课时分层作业(十六) 细胞呼吸——能量的转化和利用
(建议用时：40分钟)
题组一 细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
1．下列有关有氧呼吸的叙述正确的是( )
A．线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸
B．糖酵解是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和能量
C．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的[H]和能量
D．第三阶段是[H]和氧结合产生H2O，同时生成大量的能量
D [原核细胞没有线粒体，但是需氧原核生物能进行有氧呼吸，A选项错误；有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解过程、产生的[H]和能量较少，B选项错误；第二阶段是丙酮酸分解成CO2和[H]，产生少量的能量，但是[H]的产生量较多，C选项错误；[H]和氧结合产生H2O，同时释放大量的能量的阶段是有氧呼吸的第三阶段，D选项正确。]
2．(多选)真核细胞有氧呼吸中含碳物质的变化是葡萄糖丙酮酸CO2，其中①②表示两个阶段。下列叙述正确的是( )
A．①和②中产生[H]较多的是②
B．①和②产生的[H]都用于生成H2O
C．①和②是有氧呼吸中释放大量能量的阶段
D．①和②发生的场所分别是细胞质基质和线粒体
ABD [有氧呼吸第一、二阶段均能产生[H]，其中产生[H]较多的是第二阶段，A正确；①和②产生的[H]都与氧结合生成水，B正确；释放大量能量的是有氧呼吸的第三阶段，题中①和②分别代表有氧呼吸的第一、二阶段，C错误；①代表有氧呼吸的第一阶段，发生的场所是细胞质基质，②代表有氧呼吸的第二阶段，发生的场所是线粒体，D正确。]
3．如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中，正确的是( )
A．图解中的①②两种物质依次是H2O和O2
B．1分子丙酮酸在(二)、(三)阶段产生的能量一样多
C．图解中(一)、(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
D．图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖
A [①水在有氧呼吸第二阶段参与反应，②氧在第三阶段参与反应，A正确；有氧呼吸的第一、二阶段产生的能量较少，第三阶段产生大量的能量，B错误；(一)为有氧呼吸的第一阶段，场所是细胞质基质、(二)为有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，C错误；(三)阶段产生的H2O中的氢来自于葡萄糖和水，D错误。]
4．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；释放能量最多的是第________阶段。
(3)有氧呼吸中O2的作用是________________________________，写出有氧呼吸的总反应式：____________________________________________________。
[解析] 有氧呼吸的过程主要分为三个阶段。第一阶段发生在细胞质基质中，1分子葡萄糖分解为2分子的丙酮酸，同时产生[H]和少量能量；第二阶段发生在线粒体基质中，丙酮酸和水被彻底分解产生CO2，同时产生[H]和少量能量；第三阶段发生在线粒体内膜上，[H]和O2结合生成H2O，同时释放大量能量。
[答案] (1)葡萄糖 三
(2)线粒体 丙酮酸 二 三 三
(3)与[H]结合生成H2O，释放大量的能量 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量
题组二 细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量
5．如图表示人体细胞中的两种细胞呼吸类型，下列有关叙述中，错误的是( )
A．③过程既产生[H]，也消耗[H]
B．②过程中需要①过程提供[H]
C．③过程需要大量O2参与
D．②③过程进行的场所相同
D [③过程包括有氧呼吸的第二、三阶段，有氧呼吸的第二阶段产生[H]，有氧呼吸的第三阶段消耗[H]和O2，A、C正确；②过程是无氧呼吸的第二阶段，反应物是第一阶段产生的[H]和丙酮酸，B正确；②过程的场所是细胞质基质，③过程的场所是线粒体，D错误。]
6．人体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸过程中，关于[H]的来源和用途的叙述，最准确的是( )
选项
呼吸类型
[H]的来源
[H]的用途
A
有氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成水
B
有氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成水
C
无氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成乳酸
D
无氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成乙醇
B [根据有氧呼吸的具体过程可知，人体细胞有氧呼吸中[H]来源于葡萄糖和水，用于生成水，A错误、B正确；根据无氧呼吸的具体过程可知，人体细胞无氧呼吸中[H]只来源于葡萄糖，用于生成乳酸，C、D错误。]
7．现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如图所示(两种呼吸作用速率相等)。在氧浓度为a时，下列说法正确的是( )
A．酵母菌只进行发酵
B．的葡萄糖用于发酵
C．的葡萄糖用于发酵
D．酵母菌停止发酵
B [由图可知，氧气浓度为a时，酵母菌无氧呼吸产生6
mol酒精，根据反应式可得，需消耗3
mol葡萄糖，同时产生6
mol
CO2。因产生CO2总量为15
mol，所以有氧呼吸产生CO2为15－6＝9
mol，可以推断有氧呼吸消耗葡萄糖为1.5
mol，用于酒精发酵的葡萄糖为＝。]
8．下图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列有关叙述正确的是( )
A．乙、丙两试管加入干酵母后应煮沸
B．实验自变量为是否通入O2
C．实验因变量为是否产生CO2
D．气泵泵入的气体应先除去O2
B [加入干酵母后煮沸冷却，会杀死加入的酵母菌，因此应该先煮沸冷却，再加入酵母菌，A错误；本实验探究酵母菌的呼吸方式，实验自变量为是否通入O2，B正确；因变量为CO2产生量的多少或者酒精的有无，C错误；乙是验证酵母菌有氧呼吸方式的装置，需要氧气，因此不需要除去O2，D错误。]
9.如图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下细胞呼吸的情况。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。
实验假设：酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸释放热量更多。
(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
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)要测定B装置因细胞呼吸引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：
装置
方法步骤一
方法步骤二
方法步骤三
C
③_____________
④_______________
加入石蜡油，铺满液面
(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：____________(用“<”“＝”或“>”表示)，则假设成立。
[解析] A、B两个实验装置作对照，A装置为有氧条件下的细胞呼吸，B装置为无氧条件下的(步骤三加入石蜡油，隔绝氧气)细胞呼吸。B装置中葡萄糖煮沸的目的是去除氧气。
两装置步骤二应相同，都是加入10
g活性干酵母，体现了单一变量的实验原则。C装置是和B装置作对照的，用来排除其他因素造成的温度变化，因此，除了步骤二不加入活性干酵母外，其他条件应该和B装置相同。装置A、B、C温度大小应该和三个装置细胞呼吸类型有关，A装置中酵母菌进行了有氧呼吸释放大量能量，温度会最高。C装置没有酵母菌，没有细胞呼吸，温度最低，B装置中酵母菌进行无氧呼吸，释放的能量比A装置中少。
[答案] (1)①不加入石蜡油 ②加入10
g活性干酵母
(2)去除氧气 自
(3)③加入240
mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ④不加入活性干酵母(或加入10
g死亡的干酵母)
(4)A>B>C
题组三 细胞呼吸产生能量的利用
10．在水深超过200
m的深海，光线极少，能见度极低，一般动物极难生存。有一种电鳗有特殊的适应性，能通过自身发出高达5
000
V的生物电，击昏敌害，获取食物，保护自己。电鳗生物电的直接来源是( )
A．葡萄糖氧化分解
B．氨基酸氧化分解
C．脂肪的氧化分解
D．ATP的水解
D [电鳗放电是一种生命活动，其电能也是由生命活动的直接能源物质ATP水解释放的能量转化而来的。葡萄糖、氨基酸、脂肪的氧化分解均能释放能量，但它们分解所释放的能量必须储存在ATP中才能被生物体直接利用。]
11．下图表示细胞呼吸作用的过程，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。下列相关叙述正确的是( )
A．1和2过程分别发生在线粒体、细胞质基质中
B．1和2过程所参与的酶的种类相同
C．2和3都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
D [根据题意可知，1和2过程分别发生在细胞质基质、线粒体基质中，故A错误；1和2发生的生理过程不同，所含酶的种类不同，故B错误；1和2产生少量ATP，3产生大量ATP，故C错误；甲、乙分别代表丙酮酸、[H]，故D正确。]
12．(多选)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。据此推测DNP的作用，错误的是( )
A．有氧呼吸第一阶段不会产生ATP，该过程不受DNP影响
B．DNP主要在线粒体基质中发挥作用，因为其形成ATP最多
C．DNP作用于组织细胞时，线粒体内膜上散失的热能将增加
D．DNP抑制葡萄糖进入红细胞，进而抑制细胞有氧呼吸过程
ABD [有氧呼吸第一阶段能产生ATP，A错误；DNP能抑制ATP的合成，有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多，故DNP主要在线粒体内膜上发挥作用，B错误；由于DNP能抑制ATP合成，因此当DNP作用于组织细胞时，线粒体内膜上[H]与氧结合生成水时释放的能量无法转化到ATP中，故线粒体内膜上散失的热能将增加，C正确；哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸，D错误。]
13．在混有酵母菌的葡萄糖溶液内，分别通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示，分析表中数据，下列相关叙述正确的是( )
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2的量
9
mol
12.5
mol
15
mol
30
mol
产生酒精的量
9
mol
6.5
mol
6
mol
0
mol
A．a浓度时，酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时，单位时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的多
C．c浓度时，单位时间内有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．d浓度时，酵母菌只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸
D [a浓度时，酵母菌只进行无氧呼吸，A错误；b浓度时，6.5
mol
CO2由无氧呼吸产生，6
mol
CO2由有氧呼吸产生，故有3.25
mol葡萄糖用于无氧呼吸，有1
mol葡萄糖用于有氧呼吸，可见单位时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖少于无氧呼吸，B错误；c浓度时，6
mol
CO2由无氧呼吸产生，9
mol
CO2由有氧呼吸产生，故有3
mol葡萄糖用于无氧呼吸，有1.5
mol葡萄糖用于有氧呼吸，所以用于酒精发酵的葡萄糖占，C错误；d浓度时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，D正确。]
14．某同学为了研究酵母菌细胞呼吸的方式，制作了如图所示的实验装置。甲、乙瓶中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加入等量的酵母菌，乙瓶内用液体石蜡隔绝空气。对该实验的分析，错误的是( )
A．该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的细胞呼吸方式
B．将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果
C．乙瓶中通过滴加重铬酸钾溶液鉴定是否有酒精生成
D．乙瓶为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌细胞呼吸的影响
D [酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，因此不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的细胞呼吸方式，A项正确；将葡萄糖溶液煮沸可以杀菌，防止杂菌的细胞呼吸对实验结果产生影响，B项正确；重铬酸钾溶液在酸性条件下遇酒精变成绿色，以此鉴定是否有酒精生成，C项正确；甲、乙都是实验组，该实验为对比实验，D项错误。]
15．种子生活力是种子的发芽潜在能力和胚所具有的生命力，能够反映种子的优劣。可依据细胞呼吸的原理对种子生活力进行检测。如图是细胞有氧呼吸的过程，请回答下列有关问题：
(1)图中4、5、6所代表能量最多的是________。
(2)细胞中有氧呼吸的主要场所是________________________________________________________________________，进入该场所参与后续反应的物质有__________________________________________________________________。
(3)常见的检测种子生活力的方法有BTB(溴麝香草酚蓝溶液)法和TTC法。其中BTB(溴麝香草酚蓝溶液)法的原理是：活种子在细胞呼吸过程中，产生的CO2能够使BTB(溴麝香草酚蓝溶液)发生颜色变化，该变化过程是________。
(4)TTC法：TTC是一种指示剂，它的氧化型为无色，还原型为红色。现将吸水充足的某植物种子平均分成甲、乙两组，并进行TTC染色实验来检测种子的生活力，结果如表所示。
分组
甲组
乙组
处理
种子与适量的TTC溶液混合保温
种子煮沸后与等量的TTC溶液混合保温
结果
种子中的胚呈红色
种子中的胚未呈红色
甲组的胚发生了氧化还原反应，呼吸作用产生的____________使TTC发生转化变成红色；乙组种子中，胚未呈红色，原因是____________________。
[解析] (1)题图中4、5、6所代表能量最多的是6，其为有氧呼吸的第三阶段。(2)细胞中有氧呼吸的主要场所是线粒体，进入该场所参与后续反应的物质有丙酮酸、水、氧气、[H]。(3)活种子在细胞呼吸过程中，产生的CO2能够使BTB(溴麝香草酚蓝溶液)由蓝色变为黄绿色。(4)甲组的胚发生了氧化还原反应，呼吸作用产生的[H]使TTC变成红色；乙组种子中，胚未呈红色，原因是高温将种子杀死，无呼吸作用。
[答案] (1)6 (2)线粒体 丙酮酸、水、氧气、[H]
(3)由蓝色变为黄绿色
(4)[H] 高温将种子杀死，无呼吸作用
不能正确辨析有氧呼吸与无氧呼吸的区别和联系
16．比较植物有氧呼吸和无氧呼吸过程，下列说法不正确的是( )
A．有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化
B．葡萄糖是有氧呼吸的主要反应物，不是无氧呼吸的主要反应物
C．无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段
D．有氧呼吸反应物中的氢元素全部到[H]中，[H]在第三阶段与氧结合生成水
B [有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化，A项正确；有氧呼吸和无氧呼吸常用的能源物质都是葡萄糖，B项错误；无氧呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段[H]和丙酮酸反应，C项正确；有氧呼吸反应物葡萄糖和H2O中的氢元素全部到[H]中，[H]在第三阶段与氧结合生成水，D项正确。]
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