酵母菌有氧呼吸提供 O2，短管是气体进入装置的通道，A 正确；该实验的目的是探究酵母菌在有氧、无氧条件下是否均能产生 CO2，再结合题图可知，观测指标为澄清石灰水是否变混浊，B 正确；装置可为酵母菌呼吸提供无氧环境，装置中的玻璃管是气体进入装置的通道，C 正确；CO2还可以用溴麝香草酚蓝水溶液来检验，酸性重铬酸钾溶液是用来检测酒精的，D 错误。3.从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体，分别保存于试管中，置于适宜环境中进行相关实验。下列说法正确的是（）A.向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖，可测得有 CO2 B.为保持活性需将线粒体置于等渗缓冲溶液中 C.向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，可测得氧气的消耗量加大 D.向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸，降低温度不改变线粒体的耗氧速率【答案】B【解析】小鼠肝细胞有氧呼吸产生的 CO2是在线粒体基质中产生的，无氧呼吸产生乳酸不产生 CO2，A 错误；将线粒体置于等渗缓冲溶液中，不至于过度失水或吸水，以保持活性，B 正确；线粒体以丙酮酸为底物进行化学反应，C 错误；温度影响酶的活性，进而影响线粒体中的代谢反应，D 错误。【题型二】测定细胞呼吸与光合速率【典例分析】如图为测定细胞代谢相关速率的实验装置。下列叙述正确的是()A.测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行 B.测定植株的呼吸速率时，小烧杯的液体应为清水 C.直接测定植株实际光合速率时，小烧杯的液体应为 NaHCO3 溶液 D.测定植株的净光合速率时，应在光下进行，且小烧杯的液体应为 NaOH 溶液【答案】A【解析】若要测定植株的呼吸速率，需排除光合作用的影响，实验装置应置于黑暗条件下，烧杯内的液体应为 NaOH 溶液，A 正确，B 错误；若要测定实际光合速率，则需要分别测定净光合速率和呼吸速率，测呼吸速率时烧杯内的液体应为 NaOH 溶液，测净光合速率时烧杯内的液体应为 NaHCO3 溶液，C、D 错误。【提分秘籍】“液滴移动法”测定细胞呼吸速率与光合速率 【变式演练】1 如图为研究 NaHCO3溶液浓度对光合作用速率的影响的实验。下列说法错误的是（）A将装置放在光下，毛细刻度管内的红色液滴向左移动 B将装置置于暗室中，一段时间后检查红色液滴是否移动及移动方向，可以证明光是光合作用的必要条件 C伊尔藻光合作用消耗的 CO2与释放的 O2量相等，因此红色液滴不移动 D为使对照更具说服力，甲中也应放置等量相同的伊尔藻【答案】C【分析】此题两烧杯构成对照，两侧会因为气压的变化改变红色液滴的位置，伊尔藻在光下会在NaHCO3溶液进行光合作用。【详解】A、将装置放在光下烧杯乙中产生氧气，使气压升高，液滴向左，A 正确；B、将整个装置置于暗室，伊尔藻在没光的条件下不进行光合作用，一段时间后检查红色液滴不会移动，可以证明光是光合作用的必要条件，B 正确；C、NaHCO3溶液能保证二氧化碳浓度，伊尔藻在光下光合作用产生 O2，烧杯乙内气压增大，毛细管内的红色液滴会向左移动，C 错误；D、对照实验，因遵循单一变量原则，控制只有 NaHCO3溶液浓度唯一变量，烧杯 A 中也应放置等量相同的伊尔藻，D 正确。故选 C。2.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在室温 25 下进行了一系列的实验，下列对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是()A.若 X 溶液为 CO2 缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小 B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X 溶液为 NaOH 溶液 C.若 X 溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移 D.若 X 溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移【答案】C【解析】当给予光照时，装置内植物既进行光合作用也进行呼吸作用，CO2 缓冲液可保持装置内 CO2 浓度不变，那么液滴移动距离即表示净光合作用产生 O2 的多少，A 正确；真光合强度净光合强度呼吸强度，测呼吸强度需另设一装置，遮光处理(不能进行光合作用)，为排除有氧呼吸产生的 CO2 的干扰，将 X 溶液更换为 NaOH 溶液，那么测得的液滴移动距离即有氧呼吸消耗 O2 的量，B 正确；若 X 溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，装置内植物光合作用吸收的 CO2 量释放 O2 量，液滴不移动，C 错误；若 X溶液为清水并遮光处理，开始一段时间内，植物进行有氧呼吸，消耗的底物为脂肪时，其氧化分解需要 O2 的量大于产生 CO2 的量，液滴向左移动，D 正确。3.(2021陕西咸阳期末)如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图。该装置放置在 20 环境中，实验开始时，针筒的读数是 0.2 mL，毛细管内的水滴在位置 X，30 min 后，针筒的容量需要调至 0.6 mL 的读数，才能使水滴仍维持在 X 的位置。据此回答下列问题：(1)若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是_mL/h。(2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值_(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是 。(3)若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的_反应阶段。(4)如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在 0.6 mL 读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至 30，针筒容量需要调至 0.8 mL 读数，才能使水滴维持在 X的位置上。比较两个实验可以得出结论：。(5)利用无水乙醇提取该植物叶片中色素，经过层析，在滤纸上可出现黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色的色素带，这些色素依次是_，它们分布在叶绿体_。【答案】(1)0.8(2)偏低 植物同时进行呼吸作用，消耗了氧气(3)暗(4)在这两个实验中，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素(5)叶绿素b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素 类囊体薄膜(或基粒)【解析】(1)根据题意，烧杯中的碳酸氢钠溶液能保持容器内 CO2浓度的平衡，故针筒移动的距离代表植物通过光合作用释放出的氧气量。针筒的起始读数为 0.2 mL，30 min 后读数为 0.6 mL，则若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是(0.60.2)(3060)0.8(mL/h)。(2)由于植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用，光合作用产生的氧气一部分用于植物本身的细胞呼吸，故测得的光合作用速率低于植物实际的光合作用速率。(3)凡士林能封闭气孔，阻止叶片对 CO2的吸收，影响植物光合作用暗反应中 CO2的固定，从而影响光合作用。(4)根据题意可知，只增加光照强度，植物光合作用速率不变，说明光照强度不是其限制因素。将温度提升至 30 针筒容量需要调至 0.8 mL 读数，才能使水滴维持在 X 的位置上，说明适当升高温度后，植物光合作用速率增加，故在这两个实验中，光照不是限制光合作用速率的主要因素，而温度才是限制光合作用速率的主要因素。(5)植物光合色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，故可利用无水乙醇提取该植物叶片中的色素，经过层析，在滤纸上可出现黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色的色素带，这些色素依次是叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素，它们分布在叶绿体的类囊体薄膜(或基粒)上 1（2021河南）某生物兴趣小组用实验装置在一定条件下测定了萌发的小麦种子（已消毒）的呼吸速率（仅考虑氧化糖类），如图所示。下列有关说法错误的是（）A如果 X 为无菌水，液滴不移动说明种子只进行了有氧呼吸 B果 X 为 NaOH 溶液，液滴不移动说明种子只进行了无氧呼吸 C如果 X 为无菌水，液滴向右移动说明种子只进行了无氧呼吸 D如果 X 为 NaOH 溶液，液滴向左移动说明种子进行了有氧呼吸【答案】C【分析】有氧呼吸概念：有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量 ATP 的过程。无氧呼吸概念：无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成酒精和二氧化碳或乳酸，同时释放少量能量的过程。【详解】A、实验中使用的材料是小麦种子，如果 X 为无菌水，液滴不移动说明 O2的消耗等于 CO2的释放，种子只进行了有氧呼吸，A 项正确；B、如果 X 为 NaOH 溶液，其作用是吸收 CO2，液滴不移动说明没有消耗 O2，种子只进行了无氧呼吸，B 项正确；C、如果 X 为无菌水，液滴向右移动说明 CO2的释放大于 O2的消耗，种子只进行了无氧呼吸或同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸，C 项错误；D、如果为 NaOH 溶液，液滴向左移动说明消耗了 O2，种子进行了有氧呼吸，D 项正确。故选 C。2水稻种子萌发时利用葡萄糖氧化分解供能，为测定其细胞呼吸类型设置如下装置，关闭活塞，在 25下经过 20min 后再观察红色液滴的移动情况，若反应开始时两装置只有一个条件不同，且不考虑环境的影响，下列对实验结果的分析符合实际的是（）A装置 1 的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗 O2的体积，装置 2 的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放 C02的体积 B只要装置 1 红色液滴左移，就能说明萌发的种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 C20min 后有可能观察到装置 1 和装置 2 的红色液滴都左移 D若装置 1 红色液滴不动，装置 2 红色液滴右移，则萌发的种子只进行无氧呼吸【答案】D【分析】根据题意和图示分析可知：装置 1 中：NaOH 吸收了 CO2，所以测定的是 O2的吸收量，因此能判断有氧呼吸的强度，当液滴不动时则无 O2释放，表明没有进行有氧呼吸；当液滴向左移动，则吸收了 O2，进行了有氧呼吸；装置 2 中：当红色液滴不动时，O2的吸收=CO2的释放，表明没有进行无氧呼吸；当红色液滴向右移动时，CO2的释放大于 O2的吸收，表明进行了无氧呼吸。【详解】A 根据题意可知装置 1 的红色液滴向左移动的体积是细胞有氧呼吸消耗 O2的体积，装置 2的红色液滴向右移动的体积是细胞有氧呼吸和无氧呼吸释放 CO2和有氧呼吸消耗 O2的体积之差，A 错误；B只要装置 1 的红色液滴左移，就能说明萌发的种子进行了有氧呼吸，B 错误；C装置 2 的红色液滴不可能左移，C 错误；D若装置 1 的红色液滴不移动（没有进行有氧呼吸），装置 2 的红色液滴右移（进行了无氧呼吸），则说明萌发的种子只进行无氧呼吸，D 正确。故选 D。3（2021安徽师范大学附属中学高三阶段练习）为探究某植物生长的最佳光照条件，设计如图所示的实验装置进行有关实验，下列叙述正确的是（）A光合作用产生 O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示 B为使测得的 O2变化量更精确，该装置烧杯中盛放 CO2缓冲液，还应增加对照装置，换死亡的同种植物幼苗替代装置中的植物幼苗 C给予黑暗条件，图中液滴移动距离即为细胞呼吸消耗的 O2量 D因为叶绿素对光的吸收效率与光的波长呈正相关，所以适当增加光波长可提高植物有机物产量【答案】B【分析】测定有氧呼吸时应该将植物放在暗处，以排除光合作用的影响，液滴移动的距离是呼吸强度，测定光合作用的速率应该保证二氧化碳的供应，液滴移动的距离的净光合作用强度，实际光合作用强度=呼吸作用强度+净光合作用强度。【详解】A、实验过程中，单位时间内装置中液滴移动距离来表示净光合作用速率（O2的释放速率），A 错误；B、为使测得的 O2变化量更精确，装置中的小烧杯中的蒸馏水应该换成二氧化碳缓冲液排除 CO2的影响，该实验需要设置对照试验，具体为该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和二氧化碳缓冲液，排除外界因素导致变化，B 正确；C、在黑暗条件下，植物进行细胞呼吸产生 CO2，并吸收 O2，所以液滴移动距离为消耗 O2和释放 CO2的差值，C 错误；D、植物主要吸收红光和蓝紫光，所以提高波长不一定会提高植物有机物产量，D 错误。故选 B。4（2020河南平顶山高三阶段练习）呼吸熵（呼吸作用释放的 CO2量/O2的消耗量）用于表示生物有氧呼吸能源物质的不同，下图装置甲和装置乙是测定呼吸熵装置，生物材料选择正在发芽的花生种子，关闭活塞，在 25下进行实验，下列相关叙述不正确的是（）A装置甲中的 NaOH 溶液用于吸收装置中的 CO2 B消耗 O2与产生 CO2的差值表示造成装置乙液滴移动 C若装置甲和装置乙的液滴分别左移动 200mm 和 20mm，则呼吸熵为 0.9 D欲使实验结果更准备，应增设一组实验，用等量死种子，其他装置与甲相同【答案】D【分析】本题是考查细胞呼吸的过程和通过实验测定细胞的呼吸熵，分析实验装置可知，装置甲内装有 NaOH，吸收呼吸释放的二氧化碳，因此装置甲中液滴的移动是由氧气的变化决定的；装置乙中无 NaOH，液滴的移动是由氧气变化与二氧化碳的变化共同决定的，二氧化碳的释放量是装置甲与装置乙液滴移动的距离差。【详解】A、装置甲中的 NaOH 溶液用于吸收装置中的 CO2，A 正确；B、装置乙中，种子呼吸消耗氧气造成液滴左移，产生 CO2造成液滴右移，因此造成裝置乙液滴移动的是消耗 O2与产生 CO2的差值，B 正确；C、在 25下经 10min 读出装置甲和装置乙的有色液滴分别向左移动 200mm 和 20mm，装置甲中细胞呼吸释放的二氧化碳被 NaOH 吸收，有氧呼吸消耗氧气，因此 200mm 代表细胞呼吸消耗的氧气的体积；装置乙中无 NaOH，细胞呼吸产生二氧化碳使瓶内气压升高，吸收氧气使瓶内气压下降，压力差使着色液滴移动，因此，所以着色液的移动的距离代表消耗氧和释放二氧化碳的体积之差，则细胞呼吸产生的二氧化碳是 20020180mm，所以该花生发芽种子的呼吸熵是（20020）/2000.9，C 正确；D、设置校正外界环境引起的实验误差使实验结果更准确，需将种子换成等量死种子，其他装置与乙相同，甲中容器内不存在 CO2，改变了里面气体的种类，因此不采用装置甲，D 错误。故选 D。5酵母菌是常用的酿酒微生物。为了优化酿酒工艺，某兴趣小组探究 NaCl 溶液浓度、pH对酵母菌无氧呼吸强度的影响。回答下列问题。（1）在适宜浓度的葡萄糖溶液中加入酵母菌，无氧条件下培养一段时间后，培养液的 pH会_，原因是_。（2）不同浓度的 NaCl 溶液对酵母菌无氧呼吸强度的影响如上图所示。从图中分析得知，配制酵母菌培养液时，最好的做法是_。（3）探究 pH 对酵母菌无氧呼吸强度影响的实验中，把溶液 pH 由 40 提高到 60，酵母菌的无氧呼吸速率明显下降，最可能的原因是_。（4）下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，在实验过程中酵母菌始终保持活性（培养液中的有机物是葡萄糖，忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响）。红色液滴移动情况 结论 向移动 进行有氧呼吸，同时可能进行无氧呼吸 不移动 据图填充表中内容：_ _ 若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，应如何完善实验设计？_。【答案】（1）下降 酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳进入培养液，使培养液 pH 值降低 （2）不添加 NaCl（3）pH 升高，与酵母菌无氧呼吸有关的酶活性降低（4）左 只进行无氧呼吸 另设一组实验，将装置中的 NaOH 溶液换成等量的蒸馏水，其他条件相同 【分析】酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳；在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳；在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳（1）酵母菌在无氧条件下会产生酒精和二氧化碳，而产生二氧化碳进入培养液，生成碳酸，使培养液 pH 值降低。（2）从图中可以看出，随着 NaCl 浓度的增加，气体产生速率降低，说明 NaCl 抑制了酵母菌的生长，因此配制酵母菌培养液时，最好不添加 NaCl。（3）pH 影响酶的活性，pH 升高（由 4 升高至 6），与酵母菌无氧呼吸有关的酶活性降低，所以无氧呼吸速率降低。（4）有氧呼吸时，吸收氧气量和释放二氧化碳量相等；无氧呼吸不吸收氧气，但释放二氧化碳呼吸过程中释放的二氧化碳被装置中的 NaOH 溶液吸收了，所以瓶中酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时，只有氧气的消耗，红色液滴向左移动；红色液滴不移动，说明其没有吸收氧气，所以进行的是无氧呼吸。若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，需另设一组实验，将装置中的 NaOH 溶液换成等量的蒸馏水，其他条件相同。若该装置液滴不移动，表格中的液滴左移，则说明只进行有氧呼吸。【点睛】本题的知识点是探究酵母菌呼吸作用的类型，分析题图获取信息是解题的突破口，掌握装置的原理结合有氧和无氧呼吸的过程进行分析答题。6如图中图 1 为线粒体亚显微结构示意图，图 2 是测定小麦发芽种子的细胞呼吸类型所用的一个装置（假设呼吸底物只有葡萄糖且不考虑实验过程中生物代谢产热的影响），据图回答下列与细胞呼吸有关的问题。（1）有氧呼吸的总反应方程式为_，有氧呼吸过程中释放能量最多的反应发生的场所是图 1 中的_（填序号）。有氧呼吸过程中生成 CO2的场所是图 1中的_（填序号）。（2）在细胞呼吸过程中，实现的能量转化是_转化成_。（3）图 2 所示装置刻度管中的着色液滴最可能向_（填“左”或“右”）移动，该装置可以测定_呼吸是否进行。【答案】（1）（2）有机物中稳定的化学能 热能和 ATP 中活跃的化学能 （3）左 有氧 【分析】图 1：为线粒体内膜，为线粒体基质，为线粒体外膜；由题图 2 知，装置中发芽种子呼吸产生的二氧化碳被氢氧化钠吸收，细胞呼吸消耗氧气使装置中气压下降，有色液滴左移，左移的距离代表氧气的减少量。（1）有氧呼吸的总反应是为：有氧呼吸过程中释放能量最多的反应是第三阶段，发生的场所是线粒体内膜，即图 1 中的；产生 CO2的是第二阶段，发生在线粒体基质中。（2）是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 ATP 的过程。在此过程中，有机物中稳定的化学能转化为热能和 ATP 中活跃的化学能。（3）NaOH 的作用是吸收反应装置中的 CO2，这样装置中的气体变化量为有氧呼吸消耗 O2的量，因此液滴向左移动，这样可以测定有氧呼吸是否进行。【点睛】本题着重考查了呼吸作用过程中的物质变化和能量变化等方面的知识，考生要能够识记细胞呼吸不同方式的各阶段的反应和发生的场所；能够识记不同细胞呼吸作用的方式。7（2021广东实验中学高三阶段练习）甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图、装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。回答下列问题：（1）甲利用图装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下呼吸作用放出的热量多少。材料用具：500mL 保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1mol/L 葡萄糖溶液、棉花、石蜡油实验步骤：取 A、B 两套装置按下表的设计进行实验。装置 步骤一 步骤二 步骤三 A 加入 200mL 的葡莓糖溶液 加入 10g 活性酵母菌 X B 加入 200mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 Y 加入石蜡油铺满液面 则 X 是_；Y 是_。B 装置中步骤一的主要目的是_，这是控制实验的_变量。（2）乙利用图装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的细胞呼吸类型（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）。想得到实验结论还必须同时设置另一装置，编号为，则装置除用_代替NaOH 溶液外，其他设计与装置相同。写出乙同学改进后所得的实验结果及相应的结论：若装置中红色液滴不移动，装置中红色液滴向右移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸；若_，说明酵母菌只进行有氧呼吸；若_，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。【答案】（1）不加入石蜡油 加入 10g 活性酵母菌 去除氧气 自 （2）等量清水 装置中红色液滴向左移动，装置中红色液滴不移动 装置中红色液滴向左移动，装置中红色液滴向右移动 【分析】1、本实验的自变量是氧气的有无，因变量是温度变化，其他变量是无关变量（控制变量），对于无关变量要控制其等量且适宜。将葡萄糖溶液煮沸的目的是排除溶液中氧气的干扰。2、根据单一变量原则，装置探究有氧呼吸，则对照组装置用等量清水代替氢氧化钠外，其他设计与装置相同，红色液滴的移动由无氧呼吸引起的。（1）分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则这几个原则，因此 X 处应填：不加入石蜡油，Y 处应填：加入 10g 活性干酵母。B 装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样来控制实验的自变量。（2）图装置中氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳，红色液滴向左移动是氧气引起的；探究有氧呼吸；同时设置对照实验，装置除用等量清水代替氢氧化钠外，其他设计与装置相同。若装置中红色液滴向左移动，说明消耗了氧气，进行了有氧呼吸，装置中红色液滴不移动，说明消耗的氧与产生的二氧化碳一样多，因此没有进行无氧呼吸，即酵母菌只进行无氧呼吸；若装置中红色液滴向左移动，说明消耗了氧气，进行了有氧呼吸，装置 中红色液滴向右移动，说明产生的二氧化碳大于消耗的氧气，即进行了无氧呼吸，因此酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。【点睛】本题考查探究酵母菌的呼吸方式等相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查。8（2021湖南临澧县第一中学高三阶段练习）下图是某生物兴趣小组设计的测量某种阳生花卉光合速率的密闭装置。已知有三套完全相同的该装置，装置 a 置于适宜光照、25条件下，装置 b 置于自然环境下，装置 c 置于黑暗、25条件下，同时将生理状况一致的三盆植物分别置于三种环境的装置中，起始液滴对应的数据均为零，氧传感器（测定装置内的氧含量）数据显示屏上的数据均为 E。测量数据的时间适宜且三套装置同时测量，并记录相关数据。回答以下问题：（1）装置 a 的液滴_（填“向左移”、“向右移”或“不移动”），测量数据可反映出_（“总光合速率”或“净光合速率”）的大小。（2）装置 c 中植物细胞内能产生ATP 的场所有_，该装置可用于测量_。（3）适宜时间后，装置 a 与装置 c 刻度尺上反映的数据分别为 M、N，数据显示屏上的数据分别是 P、Q，利用这两套装置测量该花卉的总光合速率时，可用下列_（填序号）的数据来表示。MN MN PQ PQ PQ2E PQ2E【答案】（1）向右移 净光合速率 （2）细胞质基质和线粒体 呼吸速率（呼吸作用）（3）【分析】据图分析：密闭装置中放置有二氧化碳缓冲液，说明其中的二氧化碳浓度不变，由于温度不变，所以引起液滴移动的因素只有光合作用产生氧气的浓度变化，总光合速率=净光合速率+呼吸速率，据此分析作答。（1）由于装置 a 置于适宜光照强度下，CO2浓度和温度恒定，光合速率应大于呼吸速率，故容器内气体总量会增加，致使内部气压增大，液滴应向右移，测量的数据反映的应为净光合速率。（2）装置 c 置于黑暗条件下，不能进行光合作用，但可以进行呼吸作用，故产生 ATP 的场所只有细胞质基质和线粒体，无叶绿体；可通过检测装置内氧气的减少量来测定呼吸速率。（3）总光合速率=净光合速率+呼吸速率，M 可反映出净光合速率，而-N 才可反映呼吸速率，故总光合速率=M+（-N）=M-N；P-E 可反映出净光合速率，E-Q 可反映呼吸速率，故总光合速率=（P-E）+（E-Q）=P-Q，故选。【点睛】本题主要考查光合作用与呼吸作用的关系，意在强化学生对相关知识的理解与掌握，题目难度中等。专题 05 “液滴移动法”测定细胞呼吸或光合作用（原卷版）目录 一、热点题型归纳.1【题型一】判断细胞的呼吸方式.1【题型二】测定细胞呼吸与光合速率.4 二、最新模考题组练 【题型一】判断细胞的呼吸方式【典例分析】将一定量的新鲜活酵母进行研磨获得研磨液，并除去所含的 ATP 后，平均分为三等份，分别加入到甲、乙、丙三个大小相同的锥形瓶中，进行如图所示的处理。将三个瓶口密封后均置于适宜温度的恒温箱中，最终发现只有装置丙中的红色液滴会移动（左移）。下列相关叙述正确的是（）A该实验探究酵母菌在有氧和无氧条件下呼吸产物不同 B该实验说明葡萄糖的氧化分解需 ATP 的参与才能进行 C甲、乙两个装置的液滴未移动，说明都发生了无氧呼吸 D若将丙瓶中的 NaOH 溶液去除，对得出实验结论无影响【提分秘籍】结合三大依据判断细胞的呼吸方式 【变式演练】1.某同学为探究细胞呼吸的方式，设置了右图装置两组。甲组中 A 处放置一定质量的马铃薯块茎（无氧呼吸产物为乳酸），B 中装有一定量的 NaOH 溶液；乙组中 A 处放置等量的马铃薯块茎，B 中装有等量的蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后，观察红色液滴的移动情况（不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响，设定底物为葡萄糖）。下列叙述正确的是（）A.马铃薯块茎有氧呼吸的产物有 H2O、CO2和酒精 B.甲组液滴的移动情况可直接反映马铃薯块茎呼吸产生的 CO2量 C.甲、乙两组液滴均可以左移或不移动 D.若甲组液滴左移，乙组液滴不移动，不能确定马铃薯块茎的呼吸方式 2.某小组欲探究酵母菌在有氧、无氧条件下是否均能产生 CO2，提供的实验装置如图，且每套均有数个。下列相关叙述错误的是（）A.有氧条件下的装置序号可以是 B.该实验的观测指标为澄清石灰水是否变混浊 C.无氧条件下的装置序号为 D.还可用酸性重铬酸钾溶液做本实验的检验试剂 3.从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体，分别保存于试管中，置于适宜环境中进行相关实验。下列说法正确的是（）A.向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖，可测得有 CO2 B.为保持活性需将线粒体置于等渗缓冲溶液中 C.向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，可测得氧气的消耗量加大 D.向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸，降低温度不改变线粒体的耗氧速率【题型二】测定细胞呼吸与光合速率【典例分析】如图为测定细胞代谢相关速率的实验装置。下列叙述正确的是()A.测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行 B.测定植株的呼吸速率时，小烧杯的液体应为清水 C.直接测定植株实际光合速率时，小烧杯的液体应为 NaHCO3 溶液 D.测定植株的净光合速率时，应在光下进行，且小烧杯的液体应为 NaOH 溶液【提分秘籍】“液滴移动法”测定细胞呼吸速率与光合速率 【变式演练】1 如图为研究 NaHCO3溶液浓度对光合作用速率的影响的实验。下列说法错误的是（）A将装置放在光下，毛细刻度管内的红色液滴向左移动 B将装置置于暗室中，一段时间后检查红色液滴是否移动及移动方向，可以证明光是光合作用的必要条件 C伊尔藻光合作用消耗的 CO2与释放的 O2量相等，因此红色液滴不移动 D为使对照更具说服力，甲中也应放置等量相同的伊尔藻 2.某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组，在室温 25 下进行了一系列的实验，下列对实验过程中装置条件及结果的叙述错误的是()A.若 X 溶液为 CO2 缓冲液并给予光照，液滴移动距离可表示净光合作用强度大小 B.若要测真光合强度，需另加设一装置遮光处理，X 溶液为 NaOH 溶液 C.若 X 溶液为清水并给予光照，光合作用大于细胞呼吸时，液滴右移 D.若 X 溶液为清水并遮光处理，消耗的底物为脂肪时，液滴左移 3.(2021陕西咸阳期末)如图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图。该装置放置在 20 环境中，实验开始时，针筒的读数是 0.2 mL，毛细管内的水滴在位置 X，30 min 后，针筒的容量需要调至 0.6 mL 的读数，才能使水滴仍维持在 X 的位置。据此回答下列问题：(1)若以释放出的氧气量来代表光合作用速率，该植物的光合作用速率是_mL/h。(2)与植物的实际光合速率相比，用上述装置所测得的光合作用速率数值_(填“偏高”“偏低”或“相同”)，原因是 。(3)若在该植物的叶片上涂上一层凡士林，光合作用的速率会大幅度下降，这一做法主要限制了光合作用的_反应阶段。(4)如果在原实验中只增加光照强度，则针筒的容量仍维持在 0.6 mL 读数处。在另一相同实验装置中，若只将温度提升至 30，针筒容量需要调至 0.8 mL 读数，才能使水滴维持在 X的位置上。比较两个实验可以得出结论：。(5)利用无水乙醇提取该植物叶片中色素，经过层析，在滤纸上可出现黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色的色素带，这些色素依次是_，它们分布在叶绿体_。1（2021河南）某生物兴趣小组用实验装置在一定条件下测定了萌发的小麦种子（已消毒）的呼吸速率（仅考虑氧化糖类），如图所示。下列有关说法错误的是（）A如果 X 为无菌水，液滴不移动说明种子只进行了有氧呼吸 B果 X 为 NaOH 溶液，液滴不移动说明种子只进行了无氧呼吸 C如果 X 为无菌水，液滴向右移动说明种子只进行了无氧呼吸 D如果 X 为 NaOH 溶液，液滴向左移动说明种子进行了有氧呼吸 2水稻种子萌发时利用葡萄糖氧化分解供能，为测定其细胞呼吸类型设置如下装置，关闭活塞，在 25下经过 20min 后再观察红色液滴的移动情况，若反应开始时两装置只有一个条件不同，且不考虑环境的影响，下列对实验结果的分析符合实际的是（）A装置 1 的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗 O2的体积，装置 2 的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放 C02的体积 B只要装置 1 红色液滴左移，就能说明萌发的种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 C20min 后有可能观察到装置 1 和装置 2 的红色液滴都左移 D若装置 1 红色液滴不动，装置 2 红色液滴右移，则萌发的种子只进行无氧呼吸 3（2021安徽师范大学附属中学高三阶段练习）为探究某植物生长的最佳光照条件，设计如图所示的实验装置进行有关实验，下列叙述正确的是（）A光合作用产生 O2的速率可以用单位时间内装置中液滴移动距离来表示 B为使测得的 O2变化量更精确，该装置烧杯中盛放 CO2缓冲液，还应增加对照装置，换死亡的同种植物幼苗替代装置中的植物幼苗 C给予黑暗条件，图中液滴移动距离即为细胞呼吸消耗的 O2量 D因为叶绿素对光的吸收效率与光的波长呈正相关，所以适当增加光波长可提高植物有机物产量 4（2020河南平顶山高三阶段练习）呼吸熵（呼吸作用释放的 CO2量/O2的消耗量）用于表示生物有氧呼吸能源物质的不同，下图装置甲和装置乙是测定呼吸熵装置，生物材料选择正在发芽的花生种子，关闭活塞，在 25下进行实验，下列相关叙述不正确的是（）A装置甲中的 NaOH 溶液用于吸收装置中的 CO2 B消耗 O2与产生 CO2的差值表示造成装置乙液滴移动 C若装置甲和装置乙的液滴分别左移动 200mm 和 20mm，则呼吸熵为 0.9 D欲使实验结果更准备，应增设一组实验，用等量死种子，其他装置与甲相同 5酵母菌是常用的酿酒微生物。为了优化酿酒工艺，某兴趣小组探究 NaCl 溶液浓度、pH对酵母菌无氧呼吸强度的影响。回答下列问题。（1）在适宜浓度的葡萄糖溶液中加入酵母菌，无氧条件下培养一段时间后，培养液的 pH会_，原因是_。（2）不同浓度的 NaCl 溶液对酵母菌无氧呼吸强度的影响如上图所示。从图中分析得知，配制酵母菌培养液时，最好的做法是_。（3）探究 pH 对酵母菌无氧呼吸强度影响的实验中，把溶液 pH 由 40 提高到 60，酵母菌的无氧呼吸速率明显下降，最可能的原因是_。（4）下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，在实验过程中酵母菌始终保持活性（培养液中的有机物是葡萄糖，忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响）。红色液滴移动情况 结论 向移动 进行有氧呼吸，同时可能进行无氧呼吸 不移动 据图填充表中内容：_ _ 若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，应如何完善实验设计？_。6如图中图 1 为线粒体亚显微结构示意图，图 2 是测定小麦发芽种子的细胞呼吸类型所用的一个装置（假设呼吸底物只有葡萄糖且不考虑实验过程中生物代谢产热的影响），据图回答下列与细胞呼吸有关的问题。（1）有氧呼吸的总反应方程式为_，有氧呼吸过程中释放能量最多的反应发生的场所是图 1 中的_（填序号）。有氧呼吸过程中生成 CO2的场所是图 1中的_（填序号）。（2）在细胞呼吸过程中，实现的能量转化是_转化成_。（3）图 2 所示装置刻度管中的