5.3 细胞呼吸的原理和应用（分层练）2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

**基本信息** 练习围绕细胞呼吸四核心知识点，通过基础选择与综合填空分层设计，覆盖理解、应用、探究能力，强化生命观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础理解|单一知识点直接考查|1-4题考查实验无关变量、呼吸过程物质与场所，强化结构与功能观| |综合应用|多知识点结合与图表分析|5-9题涉及曲线表格分析、原理应用辨析，培养科学思维与分析能力| |拓展探究|实验设计与实际情境探究|第10题结合运动情境考查呼吸阶段、能量变化及实验设计，体现探究实践|

第三节 细胞呼吸的原理和应用 学科网（北京）股份有限公司 知识点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是( ) A.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液的浓度及体积等 B.通过设置有氧（对照组）和无氧（实验组）的对照，可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响 C.酵母菌培养液产生的CO2通入溴麝香草酚蓝溶液，溶液变黄时间越短说明CO2产生越多 D.酸性重铬酸钾不仅能与酒精发生反应，也能与葡萄糖发生反应 2.某同学用甲、乙两组图示装置探究酵母菌细胞呼吸方式，甲组a、b、c三个阀门均开启，乙组只开启b、c，相关实验材料和试剂含量均充足。下列叙述错误的是( ) A.甲、乙两组均为实验组，两者形成相互对照 B.两组装置右侧溶液颜色均可由蓝变绿再变黄 C.若要减慢供氧，甲组装置左侧可换为等体积的3.5%FeCl3和H2O2溶液 D.取乙组酵母菌培养液加酸性重铬酸钾溶液，若变色说明产生了酒精 知识点二 有氧呼吸和无氧呼吸 3.如图表示酵母菌细胞呼吸过程，其中A～E表示物质，①～④表示过程。下列叙述错误的是( ) A.①②过程分别发生在线粒体基质和线粒体内膜中 B.③④过程分别发生在细胞质基质和线粒体基质中 C.A、B、C、D分别代表水、二氧化碳、NADH和氧气 D.图中①②④过程可表示酵母菌的有氧呼吸途径 4.下列有关真核生物细胞呼吸的叙述，错误的是( ) A.无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段 B.无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体 C.有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质 D.有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中 知识点三 影响细胞呼吸的因素 5.下图为某植物非绿色器官在不同O2浓度下CO2释放量与O2吸收量变化曲线，曲线体现有氧呼吸、无氧呼吸随氧气浓度的动态变化规律。下列关于细胞呼吸的情境分析正确的是( ) A.氧气浓度为0时，该器官只进行无氧呼吸，产生的CO2全部来自细胞质基质 B.随着氧气浓度升高，无氧呼吸强度持续增强，有氧呼吸强度先增后减 C.当CO2释放量等于O2吸收量时，该器官只进行有氧呼吸，无无氧呼吸 D.低氧环境下保存该植物器官，应选择无氧呼吸最强的氧气浓度，减少有机物消耗 6.科研人员探究温度对酵母菌细胞呼吸的影响，设置4个温度梯度，测定相同时间内酵母菌CO2释放量和O2吸收量，结果如下表。已知酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸均可产生CO2，下列分析正确的是( ) 温度(℃) O2吸收量(mol) CO2释放量(mol) 10 0.2 0.3 20 0.5 0.8 30 1.0 1.2 40 0.4 0.6 A.10~30℃范围内，酵母菌有氧呼吸强度随温度升高持续增强 B.40℃时酵母菌呼吸酶活性降低，有氧、无氧呼吸均受抑制 C.20℃时酵母菌无氧呼吸产生的CO2量多于有氧呼吸 D.实验证明温度越高，酵母菌细胞呼吸速率越强 知识点四 细胞呼吸原理的应用 7.细胞呼吸原理在生产和生活中的应用非常广泛。下列有关细胞呼吸原理应用的说法，错误的是( ) A.包扎伤口时，使用不透气的敷料可能会导致厌氧菌感染 B.农业生产中定期排水晒田，可避免水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂 C.酿造葡萄酒时，控制通气更利于酵母菌的繁殖和发酵 D.袋装酸奶储存不当发生胀袋，是乳酸菌发酵的结果 8.细胞呼吸原理在我们的生产、生活中应用广泛，下列相关叙述错误的是( ) A.适当降低温度和氧浓度，有利于果蔬储藏 B.施肥的同时结合松土，有利于根吸收无机盐离子 C.用透气的纱布包扎伤口，可抑制厌氧菌的大量繁殖 D.过期的酸奶出现胀袋是因为乳酸菌发酵产生了CO2 9.Crabtree效应具体表现为当酿酒酵母胞外葡萄糖的质量浓度大于0.15g/L时，即使氧气供应充足，酿酒酵母依然会发酵积累乙醇。在细胞呼吸过程中，丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，生成CO2和乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶的作用下生成乙醇；丙酮酸脱氢酶复合体则催化丙酮酸生成CO2和NADH。下列说法错误的是( ) A.发生Crabtree效应的酿酒酵母的繁殖速率在短期内可能会受到抑制 B.丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶参与的代谢途径中没有NADH生成 C.丙酮酸脱氢酶复合体在酿酒酵母中起催化作用的场所是细胞质基质 D.酿酒酵母可能通过调节酶的活性来适应外界葡萄糖浓度的变化 10.体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能,如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌细胞除进行有氧呼吸外,还会进行无氧呼吸,如短跑等。如图为有氧呼吸的某个阶段的示意图回答下列问题。 （1）图示过程是有氧呼吸的第________阶段人在短跑时，产生CO2的具体部位是_______，产生[H]的具体部位是_______________，有氧呼吸过程中的能量变化是________________。而人在慢跑时，消耗的O2在细胞呼吸中的用途是______________________。 （2）据图可知，H+沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动某物质（A）合成ATP，则A为________________。有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H+的通透性，使得H+回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康，具体危害是___________________________（写出一点即可）。 （3）有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化产生的，从能量的角度分析，与无氧呼吸相比，有氧呼吸能够_____________________，其在进化地位上更为高等。 （4）为探究不同运动强度（高运动强度、中运动强度、低运动强度）下细胞呼吸的方式及其速率，设计了相关实验，大体实验思路如下：让同一个体分别在三种不同运动强度（高、中、低）下运动相同一段时间后，测定相关指标数据。测定的指标为_____________。 答案以及解析 1.答案：B 解析：A(√)该实验自变量是有无氧气，温度、pH、培养液的浓度及体积属于无关变量，应保持相同且适宜；B（×）在该实验中所设置的有氧组和无氧组都是实验组，该实验属于对比实验，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响；C(√)酵母菌细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，变黄时间越短说明CO2产生越多；D(√)酸性重铬酸钾与乙醇发生反应，变成灰绿色，葡萄糖也可与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。 2.答案：D 解析：A、该实验属于对比实验，甲组为有氧呼吸组、乙组为无氧呼吸组，二者均为实验组，互为相互对照，A正确； B、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此两组右侧溶液均可出现该颜色变化，B正确； C、肝脏研磨液中含有H2O2酶，其催化效率高于FeCl3溶液，因此左边注射器换为等体积的3.5%FeCl3和H2O2溶液放氧气会更缓慢，C正确； D、本实验中酵母菌培养液中的葡萄糖是足量的，由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，因此取培养液与酸性重铬酸钾溶液反应，若变色不能说明产生酒精，D错误。 3.答案：A 解析：A.据图分析，①②④过程分别可表示酵母菌的有氧呼吸第一、三、二过程，①③可表示酵母菌的无氧呼吸第一、二过程。①②过程分别发生在细胞质基质和线粒体内膜中，A错误； B.③过程是无氧呼吸第二阶段，在细胞质基质中，丙酮酸分解产生酒精和二氧化碳，所以该过程发生在细胞质基质。④过程是有氧呼吸第二阶段，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，发生在线粒体基质，B正确； C.根据细胞呼吸过程可知，A是有氧呼吸第三阶段产生的水；B是有氧呼吸第二阶段产生的二氧化碳；C是细胞呼吸过程中产生的NADH；D是参与有氧呼吸第三阶段的氧气。所以A、B、C、D分别代表水、二氧化碳、NADH和氧气，C正确； D.图中①②④过程可表示酵母菌的有氧呼吸途径，D正确。 故选A。 4.答案：B 解析：真核生物无氧呼吸分两个阶段，只有第一阶段释放少量能量合成ATP,A正确。真核生物无氧呼吸分两种类型：酵母菌、植物大多数细胞等可通过无氧呼吸产生酒精和CO2,CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄；动物细胞、马铃薯块茎等可通过无氧呼吸产生乳酸，不会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的CO2,B错误。真核生物有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中产生少量NADH,第二阶段丙酮酸和水在线粒体基质中生成CO2,并生成大量NADH,因此，NADH主要形成于线粒体基质，C正确。真核生物有氧呼吸第一阶段葡萄糖在酶的催化作用下生成丙酮酸、NADH,释放少量能量，绝大部分能量储存在丙酮酸中，D正确。 5.答案：A 解析：A、氧气为0时只进行无氧呼吸，场所为细胞质基质，产生的CO2全部来自细胞质基质，A正确； B、随着氧气浓度升高，无氧呼吸强度持续减弱，B错误； C、以脂肪作为细胞呼吸底物时，有氧呼吸产生的二氧化碳小于吸收的氧气，当CO2释放量等于O2吸收量时，仍可能存在无氧呼吸，只有氧气充足时才完全停止，C错误； D、低氧条件下有机物的消耗最少，最适合植物器官的保存，不能选择无氧呼吸最强的氧气浓度，D错误。 6.答案：A 解析：A、酵母菌有氧呼吸中O2吸收量和有氧呼吸产生的CO2量相等，无氧呼吸不吸收O2，因此无氧呼吸CO2释放量=总CO2释放量-O2吸收量，10~30℃范围内，O2吸收量依次为0.2mol、0.5mol、1.0mol，逐渐升高，说明有氧呼吸强度随温度升高持续增强，A正确； B、40℃时酵母菌无氧呼吸产生的CO₂量为0.2mol，与30℃时无氧呼吸产生的CO₂量相等，说明无氧呼吸未受抑制，B错误； C、20℃时，有氧呼吸产生的CO2量等于O2吸收量，为0.5mol，无氧呼吸产生的CO2量为0.8-0.5=0.3mol，无氧呼吸产生的CO2量少于有氧呼吸，C错误； D、30℃时CO2总释放量最高，40℃时CO2总释放量低于30℃，说明温度过高会导致呼吸速率下降，D错误。 7.答案：D 解析：A（√）包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料，以防止厌氧菌繁殖，使用不透气的敷料会营造厌氧环境，有利于厌氧菌繁殖，可能导致厌氧菌感染;B（√）农业生产中定期排水晒田可避免水稻幼根因缺氧而进行无氧呼吸产生酒精，酒精积累会对幼根产生毒害作用，进而导致幼根变黑、腐烂；C（√）酿造葡萄酒时，前期通气有利于酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖，后期密封有利于酵母菌进行酒精发酵；D（×）乳酸菌无氧呼吸的产物只有乳酸，不会产生气体，酸奶胀袋是其他杂菌细胞呼吸产生CO2所致。 8.答案：D 解析：A、低温可降低呼吸酶活性，低氧抑制有氧呼吸、减弱无氧呼吸，二者共同降低果蔬细胞呼吸强度，减少有机物消耗，利于储藏，A正确； B、松土增加土壤缝隙氧气含量，促进根细胞有氧呼吸，有氧呼吸释放大量ATP，为根细胞主动运输吸收无机盐离子供能，B正确； C、破伤风杆菌、产气荚膜杆菌等伤口致病菌为严格厌氧菌，透气纱布保证伤口有氧环境，抑制厌氧菌增殖，C正确； D、乳酸菌无氧呼吸产物只有乳酸，不产生CO2；酸奶胀袋是杂菌（酵母菌等）无氧呼吸产生CO2导致，D错误。 故选D。 9.答案：C 解析：A（√）发生Crabtree效应的酿酒酵母释放的能量少，其繁殖速率在短期内可能会受到抑制；B（√）丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧，生成CO2和乙醛，乙醛在乙醇脱氢酶作用下生成乙醇，这发生在无氧呼吸第二阶段，没有NADH生成；C（×）丙酮酸脱氢酶复合体催化丙酮酸生成CO2和NADH,该反应发生在有氧呼吸第二阶段，发生场所是线粒体基质；D（√）不管是有氧呼吸还是无氧呼吸都需要酶的催化，结合题干信息酿酒酵母在高浓度葡萄糖溶液中即使氧气充足，依然会发酵积累乙醇可知，酿酒酵母可能通过调节酶的活性来适应外界葡萄糖浓度的变化。 10.答案：(1)三线粒体基质；细胞质基质、线粒体基质；有机物中的化学能转化为ATP中的化学能和热能和[H]结合形成水 (2)ADP、Pi；导致细胞供能不足和体温过高（写出其中一点即可） (3)更充分地将有机物中的能量释放出来供细胞使用 (4)不同运动强度下的O2的消耗速率和血浆中乳酸含量 解析：(1)图示过程发生在线粒体内膜，是有氧呼吸的第三阶段。人在短跑时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，但只在有氧呼吸的第二阶段产生CO2，其场所是线粒体基质；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段及有氧呼吸的第二阶段均可产生[H]，因此产生[H]的具体部位是细胞质基质、线粒体基质；有氧呼吸过程中的能量变化是有机物中的化学能转化为ATP中的化学能和热能。人在慢跑时， O2在有氧呼吸第三阶段与[H]结合生成水。 (2)据图可知，在ATP合成酶的作用下合成ATP，据此推断，物质A为ADP和Pi。正常情况下，细胞呼吸释放的能量少部分储存在ATP中，大部分以热能的形式散失，以维持细胞的能量供应和人体的体温，而题述减肥药物会使得ATP合成酶合成ATP的量减少，则能量在体内的转化率降低，造成大量的额外产热，从而导致细胞供能不足和体温过高。 (3)与无氧呼吸相比，有氧呼吸能更充分地将有机物中的能量释放出来供细胞使用。 (4)本实验的目的为探究不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式及其速率，则观测指标为O2的消耗速率和血浆中乳酸含量。 $