2020屆高三生物 精準(zhǔn)培優(yōu)專練五 細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)探究（含解析）

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1、細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)探究 一、“密閉容器法”進(jìn)行細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)探究 應(yīng)用1．細(xì)胞有氧呼吸速率的測(cè)定 典例1．如圖為測(cè)定細(xì)胞代謝相關(guān)速率的實(shí)驗(yàn)裝置。下列敘述正確的是(　　) A．測(cè)定植株的呼吸速率時(shí)，應(yīng)在黑暗條件下進(jìn)行 B．測(cè)定植株的呼吸速率時(shí)，小燒杯的液體應(yīng)為清水 C．直接測(cè)定植株總光合速率時(shí)，小燒杯的液體應(yīng)為NaHCO3溶液 D．測(cè)定植株的凈光合速率時(shí)，應(yīng)在光下進(jìn)行，且小燒杯的液體應(yīng)為NaOH溶液 應(yīng)用2．生物呼吸類型的判斷 典例2．如圖為探究酵母菌呼吸作用類型的裝置圖，實(shí)驗(yàn)中微生物均有活性。假設(shè)環(huán)境因素對(duì)本實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，下列表述正確的是（） A．裝置1中液滴左移，裝

2、置2中液滴不移動(dòng)說(shuō)明酵母菌只進(jìn)行了無(wú)氧呼吸 B．裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移，明酵母菌只進(jìn)行了有氧呼吸 C．將酵母菌替換成乳酸菌，裝置1中液滴不移動(dòng)，裝置2中液滴不移動(dòng) D．將酵母菌替換為乳酸菌，裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移 二、對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn) 1．從小鼠的肝細(xì)胞中提取細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，分別保存于試管中，置于適宜環(huán)境中進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．為保持活性應(yīng)將提取出的線粒體置于清水中保存 B．向盛有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的試管中注入葡萄糖，可測(cè)得有CO2產(chǎn)生 C．向盛有線粒體的試管中注入葡萄糖，可測(cè)得氧的消耗量加大 D．向盛有線粒體的試管中注入丙酮

3、酸，降低溫度可改變其耗氧速率 2．為探究酵母菌的呼吸方式，在連通CO2和O2傳感器的100mL錐形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養(yǎng)液，密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中O2和CO2相對(duì)含量變化見(jiàn)下圖。下列有關(guān)分析正確的是（） A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降 B．t3時(shí)，培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時(shí)慢 C．若適當(dāng)降低溫度培養(yǎng)，O2相對(duì)含量達(dá)到穩(wěn)定所需時(shí)間會(huì)縮短 D．若將酵母菌改為破傷風(fēng)桿菌，也可能得到類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3．某興趣小組研究綠竹筍的保鮮方法，將新采摘的綠竹筍做如下圖所示處理后，用一定濃度的殼聚糖涂膜，再將其裝箱。每種處理取3株竹筍，測(cè)

4、其呼吸速率。下列有關(guān)敘述不正確的是（） A．可以用O2的釋放量或CO2的吸收量作為呼吸速率的指標(biāo) B．裝箱初期，B的呼吸速率低于A的原因是酶的活性較低 C．與B相比，C還可以減少O2進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)一步降低有機(jī)物消耗 D．常溫下呼吸消耗大量有機(jī)物導(dǎo)致6 h后曲線急劇下降，保鮮處理應(yīng)在此之前 4．科研小組探究某高等植物的非綠色器官細(xì)胞呼吸與氧濃度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖 所示。下列敘述不正確的是（） A．曲線Ⅰ表示該器官進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，b點(diǎn)是無(wú)氧呼吸消失的點(diǎn) B．曲線Ⅲ表示該器官進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量 C．當(dāng)氧氣濃度為a時(shí)，該器官無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧

5、呼吸消耗的葡萄糖的3倍 D．若該非綠色器官是種子，則在其它條件適宜情況下，儲(chǔ)藏種子的氧濃度為b最佳 5．如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置（酵母菌利用葡萄糖作為能源物質(zhì)），下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置和結(jié)果的分析，錯(cuò)誤的是（　?。? A．通過(guò)裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸 B．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，通過(guò)裝置2液滴的移動(dòng)情況可以探究出酵母菌是否進(jìn)行無(wú)氧呼吸 C．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，如果裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移，說(shuō)明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無(wú)氧呼吸 D．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，裝置2中液滴可能向左移 6．某科

6、研小組培養(yǎng)酵母菌并探究其呼吸方式和種群數(shù)量的變化，設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)，甲組通氣培養(yǎng)，乙組密封培養(yǎng)。請(qǐng)回答下有關(guān)問(wèn)題： （1）檢測(cè)兩組實(shí)驗(yàn)CO2的產(chǎn)生情況，把甲組和乙組實(shí)驗(yàn)的排氣管分別通入兩瓶石灰水溶液中，兩瓶檢測(cè)液出現(xiàn)的共同現(xiàn)象是，不同之處是_______________。 （2）檢測(cè)兩組實(shí)驗(yàn)酵母菌的數(shù)量，培養(yǎng)前期各種條件適宜，甲組培養(yǎng)液中酵母菌細(xì)胞 數(shù)量呈_____型增長(zhǎng)，培養(yǎng)中期培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量甲組__________乙組。 （3）給甲組實(shí)驗(yàn)通入18O2，酵母菌呼吸作用產(chǎn)生的物質(zhì)中，含18O的是____________ __________________。 （4）右圖為不同

7、培養(yǎng)階段酵母菌種群數(shù)量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線： ①曲線AB段酵母菌呼吸發(fā)生的場(chǎng)所是____________；曲線BC段酵母菌呼吸的方式為_(kāi)_________。 ②酵母菌種群數(shù)量從C點(diǎn)開(kāi)始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，還有。 ③在T1～T2時(shí)段，單位時(shí)間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有__________ __________________。 7．藍(lán)莓被譽(yù)為“漿果之王”，不僅具有良好的營(yíng)養(yǎng)保健作用，還具有防止腦神經(jīng)老化、強(qiáng)心、增強(qiáng)人機(jī)體免疫等功能，是世界糧農(nóng)組織推薦的五大健康水果之一?？蒲腥藛T探究了不同溫度（25℃和0.5℃）條件下密閉容器內(nèi)藍(lán)莓果實(shí)的CO2生成

8、速率的變化，結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。 （1）由圖可知，25℃條件下果實(shí)的CO2生成速率（填“低于”“等于”“高于”） 0.5℃條件下果實(shí)的CO2生成速率，主要原因是。 （2）隨著果實(shí)儲(chǔ)存時(shí)間的增加，密閉容器內(nèi)的________濃度越來(lái)越高，抑制了果實(shí)的細(xì)胞呼吸。該實(shí)驗(yàn)還可以通過(guò)檢測(cè)_________濃度的變化來(lái)計(jì)算呼吸速率。 （3）某同學(xué)擬驗(yàn)證上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)如下方案： ①稱取兩等份同一品種的藍(lán)莓果實(shí)，分別裝入甲、乙兩個(gè)容積相同的瓶?jī)?nèi)，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25℃和0.5℃條件下儲(chǔ)存，每隔一段時(shí)間測(cè)定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算CO2生成速率。 為使實(shí)

9、驗(yàn)結(jié)果更可靠，請(qǐng)給出兩條建議，以完善上述實(shí)驗(yàn)方案（不考慮溫度因素）。 a．； b．。 8．下圖是探究酵母菌細(xì)胞呼吸類型的裝置示意圖（橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管），請(qǐng)回答： （1）NaOH溶液的作用是__________________。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，可觀察到紅色液滴往______移動(dòng)，這是由于瓶?jī)?nèi)______（氣體）減少所致。 （2）為確定酵母菌的呼吸類型，還必須同時(shí)設(shè)置對(duì)照組，則對(duì)照組除用_______代替NaOH溶液外，其他設(shè)計(jì)與該組（實(shí)驗(yàn)組）裝置相同。 （3）以下是設(shè)置對(duì)照組后預(yù)期的結(jié)果及結(jié)論，請(qǐng)用詞語(yǔ)“向右移動(dòng)”“向左移動(dòng)”“不移動(dòng)”補(bǔ)充完整： 紅色液滴移動(dòng)方

10、向 結(jié)論 對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)組 ①不移動(dòng) ②___________ 酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸 ③___________ ④向右移動(dòng) 酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸 ⑤向左移動(dòng) ⑥___________ 酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸 參考答案 一、“密閉容器法”進(jìn)行細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)探究 典例1．【答案】A 【解析】如果要測(cè)定植株的呼吸速率，為排除光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)置于黑暗條件下，燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為NaOH，A正確，B錯(cuò)誤；如果要測(cè)定實(shí)際光合速率，則需要分別測(cè)定凈光合速率和呼吸速率，測(cè)呼吸速率時(shí)燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為N

11、aOH，測(cè)凈光合速率時(shí)燒杯內(nèi)的液體應(yīng)為NaHCO3，C、D錯(cuò)誤。 典例2．【答案】C 【解析】裝置1中NaOH溶液可以吸收裝置內(nèi)的CO2，則裝置內(nèi)氣體變化只是由O2體積變化引起；裝置2中清水對(duì)氣體沒(méi)有影響，則裝置內(nèi)氣體變化是由O2、CO2變化共同引起的。酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，消耗O2，放出等量的CO2，即裝置1中液滴左移，裝置2中液滴不移動(dòng)；只進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)，不消耗O2放出CO2，則裝置1中液滴不移動(dòng)，裝置2中液滴右移。若酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸，則裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移。將圖中酵母菌替換成乳酸菌后，乳酸菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，且呼吸產(chǎn)物沒(méi)有CO2，即乳酸菌既不消耗氧也不

12、產(chǎn)生CO2，則裝置1中和裝置2中液滴均不移動(dòng)。綜上所述，ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。 二、對(duì)點(diǎn)增分集訓(xùn) 1.【答案】D 【解析】為保持活性應(yīng)將提取出的線粒體置于生理鹽水中保存，A錯(cuò)誤；向盛有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的試管中注入葡萄糖，可能發(fā)生無(wú)氧呼吸過(guò)程，產(chǎn)生的是乳酸，沒(méi)有CO2的產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；向盛有線粒體的試管中注入葡萄糖，而葡萄糖的分解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，線粒體不能利用葡萄糖，因此沒(méi)有氧氣的消耗，C錯(cuò)誤；向盛有線粒體的試管中注入丙酮酸，丙酮酸可以在線粒體中進(jìn)行有氧呼吸的二、三階段，并消耗氧氣，降低溫度可以降低有關(guān)酶的活性，因此可改變其耗氧速率，D正確。 2.【答案】A 【解析】在t1~t2時(shí)刻

13、，單位時(shí)間內(nèi)氧氣的減少速率越來(lái)越慢，說(shuō)明酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降，A項(xiàng)正確；t3時(shí)刻，培養(yǎng)液中氧氣的含量不再發(fā)生變化，說(shuō)明酵母菌基本不再進(jìn)行有氧呼吸，此時(shí)主要進(jìn)行無(wú)氧呼吸，t1和t3產(chǎn)生CO2的速率相同，所以單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相同量的CO2，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3時(shí)，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1時(shí)快，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖示所給溫度是最適溫度，此時(shí)酶的活性最高，反應(yīng)速率最快， 因此若降低溫度，氧氣相對(duì)含量達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所需要的時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；破傷風(fēng)桿菌是一種厭氧細(xì)菌，將酵母菌改為破傷風(fēng)桿菌，不能得到類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.【答案】A 【解析】有氧呼吸吸收氧氣，

14、并且釋放二氧化碳，因此可以用O2的吸收量或CO2的釋放量作為呼吸速率的指標(biāo)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；?裝箱初期，B的呼吸速率低于A的原因是酶的活性較低，B項(xiàng)正確；比較兩條曲線，兩條曲線平行，而C的呼吸速率低于B，這可能是C還可以減少O2進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)一步降低有機(jī)物消耗，C項(xiàng)正確；常溫下呼吸消耗大量有機(jī)物導(dǎo)致6h后曲線急劇下降，保鮮處理應(yīng)在此之前，D項(xiàng)正確。 4.【答案】D 【解析】據(jù)圖分析，圖中曲線Ⅰ表示該器官進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，b點(diǎn)是無(wú)氧呼吸消失的點(diǎn)。曲線Ⅲ表示進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，曲線Ⅱ表示該器官進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2總量，A項(xiàng)B項(xiàng)正確；當(dāng)氧氣濃度為a時(shí)，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2

15、量相等。根據(jù)C6H12O6→2CO2（無(wú)氧呼吸）和C6H12O6→6CO2（有氧呼吸）可知，無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍，C項(xiàng)正確；儲(chǔ)藏種子的外界條件是低溫、干燥、低氧，當(dāng)氧濃度為a時(shí)，種子CO2釋放速率最小，消耗有機(jī)物最少，所以在其它條件適宜情況下，儲(chǔ)藏種子的氧濃度為a最佳，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5. 【答案】D 【解析】燒杯中的NaOH溶液能吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以液滴移動(dòng)的距離代表細(xì)胞呼吸消耗O2的量，因此通過(guò)裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸；用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，由于水不吸收氣體也不釋放氣體，所以液滴移動(dòng)的距離代表細(xì)胞呼吸釋放的CO2量與消耗O2量

16、的差值，如果液滴移動(dòng)說(shuō)明酵母菌進(jìn)行了無(wú)氧呼吸，如果液滴不移動(dòng)，說(shuō)明酵母菌不進(jìn)行無(wú)氧呼吸；用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，如果裝置1中液滴左移，說(shuō)明有O2的消耗，可以推斷出酵母菌進(jìn)行了有氧呼吸，裝置2中液滴右移，說(shuō)明細(xì)胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量，推斷出酵母菌還進(jìn)行了無(wú)氧呼吸；用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，由于葡萄糖作底物不可能出現(xiàn)O2的消耗量大于CO2的釋放量的情況，所以裝置2中液滴不可能向左移。 6.【答案】（1）變混濁甲快乙慢 （2）J大于 （3）二氧化碳、水 （4）①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 ②乙醇含量過(guò)高、培養(yǎng)液的pH下降 ③酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)

17、生的能量少；酵母菌種群數(shù)量增多 【解析】（1）CO2可使澄清石灰水變混濁；與乙組相比，甲組通氣培養(yǎng)，酵母菌繁殖更快，數(shù)量也多，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2更快更多，故甲組溶液中混濁變化快于乙組。（2）培養(yǎng)前期各種條件適宜，故酵母菌將呈J型增長(zhǎng)；由于乙組密封培養(yǎng)，酵母菌繁殖慢，因此培養(yǎng)中期培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量甲組大于乙組。（3）給甲組實(shí)驗(yàn)通入18O2，該氧氣參與有氧呼吸第三階段產(chǎn)生水（含有放射性）；具有放射性的水又會(huì)參與有氧呼吸的第二階段并且產(chǎn)生二氧化碳，因此二氧化碳中也會(huì)含有18O。（4）①酵母菌為兼性厭氧菌，既能進(jìn)行有氧呼吸，又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。AB段無(wú)乙醇產(chǎn)生，故在AB段酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，有氧

18、呼吸的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。②隨著培養(yǎng)時(shí)間的推移，酵母菌數(shù)量減少的原因有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有毒物質(zhì)(如乙醇)的積累和培養(yǎng)液pH的變化。③T1～T2時(shí)段，一方面，酵母菌數(shù)量多，分解掉的葡萄糖量增多；另一方面，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，因無(wú)氧呼吸釋放的能量少，故達(dá)到維持酵母菌正常生命活動(dòng)所需能量時(shí)需消耗的葡萄糖的量大大增加。 7.【答案】（1）高于低溫降低了細(xì)胞呼吸相關(guān)酶活性 （2）CO2（二氧化碳）O2（氧氣） （3）a．選取的果實(shí)成熟度還應(yīng)一致 b．每個(gè)溫度條件下至少有3個(gè)平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)（后兩空答案可調(diào)換） 【解析】（1）溫度是影響酶活性的重要因素之一，低溫下呼吸酶活性會(huì)降低。（2）果實(shí)細(xì)

19、胞呼吸必然要產(chǎn)生CO2，同時(shí)消耗O2，所以可以測(cè)定密閉容器內(nèi)這兩種氣體濃度變化來(lái)計(jì)算細(xì)胞呼吸速率。（3）分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的五大原則，為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠，一方面選取果實(shí)成熟度應(yīng)一致；另一方面是每組最好有平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 8.【答案】（1）吸收CO2右氧氣 （2）等量蒸餾水 （3）②向右移動(dòng)③向左移動(dòng)⑥不移動(dòng) 【解析】（1）NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，酵母菌開(kāi)始時(shí)進(jìn)行有氧呼吸，消耗瓶中的氧氣，故紅色液滴往右移動(dòng)。（2）設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)遵循單一變量原則和對(duì)照原則，所以對(duì)照用等量蒸餾水。（3）根據(jù)有氧呼吸總反應(yīng)式C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量 能量，氧氣與二氧化碳比例為1∶1，若只進(jìn)行有氧呼吸，可知對(duì)照組紅色液滴不移動(dòng)，消耗氧氣與產(chǎn)生二氧化碳相同（清水不吸收二氧化碳）；實(shí)驗(yàn)組紅色液滴向右移動(dòng)，原因氧氣減少，（NaOH溶液吸收二氧化碳），氣壓降低。無(wú)氧呼吸反應(yīng)式為C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量，不消耗氧氣，但產(chǎn)生二氧化碳；若只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，對(duì)照組紅色液滴向左移動(dòng)，實(shí)驗(yàn)組紅色液滴不移動(dòng)。 9