ATP的主要来源——细胞呼吸
一、选择题
1．在有氧呼吸的过程中，进入细胞中的氧将( )
①与[H]结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳 ③在线粒体中被消耗 ④在线粒体与细胞质基质中被消耗
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
解析：选A 有氧呼吸过程中进入细胞中的氧参与有氧呼吸的第三阶段，即与[H]结合生成水，并释放出大量的能量，其场所是线粒体的内膜。
2．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，可检测到18O的转移途径是( )
A．葡萄糖→丙酮酸→H2O B．葡萄糖→丙酮酸→O2
C．葡萄糖→O2→H2O D．葡萄糖→丙酮酸→CO2
解析：选D 有氧呼吸分三个阶段，葡萄糖中氧的转移过程为葡萄糖→丙酮酸→CO2。第三阶段产生的H2O中的氧全部来自O2。
3．酵母菌在进行呼吸作用的过程中，能产生CO2的场所是( )
①细胞质基质 ②线粒体 ③细胞膜 ④内质网
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
解析：选A 酵母菌既可以通过有氧呼吸的第二阶段(发生在线粒体基质中)产生CO2，也可以通过无氧呼吸(发生在细胞质基质中)产生CO2。
4．将酵母菌研磨成匀浆，离心后得到上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是( )
A．甲试管中最终产物为CO2和H2O
B．乙试管中不发生反应
C．丙试管中有大量的ATP产生
D．丙试管中无CO2产生
解析：选B 甲试管中含有细胞质基质，葡萄糖进行不彻底的氧化分解产生酒精和CO2。乙试管中含有线粒体，葡萄糖在线粒体中不反应。丙试管中含有细胞质基质和线粒体，葡萄糖进行彻底氧化分解产生CO2和H2O；但在隔绝空气条件下，葡萄糖进行不彻底的氧化分解产生酒精和CO2，形成少量ATP。
5．让实验动物小白鼠吸入混有18O2的空气，该小白鼠体内最先出现含18O的化合物是( )
A．CO2 B．H2O C．C2H5OH D．C3H6O3
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解析：选B 动物体吸收的18O2在有氧呼吸的第三阶段与[H]结合生成HO。
6．在人体细胞呼吸过程中，关于[H]的来源和用途的叙述，最准确的是( )
选项
呼吸类型
[H]的来源
[H]的用途
A
有氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成水
B
有氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成水
C
无氧呼吸
来源于葡萄糖和水
用于生成乳酸
D
无氧呼吸
只来源于葡萄糖
用于生成酒精
解析：选B 有氧呼吸过程中[H]来自葡萄糖和水，在第三阶段与氧结合生成水；无氧呼吸过程中[H]只来源于葡萄糖，用于生成酒精或乳酸，在人体内无氧呼吸产生乳酸。
7．下列各项应用中，主要利用细胞呼吸原理的是( )
①中耕松土 ②果蔬保鲜 ③贮存种子 ④汛期农田及时排水 ⑤合理密植 ⑥糖渍盐渍食品 ⑦用透气的消毒纱布包扎伤口 ⑧移栽幼苗时尽量选择在早晨或傍晚时进行
A．②③④⑤⑥ B．①②③④⑦
C．②③④⑦⑧ D．①②③④⑤⑥⑦⑧
解析：选B 影响呼吸作用的因素有氧气、水和温度。①④⑦涉及的是有氧呼吸的氧气因素，②涉及的是温度因素，③涉及的是水分因素。
二、非选择题
8．如图是真核细胞内呼吸作用过程图解，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__________、__________。
(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，实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成________________________________________________________________________。
(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。
解析：图中物质X为O2，物质Y为CO2，产生CO2
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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换成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。
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)活跃的化学能和热能 (5)①②③ 无机盐
9．如图是外界条件(温度和O2浓度)对植物呼吸作用相对速率影响的曲线图。请据图回答下列问题：
(1)甲图中AB段说明：随着温度升高，呼吸作用______，BC段说明温度超过某一值后，随着温度升高，呼吸作用的相对速率________。原因是_________________________。
(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。如果曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸作用，那么DE段根内积累的有害物质可能是____________。
(3)乙图曲线Ⅰ中DE段快速下降，其原因是________________________________。曲线Ⅱ所表示的呼吸类型中利用O2的场所是______________。
(4)若以CO2的释放量表示呼吸作用的相对速率，曲线Ⅰ、Ⅱ交叉时，两种呼吸作用消耗葡萄糖的量之比为________。此时，CO2产生的场所是________、________。
解析：呼吸作用需要酶的催化，温度影响酶的活性，温度过高或过低酶的活性都会降低；水稻根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，酒精对细胞有毒害作用；O2的存在会抑制无氧呼吸的进行；当无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的量相等时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗量的3倍。
答案：(1)增强 降低 在一定范围内，温度升高，酶的活性也升高；当温度超过最适温度后，随着温度升高，酶的活性降低 (2)无氧 酒精 (3)随着O2浓度增加，无氧呼吸受到的抑制作用增强 线粒体内膜 (4)3∶1 细胞质基质 线粒体基质
一、选择题
1．细胞呼吸是生物体各种代谢的枢纽。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．植物细胞只有在无光条件下才能进行呼吸作用
B．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
C．动物细胞只能进行有氧呼吸
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D．没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸
解析：选B 植物在有光和无光的条件下均可进行呼吸作用；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均发生在细胞质基质中，都有丙酮酸、[H]的产生；动物细胞在无氧条件下也可进行无氧呼吸；没有线粒体的细胞(如硝化细菌)也能进行有氧呼吸。
2．下面是人体细胞内常见的两种生理过程，有关叙述正确的是( )
过程1：C6H12O6＋6O2＋6H2O酶,6CO2＋12H2O＋能量
过程2：C6H12O6酶,2C3H6O3(乳酸)＋能量
A．过程1只发生在细胞的线粒体中
B．过程1的CO2中的O来自C6H12O6和O2
C．人体在剧烈运动过程中，能量主要由过程2提供
D．人体内的葡萄糖最终来源是植物的光合作用
解析：选D 过程1为有氧呼吸过程，第一阶段发生在细胞质基质中，第二、三阶段发生在线粒体中；CO2在有氧呼吸的第二阶段产生，其中的O来自C6H12O6和H2O；人体在剧烈运动过程中，既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，但能量主要由有氧呼吸提供；人体直接或间接以绿色植物为食，因此，体内的葡萄糖最终来源于植物的光合作用。
3．如图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，有关叙述正确的是( )
葡萄糖
A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体
B．消耗等量的葡萄糖释放的能量中，能量2最多
C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多
D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞
解析：选B 题图表示酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的两个过程，酶2催化的是有氧呼吸的第二、三阶段，这两个过程发生在酵母菌的线粒体中；消耗等量的葡萄糖释放的能量中，有氧呼吸释放的能量多；有氧呼吸中，1分子葡萄糖产生6分子CO2，而无氧呼吸中，1分子葡萄糖产生2分子CO2；酒精以自由扩散方式运出细胞。
4．在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可以判断此过程( )
A．一定是有氧呼吸
B．一定不是产生乳酸的无氧呼吸
C．一定不是产生酒精的无氧呼吸
D．一定是无氧呼吸
解析：选B 无氧呼吸产生酒精和CO2或乳酸，有氧呼吸的产物是CO2和H2
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O，只有产乳酸的无氧呼吸不产生CO2，因此可判定只有B项正确。
5.如图甲是绿色植物在晴朗的白天有氧呼吸各阶段反应示意图，其中1～7表示能量或物质，图乙是线粒体简图。下列叙述错误的是( )
A．图甲中2→3过程，所有活细胞内都能进行
B．图甲中3→6过程，发生在图乙的②处
C．图乙的③处能发生图甲中生成4的反应
D．叶肉细胞内产生的6将全部释放到大气中
解析：选D 图甲中2→3表示有氧呼吸的第一阶段，和无氧呼吸的第一阶段完全相同，而活细胞都能进行有氧或无氧呼吸；图甲中3→6表示有氧呼吸的第二阶段，场所是线粒体基质，即图乙的②处；图乙中③处为线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段的场所，发生[H]与O2结合生成水的过程，图甲中4指的是水；白天叶肉细胞中线粒体产生的6(CO2)可用于光合作用。
6．酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，无氧时进行无氧呼吸，将酵母菌放在含有培养液的密闭锥形瓶中，测得CO2的释放量是O2的吸收量的2倍，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量的比为( )
A．1∶6 B．1∶3
C．1∶2 D．1∶1
解析：选B 据题意知CO2的释放量比O2的吸收量大，由此可知酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。有氧呼吸时O2的吸收量与CO2的释放量相等。假设O2的吸收量为1 mol，则据题意知CO2的释放量为2 mol。有氧呼吸释放的CO2量应为1 mol，则无氧呼吸释放的CO2量也为1 mol。由于有氧呼吸产生1 mol CO2需要消耗1/6 mol葡萄糖，无氧呼吸产生1 mol CO2需要消耗1/2 mol葡萄糖，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量的比为(1/6)∶(1/2)＝1∶3。
7．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2的量
9 mol
12.5 mol
15 mol
30 mol
产生酒精的量
9 mol
6.5 mol
6 mol
0 mol
分析表中数据可得出的结论是( )
A．氧浓度为a时，酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．氧浓度为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．氧浓度为c时，有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸
解析：选D 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，无氧呼吸产生酒精和CO2，且二者的摩尔数相等。据此判断，当氧浓度为a
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时，酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为d时，酵母菌只进行有氧呼吸；氧浓度为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；氧浓度为c时，有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵。
8.如图表示某高等植物的非绿色器官细胞呼吸与O2浓度的关系，下列叙述正确的是( )
A．当O2浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸
B．当O2浓度为a时，该器官有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖数量相等
C．曲线Ⅲ中该器官细胞呼吸发生的场所是线粒体
D．曲线Ⅰ也可以表示酵母菌的细胞呼吸与O2浓度的关系
解析：选A 图中曲线 Ⅰ 表示该器官进行无氧呼吸产生的CO2量，曲线 Ⅲ 表示进行有氧呼吸产生的CO2量，曲线 Ⅱ 表示该器官进行细胞呼吸产生的CO2总量。当O2浓度为b时，无氧呼吸速率为0，该器官只进行有氧呼吸；当O2浓度为a时，有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2量相等，但无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍；有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；酵母菌是兼性厌氧菌，其细胞呼吸与氧浓度的关系如曲线 Ⅱ 所示。
二、非选择题
9.呼吸熵(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。如图表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸熵的实验装置。请分析回答：
(1)实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是____________________________。
(2)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25 ℃下经10 min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10 min内小麦种子进行________过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10 min内小麦种子进行________过程。
(3)在25 ℃下10 min内，如果甲装置中墨滴右移30 mm，乙装置中墨滴左移200 mm，则萌发小麦种子的呼吸熵是________。
(4)为校正装置甲中因物理因素引起的气体体积变化，还应设置一个对照装置。对照装置的大试管和小烧杯中应分别放入___________________________________________。
解析：(1)KOH溶液扩散到筒状滤纸上，能增大吸收CO2
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的面积。(2)葡萄糖作为呼吸底物时，有氧呼吸产生的CO2体积与消耗的O2体积相等。甲装置中墨滴不动，说明产生的CO2体积与消耗的O2体积相等，只进行有氧呼吸。乙装置墨滴左移是因为产生的CO2被KOH溶液吸收，有氧呼吸消耗了O2使装置内压强减小。(3)乙装置中墨滴左移200 mm是消耗的O2的体积，与甲装置对照分析可知释放的CO2体积为230 mm，所以呼吸熵为230/200＝1.15。(4)对照组应用煮沸杀死的种子和清水。
答案：(1)增大吸收CO2的面积 (2)有氧呼吸 无氧呼吸 (3)1.15 (4)煮沸杀死的小麦种子、清水
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