1、十七 细胞呼吸的原理和应用【基础全面练】共30分 一、选择题(共3题,每题5分,共15分)1.细胞呼吸伴随着物质和能量的变化,下列关于细胞呼吸的叙述错误的是()A.细胞呼吸是细胞内物质和能量转化的一种过程 B.细胞呼吸实际上就是细胞与外界环境间的气体交换 C.细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程 D.细胞呼吸是细胞内有机物进行一系列氧化分解的过程【解析】选B。细胞呼吸的实质是细胞内有机物氧化分解、逐步释放能量的过程,而不能说是细胞与外界环境间的气体交换。2.如图为线粒体的结构,其中不可能发生的反应是()A.处发生有氧呼吸第二阶段 B.处产生ATP C.处产生CO2 D.处发生H与O2的结合
2、反应【解析】选B。线粒体进行有氧呼吸的二、三阶段,第二阶段为:丙酮酸和水反应生成H和二氧化碳,产生少量ATP,场所是线粒体基质,A、C正确;处是线粒体内外膜之间,不能产生ATP,B错误;是线粒体内膜,进行有氧呼吸第三阶段:H和氧气反应生成水,同时释放大量能量,D正确。【补偿训练】(2021北京高一检测)如图中、代表有氧呼吸的相关场所,甲代表有关物质,下列叙述正确的是()C6H12O6甲CO2 A.和都具有双层生物膜 B.中所含的酶在乳酸菌中都能找到 C.和中都能产生H D.甲一定进入线粒体【解析】选C。是有氧呼吸的第一阶段的场所细胞质基质,是有氧呼吸第二阶段的场所线粒体基质或细胞质基质,都没有
3、膜结构,A错误;中所含的酶为有氧呼吸有关的酶,而乳酸菌进行无氧呼吸,B错误;有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生H,C正确;甲不一定进入线粒体,如发生在原核细胞中,D错误。3.利用酵母菌制作甜酒酿时,先将糯米蒸熟,待冷却后将一定量的酵母菌与糯米混匀,再将糯米压实后在中间挖一个洞,加盖后保温一段时间即成米酒。下列叙述正确的是()A.在中间挖洞的目的是促进酵母菌有氧呼吸,该过程一定产生水 B.加盖的目的是造成缺氧环境,利于酵母菌酒精发酵,释放大量能量快速繁殖 C.保温时需将碗置于80100 条件下 D.丙酮酸转化为酒精的过程会生成少量ATP【解析】选A。在中间挖洞留有部分空气,目的是促进酵母菌有氧呼
4、吸,促进酵母菌数量的增加,有氧呼吸过程一定会产生水和CO2,A正确;加盖的目的是造成缺氧环境,利于酵母菌酒精发酵,但无氧呼吸释放能量较少,不利于繁殖,B错误;保温的温度应有利于酵母菌存活,80100 温度过高,不适合酵母菌的生长,C错误;丙酮酸转化为酒精的过程是无氧呼吸第二阶段,该阶段不释放能量,不会生成ATP,D错误。【方法规律】“三看”理解无氧呼吸的概念 一看反应条件:缺氧,以适应不利的环境条件。二看氧化产物:不彻底,如产生酒精、乳酸等。三看释放能量:较少,大部分储存在未彻底氧化分解的有机物中,如酒精或乳酸中。二、非选择题(共15分)4.如图表示真核生物细胞呼吸作用过程图解,其中的X、Y分
5、别代表某种物质,代表相关生理过程。请据图回答有关问题:(1)只能在真核生物的细胞质基质中进行的呼吸 过程有_(填序号)。(2)图中物质_可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝 色变成_。在人体细胞中能产生该物质 的呼吸过程是_(填序号)。【解析】(1)为有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质中。为无氧呼吸的乳酸发酵过程,为酒精发酵过程,都发生在细胞质基质中。(2)图中物质二氧化碳会使溴麝香草酚蓝溶液的颜色发生蓝绿黄的变化,而人体细胞进行有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳。答案:(1)(2)Y 黄色 【综合突破练】共50分 一、选择题(共5题,每题7分,共35分)5.如图表示人体的细胞呼吸过程。下列叙述错误的
6、是()A.过程进行的场所相同 B.过程中需要过程提供H C.过程需要O2的参与 D.过程不产生H,但消耗H【解析】选D。分析可知,过程都发生在细胞质基质,A正确;无氧呼吸过程中,第一阶段产生H可用于第二阶段中丙酮酸的还原,B正确;为有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,其中第三阶段需要O2的参与,C正确;过程中的有氧呼吸第二阶段产生H,第三阶段消耗H,D错误。【方法规律】细胞呼吸记忆口诀 细胞呼吸三过程,有氧无氧一段同,葡(萄)糖分解丙酮氢,还要释放少量能。有氧呼吸二阶段,丙酮和水来反应,能量CO2还原氢,线(粒)体基质内完成。有氧呼吸三阶段,O2氧化还原氢,大量能量水生成,线(粒)体内膜来完成。无氧
7、呼吸二阶段,还原物质不放能。6.种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是()A.若产生的CO2与酒精的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸 B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等 C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放 D.若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多【解析】选D。本题主要考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程及呼吸方式的判断。种子以葡萄糖为呼吸底物,有氧呼吸和无氧呼吸产生酒精的过程均产生CO2,但是无氧呼吸产生的CO2与酒
8、精分子数相等,A项正确;无氧呼吸只释放CO2,不吸收O2,若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等,B项正确;由于种子细胞进行无氧呼吸时,不吸收O2,产物是CO2和酒精或乳酸,若产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放,C项正确;若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸产生乳酸的过程,则吸收O2的分子数与释放CO2的一样多,D项错误。【知识总结】有氧呼吸和无氧呼吸的物质的量的关系(1)有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O12H2O+6CO2。(2)无氧呼吸:酒精发酵:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2。乳酸发酵:C6H12O62C3H6O3(乳酸)。7.(不定项)如图
9、表示氧气浓度对植物组织产生二氧化碳的影响,下列叙述错误的是()A.A点时释放的二氧化碳主要来自线粒体 B.B点时既有有氧呼吸,又有无氧呼吸 C.C点时对应的氧气浓度最适合该植株组织的储存 D.该植物组织可能为马铃薯的块茎【解析】选A、C、D。图中A点氧浓度较低,有氧呼吸作用较弱,CO2主要是通过无氧呼吸产生,主要来自细胞质基质,A错误;图中B点既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,但无氧呼吸弱,仍能释放少量的CO2,B正确;O2浓度为5%时二氧化碳浓度最低,呼吸作用最弱,有机物消耗速度最低,故B点时就是贮藏该植株组织的最适环境条件,C错误;马铃薯的块茎无氧呼吸时产生乳酸,所以该植物组织不可能为马铃薯
10、的块茎,D错误。8.(不定项)(2021济南高一检测)如图是细胞呼吸过程的部分示意图,下列叙述正确的是()A.阶段B是乳酸菌产生ATP最多的一个阶段 B.阶段A释放了少量能量,其中只有少部 分用于ATP的合成 C.物质会使人产生酸痛感 D.物质所需的H大部分来源于阶段A【解析】选B、D。乳酸菌属于厌氧型生物,只能进行无氧呼吸,不能进行有氧呼吸,A错误;阶段A释放了少量能量,其中大部分以热能形式散失,只有少部分用于ATP的合成,B正确;物质是二氧化碳,只有乳酸刺激人体神经末梢,才会使人产生酸痛感,C错误;物质所需的H大部分来源于阶段A,少部分来源于葡萄糖分解为丙酮酸的第一阶段过程,D正确。9.(
11、不定项)选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和实验组,其中实验组每天进行运动训练(持续不断被驱赶游动),对照组不进行。训练一段时间后,分别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后的肌肉乳酸含量,结果如图所示,下列叙述不正确的是()A.乳酸是由丙酮酸在细胞质基质中转化形成的 B.斑马鱼静止时所需ATP主要在线粒体中生成 C.运动训练可升高无氧呼吸在运动中的供能比例 D.运动训练对斑马鱼静止时的无氧呼吸无显著影响【解析】选C。乳酸是无氧呼吸的产物,是丙酮酸在细胞质基质中转化形成的,A正确;静止时斑马鱼主要的呼吸方式是有氧呼吸,斑马鱼所需ATP主要在线粒体中生成,B正确;c、d对照,训练组斑马鱼
12、在运动时产生的乳酸比对照组运动时产生的乳酸少,说明运动训练可以降低斑马鱼运动时无氧呼吸的强度,C错误;a、b对照,训练组斑马鱼在静止时产生的乳酸与对照组产生的乳酸基本保持一致,说明运动训练不能降低斑马鱼静止时无氧呼吸的强度,D正确。【误区警示】葡萄糖不能直接进入线粒体内被分解(1)线粒体内缺乏分解葡萄糖的酶。(2)线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体。二、非选择题(共15分)10.早春开花的植物雪滴兰,不畏春寒,雪落花开。如图为雪滴兰细胞呼吸的过程图解,其中字符表示化学物质,序号代表反应过程,请回答问题:(1)物质是_,其产生场所为_。(2)在氧气不足的情况下,葡萄糖氧化分 解发生的反应过程是_(填
13、序号),能量的去向是_。(3)雪滴兰开花时花序细胞的耗氧速率远高于其他细胞,其花序细胞的呼吸方式主要是_。雪滴兰开花不畏严寒,研究表明其花序温度比周围温度高,但ATP的生成量远低于其他细胞,分析原因是_。【解析】(1)分析图示可知,过程为有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段,过程为有氧呼吸第二阶段,过程为有氧呼吸第三阶段,过程为无氧呼吸第二阶段,物质为丙酮酸,为CO2,为H,为O2,为H2O,为酒精。物质是H,产生于有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段、有氧呼吸第二阶段,因此产生场所为细胞质基质和线粒体。(2)在氧气不足的情况下,细胞会同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,则葡萄糖氧化分解发生的反应过程是,产生的能量大部分
14、以热能的形式散失,剩余部分储存在酒精和ATP中。(3)雪滴兰开花时花序细胞的耗氧速率远高于其他细胞,其花序细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸。雪滴兰开花不畏严寒,研究表明其花序温度比周围温度高,但ATP的生成量远低于其他细胞,原因是花序细胞物质(葡萄糖)氧化分解释放的能量储存在ATP中较其他细胞少,以热能形式散失的较其他细胞多,因而能维持花序的较高温度,以适应低温环境。答案:(1)H 细胞质基质和线粒体(2)储存在酒精和ATP中、以热能形式散失(3)有氧呼吸 花序细胞物质(葡萄糖)氧化分解释放的能量储存在ATP中较其他细胞少,以热能形式散失的较其他细胞多【补偿训练】为研究低氧胁迫对青瓜根细胞呼吸的影
15、响,某研究小组用A、B两个青瓜品种进行实验研究,图示结果为一周后测得的根系中酒精的含量。据图分析,下列叙述正确的是()A.正常通气时青瓜根细胞产生的CO2都来自线粒体 B.在低氧条件下A品种的根细胞只能进行无氧呼吸 C.低氧时B品种根细胞产生ATP的速率较A品种低 D.根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程不会产生ATP【解析】选D。通气情况下,青瓜品种A、B仍然有酒精产生,表明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,因为呼吸作用发生的场所是细胞质基质和线粒体中,因此产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质,A错误。低氧条件下,A品种根细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,B错误。低氧时B品种根细胞产生ATP的速
16、率较A品种高,C错误。丙酮酸分解为酒精属于无氧呼吸第二阶段,无ATP的产生,D正确。【应用创新练】共20分 11.酒文化在中国源远流长,在三千多年前,商周时代,中国人独创酒曲复式发酵法,开始大量酿制黄酒。发酵阶段,一般要先创建有氧环境,再创建无氧环境。为探究酵母菌在有氧和无氧环境下呼吸作用过程,某科研小组分离酵母菌的不同结构,进行如下实验:实验一:该实验在氧气充足的条件下进行,在有能量产生时,荧光素酶能催化荧光素 发光,检测各试管中物质变化和发光情况。实验二:将上述装置置于无氧条件下,检测各试管中物质变化和发光情况。探究:(1)分析实验一,写出各试管中的实验结果。编号葡萄糖含量丙酮酸含量发光
17、强弱1-2-弱3减少-4-5-6-减少(2)分析实验二,能产生酒精的试管编号:_。(3)综 合 分 析 实 验 一 和 二,有 氧 和 无 氧 条 件 下 均 能 产 生 CO2 的 试 管 编号:_。(4)为研究O2中的氧元素的去向,请说出你的实验思路,并预期实验结果。实验思路:_。预期结果:_ _。【解析】(1)实验一在氧气充足条件下只进行有氧呼吸,葡萄糖的分解是在细胞质基质中,试管1葡萄糖和丙酮酸的含量不变,无能量产生;试管2葡萄糖的含量下降,丙酮酸的含量增加,有少量能量产生;试管3葡萄糖分解生成CO2和水,产生大量能量。丙酮酸的分解是在线粒体基质中进行,试管4丙酮酸不变,无能量产生;试
18、管5丙酮酸分解,产生少量能量;试管6丙酮酸彻底分解生成CO2和水,释放大量能量。(2)实验二在无氧条件下只进行无氧呼吸,葡萄糖无氧呼吸产生酒精的场所是细胞质基质,产生酒精的试管是2和3。(3)有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体基质,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,因此有氧和无氧条件下都能产生CO2的试管编号是3。(4)研究元素的转移使用同位素标记法,因此研究O2中氧元素的去向,用同位素18O标记,每隔较短的一段时间检测产物中是否含有18O;预期结果是:O2中的18O最先出现在水中,水作为原料参与第二阶段反应,然后出现在CO2中。答案:(1)(2)2、3(3)3(4)用同位素18O标记O2,每隔较短的一段时间检测产物中是否含有18O，18O最先出现在水中,然后出现在CO2中 编号 葡萄糖含量 丙酮酸含量 发光 强弱 1 不变-无 2 减少-弱 3 减少-强 4-不变 无 5-减少 弱 6-减少 强
