高中生物第一册 5 3 细胞呼吸的原理和应用 练习(含答案)

5.3 细胞呼吸的原理和应用
1.线粒体在合成ATP时，下列哪个条件不需要()
A.基质中含有O2
B.基质中含有ADP
C.基质中含有NADPH
D.基质中含有丙酮酸
【答案】C
【解析】当线粒体基质中存在氧气时，细胞质基质中的丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段，合成少量的ATP，A、D不符合题意；合成A TP的原料是ADP和Pi，B不符合题意；NADPH 是光合作用光反应阶段产生的，用于暗反应过程中三碳化合物的还原，线粒体有氧呼吸中所用的还原剂为NADH，C符合题意。

2.下图为不完整的人体细胞呼吸示意图，其中产生ATP最多的过程是()
A.①
B.②
C.③
D.④
【答案】B
【解析】图中①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②表示有氧呼吸的第三阶段，③表示有氧呼吸的第二阶段，④表示无氧呼吸的第二阶段。

其中有氧呼吸的第三阶段产生ATP最多。

3.细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水，2，4-二硝基苯酚(DNP)对该过程没有影响，但能抑制ATP 合成。

据此推测下列说法正确的是()
A.有氧呼吸第一阶段不会产生ATP，该过程不受DNP影响
B.DNP主要在线粒体基质中发挥作用，因为其形成ATP最多
C.DNP作用于组织细胞时，线粒体内膜上散失的热能将增加
D.DNP抑制葡萄糖进入红细胞，进而抑制细胞有氧呼吸过程
【答案】C
【解析】有氧呼吸第一阶段能产生ATP，A错误；根据题意，DNP主要在线粒体内膜中发挥作用，抑制有氧呼吸第三阶段中ATP的合成，并且第三阶段产生的ATP最多，B错误；根据题意，DNP 作用于组织细胞时，线粒体内膜的酶无法催化形成ATP，结果能量以热能形式散失，故线粒体内膜上散失的热能将增加，C正确；根据题意，DNP抑制有氧呼吸第三阶段ATP的合成，而红细胞只进行无氧呼吸，故DNP对葡萄糖进入红细胞过程无影响，D错误。

4.如图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。

下列有关叙述错误的是()
A.实验自变量是氧气浓度，因变量是CO2和酒精生成量
B.在氧气浓度为a或d时，酵母菌的呼吸方式都只有一种
C.在氧气浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的3倍
D.实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制
【答案】C
【解析】该实验的目的是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式的影响，自变量是氧气浓度。

根据图解可知，实验的因变量是CO2和酒精生成量，A项正确；在氧气浓度为a时，酵母菌产生的CO2
量和酒精量相等，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸。

在氧气浓度为d时，呼吸作用的产物只有CO2，没有酒精产生，说明此时酵母菌只进行有氧呼吸，故B项正确；在氧气浓度为c时，酵母菌无氧呼吸产生酒精10 mol(无氧呼吸产生CO2也是10 mol)，根据无氧呼吸反应式可推知酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖10÷2=5 mol。

此时酵母菌细胞呼吸产生的CO2总量是20 mol，则有氧呼吸产生CO2为
20-10=10 mol，根据有氧呼吸反应式可推知，此时酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖10÷6=5/3 mol。

因此，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的5/3÷5=1/3倍，故C项错误；实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制，D项正确。

5.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Ⅰ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Ⅰ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点对应的温度下植物呼吸作用的相对速率最大，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，无氧呼吸减弱，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅰ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；有氧呼吸需要酶的参与，温度会影响酶的活性，故有氧呼吸还受温度和呼吸酶数量的限制，所以曲线Ⅰ最终趋于平衡，D正确。

【延伸探究】乙图中曲线Ⅰ和曲线Ⅰ的交点处，该植物有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之比是：1∶1，消耗的葡萄糖之比是：1∶3。

6.如图表示温度对某植物幼苗呼吸作用的影响，下列说法不正确的是()
A.测定该植物的呼吸作用强度需要在避光条件下进行
B.据图可知该植物呼吸作用的最适温度是30 Ⅰ左右
C.40 Ⅰ较长时间处理植物幼苗呼吸作用减弱，原因是酶的活性降低甚至丧失
D.据图推测若温度为50 Ⅰ短时间处理，该植物的呼吸作用强度一定大于40 Ⅰ
【答案】D
【解析】植物测定呼吸作用强度时应在避光条件下进行，在光照条件下植物会进行光合作用；据图可知该植物呼吸作用的最适温度是30 Ⅰ左右；据图分析可知40 Ⅰ时，温度过高酶的活性降低甚至丧失，使呼吸作用减弱；40 Ⅰ时已经超过最适温度，50 Ⅰ酶活性最可能降低甚至会丧失，因此呼吸作用强度最可能小于40 Ⅰ。

7.下列有关图示装置的叙述不正确的是()
A.此装置是研究微生物呼吸作用与温度的关系
B.实验前煮沸葡萄糖溶液的主要目的是排出其中的空气
C.微生物发酵时的呼吸作用强弱受温度影响
D.发酵液中的微生物在此装置中可能进行无氧呼吸
【答案】A
【解析】此装置也可以探究微生物的呼吸作用类型，A项错误；煮沸葡萄糖溶液的主要目的是排出其中的空气，B项正确；微生物的呼吸作用强弱会受温度等条件影响，C项正确；发酵液中的微生物可能进行有氧呼吸，也可能进行无氧呼吸，D项正确。

8.2018年9月台风“山竹”造成东部沿海地区的某些植物较长时间淹水而大面积死亡。

原因是()
A.无氧呼吸产热量不足导致酶活性下降
B.产物酒精积累导致蛋白质变性，细胞死亡
C.水分过多，导致植物吸水过多细胞涨破死亡
D.产物乳酸大量积累，导致乳酸中毒
【答案】B
【解析】植物淹水后无法进行有氧呼吸只能进行无氧呼吸产生酒精和CO2，酒精积累导致细胞内蛋白质变性死亡；植物有细胞壁的支持和保护，不会出现吸水过多涨破的现象。

9.如图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，有关叙述正确的是()
A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体
B．消耗等量的葡萄糖释放的能量中，能量2最多
C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多
D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞
【答案】B
【解析】题图表示酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的两个过程，酶2催化的是有氧呼吸的第二、三过程，这两个过程发生在酵母菌的线粒体中；消耗等量的葡萄糖释放的能量中，有氧呼吸释放的能量多；有氧呼吸中，一分子葡萄糖产生6分子CO2，而无氧呼吸中，一分子葡萄糖产生2分子CO2；酒精以自由扩散方式运出细胞。

10.在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可以判断此过程()
A．一定是有氧呼吸
B．一定不是产生乳酸的无氧呼吸
C．一定不是产生酒精的无氧呼吸
D．一定是无氧呼吸
【答案】B
【解析】无氧呼吸产生酒精和CO2或乳酸，有氧呼吸的产物是CO2和H2O，只有产乳酸的无氧呼吸不产生CO2，因此可判定只有B项正确。

11.如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。

下列叙述错误的是()
A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行
B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处
C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应
D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中
【答案】D
【解析】图甲中2→3表示有氧呼吸的第一阶段，和无氧呼吸的第一阶段完全相同，而活细胞都能进行有氧或无氧呼吸；图甲中3→6表示有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，即图乙的②处；图乙中③处为线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所，有氧呼吸第三阶段是[H]与O2结合生成水的过程，图甲中4指的是水；白天叶肉细胞中线粒体产生的6(CO2)可用于光合作用。

12.酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸，将酵母菌放在含有培养液的密闭锥形瓶中，测得CO2的释放量是O2的吸收量的2倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比为() A．1∶6B．1∶3
C．1∶2 D．1∶1
【答案】B
【解析】据题意知CO2的释放量比O2的吸收量大，由此可知酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

有氧呼吸时O2的吸收量与CO2的释放量相等。

假设O2的吸收量为1 mol，则据题意知CO2的释放量为2 mol。

有氧呼吸释放的CO2量应为1 mol，则无氧呼吸释放的CO2量也为1 mol。

由于有氧呼吸产生1 mol CO2需要消耗1/6 mol葡萄糖，无氧呼吸产生1 mol CO2需要消耗1/2 mol葡萄糖，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比为(1/6)∶(1/2)＝1∶3。

13.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：
分析表中数据可得出的结论是()
A．氧浓度为a时，酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．氧浓度为b时，相同时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的多
C．氧浓度为c时，有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸
【答案】D
【解析】根据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式分析，有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2，且二者的摩尔数相等。

据此判断，当氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为d 时，酵母菌只进行有氧呼吸；氧浓度为b时，相同时间内酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少；氧浓度为c时，有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。

14.如图表示某高等植物的非绿色器官细胞呼吸与氧浓度的关系，下列叙述正确的是()
A．当氧气浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸
B．当氧气浓度为a时，该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖数量相等
C．曲线Ⅰ中该器官细胞呼吸发生的场所是线粒体
D．曲线Ⅰ也可以表示酵母菌的细胞呼吸与氧浓度的关系
【答案】A
【解析】图中曲线Ⅰ表示该器官进行无氧呼吸产生的CO2量，曲线Ⅰ表示进行有氧呼吸产生的CO2量，曲线Ⅰ表示该器官进行细胞呼吸产生的CO2总量。

当氧浓度为b时，无氧呼吸速率为0，该器官只进行有氧呼吸；当氧气浓度为a时，有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2量相等，但无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍；有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；酵母菌是兼性厌氧菌，其细胞呼吸与氧浓度的关系如曲线Ⅰ所示。

15.“仙人掌防辐射”“吊兰能吸收装修产生的有害气体”……不少商家为推销花草，大力宣传各种花草的“防辐射”“防毒”功能。

假如人们生活在含有18O2气体的房间内，18O2进入细胞内，最先出现18O 的化合物是()
A．丙酮酸B．乳酸
C．二氧化碳D．水
【答案】D
【解析】有氧呼吸过程中，O2并未直接氧化有机物，其作用是接受有氧呼吸前两个阶段中产生的[H]，生成水，同时释放出大量能量。

有氧呼吸过程中生成的CO2中的O来自葡萄糖和反应物中的水，生成的水中的O都来自空气中的O2。

16.下图是外界条件(温度和O2浓度)对植物呼吸作用相对速率影响的曲线图。

请据图回答下列问题：
(1)甲图中AB段说明：随着温度升高，呼吸作用________，BC段说明温度超过某一值后，随着温度升高，呼吸作用的相对速率________。

原因是______________________________________________。

(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。

如果曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸作用，那么DE段时根内积累的有害物质可能是________。

(3)乙图中曲线Ⅰ中DE段快速下降，其原因是_____________________。

曲线Ⅰ所表示的呼吸类型中利用O2的场所是________________。

(4)若以CO2的释放量表示呼吸作用的相对速率，曲线Ⅰ、Ⅰ交叉时，两种呼吸作用消耗葡萄糖的量之比为________。

此时，CO2产生的场所是________、________。

【答案】(1)增强降低在一定范围内，温度升高，酶的活性也升高；当温度超过最适温度后，随着温度升高，酶的活性降低
(2)无氧酒精(3)随着O2浓度增加，无氧呼吸受到的抑制作用增强线粒体内膜
(4)3∶1细胞质基质线粒体基质
【解析】呼吸作用需要酶的催化，温度影响酶的活性，温度过高或过低，酶的活性都会降低；水稻根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，酒精对细胞有毒害作用；O2的存在会抑制无氧呼吸的进行；当无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的量相等时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗量的3倍。

17.呼吸熵(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。

下图表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸熵的实验装置。

请分析回答：
(1)实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是________________。

(2)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25 Ⅰ下经10 min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10 min内小麦种子进行________________过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10 min内小麦种子进行________________过程。

(3)在25 Ⅰ下10 min内，如果甲装置中墨滴右移30 mm，乙装置中墨滴左移200 mm，则萌发小麦种子的呼吸熵是________。

(4)为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化，还应设置一个对照装置。

对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入____________________。

【答案】(1)增大吸收CO2的面积(2)有(3)1.15 (4)煮沸杀死的小麦种子、清水
【解析】(1)KOH溶液扩散到筒状滤纸上，能增大吸收CO2的面积。

(2)葡萄糖作为呼吸底物时，有氧呼吸产生的CO2体积与消耗的O2体积相等。

甲装置中墨滴不移动，说明产生的CO2体积与消耗的O2体积相等，只进行有氧呼吸。

乙装置墨滴左移是因为产生的CO2被KOH溶液吸收，有氧呼吸消耗了O2使装置内压强减小。

(3)乙装置中墨滴左移200 mm是消耗的O2的体积，与甲装置对照分析可知释放的CO2体积为230 mm，所以呼吸熵为230/200＝1.15。

(4)对照组应用死种子和清水。

18. 某同学用如图装置测定密闭容器中发芽的小麦种子的呼吸方式。

其中甲实验装置设计如下：密闭的锥形瓶内放入一盛有10%的NaOH溶液的小烧杯，杯中插入一根滤纸折叠条。

瓶底放入经消毒的正在萌发的小麦种子，并放置到20%恒温环境中培养一段时间。

(1)NaOH溶液的作用是________________________________________。

小烧杯中插入一根滤纸折叠条的作用_________________________________________________________________________。

(2)由于发芽小麦种子的呼吸作用，甲装置内的气体发生了变化，使得墨水滴向右移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是________。

(3)乙装置用来测定发芽小麦种子呼吸作用过程中的另一种气体的变化，则乙装置锥形瓶的小烧杯内放入________________。

(4)若甲装置测出的实验数据(墨水滴向右移动量)为X，乙装置测得的实验数据(墨水滴向左移动量)为Y，则装置中种子的有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比为________。

(5)为了纠正环境因素对甲装置引起的误差，必须另设丙装置进行校正。

则丙装置锥形瓶中放置
__________________，小烧杯内放置_______________，其他处理与实验组完全相同。

【答案】(1)吸收呼吸作用产生的CO2增大吸收CO2的能力(2)O2(3)同体积的清水(4)X∶3Y (5)与甲组等量的经消毒的死种子与甲组等量的NaOH溶液
【解析】(1)小烧杯中的NaOH溶液用于吸收呼吸作用产生的CO2；在小烧杯中插入一根滤纸折叠条，可增大吸收CO2的能力。

(2)甲装置中发芽小麦种子进行呼吸作用时消耗O2，并放出CO2，其中CO2被NaOH溶液吸收，使得锥形瓶中气压下降，导致墨水滴向右移动，可见减少的气体为O2。

(3)装置乙用来测定小麦种子呼吸过程中另一种气体(即CO2)的变化，则其与装置甲的不同之处在于烧杯中的液体应用同体积的清水，既不吸收氧气，也不吸收二氧化碳。

(4)由题意可知，装置甲测得的X 为小麦有氧呼吸消耗O2的量，则小麦有氧呼吸消耗葡萄糖量为X/6，装置乙测得的Y为无氧呼吸CO2释放量，则小麦种子无氧呼吸消耗葡萄糖为Y/2。

则两者之比为X/6∶Y/2＝X∶3Y。

(5)丙装置作为对照，锥形瓶内加入与甲组等量的经消毒的死种子，小烧杯中溶液应与甲装置相同。