2020高三生物一轮复习：专题5　细胞呼吸

2020高三生物一轮复习：专题5　细胞呼吸

专题5　细胞呼吸 考点1　细胞呼吸的过程和原理 ‎　1.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是( D )‎ A．葡萄糖→丙酮酸→水 B．葡萄糖→丙酮酸→氧 C．葡萄糖→氧→水 D．葡萄糖→丙酮酸→CO2‎ 解析：葡萄糖的有氧呼吸分三个阶段，葡萄糖中氧的转变过程为C6H12O6→丙酮酸→CO2。第三阶段产生的H2O中的氧全部来自于O2。‎ ‎　2.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，测得氧的消耗量较小，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合的是( D )‎ A．有氧呼吸中，线粒体内进行的是第二、三阶段 B．线粒体内能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖 C．葡萄糖只能在细胞质基质内被分解成丙酮酸 D．水是在细胞质基质中生成的 解析：有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，第三阶段[H]与氧气结合，生成水，该过程在线粒体中进行。‎ ‎　3.如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞质基质中发生的是( B )‎ A．①②③ B．②③④‎ C．①③④ D．①②④‎ 解析：①是有氧呼吸的后两个阶段，发生在线粒体中。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ATP的合成和利用，可以发生在细胞质基质中。‎ ‎　4.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是( D )‎ CO2释放量 O2吸收量 a ‎10‎ ‎0‎ b ‎8‎ ‎3‎ c ‎6‎ ‎4‎ d ‎7‎ ‎7‎ A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C．c条件下，无氧呼吸最弱 D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体 解析：种子有氧呼吸，吸收O2与放出CO2相等，无氧呼吸时不吸收O2但是放出CO2，有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时吸收O2小于放出CO2，可知a条件下只进行无氧呼吸，植物无氧呼吸产物是酒精和CO2，很少产生乳酸且二者不会同时存在；b条件和c条件下既有有氧呼吸又有无氧呼吸；d条件下只进行有氧呼吸。‎ ‎　5.(2013·长沙月考)水稻根尖细胞呼吸过程中，若单位时间内CO2的释放量与O2的吸收量的比值大于1，可能是( D )‎ A．分解了脂肪 B．有氧呼吸强度大于无氧呼吸 C．只进行无氧呼吸 6‎ D．出现了无氧呼吸 解析：水稻根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2，因此若出现无氧呼吸，会导致消耗的O2量比CO2的释放量少。‎ ‎　6.(2013·长沙月考)如图所示装置测定种子萌发时进行的细胞呼吸类型。同时关闭活塞，在25 ℃下经过20 min再观察红色液滴的移动情况，下列对实验结果的分析不符合实际的是( B )‎ A．装置1的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2的体积，装置2的红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差 B．若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸 C．若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸 D．若装置1的红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸 解析：装置1中没有CO2，因此红色液滴向左移动的体积就是细胞呼吸消耗O2的体积。装置2不断释放CO2，同时又不断消耗O2，因此红色液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差。装置2的红色液滴不移动，说明萌发的种子细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积相等，则种子只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸；若装置1红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，说明萌发的种子细胞呼吸只释放CO2未消耗O2，则种子只进行无氧呼吸。‎ ‎　7.(2013·连云港模拟)根据不同成分的植物种子在萌发时需氧量不同，下列种子在种植时埋土最浅的是( A )‎ A．花生 B．玉米 C．小麦 D．水稻 解析：本题以呼吸作用知识为核心命题点，考查了不同植物种子成分及其呼吸过程等知识。种子萌发时要通过呼吸作用分解有机物释放能量，在三大有机物中脂肪分解需氧气最多，而花生、玉米、小麦、水稻的种子中，花生所含的脂肪最多，播种时埋土浅有利于通气。‎ ‎　8.(2013·长沙联考)如图所示，将等质量的正在萌发的小麦种子分别放在内有一试管等体积的NaOH溶液和蒸馏水且用塞子塞紧的两个瓶中，各瓶分别与一个水银流体压力计相连接，由此压力计水银柱升高的高度可以测量出某种气体的变化量。开始时两个水银流体压力计的水银柱a、b高度一致。将装置放在适宜的条件下使种子萌发，过一段时间后，会发现a、b的高度是( D )‎ A．a＞b B．a＝b C．a≥b D．a＜b 解析：装置a中测量的是呼吸作用消耗的O2与产生的CO2的量的差值，装置b中测量的是呼吸作用消耗的O2量，故a＜b。‎ ‎　9.下图实验装置用以测定种子萌发时因呼吸作用引起的密闭容器中气体容积变化如图A。每隔一段时间，调节X管和Y管内的液面至同一水平，并通过Y管上的刻度尺量出气体的容积。容积变化与时间之间的关系如图B所示：‎ 6‎ ‎(1)实验开始前对装置进行　气密性　检查，每次测量气体容积前要调整X、Y管的液面至同一水平，目的是　减少误差(确保数值的精确性)　。‎ ‎(2)在6小时内气体容积变化的主要原因是　种子有氧呼吸消耗O2，产生CO2被KOH溶液吸收　。‎ ‎(3)在种子始终保持活力的情况下，曲线在10小时以后保持稳定，原因是　此时种子进行无氧呼吸，产生CO2被KOH溶液吸收　。‎ ‎(4)有人认为该实验不足以证明气体量的变化就是由萌发种子引起的，原因是　缺少对照实验　，请你对该实验进行改进，改进的具体方法是　增加对照实验，把萌发的种子改为等量的已死亡(煮熟)的种子，其余处理方法不变　。‎ ‎(5)如果采用带叶的幼苗来代替萌发的种子做上述实验，要对试管进行的处理是　遮光　。其目的是　使植物只进行呼吸作用，不进行光合作用　。‎ 解析：本题考查关于细胞呼吸的实验探究。(1)实验装置主要是来测定气体体积的变化，因此实验开始前应该进行气密性检查，确保装置不漏气；X、Y管的液面处于同一水平时两侧的压强才会相等，这样可以确保测出的数据能够真实地反应密闭容器内的气体体积变化，可以减少误差。(2)X管内的KOH溶液可以吸收CO2，起始状态容器内含有O2，可以进行有氧呼吸，消耗O2释放CO2，而释放的CO2被KOH溶液吸收，容器内气体体积减小。(3)容器内的O2被消耗尽，种子为获得能量而进行无氧呼吸，无氧呼吸不消耗O2释放CO2，而释放的CO2被KOH溶液吸收，这样容器内气体体积不发生变化。(4)设计实验时需要遵循对照原则，只有这一组不足以说明容器内气体体积变化是由萌发的种子引起，还可能由环境因素如温度变化引起，为使实验更准确，应该设计对照实验；设计对照实验时，需要考虑实验变量，本实验的变量应该是萌发种子的有无，因此对照实验只需将萌发的种子改为等量煮沸的种子即可。(5)带叶片的幼苗，在光下能够进行光合作用，干扰实验结果，因此需要对幼苗进行遮光处理，使其只进行呼吸作用，不进行光合作用。‎ 考点2　细胞呼吸的影响因素及应用 ‎　1.(2011·海南卷)关于细胞呼吸的叙述，正确的是( B )‎ A．种子风干脱水后呼吸强度增强 B．土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸 C．破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D．小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱 解析：种子风干脱水后代谢变慢，呼吸强度变弱；破伤风杆菌是厌氧型微生物，在有氧条件下代谢受到抑制，不能大量繁殖；小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。‎ ‎　2.细胞内有氧呼吸第二阶段为丙酮酸的分解，其反应式为：2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]。为探究该反应发生的场所，甲、乙两人分别做了如下实验：‎ 甲：步骤一：用某种物质处理新鲜肝脏，使其分散成为单个细胞。‎ 步骤二：用含C6H12O6的完全营养液培养肝细胞一段时间。‎ 步骤三：离心得到细胞质基质及线粒体基质，分装在标号为1、2的两支试管中。‎ 步骤四：取新配制的澄清石灰水两滴，分别滴入两支试管内。‎ 现象：1、2两支试管均变混浊。‎ 结论：丙酮酸的分解既发生在细胞质基质中，又发生在线粒体基质中。‎ 乙：第一步同甲步骤一，第二步同甲步骤三，第三、四步待续。请回答下列问题。‎ ‎(1)实验完成后，老师指出甲同学的实验结果是错误的。请分析其结果出错的原因：　鉴定产物CO2可以自由通过线粒体双层膜，在将两种基质分离之前不应使肝细胞进行呼吸作用　。‎ ‎(2)现给你如下试剂：丙酮酸及完全营养液(不含糖)，蒸馏水，吸管若干，新配制的澄清石灰水。请继续乙的实验，探究丙酮酸水解发生的场所。‎ 第三步：‎ 6‎ ‎　取等量且少量的试管1及试管2中的溶液分别置于编号为A、B的两支试管内，再取等量的丙酮酸及完全营养液(不含糖)分别加入A、B两支试管内　。‎ 第四步：　一段时间后，分别加入两滴新配制的澄清石灰水，观察现象　。‎ ‎(3)预测实验现象及结论：‎ ‎①现象　A试管出现混浊，B试管无现象　。‎ 结论　丙酮酸分解的场所是细胞质基质　。‎ ‎②现象　A试管无现象，B试管出现混浊　。‎ 结论　丙酮酸分解的场所是线粒体基质　。‎ ‎③现象　A、B两支试管都出现混浊　。‎ 结论　丙酮酸的分解既发生在细胞质基质中，又发生在线粒体基质中　。‎ 解析：(1)细胞之间通过蛋白质相连，要使细胞分散开，可以使用胰蛋白酶处理细胞。(2)甲方法步骤存在问题，由于鉴定产物CO2通过生物膜的方式是自由扩散，在将两种基质分离之前若进行呼吸作用，产生的CO2会扩散到两种基质中进而影响实验结果。为使细胞在将两种基质分离之前不进行呼吸作用，不应在两种基质分离之前加入葡萄糖。(3)乙要改正甲出现的错误，探究丙酮酸分解发生的场所时，应当先将两种基质分离到两支试管(1、2)后，再将丙酮酸及完全营养液(不含糖)分别加入其中，过一段时间再分别加入两滴新配制的澄清石灰水，观察现象，由于是探究性实验，实验结果可能出现多种可能：两支试管都出现混浊；A试管出现混浊，B试管无现象；A试管无现象，B试管出现混浊。‎ ‎　3.(2012·新课标卷)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　葡萄糖　，再通过　呼吸(或生物氧化)　作用为种子萌发提供能量。‎ ‎(2)萌发过程中在　72～96　小时之间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　26.5　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　22　mg·粒－1·d－1。‎ ‎(4)若保持实验条件不变，120小时后萌发种子的干重变化趋势是　下降　，原因是　幼苗呼吸作用消耗种子储存的有机物，且不能进行光合作用　。‎ 解析：本题以种子萌发为载体，综合考查细胞呼吸速率，有机物之间的相互转化，以及学生识图和分析问题的能力，难度较高。(1)淀粉被分解成葡萄糖才能被细胞呼吸利用，为种子萌发提供能量。(2)衡量种子的呼吸速率应以种子的干重减少量作为指标。由曲线图可以看出，在72～96小时之间，单位时间内种子干重减少得最多，该时间段(24小时)内每粒种子呼吸消耗的平均干重为(204.2－177.7)＝26.5 mg。(3)子叶从胚乳中吸收营养物质，一部分转化为幼苗的组成物质，一部分用于呼吸作用，为生命活动提供能量，因此呼吸作用所消耗的有机物量＝胚乳减少的干重量－转化成幼苗的组成物质的量，转化速率＝(胚乳减少的量—种子干重减少的量)/单位时间。在72～96小时内，转化速率为(161.7－118.1)－(204.2－177.7)＝17.3 mg·粒－1·d－1,96～120小时内，转化速率为(118.1－91.1)－(177.7－172.7)＝22 mg·粒－1·d－1，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，消耗有机物，而不能进行光合作用，因而种子干重持续下降。‎ 考点3　实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 ‎　1.(2013·广州测试)现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同浓度的氧气，产生的酒精和二氧化碳如图所示。则在氧气浓度为a时( C )‎ 6‎ A．酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸 B．用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5‎ C．酵母菌有氧呼吸消耗9 mol氧气 D．有氧呼吸与无氧呼吸释放能量的比例是1∶2‎ 解析：A错误：酵母菌既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸；B错误：用于无氧呼吸的葡萄糖比例为2/3；C正确：有氧呼吸消耗的氧气为9 mol。D错误：有氧呼吸释放的能量远大于无氧呼吸。‎ ‎　2.按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。‎ 实验材料 取样 处理 分组 培养液 供氧情况 适宜浓度 酵母菌液 ‎50 mL 破碎细胞 ‎(细胞器完整)‎ 甲 ‎25 mL ‎75 mL 无氧 乙 ‎25 mL ‎75 mL 通氧 ‎50 mL 未处理 丙 ‎25 mL ‎75 mL 无氧 丁 ‎25 mL ‎75 mL 通氧 下列叙述正确的是( D )‎ A．甲组不产生CO2而乙组产生 B．甲组的酒精产量与丙组相同 C．丁组能量转换率与丙组相同 D．丁组的氧气消耗量大于乙组 解析：酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和酒精。依题意，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲组、乙组两组都产生CO2，由于甲组细胞不完整，甲组的酒精产量较丙组少，丁组能量转换率较丙组高，丁组的氧气消耗量大于乙组。故D正确。‎ ‎　3.下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下面叙述错误的是( D )‎ A．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸 B．假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸 C．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，说明酵母菌即进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 D．假设装置一、二中的液滴均不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸 解析：本题考查对酵母菌细胞呼吸方式的实验探究，解题关键是能正确读图，并对实验现象正确分析。装置一中因为有NaOH溶液，呼吸作用释放的CO2被吸收，因此红色液滴的移动代表氧气的消耗。装置二中的水溶液不能吸收呼吸作用释放的CO2，因此红色液滴的移动代表释放的CO2与氧气的消耗的差值。酵母菌有氧呼吸消耗的氧气与释放的CO2‎ 6‎ 相等，无氧呼吸不消耗氧气，但产生CO2。因此装置一中的液滴只能左移或不移，不移则只进行无氧呼吸，若左移，必然存在有氧呼吸。若装置二中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸。若装置二中的液滴右移，则是产生的CO2大于消耗的氧气，这说明有氧呼吸和无氧呼吸都存在或只进行无氧呼吸。但当装置一、二中的液滴均不移动时，只能说明一个情况，酵母菌已死亡。‎ ‎　4.(2012·安徽卷)为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。‎ 试管编号加入的物质 细胞质基质 线粒体 酵母菌 A B C D E F 葡萄糖 ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 丙酮酸 ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ 氧气 ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ 注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。‎ ‎(1)会产生CO2和H2O的试管有　C、E　，会产生酒精的试管有　B、F　。根据试管　B、D、F　的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所。(均填试管编号)‎ ‎(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在　线粒体内膜　的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解　能　(填“能”或“不能”)继续进行。‎ 解析：本题考查呼吸作用的相关实验，以酵母菌为载体，考查细胞呼吸的类型、过程及场所。(1)由题可知，A试管中不能进行呼吸作用，B试管中进行了无氧呼吸，能够产生酒精和CO2，C试管中能够进行呼吸作用的第二、三阶段，能产生水和CO2，D试管中不能进行呼吸作用，E试管中能进行有氧呼吸，F试管中能进行无氧呼吸。‎ ‎(2)有氧呼吸产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，该过程是在线粒体内膜进行的，2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解能继续进行 。‎ 6‎