新教材适用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课时无氧呼吸细胞呼吸原理的应用课后习题新人教版必修1

第2课时　无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用

课后训练巩固提升

基础巩固

1.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。

2.某人购买了几袋酸奶,发现其中一袋酸奶的包装袋明显胀大。最可能的原因是(　　)

A.乳酸菌无氧呼吸产生大量CO2

B.酸奶中原有气体发生膨胀

C.酸奶中某些化学物质的产气反应

D.其他微生物进入酸奶繁殖并产气

答案:D

3.若向A、B、C、D四支试管中分别加入不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物,经过一定时间的保温后,不产生CO2的试管为(　　)

A.葡萄糖+细胞膜已破裂的细胞

B.葡萄糖+线粒体

C.丙酮酸+线粒体

D.葡萄糖+细胞质基质,并隔绝空气

答案:B

解析:A项,试管内存在葡萄糖、细胞质基质、线粒体,则能完成有氧呼吸全过程,产生CO2。B项,试管内不存在细胞质基质,葡萄糖不能分解成丙酮酸,而葡萄糖又不能直接进入线粒体中被分解为CO2,不产生CO2。C项,试管内装有丙酮酸和线粒体,可进行有氧呼吸的第二、三阶段,其中第二阶段会产生CO2。D项,在隔绝空气的情况下,葡萄糖在细胞质基质中分解产生C2H5OH和CO2。

4.测定下列哪一项,可简便且准确地判断出储存的小麦种子的细胞呼吸方式?(　　)

A.有无C2H5OH生成

B.有无H2O生成

C.有无有机物消耗

D.O2消耗量与CO2生成量的比值

答案:D

解析:小麦种子的细胞呼吸有两种方式,有氧呼吸和无氧呼吸。小麦种子无氧呼吸的产物为C2H5OH和CO2,有酒精生成能说明种子进行了无氧呼吸,但不能确定其是否进行了有氧呼吸。小麦种子有氧呼吸的产物有H2O和CO2,有H2O生成则说明小麦种子进行了有氧呼吸,但不能说明小麦种子是否进行了无氧呼吸。无论哪种呼吸方式都有有机物消耗。根据细胞呼吸时O2消耗量与CO2生成量的比值可以推断细胞呼吸方式。

5.酵母菌进行细胞呼吸消耗葡萄糖3 mol,释放CO2 12 mol。下列叙述正确的是(　　)

A.有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2一样多

B.有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖一样多

C.有氧呼吸和无氧呼吸产生能量一样多

D.有氧呼吸和无氧呼吸合成ATP一样多

答案:B

解析:假设有氧呼吸消耗的葡萄糖为xmol,则无氧呼吸消耗的葡萄糖为(3-x)mol,有氧呼吸释放的CO2为6xmol,无氧呼吸释放的CO2为2(3-x)mol,因为6x+2(3-x)=12,所以x=1.5,即有氧呼吸和无氧呼吸均消耗1.5mol葡萄糖。消耗等量的葡萄糖时有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2、能量和合成的ATP都不相等。

6.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是(　　)

①都在线粒体中进行　②都需要酶　③都产生CO2　④都产生ATP　⑤都经过生成丙酮酸的反应

A.①②⑤ B.②④⑤

C.②③④ D.②③⑤

答案:B

解析:有氧呼吸和无氧呼吸都需要酶的催化,且都能产生ATP,第一阶段都是将葡萄糖分解为丙酮酸,有的无氧呼吸不产生CO2。

7.以下4支试管置于适合的温度下,经过一定时间后能产生ATP的是(　　)

答案:D

解析:丙酮酸可以在线粒体中通过有氧呼吸产生ATP。

8.下图为细胞呼吸的过程示意图,其中a、b表示物质,①~④表示主要步骤,请回答下列问题。

(1)图中a、b表示的物质分别是　　　　、　　　　　　。 

(2)图中②③过程中都有CO2产生,其场所分别是　　　　　　　　、　　　　　　。 

(3)过程①除产生能量和a外,还产生　　　　　　;在①~④过程中释放能量最多的是　　　　　　。 

(4)②和④过程一般不会同时发生在同一生物体内,其原因是　　　　　　　　　　。 

答案:(1)丙酮酸　乳酸　(2)细胞质基质　线粒体(基质)　(3)[H]　③　(4)不同生物体内酶的种类不同

解析:图中a和b分别表示丙酮酸、乳酸。②③过程分别发生在细胞质基质和线粒体(基质)中。在①过程中除产生能量和a外,还可以产生[H]。在①~④过程中,有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多。不同生物体细胞中,由于酶的种类不同,无氧呼吸的产物不同。

能力提升

1.在用酵母菌进行家庭酿酒的过程中,从密闭的发酵罐中检测到3种化学物质,其含量变化如右图所示,图中p、q、r三条曲线依次代表(　　)

A.C2H5OH、CO2、O2

B.C2H5OH、O2、CO2

C.CO2、O2、C2H5OH

D.CO2、C2H5OH、O2

答案:D

解析:密封发酵罐中的酵母菌先利用密闭发酵罐内的氧气进行有氧呼吸繁殖,所以发酵罐内的O2含量逐渐减少,CO2含量逐渐增多;之后酵母菌进行无氧呼吸产生C2H5OH和CO2,所以在此过程中C2H5OH和CO2的含量逐渐增多。综上所述,图中p、q、r三条曲线依次代表CO2、C2H5OH、O2。

2.下图为真核生物细胞呼吸的部分过程,可在细胞质基质中发生的是(　　)

A.①②③ B.②③④

C.①③④ D.①②④

答案:B

解析:①表示有氧呼吸过程,发生的场所是细胞质基质和线粒体,②和③表示两种类型的无氧呼吸,均发生在细胞质基质中,④表示细胞呼吸中ATP的合成,可发生在细胞质基质和线粒体中。

3.(不定项选择题)某兴趣小组在室温下进行了探究酵母菌无氧呼吸的实验(如右图)。下列分析正确的是(　　)

A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果

B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境

C.若试管中的水换成冷水,气泡释放速率下降

D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中

答案:ABC

解析:酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2,此过程受温度影响;试管中加水是为了创造无氧环境。被分解的葡萄糖中的能量一部分转移到ATP中,一部分以热能的形式散失,还有一些存留在酒精中。

4.(不定项选择题)细胞呼吸的呼吸熵为细胞呼吸产生的CO2量与细胞呼吸消耗的O2量的比值。现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液,培养条件适宜。下列据此做出的相关分析,正确的是(　　)

A.若测得酵母菌呼吸熵为1,则混合液中的酵母菌只进行有氧呼吸

B.若测得酵母菌呼吸熵大于1,则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸

C.根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,无法确定酵母菌的呼吸方式

D.若测得CO2产生量为15 mol,酒精的产生量为6 mol,可推测有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸

答案:ABC

解析:酵母菌有氧呼吸的反应式为C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量,无氧呼吸的反应式为C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。当无氧呼吸产生酒精的量是6mol时,无氧呼吸产生二氧化碳的量为6mol,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是3mol,细胞呼吸中CO2总产生量为15mol,说明有氧呼吸产生二氧化碳量为9mol。根据有氧呼吸反应式可知有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1.5mol,可推测有1.5÷(1.5+3)=1/3的葡萄糖用于有氧呼吸。

5.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液,当通入不同体积分数的氧气时,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.氧体积分数为a时,酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率

B.氧体积分数为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.氧体积分数为c时,有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵

D.氧体积分数为d时,酵母菌只进行有氧呼吸

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,无氧呼吸产生摩尔数相等的酒精和CO2。据此判断,当氧体积分数为a时,酵母菌只进行无氧呼吸;氧体积分数为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;氧体积分数为c时,有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。

6.(不定项选择题)下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列说法错误的是(　　)

A.AB段为有氧呼吸,BC段为有氧呼吸和无氧呼吸,CD段为无氧呼吸

B.无论图中何种运动强度下,肌细胞中CO2的产生量始终等于O2的消耗量

C.BD段无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失

D.C点之后,无氧呼吸急剧上升,且不再进行有氧呼吸

答案:ACD

解析:分析题图曲线可知,AB段氧气消耗速率逐渐增加,血液中乳酸水平低且保持相对稳定,说明以有氧呼吸为主;BC段乳酸水平逐渐增加,说明无氧呼吸逐渐加强;CD段氧气消耗速率较高,血液中乳酸水平升高,说明该阶段在进行有氧呼吸的同时,无氧呼吸的强度不断增大。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,有氧呼吸过程中O2的吸收量与CO2的释放量相等,因此无论图中何种运动强度下,肌细胞中CO2的产生量都等于O2的消耗量。无氧呼吸过程有机物氧化分解不彻底,释放的能量少,大部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸中。

7.下图是某生物局部细胞的结构和部分细胞代谢过程示意图。请回答下列问题。

(1)该细胞无氧呼吸的产物是　　　　　　。在氧气充足的条件下,有氧呼吸释放能量最多阶段发生的场所是　　　　　　,线粒体内O2/CO2的值比细胞质基质　　　　　　　(填“高”或“低”)。 

(2)酵母菌细胞无氧呼吸的产物可以用酸性重铬酸钾检测,颜色变化是由橙色变为　　　　　　。 

(3)在结构上,乳酸菌与该细胞最主要的区别是　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)乳酸　线粒体内膜　低　(2)灰绿色　(3)乳酸菌没有以核膜为界限的细胞核(没有成形细胞核等合理答案均可)

解析:(1)该细胞有中心体,可能是动物细胞或低等植物细胞,又因该细胞无细胞壁,因此为动物细胞。动物细胞无氧呼吸的产物为乳酸。有氧呼吸第三阶段产生的能量最多,发生的场所是线粒体内膜。线粒体中消耗O2,产生CO2,因此线粒体内O2/CO2的值低于细胞质基质。(2)酸性重铬酸钾遇酒精变为灰绿色。(3)乳酸菌为原核细胞,图中细胞为真核细胞,二者在结构上最主要的区别是乳酸菌没有以核膜为界限的细胞核。

8.下图是真核细胞内细胞呼吸过程的图解,请据图回答有关问题。

(1)物质X是　　　　　　。 

(2)物质Y可使溴麝香草酚蓝溶液发生颜色变化,即由蓝色变成绿色再变成　　　　。在酵母菌内,②和⑤过程中物质Y产生的场所分别是　　　　　　、　　　　　　。

(3)人体内不能进行　　　　　　(填标号)过程,原因是　　　　　　　　　　　　。 

(4)在细胞呼吸过程中,实现的能量转化是有机物中稳定的化学能转化成 　　　　　　。 

(5)花盆里的土壤板结后,要及时松土,其目的是促进　　　　　　　　　　(填标号)过程的进行,从而产生大量能量,有利于植物根系对　　　　　　的吸收。 

答案:(1)O2　(2)黄色　线粒体基质　细胞质基质　(3)⑤　缺乏催化该过程所需的酶　(4)ATP中活跃的化学能和热能　(5)①②③　无机盐

解析:图中物质X为O2,物质Y为CO2,酵母菌产生CO2的场所有细胞质基质(无氧呼吸)和线粒体基质(有氧呼吸第二阶段)。人体内由于不含催化酒精发酵所需的酶,故不能产生酒精。在细胞呼吸过程中,有机物中稳定的化学能将转化成ATP中活跃的化学能和热能。及时松土有利于促进有氧呼吸的进行,从而加速植物根系对无机盐的吸收。