2020年人教版高中生物必修1课时跟踪检第五章细胞的能量供应和利用第5章　第3节Word版

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第 5 章 第 3 节 ATP 的主要来源——细胞呼吸 课下提能 一、选择题 1．(2019·山西实验中学高三质量监测)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 解析：选 A 真核细胞没有线粒体就不能进行有氧呼吸，如蛔虫只能进行无 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，如蓝藻、硝化 细菌、醋酸菌等，这些原核生物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。 2．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( ) A．种子萌发过程中细胞呼吸速率没有明显变化 B．细胞中 ATP 与 ADP 的比值下降可促进细胞呼吸 C．细胞呼吸过程中产生 CO2 的场所是线粒体基质 D．检测 CO2 产生，可判断乳酸菌是否进行细胞呼吸 解析：选 B 种子萌发过程中细胞呼吸速率发生变化，A 项错误；细胞中 ATP 的合成与分解保持动态平衡，ATP 与 ADP 的比值下降可促进细胞呼吸，B 项正确；细胞呼吸过程中产生 CO2 的场所不只是线粒体基质，无氧呼吸过程中 产生 CO2 的场所为细胞质基质，C 项错误；乳酸菌进行细胞呼吸产生乳酸，不产 生 CO2，D 项错误。 3．在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，试剂及作用对应不一致的是 ( ) A．澄清的石灰水——检测有氧呼吸的产物 B．酸性重铬酸钾溶液——检测无氧呼吸的产物 C．10%的 NaOH 溶液——吸收泵入空气中的 CO2 D．溴麝香草酚蓝水溶液——检测是否生成 CO2 解析：选 A 澄清石灰水可用于检测是否生成 CO2，而酵母菌有氧呼吸和无 氧呼吸都生成 CO2；酸性重铬酸钾溶液可用于酒精的检测，酒精是酵母菌无氧呼 吸的产物；10%的 NaOH 溶液可用于吸收泵入空气中的 CO2，避免空气中 CO2 对实验结果的干扰；溴麝香草酚蓝水溶液可用于 CO2 的检测。 4．(2019·陕西西安质检)将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质) 和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、 乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列 叙述正确的是( ) A．甲试管中最终产物为 CO2 和 H2O B．乙试管中不发生反应 C．丙试管中无 CO2 产生 D．丙试管中有大量的 ATP 产生 解析：选 B 在隔绝空气的条件下，甲试管的细胞质基质中可进行无氧呼吸， 产生酒精和二氧化碳，A 项错误；乙试管的线粒体不能利用葡萄糖进行呼吸作用， B 项正确；丙试管中含有细胞质基质和线粒体，在隔绝空气的条件下，可通过无 氧呼吸产生二氧化碳，C 项错误；丙试管中可产生少量的 ATP，D 项错误。 5．(2019·广东深圳一模)松土是农作物栽培的传统耕作措施。下列叙述不合 理的是( ) A．可以增加土壤的透气性，促进植物对无机盐的吸收 B．能加快枯枝落叶、动物遗体和粪便等中有机物的分解 C．容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素 D．降低土壤微生物的呼吸作用强度，减少二氧化碳排放量 解析：选 D 松土能够增加土壤的通气量，利于植物根系的有氧呼吸，促进 植物吸收土壤中无机盐；松土利于土壤中微生物的有氧呼吸，提高其呼吸强度， 加快对土壤中有机物的分解，增加二氧化碳排放量；松土易造成水土流失，可能 成为沙尘暴的一种诱因。 6．(2019·河南郑州高一期末)提取鼠肝细胞的线粒体为实验材料，向盛有线 粒体的试管中注入丙酮酸时，测得氧的消耗量较大；当注入葡萄糖时，测得氧的 消耗量很少；同时注入细胞质基质和葡萄糖时，氧消耗量又较大。下列叙述中与 实验结果不符的是( ) A．有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、第三阶段 B．线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖 C．葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞质基质中进行的 D．水是在细胞质基质中生成的 解析：选 D 题中“向盛有线粒体……测得氧的消耗量很少”说明线粒体中 进行的以丙酮酸为底物的有氧呼吸第二、第三阶段；而且线粒体内能分解丙酮酸， 不能分解葡萄糖，所以，A、B 和实验结果符合；同时题中“同时注入……氧消 耗量较大”则说明有氧呼吸是在细胞质基质中完成第一个阶段，而 C 和实验结 果也符合；水是有氧呼吸第三阶段的产物，应在线粒体内膜产生，所以选 D。 7．(2018·天津卷)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通 CO2 和 O2 传感器的 100 mL 锥形瓶中，加入 40 mL 活化酵母菌和 60 mL 葡萄糖培养液，密封后在最适温 度下培养。培养液中的 O2 和 CO2 相对含量变化见下图。有关分析错误的是( ) A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降 B．t3 时，培养液中葡萄糖的消耗速率比 t1 时快 C．若降低 10 ℃培养，O2 相对含量达到稳定所需时间会缩短 D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色 解析：选 C 由题图可知，t1→t2，培养液中 O2 的下降速率变慢，说明 O2 的消耗速率降低，有氧呼吸速率不断下降，A 正确；t1→t3，酵母菌产生 CO2 速 率基本不变，此时间段内，有氧呼吸强度逐渐减弱，无氧呼吸强度逐渐增强，所 以在单位时间内要产生等量 CO2，无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖，B 正确；由题 干信息可知，酵母菌在最适温度下培养，若降低 10 ℃培养，则会引起酶的活性 降低，从而引起酵母菌有氧呼吸速率变慢，致使培养液中 O2 相对含量达到稳定 所需时间延长，C 错误；因为实验后的培养液滤液中含有酵母菌呼吸产生的酒精， 所以滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色，D 正确。 8．(2019·山西名校高三联考)下表是苹果在有氧条件下，测得 O2 消耗量和 CO2 产生量的关系。下列推测不正确的是( ) O2 浓度(%) a b c d e CO2 产生量(mol/min) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0 O2 消耗量(mol/min) 0 0.5 0.7 1.2 3.0 A.O2 浓度为 a 时，细胞呼吸产生的 ATP 在细胞质基质中形成 B．O2 浓度为 b 时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的 1/3 C．O2 浓度为 c 时，细胞呼吸产生酒精的量为 0.6 mol/min D．O2 浓度为 d 时，消耗的葡萄糖中有 1/4 用于酒精发酵 解析：选 D O2 浓度为 a 时，由于 O2 的消耗量为 0，说明此时苹果只进行 无氧呼吸，其场所为细胞质基质，A 项正确；O2 浓度为 b 时，有氧呼吸消耗的 O2 量为 0.5 mol/min，CO2 产生量为 0.5 mol/min，葡萄糖消耗为 1/12 mol/min， 无氧呼吸 CO2 产生量为 1－0.5＝0.5(mol/min)，葡萄糖消耗量为 1/4 mol/min， 因此有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的 1/3，B 项正确；O2 浓度为 c 时，无 氧呼吸产生的 CO2 量为 1.3－0.7＝0.6(mol/min)，所以苹果产生酒精的量为 0.6 mol/min，C 项正确；O2 浓度为 d 时，O2 的消耗量为 1.2 mol/min，故有氧呼吸 消耗的葡萄糖量为 0.2 mol/min；无氧呼吸产生的 CO2 量为 0.4 mol/min，故无 氧呼吸消耗的葡萄糖量为 0.2 mol/min，消耗的葡萄糖中有 1/2 用于酒精发酵， D 项错误。 9. 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中，正确的是( ) 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②③阶段的进行，需在有氧条件下 D．第①阶段也在线粒体中进行 解析：选 C 有氧呼吸的三个阶段都需要酶的催化，都有 ATP 的产生；产 生 ATP 最多的是第③阶段；有氧呼吸第②③阶段需在有氧条件下进行，因为丙 酮酸需在有氧条件下进入线粒体；第①阶段在细胞质基质中进行。 10．如图是探究小鼠在不同温度下呼吸速率(用单位时间的耗氧量表示)的实 验装置。打开夹子 A，使水检压计内的液面左右平齐，关闭夹子 A，用注射器向 广口瓶中注入 5 mL 氧气，水检压计左侧液面升高，记录左右液面重新平齐时所 用的时间。下列说法除哪项外都是正确的 ( ) A．用注射器向广口瓶中注入 5 mL 氧气后要立刻关闭夹子 B B．测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值 C．小鼠在 25 ℃时的呼吸速率高于 10 ℃时的呼吸速率 D．氢氧化钠的作用是排除呼吸产生的 CO2 对实验结果的干扰 解析：选 C 用注射器向广口瓶中注入 5 mL 氧气后要立刻关闭夹子 B，以 确保广口瓶中氧气的准确含量，A 正确；测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行， 最后取平均值，以减小误差，B 正确；小鼠是恒温动物，10 ℃时，代谢加强， 保持体温，25 ℃时的呼吸速率低于 10 ℃时的呼吸速率，C 错误；氢氧化钠可 吸收呼吸作用产生的 CO2，以排除其对实验结果的干扰，D 正确。 二、非选择题 11．酵母菌的呼吸代谢途径如图所示，请据图回答下列问题： (1)酵母菌是________(填“真核”或“原核”)生物，其代谢类型属于 ________________。 (2)图中过程①和②是在酵母菌细胞的______________中进行的，其产物酒 精与________________试剂反应呈现灰绿色，这一反应可用于酒精的检验。 (3)研究人员将酵母菌培养液进行________________处理，可获得线粒体， 向只有线粒体的试管中滴入葡萄糖并通入氧气，没有 CO2 和 H2O 产生，原因是 _________________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (4)根据__________________________________________， 可以检测酵母菌培养液中 CO2 的产生情况。与无氧条件相比，在有氧条件 下，酵母菌的增殖速度________。 解析：(1)酵母菌是真核生物，属于异养兼性厌氧型生物。(2)图中过程①是 细胞呼吸的第一阶段，过程②是无氧呼吸的第二阶段，过程①和②都在细胞质基 质中进行，过程③是有氧呼吸的第二和第三阶段。检验酒精的方法：橙色的重铬 酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色。(3)细胞 器的分离用离心或差速离心的方法；葡萄糖不能直接进入线粒体被利用，需分解 成丙酮酸后才能进入线粒体中进行反应。(4)探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中， 根据石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵 母菌培养液中 CO2 的产生情况。在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，能大量 繁殖。 答案：(1)真核 (异养)兼性厌氧型 (2)细胞质基质 (酸性)重铬酸钾 (3)粉碎并(差速)离心 在有氧条件下，葡萄糖分解成丙酮酸后才能进入线粒 体中进行反应 (4)石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短 快 12．如图为生物体内葡萄糖分解过程的图解，请回答： (1)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________(填序号)，其中氧 气参与水的形成过程，场所为________________。 (2)可在人体细胞中进行的是________(填序号)。 (3)过程①和②中，除了图示的物质外，还产生了________。 (4) 反 应 ② ③ 中 均 产 生 CO2 ， 产 生 场 所 分 别 为 ________________ 和 __________________ ， 检 测 二 氧 化 碳 ， 除 了 用 澄 清 石 灰 水 外 ， 还 可 用 ________________水溶液，现象为________________。 (5)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的 CO2，则所消耗的葡萄糖之比为 ________。 解析：(1)必须在有氧条件下进行的是有氧呼吸的第二、第三阶段，即图中 过程②；氧气参与有氧呼吸的第三阶段，与[H]结合生成水；有氧呼吸第三阶段 发生在线粒体内膜上。(2)人体细胞的呼吸方式是有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼 吸，即可以发生图中①②④过程。(3)有氧呼吸过程除了图中显示的物质外，还 产生[H]。(4)②过程中有氧呼吸的第二阶段产生 CO2，发生的场所是线粒体基质； ③过程产生 CO2 是无氧呼吸过程，发生的场所是细胞质基质；CO2 与溴麝香草酚 蓝水溶液反应，出现的现象是溶液由蓝变绿再变黄，可以用溴麝香草酚蓝水溶液 检测细胞呼吸产生的 CO2。(5)如果氧气供应不足，酵母菌细胞进行无氧呼吸； 如果氧气供应充足，酵母菌细胞进行有氧呼吸。由反应式可知，消耗等量的葡萄 糖，有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳量之比是 3∶1，则若产生等量的 CO2， 有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为 1∶3。 答案：(1)② 线粒体内膜 (2)①②④ (3)[H] (4)线粒体基质 细胞质基质 溴麝香草酚蓝 由蓝变绿再变黄 (5)1∶3 13．(2019·辽宁实验中学期末)图一是真核细胞内呼吸作用过程的图解，图二 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)图一中 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)图一中物质 D 是________，它与 C 结合的过程发生的场所是________。 (3)图一中物质 E 可使溴麝香草酚蓝水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)图二中乙曲线所代表的生理过程可用图一中________(填数字序号)过程 表示。 (5)图二中在氧气浓度为 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。 解析：根据题意和图示分析可知：图一中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 为还原氢，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，图一中 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)图一中物质 D 是氧气，它与 C 还原氢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 麝香草酚蓝水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)图二中乙曲线 所代表的生理过程为有氧呼吸，可用图一中①②③过程表示。(5)图二中在氧浓 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，由于有氧呼吸过程中氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等，因此在氧 气浓度为 b 时甲、乙曲线的交点表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳量相 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。 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)有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳量相等 A/3 14．将玉米种子置于 25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相 同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的 平均干重，结果如图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，据图 回答下列问题： (1) 萌 发 过 程 中 胚 乳 组 织 中 的 淀 粉 被 水 解 成 ________ ， 再 通 过 ________________为种子萌发提供能量。 (2)萌发过程中在________h 时种子的呼吸速率最大，在该时间段内每粒种子 呼吸消耗的平均干重为________mg。 (3)萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，其最大转化速 率为________mg·粒－1·d－1。 (4) 若 保 持 实 验 条 件 不 变 ， 120 h 后 萌 发 种 子 的 干 重 变 化 趋 势 是 ________________，原因是_________________________________________。 解析：正确分析坐标曲线的生物学含义：随着时间的延长，胚乳干重逐渐减 少，种子的干重也逐渐减少。两条曲线变化趋势不一致的原因：胚乳的部分营养 物质转化成幼苗的组成物质。(1)淀粉被水解成葡萄糖后才能被细胞通过细胞呼 吸利用，为种子萌发提供能量。(2)因为胚乳减少的干重中有一部分转化成幼苗 的组成物质，所以衡量种子的呼吸速率应以种子的干重减少量为指标。由图示曲 线可以看出，在 72～96 h 时，单位时间内种子的干重减少量最大，该时间段(24 h) 内每粒种子呼吸消耗的平均干重为 204.2－177.7＝26.5(mg)。(3)转化速率＝(胚乳 的减少量－种子的干重减少量)/时间。在 72～96 h 内，转化速率为(161.7－118.1) －(204.2－177.7)＝17.1(mg·粒－1·d－1)，96～120 h 内，转化速率为(118.1－91.1) －(177.7－172.7)＝22(mg·粒－1·d－1)，因此最大转化速率为 22 mg·粒－1·d－1。(4)黑 暗条件下，萌发种子只能进行细胞呼吸而不能进行光合作用，因而种子干重持续 下降。 答案：(1)葡萄糖 细胞呼吸(或生物氧化) (2)72～96 26.5 (3)22 (4)持续下降 幼苗进行细胞呼吸消耗有机物，且不能进行光合作用