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人教(2019)生物必修1课时训练
5.3 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 细胞呼吸的方式、有氧呼吸
一、选择题
1.在一定条件下,某同学利用葡萄糖溶液培养酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式。在该实验中不会出现的现象是( A )
A.只有在无氧条件下酵母菌才能进行增殖并代谢产生CO2
B.酒精与酸性重铬酸钾溶液混合后,溶液出现灰绿色
C.CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
D.用葡萄糖溶液培养酵母菌时,培养液的温度会发生变化
解析:酵母菌属于兼性厌氧型生物,在有氧和无氧条件下,酵母菌都能进行增殖;酵母菌无氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应使其变成灰绿色;酵母菌细胞呼吸产生的CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄;用葡萄糖溶液培养酵母菌时,酵母菌能进行有氧呼吸和无氧呼吸,都能释放出能量,使培养液的温度发生
变化。
2.某兴趣小组用质量分数为5%的葡萄糖溶液培养酵母菌并探究其细胞呼吸的方式,实验装置如图所示。下列相关叙述正确的是( B )
A.实验开始后,甲瓶中气体的产生速率不断加快
B.实验后期,可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中有无酒精生成
C.若给甲瓶通入空气,则乙瓶中溶液变成黄色所需要的时间变长
D.若乙瓶中溶液变成了黄色,则表明酵母菌进行有氧呼吸产生了CO2
解析:实验初始时,甲中含有一定的氧气,酵母菌进行有氧呼吸产生CO2,随着氧气消耗完,酵母菌进行无氧呼吸产生CO2,由于葡萄糖不断被消耗,所以酵母菌的呼吸会逐渐减弱,故实验开始后,甲瓶中气体的产生速率会先增加后减少;酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用酸性重铬酸钾溶液鉴定,由橙色变成灰绿色,实验后期由于酵母菌进行了无氧呼吸,因此可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中有无酒精生成;若给甲瓶通入空气,则酵母菌会进行有氧呼吸,促进酵母菌的繁殖,产生的CO2增加,则乙瓶中溶液变成黄色所需要的时间变短;CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均能产生CO2,所以若乙瓶中溶液变成了黄色,不能表明酵母菌进行有氧呼吸产生了CO2。
3.含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O 转移的途径是( D )
A.葡萄糖—丙酮酸—水
B.葡萄糖—丙酮酸—氧
C.葡萄糖—氧—水
D.葡萄糖—丙酮酸—二氧化碳
解析:在细胞质基质中,含18O的C6H12O6在酶的作用下分解为丙酮酸和[H],丙酮酸进入线粒体后与水反应,彻底分解成CO2,所以含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O转移的途径应是葡萄糖—丙酮酸—二氧化碳。
4.细胞呼吸的实质是有机物在体内的氧化分解。有机物经体外燃烧和体内彻底氧化分解都会释放能量。下列相关说法中不正确的是( C )
A.体内彻底氧化分解有机物的过程是在温和条件下进行的
B.细胞呼吸过程中有机物中的能量通过氧化分解逐步释放
C.两种情况下都能产生CO2和H2O,且能量都以热能的形式放出
D.等质量的脂肪与葡萄糖相比,前者在燃烧或氧化分解时耗氧多、产能多
解析:有机物在体外燃烧时释放能量迅速,而且能量的释放是在剧烈条件下进行的,所有能量都是以光能和热能的形式散失;有机物在体内氧化分解时,能量是缓慢而逐步地释放出来的,而且有一定比例的能量储存在ATP分子中。由于脂肪分子中含有更多的氢元素、更少的氧元素,因此脂肪的氧化分解耗氧多、产生的能量多。
5.细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水,2,4二硝基苯酚(DNP)对该过程没有影响,但能抑制ATP合成。下列叙述正确的是( C )
A.DNP不会影响有氧呼吸的第一阶段
B.DNP主要在线粒体基质中发挥作用
C.DNP作用于肌细胞时,线粒体内膜上散失的热能将增加
D.DNP能抑制人体血液中葡萄糖进入红细胞,进而抑制细胞有氧呼吸过程
解析:有氧呼吸第一阶段能产生ATP,因此DNP会影响有氧呼吸第一阶段;根据题意,DNP主要在线粒体内膜中发挥作用,抑制有氧呼吸第三阶段中ATP的合成;根据题意,DNP作用于组织细胞,使线粒体内膜的酶无法催化形成ATP,能量以热能形式散失,故线粒体内膜上散失的热能将增加;葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散,不需要消耗能量,故DNP对葡萄糖进入红细胞过程无影响。
6.研究表明,位于线粒体膜的ATP合成酶可以将H+顺浓度梯度转移至线粒体基质,同时驱动ATP合成。下列叙述正确的是( D )
A.线粒体内外膜均有ATP合成酶分布
B.H+进入线粒体基质需要消耗ATP
C.线粒体可将葡萄糖彻底氧化分解
D.该过程发生时伴随着水的生成
解析:线粒体外膜没有ATP合成酶;据题意可知,H+顺浓度梯度通过ATP合成酶进入线粒体基质,故H+以协助扩散方式通过ATP合成酶进入线粒体基质,不消耗能量;线粒体在有氧条件下可以将丙酮酸进行彻底的氧化分解;题述过程发生在线粒体内膜,属于有氧呼吸第三阶段,由O2和[H]反应生成水并释放大量的能量。
7.如图表示有氧呼吸的主要场所线粒体的结构示意图,有氧呼吸过程中CO2产生和水消耗的场所分别是( D )
A.①② B.②②
C.②③ D.③③
解析:图中的①②③依次表示线粒体外膜、内膜、基质。在线粒体基质中发生有氧呼吸的第二阶段,其过程是丙酮酸与水反应生成CO2和[H],并释放少量能量。
8.如图所示为细胞呼吸的实验装置,a、b两锥形瓶内各放一些湿棉花,瓶塞上各吊一个熟石灰包,并插入温度计,分别有导管从瓶内通入水中。a瓶装入萌发的种子,b瓶装入等量的煮熟的种子。48 h后,预期所能观察到的变化是( A )
A.a瓶温度上升,与其连接的导管内水柱上升明显
B.b瓶温度上升,与其连接的导管内水柱上升明显
C.a瓶温度上升,与b瓶连接的导管内水柱上升明显
D.b瓶温度上升,与a瓶连接的导管内水柱上升明显
解析:a瓶中萌发的种子生命活动旺盛,主要进行细胞呼吸,吸收瓶内的氧气,释放CO2,但CO2被熟石灰吸收,瓶内气压下降,与之相连的导管内水柱上升;在细胞呼吸过程中要释放能量,并且大部分能量都转化成热能,所以a瓶温度上升。而b瓶装的是煮熟的种子,不再进行细胞呼吸等生命活动,所以温度、水柱基本无变化。
9.如图是测定植物细胞呼吸的装置。请据图回答下列问题。
(1)B瓶内石灰水的作用是 ;
D瓶内石灰水的作用是 。
(2)为什么要用不透光的玻璃罩罩住植物
。
(3)如果将植物换成萌发的种子,实验结果会怎样
。
解析:(1)B瓶内石灰水的作用是检验CO2是否被完全吸收;D瓶内石灰水的作用是检验细胞呼吸是否产生CO2。
(2)用不透光的玻璃罩罩住植物防止植物进行光合作用干扰实验结果。
(3)萌发的种子与遮光条件下的植物细胞呼吸的方式相同,故实验结果与绿色植物相同。
答案:(1)检验CO2是否被完全吸收 检验细胞呼吸是否产生CO2 (2)防止植物进行光合作用干扰实验结果 (3)实验结果与绿色植物相同
10.如图是有氧呼吸过程的图解,据图回答下列问题。
(1)有氧呼吸是从 的氧化分解开始的,全过程分为 个阶段。
(2)有氧呼吸的主要场所是 ,进入该场所的呼吸底物是 ;释放的CO2是在第 阶段产生的;H2O是在第 阶段形成的;产生ATP最多的是第 阶段。
(3)有氧呼吸中氧的作用是 。
解析:(1)有氧呼吸是从葡萄糖的氧化分解开始的,全过程分为三个
阶段。
(2)有氧呼吸的主要场所是线粒体。有氧呼吸的第一个阶段发生在细胞质基质中,其过程是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,产生少量的[H],并释放少量的能量;有氧呼吸的第二个阶段发生在线粒体基质中,其过程是丙酮酸与水一起被彻底分解生成CO2和[H],释放少量的能量;有氧呼吸的第三个阶段是在线粒体内膜上完成的,其过程是前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O,并释放大量的能量。综上所述,进入线粒体的呼吸底物是丙酮酸;释放的CO2是在第二阶段产生的;H2O是在第三阶段形成的;产生ATP最多的是第三阶段。
(3)有氧呼吸中氧的作用是与[H]结合生成水,同时生成大量的ATP。
答案:(1)葡萄糖 三
(2)线粒体 丙酮酸 二 三 三
(3)与[H]结合生成水,同时生成大量的ATP
11.如图是有氧呼吸过程的示意图,①②③表示反应阶段。下列叙述正确的是( C )
A.葡萄糖中的大部分能量在①阶段释放
B.②阶段需要①阶段产生的[H]
C.三个阶段均需要酶的参与
D.①②阶段为③阶段顺利进行直接供能
解析:葡萄糖中的大部分能量在有氧呼吸的第三阶段,即图中的③阶段释放;②阶段不需要①阶段产生的[H],③阶段需要①②阶段产生的[H]参与反应;有氧呼吸每个阶段都需要酶的参与;细胞生命活动的直接能源物质是ATP,③阶段是放能过程,不消耗ATP,①②阶段产生的ATP用于其他生命活动。
12.如图为某生物小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式实验设计的装置。下列叙述正确的是( D )
A.实验自变量为温度
B.乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2
C.气泵泵入的气体应先除去O2
D.该实验为对比实验,乙、丙两试管均为实验组
解析:该实验的自变量是氧气的有无;乙是验证酵母菌有氧呼吸方式的,需要氧气,所以不需要除去O2;气泵泵入的气体含有O2,但应先除去CO2。
13.(不定项)在图1玻璃容器内,装入一定量的适合酵母菌生长的营养液,并接种少量的酵母菌,每隔一段时间测定酵母菌的种群数量和乙醇含量,得到如图2所示曲线。下列相关叙述正确的是( BD )
A.O～t1段酵母菌细胞呼吸释放的能量主要来自细胞质基质内进行的生理活动
B.t1～t2段酵母菌数量增长缓慢可能是因部分酵母菌细胞呼吸释放的能量不足
C.t2～t3段酵母菌数量减少的唯一外因是营养液中营养物质减少
D.实验中,常用溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液来测定乙醇是否产生
解析:O～t1段没有酒精产生,说明此时段酵母菌只进行有氧呼吸,而有氧呼吸的主要场所是线粒体;t1～t2段有酒精产生,且酵母菌数量也在增加,说明此时段部分酵母菌进行有氧呼吸,部分酵母菌进行无氧呼吸,其数量增长缓慢可能是因为进行无氧呼吸的酵母菌释放的能量不足,繁殖速度较慢;在t2～t3段由于营养物质的消耗、有害代谢产物的积累等外界因素,部分酵母菌死亡,使酵母活菌数下降;检测酒精是否产生时,先在试管中加入发酵液2 mL,再向试管中滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液,轻轻振荡,观察试管中溶液的颜色变化。
14.(不定项)有学者欲研究影响豌豆幼苗细胞线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化,结果如图(图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析错误的是( ABD )
A.过程①没有进行有氧呼吸第三阶段
B.过程②耗氧速率比③慢的主要原因是呼吸底物葡萄糖不足
C.过程④耗氧速率降低和过程⑤耗氧速率加快的主要原因都是ADP含量变化
D.对本实验数据的分析,不需要考虑因变量氧气浓度的影响
解析:由题图曲线可知,加入线粒体后,①过程氧气浓度略有下降,说明在线粒体中进行了有氧呼吸的第三阶段,消耗少量氧气;过程②氧气浓度降低的速率较慢,但加入呼吸底物后,过程③氧气浓度的下降速度加快,说明过程②耗氧速率变化的原因是呼吸底物不足,由于线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸,因此呼吸底物是丙酮酸;④过程氧气浓度降低的速率较慢,但加入ADP后,⑤过程氧气浓度的下降速率加快,说明两者耗氧速率变化的主要原因是ADP含量变化;氧气浓度会影响有氧呼吸第三阶段的速率,所以本实验需要考虑因变量氧气浓度的影响。
二、非选择题
15.某生物研究小组为了验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精,他们依据“酒精具有还原性,可使酸性重铬酸钾变为灰绿色”的原理进行实验,装置如图。请分析回答下列问题。
(1)A装置中滴加石蜡油的目的是 。
(2)A、D装置中“注射器”的作用是 。
(3)实验10 min后,从A、D两装置中各抽取2 mL溶液,加入酸性重铬酸钾溶液后摇匀,均出现了灰绿色。甲、乙两同学对于D装置出现灰绿色提出了不同的解释:甲同学认为D装置也产生了酒精;乙同学认为是由D装置中的葡萄糖未消耗完导致的。甲同学解释的依据是
。
乙同学解释的依据是
,若设计实验判断此依据是否正确,其基本思路是 。
若实验结果是由乙同学分析的原因导致,则实验操作应如何改进
。
解析:(1)本实验的目的是验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精,A装置为无氧呼吸装置,滴加石蜡油的目的是隔绝空气,营造无氧的环境。
(2)A、D装置中“注射器”的作用是便于取等量样液用于检测是否产生酒精。
(3)甲同学解释的依据是供氧不足或局部缺氧可能导致酵母菌无氧呼吸产生酒精。乙同学解释的依据是葡萄糖具有还原性,也可能使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色,若设计实验判断此依据是否正确,可直接取2 mL葡萄糖溶液,向其中加入酸性重铬酸钾溶液,观察颜色是否变化。若实验结果是由乙同学分析的原因导致,即葡萄糖具有还原性导致酸性重铬酸钾溶液变灰绿色,则实验操作时必须保证葡萄糖消耗完,因此可延长反应时间,等到A、D装置中的葡萄糖消耗完,再抽取溶液进行检测。
答案:(1)隔绝空气,营造无氧环境
(2)便于取等量样液用于检测
(3)供氧不足或局部缺氧可能导致酵母菌无氧呼吸产生酒精 葡萄糖具有还原性,也可能使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色 直接向2 mL葡萄糖溶液中加入酸性重铬酸钾溶液,观察颜色变化 延长反应时间,等A、D装置中的葡萄糖消耗完,再抽取溶液进行检测
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5.3 细胞呼吸的原理和应用
第1课时 细胞呼吸的方式、有氧呼吸
一、选择题
1.在一定条件下,某同学利用葡萄糖溶液培养酵母菌并探究酵母菌细胞呼吸的方式。在该实验中不会出现的现象是( )
A.只有在无氧条件下酵母菌才能进行增殖并代谢产生CO2
B.酒精与酸性重铬酸钾溶液混合后,溶液出现灰绿色
C.CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
D.用葡萄糖溶液培养酵母菌时,培养液的温度会发生变化
2.某兴趣小组用质量分数为5%的葡萄糖溶液培养酵母菌并探究其细胞呼吸的方式,实验装置如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.实验开始后,甲瓶中气体的产生速率不断加快
B.实验后期,可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中有无酒精生成
C.若给甲瓶通入空气,则乙瓶中溶液变成黄色所需要的时间变长
D.若乙瓶中溶液变成了黄色,则表明酵母菌进行有氧呼吸产生了CO2
3.含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O 转移的途径是( D )
A.葡萄糖—丙酮酸—水
B.葡萄糖—丙酮酸—氧
C.葡萄糖—氧—水
D.葡萄糖—丙酮酸—二氧化碳
4.细胞呼吸的实质是有机物在体内的氧化分解。有机物经体外燃烧和体内彻底氧化分解都会释放能量。下列相关说法中不正确的是( )
A.体内彻底氧化分解有机物的过程是在温和条件下进行的
B.细胞呼吸过程中有机物中的能量通过氧化分解逐步释放
C.两种情况下都能产生CO2和H2O,且能量都以热能的形式放出
D.等质量的脂肪与葡萄糖相比,前者在燃烧或氧化分解时耗氧多、产能多
5.细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水,2,4二硝基苯酚(DNP)对该过程没有影响,但能抑制ATP合成。下列叙述正确的是( )
A.DNP不会影响有氧呼吸的第一阶段
B.DNP主要在线粒体基质中发挥作用
C.DNP作用于肌细胞时,线粒体内膜上散失的热能将增加
D.DNP能抑制人体血液中葡萄糖进入红细胞,进而抑制细胞有氧呼吸过程
6.研究表明,位于线粒体膜的ATP合成酶可以将H+顺浓度梯度转移至线粒体基质,同时驱动ATP合成。下列叙述正确的是( )
A.线粒体内外膜均有ATP合成酶分布
B.H+进入线粒体基质需要消耗ATP
C.线粒体可将葡萄糖彻底氧化分解
D.该过程发生时伴随着水的生成
7.如图表示有氧呼吸的主要场所线粒体的结构示意图,有氧呼吸过程中CO2产生和水消耗的场所分别是( )
A.①② B.②②
C.②③ D.③③
8.如图所示为细胞呼吸的实验装置,a、b两锥形瓶内各放一些湿棉花,瓶塞上各吊一个熟石灰包,并插入温度计,分别有导管从瓶内通入水中。a瓶装入萌发的种子,b瓶装入等量的煮熟的种子。48 h后,预期所能观察到的变化是( )
A.a瓶温度上升,与其连接的导管内水柱上升明显
B.b瓶温度上升,与其连接的导管内水柱上升明显
C.a瓶温度上升,与b瓶连接的导管内水柱上升明显
D.b瓶温度上升,与a瓶连接的导管内水柱上升明显
9.如图是测定植物细胞呼吸的装置。请据图回答下列问题。
(1)B瓶内石灰水的作用是 ;
D瓶内石灰水的作用是 。
(2)为什么要用不透光的玻璃罩罩住植物
。
(3)如果将植物换成萌发的种子,实验结果会怎样
。
10.如图是有氧呼吸过程的图解,据图回答下列问题。
(1)有氧呼吸是从 的氧化分解开始的,全过程分为 个阶段。
(2)有氧呼吸的主要场所是 ,进入该场所的呼吸底物是 ;释放的CO2是在第 阶段产生的;H2O是在第 阶段形成的;产生ATP最多的是第 阶段。
(3)有氧呼吸中氧的作用是 。
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11.如图是有氧呼吸过程的示意图,①②③表示反应阶段。下列叙述正确的是( )
A.葡萄糖中的大部分能量在①阶段释放
B.②阶段需要①阶段产生的[H]
C.三个阶段均需要酶的参与
D.①②阶段为③阶段顺利进行直接供能
12.如图为某生物小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式实验设计的装置。下列叙述正确的是( )
A.实验自变量为温度
B.乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2
C.气泵泵入的气体应先除去O2
D.该实验为对比实验,乙、丙两试管均为实验组
13.(不定项)在图1玻璃容器内,装入一定量的适合酵母菌生长的营养液,并接种少量的酵母菌,每隔一段时间测定酵母菌的种群数量和乙醇含量,得到如图2所示曲线。下列相关叙述正确的是( )
A.O～t1段酵母菌细胞呼吸释放的能量主要来自细胞质基质内进行的生理活动
B.t1～t2段酵母菌数量增长缓慢可能是因部分酵母菌细胞呼吸释放的能量不足
C.t2～t3段酵母菌数量减少的唯一外因是营养液中营养物质减少
D.实验中,常用溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液来测定乙醇是否产生
14.(不定项)有学者欲研究影响豌豆幼苗细胞线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化,结果如图(图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析错误的是( )
A.过程①没有进行有氧呼吸第三阶段
B.过程②耗氧速率比③慢的主要原因是呼吸底物葡萄糖不足
C.过程④耗氧速率降低和过程⑤耗氧速率加快的主要原因都是ADP含量变化
D.对本实验数据的分析,不需要考虑因变量氧气浓度的影响
二、非选择题
15.某生物研究小组为了验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精,他们依据“酒精具有还原性,可使酸性重铬酸钾变为灰绿色”的原理进行实验,装置如图。请分析回答下列问题。
(1)A装置中滴加石蜡油的目的是 。
(2)A、D装置中“注射器”的作用是 。
(3)实验10 min后,从A、D两装置中各抽取2 mL溶液,加入酸性重铬酸钾溶液后摇匀,均出现了灰绿色。甲、乙两同学对于D装置出现灰绿色提出了不同的解释:甲同学认为D装置也产生了酒精;乙同学认为是由D装置中的葡萄糖未消耗完导致的。甲同学解释的依据是
。
乙同学解释的依据是
,若设计实验判断此依据是否正确,其基本思路是 。
若实验结果是由乙同学分析的原因导致,则实验操作应如何改进
。
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