必修1《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸第1课时课时训练

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第1课时 细胞呼吸的方式
基础过关练
题组一 有氧呼吸的过程

1.如图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的是( )
A.②处生成CO2
B.①处产生ATP
C.②处产生[H]
D.③处发生[H]与O2的结合
2.(2021宁夏银川一中高三检测)向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂,下列说法正确的是( )
A.若a能抑制丙酮酸分解,则可使丙酮酸的消耗增加
B.若b能抑制[H]氧化成水,则可使O2的消耗减少
C.若c能抑制ATP形成,则可使ADP的消耗增加
D.若d能抑制葡萄糖分解,则可使丙酮酸增加
3.(2021陕西西安一中高一月考)下图是细胞呼吸过程,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表生理过程发生的场所,①至③代表生理过程,甲、乙代表物质。有关叙述正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ都具有双层生物膜
B.甲、乙分别代表丙酮酸和[H]
C.①释能最多,③释能最少
D.Ⅲ代表线粒体基质
4.有氧呼吸过程的物质变化可分为三个阶段:①C6H12O6→丙酮酸+[H];②丙酮酸+H2O→CO2+[H];③[H]+O2→H2O。下列与此相关的叙述中正确的是( 易错 )
A.第③阶段反应极易进行,无需酶的催化
B.第②阶段无ATP生成,第③阶段生成较多的ATP
C.第①、②阶段能为其他化合物的合成提供原料
D.有氧呼吸第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
题组二 有氧呼吸和无氧呼吸的比较
5.(2021四川绵阳南山中学高一月考)在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,正确的是( )
6.(2020湖北黄冈高三统考)如图为细胞呼吸过程简图,其中①~⑤为不同过程。相关叙述错误的是( )
A.原核细胞的过程①发生在细胞质基质中,真核细胞的过程③发生在线粒体基质中
B.酵母菌在有氧条件下会发生图中①②③过程,无氧条件下发生图中①⑤过程
C.图中[H]为NADH,过程④⑤不产生ATP
D.催化②④⑤过程的酶存在差异
7.(2021陕西咸阳实验中学高一月考)生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如图所示,图中A代表物质,①、②、③、④代表细胞内的反应过程,据图回答下列问题:
(1)图中物质A的名称是 ,产生的场所是 。
(2)反应①、②、③、④中,必须在有氧条件下进行的是 ,可在人体细胞中进行的是 。
(3)活细胞中,进行②过程的细胞器可被 染液染成 色。
(4)苹果储藏久了,会有酒味产生,其原因是发生了图中 过程。
(5)请填写检测酵母菌呼吸产物时所用试剂盒颜色反应对比表。
题组三 细胞呼吸的影响因素及应用
8.(2021四川简阳阳安中学高一月考)如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述错误的是( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度低于20%时,30 ℃、35 ℃两温度对有氧呼吸速率影响不大
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和35 ℃之间
D.与b点相比,限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度
9.(2021江苏赣榆一中高一月考)下列关于细胞呼吸原理的应用,搭配错误的是( )
A.利用葡萄、酵母菌生产果酒——酵母菌无氧呼吸产生酒精
B.农业生产上,中耕松土——促进农作物根系的有氧呼吸
C.包扎伤口时,选用透气的“创可贴”——促进人体细胞的有氧呼吸
D.蔬菜放在冰箱保鲜室储存——抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗
10.(2020山东临沂高一期末)低温自发气调储藏法是荔枝保鲜的有效方法,具体做法是采摘七至八分熟的荔枝迅速放入聚乙烯薄膜袋中杀菌、扎口,然后装入纸箱放在温度为1~5 ℃、相对湿度为85%~90%、CO2浓度小于10%的条件下储藏,保鲜时间可长达30天。下列叙述正确的是( )
A.荔枝保鲜要选取没有果蒂、无机械伤害和无病虫害的果实
B.无氧环境中,荔枝会进行无氧呼吸产生大量乳酸而坏掉
C.低温储藏时,荔枝的细胞中酶活性低,细胞呼吸较弱
D.将荔枝置于低温、干燥、低氧环境中,可延长保鲜时间
题组四 细胞呼吸方式的判断及实验探究
11.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2,实验开始时,打开软管夹,将装置放入25 ℃水浴中,10 min后关闭软管夹,随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置,结果如下表所示。下列分析正确的是( )
A.图中X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向右移动
B.在20~30 min内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/min
C.如将X换为清水,并向试管中充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率
D.增设的对照实验只需将装置中的X换成清水,并将该装置置于相同的环境中
12.(2021陕西咸阳实验中学高一月考)有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的物质的量如图所示。据图中信息推断,错误的是( )
A.当O2浓度为a时,酵母菌没有有氧呼吸,只有无氧呼吸
B.当O2浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程有所不同
C.当O2浓度为c时,有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.a、b、c、d 4种不同氧浓度下,细胞都能产生[H]和ATP
13.(2021江西南昌十中高一期中)如图所示三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物,有关分析错误的是( )
A.甲装置可用于探究呼吸作用是否释放热量
B.乙装置有色液滴向左移动,说明种子萌发只进行有氧呼吸
C.丙装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生二氧化碳
D.三个装置中的种子都必须进行消毒处理,都需要设置对照实验
能力提升练
一、选择题

1.(2021陕西西安高三第一次模拟,)植物胁迫是指对植物生长不利的环境条件,如营养缺乏、水分不足、洪涝、高温或低温、病虫害等。洪涝易使植株根系供氧不足,造成低氧胁迫。此时植物生长缓慢且根系易变黑、腐烂。下列有关内容的叙述错误的是( )
A.洪涝造成植物根系供氧不足的原因是氧气微溶于水,无法到达根部
B.植物生长缓慢是由于细胞缺氧,无法向各项生命活动提供任何能量
C.无氧呼吸会使某些植物根细胞产生酒精,酒精积累导致根细胞死亡
D.根系腐烂是由于厌氧微生物的大量繁殖,分解死细胞所含的有机物
2.(2021江西赣县三中高一期中,)有学者欲研究影响玉米根尖细胞线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化,结果如图(注:图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析正确的是( )
A.实验中加入的呼吸底物是葡萄糖
B.过程①没有进行有氧呼吸第三阶段
C.过程②比过程⑤耗氧速率低的原因可能是[H]不足
D.过程④比过程③耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足
3.(2021山西实验中学高一月考,)将质量均为X g的苹果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中,一小时后测定O2的吸收量和CO2的释放量,结果如下表,由此判断不正确的是( )
A.在O2相对浓度为3%时,苹果细胞既有无氧呼吸也有有氧呼吸
B.X g的果肉在O2相对浓度为3%时每小时分解葡萄糖0.15 ml
C.储存苹果的环境中,O2相对浓度为5%较好
D.O2相对浓度为5%时无氧呼吸和有氧呼吸强度均最弱
4.(不定项)(2021陕西渭南大荔同州中学高三检测改编,)如图是两个运动员在不同运动强度下进行测试,测得血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系,以下说法错误的是( )
A.甲乙两人在运动过程中均进行了有氧呼吸和无氧呼吸
B.肌肉细胞消耗相同质量的葡萄糖产生的能量会随运动强度的增加而增多
C.分析测试结果可知,乳酸含量与运动强度呈正相关
D.乳酸产生量与摄氧量呈正相关的原因是产生乳酸需要氧气的参与
二、非选择题
5.(2021四川成都为明学校高一期中,)某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异,设计了以下的实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料,每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数,结果如表所示。请分析回答下列问题:
有色液滴移动的距离(mm)
(1)装置图中的Y溶液是 ,其作用是 ;设置乙装置的目的是 。
(2)实验开始后保持注射器的活塞不移动,有色液滴将向 (填“左”或“右”)移动,以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是 。
(3)另一组该实验装置每隔5 min测量时,将注射器活塞往 (填“上”或“下”)移动,待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气体的变化量,其中以小麦为材料的结果如表所示:
分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为 ,在此过程中,有氧呼吸的强度越来越 。
答案全解全析
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
第1课时 细胞呼吸的方式
基础过关练
1.B 题图中①、②、③分别表示线粒体外膜、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸过程中,CO2产生于第二阶段,场所是线粒体基质,A不符合题意;线粒体中产生ATP的部位是线粒体基质和线粒体内膜,ATP不可能在①线粒体外膜处产生,B符合题意;有氧呼吸第二阶段丙酮酸与H2O反应生成CO2和[H],发生在线粒体基质中,C不符合题意;[H]与O2的结合发生在线粒体内膜上,D不符合题意。
2.B 若a能抑制丙酮酸分解,则可使丙酮酸的消耗减少,A项错误;有氧呼吸第三阶段[H]和氧结合生成水,若b能抑制[H]氧化成水,则可使O2的消耗减少,B项正确;ADP与磷酸在有能量提供、有酶催化的条件下可形成ATP,若c能抑制ATP形成,则可使ADP的消耗减少,C项错误;葡萄糖在有氧呼吸第一阶段转变为丙酮酸,若d能抑制葡萄糖分解,则使丙酮酸减少,D项错误。
3.B 据图分析,Ⅰ表示细胞质基质,Ⅱ表示线粒体基质,Ⅲ表示线粒体内膜,A、D项错误;甲表示丙酮酸,乙表示[H],B项正确;图示三个过程中,③释放的能量最多,C项错误。
4.C 有氧呼吸的三个阶段都需要酶的催化,A错误;有氧呼吸第①、②阶段都产生ATP,只是产生的ATP少,B错误;有氧呼吸第①、②阶段能产生中间产物,为其他化合物的合成提供原料,C正确;有氧呼吸的第①阶段与无氧呼吸的第①阶段完全相同,D错误。
易错提醒
与有氧呼吸有关的三点提醒
(1)葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解。葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸在有氧条件下进入线粒体被氧化分解为CO2和H2O。(2)三个阶段都能释放能量,合成ATP,但第三阶段释放能量最多,合成ATP最多。(3)第二阶段消耗水,第三阶段产生水。
5.B 人体细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸的过程中,[H]来源于葡萄糖和水,其在第三阶段与氧结合生成水;人体细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸的过程中,[H]来源于葡萄糖,用于生成乳酸,答案B正确。
6.A 过程①为细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,过程③为有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,故A错误。有氧条件下酵母菌会发生有氧呼吸,即图中①②③过程;无氧条件下酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2,即图中①⑤过程,故B正确。题图中[H]为NADH,无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP,过程④⑤为无氧呼吸第二阶段,不产生ATP,故C正确。丙酮酸在不同酶的催化下生成不同的产物,故D正确。
7.答案 (1)丙酮酸 细胞质基质 (2)② ①②④ (3)健那绿 蓝绿 (4)③ (5)甲:由蓝变绿再变黄 乙:橙色变灰绿色
解析 (1)在细胞呼吸的第一阶段中,葡萄糖分解产生丙酮酸(A)和[H],其发生的场所为细胞质基质。(2)反应①②③④中,有氧呼吸的第二、三阶段(②)必须在有氧条件下进行;人体细胞既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸产生乳酸,因此可在人体细胞中进行的是①②④。(3)活细胞中,进行②过程的细胞器可被健那绿染液染成蓝绿色。(4)苹果储藏久了,细胞进行图中③过程,即无氧呼吸产生酒精。(5)甲:二氧化碳使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄;乙:重铬酸钾(在酸性条件下)和酒精反应,由橙色变灰绿色。
8.C O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生[H]的场所只有细胞质基质。O2浓度低于20%时,30 ℃和35 ℃两曲线重合在一起,说明此O2浓度范围下两温度对有氧呼吸速率影响不大。由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度在30 ℃左右。与b点相比,限制c点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度。
9.C 葡萄含糖丰富,可供酵母菌细胞呼吸利用,酵母菌无氧呼吸产生酒精,故可利用葡萄、酵母菌生产果酒,原理是酵母菌无氧呼吸产生酒精,A正确;对于多数植物来说,土壤板结应及时进行松土透气,促进根系有氧呼吸,防止植物无氧呼吸产生酒精,利于根系的生长,B正确;由于氧气的存在能抑制厌氧病菌的繁殖,所以选用透气的“创可贴”包扎伤口,可以避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈,C错误;冰箱温度低,可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,故蔬菜放在冰箱保鲜室储存时间长,D正确。
10.C 荔枝保鲜要选取保留果蒂、无机械伤害和无病虫害的果实,A错误;无氧环境中,荔枝会进行无氧呼吸产生大量酒精而坏掉,B错误;低温储藏时,荔枝的细胞中酶活性低,细胞呼吸较弱,C正确;储存水果时要保持适当水分,D错误。
11.B X为NaOH溶液,软管夹关闭后液滴将向左移动,A错误;在20~30 min内氧气的平均吸收速率为(130-65)×1÷10=6.5(mm3/min),B正确;果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2,无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动,C错误;对照实验应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫,并将该装置置于相同环境中,重复题述实验,D错误。
12.C 当O2浓度为a时,酒精产生量与CO2产生量相等,说明此时只进行无氧呼吸;当O2浓度为b时,产生CO2的量多于产生酒精的量,说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,当O2浓度为d时,没有酒精产生,说明酵母菌只进行有氧呼吸,因此b、d时细胞呼吸过程有所不同;当O2浓度为c时,产生6 ml酒精的同时会产生6 ml CO2,需要消耗3 ml葡萄糖,剩余的9 ml CO2来自有氧呼吸,需消耗1.5 ml葡萄糖,因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵;无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都会产生[H]和ATP。
13.B 甲装置中可根据温度计示数在实验前后的变化,判断呼吸作用是否产热,A项正确。乙装置中萌发的种子只进行无氧呼吸时液滴不移动;只进行有氧呼吸时,液滴左移;既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸时液滴也会左移,B项错误。澄清石灰水可以用于检测二氧化碳,C项正确。微生物也会进行呼吸作用,所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理,都需要放置对照实验,D项正确。
能力提升练
一、选择题
1.B 洪涝造成植物根系供氧不足的原因是氧气微溶于水,无法到达根部,所以根系缺氧进行无氧呼吸,A正确;植物生长缓慢是由于细胞缺氧,无法向各项生命活动提供足够能量,因为无氧呼吸产生的能量很少,而不是不产生能量,B错误;根部细胞无氧呼吸产生酒精,酒精积累导致根细胞死亡,C正确;厌氧微生物的大量繁殖,分解死细胞所含的有机物,会导致根系腐烂,D正确。
2.C 实验研究的是影响线粒体耗氧速率的因素,因此实验中加入的呼吸底物是丙酮酸,A错误;过程①有氧气消耗,说明进行了有氧呼吸的第三阶段,B错误;加入呼吸底物后耗氧速率加快,说明过程②耗氧速率低的原因可能是[H]不足,C正确;加入ADP后耗氧速率加快,说明过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足,D错误。
3.D 分析实验数据可知,在氧气相对浓度3%时,二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量,说明苹果细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,A正确;分析实验数据可知,O2相对浓度为3%时,有氧呼吸吸收的氧气量是0.3 ml,释放的二氧化碳的量是0.3 ml,消耗的葡萄糖是(0.3÷6)ml,无氧呼吸释放的二氧化碳的量是0.5-0.3=0.2(ml),消耗的葡萄糖是(0.2÷2)ml,所以X g的果肉在O2相对浓度为3%时每小时分解葡萄糖是(0.3÷6)+(0.2÷2)=0.15(ml),B正确;分析实验数据可知,O2相对浓度为5%时,氧气的吸收量为0.35 ml,有氧呼吸消耗的葡萄糖是(0.35÷6)ml,无氧呼吸产生的二氧化碳量是0.4-0.35=0.05(ml),消耗的葡萄糖是(0.05÷2)ml,细胞呼吸消耗的葡萄糖是(0.35÷6)+(0.05÷2)≈0.0833(ml),氧气浓度为7%时,有氧呼吸消耗的葡萄糖与5%时相等,但无氧呼吸大于5%,因此储存苹果的环境中,O2相对浓度为5%较好,C正确;分析实验数据可知,O2相对浓度为5%时,无氧呼吸最弱,但有氧呼吸不是最弱,氧气浓度为0时,有氧呼吸最弱,D错误。
4.BD 据图分析:(1)随着运动强度的增加,摄氧量逐渐增加,乳酸含量逐渐增加。(2)图中甲在同等摄氧量条件下的乳酸含量高于乙。(3)在安静时肌肉细胞只进行有氧呼吸,随运动强度的增加,肌肉细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,消耗相同质量的葡萄糖,安静时产生的能量大于剧烈运动时产生的能量。甲乙两人在运动过程中都摄氧,且乳酸随着运动强度的增加而增加,均进行了有氧呼吸和无氧呼吸,A正确;随着运动强度的增加无氧呼吸会逐渐增加,消耗相同质量的葡萄糖产生的能量会随运动强度的增加而减少,B错误;分析测试结果可知,乳酸含量与运动强度呈正相关,C正确;乳酸产生量与摄氧量呈正相关的原因是运动强度增强,产生乳酸不需要氧气的参与,D错误。
二、非选择题
5.答案 (1)NaOH 吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2 排除微生物及环境因素对实验的干扰 (2)左 0.9 mm/min (3)下 0.22 mL/min 弱
解析 (1)装置图中的Y溶液是NaOH,其作用是吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2。设置乙装置的目的是排除微生物及环境因素对实验的干扰,使实验结果更科学、合理。(2)有氧呼吸过程消耗氧气,产生二氧化碳,二氧化碳又被氢氧化钠吸收,甲中是活的大豆种子,呼吸旺盛,所以实验开始后保持注射器的活塞不移动,连接甲、乙装置玻璃管中有色液滴慢慢往左移动。以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是9÷10=0.9(mm/min)。(3)另一组该实验装置每隔5 min测量时,将注射器活塞往下移动,待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气体的变化量。分析题表数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为5.5÷25=0.22(mL/min),在此过程中,有氧呼吸的强度越来越弱。
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
用于生成酒精
被检测的物质
试剂
现象(颜色变化过
程)
CO2
澄清的石灰水
混浊
溴麝香草酚蓝水
溶液
甲
酒精
重铬酸钾(在酸性条
件下)
乙
实验时间(min)
10
15
20
25
30
35
液滴移动
距离(mm)
0
32.5
65
100
130
162.5
变化量
O2相对浓度(%)
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量(ml)
0
0.1
0.2
0.3
0.35
0.35
0.6
0.7
0.8
1
CO2释放量(ml)
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1
生物
时间(min)
0
5
10
15
20
25
萌发的种子
0
8
16
23
9
34
蚯蚓
0
4.5
9
11.5
13.5
15.5
时间(min)
0
5
10
15
20
25
注射器量取的气体变化体积(mL)
0
1.5
3.0
4.2
5.0
5.5
1.B
2.B
3.B
4.C
5.B
6.A
8.C
9.C
10.C
11.B
12.C
13.B
1.B
2.C
3.D
4.BD