例析呼吸作用知识在生产实践及生活中的应用
呼吸作用作为生命活动的主要供能过程，涉及到生物体细胞中众多的结构，同时又与生物体和细胞中各项生命活动密切相连，为历年大学联考必考内容。下面就其在在生产实践及生活中的应用方面进行归纳：
1．作物栽培措施（如中耕松土），都是为保证根的正常细胞呼吸。
例1：为了促进根吸收矿质元素，农田中一般应采用的措施（ ）
A．大量灌溉 B．增加光照 C．尽量施肥 D．疏松土壤
解析：根对矿质元素离子的吸收是一个主动运输的过程，它需要呼吸作用过程中产生的能量。疏松土壤，增加了土壤中的空气流通，促进了植物根细胞的呼吸作用，有利于根对矿质元素离子的吸收。
2．粮油种子的储藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，使细胞呼吸降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸加强，使储藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸，同时温暖潮湿的环境有利于霉菌等微生物，使种子变质。
例2：现有含水量（1）10%（2）12%（3）14%（4）16%的小麦，分别储存于条件相同的四个粮仓中。在储存过程中，有机物损耗最少的是（ ）
A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）
解析：种子的保存应在低温、干燥环境中，这样细胞呼吸低，有机物消耗最少，利于保存。选A。
3．在果实和蔬菜的保鲜中，常通过控制细胞呼吸以降低它们的代谢强度，达到保鲜的目的。例如，某些果实和蔬菜可放在低温下或降低空气中的氧含量及增加二氧化碳的浓度来减弱细胞呼吸，使整个器官代谢水平降低，延缓老化。
例3：贮藏水果和粮食时，充加CO2或抽取空气，能延长贮藏时间，主要是由于（ ）
A．抑制有氧呼吸 B．促进有氧呼吸 C．抑制无氧呼吸 D．促进无氧呼吸
解析：在空气（氧气）充足的情况下，水果和粮食只进行有氧呼吸，呼吸作用消耗有机物速度快，因此可以通过降低有氧呼吸来延长水果和粮食的贮藏时间；充加CO2、N2或抽取部分空气，可以降低氧气浓度，达到抑制有氧呼吸的目的，同时也不会使无氧呼吸过强。选A。
4．酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在通气、适宜的温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌，在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
例4：买罐头食品时，发现罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”，引起盖子鼓起的最可能的原因是（ ）
A．好氧型细胞呼吸，产生CO2和H2O
B．微生物呼吸，产生CO2和C2H5OH
C．乳酸菌呼吸，产生CO2和C3H6O3
D．酵母菌呼吸，产生CO2和H2O
解析：罐头食品一般经真空处理，氧气含量少。如盖子鼓起说明微生物活动产生了气体。选B。
5．水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根中都有较大的空腔能够把从外界吸收来的氧气运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根比较适应无氧呼吸。但是，水稻根细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。
例5：陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为（ ）
①产生的酒精对细胞有毒害作用
②产生的乳酸对细胞有毒害作用
③没有专门的无氧呼吸结构
④产生的能量太少
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析：陆生植物无氧呼吸的一般产物是酒精，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。无氧呼吸中有机物氧化不彻底，释放的能量少，要维持生物生命活动对能量的需要，必然要大量消耗体内有机物，不利于植物正常生长。选D。
6．较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存、大量繁殖。所以伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。
例6：正常人呼吸道内的破伤风杆菌不会使人致病，当深而窄的伤口内感染破伤风杆菌后，则能大量繁殖而致病。破伤风杆菌的代谢方式是（ ）
A．自养、需氧型 B．自养、厌氧型
C．异养、需氧型 D．异养、厌氧型
解析：破伤风杆菌属细菌类为异养生物。此菌在呼吸道内（氧含量较高）不能快速繁殖（生命活动受到抑制），不能使人致病，而深而窄的伤口内感染破伤风杆菌，则能大量繁殖，说明此菌为厌氧型。选D。
7．有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺和马拉松长跑等无氧运动，是因为运动剧烈而人体细胞处在相对缺氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
例7：一学生在15分钟内相继进行四次俯卧撑。右图表示每次俯卧撑数，对这一结果最合理的解释是（ ）
A．肝脏贮藏的糖元不足
B．糖类转化为酒精
C．供氧不足，乳酸积累
D．肌肉组织中CO2过剩
解析：15分钟内肝糖元应该充足 高中学习方法，人体内不会产生酒精，肌肉组织中二氧化碳多，血浆中也会多，刺激呼吸中枢，呼吸会加快，能提供能量。相继连续的四次俯卧撑，由于肌肉细胞部分相对缺氧，进行无氧呼吸，产生的乳酸也会影响肌肉的活动。选C。
还有，在生活中，选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。也利用呼吸原理；同理在农业生产中，为了使有机物向着人们需要的器官积累，常把下部变黄的、已无光合能力、仍然消耗养分的枝叶去掉，使光合作用的产物更多转运到有经济价值的器官中去。
生物实验题型及应对策略：五大题型演练
如果把实验题型进行一下归纳大致有以下几种类型：
一、 实验设计题
应对策略：
1. 明确实验目的、原理及实验要求，以便确定答题方向。
2. 明确所给实验仪器及试剂、材料的操作及用途。
3. 设计实验步骤：必须实验遵循两个原则：对照原则和单一变量原则;注意实验的准备;实验过程中的顺序;实验现象的观察，实验结果的验证分析。
例1：课题小组的研究性课题是“探究影响细菌生长繁殖的因素”他们在培养细菌的过程中，发现了某种细菌(R)的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他们把R细菌接种到专门的培养基上进行培养，一段时间后，他们除去R细胞，用该培养基再培养其他细菌，结果其他细菌仍然不能在这个培养基上生长和繁殖。
于是该同学就假设了“造成R细菌的周围其他细菌不能生长和繁殖的最可能的原因是：R细菌产生了不利于其他细菌生存的物质”
问题：参照上述题目中所给出的有关材料，请设计一个实验对该同学的假设进行验证。
第一步：__________________________________________________
第二步：__________________________________________________
第三步：__________________________________________________
第四步：__________________________________________________
解析：
本题的实验目的是验证“R细菌产生了不利于其他细菌生存的物质”。那么就要验证R细菌产生了一种物质，并且不利于其他细菌的生存。我们要观察细菌的生长情况只能通过培养皿，所以要配制培养皿。
本实验的设计抓以下几个关键点：一是进行对照组(R细菌的有无)的准备，二是对照组的设置(注意单一变量原则)，三对照组的使用，四对照组控制条件的观察。
第一步：取两个培养皿，按相同营养成分配制成甲乙两个培养基。
第二步：在甲培养基上接种R细菌，培养一段时间后，除去细菌;乙培养基上不接种R细菌 高中化学，作为对照。
第三步：在这两个培养基上分别接种相同的其他细菌。
第四步：在相同条件下，让甲乙两个培养基上的细菌生长繁殖。
二、 实验评价题
1. 看有无对照实验，如果有看对照设计是否合理。
2. 看实验是否遵循了单一变量原则。
3. 看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。
4. 看实验仪器、药剂的使用的是否合理。药剂的配备、使用及用量的`大小。
5. 实验结果的验证是否合理。
例2
某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：
实验步骤：
(1) 取三支试管，分别加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。
(2) 将试管分别放入25 。C、60 。C的水中和冰块中，在三支试管中分别中入质量分数为2%的淀粉酶溶液，两支试管中的pH=6.8,第三支试管中的pH=4，摇均后维持各自温度 5min。
(3) 在三支试管中各滴一滴碘液，并摇均。
观察并记录：(略)
结论：温度过高或过低都影响酶的活性。
请回答：
[1]该实验能否得出上述实验结论?___
[2]指出步骤中不正确之处，并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。
___________________________。
解析：
本题是比较典型的实验评析题，从实验原则、过程顺序、剂量等方面逐一排查就会得出结论。
[1]按此步骤不能得出以上实验结论。
[2]a.试管上没有做标记，应用字母或数字进行标记如三支试管上分别标记A、B、C。
b.步骤(1)(2)中加入试管中的两种溶液应有量的描述，如步骤(2)中应补充3%的可溶性淀粉2ml。
c.实验组与对照组未遵循单一变量原则。两组中存在酸碱度和温度两个变量，应只有一个温度变量，酸碱度应一致，pH应都为6.8(只有答出pH 就可以) 。
三、 实验步骤补充完善题
1. 添加实验假设。
2. 完善实验步骤。
3. 总结实验结论。
4. 补充填加对照实验。
例3：下面是最早发现青霉素的科学家弗来明所进行的探索过程。请将该过程补充完整。
观察现象，提出问题：细菌的培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围没有细菌生长。为什么会出现这一现象?
做出假设：_______________
进行实验：把青霉素接种于培养液中培养，然后观察使用这种培养液对细菌生长的影响。
实验结论：_____________
弗来明在持续的保分离出了这一物质，将它命名为青霉素。
本实验中你认为不完善之处是_______，应如何改进?___________。
解析：
假设：青霉素产生可阻止细菌生长和繁殖的物质
本实验的不足之处：未设计对照实验，应将细菌接种于未培养过青霉素菌的培养基或培养液中，观察细菌的生长和繁殖情况。
四、 对照实验的设计
1. 在设计对照实验时必须要有明确的标记，如用甲、乙、丙，或者是A、B、C或者1、2、3，总之让人一看对实验组一目了然。
2. 必须要确定实验因子，即影响实验结果的关键因素是谁? 这样设计才有依据。
3. 常用的：
(1)空白对照：即实验因子的有无。
例如2002年全国理综中用水培法验证矿质元素镁对植物生长的影响?A瓶中加入完全培养液，B瓶中加入去掉镁的培养液进行对照，观察实验现象。
(2)条件对照：
例如验证不同色质的光对光合作用的影响：对条件完全相同的植株用不同的光照射，A：用绿光，B用红光，C用白光;验证温度对酶活性的影响：在其它条件完全相同的情况下，把A试管放在 0。C ， B试管放在 37。C ，C试管放在 100。C实验观察。
(3)剂量对照：
如验证二氧化碳浓度对光合作用的影响，其他条件不变的情况下，可以通过改变二氧化碳浓度的方法进行对照。
(4)顺序(位置)对照：
如2001年山西题中验证生长素的对植物生长的影响：生长素的极性运输，由生理学的植物胚芽鞘的上端运输到下端，那么对照实验就应该是把植物体的上下端倒置过来。
例4：有一实验现象：将生理状况相同的胚芽鞘分为甲乙两组，甲组给单侧光照射，乙组不给光照。同样培养一段时间后，甲组向光弯曲生长，乙组则直立向上生长。简答下列问题：
作为对照，若要使乙组同时也受光照，你会如何设计乙实验装置?并请简要说明。
解析：
本题是给予实验单侧光照射，因此推测实验因子就是单侧光，方法一：如果给予乙组与甲组反方向的单侧光，实验现象可能会发现胚芽鞘弯曲与甲组相反的方向生长(即弯向光源生长)。
二也可以消除光的单侧性。给予乙组直射光照，发现乙组胚芽鞘直立生长。
(其他的设计只要合理也可)如让乙组旋转照射光等
五、 强化练习：
1、 体内的细胞代谢速率与物质扩散的速率有关。同种物质虽然在细胞中扩散的速率基本相同，但细胞大小不同，扩散发生的快慢会有差异。有人设计了一种模型，用于研究这一问题。
实验步骤：
(1) 用小刀将琼脂块样品(内含酚酞)切成三块边长分别为3cm, 2cmt和1cm 的立方体;
(2) 将以上三种琼脂块样品，侵入0.1%的NaOH溶液中，处理10分钟;
(3) 取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，观察切面，测量每一切面上NaOH扩散的深度，记录结果并分析：
a. 请你为此研究拟定一个课题名称_____。
b. 该研究中所用的细胞模型是____，考虑在样品中加入酚酞是为了检测NaOH在琼脂块中的扩散深度，原因是____。
2.为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外和噬菌体的DNA，然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细长，从而对此做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸等多氨基酸。请你完成以下实验设计：
(1)实验室已制备好分别含3H、14C、15N、18O、32P、35S等6 种放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体DNA?____
(2)你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记?请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由?
_________
答案提示：
1、a.细胞大小与物质扩散快慢之间关系的研究b.不同大小的琼脂块(代表了不同大小的细胞);酚酞遇NaOH变红色。
2.(1)用32P标记DNA，用35S标记蛋白质外壳
(2)先将细菌分别入在32P或35S的培养基上培养，使细菌被标记上32P或35S，然后用噬菌体去侵染分别被32P或35S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活。
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