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2课时无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用夯基提能作业新人教版必修1

第5章　第3节　第2课时

A　级·基础达标练

一、选择题

1．（2022·北京延庆区高一检测）结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是（　D　）

A．包扎伤口选用透气的创可贴

B．花盆中的土壤需要经常松土

C．真空包装食品以延长保质期

D．采用快速短跑进行有氧运动

解析：用透气的消毒纱布包扎伤口构成有氧环境，从而抑制厌氧型细菌的繁殖，A正确；定期地给花盆中的土壤松土能增加土壤中氧气的量，增强根细胞的有氧呼吸，释放能量，促进对无机盐的吸收，B正确；真空包装可隔绝空气，使袋内缺乏氧气，可以降低细胞的呼吸作用，减少有机物的分解，C正确；快速短跑时肌肉细胞进行无氧运动，所以提倡慢跑等健康运动有利于抑制肌细胞无氧呼吸产生过多的乳酸，D错误。

2．（2021·甘肃张掖市第二中学高一期末）在呼吸过程中有二氧化碳放出，则可判断此过程（　D　）

A．一定是无氧呼吸

B．一定是有氧呼吸

C．一定不是酒精发酵

D．一定不是乳酸发酵

解析：在细胞呼吸过程中有CO2放出，可能是有氧呼吸，也可能是产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，ABC错误；乳酸发酵时只产生乳酸，不产生二氧化碳，故细胞呼吸过程中有CO2放出一定不是乳酸发酵，D正确。故选D。

3．如图表示细胞呼吸的相关过程，下列叙述不正确的是（　B　）

葡萄糖丙酮酸CO2

A．①过程可在植物细胞中进行，也可在动物细胞中进行

B．①过程可在线粒体中进行，也可在细胞溶胶中进行

C．②过程可产生[H]，也可消耗[H]

D．②过程可产生ATP，也可不产生ATP

解析：①过程为呼吸作用的第一阶段，既可在植物细胞中进行，也可在动物细胞中进行，A正确；①过程为呼吸作用的第一阶段，不可在线粒体中进行，只可在细胞溶胶（细胞质基质）中进行，B错误；有氧呼吸的②过程可产生[H]，而无氧呼吸的②过程却是消耗[H]，C正确；②过程如果发生于有氧呼吸第二阶段，则可产生ATP；如果发生于无氧呼吸第二阶段，则不产生ATP，D正确。故选B。

4．如图所示为细胞内进行的生理过程。下列叙述正确的是（　D　）

A．消耗等摩尔葡萄糖时，②④过程产生的CO2量相等

B．原核细胞没有线粒体不能发生②过程

C．②过程释放大量能量，③④过程释放少量能量

D．②③④过程不能发生在同一个细胞中

解析：有氧呼吸1 mol葡萄糖分解产生6 mol CO2，而无氧呼吸产生2 mol CO2，故消耗等摩尔葡萄糖时，②过程产生的CO2量是④过程的3倍，A错误；原核细胞没有线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，也能进行有氧呼吸，如蓝细菌，B错误；有氧呼吸第一、第二阶段产生的能量少，第三阶段产生的能量多；③④无氧呼吸的第二阶段无能量产生，C错误；③④过程为两种不同的无氧呼吸，不能发生在同一个细胞中，D正确。故选D。

5．（2022·广东潮州高一检测）如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，有关说法正确的是（　C　）

A．催化过程②③④的酶均分布于细胞质基质

B．过程①②③④中均有ATP生成

C．过程①②③均能发生在酵母细胞中

D．过程③中的二氧化碳产生于线粒体内膜上

解析：过程②和④都是无氧呼吸的第二阶段，催化过程②④的酶都分布于细胞质基质中，过程③表示有氧呼吸的第二、第三阶段，催化过程③的酶分布于线粒体基质中和线粒体内膜上，A错误；过程①是细胞呼吸的第一阶段，过程①③中均有ATP生成，B错误；酵母菌是兼性厌氧菌，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，因此过程①②③均能发生在酵母细胞中，C正确；过程③中的二氧化碳产生于有氧呼吸的第二阶段，其场所是线粒体基质，D错误。

6．（2022·湖北襄阳高一检测）如图表示一植物的非绿色器官在不同的氧浓度下气体交换的相对值的变化，下列有关叙述正确的是（　B　）

A．图中曲线QR区段下降的主要原因是氧气浓度增加，有氧呼吸受抑制

B．Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸

C．若图中的AB段与BC段的距离等长，此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于无氧呼吸消耗的葡萄糖量

D．氧浓度应调节到Q点的对应浓度，更有利于水果的运输

解析：图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制，A错误；纵轴上Q点时没有消耗氧气，但产生了CO2，说明细胞只进行无氧呼吸，P点产生的CO2与消耗的氧气相等，说明P点时细胞只进行有氧呼吸，是无氧呼吸消失点，B正确；若图中的AB段与BC段的距离等长，说明无氧呼吸产生的CO2等于有氧呼吸产生的CO2，那么无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍，C错误；在长途运输新鲜蔬菜时，将氧浓度调节到R点的对应浓度，此时蔬菜的有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中的有机物消耗较少，D错误。

二、非选择题

7．（2021·重庆南开中学高一期末）两个生物兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。请分析作答：

（1）甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2，现提供若干套（每套均有数个）实验装置，如图I（A～D）所示：

①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。无氧条件下的装置序号是D→B，则有氧条件下的装置序号是C→A→B。

②装置中C瓶的作用是吸收通入气体中的CO2。B瓶中澄清的石灰水的作用是鉴定产生的气体中是否有CO2。

（2）乙兴趣小组利用图Ⅱ所示装置（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的细胞呼吸类型。

①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照装置Ⅲ，除用等量清水代替10%NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。

②观察装置中红色液滴的移动现象，当装置Ⅱ中液滴向左移，装置Ⅲ中液滴向右移，说明装置中酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

解析：酵母菌是一种兼性厌氧型真菌，其有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，氧气浓度是影响酵母菌呼吸方式的主要限制因素。

（1）①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。无氧条件下的装置序号是D→B，则有氧条件下的装置序号是C→A→B。②装置中C瓶的作用是吸收通入气体中的CO2。B瓶中澄清的石灰水的作用是鉴定产生的气体中是否有CO2。（2）①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照装置Ⅲ，除用等量清水代替10%NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。装置Ⅱ用于检测酵母菌是否进行有氧呼吸，再结合装置Ⅲ分析酵母菌是否进行无氧呼吸。②观察装置中红色液滴的移动现象，当装置Ⅱ中液滴向左移，装置Ⅲ中液滴向右移，说明装置中酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

B　级·合格达标练

一、选择题

1．（2022·广东实验中学高一月考）某同学为了研究酵母菌细胞呼吸的方式，制作了如下图所示的实验装置。甲、乙瓶中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加入等量的酵母菌，乙瓶内用液体石蜡隔绝空气。对该实验的分析，错误的是 （　D　）

A．该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的细胞呼吸方式

B．将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果

C．乙瓶中通过滴加酸性重铬酸钾溶液鉴定是否有酒精生成

D．乙瓶为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌细胞呼吸的影响

解析：酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，因此不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的细胞呼吸方式，A项正确；将葡萄糖溶液煮沸可以杀菌，防止杂菌的细胞呼吸对实验结果产生影响，B项正确；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下遇酒精变成灰绿色，以此鉴定是否有酒精生成，C项正确；甲、乙都是实验组，该实验为对比实验，D项错误。

2．（2021·黑龙江哈尔滨三中高二期末）某生物兴趣小组用如图所示实验装置在一定条件下测定萌发的小麦种子（已消毒）的呼吸速率（仅考虑氧化糖类）。下列有关说法错误的是（　B　）

A．若X为无菌水，向试管充入N2即可测定小麦种子的无氧呼吸速率

B．若X为NaOH溶液，且毛细管中的液滴向左移动，表明种子只进行有氧呼吸

C．若X为无菌水，且毛细管中的液滴向右移动，表明种子进行了无氧呼吸

D．为了减小误差，可增设放有等量同种死亡种子且其他条件不变的对照组

解析：试管充入N2也可以测定小麦种子无氧呼吸速率，因为其进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，液滴可以移动，故能测定，A正确；NaOH溶液的作用是吸收萌发种子呼吸产生的二氧化碳，液滴向左移动，是因为广口瓶中氧气减少，说明一定存在有氧呼吸，但不能说明不存在无氧呼吸，B错误；若X为无菌水时，该装置测定的是氧气的消耗量和二氧化碳产生量的差值，有氧呼吸中氧气的消耗量等于二氧化碳产生量，毛细管中的液滴向右移动，说明一定存在无氧呼吸，但不能说明不存在有氧呼吸，C正确；为了减小误差，增加实验说服力，可增加等量同种死亡种子且其他条件不变的对照组，可以排除温度、气压等物理因素的干扰，D正确。故选B。

3．按下表设计进行实验，分组后，在相同且适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。

下列叙述正确的是（　D　）

A．甲组不产生CO2而乙组产生

B．甲组的乙醇产量与丙组相同

C．丁组能量转换率与丙组相同

D．丁组的氧气消耗量大于乙组

解析：酵母菌在有氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和乙醇。依题意知，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲、乙两组都产生CO2；由于甲组细胞不完整，甲组的乙醇产量较丙组少；丁组进行有氧呼吸能量转换率较丙组高；丁组的细胞结构完整，氧气消耗量大于乙组。

4．研究影响豌豆幼苗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（　C　）

A．过程①没有进行有氧呼吸第三阶段

B．过程②耗氧速率比③慢的主要原因是呼吸底物葡萄糖不足

C．过程④耗氧速率降低和过程⑤耗氧速率加快的主要原因都是由ADP含量变化引起

D．对本实验数据的分析，不需要考虑因变量氧气浓度的影响

解析：由题图曲线可知，加入线粒体后，①过程氧气浓度略有下降，说明在线粒体中进行了有氧呼吸的第三阶段，消耗氧气，A错误；过程②氧气浓度降低的速率较慢，但加入呼吸底物后，过程③氧气浓度的下降速度加快，说明过程②耗氧速率变化的原因是呼吸底物不足，由于线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸，因此呼吸底物是丙酮酸，B错误；④过程氧气浓度降低的速率较慢，但加入ADP后，⑤过程氧气浓度的下降速度加快，说明两者耗氧速率变化的主要原因是ADP含量引起的，C正确；氧气浓度会影响有氧呼吸第三阶段的速率，所以本实验需要考虑因变量氧气浓度的影响，D错误。故选C。

5．（不定项）（2021·河南郸城中学高一月考）下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置图。装置中底物（葡萄糖）充足且温度适宜。A、B表示着色液滴，可随容器中气体量的变化而发生移动。下列说法正确的是（　ABC　）

A．如果A不动而B右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸

B．如果A左移而B不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸

C．如果A左移、B右移，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸

D．酵母菌培养液有活性时，装置一、装置二均可不动

解析：如果A不动，说明没有O2的消耗，酵母菌不进行有氧呼吸；B右移时说明有CO2的释放，综合以上可知酵母菌只进行无氧呼吸，A正确；如果A左移，说明有O2的消耗，酵母菌进行有氧呼吸；B不动，说明CO2的释放量和O2的吸收量相等，综合以上说明酵母菌只进行有氧呼吸，B正确；如果A左移，说明消耗O2，B右移，说明消耗的O2少于产生的CO2，酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，C正确；D项情况不会出现。

6．（不定项）下列有关同位素标记法研究人体细胞有氧呼吸的过程，下列叙述正确的是（　CD　）

A．用18O标记葡萄糖，产物二氧化碳和水中均能检测到18O

B．用14C标记葡萄糖，产物二氧化碳和酒精中均能检测到放射性

C．用3H标记葡萄糖，在细胞质基质和线粒体中均能检测到放射性

D．用18O标记氧气，在线粒体基质形成的产物中能检测到18O

解析：用18O标记葡萄糖，在有氧呼吸过程中，葡萄糖中的O进入二氧化碳，不进入水，水中的氧来源于氧气，因此产物二氧化碳能检测到18O，产物水中不能检测到 18O，A错误；用14C标记葡萄糖，产物二氧化碳能检测到放射性，人体有氧呼吸无酒精产生，B错误；葡萄糖中的3H进入[H]中，有氧呼吸的过程中，[H]的形成，既发生在细胞质基质中，也发生在线粒体中，因此，用3H标记葡萄糖，在细胞质基质和线粒体中均能检测到放射性，C正确；氧气参与有氧呼吸第三阶段形成水，用18O标记氧气，产物中能检测HO，HO参与有氧呼吸第二阶段，其场所为线粒体基质，形成产物C18O2，因此用18O标记氧气，在线粒体基质形成的产物中能检测到18O，D正确。故选CD。

二、非选择题

7．（2022·北京朝阳高一期末）耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30 min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。为探究在耐力性运动训练中肌纤维出现的适应性变化，研究人员进行了相关实验。请回答问题：

（1）在耐力性运动训练中，肌纤维（肌细胞）通过图1的ab（填字母）过程将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生ATP（腺苷三磷酸）可为运动直接提供能量，其中甲表示丙酮酸和[H]（物质），催化b过程的酶存在于线粒体基质和线粒体内膜。

（2）探究耐力性运动训练或停止训练时，肌纤维中线粒体数量出现的适应性变化，实验结果如图2。

①由图2可知，经过 5周的训练之后，肌纤维中线粒体的数量趋于稳定。若停训1周立即恢复训练，则能（填“能”或“不能”）使线粒体的数量恢复到停训前的水平；若继续停止训练，4周后将降至开始训练时的水平。

②研究还发现耐力性运动训练能使肌纤维周围的毛细血管数量增加。请解释在耐力性运动训练中出现这些适应性变化的意义：毛细血管数量增加，加速氧气和二氧化碳的运输，同时肌纤维线粒体数量增多，使肌纤维有氧呼吸的强度增强以适应耐力性运动训练对能量的需求。

③研究认为长期耐力性运动训练出现的适应性变化是预防冠心病、糖尿病和肥胖的关键因素。请你结合本研究结果给出进行体育锻炼时的建议：每次进行至少30 min的有氧运动并且每天（周）坚持。

解析：（1）肌纤维通过ab过程将葡萄糖彻底的氧化分解成二氧化碳和水，产生的ATP可以作为直接的能源物质为运动供能。甲表示丙酮酸和[H]，b表示有氧呼吸的第二、三阶段，催化该过程的酶存在于线粒体基质和线粒体内膜中。（2）①由图可知，经过5周的训练后，肌纤维中线粒体的数量趋于稳定。若停训一周立即恢复训练，经过大约两周又能使线粒体的数量恢复到停训前的水平；若停训的时间长，4周后将降至开始训练时的水平。②耐力性运动训练能使肌纤维周围的毛细血管数量增加，可加速氧气和二氧化碳的运输，同时肌纤维线粒体数量增多，使肌纤维有氧呼吸的强度增强以适应耐力性运动训练对能量的需求。③体育锻炼时，每次进行至少30 min的有氧运动并且每天（周）坚持，有利于提高线粒体的数量。