2024人教版新教材高中生物必修1同步练习--第3节　细胞呼吸的原理和应用（含解析）

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2024人教版新教材高中生物必修1
第3节　细胞呼吸的原理和应用
第1课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式
基础过关练
题组　探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的相关叙述错误的是(　　)
A.可以在装有质量分数为10%的NaOH溶液的锥形瓶与有酵母菌培养液的锥形瓶中间再增加一个装有澄清石灰水的装置,以检验通入酵母菌培养液的气体中的CO2是否被除尽
B.可以根据石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短检测CO2产生情况
C.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化
D.该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式,其中有氧条件下为实验组,无氧条件下为对照组
2.酿酒、做馒头、做面包等都离不开酵母菌的呼吸作用。关于“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验的叙述错误的是(　　)
A.酵母菌属于兼性厌氧菌,便于用来研究细胞呼吸的不同方式
B.浓硫酸为橙色重铬酸钾溶液与酒精的反应提供酸性条件
C.可用溴麝香草酚蓝溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式
D.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液的浓度及体积等
3.(2022福建连城一中月考改编)某兴趣小组拟采用如图所示的装置对酵母菌的呼吸方式进行探究。下列叙述错误的是(　　)
A.本实验为对比实验,甲、乙组均为实验组
B.培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果无影响
C.短期内,甲组注射器活塞上移、乙组注射器活塞不上移
D.一段时间后,取甲组培养液的滤液加入含浓硫酸的重铬酸钾溶液,溶液变成灰绿色
4.(2022江苏宝应期中)如图是某同学验证呼吸作用产生二氧化碳的实验装置,以下说法中正确的是(　　)
A.装置A中溶液可以用NaHCO3溶液代替
B.由于氢氧化钾吸收空气中的氧气,小白鼠只能进行无氧呼吸
C.C瓶中的澄清石灰水还可换成酸性的重铬酸钾溶液检测CO2
D.若将小白鼠换成绿色植物进行实验,钟罩需要进行遮光处理
5.(2021山东济南期末改编)酵母菌是一种异养兼性厌氧菌,它与人类的生活息息相关。为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某同学进行了相关实验。以下关于该实验的分析错误的是(　　)
甲
乙
A.甲、乙两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.为了排除杂菌细胞呼吸的影响,培养液可进行煮沸处理
C.将橙色的重铬酸钾溶液滴入B瓶中,可证明有酒精产生
D.乙组中B瓶先封口放置一段时间的目的是消耗B瓶中的O2以形成无氧的环境
6.如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置验证酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具:保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
(1)取A、B两装置设计实验如表,请补充表中内容:
装置 方法 步骤一 方法 步骤二 方法 步骤三
A 加入240 mL的葡萄糖溶液 加入10 g活性干酵母 ①　　　　　　　
B 加入240 mL 煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ②　　　　　　　 加入石蜡油,铺满液面
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是　　　　,这是控制实验的　　　　变量。
(3)某同学在A和B装置的基础上设置了C组装置,如下表,该装置与　　　　装置形成对照,目的是　　　　　　　　。
装置 方法 步骤一 方法 步骤二 方法 步骤三
C 加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 加入10 g死酵母 加入石蜡油,铺满液面
(4)实验结果:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,装置A、B、C温度大小关系是　　　　　　　(用“<、=、>”表示)。
(5)一段时间后,从B装置取酵母菌滤液,向其中滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸,溶液会变成　　　色,导致重铬酸钾颜色发生变化的物质是　　　　。
第2课时　细胞呼吸的类型及应用
基础过关练
题组一　有氧呼吸的过程　　　　 　　　　 　　　　
1.(2022黑龙江哈尔滨六中期末)叶肉细胞进行有氧呼吸时,产生ATP最多的阶段是(　　)
A.葡萄糖分解为丙酮酸
B.丙酮酸分解成CO2
C.丙酮酸转变成乳酸
D.[H]和氧结合生成水
2.将酵母菌进行离心处理,然后在有氧的条件下进行以下模拟实验,最终能通过细胞呼吸产生CO2和H2O的试管是(　　)
A.甲、乙 B.乙、丙
C.甲、丙 D.丙、丁
3.如图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图,①~③是生化反应过程,甲~丁代表相关物质。下列说法正确的是(　　)
A.甲代表的是丙酮酸,丙和丁代表不同的化合物
B.①②过程均有乙生成,是因为催化①②过程的酶相同
C.线粒体内膜面积很大,有利于③过程的有序高效进行
D.原核生物缺乏线粒体,不能进行图示的生理过程
4.(2022山东济南章丘四中月考)氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)的合成场所是细胞质基质,其通过线粒体内膜需要借助特殊的转运蛋白。经研究发现TF-H缺失的细胞表现出耗氧量和ATP生成量的变化,进一步研究发现TF-H就是NAD+的转运蛋白,如图是NAD+的分子结构示意图。下列相关叙述正确的是　(　　)
A.在线粒体中,NADH最终发生作用的场所是线粒体基质
B.NAD+只在线粒体基质中参与有氧呼吸第二阶段
C.NAD+中含有的糖是脱氧核糖
D.若TF-H缺失的细胞线粒体中NAD+的含量降低,而细胞中NAD+的总含量保持不变,则说明蛋白质TF-H与NAD+的转运有关
题组二　比较有氧呼吸与无氧呼吸的过程
5.无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量少,是因为(　　)
A.无氧呼吸是低级的呼吸作用形式
B.无氧呼吸过程比较简单
C.在无氧条件下酶的活性弱
D.无氧呼吸过程中有机物没有彻底分解
6.(2022黑龙江哈尔滨三中期末)在细胞呼吸过程中有CO2放出时,则可判断此过程(　　)
A.是无氧呼吸 B.是有氧呼吸
C.不是乳酸发酵 D.不是酒精发酵
7.(2022河北唐山期末)如图是细胞呼吸过程的图解,①②③④⑤表示相关过程,其中能产生ATP和NADH的过程依次是(　　)
A.①④⑤;①④ B.①②③;④⑤
C.①④⑤;① D.①②③④⑤;①④
8.(2022湖南长沙平安中学月考)人体运动强度与氧气消耗量、血液中乳酸含量的关系如图所示(呼吸底物为葡萄糖)。下列有关说法正确的是(　　)
A.不同运动状态下,肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量
B.运动强度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1/3
C.无氧呼吸时,葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失,其余储存在ATP中
D.若运动强度为c,肌细胞只进行无氧呼吸,积累大量乳酸使肌肉酸胀乏力
题组三　细胞呼吸方式的判断
9.(2021辽宁沈阳郊联体联考)不同种类的生物在不同的条件下,呼吸作用方式不同。下列对呼吸作用有关的判断不正确的是(　　)
A.若二氧化碳的释放量少于氧气吸收量,则细胞进行细胞呼吸的底物不只是葡萄糖
B.若二氧化碳的释放量多于氧气吸收量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
C.若二氧化碳释放量等于氧气吸收量,则细胞只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
D.若既不释放二氧化碳,也不吸收氧气,则说明该细胞已经死亡
10.有一瓶混有酵母菌和足量葡萄糖的培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生酒精和CO2的量如表所示。
氧气浓度 a b c d
产生CO2物 质的量(mol) 9 12.5 16 30
产生酒精物质 的量(mol) 9 6.5 4 0
(1)氧气浓度为a时,酵母菌的呼吸方式为　　　　,判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,此时酵母菌细胞消耗[H]的过程　　　　(填“会”或“不会”)伴随着ATP的生成。
(2)氧气浓度为b时,酵母菌细胞产生CO2的场所有　　　　　　。
(3)氧气浓度为c时,酵母菌细胞有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比为　　　　。
11.某生物兴趣小组对萌发的种子的细胞呼吸方式进行了探究,实验装置如图所示。实验开始后观察着色液滴的变化。回答下列问题:
装置1
装置2
(1)在装置中分别放置100粒萌发的小麦种子,若装置1中的着色液滴向　　　　(填“左”或“右”)移动,装置2中的着色液滴不移动,则说明此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为　　　　　　　　。
(2)若装置1中的着色液滴不移动,装置2中的着色液滴移动,则此时萌发的小麦种子的细胞呼吸方式为　　　　　　　　。装置2开始后一段时间内移动速度逐渐加快,则说明小麦种子　　　　　。
(3)若在装置中分别放置100粒萌发的玉米粒,实验进行一段时间后,装置1、2的着色液滴都不再移动,且玉米粒仍然保持生物活性,则可推测此时的细胞呼吸产物是　　　　。
(4)为防止气压、温度等物理因素所引起的实验误差,应如何设置对照组 　。
题组四　分析影响细胞呼吸的因素及其应用
12.(2022辽宁沈阳期末)细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列有关叙述错误的是(　　)
A.包扎伤口时,要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料
B.酸奶制作时,容器要密封,加快乳酸菌繁殖,以有利于乳酸发酵
C.花盆土壤板结,要及时松土通气,以促进根对无机盐的吸收
D.慢跑等有氧运动可避免肌细胞因缺氧产生的酒精使肌肉酸胀无力
13.(2022湖南邵阳邵县期中)吡唑醚菌酯是某公司研发的新型真菌杀菌剂,是一种细胞呼吸抑制剂,只抑制线粒体内膜上由ADP转化为ATP的过程,不影响其他反应。使用该杀菌剂处理真菌细胞后,线粒体会(　　)
A.停止产生ATP B.继续分解丙酮酸
C.停止消耗O2 D.停止产生[H]
14.(2022天津一中月考)甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:
甲
乙
丙
(1)图甲中O2浓度达到M点以后,CO2释放量不再继续增加的内因是　　　　　　　　　。
(2)图乙所示细胞的呼吸方式最可能是　　　　　,如果呼吸强度不能用CO2释放量表示,原因是　　　　　　　　　　,对于人体来说,　　　　细胞的呼吸方式与此相类似。
(3)图丙中YZ∶ZX=3∶1,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比是　　　　;图中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳氧浓度为　　　　点。
能力提升练
题组一　综合分析有氧呼吸与无氧呼吸
1.(2022辽宁名校联盟联考)如图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A.a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成
B.在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸
C.人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体
D.在寒冷时,人体内过程a会加快
2.(2022黑龙江大庆实验中学期末改编)如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是(　　)
A.人在马拉松运动中细胞呼吸产生的CO2多于吸收的O2
B.物质a、b、c、d分别为水、CO2、酒精、乳酸
C.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量可分为3条去路
D.有氧呼吸和无氧呼吸是两个完全不相同的过程
3.(2021北京丰台期末)酵母菌是制作马奶酒的重要发酵(利用的是酵母菌的无氧呼吸)菌种之一,科研人员对马奶酒中的酵母菌菌株进行研究。下列叙述中正确的是(　　)
图1　野生型酵母菌发酵过程中的物质变化
图2　马奶酒酵母菌发酵过程中的物质变化
A.有氧条件下,酵母菌在细胞质基质中将葡萄糖彻底氧化分解
B.无氧条件下,酵母菌将葡萄糖分解为酒精、乳酸和CO2　
C.野生型酵母菌发酵先利用葡萄糖、再利用半乳糖
D.马奶酒酵母菌发酵利用葡萄糖和半乳糖,酒精产量较高
题组二　利用实验装置探究某生物的细胞呼
吸方式
4.(2021湖南师大附中月考)某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的细胞呼吸,实验设计如图。关闭活栓后,U形管右侧液面高度变化反映瓶中气体体积变化,实验开始时将右侧液面高度调至参考点,实验中定时记录右侧液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的气体体积变化)。下列有关说法错误的是(　　)
甲组
乙组
A.甲组右侧液面高度变化,表示的是微生物细胞呼吸时O2的消耗量
B.乙组右侧液面高度变化,表示的是微生物细胞呼吸时CO2释放量和O2消耗量之间的差值
C.甲组右侧液面升高,乙组右侧液面高度不变,说明微生物可能只进行有氧呼吸
D.甲组右侧液面高度不变,乙组右侧液面高度下降,说明微生物进行产乳酸的无氧呼吸
5.(2022河北邢台一中月考)某生物实验小组为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计了如图所示的实验装置。实验中,先向气球中加入10 mL酵母菌培养液,再向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有20 ℃温水的烧杯中。再将整个装置置于20 ℃的恒温水浴中,记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法不正确的是(　　)
A.还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B.若30 min后液面没有变化,则酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸
C.若酵母菌进行了无氧呼吸,则液面应该上升
D.该装置还可以用来“探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度”
题组三　综合分析影响细胞呼吸的因素及其应用
6.(2022黑龙江大庆实验中学期末改编)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体
B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,密闭罐中CO2浓度也会增加
C.50 h后,30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢,是因为温度高使酶活性降低
D.实验结果不能说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
7.(多选)(2022江苏名校联盟联考改编)如表所示为在a、b、c、d四种条件下,测得的密闭容器中以葡萄糖为呼吸底物的某植物种子萌发过程中CO2和O2变化的相对值,如图所示为细胞呼吸的相关曲线。分析下列相关说法,不正确的是(　　)
a b c d
CO2释放量 10 8 6 7
O2吸收量 0 3 4 7
A.分析表格可知,a条件下,葡萄糖被彻底氧化分解,产物除了CO2外还有酒精
B.分析曲线图可知,随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸会持续不断地加强
C.表格中b、c条件下发生的呼吸方式,与曲线图的无氧呼吸消失点之后曲线所代表的呼吸方式相同
D.d条件下,ATP产生场所与曲线图中当O2浓度小于10%时的ATP产生场所相同
8.(2022山东临沂四中月考)酵母菌是常用的酿酒微生物。为了优化酿酒工艺,某兴趣小组探究NaCl溶液的浓度、pH对酵母菌无氧呼吸强度的影响。回答下列问题。
(1)在适宜浓度的葡萄糖溶液中加入酵母菌,无氧条件下培养一段时间后,培养液的pH会　　　　,原因是　 　。
(2)不同浓度的NaCl溶液对酵母菌无氧呼吸强度的影响如图所示。从图中分析得知,配制酵母菌培养液时,最好的做法是　　　　　。
(3)探究pH对酵母菌无氧呼吸强度影响的实验中,把溶液pH由4.0提高到6.0,酵母菌的无氧呼吸速率明显下降,最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,在实验过程中酵母菌始终保持活性(培养液中的有机物是葡萄糖,忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。请据图补充表中内容:
红色液滴移动情况 向①　　　　移动 不移动
结论 进行有氧呼吸,同时可能进行无氧呼吸 ②　　　
③若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,应如何完善实验设计 　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
第1课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式
基础过关练
1.D　NaOH溶液具有吸收CO2的作用,CO2可使澄清石灰水变混浊,也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短,检测酵母菌培养液中CO2的产生情况,A、B正确。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色;葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化(教材第91页),C正确。该实验通过设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌细胞的呼吸方式,运用对比实验法,有氧条件和无氧条件都是实验组,D错误。
2.C　溴麝香草酚蓝溶液用于检测二氧化碳,由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2,所以不能用溴麝香草酚蓝溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式,C错误。
3.B　该实验通过甲、乙两组对比来确定酵母菌细胞呼吸的方式,自变量为有无氧气,而培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果有影响,需保持相同且适宜,A正确,B错误。甲组脱气后培养,酵母菌进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精,酒精能与含浓硫酸的重铬酸钾溶液反应,使溶液变成灰绿色;乙组酵母菌进行有氧呼吸,氧气消耗量和二氧化碳释放量相等,C、D正确。
易错提醒
对比实验≠空白对照实验
　　对比实验是指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析来探究某种因素对实验对象的影响,对比实验中没有空白对照组,均为实验组,多个实验组相互对照。
4.D　装置A中KOH是为了除去空气中的CO2,装置B是为了检测充入的空气中有无残留的CO2,装置C中澄清石灰水的混浊程度可检测CO2的产生情况。KOH吸收空气中的CO2,而NaHCO3溶液可提供CO2,A、B错误;酸性重铬酸钾检测酒精,由橙色变成灰绿色,C错误;若将小白鼠换成绿色植物进行实验,钟罩需要进行遮光处理,因为绿色植物在有光条件下会进行光合作用,D正确。
5.C　应该是取B瓶中的酵母菌培养液的滤液注入干净的试管中,加入酸性条件下的重铬酸钾溶液,同时要保证葡萄糖已耗尽,从而证明酒精的产生,C错误;由于B瓶中的空气内含有少量氧气,所以乙组中B瓶应封口放置一段时间,消耗掉瓶中的氧气,形成无氧的环境,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,D正确。
6.答案　(1)不加入石蜡油　加入10 g活性干酵母　(2)去除氧气　自　(3)B　排除无关因子对温度变化的干扰　(4)A>B>C　(5)灰绿　酒精
解析　该实验的目的是验证酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况,自变量是有无氧气,因变量是酵母菌细胞呼吸的方式(通过保温瓶的温度变化来体现,有氧呼吸比无氧呼吸释放出的热量多),无关变量需相同且适宜。设计实验时应遵循单一变量原则和对照原则等。(3)C组装置中方法步骤一和方法步骤三与装置B一致,自变量是酵母菌的活性,则C组装置的目的是排除无关因子对温度变化的干扰。(4)因为有氧条件下比无氧条件下细胞呼吸放出的热量多,装置C没有活的酵母菌,没有产生热量,则装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。(5)B装置的酵母菌进行无氧呼吸产生了CO2和酒精,酒精与酸性重铬酸钾反应,会从橙色变成灰绿色。
第2课时　细胞呼吸的类型及应用
基础过关练
1.D　有氧呼吸的三个阶段中,第三阶段[H]和氧结合生成水时,产生的ATP最多。
2.B　细胞呼吸产生CO2和H2O的是有氧呼吸,未离心处理的酵母菌可以利用葡萄糖进行有氧呼吸,线粒体中可进行有氧呼吸的第二、三阶段,需要的反应物是丙酮酸,B符合题意。
易错提醒
与有氧呼吸有关的四点提醒
(1)葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解。葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸在有氧条件下进入线粒体被氧化分解为CO2和H2O。
(2)三个阶段都能释放能量,合成ATP,但第三阶段释放能量最多,合成ATP最多。
(3)第二阶段消耗水,第三阶段产生水。
(4)有氧呼吸每个阶段释放的能量大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP。
3.C　由题图可知,甲代表丙酮酸,乙代表[H],丙和丁代表H2O,A错误。①②③过程分别是有氧呼吸的第一、二、三阶段,催化不同阶段的酶不同;第三阶段发生在线粒体内膜上,内膜向内折叠成嵴,有利于③的进行,B错误,C正确。原核生物无线粒体,但有的可进行有氧呼吸,如醋酸菌、蓝细菌,D错误。
4.D　有氧呼吸中NAD+形成的NADH最终是在线粒体内膜上与氧气结合形成水,A错误;NAD+在细胞呼吸的第一阶段也会参与NADH的形成,B错误;NAD+的五碳糖2号碳连接一个羟基,为核糖,C错误;从NAD+含量方面分析,TF-H缺失的细胞线粒体中NAD+的含量降低,而细胞中NAD+的总含量保持不变,说明NAD+没有被转运,进而证明蛋白质TF-H与NAD+的转运有关,D正确。
5.D　无氧呼吸是指在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程(教材第94页),葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中,D符合题意。
6.C　乳酸发酵时产生乳酸,不产生CO2,C正确。
7.A　细胞呼吸过程中能产生ATP的过程为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段(①),有氧呼吸的第二、三阶段(即④⑤);细胞呼吸过程中能产生NADH([H])的过程为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段(①),有氧呼吸第二阶段(④),A符合题意。
8.A　人体细胞有氧呼吸消耗氧气的量与产生二氧化碳的量相同,而无氧呼吸既不消耗氧气,也不产生二氧化碳,A正确。有氧呼吸消耗1分子葡萄糖需要6分子O2,无氧呼吸消耗1分子葡萄糖生成2分子乳酸,运动强度为c时,O2的消耗量约等于乳酸生成量(因血液中原有少量乳酸),无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍,B、D错误。无氧呼吸过程是有机物不彻底的氧化分解过程,葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中;而有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,其余的转移到ATP中,C错误。
9.D　以葡萄糖为底物时,若既不吸收氧气也不释放二氧化碳,有可能是进行产乳酸的无氧呼吸,也可能是该细胞已经死亡,D错误。
10.答案　(1)无氧呼吸　产生酒精的物质的量与产生二氧化碳的物质的量相等　不会　(2)细胞质基质和线粒体基质　(3)1∶1
解析　(1)(2)酵母菌有氧呼吸不产生酒精,产生CO2和H2O,无氧呼吸产生酒精的量与CO2的量相等,且无氧呼吸的第二阶段不产生ATP。氧浓度为b时,酵母菌产生CO2的物质的量大于产生酒精的物质的量,说明此时酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则酵母菌产生二氧化碳的场所有细胞质基质和线粒体基质。(3)氧气浓度为c时,无氧呼吸产生的酒精是4 mol,则无氧呼吸消耗的葡萄糖是2 mol;有氧呼吸消耗的葡萄糖是(16-4)÷6=2(mol)。
11.答案　(1)左　有氧呼吸　(2)无氧呼吸　无氧呼吸强度增强(或无氧呼吸速率加快)　(3)乳酸　(4)其他条件不变,将种子灭活
解析　装置1中的NaOH溶液吸收CO2。萌发的小麦种子有氧呼吸产生CO2,且释放CO2的量等于消耗O2的量;无氧呼吸不消耗O2,但产生CO2。(2)若装置1中的着色液滴不移动,说明不消耗氧气;装置2中着色液滴移动,说明细胞呼吸释放了CO2,萌发的小麦种子只进行无氧呼吸。装置2中的着色液滴开始一段时间内移动速度逐渐加快,则说明小麦种子无氧呼吸强度增加。(3)若在装置中分别放置萌发的玉米粒,实验进行一段时间后,装置1、2的着色液滴都不再移动,且玉米粒仍保持生物活性,说明细胞呼吸既不消耗氧气,也不释放二氧化碳,可推测此时的细胞呼吸产物是乳酸。
12.D　肌细胞无氧呼吸不会产生酒精,D错误。
归纳总结
　细胞呼吸原理的应用
(1)种植农作物时,疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸,有利于根细胞对矿质离子的主动吸收。
(2)利用酵母菌无氧呼吸产生酒精的原理酿酒,利用其有氧呼吸产生二氧化碳的原理制作面包、馒头。
(3)利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。
(4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。
(5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖,引起破伤风。
(6)提倡慢跑等有氧运动,原因是剧烈运动导致供氧不足,使肌细胞无氧呼吸产生乳酸,引起肌肉酸胀乏力。
(7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。
(8)果蔬、鲜花要在零上低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
13.B　有氧呼吸第三阶段发生在线粒体的内膜上,该细胞呼吸抑制剂只抑制线粒体内膜上由ADP合成ATP的过程,不影响其他反应,则用该抑制剂处理真菌细胞后,有氧呼吸第三阶段不能顺利产生ATP,但在细胞质基质和线粒体基质中会产生ATP,A错误;丙酮酸的分解发生在细胞质基质或线粒体基质,该过程不受这种新型真菌杀菌剂的影响,B正确;[H]与氧的结合反应正常进行,C错误;[H]的产生发生在细胞质基质和线粒体基质中,D错误。
14.答案　(1)呼吸酶的数量有限　(2)无氧呼吸　该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳　成熟的红　(3)1∶9　H
解析　(1)甲图中B点时O2浓度为0,其CO2来源只有无氧呼吸,当O2浓度到达M点以后,CO2释放量不再增加的内因是呼吸酶数量限制。(2)图乙中细胞呼吸强度与O2浓度无关,为无氧呼吸。若呼吸强度不能用CO2的释放量表示,只可能是因为该细胞的无氧呼吸不产生二氧化碳,而产生乳酸。对于人体来说,成熟的红细胞只能进行产乳酸的无氧呼吸,其呼吸方式与此类似。(3)图丙中YZ是无氧呼吸释放的CO2,ZX是有氧呼吸释放的CO2,若无氧呼吸释放的CO2∶有氧呼吸释放的CO2=3∶1,根据呼吸反应式,无氧呼吸消耗3/2单位葡萄糖,有氧呼吸消耗1/6单位葡萄糖,则有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比=(1/6)∶(3/2)=1∶9;图中粮食、蔬菜、水果的仓储所对应的最佳O2浓度为H点,此时总呼吸作用最弱,消耗的有机物最少。
能力提升练
1.D　糖类是主要的能源物质,a是细胞呼吸,可以是有氧呼吸或无氧呼吸,甲是细胞呼吸的产物,其中有氧呼吸的产物是水和二氧化碳,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或者乳酸,乙是以热能散失的能量,丙是ADP和磷酸,b是ATP的合成,c是ATP的水解。细胞内的吸能反应一般都伴随着ATP的水解,如合成物质、主动运输、大脑思考等,发生场所较多,而线粒体内主要进行的是b(ATP的合成),C错误。
2.C　人体细胞和酵母菌细胞有氧呼吸产生CO2和H2O,而人体细胞无氧呼吸产生乳酸,酵母菌细胞无氧呼吸产生酒精和CO2,物质b在酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸中均产生,为CO2,则条件Y为有氧气,X为无氧气,物质a为H2O,c为乳酸,d为酒精。人只有有氧呼吸产生CO2,故马拉松运动中,人细胞呼吸产生的二氧化碳等于吸收的氧气,A错误;酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中能量的去向有3条:酒精中的能量、ATP中的化学能和散失的热能,C正确;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段是相同的,其他阶段不同,D错误。
3.C　酵母菌为真核生物,有氧条件下,葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸在线粒体内被彻底氧化分解,A错误;据图1可知,葡萄糖的浓度先于半乳糖下降,可推知野生型酵母菌首先利用葡萄糖进行发酵,当这种糖耗尽时,酒精产量趋于平稳,不再增加,一段时间后随着半乳糖的浓度下降酒精产量再次上升,可推测葡萄糖消耗完后,野生型酵母菌才开始利用半乳糖发酵,C正确;比较两图中的实验结果推测,与野生型酵母菌相比,马奶酒酵母菌产生酒精的速度快,但是二者最终产生酒精的量基本相同,D错误。
4.D　甲组实验中NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳,有氧呼吸过程消耗氧气,产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,甲组右侧液面变化,表示的是微生物细胞呼吸时O2的消耗量,A正确;甲组右侧液面升高,说明细胞呼吸消耗氧气,进行有氧呼吸,乙组右侧液面高度不变,说明氧气的消耗量与二氧化碳的释放量相等,因此微生物可能只进行有氧呼吸,C正确;甲组右侧液面不变,说明微生物不消耗氧气,即进行无氧呼吸,乙组右侧液面高度下降,说明有二氧化碳产生,因此微生物进行产酒精的无氧呼吸,不是产乳酸的无氧呼吸,D错误。
5.B　本实验通过酵母菌细胞呼吸产生和消耗气体导致液面变化来探究酵母菌细胞呼吸的方式,该探究实验需要设置对照组,且无关变量需相同且适宜,A正确;酵母菌有氧呼吸消耗氧气量与产生二氧化碳量相等,而无氧呼吸不消耗O2,产生CO2,若30 min后液面没有变化,说明酵母菌只进行有氧呼吸,若酵母菌进行了无氧呼吸,液面应上升,B错误,C正确;可以设置不同温度,通过液面变化来探究酵母菌进行无氧呼吸的最适温度,D正确。
6.C　果肉细胞内无叶绿体,20 h内,果肉细胞进行有氧呼吸,产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体,A正确;50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2,是由于此温度条件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O2消耗完,以后只进行无氧呼吸,故密闭罐中CO2浓度会增加,B正确,C错误;实验结果只能说明在2 ℃~30 ℃时,约35 h之前,温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大,D正确。
7.ABC　a条件下,O2吸收量为0,CO2释放量为10,说明此条件下细胞只进行无氧呼吸,葡萄糖没有被彻底氧化分解,A错误;随着O2浓度的增加,无氧呼吸受到抑制,有氧呼吸逐渐加强,但由于受到呼吸酶数量等因素的限制,有氧呼吸不会持续加强,B错误;b、c条件下,CO2释放量>O2吸收量,说明此时该植物种子既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,C错误;d条件下,O2吸收量=CO2释放量,此时细胞只进行有氧呼吸,产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体,当O2浓度小于10%时,细胞既进行无氧呼吸,又进行有氧呼吸,产生ATP的场所也是细胞质基质和线粒体,D正确。
8.答案　(1)下降　酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳进入培养液,使培养液pH降低　(2)不添加NaCl　(3)pH升高,与酵母菌无氧呼吸有关的酶的活性降低　(4)左　只进行无氧呼吸　另设一组实验,将装置中的NaOH溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同
解析　(1)(2)(3)酵母菌在无氧条件下会产生酒精和二氧化碳,二氧化碳进入培养液生成碳酸,使培养液pH降低,pH会影响酶的活性。图中随着NaCl浓度的增加,气体产生速率降低,说明NaCl抑制了酵母菌的无氧呼吸。(4)酵母菌进行有氧呼吸时,氧气消耗量和二氧化碳释放量相等;无氧呼吸时不吸收氧气,但释放二氧化碳。NaOH溶液可吸收二氧化碳,若瓶中酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸吸收O2会使瓶内气体体积减小,红色液滴向左移动;若红色液滴不移动,说明酵母菌进行的是无氧呼吸。若仍然通过观察红色液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸,需另设一组实验,将装置中的NaOH溶液换成等量的蒸馏水,其他条件相同。若该装置液滴不移动,题中装置液滴左移,则说明酵母菌只进行有氧呼吸。
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