2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业17　ATP的主要来源——细胞呼吸

2020-2021学年生物人教版必修1课时分层作业17　ATP的主要来源——细胞呼吸

课时分层作业(十七) ATP 的主要来源 ——细胞呼吸 (建议用时：40 分钟) 题组一 有氧呼吸和无氧呼吸的过程 1．如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是( ) A．②处发生丙酮酸的分解 B．①处产生 ATP C．②处产生 CO2 D．③处发生[H]与 O2 的结合 B [①②③分别表示线粒体内外膜间隙、线粒体基质、嵴。丙酮酸分解产生 CO2 发生在线粒体基质②中；[H]与 O2 的结合发生在嵴上；物质氧化分解过程不 能在①处进行，①处也不能产生 ATP。] 2．下列关于有氧呼吸过程的叙述中，正确的是( ) A．全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行 B．第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和 ATP C．第二阶段是丙酮酸分解成 CO2 和 H2O，产生少量的 ATP D．第三阶段是[H]和氧结合产生 H2O，同时生成大量的 ATP D [有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解成丙酮酸，同时产 生少量的[H]和 ATP；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸和 H2O 彻底分解成 CO2 和[H]，产生少量的 ATP；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]和氧结合产生 H2O，同时生成大量的 ATP。] 3．某同学画了一个人体内的部分代谢过程示意图，图中产生 ATP 的途径及 一处错误的地方是( ) A．①②③④、人体内无③过程 B．①②③④、人体内无②过程 C．①③④、人体内无③过程 D．①④、人体内无②过程 D [有氧呼吸三个阶段都能产生 ATP，无氧呼吸第一阶段能产生 ATP；图中 ①指细胞呼吸第一阶段，②是产酒精无氧呼吸的第二阶段，③是产乳酸无氧呼吸 的第二阶段，④是有氧呼吸第二、三阶段，故能合成 ATP 的途径，图中有①④过 程。人体细胞可进行有氧呼吸，有时进行产乳酸的无氧呼吸，但人体不能进行产 酒精的无氧呼吸，故一处错误是②过程。答案选 D。] 4．下图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是( ) A．①②④中数值最大的是① B．③代表的物质名称是氧气 C．产生①②的场所是线粒体 D．某些原核生物能完成图示全过程 D [图中①②④表示有氧呼吸三个阶段产生的能量，其中[H]＋⑤反应的过程 释放能量④最多；产生①的场所是细胞质基质，而作为反应物的 O2(图中⑤)参与 的是有氧呼吸第三阶段，图中③是另一种反应物水；具有有氧呼吸酶的原核生物 如蓝藻可完成有氧呼吸。] 5．细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种方式，两者进行的场所、过程等均 存在差异。下图表示细胞部分结构和功能，据图回答下列问题： (1)在有氧呼吸过程中，物质 C 是________，产生能量最多的是第________阶 段。 (2)图中 A 物质是______，B 物质在该过程的产生部位是_______。 (3)线粒体膜的基本支架是______________。 (4)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的 CO2 ，所消耗的葡萄糖之比是 ________。 [答案] (1)二氧化碳 三 (2)丙酮酸 线粒体内膜 (3)磷脂双分子层 (4)1∶3 题组二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 6．如图是探究酵母菌细胞呼吸方式实验装置，下列叙述错误的是( ) A．①中加入 NaOH 溶液是为了清除空气中的 CO2 B．②中的葡萄糖是酵母菌细胞呼吸的底物 C．②中酵母菌只能在有氧条件下生存 D．③中加入澄清的石灰水用于检测②中是否有 CO2 产生 C [酵母菌是兼性厌氧微生物。] 7．下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述错误的是( ) A．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的 O2 B．在探究有氧呼吸的实验过程中，泵入的空气应去除 CO2 C．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等 D．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式 D [由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可产生 CO2，但有氧呼吸产生 CO2 速 率快，可通过观察澄清石灰水变混浊程度来判断酵母菌的呼吸方式，而不是通过 观察石灰水是否变混浊。所以 D 项错误。] 8．将某种微生物放在含等量葡萄糖溶液的 4 支试管中培养，通入不同浓度的 O2 后，在同一时刻测得其产生的 CO2 与 C2H5OH 的量如下表，请分析并回答下列 问题： O2 浓度 a b c d CO2 9 12.5 15 30 酒精 9 6.5 x 0 (1)该微生物的呼吸作用类型是____________，判断依据是 _______________________________________________________ ____________________________________________________。 (2)当 O2 浓度为 c 时，如何鉴定该微生物是否进行了无氧呼吸？ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (3)若当 O2 浓度为 c 时，有 2/3 的葡萄糖用于酒精发酵，则产生的酒精的量是 ________________。 (4)该微生物在进行无氧呼吸时，不能产生乳酸的原因是 _____________________________________________________。 [解析] (1)在 O2 浓度为 a 和 b 时，均产生酒精，说明该微生物可进行无氧呼 吸；当 O2 浓度为 d 时，不产生酒精，说明该微生物可进行有氧呼吸，所以该微生 物的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸。(2)结合题目信息可知，该微生物无氧呼吸 的产物是 CO2 与酒精，而有氧呼吸与无氧呼吸均能产生 CO2，所以应该以是否产 生酒精作为判断该微生物是否进行了无氧呼吸的依据，橙色的重铬酸钾溶液在酸 性条件下可与酒精反应，变成灰绿色。(3)设共消耗葡萄糖 X，则 2X/3 的葡萄糖发 酵可产生 4X/3 的 CO2 和 4X/3 的酒精，其余 X/3 的葡萄糖用于有氧呼吸可产生 2X 的 CO2，所以 4X/3＋2X＝15，得 X＝4.5，因此产生的酒精的量为 6。(4)不同生物 无氧呼吸途径不同的原因是酶的种类不同。 [答案] (1)兼性厌氧型 在 O2 浓度为 a 和 b 时，均产生酒精，说明该微生物 可进行无氧呼吸；在 O2 浓度为 d 时，不产生酒精，说明该微生物可进行有氧呼吸 (2)在酸性条件下，向试管中加入橙色的重铬酸钾溶液，观察是否变成灰绿色 (3)6 (4)细胞内没有催化形成乳酸的酶 题组三 影响细胞呼吸的因素及应用 9．下列关于种子或食物储存的说法中，正确的是( ) A．真空包装熟牛肉抑制了微生物的有氧呼吸 B．晒干后的种子在贮存时不进行细胞呼吸 C．可以采用低氧、零下低温和干燥的方法来保存水果 D．食品包装上的“胀袋勿食”是指微生物进行乳酸发酵产气 A [真空包装熟牛肉隔绝了空气，抑制了微生物的有氧呼吸，A 正确。晒干 后的种子代谢较弱，但仍能进行细胞呼吸，B 错误。水果、蔬菜储藏时需要(零上) 低温、低氧、湿度适中，才能达到长时间储藏、保鲜的效果，C 错误。乳酸发酵 只产生乳酸，不产生气体，D 错误。] 10．下列关于细胞呼吸及其应用的叙述，正确的是( ) A．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合产生水 B．质量相同时，脂肪比糖原氧化分解释放的能量多 C．马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，最终有[H]的积累 D．松土有利于根系细胞吸收无机盐离子和水分 B [有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜与氧结合产生水，A 错误。脂肪的 C、 H 比例高，因此质量相同时，脂肪比糖原氧化分解释放的能量多，B 正确。马铃 薯块茎无氧呼吸第一阶段产生的[H]与丙酮酸结合产生了乳酸，最终没有[H]的积 累，C 错误。松土可增加氧气供应，促进有氧呼吸产生更多能量，有利于根系细 胞吸收无机盐离子，而水可通过渗透作用吸收，不消耗能量，D 错误。] 11．为探究高浓度 CO2 对冷藏水果细胞呼吸的影响，研究人员将等量新鲜蓝 莓分别置于两个密闭的冷藏箱中，一个冷藏箱中只有普通空气(未处理组)，另一个 加入等量的含高浓度 CO2 的空气(CO2 处理组)，两组都在 4 ℃条件下贮藏。以后 每 10d 取样一次，测定其单位时间内 CO2 释放量(mol)和 O2 吸收量(mol)，计算二 者的比值得到如图所示曲线(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。 回答下列问题： (1)实验过程中，0～10 d 内蓝莓细胞呼吸产生 ATP 最多的场所是__________； 10 d 后未处理组蓝莓细胞呼吸的产物除了 CO2 外，还有__________；20 d 后 CO2 处理组蓝莓细胞产生 CO2 的场所是____________________。 (2)实验结果显示，10 d 后未处理组蓝莓的 CO2/O2 的值逐渐上升，出现这种 结果的原因是________________________________。根据实验结果推测，高浓度 CO2 处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的________________作用。 [解析] (1)实验过程中，0～10 d 内 CO2 释放量和 O2 吸收量的比值等于 1， 说明都只进行有氧呼吸，因此蓝莓细胞呼吸产生 ATP 最多的场所是线粒体内膜(有 氧呼吸的第三阶段)；10 d 后未处理组蓝莓 CO2 释放量和 O2 吸收量的比值大于 1， 说明蓝莓既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，因此细胞呼吸的产物除了 CO2 外， 还有水和酒精；20 d 后 CO2 处理组蓝莓细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，因此 产生 CO2 的场所是线粒体基质和细胞质基质。 (2)实验结果显示，10 d 后未处理组蓝莓的 CO2/O2 的值逐渐上升，出现这种 结果的原因是密闭冷藏箱中 O2 浓度逐渐降低，蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧 呼吸逐渐增强。根据题干信息可知，“CO2 处理组加入等量的含高浓度 CO2 的空 气”，而曲线中处理组的 CO2 释放量和 O2 吸收量的比值低于未处理组，说明高浓 度 CO2 处理对蓝莓细胞的无氧呼吸有明显的抑制作用。 [答案] (1)线粒体内膜 水和酒精 线粒体基质和细胞质基质 (2)密闭冷藏箱中 O2 浓度逐渐降低，蓝莓细胞有氧呼吸逐渐减弱而无氧呼吸逐 渐增强 抑制 12．(2019·全国卷Ⅱ)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块 茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( ) A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖 B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来 C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成 ATP D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生 B [在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸，第二阶 段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B 选项正确。] 13．某染料(氧化型为无色，还原型为红色)可用于种子生活力的鉴定。某同学 将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力， 结果如表所示。 分组 甲组 乙组 处理 种子与染料混合保温 种子煮沸后与染料混合保温 结果 种子中的胚呈红色 种子中的胚未呈红色 下列叙述错误的是( ) A．甲组的胚发生了氧化还原反应 B．呼吸作用产生的 NADH 使染料变成红色 C．乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞 D．种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果 C [依题意染料可用于种子生活力的鉴定，染料若氧化呈无色，被还原就呈 红色，活细胞有细胞呼吸产生还原剂，染料被还原，故呈红色，死种子没有代谢， 不能将染料还原；甲组细胞是活细胞，胚会发生氧化还原反应，A 正确；呼吸作 用产生的 NADH 作为还原剂使染料变成红色，B 正确；乙组中的种子煮沸后细胞 已经死亡，细胞膜上的载体蛋白变性失活，细胞失去了选择透过性，不能将染料 运出细胞，C 错误；依题意“染料可用于种子生活力的鉴定”可知，种子中胚细 胞代谢活动的强弱会影响染色效果，D 正确。] 14．为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细 胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入 A～F 试管中，加入不同的物质，进行了 如下实验(见下表)。 注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。 (1) 会 产 生 CO2 和 H2O 的 试 管 有 ____________ ， 会 产 生 酒 精 的 试 管 有 ____________，根据试管__________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的 场所。(均填试管编号) (2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4二硝 基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗 散，表明 DNP 使分布在____________的酶无法合成 ATP。若将 DNP 加入试管 E 中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。 [解析] (1)在有酵母菌细胞质基质的试管中，可将葡萄糖分解成丙酮酸和[H]， 有氧气时可在有线粒体的试管中将丙酮酸和[H]彻底氧化分解产生 CO2 和 H2O，无 氧气时可在有细胞质基质的试管中将葡萄糖不彻底地氧化分解产生酒精和 CO2， 故 C、E 试管中均可产生 CO2 和 H2O，B、F 试管中均可产生酒精。F 试管中细胞 质基质和线粒体未分开，无法确定无氧呼吸的场所，而与 B、D 试管的结果进行 对比，能确定酵母菌进行无氧呼吸的场所是细胞质基质。 (2)[H]在线粒体内膜上有关酶的作用下，与氧气发生一系列反应形成水，DNP 对该过程没有影响，但能影响线粒体内膜上 ATP 合成酶的活性，从而使能量未用 于合成 ATP，都以热的形式散失；试管 E 中可发生有氧呼吸全过程，加入 DNP 后，该过程不受影响，但影响 ATP 的合成。 [答案] (1)C、E B、F B、D、F (2)线粒体内膜 能 对不同外界因素影响细胞呼吸的原因分辨不清 15．细胞呼吸原理广泛用于生产实践中。下表中有关措施与对应目的不搭配 的是( ) 选项 应用 措施 目的 A 种子贮存 晒干 降低自由水含量，降 低细胞呼吸 B 乳酸菌制作酸奶 先通气， 后密封 加快乳酸菌繁殖，有 利于乳酸发酵 C 水果保鲜 低温 降低酶的活性，降低 细胞呼吸 D 栽种庄稼 疏松土壤 促进根有氧呼吸，利 用吸收矿质离子 B [种子的贮存，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用 降至最低，以减少有机物的消耗，A 正确；乳酸菌是严格厌氧的微生物，所以整 个过程要严格密封，B 错误；水果保鲜的目的既要保持水分，又要降低呼吸作用， 所以低温是最好的方法，C 正确；植物根对矿质元素的吸收过程是一个主动运输 过程，需要能量和载体蛋白，植物生长过程中的松土，可以提高土壤中氧气的含 量，有利于根细胞的有氧呼吸作用，从而为生根吸收矿质离子提供更多的能量，D 正确。]