高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細(xì)胞》第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用優(yōu)秀鞏固練習(xí)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名
1.通過(guò)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，說(shuō)出細(xì)胞呼吸的類型。
2.描述線粒體適于進(jìn)行有氧呼吸的結(jié)構(gòu)，說(shuō)明有有氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)與能量的變化
目標(biāo)一、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1.實(shí)驗(yàn)原理:
酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。
2.實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)配制酵母菌培養(yǎng)液:酵母菌+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液。
(2)安裝實(shí)驗(yàn)裝置:
(3)酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)物檢測(cè):
①檢測(cè)CO2的產(chǎn)生:用澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)溶液。
②檢測(cè)酒精的產(chǎn)生:從A、B錐形瓶各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液,分別注入編號(hào)為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5 mL 溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。
3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
(1)酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。
(2)細(xì)胞呼吸產(chǎn)物:
①有氧條件:產(chǎn)生大量CO2。
②無(wú)氧條件:產(chǎn)生酒精和少量CO2。
5.判斷下列相關(guān)表述的正誤
(1)配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鮮食用酵母( × )
解析：配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，葡萄糖溶液煮沸并冷卻后再加入酵母，目的是防止高溫殺死酵母菌。
(2)如果產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變混濁，則酵母菌進(jìn)行有氧呼吸( × )
解析：酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都能產(chǎn)生二氧化碳，都能使澄清的石灰水變混濁。
(3)橙色的重鉻酸鉀溶液在堿性條件下遇酒精變?yōu)榛揖G色( × )
解析：重鉻酸鉀可檢測(cè)酒精的存在，在酸性條件下與酒精反應(yīng)呈灰綠色。
(4)將酵母菌的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)以耗盡溶液中的葡萄糖，這將更有利于酒精的檢測(cè)( √ )
任務(wù)一探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1.該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？如何設(shè)置自變量？
提示自變量是有無(wú)氧氣。有氧條件：用橡皮球(或氣泵)充氣；無(wú)氧條件：裝有酵母菌培養(yǎng)液的錐形瓶密封放置一段時(shí)間。
2.該實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？如何檢測(cè)因變量？請(qǐng)完善下表。
3.該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量有哪些？如何控制無(wú)關(guān)變量？
提示無(wú)關(guān)變量有溫度、葡萄糖溶液的濃度、酵母菌活性等。無(wú)關(guān)變量應(yīng)保持相同且適宜。
4.課外活動(dòng)小組想探究酵母菌細(xì)胞在有氧條件下的細(xì)胞呼吸情況，用如圖裝置作為備選裝置。
①該課外活動(dòng)小組應(yīng)該選用的裝置序號(hào)及正確排序是C、A、B。
②C裝置中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液有什么作用？
提示能吸收空氣中的二氧化碳，排除空氣中二氧化碳對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
5.實(shí)驗(yàn)有沒(méi)有對(duì)照組？
提示該實(shí)驗(yàn)中有氧條件和無(wú)氧條件均為實(shí)驗(yàn)組，相互對(duì)照。
1．下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃
B．實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等
C．可通過(guò)觀察澄清石灰水是否變混濁來(lái)判斷酵母菌的呼吸方式
D．實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2
解析：選C CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，A正確；在該實(shí)驗(yàn)中，溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等都屬于無(wú)關(guān)變量，無(wú)關(guān)變量需保持相同且適宜，B正確；酵母菌是兼性厭氧菌，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都有CO2生成，而CO2可使澄清石灰水變混濁，因此通過(guò)觀察澄清石灰水是否變混濁不能判斷酵母菌的呼吸方式，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2，D正確。
2．如圖是探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置，以下說(shuō)法正確的是( )
A．兩套裝置均需要在黑暗條件下進(jìn)行
B．裝置乙在Ⅱ處可檢測(cè)到有酒精生成
C．裝置乙是對(duì)照組，裝置甲是實(shí)驗(yàn)組
D．裝置甲中NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ處的CO2
解析：選B 兩套裝置均不需要在黑暗條件下進(jìn)行，A錯(cuò)誤；Ⅱ處酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，B正確；此實(shí)驗(yàn)是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有對(duì)照組，都是實(shí)驗(yàn)組，C錯(cuò)誤；裝置甲中NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，D錯(cuò)誤。
拓展延伸長(zhǎng)句特訓(xùn) 與高考接軌
（1）有同學(xué)認(rèn)為,上題裝置甲中,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 的NaOH 溶液不能完全吸收CO2 ，以致可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，探討為避免這種可能性的發(fā)生，應(yīng)采取的措施是在裝置甲中盛有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 的NaOH 溶液的錐形瓶和盛有酵母菌培養(yǎng)液的錐形瓶之間再連通一個(gè)盛有澄清石灰水的錐形瓶。
（2）交警通常使用重鉻酸鉀（酸性條件下）檢測(cè)汽車司機(jī)是否酒駕，具體做法：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸用濃硫酸處理過(guò)的重鉻酸鉀硅膠，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀就會(huì)由橙色變成灰綠色。
目標(biāo)二、有氧呼吸
1. 主要場(chǎng)所——線粒體（寫(xiě)出代表的結(jié)構(gòu)名稱）
外膜內(nèi)膜線粒體基質(zhì)
2. 化學(xué)反應(yīng)式
?C6H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+12H2O+能量。
3. 物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程
丙酮酸+[H] 線粒體基質(zhì) CO2+[H] 少量線粒體內(nèi)膜 H2O 大量
4. 能量轉(zhuǎn)化
ATP 熱能
5判斷下列相關(guān)表述的正誤
(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)( × )
解析：萄糖是有氧呼吸最常利用的物質(zhì)，但不是唯一的物質(zhì)。
(2)真核細(xì)胞都進(jìn)行有氧呼吸( × )
解析：真核細(xì)胞中哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。
(3)沒(méi)有線粒體的細(xì)胞一定不能進(jìn)行有氧呼吸( × )
解析：線粒體不是進(jìn)行有氧呼吸必需的結(jié)構(gòu)，如藍(lán)細(xì)菌(原核生物)無(wú)線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸。
(4)有氧呼吸的實(shí)質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并且釋放大量能量的過(guò)程( × )
解析：葡萄糖不能在線粒體中氧化分解，需要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能進(jìn)入線粒體中進(jìn)一步分解。
任務(wù)二分析有氧呼吸的過(guò)程
1．有氧呼吸場(chǎng)所分析
資料一科學(xué)家提取了新鮮的動(dòng)物肝臟組織，研磨離心后獲取了細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(作為A組)和線粒體(作為B組)以及細(xì)胞勻漿(其中既有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)又有線粒體，作為C組)。分別向三組材料中加入等量的葡萄糖，檢測(cè)葡萄糖的含量的變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。從圖中你能夠得出有氧呼吸的場(chǎng)所在哪里嗎？
提示葡萄糖可以在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解；葡萄糖不能在線粒體中直接分解；線粒體促進(jìn)了葡萄糖的分解。
2．有氧呼吸第一階段分析
(1)閱讀下列資料，回答細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)為葡萄糖的分解提供了什么物質(zhì)？
資料二科學(xué)家發(fā)現(xiàn)酵母汁液(主要成分是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))能夠發(fā)酵(分解)葡萄糖，但將酵母汁液加熱到50 ℃以上，便會(huì)失效。酵母汁液經(jīng)過(guò)透析(除去小分子物質(zhì))以后，也失去了發(fā)酵能力。
提示提供了酶和小分子物質(zhì)。
(2)閱讀拓展資料：
資料三細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的一種小分子物質(zhì)——NAD＋(氧化型輔酶Ⅰ )，實(shí)際上是電子和氫離子的載體，能夠與葡萄糖氧化過(guò)程中脫下來(lái)的氫離子和電子結(jié)合，形成NADH(還原型輔酶 Ⅰ)。NADH在后續(xù)的反應(yīng)中還會(huì)解離出電子和氫離子，使得電子和氫離子能夠繼續(xù)用于后續(xù)的反應(yīng)。而NAD＋則可以重新結(jié)合新的電子和氫離子。由于NADH攜帶了電子和氫離子，因此具有較強(qiáng)的還原性，通常可以把它簡(jiǎn)化為[H]。
請(qǐng)完善下面有氧呼吸第一階段圖解。
3．有氧呼吸第二階段分析
(1)資料四丙酮酸在線粒體中氧化分解生成CO2和H2O。20世紀(jì)30年代，克雷布斯等科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，向鴿子胸肌懸浮液中加入少量草酰乙酸(C4H4O5)或蘋(píng)果酸(C4H6O5)，都能大大提高丙酮酸的氧化分解速率。
根據(jù)以上資料分析，草酰乙酸或蘋(píng)果酸是否是丙酮酸分解的中間產(chǎn)物？
提示不是，因?yàn)槿绻蒗Ｒ宜峄蛱O(píng)果酸是丙酮酸分解的中間產(chǎn)物，那么外加的草酰乙酸和蘋(píng)果酸都能夠與丙酮酸分解產(chǎn)生的草酰乙酸和蘋(píng)果酸競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合相應(yīng)的酶，應(yīng)該會(huì)降低丙酮酸的分解速率，而不是大大的提高丙酮酸的氧化分解速率。
(2)請(qǐng)結(jié)合資料，完善有氧呼吸第二階段的簡(jiǎn)化圖解。
資料五有氧呼吸第二階段圖解
簡(jiǎn)化圖解
4．有氧呼吸第三階段分析
有氧呼吸第三階段的特點(diǎn)有：[H]和O2參與反應(yīng)，產(chǎn)生大量ATP，場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜。
(1)請(qǐng)結(jié)合資料六，分析O2的消耗和ATP的生成是否是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？
資料六 ①線粒體內(nèi)膜兩側(cè)有H＋濃度差；②有一種能破壞這種濃度差的藥物，可以使線粒體產(chǎn)生大量熱量，也消耗氧氣，但不生成ATP。
提示上述資料說(shuō)明O2的消耗和ATP的生成是兩個(gè)過(guò)程，H＋濃度可能起到將兩個(gè)過(guò)程連接起來(lái)的作用。
(2)請(qǐng)結(jié)合資料七，完善有氧呼吸第三階段反應(yīng)的簡(jiǎn)化圖解。
資料七有氧呼吸的第三階段的反應(yīng)主要有兩方面：一方面前兩階段產(chǎn)生[H]在線粒體基質(zhì)分離為電子和氫離子，電子在線粒體內(nèi)膜的蛋白復(fù)合體之間進(jìn)行傳遞，傳遞過(guò)程中將氫離子由線粒體基質(zhì)泵入膜間隙，使得膜間隙的氫離子濃度更高，電子失去能量后跟氫離子和氧氣結(jié)合生成了水；另一方面，氫離子順著濃度梯度又由膜間隙流回到線粒體基質(zhì)，同時(shí)推動(dòng)ATP合成酶合成ATP。
簡(jiǎn)化圖解
5．寫(xiě)出有氧呼吸總反應(yīng)方程式并標(biāo)注反應(yīng)物：葡萄糖、氧氣、水中的氧的去向。
提示
1．有氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中的能量經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)逐步釋放。其中第一階段能量的去向不包括( )
A．以熱能形式散失 B．儲(chǔ)存在ATP中
C．轉(zhuǎn)移到H2O中 D．儲(chǔ)存在丙酮酸中
解析：選C 有氧呼吸第一階段能量的去向包括以熱能形式散失、儲(chǔ)存在ATP中、儲(chǔ)存在丙酮酸中，H2O是第二階段的反應(yīng)物和第三階段的產(chǎn)物，第一階段的能量不能轉(zhuǎn)移到H2O中。
2．提取鼠肝細(xì)胞的線粒體作為實(shí)驗(yàn)材料，向盛有線粒體的試管中注入丙酮酸時(shí)，測(cè)得氧的消耗量較大；當(dāng)注入葡萄糖時(shí)，測(cè)得氧的消耗量較小，同時(shí)注入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葡萄糖時(shí)，氧消耗量又較大。下列敘述與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合的是( )
A．有氧呼吸中，線粒體內(nèi)進(jìn)行的是第二、三階段
B．在線粒體內(nèi)能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖
C．葡萄糖只能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)被分解成丙酮酸
D．水是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成的
解析：選D 由題意可知，向盛有線粒體的試管中注入丙酮酸時(shí)，氧的消耗量較大，說(shuō)明丙酮酸和氧參與的第二、三階段在線粒體內(nèi)進(jìn)行，A正確；由題干信息“當(dāng)注入葡萄糖時(shí)，測(cè)得氧的消耗量較小，同時(shí)注入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和葡萄糖時(shí)，氧消耗量又較大”，說(shuō)明葡萄糖只能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)被分解成丙酮酸，且線粒體內(nèi)能分解丙酮酸，不能分解葡萄糖，B、C正確；水在線粒體內(nèi)膜生成，D錯(cuò)誤。
3．關(guān)于同位素標(biāo)記法研究動(dòng)物體細(xì)胞有氧呼吸的過(guò)程，下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A．用18O標(biāo)記葡萄糖，產(chǎn)物H2O中能檢測(cè)到放射性
B．用18O標(biāo)記氧氣，能檢測(cè)到的產(chǎn)物有Heq \\al(18,2)O和C18O2
C．用14C標(biāo)記葡萄糖，產(chǎn)物CO2中能檢測(cè)到放射性
D．用14C標(biāo)記葡萄糖，在線粒體中能檢測(cè)到放射性
解析：選A 用18O標(biāo)記葡萄糖，在有氧呼吸過(guò)程中，葡萄糖中的18O進(jìn)入CO2，不進(jìn)入H2O，H2O中的氧來(lái)源于O2，因此產(chǎn)物CO2能檢測(cè)到放射性，產(chǎn)物H2O中不能檢測(cè)到放射性，A錯(cuò)誤；O2參與有氧呼吸第三階段形成H2O，用18O標(biāo)記O2，產(chǎn)物Heq \\al(18,2)O中能檢測(cè)到放射性，Heq \\al(18,2)O參與有氧呼吸第二階段，其場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)，形成產(chǎn)物C18O2，因此在線粒體基質(zhì)形成的產(chǎn)物C18O2中也能檢測(cè)到放射性，B正確；用14C標(biāo)記葡萄糖，葡萄糖中的14C進(jìn)入有氧呼吸產(chǎn)生CO2中，場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)，故在線粒體中能檢測(cè)到放射性，C、D正確。
條件
澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的速度
重鉻酸鉀-濃硫酸溶液的變化
甲組
(有氧)
變渾濁/快
1號(hào)試管:無(wú)顏色變化
乙組
(無(wú)氧)
變渾濁/慢
2號(hào)試管:出現(xiàn)灰綠色
因變量
檢測(cè)方法
CO2產(chǎn)生的多少
澄清石灰水變混濁的程度
溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃的時(shí)間長(zhǎng)短
是否有酒精產(chǎn)生
橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下可與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使溶液變成灰綠色?？赏ㄟ^(guò)觀察溶液顏色是否變化來(lái)確定
A組
B組
C組
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
線粒體
細(xì)胞勻漿
加入等量葡萄糖

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