高中人教版生物必修一课时分层作业5-3第2课时细胞呼吸的原理及应用

课时分层作业十九细胞呼吸的原理及应用(15分钟50分)一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分)1.如图表示有氧呼吸的主要场所——线粒体的结构示意图,有氧呼吸过程中CO2产生和水消耗的场所分别是 ()A.①②B.②②C.②③D.③③【解题指南】(1)识别图示①②③分别代表的结构,①为线粒体外膜,②为线粒体内膜,③为线粒体基质。(2)有氧呼吸第二阶段的反应物是丙酮酸和水,产生CO2。【解析】选D。有氧呼吸的第二阶段是在线粒体基质中进行的,丙酮酸在水的参与下,分解为CO2和[H],故CO2产生和水消耗的场所都是线粒体基质。2.国际马拉松长跑比赛过程中,运动员骨骼肌肌纤维所消耗的能量主要来自()A.葡萄糖的有氧分解 B.丙酮酸的水解C.葡萄糖的无氧分解 D.脂肪酸的氧化分解【解析】选A。在马拉松长跑比赛过程中,运动员主要进行有氧呼吸,分解有机物,释放能量,形成ATP,供骨骼肌肌纤维消耗,所以运动员消耗的能量主要来自葡萄糖的有氧分解。丙酮酸氧化分解而不是水解,葡萄糖的无氧分解只能释放少量能量,在葡萄糖不足时才会发生脂肪酸的氧化分解。3.下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是 ()A.葡萄糖→丙酮酸B.丙酮酸→乙醇+CO2C.ADP+Pi+能量→ATPD.H2O→[H]+O2【解析】选C。“葡萄糖→丙酮酸”发生在细胞质基质,A错误;“丙酮酸→乙醇+CO2”发生在细胞质基质,B错误;“ADP+Pi+能量→ATP”可以在有氧呼吸的三个阶段都发生,场所在细胞质基质和线粒体,C正确;“H2O→[H]+O2”是光反应阶段的变化,场所是叶绿体内的类囊体薄膜4.下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是 ()A.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水C.有氧呼吸时葡萄糖进入线粒体需要经过两层膜D.无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量合成ATP【解析】选D。无氧呼吸不需要O2的参与,第一阶段产生的[H]与丙酮酸结合产生酒精和二氧化碳或乳酸,故该过程最终没有[H]的积累,A错误;有氧呼吸第一、第二阶段产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水,B错误;葡萄糖不能进入线粒体,在细胞质基质中被分解为丙酮酸和[H],C错误;无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量合成ATP,第二阶段无能量的释放,D正确。5.(2017·山西学考真题)下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是 ()A.无氧呼吸过程不产生丙酮酸B.人体骨骼肌细胞在缺氧条件下能进行无氧呼吸C.有氧呼吸第二阶段能产生大量ATPD.有氧呼吸第三阶段发生在线粒体基质中【解析】选B。无氧呼吸第一阶段为葡萄糖分解,生成丙酮酸,A错误;无氧条件下,人体骨骼肌细胞进行无氧呼吸生成乳酸,B正确;有氧呼吸过程中,第三阶段生成大量ATP,C错误;有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行,D错误。6.如图表示酵母菌呼吸过程中碳原子转移的大致路径,有关分析正确的是()C6H12O6丙酮酸CO2A.在有氧和无氧条件下,①过程发生的场所不同B.在有氧和无氧条件下,催化②过程的酶可以不同C.若图中②过程发生在线粒体中,则②过程释放的能量最多D.在有氧和无氧条件下,图中①②过程均有ATP生成【解析】选B。题图①过程表示酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段,其场所均为细胞质基质,A错误;②过程表示有氧呼吸或无氧呼吸的第二阶段,在有氧和无氧条件下,催化②过程的酶可以不同,B正确;若图中②过程发生在线粒体中,则表示有氧呼吸第二阶段,释放少量的能量,C错误;无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量,产生少量ATP,D项错误。7.(2018·山东学考真题)稻田长期不排水,会造成水稻幼根的腐烂,主要原因是()A.水稻无法进行光合作用B.必需的营养物质严重缺乏C.有氧呼吸产生的热能无法消失D.无氧呼吸的产物对根产生毒害作用【解析】选D。稻田长期不排水,土壤透气性差,农作物根缺乏氧气,根细胞不能进行有氧呼吸,而进行无氧呼吸,无氧呼吸产生酒精对根细胞产生毒害作用,从而导致幼根腐烂,D正确。8.下列有关细胞呼吸的叙述,正确的是 ()A.有氧呼吸和无氧呼吸的场所完全不同B.有氧呼吸过程中生成的[H]全部来自葡萄糖C.分解等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸多D.剧烈运动导致肌细胞无氧呼吸产生大量酒精引起肌肉酸胀【解析】选C。有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的场所都是细胞质基质,A错误;有氧呼吸过程中生成的[H]来自葡萄糖、丙酮酸和水,B错误;分解等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸多,C正确;剧烈运动导致肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸引起肌肉酸胀,D错误。二、非选择题(共18分)9.如图是细胞呼吸过程的图解,其中a、b表示物质,①～④表示主要步骤,请回答下列问题:(1)图中a、b表示的物质分别是__________、______________。

(2)反应①～④,必须在有氧条件下进行的是______________,可在人体细胞中进行的是__________,马铃薯块茎无氧呼吸的途径为____________。(用图中序号表示)

(3)图中②、③过程中都有CO2产生,其场所分别是__________、__________________。

(4)请写出有氧呼吸的总反应式:____________________________。

【解析】(1)细胞呼吸的第一阶段,葡萄糖分解产生丙酮酸和[H],因此图中a是丙酮酸;无氧呼吸可以产生酒精和二氧化碳或乳酸,因此图中b是乳酸。(2)有氧呼吸的第二、三两个阶段必须在有氧条件下进行,即图中的③;人体细胞中可以进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸,即可在人体细胞中进行的是①③④;马铃薯块茎无氧呼吸产生的是乳酸,即途径①④。(3)图中②是无氧呼吸第二阶段,其场所是细胞质基质;③是有氧呼吸第二和第三阶段,其场所是线粒体。(4)有氧呼吸的总反应式为:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。答案:(1)丙酮酸乳酸(2)③①③④①④(3)细胞质基质线粒体(4)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量(30分钟50分)一、选择题(共11小题,每小题2分,共22分)1.2018年7月台风“安比”对东部沿海地区的某些植物较长时间淹水而导致大面积死亡。分析原因是 ()A.无氧呼吸产热量不足导致酶活性下降B.产物酒精使蛋白质变性,细胞死亡C.无机盐吸收等生命活动受到影响D.产物乳酸积累,导致乳酸中毒【解析】选B。酶活性受温度、酸碱度等条件影响,但无氧呼吸产生少量的热量不会导致酶活性下降,A错误;蛋白质是生物体生命活动的承担者,植物无氧呼吸产生的大量酒精,使蛋白质变性,导致细胞死亡,进而导致植物死亡,B正确;植物无氧呼吸产生少量的能量,会影响无机盐的吸收,但不是导致植物死亡的主要原因,C错误;植物无氧呼吸产生大量酒精,一般不能产生乳酸,D错误。2.下图表示细胞内物质转化的部分过程,以下有关叙述不正确的是 ()A.图中的[H]主要在线粒体内产生B.图中①物质是O2C.用18O标记葡萄糖,产物水中检测不到18OD.图示过程会释放热能【解题指南】解答本题的关键是:(1)根据有氧呼吸的三个阶段,判断出图中A、①、②所代表的物质。(2)根据有氧呼吸第二阶段分析葡萄糖中18O的去向。【解析】选B。有氧呼吸的第二阶段产生大量[H],在线粒体内进行。图中物质A是丙酮酸,有氧呼吸第二阶段丙酮酸的分解有[①]水的参与;葡萄糖中的O会转移到CO2中,水中的O来自空气中的[②]O2。有氧呼吸过程会产生大量热能。【补偿训练】如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③都具有双层生物膜B.①和②所含酶的种类相同C.②和③都能产生大量ATPD.甲、乙分别代表丙酮酸、[H]【解析】选D。分析题图可知,①是细胞质基质,是液态部分,没有膜结构,③是线粒体内膜,具有一层生物膜,A错误;①是细胞质基质,进行有氧呼吸的第一阶段,②是线粒体基质,进行有氧呼吸的第二阶段,反应不同,酶的种类不同,B错误;产生大量ATP的是③线粒体内膜上,C错误;甲、乙分别代表丙酮酸、[H],D正确。3.以下4支试管置于适宜的温度下,经过一定时间后能产生ATP的是 ()【解析】选D。葡萄糖氧化分解产生ATP发生在细胞质基质内,线粒体不能利用葡萄糖,A错误;三碳化合物参与光合作用的暗反应,不发生在内质网上,B错误;丙酮酸氧化分解产生ATP发生在线粒体中,C错误;丙酮酸在仅细胞膜破裂的真核细胞中,进入线粒体氧化分解,产生ATP,D正确。4.下表是人体细胞进行有氧呼吸与无氧呼吸的区别,表中叙述错误的一项是()选项项目有氧呼吸无氧呼吸A呼吸场所细胞质基质、线粒体细胞质基质B是否需要氧需要不需要C分解产物二氧化碳、水二氧化碳和酒精或二氧化碳和乳酸D释放能量较多较少【解析】选C。植物无氧呼吸的产物通常是酒精和二氧化碳,但在人体内无氧呼吸的产物只有乳酸。5.(2019·开封高一检测)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,错误的是()A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.有氧呼吸过程中产生的[H]可在线粒体内氧化生成水C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.破伤风芽孢杆菌适宜生活在无氧环境中【解析】选C。细胞呼吸与光照无关,所以植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸,A正确;有氧呼吸过程中产生的[H]可在线粒体内氧化生成水,B正确;有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是二氧化碳、水和乳酸或酒精、二氧化碳,C错误;破伤风芽孢杆菌是厌氧型生物,适宜生活在无氧环境中,D正确。6.(2019·石家庄高一检测)如图为某油料作物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化曲线,下列分析错误的是 ()A.种子萌发过程中结构蛋白含量逐渐增加B.在3～4天时,种子主要进行无氧呼吸C.胚根长出以后,线粒体产生的CO2逐渐增多D.A点后种子只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸【解析】选D。种子萌发过程中要生长,因此结构蛋白的含量逐渐增加,A正确;由图示可知在3～4天时,种子消耗O2很少,主要进行无氧呼吸,B正确;胚根长出以后,O2的消耗量急剧上升,说明有氧呼吸逐渐加强,此时线粒体产生的CO2逐渐增多,C正确;A点后O2的吸收量大于CO2的释放量,因此呼吸底物不仅有葡萄糖,还可能有脂肪等物质,D错误。7.如图所示过程可发生在人体肌细胞内,下列相关叙述中正确的是 ()A.①和②过程发生的场所均为细胞质基质B.图中①和②过程涉及的酶与有氧呼吸的酶均不同C.图中①过程释放的能量均用于合成ATPD.人体其他细胞内不能进行图中的①和②过程【解析】选A。①②过程表示无氧呼吸,发生的场所为细胞质基质,A项正确;图中①过程涉及的酶与有氧呼吸的酶相同,B项错误;图中①过程释放的能量部分以热能的形式散失,C项错误;人体其他细胞内可以进行图中的①和②过程,D项错误。8.提倡有氧运动的原因之一是避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识,分析下列说法正确的是 ()A.ab段只进行有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸共存,cd段只进行无氧呼吸B.运动强度大于c后,肌细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量C.无氧呼吸只产生少量ATP,是因为有机物中的能量大部分以热能散失D.在缺氧条件下,细胞可利用无氧呼吸快速分解有机物产生ATP【解析】选D。cd段氧气的消耗速率维持较高水平的相对稳定状态,同时血液中乳酸含量不断升高,肌细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,A错误;人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,二氧化碳只能来自有氧呼吸,因此肌细胞CO2的产生量等于O2的消耗量,B错误;无氧呼吸过程是有机物不彻底氧化分解过程,大部分能量储存在酒精或者乳酸中,所以只产生少量ATP,C错误;在缺氧条件下,细胞可利用无氧呼吸快速分解有机物产生少量ATP,保证生命活动的需要,D正确。【补偿训练】如图所示研究人员将水稻的根浸入水中,持续检测CO2产生速率和水中酒精含量的变化曲线。据图分析,下列说法不正确的是 ()A.OA段根尖细胞产生CO2的场所为线粒体B.A时刻根尖细胞开始进行无氧呼吸C.OB段下降原因和CD段下降原因相同D.CD段根细胞可能逐渐失去活性【解析】选C。OB段下降的原因是水中氧气浓度降低,水稻根细胞有氧呼吸逐渐减弱;CD段下降的原因是根细胞无氧呼吸产生酒精,有一定的毒害作用,CO2产生速率降低,直至为0,最后细胞死亡。9.果农将广柑贮藏于密闭的土窑中,贮藏时间可以达到4～5个月之久;哈尔滨等地利用大窑套小窑的方法,可使黄瓜贮存期达到3个月,这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”说法不正确的是 ()A.自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法,但其易受外界环境的影响B.自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的二氧化碳抑制自身的呼吸作用C.在密闭环境中,二氧化碳浓度越高,贮藏效果越好D.在自体保藏法中如能控温在1～5℃【解析】选C。自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法,但其易受外界环境的影响,A正确。二氧化碳可抑制呼吸作用,B正确。二氧化碳浓度较高,可能导致进行强烈的无氧呼吸,不利于贮藏,C错误。低温会影响酶的活性,抑制呼吸作用,D正确。【补偿训练】若白天光照充足,下列哪种条件对作物增产有利 ()A.昼夜恒温25B.白天温度25℃,C.昼夜恒温15D.白天温度30℃,【解析】选B。作物增产主要是指有机物积累得多,25℃对光合作用来说属于适宜温度,因此在此条件下白天合成有机物较多,但是此温度下细胞呼吸消耗有机物也较多,A错误;夜晚适当降低温度可以降低作物对有机物的消耗,达到增产的目的,B正确;昼夜恒温15℃对光合作用来说,光合作用强度弱,不利于有机物的积累,C错误;夜间温度过高,并且昼夜温差小10.“锄头下面有肥”体现了锄地(即松土、除草)的作用。下列相关叙述中,错误的是 ()A.增强农作物的有氧呼吸强度B.促进土壤中好氧微生物的繁殖C.加速农作物根部对矿质元素的吸收D.增加了土壤中农作物必需无机盐的含量【解析】选D。松土可增加土壤中氧气浓度,促进农作物的有氧呼吸强度,进而增强其对土壤中矿质元素的吸收,但不会增加土壤中无机盐的含量;松土也可促进好氧微生物的繁殖。11.将刚采摘的新鲜蓝莓分成两等份。一份用高浓度的CO2处理48h后,储藏在温度为1℃的冷库内。另一份则始终在1℃的冷库内储藏。从采摘后算起每10天取样一次,测定其单位时间内CO2释放量和O2A.第20天对照组蓝莓产生的酒精量高于CO2处理组B.第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多C.比值大于1,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸D.储藏蓝莓前用CO2短时处理,能抑制其在储藏时的无氧呼吸【解析】选B。第20天对照组二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值大于1,此时对照组同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,而CO2处理组二氧化碳释放量等于氧气吸收量,只进行有氧呼吸,没有酒精生成,A、C正确;由题图可推知用CO2短时处理,能抑制其在储藏时的无氧呼吸,D正确;第40天,对照组二氧化碳释放量是氧气吸收量的2倍,说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳量相同,所以无氧呼吸消耗的葡萄糖多,B错误。二、非选择题(共2小题,共28分)12.(12分)(2019·贵州高一检测)现有等量的A、B两个品种的小麦种子,将它们分别置于两个容积相同、密封的棕色广口瓶内,各加入适量(等量)的水。在25℃条件下,测得瓶内O2(1)在t1～t2期间,瓶内O2含量的降低主要是由种子的________引起的,A种子比B种子的呼吸速率__________,A、B种子释放CO2速率的变化趋势是____________________。

(2)在0～t1期间,广口瓶内的CO2有少量增加,主要原因可能是____________________。

(3)小麦种子在萌发的过程中,自由水和结合水的比例______(填“升高”“降低”或“不变”),说明生物体自由水的含量与细胞的________(生命活动)有密切联系。

【解析】(1)分析题图可知,在t1～t2期间,瓶内O2含量降低,减少的O2主要用于种子的有氧呼吸;由于A品种瓶内的O2减少速率更快,因此与B品种相比,A品种呼吸速率快;O2减少的速率先升高后降低,即细胞呼吸过程中呼吸速率先升高后降低,因此种子释放CO2速率的变化趋势是先递增后递减。(2)分析题图可知,在0～t1期间,O2含量没有变化,即细胞不进行有氧呼吸,广口瓶内的CO2有少量增加的原因是种子的无氧呼吸产生了CO2。(3)自由水和结合水的比例越高,新陈代谢越旺盛,因此小麦种子在萌发的过程中,自由水和结合水的比例升高。答案:(1)有氧呼吸快(或高)先逐渐增加,再逐渐减少(2)种子无氧呼吸释放CO2(3)升高新陈代谢【实验·探究】13.(16分)(能力挑战题)某生物实验小组为探究酵母菌呼吸的有关问题,设计了如下实验装置。实验中,先向气球中加入10mL含酵母菌的培养液,后向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有30℃温水的烧杯中,用重物拴住,再将整个装置置于30(1)为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差,应设计一组对照实验,对照实验装置与上述装置相比,不同之处是______________________________。

(2)实验开始后,实验组一段时间内烧杯中液面没有发生变化,最可能的原因是_______________