第九周 细胞呼吸
——高一生物学苏教版(2019)必修一每周一测
一、单项选择题
1.梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是( )
A.根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B.根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
2.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. 向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖,可测得有CO2
B. 向盛有细胞质基质和线粒体的试管中注入葡萄糖,可测得CO2的释放量等于O2吸收量
C. 向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖,可测得氧气的消耗量加大
D. 向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸,降低温度不改变线粒体的耗氧速率
3.生物的呼吸方式由无氧呼吸到有氧呼吸是一个飞跃,在进化中,能进行有氧呼吸的物种获得了空前的发展。下列对有氧呼吸和无氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分以热能的形式散失
B.为了探究哺乳动物细胞无氧呼吸的类型,可用酸性重铬酸钾溶液进行检验
C.有氧呼吸推动物种发展的原因是供能效率得到了显著提高
D.同时进行有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖时消耗量一定大于CO2产生量
4.实验发现丙酮酸脱羧产生CO2需要酶X的催化,当ATP浓度较高时,酶X被磷酸化而失活;当丙酮酸浓度较高时,会降低酶X磷酸化程度从而保证此酶活性。如图为某动物体中与丙酮酸有关的部分化学反应,图中①~④表示不同过程。下列叙述错误的是( )
A.图中①过程为放能反应,此过程伴随着NADH与ATP的产生
B.图中②过程可发生在线粒体中,线粒体中ATP增多会降低CO2产生速率
C.图中②过程产生的水中的O来自O2
D.经过①④过程葡萄糖中的能量的去路为转化为热能散失和储存在ATP中
5.酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存,酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.0~8h间酵母菌进行有氧呼吸时消耗O2
B.6—8h间容器中O2量减少,CO2量不断增加
C.第2h和第9h酵母菌呼吸产生CO2的场所相同
D.取第9h酵母菌样液加酸性重铬酸钾后呈灰绿色
6.如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子在不同的O2浓度下气体交换的相对值的变化,下列相关叙述错误的是( )
A.曲线Ⅰ可表示CO2释放量,曲线Ⅱ可表示O2吸收量
B.若图中AB=BC,则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等
C.R点CO2释放量最少,因此5%的O2浓度最适合小麦种子的储存
D.随着O2浓度的增加,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐减慢
7.马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述错误的是( )
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸时伴随着大量ATP的生成
C.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制酸味的产生
D.马铃薯块茎储藏库中温度的适当降低会抑制酸味的产生
8.如图表示某生物以葡萄糖为唯一底物时,在不同氧浓度条件下CO2和O2的相对含量变化曲线,下列有关说法错误的是( )
A.O2浓度大约为10%时,该生物只进行有氧呼吸
B.该图不可能用来表示人的呼吸作用情况
C.若A点对应的纵坐标刚好是B的两倍,说明氧浓度为C时,有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于无氧呼吸
D.R点对应的氧浓度条件下呼吸作用最弱,有利于水果的保存
9.酵母菌在有氧或无氧环境中都能生长。将酵母菌培养在葡萄糖溶液中,下列相关叙述错误的是( )
A.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,但场所不同
B.探究酵母菌的有氧呼吸时,需要将通入空气中的CO2去除
C.CO2释放量与O2吸收量的比值越大,酵母菌进行有氧呼吸的强度越强
D.若产生的CO2与酒精的分子数相等,则酵母菌只进行无氧呼吸
10.下列是运动员在距离不同的跑步过程中,肌肉细胞收缩时有氧呼吸和无氧呼吸供能比例(假如呼吸底物只有葡萄糖),下列有关说法正确的是( )
A. 100米跑时主要由无氧呼吸供能
B. 1500米跑时,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖相等
C. 5000米跑时,肌肉细胞产生的CO2量大于消耗的O2量
D. 在进行马拉松长跑时,ATP主要由线粒体基质提供
11.两种无氧呼吸过程中物质和能量的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.酵母菌在无氧条件下可以进行无氧呼吸获取能量,故酵母菌能长期忍受无氧环境
B.无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同,均有丙酮酸和NADH产生
C.无氧呼吸过程中葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP
D.丙酮酸转变为乳酸的过程没有脱羧形成CO2,而是直接由NADH还原,故不需要酶催化
12.某生物兴趣小组将足量且等量的苹果果肉分别放在含不同体积分数O2的密闭黑暗容器中,1h后,测定O2吸收量和CO2释放量,结果如表所示。下列分析正确的是( )
O2体积分数/% 0 1 2 3 5 7 10 15 20 25
O2吸收量/mol 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
O2释放量/mol 1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8
A.苹果果肉细胞在O2体积分数为0~3%和5%~25%时,分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B.O2体积分数越高,苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛,产生的ATP越多
C.O2体积分数为3%时,无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍
D.储藏苹果时,应选择O2体积分数为5%的环境条件,其他条件也应适宜
13.为了探究酵母菌在不同条件下的呼吸产物,设计如图两装置,依据“酒精具有还原性,可使酸性条件下的重铬酸钾变为灰绿色”的原理进行实验(图中注射器的作用是便于抽取样液用于检测,过氧化氢在二氧化锰催化下会产生氧气)。下列有关该实验的说法,正确的是( )
A.图一为对照组,图二为实验组
B.A瓶应先封口放置一段时间,再连通B
C.B、E中的液体是橙色的重铬酸钾溶液
D.撤掉装置C,向D瓶中通入无菌空气也能完成该实验
二、非选择题
14.如图是真核细胞有氧呼吸的过程图解,据图回答:
(1)真核细胞有氧呼吸是从__________的氧化分解开始的,全过程分为__________个阶段,其中第一阶段发生的场所是__________。
(2)真核细胞有氧呼吸过程中,进入线粒体的呼吸底物是__________;释放的CO2是在第__________阶段__________(场所)产生的;H2O是在第__________阶段__________(场所)形成的;产生能量最多的是第__________阶段。
(3)真核细胞有氧呼吸中O2的作用是__________,写出有氧呼吸的总反应式:__________。
15.甲图为呼吸作用示意图,乙图为线粒体结构模式图,丙图表示某植物器官在不同氧浓度下的CO2释放量和O2吸收量的变化。请据图回答下列问题:
甲图 乙图 丙图
(1)写出有氧呼吸的总反应式_____________。
(2)甲图表示有氧呼吸和无氧呼吸(A~E表示过程,X表示物质)。甲图中的X物质是_____________。甲图中的C过程发生的场所在乙图中的_____________(填序号)。人在跑马拉松等剧烈运动时,骨骼肌细胞中发生的甲图中的过程包括_____________(填字母)。
(3)据丙图可知,随着氧浓度的增大,达到丙图中_____________点对应的氧浓度时,无氧呼吸停止。若丙图的器官是某种子,则储存该种子最合适的氧气浓度是丙图中_____________点对应的浓度。
答案以及解析
1.答案:B
解析:A、大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程,这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量,浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,A正确;B、根系吸收水分是被动运输,不消耗能量,B错误;C、浇水过多使土壤含氧量减少,抑制了根细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸的进行,C正确;D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中,会产生酒精或乳酸等有害物质,D正确。故选B。
2.答案:B
解析:A、由于动物细胞无氧呼吸的产物只有乳酸没有酒精和CO2,所以向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖,不可能测得有CO2产生,A错误;
B.向盛有细胞质基质和线粒体的试管中注入葡萄糖,因为动物细胞无氧呼吸的产物只有乳酸没有二氧化碳,有氧呼吸吸收O2的量等于CO2的释放量,故无论只进行有氧呼吸还是既有有氧呼吸又有无氧呼吸,CO2的释放量始终等于O2吸收量,B正确;
C.线粒体中只发生有氧呼吸的第二、三阶段,葡萄糖在细胞质基质被分解成丙酮酸后才能进入线粒体,C错误;
D.降低温度会使有氧呼吸过程所需酶的活性下降,从而降低线粒体的耗氧速率,D错误。
故选B。
3.答案:C
解析:有氧呼吸第一阶段将葡萄糖分解为丙酮酸,释放少量能量,大部分化学能储存在产物丙酮酸中,A错误;哺乳动物细胞无氧呼吸产生乳酸,和酒精一样都能与酸性重铬酸钾反应,故用酸性重铬酸钾溶液不能判断无氧呼吸的类型,B错误;有氧呼吸将有机物彻底氧化分解,释放的能量多,无氧呼吸没有将有机物彻底氧化分解,释放的能量少,故有氧呼吸供能效率得到了显著提高,推动了物种的发展,C正确;同时进行有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖时,有氧呼吸消耗的O2量等于产生的CO2量,而无氧呼吸还可能产生CO2,故O2消耗量不会大于CO2产生量,D错误。
4.答案:D
解析:图中①过程为细胞呼吸的第一阶段,该过程中葡萄糖分解成丙酮酸,会产生少量的NADH并释放能量,合成ATP,A正确。图中②过程为需氧呼吸的第二、第三阶段,可分别发生在线粒体基质、线粒体内膜上,根据题目信息可知,线粒体中ATP增多会使酶X被磷酸化而失活,从而导致CO2产生速率降低,B正确。有氧呼吸过程产生的水中的O来自O2,C正确。图中①④过程为产生乳酸的厌氧呼吸,该过程中葡萄糖分解后能量的去路为转化为热能散失、储存在ATP中和存留在乳酸中,D错误。
5.答案:C
解析:A、0~8h间,酵母菌都进行有氧呼吸,需要消耗O2,A正确;
B.6-8h间,酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸不断减弱,无氧呼吸不断增强,二氧化碳的含量不断增加,B正确;
C.第2h酵母菌只进行有氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质,第9h酵母菌只进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质,C错误;
D.第9h酵母菌只进行无氧呼吸,产生的酒精加酸性重铬酸钾后呈灰绿色,D正确。
故选C。
6.答案:B
解析:O2浓度为0时,小麦种子只进行无氧呼吸,Q点代表无氧呼吸释放CO2的量,因此曲线Ⅰ可表示CO2释放量,随着O2浓度增大,无氧呼吸逐渐减弱,有氧呼吸逐渐增强,因此曲线Ⅱ可表示O2吸收量,A正确;若图中AB=BC,意味着有氧呼吸和无氧呼吸的CO2释放量相等,因此消耗葡萄糖的量为有氧呼吸:无氧呼吸=1:3,B错误;R点CO2释放量最少,因此其对应的5%的O2浓度最适合小麦种子的储存,C正确;随着O2浓度增大,无氧呼吸减弱,因此无氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐减慢,D正确。
7.答案:B
解析:马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,葡萄糖被分解成丙酮酸,生成少量ATP;第二阶段丙酮酸转化成乳酸,无ATP生成,A正确,B错误。马铃薯块茎储藏库中,氧气浓度升高会抑制细胞的无氧呼吸,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,则会抑制酸味的产生,C正确。马铃薯块茎储藏库中,温度适当降低会使与细胞无氧呼吸有关的酶的活性降低,抑制细胞的无氧呼吸,从而抑制酸味的产生,D正确。
8.答案:C
解析:图中CO2生成量的曲线表示有氧呼吸和无氧呼吸生成CO2的总量,O2吸收量的曲线表示有氧呼吸O2的吸收量,也可表示有氧呼吸CO2的生成量,两条曲线纵坐标的差值代表无氧呼吸CO2的生成量。O2浓度约为10%时,两条曲线相交,此时CO2生成量与O2吸收量相等,该生物只进行有氧呼吸,A正确;分析题图可知,该生物无氧呼吸可产生CO2,而人体无氧呼吸只产生乳酸,所以题图不可能用来表示人的呼吸作用情况,B正确;若A点对应的纵坐标刚好是B的两倍,说明有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2量相等,但无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍,C错误;R点对应的氧浓度条件下呼吸作用产生的CO2最少,呼吸作用最弱,该条件下有利于水果的保存,D正确。
9.答案:C
解析:酵母菌进行有氧呼吸时在线粒体基质中产生CO2,进行无氧呼吸时在细胞质基质中产生CO2,A正确;探究酵母菌的有氧呼吸时,需要将通入空气中的CO2去除,排除空气中CO2对实验结果的干扰,B正确;CO2释放量与O2吸收量的比值越大,酵母菌进行无氧呼吸的强度越强,C错误;根据无氧呼吸过程中物质的变化可知,若产生的CO2与酒精的分子数相等,则酵母菌只进行无氧呼吸,D正确。
10.答案:A
解析:A、100米跑时,有氧呼吸供能的百分比小于10%,所以所需ATP主要由无氧呼吸产生,A正确;
B、1500米跑时,有氧呼吸与无氧呼吸供能的百分比相同,但由于消耗同量的葡萄糖有氧呼吸释放的能量多,因此可以推测,有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,B错误;
C、5000米跑时,主要进行有氧呼吸,但仍有部分无氧呼吸,人体肌肉细胞进行产乳酸的无氧呼吸时,既不消耗O2也不产生CO2,而有氧呼吸时肌肉细胞释放的CO2量与吸收的O2量相等,C错误;
D、马拉松跑时,主要进行有氧呼吸,ATP主要由线粒体内膜提供,D错误。
故选A。
11.答案:B
解析:本题考查无氧呼吸的过程。酵母菌无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用,积累到一定程度细胞甚至会死亡,故酵母菌不能长期忍受无氧环境,A错误;无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同,都在细胞质基质中进行,均有丙酮酸和NADH产生,B正确;无氧呼吸中葡萄糖分解不彻底,大部分能量储存在乳酸或酒精中,少部分释放出来,在释放出来的能量中,大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP,C错误;无氧呼吸的第二阶段,丙酮酸在不同酶的催化下,分解为酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸,D错误。
12.答案:D
解析:由上述分析可知,苹果果肉细胞在O2体积分数为0时,只进行无氧呼吸;O2体积分数为1%~3%时,苹果果肉细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸;苹果果肉细胞在0,体积分数为5%~25%时,只进行有氧呼吸,A错误。由上述分析可知,当O2体积分数达到20%后,再增加O2体积分数,有氧呼吸强度不再增加,故并非O2体积分数越高,苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛,产生的ATP越多,B错误。O2体积分数为3%时,有氧呼吸消耗0.3molO2,产生0.3molCO2,依据有氧呼吸化学反应式可知这些O2可氧化分解0.05mol葡萄糖,多余的CO2量=0.5-0.3=0.2(mol),这些CO2由无氧呼吸产生,依据无氧呼吸化学反应式可知产生0.2molCO2需要消耗葡萄糖0.1mol,则此时无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的2倍,C错误。据表分析可知,储藏苹果时,应选择O2体积分数为5%的环境条件(此时CO2的释放量最少,有机物的消耗最少),其他条件也应适宜,D正确。
13.答案:B
解析:本题考查细胞呼吸方式。此实验为对比实验,没有对照组,两组都是实验组,A错误;A瓶封口放置一段时间,消耗掉氧气后,再连通B,保证通往B的二氧化碳都是无氧呼吸的产物,B正确;B、E中的液体应是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液,用于检验酵母菌呼吸作用是否产生二氧化碳,C错误;无菌空气中会含有二氧化碳,干扰实验结果,故撤掉装置C,向D瓶中通入无菌空气不能完成该实验,D错误。
14.答案:(1)葡萄糖;三;细胞质基质
(2)丙酮酸;二;线粒体基质;三;线粒体内膜;三
(3)与[H]结合生成H2O,产生大量的能量;C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
解析:真核细胞有氧呼吸的过程分为三个阶段。第一阶段发生在细胞质基质中,1分子葡萄糖被氧化分解为2分子丙酮酸,同时生成少量的[H]并释放少量能量;第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸和水被彻底氧化分解产生CO2同时生成[H]并释放少量能量;第三阶段发生在线粒体内膜上,[H]和O2结合生成H2O,同时释放大量能量。
15.答案:(1)C6C12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(2)丙酮酸;②;ABCD
(3)C;B
解析:(1)有氧呼吸是指在有氧的条件下,把葡萄糖等有机物进行彻底的氧化分解,产生二氧化碳和水并且释放出大量能量的过程,其总反应式酶可表示为C6C12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。
(2)甲图表示有氧呼吸和无氧呼吸。甲图中的X物质是丙酮酸,是细胞呼吸第一阶段的产物。甲图中的C过程代表的是有氧呼吸第二阶段,发生在线粒体基质中,对应于乙图中的②。人在跑马拉松等剧烈运动时,骨骼肌细胞中不仅会发生有氧呼吸过程(ACD),也会发生无氧呼吸过程(AB),且人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,即会发生甲图中ABCD过程。
(3)据丙图可知,随着氧浓度的增大,达到丙图中C点对应的氧浓度时,无氧呼吸停止,因为此时氧气的吸收量与二氧化碳的释放量是相等的,即说明此时只进行有氧呼吸。若丙图的器官是某种子,则储存该种子最合适的氧气浓度是丙图中B点对应的浓度,因为此时种子的细胞呼吸释放的二氧化碳量最低,意味此时有机物的减少量最少,有利于种子的储存。