5.3 细胞呼吸的原理和应用
夯实基础
1.葡萄糖分解代谢是生物体获取能量的主要方式,糖酵解是所有生物葡萄糖分解代谢
的共同阶段,其过程简化模式图如下。据图分析,下列相关分析正确的是( )
A.原核细胞和真核细胞中糖酵解发生的场所不同
B.糖酵解过程仅有 ATP 的生成,没有 ATP 的水解
C.无氧条件下,丙酮酸转化为 CO2 的过程会生成 ATP
D.有氧条件下,真核细胞糖酵解生成的 NADH 转移至线粒体内膜 2.研究发现,冬小麦在秋冬受低温袭击时,呼吸速率先升高后降低;持续的冷害使根 生长迟缓, 吸收能力下降, 但细胞内可溶性糖(葡萄糖, 果糖等) 的含量有明显的提高。 下列推断合理的是( )
A.冷害初期呼吸作用增强,不利于抵御寒冷
B.低温时细胞液浓度下降,有利于适应低温环境
C.低温使细胞内结合水含量降低,自由水含量增加,以适应低温环境
D.低温使根细胞呼吸减弱,使根细胞吸收无机盐能力下降
3 .农田土壤板结时,土壤中空气不足,会影响作物根系的生长,故需要及时松土透气。 下列叙述错误的是( )
A.土壤板结后,作物根细胞内 ATP 与 ADP 的转化速率减小
B.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,可提高土壤无机盐含量
C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根系生长
D.土壤板结后,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解作用增强
4.下图中①②③表示酵母菌有氧条件下细胞内部分物质的转变过程。下列叙述正确的
是( )
A.过程①②③均有 ATP 的产生
B .有氧呼吸与无氧呼吸相比较, ①②阶段相同, ③阶段不相同
(
D
.呼气检测时,若含重铬酸钾的
硅胶呈现橙色,则可初步判定酒后驾驶行为
)C.过程②产生的[H]均来自丙酮酸
D.酵母菌产生二氧化碳只能发生在线粒体中 5.某同学将一块做馒头用剩的面团(内有活化的酵母菌)装入一个气密性好的塑料袋 中, 袋内留一些空气, 扎紧袋口后放在饭桌上, 3 小时后发现袋子明显膨胀, 第 3 天发 现面团变酸。相关叙述错误的是( )
A.面团久放变酸是因为酵母菌无氧呼吸产生乳酸
B.酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸均可产生 CO2
C.开始 3 小时内酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
D.有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同
能力提升
6.酸马奶酒根据发酵方式和发酵时间的不同,分为酸马奶和马奶酒两种,二者所用的 菌种都是乳酸菌和酵母菌的混合物, 只是主要的发酵菌有所不同。下列相关叙述错误的 是( )
A.乳酸菌和酵母菌内都能形成 DNA 和蛋白质的复合物
B.制作酸马奶时,氧气对主要发酵菌的呼吸有抑制作用
C.制作马奶酒时,主要的发酵菌通过无氧呼吸产生酒精
D.制作酸马奶酒时,乳酸菌和酵母菌间有互利共生关系 7.人体酒精代谢主要在肝脏进行。肝细胞的光面内质网有分解酒精的作用,酒精经一 系列脱氢氧化生成乙酸, 乙酸可直接进入线粒体参与需氧呼吸(有氧呼吸) 的 II、III 阶 段, 从而彻底氧化分解。酒后驾驶是危害交通安全的危险行为, 对酒后驾驶人员可采用 吹气式检测仪快速筛查。某种吹气式检测仪内芯是含有重铬酸钾的硅胶柱, 通过变色反 应可初步判定是否饮酒。
过度酗酒可引发肝硬化, 甚至肝癌。肝癌细胞具有无限增殖、失去接触抑制、体内转移 和多核等特征。癌细胞代谢也出现异常,癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的 ATP 总量没有明显差异, 但癌细胞从内环境摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的 若干倍。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸(无氧呼吸)产生 ATP 的现象, 称为“瓦堡效应”。下列关于酒精在肝细胞内代谢和酒后驾驶检测的叙述, 错误 的是( )
A.酒精的跨膜运输方式为被动转运
B.肝细胞的光面内质网上有分解酒精的酶
C.乙酸在线粒体中彻底氧化分解生成 CO2 和 H2O,并释放能量
8.耐力性运动是指机体进行一定时间(每次 30min 以上)的低中等强度的运动,如步 行、游泳、骑行等, 有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式, 在耐力性运动训练 中肌纤维的线粒体数量会出现适应性变化。下列说法不正确的是( )
A.有氧呼吸时,细胞产生的能量只有一部分储存在 ATP 中
B.线粒体是人体细胞中唯一含有双层膜的细胞器
C.线粒体内膜上丙酮酸分解成 CO2 和[H]的过程需要 H2O 的参与
D.坚持进行耐力性运动训练后,肌纤维中线粒体数量会适当增加 9.下图为细胞内葡萄糖分解的过程图,细胞色素 C (CytC)是位于线粒体内膜上参与 细胞呼吸的多肽。正常情况下,外源性 CytC 不能通过细胞膜进入细胞,但在缺氧时, 细胞膜的通透性增加,外源性 CytC 便能进入细胞及线粒体内,提高氧的利用率。若给 相对缺氧条件下培养的人体肌细胞补充外源性 CytC,下列相关分析中错误的是( )
A.细胞内合成 ATP 的过程不一定都需要细胞色素 C
B.补充外源性 CytC 会导致细胞质基质中的[H]减少 C.进入线粒体的外源性 CytC 促进①②③过程的进行
D.进入线粒体的外源性 CytC 参与②过程中生成 H2O 的反应
10.如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识, 分析下列说法正确的是( )
A .ab 段为有氧呼吸, bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸, cd 段为无氧呼吸
B.运动强度大于 c 后,肌肉细胞 CO2 的产生量将大于 O2 消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失,其余储存在 ATP 中
D.剧烈运动时,肌肉细胞中 CO2 的产生场所只有线粒体
终极冲关
11.药物 X 和 Y 可能会抑制涉及需氧呼吸第一、二、三阶段的酶。为了研究这些药物 的效应,分离了一些肌肉细胞,然后在有氧气供应的条件下分别给予这两种药物处理, 并测定细胞内 ATP 、NADH 及丙酮酸的含量,实验结果见下表,下列叙述正确的是
( )
ATP NADH([H]) 丙酮酸
对照组(没有药物处理) 100% 100% 100%
药物 X 处理组 2% 3% 5%
药物 Y 处理组 20% 15% 150%
注意:对照组的数据定为 100%,以便与其他组进行比较 A.药物 X 可能抑制需氧呼吸第
二、三阶段的酶
B.药物 Y 可能抑制细胞溶胶(细胞质基质)内的酶
C.若将对照组的有氧条件改为无氧条件,则 ATP 的含量将会上升
D.药物 X 和 Y 同时处理肌肉细胞后,可能不会影响钠离子运进细胞过程
12.苹果果实成熟到一定程度, 呼吸作用突然增强, 然后又突然减弱, 这种现象称为呼 吸跃变,呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是( )
A.呼吸作用增强,果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱,糖酵解产生的 CO2 减少
C.细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在 ATP 中
D.果实贮藏在低温的条件下,可延缓呼吸跃变现象的出现
13.“自身酿酒综合征”是一种罕见疾病。患者即便滴酒不沾, 但进食富含碳水化合物的 食物后, 也会像醉酒一样。过去一些病例表明, 这种疾病往往由肠道菌群发酵引起, 酵 母菌也会起到推波助澜的作用。结合上述材料,下列叙述正确的是( )
A.酵母菌分解碳水化合物产生酒精时能产生 ATP 但不产生 CO2
B.酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量只转化为酒精中的能量
C.患者在饮食方面减少面食的摄入,可一定程度上降低酒精的产生速率
D.给患者肠道提供抗病毒药物,可以对病情有一定的缓解作用
14.下图所示各结构表示参与电子传递的蛋白质复合体或脂溶性物质复合体, 用于真核
细胞进行有氧呼吸的第三阶段反应。假设只要电子最终能传到 H2O 中,释放的总能量
不变。下列相关叙述错误的是( )
A.图示 A 侧为线粒体内外膜间隙, B 侧为线粒体基质
B.电子在 I 、Ⅲ 、IV 之间传递过程中有能量的转化
C.若 UCP 不能发挥作用, ATP 的生成效率将下降
D.如图,若电子 e-更多的是通过Ⅱ和 AOX 传递给 O2 生成水,则 ATP 生成量下降 15.ATP 合成酶由突出于膜外的 F1 亲水头部和嵌入膜内的 Fo 疏水尾部组成。研究发现, 在线粒体内膜两侧存在 H+浓度差, H+顺浓度梯度经 ATP 合成酶从膜间隙(线粒体外膜 与内膜之间) 转移线粒体基质的同时, 驱动 ATP 的合成。下列有关分析错误的是( )
A .ATP 合成酶主要存在线粒体的内膜上
B .ATP 合成酶的 F1 类似于磷脂分子中的脂肪酸
C .H+ 以协助扩散的方式通过线粒体内膜进入线粒体基质
D.线粒体内膜中的 ATP 合成酶具有催化作用和运载作用
16.图 1 表示人体细胞内有氧呼吸的过程,其中 a~c 表示相关反应阶段,甲、乙表示
相应物质。图 2 表示某装置中氧浓度对小麦种子 CO2 释放量的影响。
请据图回答下列问题:
(1)图 1 中物质甲表示_________ ,物质乙表示________ 。图 1 中 a 、b 、c 所代表的反应 阶段中, 产生能量最多的是_______ (填图中字母),该反应进行的场所是___________。
(2)小麦植株长时间浸泡在水中会出现烂根而死亡, 原因是根细胞____________ ;同时产 生的物质有 ,该物质可以使 由蓝变绿再变黄。
(3)图 2 中影响 A 点位置高低的主要环境因素是_________。图 2 中 B 点以后, CO2 释放 量增加,主要原因是__________________________________。
17.合理膳食是健康的基础, 细胞通过氧化分解有机物获得能量, 脂肪、蛋白质等有机 物可以作为细胞呼吸的原料, 也可以相互转化。如图是人体肝细胞内的部分生化反应及
其联系的示意图。图中编号表示过程,字母表示物质。
(1)图过程①③④中,产生能量最多的过程和对应场所是__________。
A .① 细胞质基质 B .③线粒体基质
C .④ 线粒体基质 D .④线粒体内膜
(2)在细胞的有氧呼吸过程中, 1mol 葡萄糖彻底氧化分解约释放出 2870kJ 的能量, 其中 约有 1161kJ 的能量储存在 ATP 中, 其余的能量以热能的形式散失, 这个过程中大部分 能量作为热能释放,其生物学意义是什么? ________________________ 。 (3)超重的小明为了减肥, 在购买饮料时挑选了写有“0 脂肪”字样的含蔗糖饮料, 但连续 饮用该饮料一个月后, 他发现体重不减反增。请结合图中所示反应过程, 为小明解释体 重增加的可能原因。 ________________________。
(4)如下图所示, 线粒体内膜上的质子泵能将 NADH 分解产生的 H+转运到线粒体内外膜 间隙,使内外膜间隙中 H+浓度增加;结构①能将 H+运回线粒体基质,同时催化 ATP
的合成。下列叙述正确的是__________。
A .H+通过质子泵和结构①的跨膜运输方式都是主动运输
B.结构①具有物质转运和催化 ATP 合成的功能
C.抑制结构①的活性也会抑制无氧呼吸过程中 ATP 的产生
D.叶绿体内膜上也含有大量能促进 ATP 合成的结构① (5)丙酮酸脱羧酶是细胞呼吸过程中具有重要作用的酶。下图是丙酮酸脱羧酶催化某底物
的反应示意图,下列相关叙述不正确的是__________。
A.适当增大 D 的浓度会提高酶催化的反应速度
B .E 的浓度与酶催化的反应速度始终成正比
C .F 或 G 的生成速度可以表示酶催化反应速度
D.升高温度可能导致反应速度下降
(6)结合细胞呼吸原理分析,下列日常生活中的做法合理的是__________。
A.制作酸奶时,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵
B.给盆栽浇水不能过量,避免根部细胞无氧呼吸产生酒精
C.酿制葡萄酒时,在加入酵母的发酵液连续通气提高产酒量
D.低温储藏果蔬,降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗
参考答案:
1 .D
【分析】由图可知,葡萄糖变为二磷酸六碳糖需要消耗 ATP,一磷酸三碳糖变成丙酮酸能 形成 ATP。
【详解】 A、糖酵解是葡萄糖形成丙酮酸的过程, 原核细胞和真核细胞都发生在细胞质基质 中, A 错误;
B、据图可知, 糖酵解过程需要葡萄糖先变为二磷酸六碳糖, 该过程需要消耗 ATP,而一磷 酸三碳糖变成丙酮酸能形成 ATP。因此糖酵解过程既有 ATP 的生成, 也有 ATP 的水解, B 错误;
C、无氧条件下, 丙酮酸转化为 CO2 的过程为无氧呼吸的第二阶段, 不会生成 ATP,C 错误; D、有氧条件下,真核细胞糖酵解生成的 NADH 转移至线粒体内膜与氧气结合形成水, D 正确。
故选 D。
2 .D
【分析】根据题干信息分析, 冷害初期, 呼吸速率先升高, 释放能量增加, 有利于抵御寒冷; 但持续冷害, 会使呼吸减弱, 供能不足, 导致通过主动运输的方式吸收矿质离子的能力下降; 持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱, 对可溶性糖消耗减少, 使得细胞内可溶性糖的含量明 显的提高。
【详解】 A、冷害初期呼吸作用增强, 有机物分解增多, 释放能量增加, 利于抵御寒冷, A 错误;
B、低温时细胞内自由水含量降低, 低温酶活性降低, 细胞内可溶性还原糖消耗减少, 细胞 液浓度升高,有利于适应低温环境, B 错误;
C、低温使细胞内自由水的比例降低,结合水的比例上升,以避免气温下降时自由水过多, 导致结冰而损害自身, C 错误;
D、低温,呼吸相关酶活性降低,细胞呼吸减弱,提供能量少,细胞吸收无机盐能力下降, D 正确。
故选 D。
3 .D
【分析】常考的细胞呼吸原理的应用: ①用透气纱布或“创可贴”包扎伤口,增加通气量, 抑制致病菌的无氧呼吸。 ②酿酒时早期通气,促进酵母菌有氧呼吸,利于菌种繁殖,后期
密封发酵罐,促进酵母菌无氧呼吸,利于产生酒精。 ③食醋、味精制作: 向发酵罐中通入无 菌空气,促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。 ④土壤松土,促进根细胞呼吸作 用,有利于主动运输,为矿质元素吸收供应能量。 ⑤稻田定期排水,促进水稻根细胞有氧 呼吸。 ⑥提倡慢跑,促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。
【详解】 A、无氧呼吸产生的 ATP 不有氧呼吸少, ATP 和 ADP 的转化处于动态平衡中, 土 壤板结, 土壤中空气不足, 有氧呼吸减弱, 所以作物根细胞内 ATP 与 ADP 的转化速率减小, A 正确;
B、松土能增强土壤中 的空气含量,增强好氧菌的分解作用,土壤中的一些好氧菌属于分 解者,可将有机物分解成无机物,增加土壤中无机盐含量, B 正确;
C、及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸, 有利于根部吸收无机盐离子, 有利于根系生 长, C 正确;
D、农田土壤板结时, 土壤中空气不足, 根细胞有氧呼吸减弱, 丙酮酸在线粒体中氧化分解 作用减弱, D 错误。
故选 D。
4 .A
【分析】无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下, 通过多种酶的催化作用, 把葡萄糖等有机物彻底氧化分解, 产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量 ATP 的过程。
【详解】 A、有氧呼吸三个阶段均有 ATP 的产生, A 正确;
B 、有氧呼吸与无氧呼吸相比较,第一阶段相同,第二、三阶段不相同, B 错误;
C、过程②为有氧呼吸第二阶段,丙酮酸和水形成[H]和 CO2 ,产生的[H]来自丙酮酸和水, C 错误;
D、酵母菌细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生二氧化碳, 该过程可以发生在线粒体中, 也可 以发生在细胞质基质中, D 错误。
故选 A。
5 .A
【分析】酵母菌的新陈代谢类型为异养兼性厌氧型: (1)在有氧条件下,反应式如下: C6H12O6+6H2O+6O2 —酶— 6CO2+12H2O+能量; (2)在无氧条件下,反应式如下: C6H12O6 —酶— 2CO2+2C2H5OH+能量.
【详解】 A 、酵母菌无氧呼吸不会产生乳酸, A 错误;
B、酵母菌有氧呼吸或无氧呼吸均可产生 CO2 ,B 正确;
C、开始密封袋中有一些空气, 因此开始 3 小时内酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸, C 正确;
D 、有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,都是在细胞质基质中进行, D 正确。 故选 A。
6 .D
【分析】 1.由原核细胞构成的生物叫原核生物,由真核细胞构成的生物叫真核生物;原核细 胞与真核细胞相比, 最大的区别是原核细胞没有被核膜包被的成形的细胞核, 没有核膜、核 仁和染色体, 原核细胞只有核糖体一种细胞器, 但原核生物含有细胞膜、细胞质等结构, 也 含有核酸和蛋白质等物质。 2.常考的真核生物有绿藻、衣藻、真菌(如酵母菌、霉菌、蘑菇)、原生动物(如草履虫、 变形虫)及动、植物等;常考的原核生物有蓝藻(如颤藻、发菜、念珠藻、蓝球藻)、细菌 (如乳酸菌、硝化细菌、大肠杆菌等)、支原体、放线菌等;此外,病毒没有细胞结构,既 不是真核生物也不是原核生物。
3.原核细胞和真核细胞均含有 DNA 和 RNA 两种核酸,其遗传物质都是 DNA 。 4.原核细胞的分裂方式是二分裂;真核细胞的分裂方式有三种:有丝分裂、无丝分裂和减数 分裂。
【详解】 A、乳酸菌是原核生物, 细胞中没有真正的细胞核, 酵母菌是真核生物, 细胞中有 核膜包被的细胞核,在 DNA 复制时,无论真核细胞还是原核细胞,均需要 DNA 聚合酶的 催化,此时 DNA 聚合酶和 DNA 结合在一起, 因而细胞中均会形成 DNA 和蛋白质的复合物, A 正确;
B、制作酸马奶时, 主要起作用的是乳酸菌, 乳酸菌是厌氧菌, 进行的是无氧呼吸, 可见氧 气对其呼吸有抑制作用, B 正确;
C、制作马奶酒时, 主要的发酵菌是酵母菌, 其通过无氧呼吸产生酒精, 即酵母菌无氧呼吸 过程中会产生酒精, C 正确;
D、制作酸马奶酒时, 乳酸菌和酵母菌间有竞争关系, 二者之间没有互利共生关系, D 错误。 故选 D。
7 .D
【分析】被动运输是物质顺浓度梯度且不消耗能量(或 ATP)所进行的运输方式。被动运输分
为自由扩散和协助扩散。
【详解】 A 、酒精可通过自由扩散的方式进入细胞,跨膜运输方式为被动转运, A 正确; B、肝细胞的光面内质网有分解酒精的作用, 酒精经一系列脱氢氧化生成乙酸, 乙酸可直接 进入线粒体参与需氧呼吸(有氧呼吸)的 II 、III 阶段,从而彻底氧化分解,则说明肝细胞 的光面内质网上有分解酒精的酶, B 正确;
C、乙酸可直接进入线粒体参与需氧呼吸(有氧呼吸) 的 II 、III 阶段, 从而彻底氧化分解为 CO2 和 H2O ,并释放能量, C 正确;
D、酒精与酸性重铬酸钾反应呈灰绿色, 所以呼气检测时, 若含重铬酸钾的硅胶呈现灰绿色, 则可初步判定酒后驾驶行为, D 错误。
故选 D。
8 .C
【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。 有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量 ATP;第二阶段是丙酮酸和水反 应生成二氧化碳和[H],合成少量 ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量 ATP。 【详解】 A、细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,少部分储存在 ATP 中, A 正确;
B 、含有双层膜的细胞器是线粒体和叶绿体,但人体细胞中只有线粒体, B 正确; C、丙酮酸分解成 CO2 和[H]的过程在线粒体基质中进行, C 错误;
D、有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式, 在耐力性运动训练中肌纤维的线粒体数 量会出现适应性变化, 坚持进行耐力性运动训练, 肌纤维中线粒体数量会适当增加, D 正确。 故选 C。
9 .C
【分析】由图可知, ①②表示有氧呼吸, ①③表示无氧呼吸。
【详解】 A、细胞色素 C (CytC) 是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的多肽, 细胞质基质中 也可以合成 ATP,因此细胞内合成 ATP 的过程不一定都需要细胞色素 C ,A 正确;
B、缺氧条件下,外源性 CytC 便能进入细胞及线粒体内,提高氧的利用率,而氧气会消耗 有氧呼吸第一二阶段所产生的[H],因此补充外源性 CytC 会导致细胞质基质和线粒体基质中 的[H]减少, B 正确;
C、缺氧条件下补充外源性 CytC 后, 提高氧的利用率, 根据题干信息 CytC 是位于线粒体内 膜上参与细胞呼吸第三阶段,因而会促进图中②过程,不能促进③过程, C 错误;
D、补充外源性 CytC 可提高氧的利用率,参与图②过程中生成 H2O 的反应, D 正确。
故选 C。
10 .D
【分析】根据图中信息可知: ab 段氧气消耗速率增加,乳酸变化不大,故主要进行有氧呼 吸; bd 段持续存在氧气的消耗和血液中乳酸含量的增加,因此是有氧呼吸和无氧呼吸共存 的阶段。
【详解】 A 、ab 段乳酸含量不变但氧气消耗率升高,说明此时为有氧呼吸; bc 段乳酸含量 和氧气消耗率都升高,说明此时为有氧呼吸和无氧呼吸;cd 段氧气消耗率维持在较高水平, 乳酸含量继续升高,说明此时为有氧呼吸和无氧呼吸, A 错误;
B、运动强度大于 c 后, 肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸, 其中有氧呼吸产生的 CO2 量等于消耗的 O2 量,而无氧呼吸产生乳酸,既不消耗氧气也不产生二氧化碳,因此运动强 度大于 c 后,肌肉细胞 CO2 的产生量将等于 O2 消耗量, B 错误;
C、无氧呼吸不能彻底分解有机物, 所以大部分能量储存在乳酸中, 而释放的能量中大部分 以热能形式散失,少部分储存在 ATP 中, C 错误;
D、肌肉细胞只有有氧呼吸的第二阶段才产生 CO2 ,产生场所是线粒体, 无氧呼吸的产物是 乳酸,不产生二氧化碳, D 正确。
故选 D。
11 .D
【分析】 1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体 内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量 ATP;第二阶段是丙酮酸 和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量 ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水, 合成大量 ATP 。 2、无氧呼吸的场所是细胞质基质,无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第一阶段相同。无氧 呼吸由于不同生物体中相关的酶不同, 在植物细胞和酵母菌中产生酒精和二氧化碳, 在动物 细胞和乳酸菌中产生乳酸。
分析题图:药物 X 处理组与对照组进行对比, ATP 、NADH([H])、丙酮酸的含量均下降,说 明药物 X 可能抑制需氧呼吸第一阶段的酶,药物 Y 处理组与对照组进行对比, ATP 、 NADH([H])的含量均下降,丙酮酸的含量上升,说明药物 Y 可能抑制需氧呼吸第二阶段的
酶。
【详解】A、药物 X 处理组与对照组进行对比,ATP 、NADH([H])、丙酮酸的含量均下降,
说明药物 X 可能抑制需氧呼吸第一阶段的酶, A 错误;
B、药物 Y 处理组与对照组进行对比,ATP、NADH([H])的含量均下降,丙酮酸的含量上升, 说明药物 Y 可能抑制需氧呼吸第二阶段的酶,需氧呼吸第二阶段的场所是线粒体基质,故 药物 Y 可能抑制线粒体基质内的酶, B 错误;
C、肌肉细胞无氧呼吸中的能量大部分储存在乳酸中, 若将对照组的有氧条件改为无氧条件, 则 ATP 的含量将会下降, C 错误;
D、钠离子运进细胞是顺浓度梯度的运输,不需要能量,故用药物 X 和 Y 同时处理肌肉细 胞后,可能不会影响钠离子运进细胞过程, D 正确。
故选 D。
12 .D
【分析】糖酵解属于细胞呼吸第一阶段,该过程 1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳 原子的化合物分子,并释放出少量能量, 形成少量 ATP。
【详解】 A 、苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸,产生的是酒精和二氧化碳, A 错误; B、糖酵解产生丙酮酸和[H],不产生 CO2 ,B 错误;
C 、细胞呼吸产生的绝大部分能量以热能是形式释放, C 错误;
D、果实贮藏在低温条件下, 酶的活性比较低, 细胞更不容易衰老, 能延缓呼吸跃变现象的 出现, D 正确。
故选 D。
13 .C
【分析】酵母菌既能进行有氧呼吸, 也能进行无氧呼吸, 在有氧条件可以将葡萄糖彻底分解 成 CO2 和 H2O,在无氧条件下将葡萄糖分解成酒精和 CO2。
【详解】 A、酵母菌进行无氧呼吸能产生酒精和 CO2 ,A 错误;
B、酵母菌进行无氧呼吸时, 葡萄糖中的能量有三个去路, 散失的热能、 ATP 中储存的化学 能和酒精中的能量, B 错误;
C、呼吸作用最常利用的物质是葡萄糖, 面食的主要成分是淀粉, 淀粉进入肠道水解为葡萄 糖被吸收,所以减少面食的摄入会降低呼吸速率, C 正确;
D、抗病毒药物的作用对象是病毒, 该病主要是由肠道中菌群发酵引起, 所以抗病毒药物对 该病无效, D 错误。
故选 C。
14 .C
【分析】分析图形:UQ (泛醍,脂溶性化合物)、蛋白复合体(I 、Ⅲ 、Ⅳ)可以传递有机物
分解产生的电子,同时又将 H+运输到膜间隙,使膜两侧形成 H+浓度差; H+通过 ATP 合成 酶以被动运输的方式进入线粒体基质,并驱动 ATP 生成;H+可以通过 UCP 蛋白由膜间隙跨 膜运输到线粒体基质。
【详解】 A、有氧呼吸第二阶段有机物的进一步分解发生在线粒体基质, 第三阶段反应发生
在线粒体内膜上,故图示 A 侧为线粒体内外膜间隙, B 侧为线粒体基质, A 正确;
B 、H+通过 I 、Ⅲ 、Ⅳ逆浓度梯度运输需要消耗能量, 说明电子在 I 、Ⅲ 、ⅣV 之间传递过程
中有能量的转化, B 正确;
C、若 UCP 不能发挥作用, H+不能通过 UCP 蛋白由膜间隙跨膜运输到线粒体基质, 膜两侧 的质子(H+)势差升高, ATP 的生成效率也将升高, C 错误;
D、若电子 e-更多的是通过Ⅱ和 AOX 传递给 O2 生成水,大量的能量以热能的形式释放,因 此最终产生极少量 ATP ,D 正确。
故选 C。
15 .B
【分析】由题意可知, ATP 合成酶分子结构由凸出于膜外的 F1 亲水头部和嵌入膜内的 Fo 疏 水尾部组成,即 F1 是水溶性的,而 Fo 是脂溶性的。
【详解】A、能合成 ATP 的场所应该有 ATP 合成酶,在有氧呼吸的第三阶段, 大量合成ATP, 有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上, 因此推测 ATP 合成酶主要存在线粒体的内膜上, A 正确;
B 、ATP 合成酶由突出于膜外的 F1 亲水头部和嵌入膜内的 Fo 疏水尾部组成, 磷脂分子由亲 水性的头部(磷酸)和疏水性的尾部(脂肪酸)组成,分别类似于 ATP 合成酶的 F1 和 Fo ,B 错误;
C、依题意, “H+顺浓度梯度经 ATP 合成酶从膜间隙(线粒体外膜与内膜之间) 转移至线粒 体基质”,说明 H+是以协助扩散的方式通过线粒体内膜进入线粒体基质, C 正确;
D、线粒体内膜中的 ATP 合成酶既具有载体的运输功能(运输 H+ ),又具有酶的催化功能 (催化 ATP 的合成),D 正确。
故选 B。
16 .(1) H2O CO2 c 线粒体内膜
(2) 无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用 CO2 溴麝香草酚蓝溶液
(3) 温度 随着氧浓度增加,有氧呼吸逐渐增强
(
【详解】(
1
)
图示过程
①
有氧呼吸的第一阶段,
③
有氧呼吸的第二阶段,
④
有氧呼吸的
第
三阶段中,产生能量最
多的过程和对应场所是进行
有氧呼吸的第三阶段的线粒体内膜,
)【分析】图 1 中, a 表示有氧呼吸第一阶段, b 表示有氧呼吸第二阶段, c 表示有氧呼吸第 三阶段。甲表示 H2O,乙表示 CO2。图 2 中,A 点氧气的浓度为 0,小麦种子进行无氧呼吸, 释放出二氧化碳。由 A 到 B,氧气增加,无氧呼吸受到抑制,所以 CO2 的释放量急剧减少。 B 之后, 随着氧气的增加, 小麦种子的有氧呼吸加强, CO2 释放量增多, 所以 CO2 的释放量
又不断增加。
【详解】(1)据图可知, c 表示有氧呼吸第三阶段,这一阶段产生的物质甲表示 H2O ,b 表 示有氧呼吸第二阶段, 这一阶段产生的物质乙表示 CO2;在有氧呼吸的过程中产生能量最多 的是第三阶段,即图 1 中的 c ,第三阶段进行的场所是线粒体内膜。 (2)小麦长时间浸泡会出现烂根而死亡,原因是根细胞无氧呼吸会产生酒精,酒精对细胞 有毒害作用;无氧呼吸过程中,与酒精同时产生的物质是二氧化碳,二氧化碳能使溴麝香草 酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
(3) 图 2 中 A 点时, 小麦种子进行无氧呼吸, 此时影响 A 点位置高低的主要环境因素是温 度(通过影响酶的活性而影响);B 点以后,CO2 释放量增加,主要原因是随着氧浓度增加, 有氧呼吸逐渐增强,释放的二氧化碳增加。
17 .(1)D
(2)维持人体体温的恒定
(3)蔗糖进入人体后分解为葡萄糖;葡萄糖氧化分解为丙酮酸,然后进一步转为化甘油和脂 肪酸,甘油和脂肪酸合成脂肪,导致体重增加
(4)B
(5)B
(6)ABD
【分析】 1、有氧呼吸分为三个阶段:第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢,同时产 生少量的 ATP,该过程发生在细胞质基质中,第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和 还原氢,同时也产生少量的 ATP,该过程发生在线粒体基质中,第三阶段是还原氢与氧气 在线粒体内膜上结合形成水,同时释放出大量的能量。 2、图中① 、③ 、④依次表示有氧呼吸的第一阶段、有氧呼吸的第二阶段和有氧呼吸的第 三阶段, A 表示丙酮酸。
④
故选 D。
(2)有氧呼吸的能量转换效率大约是 40.45% ,1mol 的葡萄糖彻底氧化分解共释放能量 2870KJ,其中可使 1161KJ 的能量储存在 ATP 中,其余的能量以热能的形式散失,大部分 能量作为热能释放,对于维持人体体温的恒定具有重要作用。 (3)由图示可知,蔗糖进入人体后分解为葡萄糖,葡萄糖氧化分解为丙酮酸和物质 B,丙
酮酸转为化甘油,物质 B 转化为脂肪酸,甘油和脂肪酸能合成脂肪,导致体重增加。
(4) A 、H+通过质子泵的跨膜运输方式是主动运输,而通过结构①的跨膜运输是顺浓度梯 度进行的,为协助扩散, A 错误;
B、结合图示可知,结构①能将氢离子进行顺浓度梯度转运,并且能催化 ATP 的产生,因 此结构①不仅具有物质转运功能,也具有催化功能, B 正确;
C、无氧呼吸的场所发生在细胞质基质中, 而结构①存在于线粒体内膜上, 故抑制结构①的 活性不会抑制无氧呼吸过程中 ATP 的产生, C 错误;
D、叶绿体中合成 ATP 的场所是类囊体薄膜,据此可推测叶绿体的内膜上不含能促进 ATP 合成的结构① ,D 错误。
故选 B。
(5) A、酶促反应速率会随着酶浓度的增加而增加, 前提是底物浓度足够多, 即适当增大 D 的浓度会提高酶催化的反应速度, A 正确;
B 、E 作为酶促反应的底物,随着底物浓度的增,酶促反应速率逐渐增加,但酶量是有限的, 因此底物与酶催化的反应速度不能表现为始终成正比, 而是增加到一定程度后保持不变, B 错误;
C 、F 或 G 作为酶促反应的产物,其生成速度可以表示酶催化反应速度, C 正确;
D、在低于酶最适温度范围内随着温度的升高,酶促反应速率逐渐.上升,超过最适温度后, 随着温度的升高, 酶促反应速率逐渐下降, 据此可知, 升高温度可能导致反应速度下降, D 正确。
故选 B。
(6) A 、乳酸菌是厌氧菌,减少容器中的空气有助于乳酸菌发酵, A 合理;
B 、浇水过量会导致根部细胞无氧呼吸产生酒精, B 合理;
C、酵酵母菌酿酒是利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的作用, 所以不能向发酵罐内连续通气, C 不合理;
D 、低温储藏果蔬,抑制酶的活性,利于降低细胞有氧呼吸对有机物的消耗, D 合理。
故选 ABD。