2020屆高三生物 精準(zhǔn)培優(yōu)專練四 細(xì)胞呼吸的原理及應(yīng)用（含解析）

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1、細(xì)胞呼吸的原理及應(yīng)用 一、細(xì)胞呼吸方式的判斷 （1）根據(jù)反應(yīng)物和生成物的種類和數(shù)量進(jìn)行分析 如果消耗O2，則一定有有氧呼吸；如果產(chǎn)物有水，則一定有有氧呼吸；如果產(chǎn)物中有酒精或乳酸，則一定有無(wú)氧呼吸。 （2）根據(jù)反應(yīng)中物質(zhì)的量的關(guān)系及相關(guān)曲線進(jìn)行判斷 在以C6H12O6為呼吸底物的情況下，根據(jù)O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量是判斷細(xì)胞呼吸方式的重要依據(jù)。 ①若不消耗O2，也無(wú)CO2產(chǎn)生，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸；若不消耗O2，但有CO2產(chǎn)生，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸。 ②若消耗O2，產(chǎn)生CO2：當(dāng)VCO2/VO2=1時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸；當(dāng)VCO2/VO2>1時(shí)，細(xì)胞

2、同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸。 特別說(shuō)明：在以脂肪為呼吸底物情況下，由于脂肪含氫量高于糖類，分解脂肪耗氧量多，細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸會(huì)出現(xiàn)VCO2/VO2<1的情況。 應(yīng)用1：細(xì)胞呼吸方式的判斷及過(guò)程分析 典例1．細(xì)胞呼吸是細(xì)胞重要的生命活動(dòng)，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．酵母菌無(wú)論進(jìn)行何種呼吸，其第一階段是完全相同的 B．細(xì)胞呼吸過(guò)程中每個(gè)階段不都有ATP的合成 C．動(dòng)物細(xì)胞細(xì)胞呼吸中，CO2的產(chǎn)生量和O2的消耗量相等，則該細(xì)胞沒(méi)有發(fā)生無(wú)氧呼吸 D．酵母菌細(xì)胞呼吸的底物是葡萄糖，CO2的產(chǎn)生量和O2的消耗量之比在1和4/3之間，則有氧呼吸分解葡萄糖比無(wú)氧呼吸多 應(yīng)用2

3、：影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用 典例2．“有氧運(yùn)動(dòng)”近年來(lái)成為一個(gè)很流行的詞匯，它是指在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人體吸入的氧氣與需求相等，達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)。如圖所示為人體運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與血液中乳酸含量和氧氣消耗率的關(guān)系。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，分析下列說(shuō)法不正確的是（） A．cd段既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無(wú)氧呼吸 B．運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度大于b后，肌肉細(xì)胞CO2的產(chǎn)生量將大于O2消耗量 C．無(wú)氧呼吸過(guò)程中大部分能量仍儲(chǔ)存在有機(jī)物中 D．若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度長(zhǎng)期超過(guò)c，機(jī)體肌肉會(huì)酸脹乏力 應(yīng)用3：細(xì)胞呼吸有關(guān)的計(jì)算 典例3．某興趣小組對(duì)不同氧濃度下酵母菌的細(xì)胞呼吸方式及產(chǎn)物展開(kāi)了研究，如圖為測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。據(jù)圖中信息推斷，錯(cuò)誤的

4、是（　?。? A．氧濃度為a時(shí)，酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸 B．氧濃度為b和d時(shí)，酵母菌細(xì)胞呼吸方式不同 C．氧濃度為c時(shí)，有2/5的葡萄糖用于有氧呼吸 D．a(chǎn)、b、c、d四種氧濃度下，酵母菌都能產(chǎn)生[H]和ATP 二、對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn) 1．下列有關(guān)呼吸作用的敘述，正確的是（） A．真核細(xì)胞的線粒體能夠利用葡萄糖進(jìn)行有氧呼吸生成CO2和水 B．無(wú)氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中的大部分能量都以熱能的形式散失 C．花生種子萌發(fā)時(shí)如只進(jìn)行有氧呼吸，吸收O2的量會(huì)大于釋放的CO2 D．只進(jìn)行無(wú)氧呼吸的細(xì)胞無(wú)線粒體，有線粒體的細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸 2．下圖表示人體內(nèi)主要能源物質(zhì)氧化分解的部分

5、途徑，其中X、Y、M、N代表物質(zhì)。下列敘述正確的是（　?。? A．X是丙酮酸，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成 B．Y是二碳化合物，在線粒體基質(zhì)中形成 C．M是乳酸和CO2，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成 D．N是H2O，在線粒體內(nèi)膜上形成 3．馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無(wú)氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是（） A．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖 B．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來(lái) C．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程不能生成ATP D．馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏庫(kù)中氧氣濃度的升高會(huì)增加酸味的產(chǎn)生 4．研究發(fā)現(xiàn)，臨床上在阻斷肝臟血流施行復(fù)雜的肝

6、臟手術(shù)之前，增加肝細(xì)胞內(nèi)糖原含量可有效改進(jìn)肝細(xì)胞的細(xì)胞呼吸，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（） A．阻斷血流后，肝細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的量多于有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量 B．阻斷血流后，肝細(xì)胞消耗O2的量將會(huì)減少，線粒體產(chǎn)生的能量也會(huì)減少 C．肝細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)，不需要O2的參與，該過(guò)程最終沒(méi)有[H]的積累 D．阻斷血流后，增加肝細(xì)胞內(nèi)糖原含量可在一定程度上增加肝細(xì)胞的能量供應(yīng) 5．有學(xué)者欲研究影響玉米根尖細(xì)胞線粒體耗氧速率的因素，按圖示順序依次向測(cè)定儀中加入線粒體及相應(yīng)物質(zhì)，測(cè)定氧氣濃度的變化，結(jié)果如圖（注：圖中呼吸底物是指在呼吸過(guò)程中被氧化的物質(zhì)）。下列分析正確的是（） A．實(shí)驗(yàn)中加

7、入的呼吸底物是葡萄糖 B．過(guò)程①?zèng)]有進(jìn)行有氧呼吸第三階段 C．過(guò)程②比過(guò)程⑤耗氧速率低的原因可能是[H]不足 D．過(guò)程④比過(guò)程③耗氧速率低的主要原因是呼吸底物不足 6．下列關(guān)于細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是（） A．適當(dāng)降低溫度和氧濃度有利于果蔬儲(chǔ)藏 B．利用乳酸菌制作酸奶過(guò)程中需密閉隔絕空氣 C．給含有酵母菌的發(fā)酵液連續(xù)通氣可以提高產(chǎn)酒量 D．黑暗條件下綠豆萌發(fā)成豆芽的過(guò)程中有機(jī)物總量不斷減少 7．某科學(xué)興趣小組將大豆種子置于水分、空氣、溫度、光照等條件適宜的環(huán)境中培養(yǎng)，定期檢測(cè)萌發(fā)種子情況，測(cè)得種子萌發(fā)過(guò)程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢(shì)如下圖所示。請(qǐng)據(jù)

8、圖回答問(wèn)題： （1）在12～24h期間，呼吸速率逐漸增強(qiáng)，在此期間呼吸作用的主要方式是_________呼吸，該呼吸方式在細(xì)胞中發(fā)生的部位是_______，其產(chǎn)物是__________。 （2）從第12h到胚根長(zhǎng)出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會(huì)___________，主要原因是。 （3）胚根長(zhǎng)出時(shí)，萌發(fā)種子產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有。胚根長(zhǎng)出后，萌發(fā)種子的______________呼吸速率明顯升高。 （4）種子萌發(fā)48h后，CO2釋放速率小于O2吸收速率，你能夠作出的合理解釋是。 8．某研究小組對(duì)不同溫度下密閉容器中水稻種子儲(chǔ)存過(guò)程中每隔12小時(shí)的CO2生成速率相對(duì)值進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)果

9、如下表所示，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題： 溫度 CO2生成速率 貯藏時(shí)間 12h 24h 36h 48h 60h 72h 84h 96h 0.5℃ 4.8 3.6 2.7 2.5 2.3 2.1 2.0 1.9 25℃ 47.2 45.1 37.8 35.5 34.6 — — — （注：CO2的生成速率單位為mL·kg?1·h?1；“-”表示未測(cè)定） （1）由上表可知，0.5℃條件下水稻種子的CO2生成速率較25℃條件下低，主要的原因是____________；隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，CO2生成速率逐漸降低的原因是_____

10、___________________。 （2）該密閉容器中的種子后期主要進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式和初期相比，在分解相同質(zhì)量的有機(jī)物時(shí)產(chǎn)生的能量____________（填“較少”、“較多”或“相同”），原因是________________________。 參考答案 一、細(xì)胞呼吸方式的判斷 典例1．【答案】C 【解析】酵母菌無(wú)論進(jìn)行有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸，其第一階段是完全相同的，A正確；無(wú)氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP，B正確。動(dòng)物細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生CO2，動(dòng)物細(xì)胞呼吸中，CO2的產(chǎn)生

11、量和O2的消耗量相等時(shí)，細(xì)胞也可能進(jìn)行了無(wú)氧呼吸，C錯(cuò)誤；假設(shè)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量為X，因?yàn)镃O2的產(chǎn)生量和O2的消耗量之比在1和4/3之間，故無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2量最多為X/3，根據(jù)細(xì)胞呼吸的反應(yīng)式，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖最多為X/6，而有氧呼吸消耗的葡萄糖為X/6，D正確。 典例2．【答案】B 【解析】cd段氧氣消耗率較高，血液中乳酸水平也在升高，因此該階段既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無(wú)氧呼吸；肌肉細(xì)胞有氧呼吸時(shí)O2消耗量等于CO2的產(chǎn)生量，而無(wú)氧呼吸時(shí)既不消耗O2，也不產(chǎn)生CO2，故人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中O2消耗量始終等于CO2的產(chǎn)生量；無(wú)氧呼吸分解有機(jī)物不徹底，大部分能量仍儲(chǔ)存在有機(jī)物中；若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)

12、度長(zhǎng)期超過(guò)c，血液中乳酸水平過(guò)高，會(huì)使肌肉酸脹乏力。 典例3．【答案】C 【解析】分析曲線可知，氧氣濃度為a時(shí)，產(chǎn)生酒精的量與釋放二氧化碳的量相等，說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，不進(jìn)行有氧呼吸，A正確；分析曲線可知氧氣濃度為b時(shí)，產(chǎn)生二氧化碳的量多于產(chǎn)生的酒精量，此時(shí)酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無(wú)氧呼吸；氧氣濃度為d時(shí)，不產(chǎn)生酒精，說(shuō)明該點(diǎn)只進(jìn)行有氧呼吸不進(jìn)行無(wú)氧呼吸，B正確；氧濃度為c時(shí)，有1/3的葡萄糖用于有氧呼吸，C錯(cuò)誤；在a、b、c、d不同氧濃度下，酵母菌都進(jìn)行細(xì)胞呼吸，使有機(jī)物分解，所以細(xì)胞都產(chǎn)生[H]和ATP，D正確。 二、對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn) 1.【答案】C 【解析】葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)

13、基質(zhì)中被分解為丙酮酸后才能進(jìn)入線粒體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；無(wú)氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中的大部分能量?jī)?chǔ)存在不徹底的分解產(chǎn)物中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；花生種子含有較多的脂肪。脂肪與糖類相比，含有氫原子的比例較高，氧化分解時(shí)需要較多的氧氣。萌發(fā)時(shí)如只進(jìn)行有氧呼吸，吸收O2的量會(huì)大于釋放的CO2，C項(xiàng)正確；有線粒體的細(xì)胞可以進(jìn)行無(wú)氧呼吸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.【答案】D 【解析】結(jié)合有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程分析題圖：糖原徹底水解為葡萄糖（X），葡萄糖經(jīng)細(xì)胞呼吸第一階段分解為丙酮酸和[H]（Y），丙酮酸和[H]經(jīng)有氧呼吸第二、三階段徹底分解為CO2和H2O（N）并釋放大量能量；丙酮酸和[H]經(jīng)無(wú)氧呼吸第二階段分解為乳酸（M）。

14、糖原徹底水解產(chǎn)物是葡萄，即X為葡萄糖，主要發(fā)生在肝臟細(xì)胞中，A錯(cuò)誤；X→Y過(guò)程為細(xì)胞呼吸的第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，Y最可能是丙酮酸和[H]，B錯(cuò)誤；根據(jù)前面的分析可知，M人體細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，N代表有氧呼吸第三階段產(chǎn)生的水，C錯(cuò)誤；N是有氧呼吸第三階段產(chǎn)生的水，在線粒體內(nèi)膜上形成，D正確。 3.【答案】B 【解析】馬鈴薯塊莖無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無(wú)葡萄糖，A錯(cuò)誤；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸的第一階段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二階段轉(zhuǎn)化成乳酸，B正確；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸屬于無(wú)氧呼吸的第一階段，會(huì)生成少量ATP，C錯(cuò)誤；馬鈴薯塊莖儲(chǔ)存時(shí)，氧氣濃度增加會(huì)抑制其無(wú)氧呼

15、吸，酸味會(huì)減少，D錯(cuò)誤。 4.【答案】A 【解析】肝細(xì)胞無(wú)氧呼吸不會(huì)產(chǎn)生CO2，A項(xiàng)錯(cuò)誤。 5. 【答案】C 【解析】線粒體中進(jìn)行氧化分解的物質(zhì)是丙酮酸，因此圖中加入的呼吸底物是丙酮酸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖曲線可知，加入線粒體后，①過(guò)程氧氣濃度略有下降，說(shuō)明在線粒體中進(jìn)行了有氧呼吸的第三階段，消耗了氧氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分析題圖可知，②過(guò)程加入ADP氧氣濃度下降較慢，加入底物后氧氣濃度下降速度加快，由于氧氣的作用是與[H]結(jié)合形成水，因此限制②過(guò)程氧氣濃度降低的因素可能是[H]；加入ADP后，⑤過(guò)程氧氣濃度降低的速度加快，說(shuō)明該過(guò)程限制氧氣與還原氫結(jié)合的因素是ADP的量，因此②比⑤耗氧速率低的主

16、要原因是[H]不足，C項(xiàng)正確；④過(guò)程氧氣濃度降低的速率較慢，但加入ADP后，⑤過(guò)程氧氣濃度的下降速度加快，說(shuō)明④比③耗氧速率低的主要原因是ADP數(shù)量少，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6.【答案】C 【解析】果蔬儲(chǔ)藏時(shí)應(yīng)該降低呼吸作用消耗，應(yīng)該在低溫和低氧條件下進(jìn)行，A項(xiàng)正確； 乳酸菌是厭氧型生物，乳酸發(fā)酵時(shí)需要處于無(wú)氧環(huán)境中，B項(xiàng)正確；酵母菌是兼性厭氧型生物，發(fā)酵初期需要氧氣進(jìn)行增殖，后期需要在無(wú)氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；黑暗下，豆芽只能進(jìn)行呼吸作用，不能進(jìn)行光合作用，故有機(jī)物總量會(huì)下降，D項(xiàng)正確。 7.【答案】（1）無(wú)氧細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酒精和二氧化碳 （2）減少種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時(shí)

17、機(jī)型呼吸作用消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降 （3）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體有氧 （4）種子呼吸的底物不全是糖類，可能還有脂肪 【解析】（1）據(jù)圖可知，在12～24h期間，氧氣吸收量很少，而二氧化碳釋放量很多，表明此時(shí)的呼吸作用主要是無(wú)氧呼吸；無(wú)氧呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。（2）第12h到胚根長(zhǎng)出期間，種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時(shí)進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，使有機(jī)物的總量下降。（3）由題圖可知，胚根長(zhǎng)出時(shí)，細(xì)胞的呼吸方式是有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，不能進(jìn)行光合作用，因此萌發(fā)種子產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。胚根長(zhǎng)出后，萌發(fā)種子的有氧呼吸速率明顯升高。（4）在以葡萄糖為底物

18、的細(xì)胞呼吸中，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳多于或等于消耗的氧氣，由于脂肪中的H元素含量相對(duì)較多，因此與糖類相比，有氧呼吸時(shí)消耗的氧氣多，因此如果有氧呼吸過(guò)程消耗的底物含有脂肪時(shí)氧氣的消耗量可能會(huì)多于二氧化碳的釋放量。 8.【答案】（1）低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性　　由于種子進(jìn)行細(xì)胞呼吸需消耗O2釋放CO2，密閉容器中CO2濃度增加，O2濃度減少，在一定程度上抑制了種子的細(xì)胞呼吸 （2）較少　　后期容器中種子以無(wú)氧呼吸為主，無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量，大部分能量仍存留在酒精中；而初期進(jìn)行的有氧呼吸將有機(jī)物徹底氧化分解釋放的能量較多 【解析】（1）根據(jù)題意和表格分析可知，由于細(xì)胞呼吸是酶促反應(yīng)，酶的活性受溫度的影響，所以與25℃相比，0.5℃條件下低溫抑制了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶的活性，導(dǎo)致水稻種子的 CO2生成率較低。隨著水稻種子儲(chǔ)存時(shí)間的增加，由于種子進(jìn)行細(xì)胞呼吸需消耗O2釋放CO2，密閉容器中CO2濃度增加，O2濃度減少，在一定程度上抑制了種子的細(xì)胞呼吸，導(dǎo)致CO2生成速率逐漸降低；（2）該密閉容器中的種子后期主要進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式和初期相比，后期容器中種子以無(wú)氧呼吸為主，無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量，大部分能量仍存留在酒精中；而初期進(jìn)行的有氧呼吸將有機(jī)物徹底氧化分解釋放的能量較多，所以在分解相 同質(zhì)量的有機(jī)物時(shí)后期產(chǎn)生的能量較少。 9