【课后练习】20　无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用　人教版（2019)生物学 必修1(含答案）

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20 无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用
一、概念检测
1．判断下列叙述的正误
(1)无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行(　　)
(2)无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段完全相同(　　)
(3)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP(　　)
(4)稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸，防止幼根黑腐(　　)
2．种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸，都能产生(　　)
A．葡萄糖　　　　　　 B．丙酮酸
C．酒精 D．乳酸
3．高等植物有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，它们分别产生于(　　)
①细胞质基质　②叶绿体　③核糖体　④线粒体
A．②④ B．①④
C．③② D．④①
4．有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是(　　)
①都在线粒体中进行　②都需要酶　③都需要氧
④都产生ATP　⑤都经过生成丙酮酸的过程
A．①②⑤ B．②③④
C．②③⑤ D．②④⑤
5．下列各项应用中，主要利用细胞呼吸原理的是(　　)
①中耕松土　②果蔬保鲜　③储存种子　④汛期农田及时排水　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移栽幼苗时尽量选择在早晨或傍晚时进行
A．②③④⑤⑥ B．①②③④⑦
C．②③④⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
二、综合迁移
6．储藏苹果时既要保持其口感又要减少水分的消耗，下列最适宜的储藏条件是(　　)
A．低氧浓度、干燥和零下低温
B．高氧浓度、干燥和零下低温
C．低氧浓度、湿润和零上低温
D．完全无氧、湿润和零上低温
7．将酵母菌研磨成匀浆，离心后得到上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是(　　)
A．甲试管中最终产物为CO2和H2O
B．乙试管中不发生反应
C．丙试管中有大量的ATP产生
D．丙试管中无CO2产生
8．如图是酵母菌呼吸作用示意图，下列相关叙述正确的是(　　)
A．条件X下葡萄糖中能量的去向有三处
B．人体骨骼肌细胞在X条件下也会产生物质a
C．条件Y下，葡萄糖在线粒体中被分解，并产生CO2和水
D．试剂甲为溴麝香草酚蓝溶液，现象Z是由蓝变绿再变黄　
9.
如图曲线①、曲线②描述的是环境因素与呼吸作用的关系，下列叙述错误的是(　　)
A．曲线①代表无氧呼吸，氧浓度为10%时无氧呼吸停止
B．曲线②代表有氧呼吸，且在一定范围内随氧浓度增大，呼吸作用强度不断增强
C．图中曲线②最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
D．图中两曲线的交点说明，此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相同
10.(2020·天津和平区质检)如图表示某植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势，下列说法正确的是(　　)
A．在12～24 h期间，细胞呼吸的主要方式是有氧呼吸
B．曲线相交时，有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等
C．从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会相对不变
D．胚根长出后，萌发种子的有氧呼吸速率明显升高
11．将酵母菌研磨、离心后，得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。把等量的上清液、沉淀物和未离心的匀浆，分别放入甲、乙、丙三支试管中(如下图)，加入用18O标记的等量O2和用3H标记的等量的C6H12O6溶液，一段时间后，检测各试管，其结果正确的是(　　)
甲 乙 丙
上清液 沉淀物 匀浆
A．三支试管中C6H12O6的量都将减少
B．三支试管都有丙酮酸、[3H]生成
C．丙试管有HO和CO2生成
D．三支试管都能释放能量
12．图1表示人体细胞内有氧呼吸的过程，其中a～c表示相关反应阶段，甲、乙表示相应物质。图2表示大气中氧浓度对小麦种子CO2释放量的影响。请据图回答下列问题：
(1)图1中物质甲表示________，物质乙表示________。图1中a、b、c所代表的反应阶段中，产生能量最多的是______，该反应进行的场所是__________。
(2)图2中A点时，小麦种子细胞内产生CO2的场所是____________。影响A点位置高低的主要环境因素是________。为了有利于贮存小麦种子，贮藏室内的氧气量应该调节到图2中的________点所对应的浓度。图2中B点以后，CO2释放量增加，主要原因是____________________________________________________。
13．甲图为不完整的呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图。请据图回答：
(1)甲图中X代表的物质是___________，E代表的物质可能是______________。
(2)甲图中有氧呼吸的途径是__________，其中产生能量最多的是______阶段。(均填字母)
(3)甲图中C、D阶段发生的场所依次对应于乙图中的_________(填序号)。过程C中CO2的氧元素来自__________________(填物质名称)，为检测生成的CO2，除了用澄清石灰水外，还可用____________________________________________________溶液，现象为
_________________。
(4)A阶段与E物质产生阶段的反应属于_________，写出此过程的总反应式：____________________________________________________。
如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，则所消耗的葡萄糖之比为____________。
三、应用创新
14．(多选)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图中信息推断正确的是(　　)
A．氧浓度为a时酵母菌没有进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B．当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C．当氧浓度为c时，1/3葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D．a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP
15．(多选)为探究酵母菌呼吸方式的类型，设计了如图所示的装置，下面叙述正确的是(　　)
A．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸
B．假设装置一中的红色液滴不移动，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸
C．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D．假设装置一、二中的红色液滴均不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸
16．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等因素易使植株根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对“低氧胁迫”的耐受能力不同。研究人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和乙醇含量，结果如表所示。请回答：
　　　　　实验处理　　结果项目　　　　 正常通气品种A 正常通气品种B 低氧品种A 低氧品种B
丙酮酸/(μmol·g－1) 0.18 0.19 0.21 0.34
乙醇/(μmol·g－1) 2.45 2.49 6.00 4.00
(1)黄瓜根系细胞产生丙酮酸的场所是____________，丙酮酸转变为乙醇的过程________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)由表中信息可知，该实验的自变量是______________________。正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为________________________。
(3)实验结果表明，品种A耐低氧能力比品种B______(填“强”或“弱”)，其原因可借助下面的柱形图做出进一步解释，请根据品种A的柱形图在相应位置绘出品种B的柱形图，并标出对应数值。
参考答案
1答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√
2解析：选B　种子在有氧呼吸时，可产生丙酮酸、二氧化碳和水；无氧呼吸时，可产生丙酮酸、酒精和二氧化碳。
3解析：选D　植物细胞有氧呼吸放出的CO2是在线粒体内进行的第二阶段产生的，可表示为：2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]＋能量；无氧呼吸只在细胞质基质中进行，其产生CO2的过程可表示为：2C3H4O32C2H5OH＋2CO2。
4解析：选D　生物体内的化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行，且都产生丙酮酸；有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。
5解析：选B　影响呼吸作用的因素有氧气、水和温度等。①④⑦涉及的是呼吸作用的氧气因素，②涉及的是温度因素，③涉及的是水分因素。
6解析：选C　要长时间储藏水果，就要降低其细胞呼吸强度，减少有机物的消耗。在零上低温条件下，呼吸酶活性降低；低氧、高CO2状态下，细胞有氧呼吸较弱，无氧呼吸受到抑制，整个细胞呼吸强度处于最低状态，可以有效减少营养物质的消耗，但若温度低于零度，则会冻伤水果。湿度适中，可以减少水果中水分丢失，有利于保鲜。
7解析：选B　甲试管中含有细胞质基质，葡萄糖进行不彻底的氧化分解产生酒精和CO2。乙试管中含有线粒体，葡萄糖不能进入线粒体发生反应。丙试管中含有细胞质基质和线粒体，但在隔绝空气条件下，葡萄糖进行不彻底的氧化分解产生酒精和CO2，形成少量的ATP。
8解析：选A　根据产物酒精可判断条件X为无氧，无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量一部分储存在酒精中，一部分储存在ATP中，一部分以热能形式散失；人体骨骼肌细胞在X条件下只能产生乳酸，不会产生物质a(CO2)；线粒体不能利用葡萄糖，条件Y下，葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸，丙酮酸在线粒体中被分解，并产生CO2和水；试剂甲为酸性重铬酸钾溶液，可用于检测酒精是否存在。
9解析：选D　随着氧浓度增大CO2的释放量降低，所以曲线①代表无氧呼吸，氧浓度为10%时CO2释放量为0，说明此时无氧呼吸停止；曲线②代表有氧呼吸，且在一定范围内随着氧浓度增大呼吸作用强度不断增强，但是当氧浓度达到一定值时，CO2释放量不再增加；图中曲线②最终趋于平衡，细胞呼吸强度不再增大，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制；图中两曲线的交点说明有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2量相等，此时有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量之比为1∶3。
10解析：选D　据图可知，在12～24 h期间，O2吸收量很少，而CO2释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸；曲线相交时，吸收的O2量等于呼出CO2的量，说明此时种子只进行有氧呼吸；种子萌发过程中，当胚根未长出时，种子不能进行光合作用，只进行呼吸作用，通过消耗细胞中的有机物，为种子萌发提供能量和营养，因此在第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量下降；根据图中CO2和O2量的变化，胚根长出后，耗氧量迅速增加，说明种子的有氧呼吸速率明显升高。
11解析：选C　甲试管中含有细胞质基质，加入的葡萄糖在细胞质基质中相关酶的催化下产生丙酮酸和少量的[3H]，释放少量的能量，但因有氧的存在，丙酮酸在细胞质基质中无法转化为酒精和CO2；乙试管中没有细胞质基质，有线粒体，但因缺乏将葡萄糖分解成丙酮酸的酶，加入的葡萄糖不能被分解，因而不能进入线粒体中发生反应；丙试管中加入的是未离心的匀浆，既有细胞质基质又有线粒体，有氧呼吸全过程的酶在丙试管中都存在，当加入用18O标记的等量O2和用3H标记的等量的C6H12O6溶液，一段时间后，丙试管中有HO和CO2生成，同时释放出大量的能量。
12解析：(1)有氧呼吸的最终产物是H2O和CO2，所以图1中物质甲表示H2O，物质乙表示CO2。图1中a、b、c所代表的反应阶段中，产生能量最多的是c，即有氧呼吸第三阶段，该反应阶段进行的场所是线粒体内膜。(2)图2中A点时，氧浓度为0，细胞只进行无氧呼吸，所以小麦种子细胞内产生CO2的场所是细胞质基质。由于A点时细胞只进行无氧呼吸，所以影响A点位置高低的主要环境因素是温度。由于B点时种子细胞呼吸消耗的有机物最少，所以为了有利于贮存小麦种子，贮藏室内的氧气量应该调节到图2中的B点所对应的浓度。图2中B点以后，随着氧浓度增加，有氧呼吸逐渐增强，导致CO2释放量增加。
答案：(1)H2O　CO2　 c　 线粒体内膜　(2)细胞质基质　温度　B　 随着氧浓度增加，有氧呼吸逐渐增强
13解析：(1)根据题意分析可知，甲图中X代表的物质是丙酮酸，E代表的物质可能是酒精和CO2。(2)根据题意分析可知，A、C、D表示有氧呼吸，其中产生能量最多的是有氧呼吸第三阶段，即D。(3)甲图中C、D阶段分别表示有氧呼吸的第二和第三阶段，发生的场所依次是线粒体基质(图乙中的②)和线粒体内膜(图乙中的①)。过程C中CO2的氧元素来自丙酮酸和H2O，检测CO2，除了用澄清石灰水外，还可用溴麝香草酚蓝溶液，观察溶液是否由蓝变绿再变黄。(4)E代表的物质可能是酒精和CO2，A阶段与E物质产生阶段的反应属于无氧呼吸，发生的总反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，则所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
答案：(1)丙酮酸　酒精和CO2　(2)A、C、D　 D
(3)②、①　丙酮酸和H2O　溴麝香草酚蓝　由蓝变绿再变黄　(4)无氧呼吸　C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量　1∶3
14解析：选ABD　分析曲线可知，氧浓度为a时，产生酒精的量与释放CO2的量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸。分析曲线可知，氧浓度为b时，产生CO2的量多于产生酒精的量，此时酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧浓度为d时，不产生酒精，说明该点只进行有氧呼吸。当氧浓度为c时，酒精的产生量为6 mol，说明无氧呼吸产生CO2的量为6 mol，则有氧呼吸产生CO2的量为15－6＝9(mol)，根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以计算，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖分别为1.5 mol、3 mol，因此c点时有2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵。a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP。
15解析：选ABC　两套装置的不同之处在于里面放的液体。装置一中放的是NaOH溶液，能吸收CO2，如果红色液滴左移，则说明酵母菌进行有氧呼吸，装置二中是清水，若红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸，A正确。装置一中红色液滴不动，说明不消耗氧气进行无氧呼吸，装置二中红色液滴右移，说明只进行无氧呼吸，B正确。装置一中红色液滴左移，说明进行有氧呼吸，装置二中红色液滴右移，说明进行无氧呼吸，C正确。装置一和装置二中的红色液滴均不动，说明酵母菌可能已经死亡，D错误。
16解析：(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的过程属于细胞呼吸的第一阶段，其场所是细胞质基质。在供氧不足时，细胞进行无氧呼吸，其中丙酮酸转变为乙醇的过程属于无氧呼吸的第二阶段，此阶段不释放能量，所以不能生成ATP。(2)由表中信息可知，该实验的自变量是黄瓜品种和通气情况。正常通气情况下，黄瓜根系细胞也能产生少量的乙醇，说明此时细胞呼吸的方式为有氧呼吸和无氧呼吸；在低氧胁迫下，黄瓜有氧呼吸受阻，无氧呼吸增强，产生的乙醇增多。(3)实验结果表明，品种A耐低氧能力比品种B强，在低氧时，品种A产生的丙酮酸比品种B产生的丙酮酸少(品种A＝0.21－0.18＝0.03，品种B＝0.34－0.19＝0.15)，而产生的乙醇比品种B产生的乙醇多(品种A＝6.00－2.45＝3.55，品种B＝4.00－2.49＝1.51)，其柱形图见答案。
答案：(1)细胞质基质　不能　(2)黄瓜品种和通气情况
有氧呼吸和无氧呼吸　(3)强　如图所示
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