【中学教材全解】高中生物（人教版必修1）同步练测：第5章 第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸（含答案详解）

第5章 第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸 同步练测（人教版必修1）
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分。）
1.下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸
B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与O2结合生成水
C.无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D.质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
2.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中氧原子的转移途径，18O转移的途径正确的是( )
A.葡萄糖→丙酮酸→水
B.葡萄糖→丙酮酸→O2
C.葡萄糖→O2→水
D.葡萄糖→丙酮酸→CO2
3.下列有关细胞呼吸的叙述中，不正确的是（ ）
A.有氧呼吸的第一阶段与无氧呼吸的第一阶段发生的场所和过程都相同
B.有氧呼吸在第三阶段形成水
C.蓝藻细胞有氧呼吸的过程主要在线粒体中进行[来源:Zxxk.Com]
D.骨骼肌细胞和甜菜块根细胞无氧呼吸的产物都是乳酸
4.下图为某同学构建的在晴朗白天植物的有氧呼吸过程图，下列有关说法正确的是( )
[来源:学。科。网Z。X。X。K]
A.催化2→3的酶存在于线粒体内膜上
B.产生的8主要用于合成ATP
C.6部分来自叶绿体
D.3全部释放到大气中
5.酵母菌被广泛用于发酵。为研究酒精发酵的产物，某研究小组设计了如下图所示的装置图。在1号和2号试管中均加入3 mL蒸馏水和少许质量分数为0.1%的BTB溶液至蓝绿色(若为较强酸性时，BTB溶液呈黄色)。下列有关叙述合理的是( )
A.1号试管可以去除或将其中的BTB溶液换成澄清石灰水
B.该装置无法检验CO2的生成，需再补充其他装置
C.温度偏高，导致发酵管内O2较少，酵母菌繁殖速率减慢，不利于发酵
D.为使发酵管中尽量少地含有O2，应先将葡萄糖溶液煮沸，待冷却后加入鲜酵母，再加入少许石蜡油，使之浮于混合液表面
6.下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。以下分析不正确的是( )
A.从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在b点。由a到b可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快
B.乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸类型，曲线Ⅱ表示有氧呼吸类型
C.如果乙图中曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的细胞呼吸，那么在de段根细胞内积累的物质是乳酸
D.曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
7.为了探究酵母菌细胞呼吸的方式，某同学将实验材料和用具按下图所示安装好。以下关于该实验的说法，错误的是( )
A.甲、乙组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式
B.加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2
C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入b瓶中变成灰绿色，证明有酒精产生
D.乙组b瓶先封口放置一段时间的目的是消耗瓶中的O2以形成无氧的环境
8.下图所示是验证细胞呼吸产生CO2的实验装置，在透明的容器B中放入湿润的种子。以下说法中正确的是( )
A.在光照条件下，澄清石灰水不会变浑浊
B.种子不进行光合作用，检测到的CO2是细胞呼吸产生的
C.在黑暗条件下，种子不进行细胞呼吸
D.光照条件下若澄清石灰水变浑浊，是由于光照下种子的光合作用旺盛
9.按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养8～10 h，并对实验结果进行分析。下列叙述正确的是（ ）
实验材料
取样
处理
分组
培养液
供氧情况
适宜浓度酵母菌液
50 mL[来源:Z#xx#k.Com]
破碎细胞（细胞器完整）
甲[来源:Zxxk.Com]
25 mL
75 mL
无氧
乙
25 mL
75 mL
通氧
50 mL
未处理
丙
25 mL
75 mL
无氧
丁
25 mL
75 mL
通氧
A.甲组不产生CO2，乙组产生CO2
B.甲组的酒精产量与丙组相同
C.丁组能量转换率与丙组相同
D.丁组的O2消耗量大于乙组
10.将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四种条件下培养，测得CO2和O2体积变化的相对值如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸
B.乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
C.丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少
D.丁条件下，产物中的CO2全部来自线粒体
11.食品保存的方法有很多，其原理不完全相同。下列哪项方法的原理与其他三项不同( )
A.在地窖中保存蔬菜
B.鱼肉腌制保存
C.种子晒干保存
D.水果低温保存
12.下列各项应用中利用的是细胞呼吸原理的是( )
①贮存种子 ②果蔬保鲜 ③中耕松土 ④水稻田的翻晒 ⑤合理密植 ⑥糖渍、盐渍食品 ⑦用透气的消毒纱布包扎伤口 ⑧间作、套种
A.②③④⑤⑥ B.①②③④⑦
C.②③④⑦⑧ D.①②③④⑤⑥⑦⑧
二、非选择题（共40分）
13.（15分）生物细胞呼吸的底物(有机物)种类及含量的差异会导致细胞呼吸释放的CO2与吸收的O2的比值发生差异，这可用呼吸熵表示：呼吸熵(RQ)＝细胞呼吸释放的CO2/细胞呼吸吸收的O2。为了测定种子萌发的呼吸熵，现准备了3个锥形瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的小麦种子、质量分数为10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等，并组装成下面的三套装置。
其中甲实验装置设计如下：锥形瓶内放入一个盛有质量分数为10%的NaOH溶液的小烧杯，杯中插入一根滤纸折叠条。瓶底放入一些用蒸馏水浸泡过的滤纸圆片，再将经消毒并充分吸胀的小麦种子若干平铺在滤纸圆片上，加入适量蒸馏水。整个装置密封，并放置到20 ℃恒温环境中培养。
(1)小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用是
。
(2)由于发芽小麦种子(已消毒)的细胞呼吸，甲装置内的气体发生了变化，使得墨水滴向右移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是 。
(3)只由甲装置内的气体变化还不足以求出发芽小麦的呼吸熵，因此还要利用乙装置来测定发芽小麦细胞呼吸过程中的某一种气体的变化。测定单位质量的小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值，请将下面主要的方法步骤补充完整：
① ；
②用相同质量的小麦种子在相同环境下进行与上述实验相同的操作；
③测出
；
④再计算出CO2释放量。
(4)若甲装置测出的实验数据(墨水滴移动量)为X，乙装置测得的实验数据(墨水滴移动量)为Y，则呼吸熵计算公式为： 。如果呼吸熵小于1，说明 。据此可判断出干重相同的油菜和小麦种子在萌发时有氧呼吸CO2释放量与O2消耗量的比值为油菜种子 (大于、等于、小于)小麦种子。
(5)为了纠正环境因素引起的实验测量误差，必须另设丙装置进行校正。则应对丙装置作相应处理：锥形瓶中加入 ，小烧杯内加入 ，其他处理与实验组完全相同，同时记录相同时间内的读数变化。如果丙装置的墨水滴在实验后向左移动量为Z，则O2实际消耗量应为 。
14.(13分)某校生物兴趣小组在学习了“探究酵母菌细胞的呼吸方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗的葡萄糖较少。他们进行了如下实验：将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无O2)，按下图所示装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀量相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶内的溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答下列问题。
(1)甲、乙两组实验的变量是________，实验中需要控制的无关变量主要有_________。
(2)酵母菌产生CO2的场所是_____________。
(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验：
实验步骤：
①将________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并进行标记；
②一段时间后观察________的变化。
实验结果预测和结论：
①如果____________________________________，
则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；
②如果____________________________________，
则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；
③________________________________________________________________________。
15.（12分）细胞内有氧呼吸第二阶段为丙酮酸的分解，其反应式为：2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]，为了探究该反应发生的场所，甲、乙二人分别做了如下实验：
甲：步骤一：用某种物质处理新鲜肝脏，使其分散成为单个细胞。
步骤二：用含葡萄糖的完全营养液培养肝细胞一段时间。
步骤三：离心得到细胞质基质和线粒体基质，分装在标号为1、2的两支试管中。
步骤四：取新配制的澄清石灰水两滴，分别滴入两支试管内。
现象：1、2两支试管中的石灰水均变浑浊。
结论：丙酮酸的分解既发生在细胞质基质中，又发生在线粒体基质中。
乙：第一步同甲步骤一，第二步同甲步骤三，第三步待续。
请回答下列问题。
(1)实验完成后，老师指出甲同学的实验结果是错误的。请分析其结果出错的原因。
。
(2)现给你如下材料：丙酮酸及完全营养液(不含葡萄糖)，清水，吸管若干，新配制的澄清石灰水。请继续乙的实验，探究丙酮酸水解发生的场所。
①步骤三：
。
②步骤四：
。
(3)预测实验现象及结论：
实验现象
实验结论
若A试管出现浑浊，B试管无现象
丙酮酸分解的场所是线粒体基质
参考答案
1.D 解析：丙酮酸是细胞呼吸的中间产物，无氧呼吸的终产物为乙醇和CO2或乳酸，A项错误；有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与O2结合生成水，B项错误；无氧呼吸不需要O2的参与，该过程中并无[H]的积累，C项错误；脂肪分子中O的含量远远少于糖原，而H的含量多于糖原，所以相同质量的脂肪和糖原，脂肪有氧氧化分解时所需要的O2多，释放的能量也多，D项正确。
2.D 解析：在细胞质基质中，葡萄糖在酶的作用下被分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体被彻底分解成CO2。
3.C 解析：本题考查的是细胞呼吸的类型及过程。有氧呼吸的第一阶段与无氧呼吸的第一阶段都发生在细胞质基质中；有氧呼吸在第三阶段形成水；蓝藻是原核生物，无线粒体；骨骼肌细胞和甜菜块根细胞无氧呼吸的产物都是乳酸。
4.C 解析：从图中可判断1～8分别是葡萄糖、丙酮酸、CO2、H2O、[H]、O2、H2O、能量。由丙酮酸产生CO2，属于有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行；有氧呼吸产生的能量仅有40%储存在ATP中，其余的以热能的形式散失；在晴朗的白天，植物的光合作用很强，不仅要从外界吸收CO2，而且植物有氧呼吸产生的CO2也通过扩散作用进入叶绿体，参与光合作用。
5.D 解析：1号试管起对照作用，不能去除；酵母菌产生的CO2会使2号试管中的BTB溶液由蓝绿色变成黄色，无需补充其他装置；80 ℃会导致酵母菌死亡和发酵过程中酶变性失活；酵母菌在无氧条件下才发酵产生酒精，发酵前将葡萄糖溶液煮沸，会使氧气逸出，冷却后加酵母菌是防止高温杀死酵母菌，加石蜡油是为了达到隔绝空气的目的。
6.C 解析：甲图表示温度对细胞呼吸的影响，b点对应的温度是细胞呼吸最适温度；乙图表示细胞呼吸类型，曲线Ⅰ表示无氧呼吸类型，曲线Ⅱ表示有氧呼吸类型。在de段无氧呼吸随O2浓度的增加逐渐减弱，但仍进行无氧呼吸，积累的物质是酒精。葡萄糖是细胞呼吸最常利用的化合物。
7.C 解析：在酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应，变成灰绿色。
8.B 解析：用湿润的种子作实验材料，种子不能进行光合作用，但无论有光还是无光，种子都要进行细胞呼吸。
9.D 解析：酵母菌在无氧条件下能产生酒精和CO2，A项错误。甲组虽然能产生酒精，但酵母菌细胞已破裂，生命活性较细胞结构完整的酵母菌差，所以甲组产生的酒精量少于丙组，B项错误。丁组有氧，丙组无氧，丁组酵母菌的能量转换率大于丙组，C项错误。丁组与乙组相比，酵母菌细胞结构完整，有氧呼吸耗氧量大于乙组，D项正确。
10.D 解析：甲条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产物是CO2和酒精。乙条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少。丙条件下产生的ATP不是最少的，产生ATP最少的是甲条件。丁条件下，吸收的O2与释放的CO2一样多，酵母菌只进行有氧呼吸，所以产生的CO2全部来自线粒体。
11.B 解析：A、C、D三项的原理是降低被保存物品的细胞呼吸强度，而B项是利用渗透作用原理杀死食品中的细菌和真菌。
12.B 解析：⑤合理密植主要利用的是光合作用的原理；⑥糖渍、盐渍食品主要是利用渗透作用的原理；⑧间作、套种也主要是利用光合作用的原理，提高光能的利用率。
13.(1)增大吸收CO2的能力 (2)O2 (3)①锥形瓶的小烧杯中不加入NaOH溶液，以等量的清水代替 ③相同时间内密闭系统的气体体积净变化量 (4)(X－Y)/X 呼吸底物中含有脂肪 小 (5)与实验组等量的死种子 与实验组等量的清水 X＋Z
解析：(1)小烧杯中有NaOH溶液，其作用是吸收细胞呼吸产生的CO2；在小烧杯中插入一根滤纸折叠条，NaOH溶液便会扩散到滤纸上，可增大吸收CO2的能力。(2)甲装置中发芽的小麦种子进行细胞呼吸时消耗O2，并放出CO2，其中CO2被NaOH溶液所吸收，使得锥形瓶中气压下降，导致墨水滴向右移动，可见减少的气体为O2。(3)甲装置内的气体变化是O2的消耗量，为了求出发芽小麦的呼吸熵，还需要测定发芽小麦细胞呼吸过程中CO2的变化量。因此可以根据甲装置及题干中所列器材与试剂，设计出测定CO2气体变化的装置乙，其与装置甲的不同之处在于烧杯中的液体应用等体积的清水，则容器内气体体积的减小代表消耗的O2和释放的CO2的差值，从而可以计算出种子消耗的O2和释放CO2的差值，进而可以计算出种子细胞呼吸释放的CO2量。(4)由题意可知，装置甲测得的X为小麦种子细胞呼吸所吸收的O2量，装置乙测得的Y为小麦种子细胞呼吸所吸收的O2量与放出的CO2量的差值，则小麦种子细胞呼吸放出的CO2量为X－Y。根据题干所提供的信息：呼吸熵(RQ)＝细胞呼吸释放的CO2/细胞呼吸吸收的O2，可得计算公式为(X－Y)/X。小麦种子的主要成分为淀粉，呼吸熵接近于1，而干重相同的油菜种子含有大量的脂质，脂质分子中C/H的比值较糖类分子高，氧化时需要较多的O2，故油菜种子的RQ较小麦种子的RQ要小些。(5)丙装置锥形瓶内加入与实验组等量的死种子时，对瓶中的气体变化几乎没有影响，则丙装置的墨水滴在实验后向左移动量Z应为实验测量的误差值，所以校正后可得O2的实际消耗量为X＋Z。
14.(1)有无O2 温度、pH、培养液的量、培养液的浓度等 (2)细胞质基质和线粒体 (3)①等量 ②(两侧)液面 实验结果预测和结论：①A侧液面上升，B侧液面下降 ②A侧液面下降，B侧液面上升 ③如果A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多
解析：(1)本实验是探究酵母菌在不同O2条件下细胞呼吸的方式，故甲、乙两组的实验变量是有无O2，实验中需控制的无关变量主要有温度、pH、培养液的量、培养液的浓度等。(2)有氧呼吸第二阶段产生CO2的场所是线粒体，无氧呼吸第二阶段产生CO2的场所是细胞质基质，故酵母菌产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体。(3)实验步骤：①根据实验的等量原则，应将等量的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并进行标记；②一段时间后观察(两侧)液面的变化。实验结果预测和结论：①如果A侧液面上升，B侧液面下降，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；②如果A侧液面下降，B侧液面上升，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；③如果A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。
15.(1)鉴定的产物CO2可以自由通过线粒体双层膜，在将两种基质分离之前不应使肝细胞进行细胞呼吸
(2)①取等量且少量的试管1和试管2中的溶液分别置于编号为A、B的两支试管内，再取等量的丙酮酸及完全营养液分别加入A、B两支试管内 ②一段时间后，向A、B两支试管中分别加入两滴新配制的澄清石灰水，观察现象 （3）见下表
实验现象
实验结论
丙酮酸的分解场所是细胞质基质
若A试管无现象，B试管出现浑浊
若A、B两支试管都出现浑浊
丙酮酸的分解既发生在细胞质基质中，又发生在线粒体基质中
解析：甲同学的步骤二中用葡萄糖培养肝细胞后才离心，由于CO2可自由扩散进入线粒体，因此不能说明其产生场所，应在进行细胞呼吸前就将线粒体基质和细胞质基质分开，再加入丙酮酸。