新教材2023年高中生物第5章细胞的能量供应和利用第3节细胞呼吸的原理和应用第1课时细胞呼吸的方式和有氧呼吸过程夯基提能作业新人教版必修1

第5章　第3节　第1课时

A　级·基础达标练

一、选择题

1．（2021·湖南长郡中学高一期末）将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（　B　）

A．甲 B．丙

C．甲和乙 D．丙和乙

解析：甲试管中只含有酵母菌细胞质基质的上清液是细胞质基质和葡萄糖，在无氧条件下，细胞质基质中可以进行无氧呼吸，产生二氧化碳和酒精；在有氧条件下，只进行细胞呼吸第一阶段，产生丙酮酸和[H]；乙试管中只含有酵母菌细胞器线粒体和葡萄糖，线粒体是有氧呼吸的主要场所，在线粒体中发生有氧呼吸的第二、第三阶段的反应，进入线粒体参与反应的是丙酮酸，葡萄糖不能在线粒体中反应；丙试管中未离心处理过的酵母菌培养液含有细胞质基质、线粒体和葡萄糖，在有氧条件下，最终能进行有氧呼吸产生二氧化碳和水。B正确。故选B。

2．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是（　A　）

A．通过检测CO2是否生成可判断酵母菌细胞呼吸的方式

B．实验使用的酵母菌培养液是适宜质量分数的葡萄糖溶液

C．实验应该设计有氧条件和无氧条件下的对比实验，分别分析酵母菌细胞呼吸情况

D．橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变成灰绿色

解析：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生二氧化碳，因此通过检测CO2是否生成不能判断酵母菌细胞呼吸的方式，A错误；实验使用的酵母菌培养液是适宜质量分数的葡萄糖溶液，否则浓度过高，会导致酵母菌失水死亡，B正确；有氧条件和无氧条件分别对应探究有氧呼吸和无氧呼吸能否发生，所以实验应该设计有氧条件和无氧条件下的对比实验，分别分析酵母菌细胞呼吸情况，C正确；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇反应变成灰绿色，D正确。故选A。

3．某生物兴趣小组用质量分数为5%的葡萄糖溶液培养酵母菌并探究其细胞呼吸方式，实验装置如图所示。下列相关叙述正确的是（　B　）

A．实验开始后，甲瓶中气体的产生速率不断加快

B．实验后期，可用酸化的重铬酸钾检测培养液中有无酒精生成

C．若给甲瓶通入空气，则乙瓶中溶液变成黄色所需要的时间变长

D．若乙瓶中溶液变成了黄色，则表明酵母菌进行有氧呼吸产生了CO2

解析：实验初始时，甲中含有一定的氧气，酵母菌进行有氧呼吸产生CO2，随着氧气消耗完，酵母菌进行无氧呼吸产生CO2，由于葡萄糖不断的被消耗，所以酵母菌的呼吸会逐渐减弱，故实验开始后，甲瓶中气体的产生速率会先增加后减少，A错误；酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用酸性重铬酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色，实验后期由于酵母菌进行了无氧呼吸，因此可用酸化的重铬酸钾检测培养液中有无酒精生成，B正确；若给甲瓶通入空气，则酵母菌会进行有氧呼吸，促进酵母菌的繁殖，产生的CO2增加，则乙瓶中溶液变成黄色所需要的时间变短，C错误；CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，由于酵母菌无氧呼吸和有氧呼吸均能产生CO2，所以若乙瓶中溶液变成了黄色，不能表明酵母菌进行有氧呼吸产生了CO2，D错误。故选B。

4．如图表示有氧呼吸过程，有关说法正确的是（　D　）

A．①②④中数值最大的是①

B．③代表的是O2

C．有氧呼吸三个阶段所需的酶相同

D．⑤参与的过程发生在线粒体内膜上

解析：①②④分别表示有氧呼吸第一、二、三阶段生成的ATP，在第三阶段生成的ATP最多，故图中数值最大的是④，A错误；有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水反应生成[H]和二氧化碳，故③代表的物质名称是水，B错误；由于酶的专一性，有氧呼吸三个阶段需要的酶不同，C错误；有氧呼吸第三阶段中⑤氧气与[H]反应生成水，发生在线粒体内膜，D正确。故选D。

5．（2022·江西南昌一中月考）有氧呼吸是细胞呼吸的主要方式，下列关于有氧呼吸的叙述正确的是（　D　）

A．有氧呼吸每个阶段都生成ATP，第三阶段生成量最少

B．有氧呼吸的每个阶段都有O2参与

C．[H]在第一、二、三阶段产生，作用是还原O2生成H2O

D．有氧呼吸过程中，有机物中的能量是经过一系列的反应逐步释放的

解析：有氧呼吸中，有机物中的能量是经过一系列的反应逐步释放的，第三阶段放出能量最多，只有第三阶段有氧气参与，[H]产生于第一、二阶段，作用于第三阶段。

6．（不定项）如图为人体细胞内葡萄糖代谢过程简图，①～③是生化反应过程，甲～丁代表相关物质。下列说法正确的是（　ACD　）

A．①②③过程都伴有ATP的生成

B．甲、乙、丙、丁表示的物质各不相同

C．①②过程均有乙生成，但催化①②过程的酶不同

D．图示生理过程既能发生在真核生物的细胞中，也能发生在原核生物的细胞中

解析：①、②、③过程都伴有ATP的生成，其中过程③生成的ATP最多。甲代表的是丙酮酸，乙代表的是[H]，丙和丁代表的都是水。①、②过程均有乙（[H]）的生成，但过程①是葡萄糖分解，发生在细胞质基质中；过程②是丙酮酸分解，发生在线粒体基质中，所以催化①、②过程的酶不同。原核生物缺乏线粒体，但醋酸菌、蓝细菌等原核生物也能进行图示的有氧呼吸过程。

二、非选择题

7．下图是有氧呼吸过程的图解，据图回答（1）～（3）题。

（1）有氧呼吸是从葡萄糖的氧化分解开始的，全过程分为三个阶段。

（2）有氧呼吸的主要场所是线粒体；进入该场所的呼吸底物是丙酮酸（和水）；释放的CO2是在第二阶段产生的；H2O是在第三阶段形成的；产生能量最多的是第三 阶段。

（3）有氧呼吸中O2的作用是与[H]结合生成H2O，产生大量的能量，写出有氧呼吸的总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。

解析：对照图解分析有氧呼吸过程。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，丙酮酸和水彻底分解为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，同时产生大量能量。

B　级·合格达标练

一、选择题

1．下列有关细胞呼吸的叙述正确的是（　C　）

A．有氧呼吸过程中葡萄糖分解释放的能量大部分储存在ATP中

B．有氧呼吸过程产生的CO2中的氧元素全部来自于葡萄糖

C．有氧呼吸过程中[H]只在第一、第二阶段产生

D．有氧呼吸和无氧呼吸的每一阶段都有ATP生成

解析：有氧呼吸过程中葡萄糖分解释放的能量少部分储存在ATP中，大部分以热能形式释放，A错误；根据有氧呼吸的第二阶段可知，有氧呼吸过程产生的CO2中的氧元素来自于葡萄糖第一阶段的产物丙酮酸和水，B错误；结合分析可知，有氧呼吸过程中[H]只在第一、第二阶段产生，在第三阶段被消耗，C正确；有氧呼吸的三个阶段中都有ATP产生，无氧呼吸过程中第一阶段有ATP的产生，而在第二阶段没有ATP产生，D错误。故选C。

2．如图为线粒体的结构示意图，下列表述不正确的是（　C　）

A．线粒体含有两层膜结构

B．图中②处存在少量DNA和RNA，不含葡萄糖

C. ①处产生少量ATP和[H]

D．③处[H]与O2结合生成水，放出大量能量

解析：线粒体含有两层膜结构，A正确；②为线粒体基质，其中存在少量DNA和RNA，葡萄糖不进入线粒体，B正确；①是指线粒体外膜和内膜之间的位置，该位置不产生ATP和[H]，C错误；③为线粒体内膜，在此处细胞有氧呼吸前两个阶段生成的[H]与氧气结合生成水，放出大量能量，D正确。

3．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是（　D　）

A．葡萄糖→丙酮酸→H2O

B．葡萄糖→丙酮酸→O2

C．葡萄糖→O2→H2O

D．葡萄糖→丙酮酸→CO2

解析：有氧呼吸过程可分为3个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，同时产生[H]和少量的能量；第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成CO2，同时产生[H]和少量的能量，第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]与O2结合生成H2O，同时产生大量的能量。从葡萄糖氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出，葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。

4．将完整的离体线粒体放在缓冲液中，按以下图一、图二所示，分别加入某种物质，其中寡霉素可以抑制ATP合成酶的作用，琥珀酸是可以氧化分解的物质，DNP（一种化学物质）可降低进入线粒体内的[H]的含量。下列相关分析正确的是（　C　）

A．x是DNP

B．y是寡霉素

C．②阶段最可能是有氧呼吸第三阶段

D．z是琥珀酸

解析：按图一、图二信息：ADP＋Pi和x缺一个就不能进行反应，说明x是氧化分解的底物—琥珀酸，A错误；由图可知②阶段消耗的氧气量和产生的ATP同步，则最可能是有氧呼吸第三阶段，C正确；寡霉素可以抑制ATP合成酶的作用，根据图二，加入z后氧气消耗但是ATP合成量不变，说明z是寡霉素，B、D错误。故选C。

5．（不定项）丙酮酸进入线粒体的过程如图所示。孔蛋白为亲水通道，分子量较小的物质可自由通过。丙酮酸通过内膜时，所需的能量不是直接来源于ATP，下列说法错误的是（　ACD　）

A．丙酮酸以自由扩散的方式通过线粒体外膜

B．线粒体内膜上既有载体蛋白也有酶

C．丙酮酸进入线粒体的外膜和内膜是利用H＋浓度梯度协同运输

D．丙酮酸进入线粒体的过程不受O2浓度的影响

解析：丙酮酸进入线粒体外膜时通过孔蛋白自由通过，其运输方式为易化扩散，A错误；图中氢离子与丙酮酸进入线粒体是依靠载体蛋白完成的，氢离子与氧气反应生成水是依靠酶完成的，B正确；丙酮酸进入线粒体内膜是利用H＋浓度梯度协同运输，C错误；氧气与氢离子反应生成水，氢离子的浓度会影响丙酮酸的运输，所以丙酮酸进入线粒体的过程受 O2 浓度的影响，D错误。故选ACD。

6．（不定项）有氧呼吸全过程中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，错误的是（　ABD　）

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阶段形成较多的ATP

C．第①②阶段的中间产物能为其他化合物的合成提供原料

D．第①阶段也在线粒体中进行

解析：有氧呼吸的任何一个阶段都需要酶的催化，都有ATP产生；第三阶段产生ATP最多；第①②阶段能产生多种中间产物，能为合成其他化合物提供原料；第①阶段在细胞质基质中进行。

二、非选择题

7．（2022 ·北京高一期末）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的细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量多。

（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：

（2）表中表示酵母菌在有氧条件下细胞呼吸的装置的是A（填“A”或“B”）。

（3）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气和灭菌，这是控制实验的自变量。

（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温度大小关系是A>（填“<”“＝”或“>”）B，则假设成立。

（5）研究小组为了解酵母菌在有氧条件下细胞呼吸比无氧条件下细胞呼吸放出的热量更多的原因，进行了进一步的研究，并了解到酵母菌呼吸过程是从分解葡萄糖开始的，有氧呼吸的全过程分为3个阶段。其中，第一阶段场所是细胞质基质；在有氧呼吸的过程中，释放的CO2是在第二阶段产生的。

解析：（1）实验设计需遵循对照原则和单一变量原则，因此①处应填：不加入石蜡油，②处应填：加入10 g活性干酵母。

（2）A组实验没有加入石蜡油，这样有氧气溶解在水里，酵母菌可以进行有氧呼吸。

（3）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气和灭菌，这样可以控制实验的自变量。

（4）因为实验的假设为有氧条件下比无氧条件下细胞呼吸放出热量多，因此若假设成立时，装置A、B温度大小关系是A>B。

（5）有氧呼吸第一阶段场所是细胞质基质；在有氧呼吸的过程中，释放的CO2是在第二阶段产生的。