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）

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)。若不消耗O2，也無CO2產(chǎn)生，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸；若不消耗O2，但有CO2產(chǎn)生，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。若消耗O2，產(chǎn)生CO2：當(dāng)VCO2/VO2=1時，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸；當(dāng)VCO2/VO2>1時，細(xì)胞同時進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。特別說明：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程分析典例1細(xì)胞呼吸是細(xì)胞重要的生命活動，下列說法不正確的是()A酵母菌無論進(jìn)行何種呼吸，其第一階段是完全相同的B細(xì)胞呼吸過程中每個階段不都有ATP的合成C動物細(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)胞沒有發(fā)生無氧呼吸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氧呼吸多應(yīng)用2：影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用典例2“有氧運動”近年來成為一個很流行的詞匯，它是指在運動過程中，人體吸入的氧氣與需求相等，達(dá)到生理上的平衡狀態(tài)。如圖所示為人體運動強(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，分析下列說法不正確的是（）Acd段既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無氧呼吸B運動強(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無氧呼吸過程中大部分能量仍儲存在有機(jī)物中D若運動強(qiáng)度長期超過c，機(jī)體肌肉會酸脹乏力應(yīng)用3：細(xì)胞呼吸有關(guān)的計算典例3某興趣小組對不同氧濃度下酵母菌的細(xì)胞呼吸方式及產(chǎn)物展開了研究，如圖為測得的實驗數(shù)據(jù)。據(jù)圖中信息推斷，錯誤的是（）A氧濃度為a時，酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸B氧濃度為b和d時，酵母菌細(xì)胞呼吸方式不同C氧濃度為c時，有2/5的葡萄糖用于有氧呼吸Da、b、c、d四種氧濃度下，酵母菌都能產(chǎn)生H和ATP二、對點增分集訓(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無氧呼吸過程中，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)時如只進(jìn)行有氧呼吸，吸收O2的量會大于釋放的CO2D只進(jìn)行無氧呼吸的細(xì)胞無線粒體，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)氧化分解的部分途徑，其中X、Y、M、N代表物質(zhì)。下列敘述正確的是（）AX是丙酮酸，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成BY是二碳化合物，在線粒體基質(zhì)中形成CM是乳酸和CO2，在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成DN是H2O，在線粒體內(nèi)膜上形成3馬鈴薯塊莖儲藏不當(dāng)會出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是（）A馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖B馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來C馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATPD馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(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)說法錯誤的是（）A阻斷血流后，肝細(xì)胞無氧呼吸產(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的量將會減少，線粒體產(chǎn)生的能量也會減少C肝細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時，不需要O2的參與，該過程最終沒有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定儀中加入線粒體及相應(yīng)物質(zhì)，測定氧氣濃度的變化，結(jié)果如圖（注：圖中呼吸底物是指在呼吸過程中被氧化的物質(zhì)）。下列分析正確的是（）A實驗中加入的呼吸底物是葡萄糖B過程沒有進(jìn)行有氧呼吸第三階段C過程比過程耗氧速率低的原因可能是H不足D過程比過程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，錯誤的是（）A適當(dāng)降低溫度和氧濃度有利于果蔬儲藏B利用乳酸菌制作酸奶過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)，定期檢測萌發(fā)種子情況，測得種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢如下圖所示。請據(jù)圖回答問題：（1）在1224h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到胚根長出期間，萌發(fā)種子的干物質(zhì)總量會_，主要原因是。（3）胚根長出時，萌發(fā)種子產(chǎn)生ATP的場所有。胚根長出后，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某研究小組對不同溫度下密閉容器中水稻種子儲存過程中每隔12小時的CO2生成速率相對值進(jìn)行了相關(guān)研究，結(jié)果如下表所示，請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題：溫度CO2生成速率貯藏時間12h24h36h48h60h72h84h96h0.54.83.62.72.52.32.12.01.92547.245.137.835.534.6（注：CO2的生成速率單位為mL·kg1·h1；“-”表示未測定）（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_；隨著儲存時間的延長，CO2生成速率逐漸降低的原因是_。（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】酵母菌無論進(jìn)行有氧呼吸還是無氧呼吸，其第一階段是完全相同的，A正確；無氧呼吸的第二階段不產(chǎn)生ATP，B正確。動物細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生CO2，動物細(xì)胞呼吸中，CO2的產(chǎn)生量和O2的消耗量相等時，細(xì)胞也可能進(jìn)行了無氧呼吸，C錯誤；假設(shè)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量為X，因為CO2的產(chǎn)生量和O2的消耗量之比在1和4/3之間，故無氧呼吸產(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)行無氧呼吸；肌肉細(xì)胞有氧呼吸時O2消耗量等于CO2的產(chǎn)生量，而無氧呼吸時既不消耗O2，也不產(chǎn)生CO2，故人體運動過程中O2消耗量始終等于CO2的產(chǎn)生量；無氧呼吸分解有機(jī)物不徹底，大部分能量仍儲存在有機(jī)物中；若運動強(qiáng)度長期超過c，血液中乳酸水平過高，會使肌肉酸脹乏力。典例3【答案】C【解析】分析曲線可知，氧氣濃度為a時，產(chǎn)生酒精的量與釋放二氧化碳的量相等，說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸，不進(jìn)行有氧呼吸，A正確；分析曲線可知氧氣濃度為b時，產(chǎn)生二氧化碳的量多于產(chǎn)生的酒精量，此時酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為d時，不產(chǎn)生酒精，說明該點只進(jìn)行有氧呼吸不進(jìn)行無氧呼吸，B正確；氧濃度為c時，有1/3的葡萄糖用于有氧呼吸，C錯誤；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、對點增分集訓(xùn)1.【答案】C【解析】葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸后才能進(jìn)入線粒體，A項錯誤；無氧呼吸過程中，葡萄糖中的大部分能量儲存在不徹底的分解產(chǎn)物中，B項錯誤；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，氧化分解時需要較多的氧氣。萌發(fā)時如只進(jìn)行有氧呼吸，吸收O2的量會大于釋放的CO2，C項正確；有線粒體的細(xì)胞可以進(jìn)行無氧呼吸，D項錯誤。2.【答案】D【解析】結(jié)合有氧呼吸和無氧呼吸的過程分析題圖：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)無氧呼吸第二階段分解為乳酸（M）。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錯誤；XY過程為細(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錯誤；根據(jù)前面的分析可知，M人體細(xì)胞無氧呼吸產(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】馬鈴薯塊莖無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無葡萄糖，A錯誤；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的第一階段，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)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸屬于無氧呼吸的第一階段，會生成少量ATP，C錯誤；馬鈴薯塊莖儲存時，氧氣濃度增加會抑制其無氧呼吸，酸味會減少，D錯誤。4.【答案】A【解析】肝細(xì)胞無氧呼吸不會產(chǎn)生CO2，A項錯誤。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項錯誤；由題圖曲線可知，加入線粒體后，過程氧氣濃度略有下降，說明在線粒體中進(jìn)行了有氧呼吸的第三階段，消耗了氧氣，B項錯誤；分析題圖可知，過程加入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，因此限制過程氧氣濃度降低的因素可能是H；加入ADP后，過程氧氣濃度降低的速度加快，說明該過程限制氧氣與還原氫結(jié)合的因素是ADP的量，因此比耗氧速率低的主要原因是H不足，C項正確；過程氧氣濃度降低的速率較慢，但加入ADP后，過程氧氣濃度的下降速度加快，說明比耗氧速率低的主要原因是ADP數(shù)量少，D項錯誤。6.【答案】C【解析】果蔬儲藏時應(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項正確；乳酸菌是厭氧型生物，乳酸發(fā)酵時需要處于無氧環(huán)境中，B項正確；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，后期需要在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵，C項錯誤；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)物總量會下降，D項正確。7.【答案】（1）無氧細(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1224h期間，氧氣吸收量很少，而二氧化碳釋放量很多，表明此時的呼吸作用主要是無氧呼吸；無氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。（2）第12h到胚根長出期間，種子不進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，同時進(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，胚根長出時，細(xì)胞的呼吸方式是有氧呼吸和無氧呼吸，不能進(jìn)行光合作用，因此萌發(fā)種子產(chǎn)生ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。胚根長出后，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元素含量相對較多，因此與糖類相比，有氧呼吸時消耗的氧氣多，因此如果有氧呼吸過程消耗的底物含有脂肪時氧氣的消耗量可能會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氧呼吸為主，無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。隨著水稻種子儲存時間的增加，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氧呼吸為主，無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)物時后期產(chǎn)生的能量較少。9