2020屆高三生物 精準培優(yōu)專練五 細胞呼吸的實驗探究（含解析）

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1、細胞呼吸的實驗探究 一、“密閉容器法”進行細胞呼吸的實驗探究 應用1．細胞有氧呼吸速率的測定 典例1．如圖為測定細胞代謝相關速率的實驗裝置。下列敘述正確的是(　　) A．測定植株的呼吸速率時，應在黑暗條件下進行 B．測定植株的呼吸速率時，小燒杯的液體應為清水 C．直接測定植株總光合速率時，小燒杯的液體應為NaHCO3溶液 D．測定植株的凈光合速率時，應在光下進行，且小燒杯的液體應為NaOH溶液 應用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，實驗中微生物均有活性。假設環(huán)境因素對本實驗無影響，下列表述正確的是（） A．裝置1中液滴左移，裝

2、置2中液滴不移動說明酵母菌只進行了無氧呼吸 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，裝置2中液滴不移動 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、對點增分集訓 1．從小鼠的肝細胞中提取細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，分別保存于試管中，置于適宜環(huán)境中進行相關實驗。下列說法正確的是(　　) A．為保持活性應將提取出的線粒體置于清水中保存 B．向盛有細胞質(zhì)基質(zhì)的試管中注入葡萄糖，可測得有CO2產(chǎn)生 C．向盛有線粒體的試管中注入葡萄糖，可測得氧的消耗量加大 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相對含量變化見下圖。下列有關分析正確的是（） A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降 B．t3時，培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時慢 C．若適當降低溫度培養(yǎng)，O2相對含量達到穩(wěn)定所需時間會縮短 D．若將酵母菌改為破傷風桿菌，也可能得到類似的實驗結(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

4、其呼吸速率。下列有關敘述不正確的是（） A．可以用O2的釋放量或CO2的吸收量作為呼吸速率的指標 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進入細胞，進一步降低有機物消耗 D．常溫下呼吸消耗大量有機物導致6 h后曲線急劇下降，保鮮處理應在此之前 4．科研小組探究某高等植物的非綠色器官細胞呼吸與氧濃度的關系，實驗結(jié)果如下圖 所示。下列敘述不正確的是（） A．曲線Ⅰ表示該器官進行無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，b點是無氧呼吸消失的點 B．曲線Ⅲ表示該器官進行有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量 C．當氧氣濃度為a時，該器官無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，儲藏種子的氧濃度為b最佳 5．如圖是某研究性學習小組為了探究酵母菌的細胞呼吸類型而設計的實驗裝置（酵母菌利用葡萄糖作為能源物質(zhì)），下列有關實驗裝置和結(jié)果的分析，錯誤的是（　?。? A．通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸 B．用水代替NaOH溶液設置裝置2，通過裝置2液滴的移動情況可以探究出酵母菌是否進行無氧呼吸 C．用水代替NaOH溶液設置裝置2，如果裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移，說明酵母菌既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸 D．用水代替NaOH溶液設置裝置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，設置兩組實驗，甲組通氣培養(yǎng)，乙組密封培養(yǎng)。請回答下有關問題： （1）檢測兩組實驗CO2的產(chǎn)生情況，把甲組和乙組實驗的排氣管分別通入兩瓶石灰水溶液中，兩瓶檢測液出現(xiàn)的共同現(xiàn)象是，不同之處是_______________。 （2）檢測兩組實驗酵母菌的數(shù)量，培養(yǎng)前期各種條件適宜，甲組培養(yǎng)液中酵母菌細胞 數(shù)量呈_____型增長，培養(yǎng)中期培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量甲組__________乙組。 （3）給甲組實驗通入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)生的場所是____________；曲線BC段酵母菌呼吸的方式為__________。 ②酵母菌種群數(shù)量從C點開始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，還有。 ③在T1～T2時段，單位時間內(nèi)酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有__________ __________________。 7．藍莓被譽為“漿果之王”，不僅具有良好的營養(yǎng)保健作用，還具有防止腦神經(jīng)老化、強心、增強人機體免疫等功能，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)藍莓果實的CO2生成

8、速率的變化，結(jié)果見圖1和圖2。 （1）由圖可知，25℃條件下果實的CO2生成速率（填“低于”“等于”“高于”） 0.5℃條件下果實的CO2生成速率，主要原因是。 （2）隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內(nèi)的________濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸。該實驗還可以通過檢測_________濃度的變化來計算呼吸速率。 （3）某同學擬驗證上述實驗結(jié)果，設計如下方案： ①稱取兩等份同一品種的藍莓果實，分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內(nèi)，然后密封。 ②將甲、乙瓶分別置于25℃和0.5℃條件下儲存，每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。 ③記錄實驗數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。 為使實

9、驗結(jié)果更可靠，請給出兩條建議，以完善上述實驗方案（不考慮溫度因素）。 a．； b．。 8．下圖是探究酵母菌細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），請回答： （1）NaOH溶液的作用是__________________。實驗進行中，可觀察到紅色液滴往______移動，這是由于瓶內(nèi)______（氣體）減少所致。 （2）為確定酵母菌的呼吸類型，還必須同時設置對照組，則對照組除用_______代替NaOH溶液外，其他設計與該組（實驗組）裝置相同。 （3）以下是設置對照組后預期的結(jié)果及結(jié)論，請用詞語“向右移動”“向左移動”“不移動”補充完整： 紅色液滴移動方

10、向 結(jié)論 對照組 實驗組 ①不移動 ②___________ 酵母菌只進行有氧呼吸 ③___________ ④向右移動 酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸 ⑤向左移動 ⑥___________ 酵母菌只進行無氧呼吸 參考答案 一、“密閉容器法”進行細胞呼吸的實驗探究 典例1．【答案】A 【解析】如果要測定植株的呼吸速率，為排除光合作用的影響，實驗裝置應置于黑暗條件下，燒杯內(nèi)的液體應為NaOH，A正確，B錯誤；如果要測定實際光合速率，則需要分別測定凈光合速率和呼吸速率，測呼吸速率時燒杯內(nèi)的液體應為N

11、aOH，測凈光合速率時燒杯內(nèi)的液體應為NaHCO3，C、D錯誤。 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中清水對氣體沒有影響，則裝置內(nèi)氣體變化是由O2、CO2變化共同引起的。酵母菌只進行有氧呼吸時，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；只進行無氧呼吸時，不消耗O2放出CO2，則裝置1中液滴不移動，裝置2中液滴右移。若酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，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，乳酸菌只進行無氧呼吸，且呼吸產(chǎn)物沒有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。綜上所述，ABD錯誤，C正確。故選C。 二、對點增分集訓 1.【答案】D 【解析】為保持活性應將提取出的線粒體置于生理鹽水中保存，A錯誤；向盛有細胞質(zhì)基質(zhì)的試管中注入葡萄糖，可能發(fā)生無氧呼吸過程，產(chǎn)生的是乳酸，沒有CO2的產(chǎn)生，B錯誤；向盛有線粒體的試管中注入葡萄糖，而葡萄糖的分解發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，線粒體不能利用葡萄糖，因此沒有氧氣的消耗，C錯誤；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時刻

13、，單位時間內(nèi)氧氣的減少速率越來越慢，說明酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降，A項正確；t3時刻，培養(yǎng)液中氧氣的含量不再發(fā)生變化，說明酵母菌基本不再進行有氧呼吸，此時主要進行無氧呼吸，t1和t3產(chǎn)生CO2的速率相同，所以單位時間內(nèi)產(chǎn)生相同量的CO2，無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3時，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1時快，B項錯誤；圖示所給溫度是最適溫度，此時酶的活性最高，反應速率最快， 因此若降低溫度，氧氣相對含量達到穩(wěn)定時所需要的時間會變長，C項錯誤；破傷風桿菌是一種厭氧細菌，將酵母菌改為破傷風桿菌，不能得到類似的實驗結(jié)果，D項錯誤。 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，A項錯誤；?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進入細胞，進一步降低有機物消耗，C項正確；常溫下呼吸消耗大量有機物導致6h后曲線急劇下降，保鮮處理應在此之前，D項正確。 4.【答案】D 【解析】據(jù)圖分析，圖中曲線Ⅰ表示該器官進行無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，b點是無氧呼吸消失的點。曲線Ⅲ表示進行有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，曲線Ⅱ表示該器官進行細胞呼吸產(chǎn)生的CO2總量，A項B項正確；當氧氣濃度為a時，有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2

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

16、的差值，如果液滴移動說明酵母菌進行了無氧呼吸，如果液滴不移動，說明酵母菌不進行無氧呼吸；用水代替NaOH溶液設置裝置2，如果裝置1中液滴左移，說明有O2的消耗，可以推斷出酵母菌進行了有氧呼吸，裝置2中液滴右移，說明細胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量，推斷出酵母菌還進行了無氧呼吸；用水代替NaOH溶液設置裝置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細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體有氧呼吸和無氧呼吸 ②乙醇含量過高、培養(yǎng)液的pH下降 ③酵母菌進行無氧呼吸，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；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）給甲組實驗通入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含有18O。（4）①酵母菌為兼性厭氧菌，既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸。AB段無乙醇產(chǎn)生，故在AB段酵母菌只進行有氧呼吸，有氧

18、呼吸的場所為細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。②隨著培養(yǎng)時間的推移，酵母菌數(shù)量減少的原因有營養(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，酵母菌進行無氧呼吸，因無氧呼吸釋放的能量少，故達到維持酵母菌正常生命活動所需能量時需消耗的葡萄糖的量大大增加。 7.【答案】（1）高于低溫降低了細胞呼吸相關酶活性 （2）CO2（二氧化碳）O2（氧氣） （3）a．選取的果實成熟度還應一致 b．每個溫度條件下至少有3個平行重復實驗（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降低。（2）果實細

19、胞呼吸必然要產(chǎn)生CO2，同時消耗O2，所以可以測定密閉容器內(nèi)這兩種氣體濃度變化來計算細胞呼吸速率。（3）分析實驗設計思路，結(jié)合實驗設計的五大原則，為了使實驗結(jié)果更可靠，一方面選取果實成熟度應一致；另一方面是每組最好有平行重復實驗。 8.【答案】（1）吸收CO2右氧氣 （2）等量蒸餾水 （3）②向右移動③向左移動⑥不移動 【解析】（1）NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，酵母菌開始時進行有氧呼吸，消耗瓶中的氧氣，故紅色液滴往右移動。（2）設置對照實驗遵循單一變量原則和對照原則，所以對照用等量蒸餾水。（3）根據(jù)有氧呼吸總反應式C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量 能量，氧氣與二氧化碳比例為1∶1，若只進行有氧呼吸，可知對照組紅色液滴不移動，消耗氧氣與產(chǎn)生二氧化碳相同（清水不吸收二氧化碳）；實驗組紅色液滴向右移動，原因氧氣減少，（NaOH溶液吸收二氧化碳），氣壓降低。無氧呼吸反應式為C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量，不消耗氧氣，但產(chǎn)生二氧化碳；若只進行無氧呼吸，對照組紅色液滴向左移動，實驗組紅色液滴不移動。 9