第三单元生命活动的代谢基础
专题3.2 细胞呼吸的原理及其应用
一、选择题
1．酵母菌是最早被人类利用的微生物。早在公元前3000年，人类就开始利用酵母菌发酵来制作面包、酿造酒类。酵母菌发酵（无氧呼吸）产生酒精的同时还产生（）
A．O2B．CO2C．乳酸D．水
【答案】B
【解析】酵母菌通过无氧呼吸产生了酒精，同时释放出二氧化碳，没有产生氧气，水和乳酸。2．生物体吸收的O2用于（）
A．在线粒体中合成CO2
B．在细胞质中与［H］结合生成水
C．在线粒体中与［H］结合生成水
D．部分形成CO2，部分与［H］结合成水
【答案】C
【解析】生物体吸收氧气用于有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上和还原型氢反应生成水。3．研究人员将酿制米酒时密闭容器中三种物质的变化情况绘图如下，那么甲、乙、丙分别代表（）
A．氧气、二氧化碳、酒精B．二氧化碳、酒精、氧气
C．氧气、酒精、二氧化碳D．酒精、二氧化碳、氧气
【答案】A
【解析】根据分析可知，密封后甲物质的浓度降低，应为氧气，甲下降的同时，乙物质浓度升高，乙应为二氧化碳；一段时间后开始产生丙，丙应为酒精。A正确，BCD错误。
故选A。
4．请据图回答：经数小时后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况。（实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响）（）
A．A处上升，B处下降B．A、B两处都下降
C．A处下降，B处上升D．A、B两处都不变
【答案】C
【解析】
由图可知，小白鼠进行呼吸作用会消耗氧气，产生二氧化碳，装置中的氢氧化钠能够吸收呼吸产生的二氧化碳，故该装置中气体减少，故A侧液面会下降，B侧液面会升高。综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。
5．甲组酵母菌进行需氧呼吸，乙组酵母菌进行厌氧呼吸，若两组酵母菌分别产生出等量的CO2，那么它们各自所消耗的葡萄糖量之比是（）
A．2﹕1 B．1﹕2 C．3﹕1 D．1﹕3
【答案】D
【解析】假设两组酵母菌呼吸作用产生的二氧化碳都是XmoL，甲组酵母菌进行的是有氧呼吸，根据有氧呼吸方程式计算其消耗的葡萄糖为X/6；乙组酵母菌进行无氧呼吸，根据无氧呼吸方程式计算其消耗的葡萄糖为X/2。因此，甲、乙消耗的葡萄糖之比为X/6：X/2=1：3。故选D。
6．下图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解（①-④表示代谢过程），下列有关说法正确的是（）
A．乳酸菌细胞能同时进行②和④过程
B．③和④过程都伴随能量的大量释放
C．过程①和②所需要的酶位于线粒体
D．②和③过程可在同一生物体内完成
【答案】D
【解析】乳酸菌细胞只进行无氧呼吸（乳酸发酵），即进行①和④过程，A错误；③和④过程为无氧呼吸的第二阶段，没有能量的释放，B错误；过程①是有氧呼吸或无氧呼吸的第一阶段，发生场所是细胞质基质，所需的酶位于细胞质基质，C错误；有氧呼吸（①②）和酒精发酵（①③）可在同一生物体内完成，例如酵母菌，D正确。
7．有关植物呼吸作用的叙述中，正确的是（）
A．有氧呼吸的强度一定是白天比晚上强
B．高等植物只能进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸
C．有氧呼吸产生二氧化碳，无氧呼吸不产生二氧化碳
D．有氧呼吸过程中，中间产物丙酮酸进入线粒体继续分解
【答案】D
【解析】有氧呼吸与光照无关，有氧呼吸的强度不一定白天比晚上强，A错误；高等植物既可以进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，B错误；有的植物细胞无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，有的植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸，C错误；有氧呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体和水反应生成二氧化碳和还原型氢，D正确。
8．人体进行有氧呼吸，分解lmol葡萄糖释放的能量为2870KJ，而乳酸菌进行无氧呼吸，分解1 mol葡萄糖释放的能量为1 96．65KJ，二者相差的能量（）
A．以热能形式散失B．储存在乳酸分子中
C．转移到ATP中储存D．无法确定去向
【答案】B
【解析】根据分析，之所以无氧呼吸释放的能量少，是葡萄糖中大量的能量没有释放出来，储存于乳酸中。
9．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是（）
A．用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡
B．香蕉在无O2、干燥、低温的环境中贮藏
C．树根长期浸水进行无氧呼吸产生酒精而变黑腐烂
D．细胞呼吸过程中可将化学能转变为热能和A TP
【答案】C
【解析】选用透气性好的“创可贴”，是为了避免厌氧微生物的繁殖，从而产生对人体有害的物质，A错误；为保持新鲜程度，香蕉应在低O2、适宜的湿度、零上低温的环境中贮藏，B 错误；树根长期浸水会因为缺氧进行无氧呼吸，植物根部无氧呼吸的产物有酒精，会导致树根变黑腐烂，C正确；细胞呼吸过程中可将化学能转变为热能和ATP中活跃的化学能，D错误。
10．下列有关人体细胞呼吸的说法，正确的是（）
A．［H］只在有氧呼吸的第二阶段产生，第三阶段与O2结合形成水
B．无氧呼吸第二阶段能产生少量A TP
C．剧烈运动时，以葡萄糖为底物，若细胞CO2释放量等于O2吸收量，则细胞只进行有氧呼吸
D．有氧呼吸的第三阶段ADP的消耗量最大
【答案】D
【解析】有氧呼吸第一、第二阶段都产生［H］，A错误；无氧呼吸第二阶段不释放能量，不产生A TP，B错误；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，因此人体以葡萄糖为底物时，若细胞CO2释放量等于O2吸收量，细胞也可能在有氧呼吸的同时进行无氧呼吸，C错误；有氧呼吸第三阶段产生ATP数量最多，因此ADP的消耗量最大，D正确。
二、非选择题
11．下图是真核细胞内呼吸作用过程图解，请据图回答下列问题。
（1）物质Y可使溴麝香草本分蓝水溶液发生颜色变化，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产生的场所依次是___________、___________。
（2）人体内不能进行_____（填标号）过程，原因是____________________________。
【答案】（1）黄色线粒体基质细胞质基质
（2）⑤缺乏催化该过程所需要的酶
【解析】（1）物质Y二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成黄色，②为酵母菌的有氧呼吸的第二阶段，产生二氧化碳的场所是线粒体基质，⑤过程为酵母菌无氧呼吸的第二阶段，产生二氧化碳的场所为细胞质基质。
（2）人体内可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸产生乳酸，不能进行无氧呼吸产生酒精过程，原因是人体缺乏该过程所需要的酶。
12．下图中甲表示几种类型的细胞呼吸的部分物质变化示意图，乙和丙分别是温度和O2浓度对细胞呼吸速率的影响曲线。请据图回答下列问题：
（1）甲图中酵母细胞中可进行的过程是_______（填序号），能在人体骨骼肌细胞中进行的过程是_______（填序号）。甲图中过程④产生的A TP的去向是_____________。
（2）从乙图中可以看出，细胞呼吸的最适温度是____点对应的温度。AB段说明_______。温度能否影响甲图中的①～④四个过程，_______，为什么？________________。
（3）丙图表示酵母菌的呼吸情况，则曲线Ⅱ表示_______呼吸类型。如果在瓶中培养酵母菌时，测定出瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为5∶4，这是因为有__________（以比例表示）的酵母菌在进行曲线Ⅰ所示的呼吸类型（假设酵母菌进行两种细胞呼吸的速率相等）。（4）由乙、丙两图可知，贮存水果时应选择________________（低温、室温、高温，无氧、低氧、高氧）的条件。
【答案】（1）①③④①②④用于生物体的生命活动
（2）B在一定温度范围内，细胞呼吸速率随温度升高而增大能因为这四个过程均需在酶催化作用下进行，而酶的活性受到温度的影响
（3）需氧3/7
（4）低温、低氧
【解析】（1）酵母菌是兼性厌氧性微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行产生酒精的无氧呼吸，且呼吸作用过程中可以产生A TP，因此其可以进行甲图中的①③④过程；人体骨骼
肌细胞可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸产生乳酸，并产生ATP，因此甲图中能在人体骨骼肌细胞中进行的过程是①②④；甲图中过程④产生的ATP是直接能源物质，为各项生命活动供能。
（2）据图分析，乙图中B点细胞呼吸速率最大，对应的温度为最适宜温度；AB段说明表示在一定的范围内随温度升高，细胞呼吸的速率升高；图甲中①～④四个过程都是酶促反应，而酶的活性受温度的影响，因此温度可以通过影响酶的活性而影响酶促反应的速率。
（3）根据以上分析已知，丙图中Ⅱ代表有氧呼吸；根据题意分析，酵母菌呼吸作用放出CO2的体积与吸收O2的体积比为5∶4，说明有氧呼吸与无氧呼吸产生的二氧化碳之比为4:1，则参与有氧呼吸和无氧呼吸的酵母菌比例为4/6:1/2=4:3，因此进行无氧呼吸（曲线Ⅰ）的酵母菌占3/7。
（4）乙、丙两图可知，细胞呼吸在低温、低氧时细胞呼吸速率较低，因此贮存水果时应选择低温、低氧的条件。
13．为研究酵母菌发酵的产物，某研究小组设计了如图所示的装置图。①号、②号试管中均加入3mL蒸馏水和少许0．1％溴麝香草酚蓝（简称BTB）溶液，直至溶液呈蓝绿色时为止（当环境偏酸性时，BTB溶液呈黄色）。请回答下列问题：
（1）在实验过程中，①号试管中溶液发生的变化是______，其原因是___________________。（2）图乙中哪条曲线能正确表示玻璃管释放气泡速率的变化？__ __________。
（3）若要证明释放的气泡是酵母菌所产生的，就需要设置一个对照实验，该对照实验可在原设计的实验基础上如何改动？______ ________________________。
（4）实验中使用的干酵母菌需要用___________化开，葡萄糖溶液____________（填“需要”或者“不需要”）煮沸后冷却再使用。
【答案】（1）由蓝绿色变为黄色有CO2生成使溶液呈酸性
（2）B
（3）不加酵母菌
（4）温水需要
【解析】（1）酵母菌呼吸作用过程中产生了二氧化碳，使得溶液呈酸性，所以①号试管中溶液由蓝绿色变为黄色。
（2）分析气泡（二氧化碳）释放的速率时，不仅要考虑酵母菌的呼吸过程，还要考虑呼吸底物的量的变化，开始底物充足，气泡释放的速率逐渐增加；当底物被大量消耗后，气泡释放的速率逐渐减慢，甚至停止，故选B。
（3）因为锥形瓶中是含酵母菌的葡萄糖溶液，不能排除葡萄糖溶液本身等因素有产生气泡的可能，所以要设置对照组，对照组中除了不加酵母菌外，其他操作和图中实验一致。
（4）实验中使用的干酵母菌需要使用温水化开，使其恢复活性；葡萄糖糖溶液需要煮沸（杀死葡萄糖溶液中原有的微生物）后冷却再使用，以免烫死酵母菌。