5-3 细胞呼吸的原理和应用(第二课时)-高一生物链接教材精准变式练(人教版2019必修1)(解析版

5.3 细胞呼吸的原理和应用（第二课时）——有氧呼吸
和无氧呼吸的原理和应用
【典例1】下图中①②代表有氧呼吸的相关场所，甲代表有关物质，下列相关叙述正确的是()
C6H12O6→①→甲→②→CO2
A．①和②都具有双层生物膜
B．②中所含的酶在乳酸菌中都能找到
C．①和②中都能产生[H]
D．甲一定进入线粒体
【答案】C
【解析】①是有氧呼吸的第一阶段的场所细胞质基质，②是有氧呼吸第二阶段的场所线粒体基质，两者均没有膜结构，A错误；②中所含的酶为有氧呼吸有关的酶，而乳酸菌进行无氧呼吸，B错误；有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生[H]，C正确；甲不一定进入线粒体，如发生在原核细胞中，D错误。

【典例2】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处产生CO2
B．①处产生ATP
C．②处产生[H]
D．③处发生[H]与O2的结合反应
【答案】B
【解析】①为线粒体内外膜的间隙，不产生A TP；在②处线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段，产生CO2和[H]，释放少量能量；③为线粒体内膜，完成有氧呼吸第三阶段，[H]与O2结合形成水，释放大量能量。

【典例3】若判定运动员在运动时肌肉细胞是否进行了无氧呼吸，应检测体内积累的()
A．ADP B．O2
C．CO2D．乳酸
【答案】D
【解析】人体肌肉细胞有氧呼吸和无氧呼吸均会消耗ADP产生ATP，A项错误；人体肌肉细胞无氧呼吸不消耗O2也不产生CO2，B、C项错误；人体细胞无氧呼吸会产生乳酸，D项正确。

【典例4】下列关于细胞呼吸的叙述，不正确的是()
A．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜
B．马铃薯块茎进行无氧呼吸产生乳酸
C．乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸
D．大多数植物细胞进行无氧呼吸能产生酒精
【答案】A
【解析】无氧条件下，细胞会进行无氧呼吸产生酒精，造成烂果，零下低温环境会造成水果冰冻，二者均不利于水果的保鲜，水果的保鲜应该低温、低氧，抑制细胞呼吸消耗有机物，A 错误。

【典例5】下图为生物体内细胞呼吸过程示意图，下列相关叙述错误的是( )
A ．在有氧条件下，过程③或④将会受到抑制
B ．能进行过程②的生物体内不一定含有线粒体
C ．人体在长跑运动时，所需能量主要由过程①、④提供
D ．导致过程③、④不同的原因是生物体内酶的种类不同
【答案】C
【解析】人体在长跑运动时，所需能量主要由有氧呼吸提供，即过程①、②，C 错误。

一、教材P92-P93有氧呼吸
1．有氧呼吸的主要场所——线粒体。

线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构？
①线粒体具有内外两层膜，内膜的某些部位向线粒体内折叠形成嵴，以增加内膜的表面积。

②线粒体的内膜和线粒体基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。

2.有氧呼吸
(1)过程图解
(2)有氧呼吸的总反应式
C6H12O6＋6O2＋6H2O――→酶6CO2＋12H2O ＋能量。

教材知识链接
[提醒](1)线粒体不能分解葡萄糖
真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解，只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。

(2)脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量
脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

二、教材P94-P95无氧呼吸
1.无氧呼吸
(1)过程图解
[提醒]不要认为无氧呼吸两个阶段都产生A TP
无氧呼吸过程共产生两个ATP，而这两个ATP只产自
第一阶段，第二阶段不产生A TP。

(2)不同生物无氧呼吸的产物
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
1．温度
2．O2浓度
3．CO2浓度
4．水分
[提醒]储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同
(1)蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。

(2)种子应在“零上低温、干燥、低氧”的条件下储存。

一、单选题
1．在真核生物有氧呼吸的下列反应中，不在线粒体中进行的只有()
A．[H]与氧气生成水
B．C6H12O6分解为丙酮酸和[H]
C．丙酮酸分解为CO2和[H]
D．ADP与磷酸结合生成ATP
【答案】B
【解析】[H]与氧气结合生成水，发生在线粒体内膜上，A错误；C6H12O6分解为丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中，B正确；丙酮酸分解为CO2和[H]，发生在线粒体基质中，C错误；ADP与磷酸结合生成A TP
的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，D 错误。

2．有氧呼吸中产生二氧化碳的阶段、氧气利用的阶段、水参与反应的阶段、有水生成的阶段分别是( ) ①第一阶段 ②第二阶段 ③第三阶段
A ．②③②③
B ．①②③③
C ．②①③②
D ．③②②③
【答案】A
【解析】有氧呼吸过程中二氧化碳产生于②有氧呼吸的第二阶段；氧气在③有氧呼吸第三阶段参与反应，与[H]结合形成水；水参与②有氧呼吸第二阶段，与丙酮酸反应产生二氧化碳和[H]；有水生成的阶段是③有氧呼吸的第三阶段。

故选A 。

3．如图表示有氧呼吸的过程，其中关于过程①和过程②共同点的叙述，正确的是( )
葡萄糖――→①丙酮酸――→②CO 2＋H 2O ＋能量
A ．都释放能量
B ．反应物相同
C ．都产生O 2
D ．产物相同 【答案】A
【解析】据图分析，过程①表示有氧呼吸第一阶段，释放少量能量，过程②是有氧呼吸第二、三阶段，释放大量能量，A 正确；两个过程反应物不同，产物也不同，B 、D 错误；两个过程都不产生氧气，其中过程②消耗氧气，C 错误。

4．下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O 2吸收量和CO 2释放量的变化。

下列叙述正确的是( )
A ．保存该器官时，氧浓度越低越好
B ．氧浓度为0时，该器官不进行细胞呼吸
C ．氧浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸
D ．氧浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸
【答案】C
【解析】氧浓度太低，植物会进行无氧呼吸产生大量的酒精，对植物细胞有毒害作用，不利于储存，A 错误；氧浓度为0时，该器官不能进行有氧呼吸，只能进行无氧呼吸，B 错误；氧浓度在10%以上时，两条曲线相交，CO 2释放量等于O 2吸收量，说明该器官此时只能进行有氧呼吸，C 正确；氧浓度在10%以下时，CO 2释放量大于O 2吸收量，该器官可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D 错误。

5．如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO 2的影响，下列相关叙述不正确的是( )
A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度
B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与细胞呼吸有关的酶的活性
C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强
D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜
【答案】C
【解析】图乙中DE段无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐加强。

6．下图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述不正确的是()
A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度
B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性
C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强
D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜
【答案】C
【解析】根据图甲可知，B点时，细胞呼吸最旺盛，B点所对应的温度为最适宜温度，A正确。

图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性，从而影响呼吸作用，B正确。

图乙中由D到E，氧气增加，无氧呼吸受到抑制，无氧呼吸逐渐减弱，细胞开始进行有氧呼吸；由E到F，随着氧气的增加，植物的有氧呼吸加强，C错误。

贮藏水果和蔬菜应该降低植物的呼吸作用，乙图E点时释放的CO2最少，说明此时细胞呼吸最弱，因此图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜，D正确。

7.将酵母菌置于下列条件下培养一段时间后，测得细胞呼吸产生的CO2量如下图所示。

下列有关分析错误的是()
A．在一定条件下，酵母菌的细胞质基质和线粒体能同时产生CO2
B．在一定范围内，随温度升高细胞呼吸速率加快
C．20 ℃条件下，酵母菌在前6 h消耗的葡萄糖的量一定比后6 h消耗的多
D．40 ℃条件下，培养酵母菌6 h，培养液中葡萄糖可能已经被消耗完
【答案】C
【解析】在一定条件下，酵母菌能进行无氧呼吸，也能进行有氧呼吸，无氧呼吸和有氧呼吸产生CO2的场所分别为细胞质基质和线粒体，A正确；一定温度范围内，呼吸酶的活性随着温度的升高而升高，细胞呼吸速率随之加快，B正确；20 ℃条件下，随着CO2产生量的增多，酵母菌无氧呼吸速率增大，但无法判断无氧呼吸和有氧呼吸各自所占的比例，因而无法确定消耗的葡萄糖量，C错误；40 ℃条件下培养的酵母菌，6 h和12 h产生的CO2量相同，所以可能是葡萄糖被消耗完，D正确。

8.下列所述生产与生活中的做法，合理的是()
A．做面包时加入酵母菌并维持密闭状态
B．水稻田适时排水晒田以保证根系通气
C．白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应
D．用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染
【答案】B
【解析】做面包时加入酵母菌是因为酵母菌细胞呼吸产生二氧化碳使面包松软多孔，由于酵母菌无氧呼吸产生酒精，故不能维持密闭状态，A不合理；水稻田适时排水晒田的目的是保证根系通气，防止根系无氧呼吸产生酒精，造成毒害，B合理；白天定时给栽培大棚通风的目的是保证二氧化碳的供应，C不合理；用透气的消毒材料包扎伤口以抑制厌氧菌大量繁殖，避免感染，D不合理。

9.细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中，下表中有关措施与目的，叙述正确的是()
选项应用措施目的
A贮藏种子晒干降低有机物含量，降低细胞呼吸
B酵母菌酿酒密封加快酵母菌繁殖，有利于酒精发酵
C水果保鲜低温降低酶的活性，降低细胞呼吸
D水稻生长定期排水提高酶的活性，促进有氧呼吸
【答案】C
【解析】种子的贮藏，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，而不是降低有机物的含量，A错误；酵母菌在有氧条件下能快速繁殖，而在无氧条件下，有利于酒精发酵，B错误；水果保鲜的目的是既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以低温是最好的方法，C正确；水稻定期排水，可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸，但不能提高酶的活性，D错误。

10.下图是细胞呼吸过程，℃、℃、℃代表生理过程发生的场所，①至③代表生理过程，甲、乙代表物质。

下列有关叙述正确的是()
A．℃和℃都具有双层生物膜
B．甲、乙分别代表丙酮酸和[H]
C．①放能最多，③放能最少
D．℃位于线粒体基质中
【答案】B
【解析】据图分析可知，Ⅰ表示细胞质基质，Ⅱ表示线粒体基质，Ⅲ表示线粒体内膜，A、D错误；甲表示丙酮酸，乙表示[H]，B正确；图示三个过程中，③释放的能量最多，C错误。

二、非选择题
11．玉米根部细胞中既含有乳酸脱氢酶又含有乙醇脱氢酶，能催化不同类型的无氧呼吸。

下图是玉米根部细胞在无氧气和氧气充足时细胞呼吸生成二氧化碳的相对速率随时间的变化曲线图。

请据图分析并回答下列问题：
(1)a～b段玉米根部细胞无二氧化碳的生成，原因可能是__________________________________，c～d段玉米根部细胞生成二氧化碳的相对速率下降的原因可能是__________________________等有害代谢产物的积累使细胞呼吸速率减慢。

(2)d～e段玉米根部细胞生成二氧化碳的相对速率较高的原因是细胞进行______________呼吸，产生更多的二氧化碳，该过程发生的主要场所是________(填细胞器名称)，观察此细胞器在细胞中的形态和分布时可使用________染液。

(3)某兴趣小组想要验证该过程中产生了酒精，可使用橙色的________________________________________________________________________溶液，观察其变成________。

【答案】(1)在该时间段的无氧气条件下，玉米根部细胞只进行产乳酸的无氧呼吸，不产生二氧化碳酒精、乳酸
(2)有氧线粒体健那绿
(3)重铬酸钾灰绿色
【解析】(1)据题意“玉米根部细胞既含有乳酸脱氢酶又含有乙醇脱氢酶，能催化不同类型的无氧呼吸”可知，a～b时间段玉米根部细胞无二氧化碳的生成原因可能是在该无氧条件下，玉米根部细胞只进行乳酸发酵，
乳酸发酵只产生乳酸，不产生二氧化碳。

据图可知c～d时间段有二氧化碳的产生，说明玉米根部细胞进行了产生酒精的无氧呼吸，由于乳酸、酒精等对细胞有毒害作用，导致c～d时间段玉米根部细胞呼吸速率减慢，生成二氧化碳的速率下降。

(2)d～e时间段，由于有充足的氧气供应，玉米根部细胞进行有氧呼吸，生成二氧化碳的速率较高。

该过程(有氧呼吸)发生的主要场所是线粒体，观察此细胞器在细胞中的形态和分布可使用健那绿染液对其染色。

(3)检测酒精可用酸性的重铬酸钾溶液，橙色的重铬酸钾溶液与酒精在酸性条件下反应，颜色变为灰绿色。

12.下图1为酵母菌细胞呼吸过程图解，图2为研究酵母菌细胞呼吸的实验装置(排尽注射器中的空气后吸入酵母菌和经煮沸冷却的葡萄糖溶液，并置于适宜温度的环境中)。

请回答下列问题：
(1)细胞呼吸过程中，实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成____________________________________________________________________。

(2)图1中能产生ATP的阶段是________________(用图中的数字表示)。

图2实验装置中的气体对应于图1中的物质________(填图1中字母)，产生于酵母菌细胞的________(具体部位)。

(3)若取图2装置注射器中反应后的溶液，加入橙色的酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色，则可证明其呼吸产物中还存在________________。

图2实验装置烧杯中加水的主要目的是________________________。

为防止气压、温度等物理因素所引起的实验误差，应如何设置对照组？________________________________
_____________________________________________________________。

【答案】(1)热能和ATP中活跃的化学能
(2)①②③Y细胞质基质
(3)酒精营造适宜的温度环境加入灭活的酵母菌，其他条件同图2
【解析】(1)细胞呼吸的实质是氧化分解有机物，释放能量。

释放的能量一部分以热能的形式散失，一部分转移到A TP中，故该过程中发生的能量转化是有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能。

(2)酵母菌有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一个阶段都能产生ATP。

据分析可知，图1中能产生A TP的阶段是①②③。

图1中X表示O2，Y表示CO2。

图2装置中酵母菌细胞呼吸产生的气体是CO2，对应于图1中的物质Y，由图2装置可知，此时酵母菌进行无氧呼吸，故CO2的产生场所是细胞质基质。

(3)酒精与酸性重铬酸钾反应呈灰绿色。

若取图2装置注射器中反应后的溶液，加入橙色的酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色，则可证明其呼吸产物中还存在酒精。

图2中加水的目的是营造适宜的温度环境。

为防止气压、
温度等物理因素所引起的实验误差，应该排除生物因素的影响，还应该遵循单一变量原则，因此应该加入已死亡的酵母菌，其他条件同图2。