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夯基提能练 8 ATP 的主要来源——细胞呼吸
第一部分【夯实基础】 答案和解
析在卷尾
1.(2020·山东等级考)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧
呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
2.(2021·湖南永州八县联考)果实成熟时,呼吸强度突然升高的一种变化称
为“呼吸骤变”,呼吸高峰后,果实甜度增加,果实达到成熟可食的程度。出
现呼吸高峰后的果实不耐贮藏。如图是采摘后的几种果实在成熟过程中呼吸速
率的变化曲线。下列相关说法错误的是( )
A.“呼吸骤变”可以发生在果实采摘后
B.采摘的四种果实中,最耐贮藏的是苹果
C.“呼吸骤变”发生时,乙烯和脱落酸增多
D.由于呼吸作用的消耗,果实成熟时细胞的渗透压变小
3.(2021·湖南五市十校联考) 细胞中葡萄糖的彻底氧化分解过程大体可分
为 4 个阶段,如图表示前三个过程,分别是糖酵解、形成乙酰辅酶 A(乙酰
CoA)、柠檬酸循环,结合所学知识判断下列说法错误的是( )A.糖酵解过程在有氧无氧条件下都能进行
B.酵母菌的柠檬酸循环是在线粒体基质中进行的
C.在缺氧的情况下,柠檬酸循环的速率不变
D.分解丙酮酸的过程可为其他反应提供能量、底物
4.(2020·全国卷Ⅰ)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若
作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸
作用的叙述,错误的是( )
A.若产生的CO 与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
2
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O 的分子数与释放CO 的相等
2 2
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O 吸收也无CO 释放
2 2
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O 的分子数比释放CO 的多
2 2
5.(2021·北京高三开学考试)在a、b、c、d四种条件下,以葡萄糖为呼吸底
物,分别测得某植物种子萌发时CO 和O 体积变化的相对值如下表,下列叙述
2 2
正确的是( )
a b c d
CO 释放量 10 8 6 7
2
O 吸收量 0 3 4 7
2
A.a条件下,葡萄糖被彻底氧化分解,产物除了CO 还有酒精
2
B.b条件下,产生的CO 只来自线粒体
2
C.c条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的
D.d条件下,O 参加反应的场所在线粒体基质
2
6.如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO 释放量和
2O 吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
2
A.氧浓度为a时,最适于储藏该植物器官,此时呼吸产物除 CO 外还有酒
2
精和乳酸
B.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,只进行有氧呼吸
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
第二部分【能力提升】
7.呼吸作用方式和用于生物呼吸作用有机物的差异会导致呼吸释放的 CO
2
量与吸收O 的量的比发生差异,已知呼吸熵(RQ)=,下列有关说法不正确的是
2
( )
A.呼吸熵(RQ)大于1,表明生物一定存在产生C H OH的无氧呼吸
2 5
B.呼吸熵(RQ)等于1,表明生物进行有氧呼吸,但不能确定产生乳酸的无
氧呼吸的存在与否
C.呼吸熵(RQ)小于1,表明生物体有氧呼吸过程中消耗了非糖有机物
D.呼吸熵(RQ)越大,生物体新陈代谢越旺盛
8.科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响,结果如
下图。下列叙述正确的是( )
A.20 h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B.50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O ,密闭罐中CO 浓度会增加
2 2
C.50 h后,30 ℃的有氧呼吸速率比 2 ℃和15 ℃慢,是因为温度高使酶
活性降低D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
9.将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO 处理48 h后,贮藏在温度为1
2
℃的冷库内。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每10天取样一次,
测定其单位时间内CO 释放量(mol)和O 吸收量(mol),计算二者的比值得到如
2 2
图所示曲线。下列结论正确的是( )
A.贮藏前用CO 处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸
2
B.第10 d时,细胞中的ATP完全来自线粒体
C.第20 d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO 处理组
2
D.第40 d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
10.如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关
叙述错误的是( )
A.番茄果实细胞产生CO 的场所是线粒体和细胞质基质
2
B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D.贮藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
11.下图是“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置,下列叙述正确的是(
)A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,其中乙组作为对照组
B.若从B瓶和D瓶中取样,加入酸性重铬酸钾溶液,D瓶内的溶液会由蓝
变绿再变黄
C.可根据澄清石灰水变混浊的速率,来检测CO 的产生速率
2
D.必需持续往A瓶通气,以保证B瓶的酵母菌进行有氧呼吸
12.(2021·湖南永州一模)某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件
下才能产生酒精,他们依据酒精具有还原性,可使酸性重铬酸钾变为灰绿色的
原理进行实验,装置如图。下列相关叙述错误的是( )
A.锥形瓶A中无氧或缺氧,锥形瓶D中有充足的氧气
B.实验一段时间后,从试管B中取出一部分液体可使酸性重铬酸钾变为灰
绿色
C.锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量
D.如果将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水,则一段时间后均会变混
浊
第三部分【综合拓展】
13.(2021·重庆选择性考试适应性测试)如图为某运动员剧烈运动时,肌肉
收缩过程中部分能量代谢的示意图。据图回答下列问题:
(1)由图可知,肌肉收缩最初的能量来自于细胞中的__________,该物质的
产生部位有____________________。
(2) 图 中 曲 线 B 代 表 的 细 胞 呼 吸 类 型 是 __________ , 判 断 依 据 是
____________________________________________________________,该反应
产物是______。
(3)足球运动员为提高运动能力,通常进行 3到4周的高原训练,这种训练
方 式 主 要 提 高 C 的 能 力 , 原 因 是
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
14.种子的萌发包括吸水、有机物的水解、细胞分裂、胚根和胚芽的出现
四个阶段,在萌发过程中 CO 释放量(QCO )及O 吸收量(QO )的变化趋势如图
2 2 2 2
所示。回答下列问题:
(1)第一阶段,________________比例会增加,与细胞呼吸有关的酶活化,
CO 释放量增加,这些酶分布的场所是____________________。
2
(2)第二阶段,细胞呼吸的产物是________________,该阶段种子干重增加,
其主要原因是____________________________。
(3) 第 四 阶 段 , CO 释 放 量 急 剧 下 降 , 其 原 因 是
2
__________________________________________。与种子萌发时相比,胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件有__________________________(至少答
出两条)。
15.科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实
的CO 生成速率的变化,结果见图1和图2。
2
(1)由图可知,与25 ℃相比,0.5 ℃条件下果实的CO 生成速率较低,主要
2
原因是____________________________;随着果实储存时间的增加,密闭容器
内的________浓度越来越高,抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测
________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果,设计如下方案:
①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,
然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶
中的CO 浓度。
2
③记录实验数据并计算CO 生成速率。
2
为使实验结果更可靠,请给出两条建议,以完善上述实验方案(不考虑温度
因素)。a.____________________________;b.__________________________。参考答案及解析
1. B解析 由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量,故“瓦堡效应”
导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能,A正确;癌细胞中进行
无氧呼吸时,只在第一阶段产生少量 ATP,第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过
程不会生成ATP,B错误;由题干信息可知,癌细胞主要进行无氧呼吸,故丙
酮酸主要在细胞质基质中被利用,C正确;无氧呼吸只有第一阶段产生少量的
NADH,而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH,故消耗等量的葡
萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少,D正确。
2. D解析 由题意可知,“呼吸骤变”可以发生在果实采摘后,A正确;
由题干信息可知,出现呼吸高峰后的果实不耐贮藏,苹果的呼吸高峰出现的最
晚,最耐贮藏,B正确;果实成熟时发生“呼吸骤变”,此时乙烯和脱落酸增
多,赤霉素和细胞分裂素减少,C正确;虽然呼吸作用消耗葡萄糖,但果实成
熟后大都是可溶性糖增多,果实变甜,细胞的渗透压变大,D错误。
3. C解析 由题图可知,糖酵解为葡萄糖转化为丙酮酸的过程,在细胞呼
吸的第一阶段发生,A正确;酵母菌是真核生物,柠檬酸循环是乙酰CoA彻底
分解为CO 的过程,该过程是在线粒体基质中进行的,B正确;在缺氧的情况
2
下,丙酮酸在细胞质基质中分解,柠檬酸循环的速率会受影响,C错误;分解
丙酮酸的过程可为其他反应提供能量、底物,D正确。
4. D解析 若二氧化碳的生成量等于酒精的生成量,则说明 CO 都是无氧
2
呼吸产生的,故细胞只进行无氧呼吸,A正确;若细胞只进行有氧呼吸,则消
耗的氧气量等于生成的二氧化碳量,B正确;若细胞只进行无氧呼吸,说明不
消耗氧气,产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳,C正确;若细胞同时进行有
氧呼吸和无氧呼吸,若无氧呼吸产生酒精,则消耗的氧气量小于二氧化碳的生
成量,若无氧呼吸产生乳酸,则消耗的氧气量等于二氧化碳的生成量,D错误。
5. C解析 a条件下,O 吸收量为0,CO 释放量为10,说明a条件下,
2 2
植物种子只进行无氧呼吸,葡萄糖没有被彻底氧化分解,CO 全是酒精发酵产
2
生的,A错误;b条件下,CO 的释放量>O 的吸收量,说明此条件下该植物同
2 2时进行有氧呼吸和无氧呼吸,所以产生的 CO 来自细胞质基质和线粒体,B错
2
误;c条件下,O 吸收量为4,由于有氧呼吸C H O ∶O ∶CO =1∶6∶6,所
2 6 12 6 2 2
以有氧呼吸消耗的葡萄糖是4÷6=,有氧呼吸产生的CO 为4,无氧呼吸产生的
2
CO 为2,又由于无氧呼吸C H O ∶CO =1∶2,所以无氧呼吸消耗的葡萄糖
2 6 12 6 2
是2÷2=1,所以有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的,C正确;d条件下,O
2
吸收量和CO 释放量相等,此时只进行有氧呼吸,O 参与有氧呼吸的第三阶段,
2 2
其参加反应的场所在线粒体内膜上,D错误。
6. B解析 氧浓度为a时无O 吸收量,说明a点只进行无氧呼吸,不适于
2
储藏,此时呼吸产物是酒精和CO ,没有乳酸,A错误;氧气浓度为b、c点时
2
CO 释放量大于O 吸收量,说明b、c点同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,由于b
2 2
点时O 吸收量为3,则有氧呼吸消耗葡萄糖为3/6=,无氧呼吸消耗葡萄糖为(8
2
-3)/2=,所以无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 5倍,B正确,C错误;氧
气浓度为d点时CO 释放量等于O 吸收量,说明d点只进行有氧呼吸,D错误。
2 2
7. D解析 呼吸熵(RQ)大于1,生物既进行有氧呼吸,又进行产生 CO 的
2
无氧呼吸,所以该生物一定存在产生 C H OH 的无氧呼吸,A 正确;呼吸熵
2 5
(RQ)等于1,表明生物进行有氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧
呼吸,B正确;若呼吸熵(RQ)小于1,即细胞呼吸吸收O 量>释放CO 量,说明
2 2
呼吸底物氧的相对含量比糖类低,故生物体有氧呼吸过程中消耗了非糖类有机
物,C正确;呼吸熵(RQ)越大,无氧呼吸越强,有氧呼吸越弱,即生物体新陈
代谢越弱,D错误。
8. B解析 果肉细胞不能进行光合作用,其产生ATP的场所有细胞质基质、
线粒体,A错误;50 h后,30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O ,是由于此温度条
2
件下酶的活性较高,有氧呼吸已将O 消耗殆尽,以后仅进行无氧呼吸,故密闭
2
罐中CO 浓度会增加,B正确,C错误;由于酶具有最适温度,若超过最适温
2
度,有氧呼吸速率会降低,D错误。
9. C解析 根据曲线中CO 处理组10 d后二氧化碳释放量与氧气吸收量的
2
比值大于1,可知贮藏前用CO 处理后的蓝莓可进行无氧呼吸,A错误;第10 d
2
时二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值等于 1,细胞只进行有氧呼吸,此时细
胞内ATP来自线粒体和细胞质基质,B错误;第20 d,未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值更大,说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的二氧化
碳量更多,因此,未处理组蓝莓无氧呼吸产生的乙醇量高于 CO 处理组,C正
2
确;第40 d,未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值为2,假设
有氧呼吸吸收的氧气量为a,则有氧呼吸释放的CO 的量也为a,无氧呼吸释放
2
的二氧化碳量为(2a-a)=a,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式,可以得出有氧
呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2,D错误。
10. C解析 番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生 CO ,场所
2
分别是线粒体和细胞质基质,A正确;由题图可以看出8 ℃时黑暗条件下与光
照条件下呼吸强度差值比15 ℃时二者的差值大,即抑制作用更强,B正确;由
题图可知,在2 ℃、光照条件下呼吸强度较弱,所以低温、光照条件下更有利
于番茄果实的贮存,C错误;温度降低,呼吸酶的活性降低,细胞呼吸减弱,D
正确。
11. C解析 酵母菌为兼性厌氧型真菌,有氧呼吸和无氧呼吸均可进行,
所以该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,两组都是实验组,A错误;
若从B瓶和D瓶中取样,加入酸性重铬酸钾溶液,由于只有无氧呼吸才会产生
酒精,所以D瓶内的溶液会变成灰绿色,B错误;因为CO 可使澄清石灰水变
2
混浊,所以可根据澄清的石灰水变混浊的速率,来检测 CO 的产生速率,C正
2
确;甲是探究酵母菌有氧呼吸的装置,若持续往 A瓶中通空气,空气中的CO
2
可能不会被NaOH完全吸收,导致会有 CO 从A瓶到B瓶然后进入C瓶,这样
2
不能保证使澄清石灰水变混浊的是酵母菌有氧呼吸产生的 CO ,因此应间歇性
2
通气,D错误。
12. B解析 锥形瓶A中葡萄糖溶液表面覆盖一层石蜡油的目的是隔绝空
气,营造无氧或缺氧环境,酵母菌可进行无氧呼吸,C装置中过氧化氢可在二
氧化锰的催化下产生氧气,所以锥形瓶 D中有充足的氧气,A正确;A、D装
置中“注射器”的作用是便于取等量样液用于检测,酵母菌无氧呼吸产生的酒
精在锥形瓶A中,应该用锥形瓶A中的注射器取出部分液体用酸性重铬酸钾溶
液检测,B错误;本实验中的自变量是有无氧气,因变量是酵母菌的呼吸方式,
锥形瓶A、D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量,C正确。
13.答案 (1)存量ATP 细胞质基质和线粒体(2)无氧呼吸 该过程可在较短时间内提供能量,但随着运动时间的延长无
法持续提供能量 乳酸
(3)高原环境下空气中的O 含量低,人体内会通过增殖分化产生更多的红细
2
胞,提高血液的运氧能力,使机体的有氧呼吸功能增加,有助于提高运动员的
运动能力
解析 (1)肌肉收缩最初的能量应来自于细胞中的存量ATP直接水解提供能
量,人体细胞中ATP的产生部位有细胞质基质和线粒体。
(3)运动员为提高运动能力,进行的高原训练,为的是提高血液中红细胞的
含量,从而提高血液的运氧能力,使机体的有氧呼吸功能增加,有助于提高运
动员的运动能力。
14.答案 (1)自由水/结合水 细胞质基质和线粒体
(2)酒精、CO 和水 淀粉等大分子有机物水解,产物的质量比水解前有机
2
物的质量增加
(3)种子中储存的有机物被大量消耗,细胞呼吸速率降低 适宜的光照强度、
CO 浓度、无机盐
2
解析 (1)第一阶段细胞吸水,使细胞内自由水/结合水比例增加,与细胞呼
吸有关的酶活化,CO 释放量增加,由于在种子萌发 5小时前,不消耗氧气,
2
细胞进行无氧呼吸,5~12小时,细胞既进行无氧呼吸,也进行有氧呼吸,所
以与呼吸有关的酶分布的场所是细胞质基质和线粒体。
(2)第二阶段,释放的二氧化碳量大于消耗的氧气量,说明细胞既进行无氧
呼吸,也进行有氧呼吸,所以细胞呼吸的产物是酒精、CO 和水,该阶段淀粉
2
等大分子有机物水解,产物的质量比水解前有机物的质量增加,导致种子干重
增加。
(3)第四阶段,由于种子中储存的有机物被大量消耗,细胞呼吸速率降低,导致
CO 释放量急剧下降,与种子萌发时相比,胚芽出土后幼苗的正常生长还需要
2
的环境条件有适宜的光照强度、CO 浓度、无机盐等。
2
15.答案 (1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO O
2 2
(2)选取的果实成熟度还应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验解析 (1)该实验测定蓝莓果实的CO 生成速率,即呼吸速率,与25 ℃相比,
2
0.5 ℃时细胞呼吸相关酶的活性较低,故呼吸速率较低;由于果实进行细胞呼
吸需消耗O 释放CO ,所以随着果实储存时间的增加,该密闭容器中CO 浓度
2 2 2
越来越高,O 浓度越来越低,故该实验还可通过检测O 浓度变化来计算呼吸速
2 2
率。
(2)根据实验设计的单一变量原则,选取果实的成熟度还应一致,避免无关
变量对实验结果的影响;根据实验设计的重复性原则,为使实验结果更可靠,
还应在每个温度条件下设置多个实验组进行平行重复实验。