2023新教材高中生物第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2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用对点训练新人教版必修1

第2课时　无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用

知识点一　无氧呼吸

[题型一　无氧呼吸]

1．人体剧烈运动时，肌细胞进行细胞呼吸的产物是(　　)

A．CO2、酒精、H2O、ATP

B．CO2、乳酸、ATP

C．CO2、H2O、乳酸

D．H2O、CO2、乳酸、ATP

答案　D

解析　人体剧烈活动时，肌细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，两种呼吸方式都有ATP生成，无氧呼吸的产物是乳酸，而不是酒精和CO2，有氧呼吸可产生CO2和H2O。

2．小麦根细胞进行无氧呼吸时只能释放少量能量，其他能量(　　)

A．储藏在葡萄糖中   B．存留于酒精中

C．存留于乳酸中   D．以热能形式散失

答案　B

解析　与有氧呼吸相比，无氧呼吸过程释放的能量少，因为无氧呼吸过程中，有机物分解不彻底，大部分能量还存留在呼吸产物中，小麦根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2。

3．下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是(　　)

A．蛔虫寄生于人体小肠，同人体细胞一样，既可进行有氧呼吸，也可进行无氧呼吸

B．无氧呼吸第一、二阶段都是在细胞质基质中进行

C．快跑时，人体产生的CO2仅仅是有氧呼吸的产物

D．有氧呼吸和无氧呼吸并不是两个截然不同的生理过程

答案　A

解析　蛔虫只能进行无氧呼吸，A错误；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段场所、化学反应相同，D正确。

[题型二　有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系]

4．下表是人体细胞进行有氧呼吸与无氧呼吸的区别，表中描述错误的一项是(　　)

答案　C

解析　有氧呼吸的主要场所是线粒体，完成有氧呼吸的第二、第三阶段的反应都是在线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质，A正确；有氧呼吸需要氧气的参与，无氧呼吸不需要氧气参与，B正确；有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，C错误；有氧呼吸是有机物彻底氧化分解，释放大量能量，无氧呼吸是有机物不彻底氧化分解，释放的能量较少，D正确。

5．如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞质基质中发生的是(　　)

A．①②③

B．②③④

C．①③④

D．①②④

答案　B

解析　①是有氧呼吸第二、三阶段，发生在线粒体中。②和③表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中。④表示ATP的合成，可发生在细胞质基质中。

知识点二　细胞呼吸原理的应用

[题型一　影响细胞呼吸的因素]

6．如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是(　　)

A．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度

B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸

C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖

D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制

答案　B

解析　甲图中B点温度下植物呼吸作用相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛，A正确；随氧气浓度增大有氧呼吸增强，无氧呼吸被抑制，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸，B错误；细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖，C正确；因有氧呼吸受温度或呼吸酶数量限制，故曲线Ⅱ最终趋于平衡，D正确。

[题型二　细胞呼吸原理的应用]

7．细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛，下列有关叙述不正确的是(　　)

A．选用透气性好的“创可贴”，是为保证人体细胞的有氧呼吸

B．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的有氧呼吸

C．皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清

D．慢跑可以避免肌肉细胞因剧烈运动缺氧而进行无氧呼吸产生大量乳酸

答案　A

解析　选用透气性好的“创可贴”，是为了防止伤口处厌氧菌生存和繁殖，A错误；对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，B正确；较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖，所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时到医院注射破伤风抗毒血清，C正确；慢跑耗能不会过于剧烈，从而避免肌肉细胞因剧烈运动缺氧而进行无氧呼吸产生大量乳酸，D正确。

8．(2020·东城高一期末)下图为人体内部分代谢过程示意图，其中a～e表示不同的生理过程。

请回答问题：

(1)图中各生理过程，可发生在人体口腔中的是________(填字母)，发生在细胞内的是________(填字母)，发生在细胞质基质的是________(填字母)。

(2)发生d和e过程的条件区别是______________，二者相比产生能量更多的是________(填字母)。

(3)运动员短跑后会出现肌肉酸痛现象，主要与图中的过程________(填字母)有关。

答案　(1)a　cde　ce　(2)氧气是否充足　d　(3)e

　易错题型　细胞呼吸方式的判断

9．在细胞呼吸过程中，若有CO2放出，则可以判断(　　)

A．一定是无氧呼吸   B．一定是有氧呼吸

C．一定不是乳酸发酵   D．一定不是酒精发酵

答案　C

解析　有氧呼吸可以产生CO2；无氧呼吸中的酒精发酵可以产生CO2；无氧呼吸产生乳酸时，不产生CO2；无氧呼吸产生酒精时，同时会产生CO2。

一、单项选择题

1．下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置，有关叙述正确的是(　　)

A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组

B．若取B瓶和D瓶中液体分别加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄

C．若将澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液，则可根据溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率

D．根据C瓶和E瓶的混浊程度不能判断酵母菌的呼吸方式

答案　C

解析　该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲、乙组互为对照组，A错误；若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，由于只有无氧呼吸才会产生酒精，所以D瓶内的溶液会变灰绿色，B错误；可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，但产生的量不等，可以根据C瓶和E瓶的混浊程度判断酵母菌的呼吸方式，D错误。

2．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(　　)

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

答案　D

解析　在有氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，葡萄糖中的18O到了丙酮酸中；在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，丙酮酸中的18O到了CO2中。即葡萄糖中18O转移的途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2，D正确。

3．下列关于线粒体的叙述，正确的是(　　)

A．线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的高

B．葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中

C．成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞中的多

D．线粒体中发生的有氧呼吸第二、三阶段生成的能量全部储存在ATP中

答案　C

解析　线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，其上有与有氧呼吸有关的酶，因此线粒体外膜上的蛋白质含量比内膜的低，A错误；葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在细胞质基质中，B错误；成人心肌细胞新陈代谢旺盛，需要消耗的能量多，因此心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞中的多，C正确；线粒体中发生的有氧呼吸第二、三阶段生成的能量一部分以热能形式散失，一部分储存在ATP中，D错误。

4．下列关于细胞呼吸的叙述错误的是(　　)

A．真核细胞没有线粒体也可以进行有氧呼吸

B．原核细胞没有线粒体也可以进行有氧呼吸

C．所有的活细胞都要进行细胞呼吸

D．有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP

答案　A

解析　真核细胞没有线粒体就不能进行有氧呼吸，如肠道中的蛔虫只能进行无氧呼吸，A错误；部分原核细胞没有线粒体也可以进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌、醋酸菌等，这些原核细胞中虽没有线粒体，但是含有与有氧呼吸有关的酶系统，可以进行有氧呼吸，B正确；细胞呼吸是细胞生命活动的基本特征，因此所有的活细胞都要进行细胞呼吸，C正确；有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，其中第一、二阶段产生少量的ATP，第三阶段产生大量的ATP，D正确。

5．生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如图所示，下列有关说法正确的是(　　)

A．反应①②③④都可在人体细胞中进行

B．图中反应均在细胞质基质内完成

C．反应①②必须在有氧条件下进行

D．粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为呼吸作用产生了水

答案　D

解析　①②③④分别是有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段，有氧呼吸第二、三阶段，产生酒精的无氧呼吸第二阶段，产生乳酸的无氧呼吸第二阶段。人体细胞不能产生酒精，所以反应③不会发生在人体细胞中，A错误；粮食贮藏时，呼吸作用产生水，粮堆湿度增大，D正确；反应①不需要氧气也能进行，②中生成CO2的阶段不需要氧直接参与，生成H2O的阶段，需要氧气，C错误；真核细胞内反应②在线粒体中进行，图中其余反应均在细胞质基质中进行，B错误。

6．将酵母菌研磨、离心分离后，得到上清液(只含细胞质基质)、沉淀物(只含细胞器)和未离心的混合物，分别加入甲、乙、丙三支试管中，向三支试管内滴加等量的丙酮酸溶液，并用食用油覆盖液面后，其终产物为酒精和二氧化碳的试管是(　　)

A．甲和丙  B．甲  C．乙和丙  D．乙

答案　A

解析　食用油覆盖液面，制造无氧环境，丙酮酸在无氧条件下，在细胞质基质中反应生成酒精和CO2，甲中含细胞质基质，丙中也含细胞质基质，所以选A。

7．买罐头食品时，发现罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样。引起盖子鼓起最可能的原因是(　　)

A．需氧型细菌细胞呼吸，产生CO2和H2O

B．微生物细胞呼吸，产生CO2和C2H5OH

C．乳酸菌细胞呼吸，产生CO2和乳酸

D．酵母菌细胞呼吸，产生CO2和H2O

答案　B

解析　需氧型细菌只进行有氧呼吸，产生CO2和H2O，而罐头内是无氧环境，A错误；微生物进行无氧呼吸，可产生CO2和C2H5OH，B正确；乳酸菌进行无氧呼吸只产生乳酸，不生成CO2，不会引起盖子鼓起，C错误；酵母菌进行无氧呼吸产生CO2和C2H5OH，进行有氧呼吸产生CO2和H2O，D错误。

二、不定项选择题

8．比较植物有氧呼吸和无氧呼吸过程，下列说法正确的是(　　)

A．有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化

B．葡萄糖是有氧呼吸和无氧呼吸的主要反应物

C．无氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段

D．有氧呼吸反应物中的氢元素全部到[H]中，[H]在第三阶段与氧结合生成水

答案　ABCD

解析　生物体内的任何化学反应都需要酶的催化，A正确；有氧呼吸和无氧呼吸主要的能源物质都是葡萄糖，B正确；无氧呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段[H]和丙酮酸反应，C正确；有氧呼吸反应物葡萄糖和H2O的氢元素全部到[H]中，[H]在第三阶段与氧结合生成水，D正确。

9．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。

下列说法正确的是(　　)

A．氧浓度为a时，只进行有氧呼吸

B．b值对应的氧浓度为零

C．氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2为6 mol

D．氧浓度为d时，有的葡萄糖用于酒精发酵

答案　ABC

解析　由表格中信息可知，氧浓度为a时，酒精的产生量是0，此时酵母菌不进行无氧呼吸，只进行有氧呼吸，A正确；氧浓度为b时，产生二氧化碳的量与产生酒精的量相等，说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，B正确；氧浓度为c时，产生酒精的量是6.5 mol，无氧呼吸产生的二氧化碳也是6.5 mol，因此经有氧呼吸产生的二氧化碳是6 mol，C正确；氧浓度为d时，无氧呼吸产生的酒精是6 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖是3 mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖是(15－6)÷6＝1.5 mol，因此有的葡萄糖用于无氧呼吸，D错误。

10．水果放在密封地窖中，可以保存较长时间，地窖中影响水果代谢的原因是(　　)

A．温度恒定，水果抗病虫害能力强

B．温度适宜，水果容易保存

C．黑暗无光，不易引起早熟

D．CO2浓度增加，抑制水果的呼吸作用

答案　D

解析　细胞呼吸受到温度、pH、CO2浓度等多种因素的影响。密封地窖透气性差，空气不流通，内储水果通过呼吸作用使CO2逐渐增加，O2逐渐减少，致使呼吸作用受到抑制，代谢速率降低，保存时间变长。

11．下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是(　　)

A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的快

B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2说明细胞已停止无氧呼吸

C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗

D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同

答案　AC

解析　与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快，A正确；产生乳酸的无氧呼吸过程，既不吸收O2也不放出CO2，B错误；降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢，C正确；利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数相同，D错误。

12．如图表示的是某植物的非绿色器官在不同O2浓度条件下O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系，其中线段XY＝YZ(呼吸底物为葡萄糖)。则在O2浓度为a时，下列说法正确的是(　　)

A．有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多

B．有氧呼吸与无氧呼吸释放的能量相等

C．有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多

D．有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2多

答案　C

解析　图中“O2吸收量”表示有氧呼吸消耗的O2量，等于有氧呼吸释放的CO2的量，“CO2释放量”表示有氧呼吸和无氧呼吸共同释放的CO2的量。在O2浓度为a时，XY＝YZ，说明有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2的量相等，D错误；根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，O2浓度为a时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，但有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，A、B错误，C正确。

三、非选择题

13．图1是真核细胞内呼吸作用过程的图解，图2表示酵母菌在不同氧气浓度下的氧气吸收量和无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量，请据图回答下列有关问题：

(1)图1中A是________，产生部位是____________。催化过程④的酶存在于细胞的____________，物质B表示________。

(2)图1中物质D是________，它与C结合的过程发生的场所是____________。

(3)图1中物质E可使溴麝香草酚蓝溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成________。②和⑤过程中物质E产生的场所分别是________和________。

(4)图2中乙曲线所代表的生理过程可用图1中________(填数字序号)过程表示。

(5)图2中在氧气浓度为b时甲乙曲线的交点表示________________。此时若甲代表的细胞呼吸方式消耗了A mol的葡萄糖，则乙代表的细胞呼吸方式此时消耗的葡萄糖为________ mol。

答案　(1)丙酮酸　细胞质基质　细胞质基质　乳酸

(2)氧气(O2)　线粒体内膜

(3)黄色　线粒体基质　细胞质基质

(4)①②③

(5)有氧呼吸氧气吸收量和无氧呼吸释放的二氧化碳量相等　A/3

解析　根据题意和图示分析可知，图1中①为有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，A为丙酮酸；②为有氧呼吸第二阶段，E为二氧化碳；③为有氧呼吸的第三阶段，C为[H]，D为氧气；④为产生乳酸的无氧呼吸，B为乳酸；⑤为产生酒精的无氧呼吸，F为酒精。

(1)由分析可知，图1中A是丙酮酸，产生部位是细胞质基质，过程④为产生乳酸的无氧呼吸，场所为细胞质基质，因此催化过程④的酶存在于细胞质基质中，物质B表示乳酸。

(2)图1中物质D是氧气，它与C [H]结合的过程发生的场所是线粒体内膜。

(3)物质E为二氧化碳，可使溴麝香草酚蓝溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成黄色。②和⑤过程中物质E二氧化碳产生的场所分别是线粒体基质和细胞质基质。

(4)图2中乙曲线随O2浓度增大，呼吸强度增大，所代表的生理过程为有氧呼吸，可用图1中①②③过程表示。

(5)图2中在氧浓度为b时，甲乙曲线的交点表示有氧呼吸的O2吸收量与无氧呼吸CO2的释放量相等。产生等量CO2时有氧呼吸、无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是1∶3，故有氧呼吸消耗的葡萄糖为A/3 mol。

　实验探究

14．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。

(1)请填写下表：

(2)如果要确定酵母菌只进行有氧呼吸，应如何完善。

实验设计：____________________________________________。

预测实验现象：______________。

(3)为了纠正环境因素对该装置引起的误差，必须设置另一装置进行校正。则装置大烧杯中放置___________________，小烧杯内放置________________，其他处理与实验组完全相同。

答案　(1)Ⅰ.左　Ⅱ.只进行无氧呼吸

(2)将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水，其他条件相同　液滴不移动

(3)等量的经消毒的死酵母菌　等量的NaOH溶液

解析　(1)图中的NaOH溶液可以吸收酵母菌呼吸作用释放的CO2，当酵母菌只进行有氧呼吸时，消耗容器内的O2，红色液滴向左移动；当酵母菌只进行无氧呼吸时，不消耗容器内的O2，红色液滴不移动；酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时，红色液滴向左移动。

(2)如果要确定酵母菌只进行有氧呼吸，将装置中的氢氧化钠溶液换成等量的蒸馏水，其他条件相同，当液滴不移动时，说明酵母菌只进行有氧呼吸。

　核心素养示例

15．下图为人体细胞呼吸代谢途径示意图。请回答：

(1)葡萄糖通过细胞膜上的[A]________协助进入细胞，在________中生成丙酮酸、[H]并释放少量能量。

(2)在氧气充足条件下，丙酮酸进入________被彻底氧化分解，释放大量能量；在缺氧条件下，丙酮酸被还原成[B]________。

(3)正常细胞中的P53蛋白可以促进丙酮酸进入线粒体，从而维持细胞正常的代谢途径。癌细胞中的P53蛋白功能异常，使细胞呼吸代谢过程发生变化，产生大量B。据此推测癌细胞中________(填写序号，多选)。

a．无氧呼吸速率增强

b．积累了大量的丙酮酸

c．对葡萄糖的摄取量增大

d．有氧呼吸速率增强

(4)癌细胞具有________的特点，上述代谢过程的变化能满足其物质和能量的需求。

(5)根据癌细胞代谢过程变化，提出可能的治疗癌症的思路______________。

答案　(1)载体蛋白　细胞质基质

(2)线粒体　乳酸　(3)ac　(4)无限增殖

(5)设计某种药物抑制葡萄糖转运蛋白的活性

解析　(1)葡萄糖进入组织细胞时需要通过细胞膜上的载体蛋白协助，进入细胞后首先在细胞质基质中分解成丙酮酸、[H]并释放出少量能量。

(3)癌细胞中的P53蛋白功能异常，使丙酮酸不能进入线粒体被彻底氧化分解，而是大量转化为乳酸，无氧呼吸增强，无氧呼吸产生的能量少，所以会使细胞对葡萄糖的摄入量增大。故a、c符合题意，b、d不符合题意。

(5)根据癌细胞代谢过程的变化，我们可以研究出某种药物以抑制葡萄糖载体蛋白的活性，抑制癌细胞的能量供给，从而抑制其增殖，甚至杀死癌细胞来治疗癌症。