淺析呼吸作用相關(guān)試題的情境載體

淺析呼吸作用相關(guān)試題的情境載體云南邢艷蘭

(作者單位：云南省麗江市古城區(qū)第一中學(xué))

情境的設(shè)置離不開情境載體。所有生物都離不開呼吸作用，所以可用于考查呼吸作用知識(shí)的情境載體數(shù)不勝數(shù)。但是生物的呼吸作用類型有差異且其生存環(huán)境復(fù)雜多變，這增大了考生應(yīng)考的難度。如何讓考生快速找出試題的情境載體并聯(lián)系到相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)是高效應(yīng)考的關(guān)鍵，也是教師備考教學(xué)的難題。筆者對(duì)多年高考試題進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，可將看似雜亂無(wú)章的情境載體按一定形式進(jìn)行歸類復(fù)習(xí)，讓呼吸作用相關(guān)內(nèi)容的備考變得有章可循。以下是筆者依據(jù)高考題按該方法對(duì)呼吸作用相關(guān)試題的情境載體進(jìn)行的歸類及分析。

一、以植物為情境載體的試題

因綠色植物既能進(jìn)行光合作用又能進(jìn)行呼吸作用，故其是綜合考查考生對(duì)植物代謝的理解及應(yīng)用情況的熱點(diǎn)情境載體。以植物為載體的情境可設(shè)問(wèn)的方向較多，容易出錯(cuò)的地方也較多，是復(fù)習(xí)備考的重點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)考向的不同，又可將情境載體為植物的試題分為以下幾類。

(一)情境載體為葉肉細(xì)胞的試題

【例1】(2022年，全國(guó)乙卷，第29題節(jié)選)生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過(guò)生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中;白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲(chǔ)存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用?；卮鹣铝袉?wèn)題:

(1)白天葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有________。光合作用所需的CO2來(lái)源于蘋果酸脫羧和________釋放的CO2。

【試題分析】該題以干旱地區(qū)的植物為情境載體，設(shè)置了特殊事實(shí)——該類植物的氣孔白天關(guān)閉，夜間開放及夜間吸收CO2存儲(chǔ)在液泡中為白天進(jìn)行光合作用提供原料，以白天葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所及光合作用所需CO2的來(lái)源為設(shè)問(wèn)方向。

【易錯(cuò)分析】①場(chǎng)所填寫不全。原因是忽略葉肉細(xì)胞在白天同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，兩個(gè)生理過(guò)程均產(chǎn)生ATP，其中呼吸作用的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，光合作用產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所為葉綠體的類囊體。②不明確第二空的答題方向?？忌季S受到題干干擾而忽視了呼吸作用產(chǎn)生的CO2可用于光合作用的事實(shí)。

【難點(diǎn)突破】分析葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所時(shí)，一定要分析設(shè)問(wèn)的預(yù)設(shè)條件，無(wú)光時(shí)答出呼吸作用的場(chǎng)所即可，有光時(shí)需要答出呼吸作用及光合作用兩種生理過(guò)程的場(chǎng)所。另外，還需注意設(shè)問(wèn)的要求，是否涉及具體場(chǎng)所，若涉及具體場(chǎng)所直接答線粒體及葉綠體是不能得分的，在沒(méi)有把握的情況下，宜詳不宜簡(jiǎn)。

(二)情境載體為整株植物的試題

【例2】植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時(shí)環(huán)境中的CO2濃度，已知甲種植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)大于乙種植物的，回答下列問(wèn)題：

(1)將正常生長(zhǎng)的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)，培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是________，甲種植物凈光合速率為0時(shí)，乙種植物凈光合速率________(填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

(2)若將甲種植物密閉在無(wú)O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是________。

【試題分析】該題以植物(包括根、莖、葉等器官)為情境載體，設(shè)置了解題關(guān)鍵條件——甲植物的補(bǔ)償點(diǎn)大于乙植物的(說(shuō)明乙植物進(jìn)行光合作用所需的CO2濃度較甲植物低)，以推測(cè)原料對(duì)光合作用和呼吸作用的影響為設(shè)問(wèn)方向。具體為①設(shè)問(wèn)方向?yàn)榧?、乙植物在CO2濃度有限的情況下，光合作用下降的原因以及在特定的低濃度CO2情況下比較甲、乙兩種植物的凈光合速率；②設(shè)問(wèn)方向?yàn)楣夂献饔卯a(chǎn)物與有氧呼吸的關(guān)系。

【難點(diǎn)突破】①植物的凈光合速率為葉綠體中光合速率與細(xì)胞呼吸速率的差值，凈光合速率為0時(shí)的光照強(qiáng)度(CO2濃度)即稱為光(CO2)補(bǔ)償點(diǎn)。在適宜光照條件下，密閉容器中的不同種植物存在因爭(zhēng)奪CO2發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，此時(shí)光補(bǔ)償點(diǎn)越小越有利于植物生存。②有氧呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)說(shuō)明供氧量增大，植物在無(wú)氧環(huán)境中一段時(shí)間后出現(xiàn)氧氣增多的現(xiàn)象，說(shuō)明植物自身產(chǎn)生了氧氣。

【易錯(cuò)提醒】植物凈光合速率不等同于葉肉細(xì)胞的凈光合速率，前者指葉肉細(xì)胞制造有機(jī)物的量等于整個(gè)植株消耗的有機(jī)物量，后者指葉肉細(xì)胞制造有機(jī)物的量等于葉肉細(xì)胞消耗的有機(jī)物量。當(dāng)植物凈光合速率為0時(shí)，植物表現(xiàn)為不生長(zhǎng)；當(dāng)葉肉細(xì)胞的凈光合速率為0時(shí)，植物處于負(fù)生長(zhǎng)狀態(tài)。

【考點(diǎn)延伸】情境載體為植物整體時(shí)，常見(jiàn)的情境為凈光合速率的比較及植物生長(zhǎng)情況的判斷，或者呼吸作用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，因植株在光照情況下同時(shí)進(jìn)行光合作用和呼吸作用，因此在測(cè)呼吸作用速率時(shí)需在無(wú)光條件下進(jìn)行。該情境的試題通常思維量及語(yǔ)言表述量較大，是考生丟分的常見(jiàn)題型，需要備考教師特別關(guān)注。

(三)情境載體為產(chǎn)乳酸的植物的試題

【例3】(2022年，全國(guó)卷Ⅱ，第2題)馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無(wú)氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是()

A.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖

B.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來(lái)

C.馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程不能生成ATP

D.馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏庫(kù)中氧氣濃度的升高會(huì)增加酸味的產(chǎn)生

【試題分析】該題以馬鈴薯塊莖為情境載體，具體設(shè)問(wèn)方向?yàn)闊o(wú)氧呼吸的產(chǎn)物；無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸的原料；無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程能否生成ATP；儲(chǔ)藏環(huán)境中氧氣濃度與乳酸生成的關(guān)系。

【易錯(cuò)分析】考生容易忽視特例植物可產(chǎn)乳酸以及無(wú)氧呼吸只有第一階段才釋放能量的事實(shí)。

【備考策略】該類試題以考生是否能辨識(shí)植物中產(chǎn)乳酸的特例為考查目的，因此備考時(shí)教師不僅要檢測(cè)學(xué)生是否掌握了細(xì)胞呼吸的過(guò)程，還需要設(shè)計(jì)情境增強(qiáng)考生對(duì)玉米胚、馬鈴薯塊莖等特例的辨識(shí)能力。

(四)情境載體為根細(xì)胞的試題

【例4】(2022年，全國(guó)甲卷，第29題節(jié)選)植物的根細(xì)胞可以通過(guò)不同方式吸收外界溶液中的K+?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(3)細(xì)胞外的K+可以通過(guò)載體蛋白逆濃度梯度進(jìn)入植物的根細(xì)胞。在有呼吸抑制劑的條件下，根細(xì)胞對(duì)K+的吸收速率降低，原因是________。

【試題分析】該題以根細(xì)胞為情境載體，以呼吸作用與主動(dòng)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系為設(shè)問(wèn)方向，考查考生的科學(xué)思維，從“逆濃度梯度”可判斷細(xì)胞外的K+進(jìn)入植物根細(xì)胞的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量，能量來(lái)源于呼吸作用，難度主要體現(xiàn)在語(yǔ)言表述能力方面。

【考點(diǎn)延伸】情境載體為根細(xì)胞的試題情境設(shè)置通常為中耕松土、長(zhǎng)期被水浸泡、添加呼吸抑制劑等，可與主動(dòng)運(yùn)輸聯(lián)系考查能量的供應(yīng)情況，或考查細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所、缺氧及有氧條件下細(xì)胞呼吸產(chǎn)物及能量釋放的情況等。

(五)情境載體為種子的試題

【例5】(2022年，全國(guó)卷Ⅰ，第4題)若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā)，得到n株黃化苗。那么，與萌發(fā)前的這n粒干種子相比，這些黃化苗的有機(jī)物總量和呼吸強(qiáng)度表現(xiàn)為()

A.有機(jī)物總量減少，呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)

B.有機(jī)物總量增加，呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)

C.有機(jī)物總量減少，呼吸強(qiáng)度減弱

D.有機(jī)物總量增加，呼吸強(qiáng)度減弱

【例6】有些作物的種子入庫(kù)前需要經(jīng)過(guò)風(fēng)干處理，與風(fēng)干前相比，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.風(fēng)干種子中有機(jī)物的消耗減慢

B.風(fēng)干種子上微生物不易生長(zhǎng)繁殖

C.風(fēng)干種子中細(xì)胞呼吸作用的強(qiáng)度高

D.風(fēng)干種子中結(jié)合水與自由水的比值大

【試題分析】例5以黃化苗及干種子為情境載體，例6以風(fēng)干種子及新鮮種子為情境載體，前者的設(shè)問(wèn)方向?yàn)楸容^兩者有機(jī)物總量的變化及呼吸作用強(qiáng)度，后者的設(shè)問(wèn)方向?yàn)楸容^兩種種子有機(jī)物消耗情況、種子上微生物生長(zhǎng)情況、細(xì)胞呼吸作用強(qiáng)度、結(jié)合水與自由水的比值。兩題的考查方向有部分相同。

【易錯(cuò)分析】考生因不清楚風(fēng)干種子與新鮮種子的區(qū)別以及黃化苗不能進(jìn)行光合作用的事實(shí)而出錯(cuò)。風(fēng)干種子是新鮮種子失去大部分自由水后形成的，黃化苗是缺乏光合色素的植物幼苗，其形成原因有先天的遺傳因素及后天因素——萌發(fā)時(shí)無(wú)光照導(dǎo)致光合色素不能正常合成。

【考點(diǎn)延伸】解答種子相關(guān)的試題離不開以下相關(guān)知識(shí)的儲(chǔ)備：①含水量的多少是新鮮種子、萌發(fā)的種子與風(fēng)干種子的主要區(qū)別。②干種子、新鮮種子、萌發(fā)的種子、黃化苗及幼苗(能進(jìn)行光合作用)均通過(guò)呼吸作用提供能量來(lái)維持其活性，除幼苗外，其余種子及黃化苗的有機(jī)物總量均隨時(shí)間的推移而減少，但干種子因自由水減少，細(xì)胞代謝變慢，消耗有機(jī)物量少于其他兩種種子。幼苗的生長(zhǎng)情況視凈光合速率的情況而定。

二、以動(dòng)物或人為情境載體的試題

【例7】(2022年，全國(guó)卷Ⅱ，第31題節(jié)選)人在劇烈奔跑運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體會(huì)出現(xiàn)一些生理變化。回答下列問(wèn)題：

(1)劇烈奔跑運(yùn)動(dòng)時(shí)肌細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)________，這一呼吸方式會(huì)導(dǎo)致肌肉有酸痛感。

【試題分析】該題以人體肌肉細(xì)胞為情境載體，設(shè)問(wèn)方向?yàn)閷?dǎo)致肌肉有酸痛感的呼吸方式。

【易錯(cuò)分析】考生由于審題失誤忽視了關(guān)鍵詞“呼吸方式”，從而導(dǎo)致錯(cuò)答“乳酸”。

【例8】(2022年，山東卷，第2題)癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無(wú)氧呼吸產(chǎn)生ATP,這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)”。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要大量吸收葡萄糖

B.癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過(guò)程會(huì)生成少量ATP

C.細(xì)胞呼吸作用過(guò)程中丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用

D.消耗等量的葡萄糖,癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少

【試題分析】本題以癌細(xì)胞為情境載體，給出癌細(xì)胞在有氧條件下也主要依賴無(wú)氧呼吸供能的事實(shí)，考查消耗底物的多少、無(wú)氧呼吸過(guò)程及與有氧呼吸的比較等。

【考點(diǎn)延伸】以動(dòng)物細(xì)胞為情境載體的試題考查的知識(shí)點(diǎn)通常為細(xì)胞呼吸的概念、呼吸方式的辨別、不同呼吸方式的物質(zhì)變化及能量變化、細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所、不同動(dòng)物在不同溫度下細(xì)胞呼吸的耗氧量的分析、細(xì)胞呼吸原理的運(yùn)用等。

【必備知識(shí)】①動(dòng)物或人等機(jī)體的呼吸方式主要是有氧呼吸，無(wú)氧呼吸只在缺氧條件下骨骼肌中進(jìn)行，產(chǎn)物為乳酸，不生成二氧化碳，以糖類為底物的細(xì)胞呼吸過(guò)程中消耗的氧氣量始終等于產(chǎn)生的二氧化碳量。

②多細(xì)胞動(dòng)物所需要的氧氣來(lái)自內(nèi)環(huán)境，不會(huì)直接從外界環(huán)境獲得。

③恒溫動(dòng)物維持正常的生命活動(dòng)時(shí)需要機(jī)體保持基本的呼吸強(qiáng)度。

④體溫來(lái)自細(xì)胞呼吸釋放的熱能，不同環(huán)境條件下變溫動(dòng)物及恒溫動(dòng)物耗氧量變化的分析是以一定范圍為前提條件的。

三、以微生物為情境載體的試題

【例9】(2022年，全國(guó)甲卷，第2題)某同學(xué)將酵母菌接種在馬鈴薯培養(yǎng)液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不可能得到的結(jié)果是()

A.該菌在有氧條件下能夠繁殖

B.該菌在無(wú)氧呼吸的過(guò)程中無(wú)丙酮酸產(chǎn)生

C.該菌在無(wú)氧條件下能夠產(chǎn)生乙醇

D.該菌在有氧和無(wú)氧條件下都能產(chǎn)生CO2

【例10】(2022年，山東卷，第12題)我國(guó)的釀酒技術(shù)歷史悠久，古人在實(shí)際生產(chǎn)中積累了很多經(jīng)驗(yàn)?！洱R民要術(shù)》記載:將蒸熟的米和酒曲混合前需要“浸曲發(fā)，如魚眼湯，凈淘米八斗，炊作飯，舒令極冷”。意思是將酒曲浸到活化，冒出魚眼大小的氣泡,把八斗米淘凈,蒸熟,攤開冷透。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.“浸曲發(fā)”過(guò)程中酒曲中的微生物代謝加快

B.“魚眼湯”現(xiàn)象是微生物呼吸作用產(chǎn)生的CO2釋放形成的

C.“凈淘米”是為消除雜菌對(duì)釀酒過(guò)程的影響而采取的主要措施

D.“舒令極冷”的目的是防止蒸熟的米溫度過(guò)高導(dǎo)致酒曲中的微生物死亡

【試題分析】例9以酵母菌為情境載體，例10以釀酒的微生物(主要為酵母菌)為載體，但融入了語(yǔ)文學(xué)科知識(shí)，增大了考生辨別情境載體的難度。前者設(shè)問(wèn)方向?yàn)榻湍妇姆敝硹l件、無(wú)氧呼吸的過(guò)程及有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的區(qū)別。后者的設(shè)問(wèn)方向?yàn)榕c語(yǔ)文學(xué)科進(jìn)行綜合，其中，“浸曲發(fā)”指恢復(fù)酒