2020届高三生物 精准培优专练五 细胞呼吸的实验探究（含解析）

细胞呼吸的实验探究一、“密闭容器法”进行细胞呼吸的实验探究应用1细胞有氧呼吸速率的测定典例1如图为测定细胞代谢相关速率的实验装置。下列叙述正确的是()A测定植株的呼吸速率时，应在黑暗条件下进行B测定植株的呼吸速率时，小烧杯的液体应为清水C直接测定植株总光合速率时，小烧杯的液体应为NaHCO3溶液D测定植株的净光合速率时，应在光下进行，且小烧杯的液体应为NaOH溶液应用2生物呼吸类型的判断典例2如图为探究酵母菌呼吸作用类型的装置图，实验中微生物均有活性。假设环境因素对本实验无影响，下列表述正确的是（）A装置1中液滴左移，装置2中液滴不移动说明酵母菌只进行了无氧呼吸B装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，明酵母菌只进行了有氧呼吸C将酵母菌替换成乳酸菌，装置1中液滴不移动，装置2中液滴不移动D将酵母菌替换为乳酸菌，装置1中液滴左移，装置2中液滴右移二、对点增分集训1从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体，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2为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析正确的是（）At1t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降Bt3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时慢C若适当降低温度培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D若将酵母菌改为破伤风杆菌，也可能得到类似的实验结果3某兴趣小组研究绿竹笋的保鲜方法，将新采摘的绿竹笋做如下图所示处理后，用一定浓度的壳聚糖涂膜，再将其装箱。每种处理取3株竹笋，测其呼吸速率。下列有关叙述不正确的是（）A可以用O2的释放量或CO2的吸收量作为呼吸速率的指标B装箱初期，B的呼吸速率低于A的原因是酶的活性较低C与B相比，C还可以减少O2进入细胞，进一步降低有机物消耗D常温下呼吸消耗大量有机物导致6 h后曲线急剧下降，保鲜处理应在此之前4科研小组探究某高等植物的非绿色器官细胞呼吸与氧浓度的关系，实验结果如下图所示。下列叙述不正确的是（）A曲线表示该器官进行无氧呼吸产生的CO2量，b点是无氧呼吸消失的点B曲线表示该器官进行有氧呼吸产生的CO2量C当氧气浓度为a时，该器官无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍D若该非绿色器官是种子，则在其它条件适宜情况下，储藏种子的氧浓度为b最佳5如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置（酵母菌利用葡萄糖作为能源物质），下列有关实验装置和结果的分析，错误的是（）A通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸B用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸C用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸D用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移6某科研小组培养酵母菌并探究其呼吸方式和种群数量的变化，设置两组实验，甲组通气培养，乙组密封培养。请回答下有关问题：（1）检测两组实验CO2的产生情况，把甲组和乙组实验的排气管分别通入两瓶石灰水溶液中，两瓶检测液出现的共同现象是，不同之处是_。（2）检测两组实验酵母菌的数量，培养前期各种条件适宜，甲组培养液中酵母菌细胞数量呈_型增长，培养中期培养液中酵母菌的数量甲组_乙组。（3）给甲组实验通入18O2，酵母菌呼吸作用产生的物质中，含18O的是_。（4）右图为不同培养阶段酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线：曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是_；曲线BC段酵母菌呼吸的方式为_。酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，还有。在T1T2时段，单位时间内酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有_。7蓝莓被誉为“浆果之王”，不仅具有良好的营养保健作用，还具有防止脑神经老化、强心、增强人机体免疫等功能，是世界粮农组织推荐的五大健康水果之一。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CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。（1）由图可知，25条件下果实的CO2生成速率（填“低于”“等于”“高于”） 0.5条件下果实的CO2生成速率，主要原因是。（2）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_浓度的变化来计算呼吸速率。（3）某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：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。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CO2浓度。记录实验数据并计算CO2生成速率。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。8下图是探究酵母菌细胞呼吸类型的装置示意图（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），请回答：（1）NaOH溶液的作用是_。实验进行中，可观察到红色液滴往_移动，这是由于瓶内_（气体）减少所致。（2）为确定酵母菌的呼吸类型，还必须同时设置对照组，则对照组除用_代替NaOH溶液外，其他设计与该组（实验组）装置相同。（3）以下是设置对照组后预期的结果及结论，请用词语“向右移动”“向左移动”“不移动”补充完整：红色液滴移动方向结论对照组实验组不移动_酵母菌只进行有氧呼吸_向右移动酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸向左移动_酵母菌只进行无氧呼吸参考答案一、“密闭容器法”进行细胞呼吸的实验探究典例1【答案】A【解析】如果要测定植株的呼吸速率，为排除光合作用的影响，实验装置应置于黑暗条件下，烧杯内的液体应为NaOH，A正确，B错误；如果要测定实际光合速率，则需要分别测定净光合速率和呼吸速率，测呼吸速率时烧杯内的液体应为NaOH，测净光合速率时烧杯内的液体应为NaHCO3，C、D错误。典例2【答案】C【解析】装置1中NaOH溶液可以吸收装置内的CO2，则装置内气体变化只是由O2体积变化引起；装置2中清水对气体没有影响，则装置内气体变化是由O2、CO2变化共同引起的。酵母菌只进行有氧呼吸时，消耗O2，放出等量的CO2，即装置1中液滴左移，装置2中液滴不移动；只进行无氧呼吸时，不消耗O2放出CO2，则装置1中液滴不移动，装置2中液滴右移。若酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则装置1中液滴左移，装置2中液滴右移。将图中酵母菌替换成乳酸菌后，乳酸菌只进行无氧呼吸，且呼吸产物没有CO2，即乳酸菌既不消耗氧也不产生CO2，则装置1中和装置2中液滴均不移动。综上所述，ABD错误，C正确。故选C。二、对点增分集训1.【答案】D【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。2.【答案】A【解析】在t1t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A项正确；t3时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生CO2的速率相同，所以单位时间内产生相同量的CO2，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快，B项错误；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C项错误；破伤风杆菌是一种厌氧细菌，将酵母菌改为破伤风杆菌，不能得到类似的实验结果，D项错误。3.【答案】A【解析】有氧呼吸吸收氧气，并且释放二氧化碳，因此可以用O2的吸收量或CO2的释放量作为呼吸速率的指标，A项错误；装箱初期，B的呼吸速率低于A的原因是酶的活性较低，B项正确；比较两条曲线，两条曲线平行，而C的呼吸速率低于B，这可能是C还可以减少O2进入细胞，进一步降低有机物消耗，C项正确；常温下呼吸消耗大量有机物导致6h后曲线急剧下降，保鲜处理应在此之前，D项正确。4.【答案】D【解析】据图分析，图中曲线表示该器官进行无氧呼吸产生的CO2量，b点是无氧呼吸消失的点。曲线表示进行有氧呼吸产生的CO2量，曲线表示该器官进行细胞呼吸产生的CO2总量，A项B项正确；当氧气浓度为a时，有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2量相等。根据C6H12O62CO2（无氧呼吸）和C6H12O66CO2（有氧呼吸）可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的3倍，C项正确；储藏种子的外界条件是低温、干燥、低氧，当氧浓度为a时，种子CO2释放速率最小，消耗有机物最少，所以在其它条件适宜情况下，储藏种子的氧浓度为a最佳，D项错误。5. 【答案】D【解析】烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的CO2，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的量，因此通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的CO2量与消耗O2量的差值，如果液滴移动说明酵母菌进行了无氧呼吸，如果液滴不移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸；用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，说明有O2的消耗，可以推断出酵母菌进行了有氧呼吸，装置2中液滴右移，说明细胞呼吸释放的CO2量多于O2的消耗量，推断出酵母菌还进行了无氧呼吸；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于葡萄糖作底物不可能出现O2的消耗量大于CO2的释放量的情况，所以装置2中液滴不可能向左移。6.【答案】（1）变混浊甲快乙慢（2）J大于（3）二氧化碳、水（4）细胞质基质和线粒体有氧呼吸和无氧呼吸乙醇含量过高、培养液的pH下降酵母菌进行无氧呼吸，产生的能量少；酵母菌种群数量增多【解析】（1）CO2可使澄清石灰水变混浊；与乙组相比，甲组通气培养，酵母菌繁殖更快，数量也多，细胞呼吸产生的CO2更快更多，故甲组溶液中混浊变化快于乙组。（2）培养前期各种条件适宜，故酵母菌将呈J型增长；由于乙组密封培养，酵母菌繁殖慢，因此培养中期培养液中酵母菌的数量甲组大于乙组。（3）给甲组实验通入18O2，该氧气参与有氧呼吸第三阶段产生水（含有放射性）；具有放射性的水又会参与有氧呼吸的第二阶段并且产生二氧化碳，因此二氧化碳中也会含有18O。（4）酵母菌为兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。AB段无乙醇产生，故在AB段酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。随着培养时间的推移，酵母菌数量减少的原因有营养物质的消耗、有毒物质(如乙醇)的积累和培养液pH的变化。T1T2时段，一方面，酵母菌数量多，分解掉的葡萄糖量增多；另一方面，酵母菌进行无氧呼吸，因无氧呼吸释放的能量少，故达到维持酵母菌正常生命活动所需能量时需消耗的葡萄糖的量大大增加。7.【答案】（1）高于低温降低了细胞呼吸相关酶活性（2）CO2（二氧化碳）O2（氧气）（3）a选取的果实成熟度还应一致b每个温度条件下至少有3个平行重复实验（后两空答案可调换）【解析】（1）温度是影响酶活性的重要因素之一，低温下呼吸酶活性会降低。（2）果实细胞呼吸必然要产生CO2，同时消耗O2，所以可以测定密闭容器内这两种气体浓度变化来计算细胞呼吸速率。（3）分析实验设计思路，结合实验设计的五大原则，为了使实验结果更可靠，一方面选取果实成熟度应一致；另一方面是每组最好有平行重复实验。8.【答案】（1）吸收CO2右氧气（2）等量蒸馏水（3）向右移动向左移动不移动【解析】（1）NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，酵母菌开始时进行有氧呼吸，消耗瓶中的氧气，故红色液滴往右移动。（2）设置对照实验遵循单一变量原则和对照原则，所以对照用等量蒸馏水。（3）根据有氧呼吸总反应式C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量，氧气与二氧化碳比例为11，若只进行有氧呼吸，可知对照组红色液滴不移动，消耗氧气与产生二氧化碳相同（清水不吸收二氧化碳）；实验组红色液滴向右移动，原因氧气减少，（NaOH溶液吸收二氧化碳），气压降低。无氧呼吸反应式为C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量，不消耗氧气，但产生二氧化碳；若只进行无氧呼吸，对照组红色液滴向左移动，实验组红色液滴不移动。9