2024-2025学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用3细胞呼吸的原理和应用层级训练含解析新人教版必修第一册

PAGE10-第3节细胞呼吸的原理和应用学问点一探究酵母菌细胞呼吸的方式1.酵母菌是中学生物试验中常用的试验材料。以下是某生物爱好小组以酵母菌为材料开展的相关试验探讨装置，下列说法不正确的是()A．选用A、B、C装置探究酵母菌有氧呼吸方式时的装置依次是C→A→BB．探究酵母菌有氧呼吸方式时，设置10%NaOH溶液的作用是汲取空气中的CO2，以解除其对试验结果的干扰C．利用E装置探究酵母菌呼吸类型，若在试验过程中液滴向左移(不考虑环境因素的影响)，则说明此装置中酵母菌发生了有氧呼吸D．探究酵母菌无氧呼吸方式时，D瓶需放置一段时间后再连接B瓶，目的是让酵母菌充分繁殖2．酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，假如二者消耗了等量的葡萄糖，这时吸入的氧气与产生的二氧化碳的分子数之比是()A．3：4B．4：3C．1：2D．2：13．(多选)检测酵母菌细胞呼吸的产物，下列描述正确的是()A．假如产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌只进行有氧呼吸B．假如产生的气体使溴麝香草酚蓝水溶液变黄色，则酵母菌只进行无氧呼吸C．无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌都能产生二氧化碳D．酵母菌发酵时产生气体，其发酵液能使重铬酸钾变灰绿色学问点二细胞呼吸的类型及过程4.下列关于人体肌肉细胞内有氧呼吸和无氧呼吸的比较，正确的是()A．二氧化碳只是有氧呼吸的产物B．无氧呼吸过程中不会生成ATPC．[H]只在有氧呼吸过程中产生D．葡萄糖只能作为有氧呼吸的底物5．下列是细胞呼吸的过程，有关叙述正确的是()A．上述生理过程可以发生在同一细胞内B．在人体内环境中可以发生①②③过程C．①②③④都产生ATP，为生命活动供能D．无线粒体的生物可能发生①②过程6．(多选)下列选项中，属于有氧呼吸与无氧呼吸的共同点的是()A．所产能量大多数都以热能形式散失B．都伴随有[H]的产生和消耗C．都伴随有水的生成D．都须要多种酶的催化学问点三细胞呼吸的影响因素及应用7.下列关于细胞呼吸原理的应用，错误的是()A．蔬菜和水果的保鲜所须要的条件应为低温、干燥、低氧B．花盆里的土壤板结后应刚好松土透气，以促进根系的有氧呼吸C．选用松软的“创可贴”包扎伤口的目的是防止厌氧菌大量繁殖D．在限制通气的状况下，利用麦芽、葡萄、粮食、酵母菌和发酵罐等可以生产各种酒8．下表是植物不同器官的呼吸速率(单位鲜重在单位时间的耗氧量，单位：μL·g－1·h－1)，据表分析，下列说法错误的是()植物器官呼吸速率(O2)植物器官呼吸速率(O2)胡萝卜根25大麦种子浸泡(15h)胚715叶440胚乳76苹果果肉30叶266果皮95根960～1480A.同一植物的不同器官或组织，呼吸速率有明显差异B．大麦种子内胚的呼吸速率比胚乳高，表明胚的能量代谢较旺盛C．不同植物的同类器官呼吸速率不同，与其结构有关而与功能无关D．测定大麦种子呼吸速率前先要将种子浸泡，是为了提高种子的含水量9．(多选)松土是农作物栽培的传统耕作措施。相关看法合理的是()A．可以增加土壤的透气性，促进植物对无机盐的汲取B．能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解C．简单造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素D．促进土壤微生物的呼吸作用强度，增加二氧化碳排放关键实力综合练进阶训练其次层一、单项选择题10．把鼠的肝组织磨碎后离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，但加入丙酮酸后，立刻就有CO2和ATP产生，则c层必定含有()①线粒体②核糖体③细胞质基质④ADPA．①和③B．②和④C．①和④D．②和③11.某同学在探讨马铃薯块茎无氧呼吸产物时，设计了如下试验：取簇新马铃薯块茎，洗净、切成碎屑，向锥形瓶中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向瓶中充入N2，安装成图示装置。下列说法错误的是()A．锥形瓶中充入N2的目的是制造无氧环境B．若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞进行的是酒精发酵C．试验前应对马铃薯块茎碎屑消毒D．溴麝香草酚蓝水溶液也可以换成澄清的石灰水12．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：氧浓度(%)abcd产生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol产生酒精的量9mol6.5mol6mol0mol分析表中数据可得出的结论是()A．氧浓度为a时，酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B．氧浓度为b时，相同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．氧浓度为c时，有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵D．氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸二、不定项选择题(每题有一个或多个正确答案)13．如图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，有关叙述正确的是()A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体B．消耗等量的葡萄糖释放的能量中，能量2最多C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经自由扩散的方式运出细胞14．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是()A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境B．荔枝在无O2、干燥、零下低温的环境中，可延长保鲜时间C．马拉松运动时，运动员主要是从无氧呼吸中获得能量D．高等生物保留无氧呼吸的实力，有利于对不良环境的适应15．(易错题)在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可以推断此过程()A．肯定是有氧呼吸B．肯定不是产生乳酸的无氧呼吸C．肯定不是产生酒精的无氧呼吸D．肯定是无氧呼吸学科素养提升练进阶训练第三层16．(学科素养——科学探究)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破裂并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，将它们与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下试验(见下表)。试管编号加入的物质细胞质基质线粒体酵母菌ABCDEF葡萄糖－＋－＋＋＋丙酮酸＋－＋－－－氧气＋－＋－＋－注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。(1)会产生CO2和H2O的试管有____________，会产生酒精的试管有__________，依据试管__________的试验结果可推断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号)(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4－二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散，表明DNP使分布在____________上的酶无法催化ATP的合成。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)接着进行。17．如图表示某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2汲取量和CO2生成量的改变，请据图回答下面的问题：(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧削减的主要缘由是_____________________________________________________。(2)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度改变而改变的曲线。(3)O点时，该器官的呼吸作用类型是_____________________________________________________。(4)在O2浓度为10%以下时(不包括O点)，该器官的呼吸类型是________，缘由是_____________________________________________________。(5)该器官CO2释放与O2汲取两条曲线在P点重合，该器官在该点的呼吸类型是________，缘由是__________________________________________________________________________________________________________。(6)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比________(填“一样多”“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的________倍。(7)图中区域OPQ所围成的面积表示的意义是_____________________________________________________。(8)在长途运输簇新蔬菜时，经常向塑料袋中充入氮气，目的是________。你认为氧浓度应调整到________点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输。第3节细胞呼吸的原理和应用1．解析：探究酵母菌的有氧呼吸方式，需连接装置C→A→B,10%NaOH溶液可汲取空气中的CO2，以解除其对试验结果的干扰；澄清石灰水可检测有氧呼吸产物CO2，故A、B正确。E装置中，NaOH溶液会汲取锥形瓶中的CO2，若红色液滴左移，说明有O2消耗，酵母菌进行了有氧呼吸，C正确。探究酵母菌无氧呼吸方式时，D瓶需放置一段时间后再连接B瓶，目的是消耗瓶中的氧气，以保证明验时酵母菌进行无氧呼吸，D错误。答案：D2．解析：酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸的反应式分别如下：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2CO2＋2C2H5OH＋能量有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，都消耗1mol葡萄糖时，共汲取O26mol，产生CO28mol，所以吸入的氧气和产生的CO2的分子数之比为68＝34。答案：A3．解析：澄清的石灰水用于检测二氧化碳，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，因此产生的气体使澄清的石灰水变混浊，不能说明酵母菌只进行有氧呼吸，A错误，C正确；溴麝香草酚蓝水溶液也用于检测二氧化碳，因此产生的气体使溴麝香草酚蓝水溶液变黄色，不能说明酵母菌只进行无氧呼吸，B错误；酵母菌发酵产生CO2，发酵液中含有酒精，能使重铬酸钾变灰绿色，D正确。答案：CD4．解析：人体肌肉细胞内有氧呼吸的产物是水和二氧化碳，无氧呼吸的产物是乳酸，因此二氧化碳只是有氧呼吸的产物；无氧呼吸的第一阶段会释放少量能量，会生成少量ATP；有氧呼吸的第一、二阶段和无氧呼吸的第一阶段均产生[H]；有氧呼吸和无氧呼吸的底物均为葡萄糖。答案：A5．解析：过程③和④分别为产乳酸与产酒精的无氧呼吸过程，不行能发生在同一细胞内；图中①②③过程都发生在细胞内，内环境是细胞的生存环境；呼吸作用第一阶段(过程①)可产生少量能量，过程②可产生大量能量，过程③和④不产生能量；有些好氧菌无线粒体，但是可以进行有氧呼吸，发生①和②过程。答案：D6．解析：有氧呼吸与无氧呼吸所产能量大多数都以热能形式散失，A正确；细胞内产生[H]的过程为有氧呼吸的第一、二阶段和无氧呼吸的第一阶段，消耗[H]的过程为有氧呼吸的第三阶段和无氧呼吸的其次阶段，B正确；有氧呼吸第三阶段会有水生成，而无氧呼吸过程中不产生水，C不正确；有氧呼吸与无氧呼吸过程都是一系列的酶促反应，都须要多种酶参加，D正确。答案：ABD7．解析：蔬菜和水果的保鲜所须要的条件是低温、适当的湿度、低氧，A项错误；花盆里的土壤板结后应刚好松土透气，以促进根系的有氧呼吸，抑制根系的无氧呼吸，B项正确；选用松软的“创可贴”包扎伤口的目的是保持有氧的环境，防止厌氧菌大量繁殖，C项正确；在限制通气的状况下，利用麦芽、葡萄、粮食、酵母菌和发酵罐等可以生产各种酒，这是细胞呼吸的应用之一，D项正确。答案：A8．解析：由表格数据可看出：同一植物的不同器官或组织，呼吸速率有明显差异，A正确；由胚与胚乳的呼吸速率可知：胚的能量代谢较旺盛，B正确；呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱，不同植物的同类器官的呼吸速率不同，与其结构和功能有关，C错误；呼吸作用须要水的参加，而且生化反应也必需在水溶液中进行，所以测定大麦种子呼吸速率前先浸泡，是为了提高种子的含量，D正确。答案：C9．解析：松土可增加土壤缝隙中空气的含量，使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而促进植物根系对无机盐的汲取，A正确；松土透气有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，B正确；松土简单造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素，C正确；松土可增加土壤透气性，促进土壤中好氧微生物的呼吸作用，增加二氧化碳排放，D正确。答案：ABCD10．解析：分析题干，细胞匀浆经离心后形成4层，这4层分布有不同的细胞器。c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，但加入丙酮酸后，立刻就有CO2和ATP产生，可以推断出c层含有线粒体，它能利用丙酮酸但不能利用葡萄糖；另外要产生ATP还肯定须要ADP作原料。答案：C11．解析：CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，若溴麝香草酚蓝水溶液不变色，则说明马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物中不含CO2，即马铃薯块茎细胞不进行酒精发酵。试验前应对马铃薯块茎碎屑消毒，以避开微生物的呼吸作用对试验的干扰。答案：B12．解析：依据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式分析，有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2，且二者的摩尔数相等。据此推断，当氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸；氧浓度为b时，相同时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少；氧浓度为c时，有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。答案：D13．解析：题图表示酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的两个过程，酶2催化的是有氧呼吸的其次、三过程，这两个过程发生在酵母菌的线粒体中；消耗等量的葡萄糖释放的能量中，有氧呼吸释放的能量多；有氧呼吸中，一分子葡萄糖产生6分子CO2，而无氧呼吸中，一分子葡萄糖产生2分子CO2；酒精以自由扩散方式运出细胞。答案：BD14．解析：水稻根细胞主要进行有氧呼吸，若长期进行无氧呼吸，则产生的酒精对根细胞有毒害作用，所以A不正确；荔枝在低氧、湿度适中、零上低温的环境中，可延长保鲜时间，所以B不正确；马拉松运动时，运动员主要是从有氧呼吸中获得能量，无氧呼吸产生的能量很少，所以C不正确；高等生物保留无氧呼吸的实力，有利于对不良环境的适应，所以D正确。答案：D15．解析：无氧呼吸产生酒精和CO2或乳酸，有氧呼吸的产物是CO2和H2O，只有产乳酸的无氧呼吸不产生CO2，因此可判定只有B项正确。答案：B16．解析：(1)有氧呼吸分三个阶段，第一阶段发生于细胞质基质，反应产物为丙酮酸、[H]，并产生少量的能量。其次阶段发生于线粒体基质，反应底物为丙酮酸和水，产物有CO2、[H]，并产生少量的能量。第三阶段发生于线粒体内膜，[H]与O2发生反应生成H2O，并产生大量能量。无氧呼吸的场所为细胞质基质。酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2，并产生少量能量。试管C中加入了丙酮酸和线粒体，满意有氧呼吸其次和第三阶段的条件，可产生CO2、H2O。试管E中是完整的酵母菌，存在细胞质基质和线粒体，在含有葡萄糖和O2的条件下，可发生有氧呼吸全过程，可产生CO2、H2O。故会产生CO2和H2O的试管是C、E。试管B中有葡萄糖和细胞质基质，无O2，可发生无氧呼吸产生酒精。试管F中是完整的酵母菌，加入葡萄糖后在无O2条件下可进行无氧呼吸产生酒精。故会产生酒精的试管有B、F。B、D、F三支试管可作为一组比照试验来验证酵母菌无氧呼吸的场所，F作为比照组，B、D作为试验组。(2)DNP(2,4­二硝基苯酚)对有氧呼吸第三阶段过程无影响，但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散。而有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜，所以DNP使分布于线粒体内膜上的酶无法催化ATP的合成。将DNP加入试管E中，只是使酵母菌有氧呼吸第三阶段释放的能量以热能的形式耗散，即阻碍ATP的形成，并不影响葡萄糖的氧化分解。答案：(1)C、EB、FB、D、F(2)线粒体内膜能17．解析：(1)Q点氧气浓度是0，该点表示无氧呼吸释放的二氧化碳，曲线QR表示CO2总的生成量。随着氧气浓度的增加，无氧呼吸受抑制的作用越来越强，此时由于氧气浓度较低，有氧呼吸过程也很弱，因此细胞呼吸作用产生的二氧化碳急剧下降，从而曲线QR区段CO2生成量急剧削减。(2)无氧呼吸产生的二氧化碳量＝细胞呼吸产生的二氧化碳量－有氧呼吸释放二氧化碳的量(有氧呼吸产生氧气的量)，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸产生的二氧化碳增加，无氧呼吸受