2021高考生物一轮复习 训练5 细胞呼吸的实验探究（含解析）.docx

1、细胞呼吸的实验探究“密闭容器法”进行细胞呼吸的实验探究例1生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是（ ）A将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1B严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低C富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1D某动物以草为食，推测上述比值接近1【解析】果蔬中利用的能源物质为糖类，储藏于充满氮气的密闭容器中，产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值应当等于1，A选项错误；严重的糖尿病患者利用的葡萄糖会减少，产生CO2

2、的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值相比正常时会降低，B选项正确；富含油脂的种子在萌发初期主要利用油脂为能源物质，故产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1，C选项正确；某动物以草为食，则主要的能源物质为糖类，则产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值接近1，D选项正确。故选A。【答案】A例2下图是一种可测定呼吸强度的密闭系统装置，把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(三装置中种子的质量相等且不考虑温度引起的体积膨胀)。下列有关说法正确的是（ ）A玻璃管中有色液滴移动的距离是种子呼吸消耗氧气和释放二氧化碳的差值BA、B两试管有色液滴左移的速率一样C一段较短时间后，玻璃管中有色液滴移动距离

3、的关系可能为 hChBhAD当种子中的有机物消耗完毕，温度计读数TC最低【解析】氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳，因此A、B两试管有色液滴移动是因为装置中O2体积变化引起的，A错误；A与B的差别在于消毒与否，B种子未消毒，在单位时间内，呼吸作用强度大于A消耗的氧气多，同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被氢氧化钠吸收，所以B中消耗的氧气多，内外的压强差大，玻璃管中的水珠开始向左移动时的速率VB大于VA，B错误；A与B的差别在于消毒与否，B种子未消毒，由于有细菌等微生物的存在，在单位时间内，呼吸作用强度大于A，消耗的氧气多，同时两者呼吸作用产生的二氧化碳都被氢氧化钠吸收，所以B中消耗的氧气多，内外的压强

4、差大，玻璃管中的水珠开始向左移动时的速率VB大于VA，B与C的差别在于种子所含主要物质的不同，相同质量的糖与相同质量的脂肪相比，耗氧量要小，所以B中消耗的氧气比C少，内外的压强差小，玻璃管中的水珠开始向左移动时的速率VB小于Vc，所以一段时间后，玻璃管中的有色液滴移动的距离hChBhA，C正确；B种子未消毒，由于有细菌等微生物的存在，在单位时间内，呼吸作用强度大于A，消耗的氧气多释放的能量多，B温度计读数比A种子高；相同质量的B糖类与相同质量的C脂肪相比，耗氧量要小释放的能量少，B温度计读数比C种子低，因此温度计读数TC最高，D错误。【答案】C提分训练1从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体，

5、分别保存于试管中，置于适宜环境中进行相关实验。下列说法正确的是（ ）A为保持活性应将提取出的线粒体置于清水中保存B向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖，可测得有CO2产生C向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，可测得氧的消耗量加大D向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸，降低温度可改变其耗氧速率【解析】为保持活性应将提取出的线粒体置于生理盐水中保存，A错误；向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖，可能发生无氧呼吸过程，产生的是乳酸，没有CO2的产生，B错误；向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，而葡萄糖的分解发生在细胞质基质中，线粒体不能利用葡萄糖，因此没有氧气的消耗，C错误；向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸，丙酮酸可以

6、在线粒体中进行有氧呼吸的二、三阶段，并消耗氧气，降低温度可以降低有关酶的活性，因此可改变其耗氧速率，D正确。【答案】D2某同学为探究细胞呼吸的方式，设置了如图装置两组。甲组中A处放置一定质量的马铃薯块茎（厌氧呼吸产物为乳酸），B中装有一定量的NaOH溶液；乙组中A处放置等量的马铃薯块茎，B中装有等量的蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后，观察红色液滴的移动情况（不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响，设底物为葡萄糖）。下列叙述正确的是（ ）A马铃薯块茎需氧呼吸的产物有H2O、CO2和酒精B甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的CO2量C甲、乙两组液滴均可以左移或不移动D若甲组

7、液滴左移，乙组液滴不移动，不能确定马铃薯块茎的呼吸方式【解析】马铃薯块茎需氧呼吸的产物是H2O、CO2，A错误；由于NaOH溶液能吸收二氧化碳，所以甲组液滴移动的量可代表马铃薯块茎呼吸消耗O2的量，B错误；甲组液滴可以左移或不移动，马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，故乙组液滴可以不移动，但不会左移，C错误；若甲组液滴左移，说马铃薯块茎进行了有氧呼吸，乙组液滴不移动，据此只能确定马铃薯进行了有氧呼吸，但不能确定其是否进行无氧呼吸，因此不能确定马铃薯块茎的呼吸方式，D正确。【答案】D3某同学为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，将少量的酵母菌混入适量的面粉揉成光滑面粉团后均等分装在2个洁净的塑料袋中，一组充满空

8、气（甲组），一组则排净空气（乙组），扎紧袋口后放在相同且适宜的环境中观察2030min。下列叙述不正确的是（ ）A一段时间后甲组的塑料袋内壁有水珠出现，面团变湿润B该实验中甲组为实验组，乙组为对照组C若放置的时间足够长，甲组也会产生酒精D该实验应选择大小合适，气密性良好的塑料袋【解析】甲组充满空气，因此其中的酵母菌进行的是有氧呼吸，而有氧呼吸能产生水，因此一段时间后甲组的塑料袋内壁有水珠出现，面团变湿润，A正确；该实验为对比实验，甲和乙相互对照，B错误；若放置的时间足够长，甲组中空气会被消耗完，酵母菌会因缺氧进行无氧呼吸而产生酒精，C正确；该实验应选择大小合适，气密性良好的塑料袋，D正确。【答

9、案】B4某同学将活酵母菌和淀粉溶液装进饮料瓶，预留1/3的空间后密封，观察酵母菌发酵的变化并用表格进行记录。下列分析正确的是（ ）条件原料变化产物呼吸作用场所酵母菌10g（25）淀粉溶液瓶子膨胀，溶液出现气泡，溶液变暖甲乙A酵母菌一般不直接以淀粉作为呼吸作用的底物B大量的O2使溶液出现气泡和瓶子膨胀C有机物经酵母菌发酵后只转化为ATP和热能D甲为酒精，乙为细胞质基质和线粒体【解析】呼吸作用的底物是葡萄糖，酵母菌不能直接以淀粉作为呼吸作用的底物，A正确；溶液出现气泡和瓶子膨胀的原因是呼吸作用产生了大量的CO2，B错误；有机物经酵母菌发酵后，其释放的能量，部分用于合成ATP，一部分转化为热能，其物

10、质的变化是转化成了酒精和CO2，C错误；由于瓶子已密封，酵母菌可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，产物（甲）有水、酒精和CO2，呼吸作用场所（乙）为细胞质基质和线粒体，D错误。故选A。【答案】A5在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活，进而形成氧化荧光素并且发出荧光。某科研小组将酵母菌研磨得到匀浆后再进行离心处理，可得到上清液和沉淀物（含细胞器）。分别将等量的上清液、沉淀物和未经处理的匀浆依次置于甲、乙、丙3支试管中，在氧气充足的条件下，分别进行3项独立的实验。下列有关分析错误的是（ ）A得到的上清液实际上是细胞质基质，其主要成分为水、无机盐、糖类及多种酶等B向3支试管中分别滴加等量

11、的葡萄糖后，不会发生反应的是乙试管C在发生反应的试管中，产物是CO2和水的是丙试管，而另一支试管中的产物是丙酮酸和HD现向3支试管中分别加入荧光素（能发光的物质）和荧光素酶，则3支试管中，发光最弱到最强的顺序是甲乙丙【解析】得到的上清液实际上是细胞质基质，其主要成分除了水、无机盐、脂质糖类、氨基酸、核苷酸外，还有与细胞代谢有关的酶，如其中含有与有氧呼吸第一阶段的酶，A项正确；向3支试管中分别滴加等量的葡萄糖后，三支试管中的物质分别为细胞质基质、线粒体等细胞器、细胞匀浆，葡萄糖不会在线粒体中被分解，因此加入葡萄糖后不会发生反应的是乙试管；在发生反应的试管中，产物是二氧化碳和水的是丙试管，而另一支

12、试管中的产物是丙酮酸和还原氢，B、C两项正确；在荧光素酶的作用下，荧光素接受ATP提供的能量后被激活，进而形成氧化荧光素并且发出荧光。发光的强弱与试管中ATP的量有关，经过第2题的分析可知，丙试管中能够将葡萄糖进行彻底的氧化分解，产生的ATP最多，其次甲试管中能进行有氧呼吸（无氧呼吸）的第一阶段，能产生少量的ATP，而乙试管中不发生反应，因此，向3支试管中分别加入荧光素（能发光的物质）和荧光素酶，则3支试管中，发光最弱到最强的顺序是乙甲丙，D项错误。【答案】D6某兴趣小组进行酵母菌厌氧呼吸的探究实验，装置如图1；图2为酵母菌细胞内可发生的呼吸过程示意图，其中字符I表示化学物质，序号代表反应过程

13、。下列叙述错误的是（ ）A图1装置中加水的目的包括隔绝空气及便于观察B图1装置中的葡萄糖溶液在加入试管之前应加热煮沸C图2能在线粒体中进行的反应过程包括：D若图2提供的是18O标记的葡萄糖，则最后在、中都可以找到18O【解析】图1中探究的是酵母菌的无氧呼吸，装置中的水可以隔绝空气，为下部的酵母菌创造无氧条件，便于观察无氧呼吸的实验现象，A正确；图1装置中的葡萄糖溶液在加入试管之前应加热煮沸，以排除其他微生物对实验的干扰，B正确；图2中能够发生在线粒体中的过程为：有氧呼吸第二阶段、有氧呼吸第三阶段，C正确；已知图2提供的是18O标记的葡萄糖，而图中为H，不含18O；为氧气，没有被标记（不含18O

14、），D错误。选D。【答案】D7图1表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程，AE表示物质，表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置。请分析回答：（1）人体成熟的红细胞产生ATP的部位是_，用图1中序号表示为_，物质E表示_。（2）图2装置中的KOH的作用是_。假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25下经10min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10min内小麦种子中发生图1中的_（填序号）过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子中发生图1中的_（填序号）过程。（3）实际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外，还有脂肪等，在25

15、下10min内，如果甲装置中墨滴左移15mm，乙装置中墨滴左移100mm，则萌发小麦种子的呼吸商是_（呼吸商指单位时间内进行呼吸作用释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值）。（4）图2中对小麦种子进行消毒处理的目的是_；（5）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_。需控制_等无关变量。【解析】本题考查细胞呼吸的过程以及有氧呼吸与无氧呼吸的判定方法。（1）人体成熟的红细胞无线粒体，因此只能进行无氧呼吸，产生ATP的场所是细胞质基质，其过程为图1中序号，物质E为酒精。（2）图2装置中的KOH的作用是吸收二氧化碳气体。甲装置中放置的是清水，

16、不吸收二氧化碳，若墨滴不动，说明产生的二氧化碳量正好与消耗的氧气量相等，乙装置中放置的是氢氧化钠，能吸收二氧化碳，若墨滴左移，说明细胞呼吸消耗了氧气，结合甲和乙可知种子只进行有氧呼吸（图1中的）；若甲装置中墨滴右移，说明产生的二氧化碳量大于消耗的氧气量，乙装置中墨滴不动，说明没有消耗氧气，结合甲和乙说明细胞进行的是无氧呼吸（图1中的）。（3）图2中的乙装置代表吸收氧气的量，图2中的甲装置代表CO2的释放量与氧气的吸收量的差值。乙装置墨滴左移100mm是消耗的氧气的体积，与甲装置对照分析可知释放的二氧化碳体积为85mm，所以呼吸商为85/100=0.85。（4）小麦种子可能含有细菌等微生物，对小

17、麦种子进行消毒是为了防止细菌等微生物的呼吸作用产生或吸收的气体影响实验结果。（5）环境因素也会引起液滴的移动，因此为了校正误差，需设置对照装置，即大试管和小烧杯中应分别放入等量的煮沸杀死的小麦种子、蒸馏水，其他条件同实验组。需控制温度等无关变量。【答案】（1）细胞质基质 酒精 （2）吸收二氧化碳气体 （3）0.85 （4）消毒是防止细菌呼吸作用产生或吸收的气体影响实验结果 （5）煮沸杀死的小麦种子、蒸馏水 温度8某同学将活性良好的小麦种子在水中浸透，然后按如图甲装置进行实验，开始时a、b高度一致，下表记录了实验过程中每小时的b液面变化。图乙是研究人员在密闭恒温玻璃温室内进行植物栽培试验，连续4

18、8h测定温室内CO2浓度及植物CO2吸收/释放速率，得到的曲线（整个过程中呼吸作用强度恒定）。请据图分析并回答：时间（h）0123456789B液面位置（cm）579111314.515.515.815.815.8（1）一段时间后，图甲中a、b液面高度为a_b（填“大于”、“等于”或“小于”）；图甲实验的实验目的是探究_；装置中b液面变化值表示_。（2）图乙中实验的前3h叶肉细胞产生ATP的场所有_；如改用相同强度绿光进行实验，c点的位置将_。 （3）图乙中植物呼吸速率与光合速率相等的时间点有_个；实验中该植物前24h有机物积累量_（填“”）后24h有机物积累量。【解析】（1）图甲中a装置液面

19、变化表示种子细胞呼吸消耗的氧气量与释放的CO2量之间的差值，若只进行有氧呼吸，液面不变；若进行无氧呼吸，则液面下降。b装置液面变化表示小麦种子有氧呼吸消耗的氧气量，b液面会上升，所以a小于b。本实验探究的是萌发的小麦种子的细胞呼吸方式。（2）图乙中实验的前3 h，室内CO2浓度上升速度较快， 3-6h室内CO2浓度上升速度减慢，说明前3h叶肉细胞不进行光合作用，只进行呼吸作用，所以产生ATP场所是细胞质基质、线粒体。植物光合作用吸收绿光最少，所以使用相同强度绿光进行实验时，光合作用减弱，呼吸作用不变，吸收CO2将减少，所以c点上移。当呼吸速率与光合速率相等时，从外界吸收、释放CO2速率为零，所以呼吸速率与光合速率相等的时间点有4个，即6、18、30、42小时。实验中前24小时CO2浓度无变化，后24小时CO2浓度下降，所以该植物前24h有机物积累量为0，484h室内CO2浓度小于24h，说明光合作用大于呼吸作用，所以前24h有机物积累量小于后24h有机物积累量。【答案】（1）小于 萌发的小麦种子的细胞呼吸方式 小麦种子有氧呼吸消耗的氧气量 （2）细胞质基质、线粒体 上移 （3）4