人教版（2019）高中生物学必修1练习--第5章　第3节　第1课时　探究酵母菌细胞呼吸的方式　有氧呼吸（含解析）

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2026人教版高中生物学必修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　有氧呼吸
基础过关练
题组一　探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.(2025陕西西安西北大学附中月考)下图是在相同条件下放置的探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置。以下叙述正确的是(　　)
　
A.两组装置均需要置于黑暗条件下
B.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
C.装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间,再与Ⅲ连接
D.装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度高于装置甲中的石灰水
2.为了探究酵母菌的呼吸方式,有人设计了如图所示的实验装置。有关叙述正确的是(　　)
A.可以用酸性重铬酸钾溶液检测丁试管中是否有酒精
B.若向乙试管和丙试管中加入酸性重铬酸钾溶液,则丙试管内的溶液会变黄
C.向甲、丁中加入溴麝香草酚蓝溶液,可根据溶液变黄所需时间检测CO2的产生速率
D.若甲和丁试管中溶液都变浑浊,则该实验不能判断酵母菌的呼吸方式
题组二　有氧呼吸过程
3.(2025山西吕梁期中)如图表示酵母菌细胞有氧呼吸的过程,其中①~③代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述不正确的是(　　)
A.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
B.②中发生丙酮酸和水产生CO2的过程
C.③过程能生成大量ATP
D.原核细胞如蓝细菌不能进行有氧呼吸
4.(2025福建厦门期末)真核细胞呼吸过程中,NADH中的高能量电子沿着线粒体内膜上的电子传递链流动,驱动ATP的合成。生物体在不能有效利用NADH时,会导致NADH的持续累积,从而影响到细胞其他关键性的代谢活动。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞呼吸中NADH来自线粒体基质和细胞质基质
B.高能量电子的能量来自葡萄糖等物质中储存的化学能
C.高能量电子驱动ATP合成时,将其能量储存在ATP中
D.氧气过多或营养物质供应不足可能引起NADH的累积
能力提升练
题组　有氧呼吸过程和应用
1.(2025山西晋中期中)某生物小组研究标有“0脂肪”字样的含糖饮料对体重的影响,结果表明实验者连续饮用一个月后体重增加。查阅资料发现,糖类和脂质的代谢可通过细胞呼吸过程联系起来,如图所示(数字表示过程,字母表示物质)。下列分析正确的是(　　)
A.有氧呼吸过程的三个阶段可分别用图中的②③④表示
B.物质A为NADH,可转化为甘油和脂肪酸进而合成脂肪
C.有氧呼吸过程只有水的产生,无水的消耗
D.有氧运动可促进②③④过程,减弱⑦⑧转化为甘油和脂肪酸的过程
2.(易错题)(2025四川自贡开学考试)将酵母菌破碎后进行离心处理,然后在有氧的条件下进行以下模拟实验。下列叙述正确的是(　　)
　　　
A.甲、丙试管中可发生有氧呼吸全过程
B.乙试管中会产生CO2,产生的场所是线粒体基质
C.乙试管和丁试管中的细胞呼吸产物相同
D.因为有氧气存在,所以丁试管中会进行有氧呼吸
3.(创新题·新考法)(2025江西宜春开学考试)药物X和药物Y均可抑制有氧呼吸。为了研究这些药物的效应,科研人员分离了一些肌肉细胞,在有O2供应的情况下分别用这两种药物处理,并测定细胞内ATP、NADH及丙酮酸水平,实验结果见表。下列说法正确的是(　　)
ATP NADH 丙酮酸
对照(没有药物处理) 100% 100% 100%
药物X 2% 3% 5%
药物Y 20% 15% 150%
注:对照组的数据定为100%,以便比较。
A.药物X可能抑制有氧呼吸的第一阶段
B.药物Y可能抑制细胞质基质内的酶
C.有氧呼吸第三阶段释放的能量大部分储存于ATP中
D.药物X和药物Y同时处理肌肉细胞后,会影响Na+运进细胞的过程
4.(2025山东济宁一中月考)图示为线粒体内外膜的结构示意图,③是线粒体孔蛋白,负责将丙酮酸运输到膜间隙;④是线粒体丙酮酸载体,负责将丙酮酸运输到线粒体内部。①细胞色素c氧化酶、②ATP合酶是内膜上参与有氧呼吸第三阶段的蛋白质。回答下列问题:
(1)在有氧呼吸过程中,丙酮酸通过线粒体外膜和内膜进入线粒体的转运方式分别是　　　　　　　　　。
(2)细胞在有氧条件下,通过电子传递链积累了线粒体内膜两侧的H+浓度梯度,据图可知,该浓度梯度起到的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。在无氧条件下,丙酮酸不能进入线粒体的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)氰化钾是一种剧毒物质,专一性破坏线粒体内膜上细胞色素c氧化酶的结构,使其不能将电子传递给氧气,导致ATP不能正常形成。氰化钾中毒会引起动物体温升高,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.C 3.D 4.D
1.C　装置甲中酵母菌进行有氧呼吸,装置乙中酵母菌进行无氧呼吸。光照不影响酵母菌的细胞呼吸,故两组装置可置于光照或黑暗条件下,A错误;装置甲中NaOH的作用是吸收空气中的CO2,确保使澄清石灰水变浑浊的CO2只来自酵母菌的有氧呼吸,B错误;装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间,彻底消耗其中的O2,形成无氧环境,再与Ⅲ连接,C正确;单位时间内,酵母菌有氧呼吸比无氧呼吸产生的CO2多,故装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度低于装置甲中的石灰水,D错误。
2.C　酸性重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应会变成灰绿色(常考点),据此分析:
乙试管 酵母菌进行有氧呼吸(产生CO2,无酒精产生) 加入酸性重铬酸钾溶液后溶液颜色不发生变化
丙试管 用石蜡油封口,酵母菌进行无氧呼吸(产生CO2、酒精) 加入酸性重铬酸钾溶液后溶液变成灰绿色,B错误
产生的酒精不会进入丁试管,A错误
CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄(常考点),酵母菌有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快,同一时刻甲和丁两个试管中CO2量不同,浑浊的程度不同,可根据溶液变黄所需时间检测CO2的产生速率,依据澄清石灰水变浑浊的程度可判断酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸,C正确,D错误。
3.D　已知①~③代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质,分析题图:
场所 生理过程
①细胞质基质 葡萄糖2丙酮酸(甲)+4[H](乙)+少量能量
②线粒体基质 2丙酮酸(甲)+6H2O6CO2+20[H](乙)+少量能量
③线粒体内膜 6O2+24[H](乙)12H2O+大量能量
根据以上分析可知,A、B、C正确;有的原核生物可进行有氧呼吸,如蓝细菌无线粒体,但含有与有氧呼吸有关的酶,可进行有氧呼吸,D错误。
4.D　NADH产生于有氧呼吸的第一阶段(场所是细胞质基质)和第二阶段(场所是线粒体基质),A正确。能量转移过程:葡萄糖等物质氧化分解释放能量→NADH中的高能量电子→ATP中的能量,B、C正确。氧气过多可与更多的NADH结合,不会导致NADH的累积;营养物质不足也不会引起NADH的累积,D错误。
能力提升练
1.D　
题图解读　有氧呼吸第一阶段(①)产生丙酮酸(A)和少量NADH,丙酮酸进入线粒体基质进行有氧呼吸第二阶段(③)——与H2O反应产生CO2和NADH,NADH与O2在线粒体内膜进行有氧呼吸第三阶段(④)生成H2O。
有氧呼吸过程的三个阶段可分别用图中的①③④表示,物质A为丙酮酸,A、B错误。有氧呼吸过程有水的产生(有氧呼吸第三阶段),也有水的消耗(有氧呼吸第二阶段),C错误。有氧运动消耗能量较多,可促进②③④过程(丙酮酸进入线粒体分解释放能量),减弱⑦⑧过程(丙酮酸转化为甘油和脂肪酸),D正确。
2.B　有氧条件下,葡萄糖在细胞质基质被分解,葡萄糖不能进入线粒体(易错点),丙酮酸在线粒体基质中反应生成CO2,O2在线粒体内膜上与[H]反应生成水。由此可知,甲、丁试管中不发生有氧呼吸,乙试管中发生有氧呼吸第二、三阶段,丙试管中可发生有氧呼吸全过程,B正确。
3.A　
题表信息 选项分析
药物X 处理 与对照组相比,药物X处理使细胞内ATP、NADH及丙酮酸水平都大幅降低 丙酮酸是有氧呼吸第一阶段的产物,所以药物X可能抑制有氧呼吸的第一阶段,导致后续反应无法正常进行,从而使ATP、NADH生成减少,A正确
药物Y 处理 与对照组相比,药物Y处理使细胞内ATP、NADH水平降低,而丙酮酸水平升高 药物Y可能抑制有氧呼吸第二阶段的酶,有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,B错误
有氧呼吸第三阶段释放的能量少部分储存在ATP中,大部分以热能的形式散失(易错点),C错误。Na+以协助扩散的方式顺浓度梯度运进肌肉细胞,不需要能量,药物X和药物Y同时处理肌肉细胞后,不会影响Na+运进细胞的过程,D错误。
4.答案　(1)协助扩散、主动运输　(2)促进ATP合成和丙酮酸进入线粒体基质　在无氧条件下,无法形成H+电化学势能,丙酮酸因缺乏动力而不能主动运输穿过线粒体内膜　(3)物质氧化分解释放的能量更多以热能形式散失
解析　(1)(2)细胞质基质中的丙酮酸通过线粒体外膜上的③线粒体孔蛋白进入线粒体膜间隙,运输的动力是线粒体外膜两侧的丙酮酸浓度差,运输方式为协助扩散。在有氧条件下,通过电子传递链积累了线粒体内膜两侧的H+浓度梯度,形成的H+电化学势能可促进线粒体膜间隙中的丙酮酸通过线粒体内膜上的④进入线粒体内部,此时丙酮酸的转运方式为主动运输。根据以上分析可知,H+电化学势能的产生需要氧气,在无氧条件下,丙酮酸因缺乏动力而不能主动运输进入线粒体基质。据题图可知,H+电化学势能还推动了ATP的形成。
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