【备考2026】生物学高考一轮同步基础练--课时规范练13　探究酵母菌细胞呼吸的方式、影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用（含解析）

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课时规范练13　探究酵母菌细胞呼吸的方式、影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一　实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.(2024·辽宁沈阳模拟)通过设置不同条件(如是否提供氧气、不同pH的培养液)来模拟不同的环境,可以探究不同环境条件对酵母菌细胞呼吸的影响。下列有关叙述正确的是(　　)
A.溴麝香草酚蓝溶液可以用于检测酵母菌是否进行了无氧呼吸
B.若提供18O2,则酵母菌有氧呼吸产生的CO2中也可检测到放射性
C.培养液的pH属于实验的无关变量,因变量是酵母菌的呼吸速率
D.酵母菌进行不同方式的呼吸时,底物的能量不都以热能形式散失
2.(2024·浙江联考三模)某同学用输液器改进了“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置,如图所示,图2无氧组用石蜡油液封酵母菌培养液。下列叙述错误的是(　　)
图1　有氧组装置示意图
图2　无氧组装置示意图
A.一段时间后,有氧组和无氧组的溴麝香草酚蓝溶液都会变色
B.若在温度较低时进行实验,观察到现象的时间可能会有延长
C.若要确认酵母菌是否进行无氧呼吸,可用酸性重铬酸钾检测
D.为了防止杂菌污染带来的影响,需对含酵母菌的培养液进行灭菌
3.(2024·福建模拟)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下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.0~6 h内,随着容器中O2不断减少,有氧呼吸速率逐渐降低
B.6~8 h内,酵母菌呼吸作用消耗的O2量小于CO2的产生量
C.8~10 h内,酵母菌细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中
D.6~10 h内,用溴麝香草酚蓝溶液可检测到无氧呼吸产生的酒精
考点二　影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
4.(2024·湖南三模)如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况,根据所提供的信息,下列判断错误的是 (　　)
A.L点时,该器官产生CO2的场所是细胞质基质
B.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解,可能来自油料作物
C.N点时,该器官O2的吸收量等于CO2的释放量,说明其只进行有氧呼吸
D.若该非绿色器官是种子,则M点对应的O2浓度最适合储存
5.(2024·重庆荣昌模拟)图1表示某水稻种子萌发的细胞呼吸过程中,O2的吸收量和CO2的释放量随环境中O2浓度的变化而变化的曲线,其中线段XY=YZ;图2是水稻种子萌发的RQ值(CO2产生量与O2消耗量的比值)变化。下列有关叙述正确的是(　　)
图1
图2
A.图1中O2浓度为a时,水稻种子有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
B.图1中P点与图2中b点时水稻种子有氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C.图2中c点以后,水稻种子有氧呼吸速率不再继续增加
D.同一O2浓度下,花生种子的RQ值大于水稻种子
6.(2024·重庆荣昌模拟)细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列说法错误的是 (　　)
A.中耕松土:促进根细胞有氧呼吸,利于根系吸收无机盐
B.睡前刷牙:抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿
C.保存果蔬:在低温、低氧条件下降低细胞呼吸强度,减少有机物消耗
D.稻田定期排水:避免水稻根细胞长时间无氧呼吸,产生乳酸导致烂根
7.(2024·河南三模)无氧阈是指在运动负荷递增过程中,人体由有氧代谢供能为主进入有氧和无氧代谢共同供能的转折点(即血液中乳酸量急剧上升)。如图为无训练经验人士和耐力运动员在运动强度增加时血液中乳酸量的变化,下列叙述错误的是(　　)
A.骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中大部分能量储存在乳酸中
B.通过节奏跑训练,跑步者能够降低无氧阈所对应的运动强度
C.LT2代表无氧阈,运动强度继续增大,无氧和有氧呼吸共同供能
D.运动强度低于50%时,人体消耗的O2量等于产生的CO2量
关键能力提升练
8.(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　)
A.在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B.PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活
C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快
9.(2024·湖南长沙一模)低氧胁迫会降低农作物的产量,洪水和灌溉不均匀等极易使植株根系供氧不足,造成低氧胁迫。某研究小组利用水培技术探究了低氧条件对两个油菜品种(A、B)根部细胞呼吸的影响。下图表示实验第6天根部细胞中相关物质的含量(呼吸底物是葡萄糖)。下列相关叙述错误的是(　　)
A.正常通气条件下,油菜根部细胞呼吸产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质
B.低氧胁迫条件下,A、B两品种油菜根部细胞的无氧呼吸增强
C.丙酮酸含量高低可以反映有氧呼吸强度,从图中可知正常通气更利于储存油菜
D.在低氧胁迫下,A品种相比于B品种可能更容易发生烂根现象
10.(多选)(2024·湖南模拟)为探究酵母菌细胞呼吸的方式,科研人员向锥形瓶中加入含有活化酵母菌的葡萄糖培养液,密封后置于适宜温度下培养,并利用传感器测定锥形瓶中CO2和O2的含量变化,实验结果如图所示。下列分析错误的是 (　　)
A.实验过程中,不同时间点CO2的生成场所均相同
B.进行到100 s时,酵母菌细胞呼吸O2的消耗量等于CO2的释放量
C.第300 s时,酵母菌细胞无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸
D.实验结束后向培养液滤液中滴加酸性重铬酸钾溶液,振荡后呈黄色
11.(多选)(2024·黑龙江模拟)如图表示将一株绿色植物放在一密闭容器中,0时刻将其置于黑暗环境中一段时间内,密闭容器中O2浓度的变化速率(b曲线)和CO2浓度变化速率(a曲线)如图所示,若细胞呼吸分解的有机物全部是葡萄糖,曲线中MN=NK,下列说法正确的是(　　)
A.甲时刻之前,容器中O2浓度较高,该植物只进行有氧呼吸
B.从甲到乙时间,随O2浓度降低,无氧呼吸消耗葡萄糖所占比例逐渐增大
C.乙时刻,无氧呼吸消耗葡萄糖与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为1∶1
D.在黑暗中,随时间的推移,a曲线的变化趋势将持续上升
12.(12分)(2024·贵州卷)在农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。
(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代谢特点有 　　　　　　;
参与有氧呼吸的酶是　　　　(填“甲”或“乙”)。
(2)在水淹0~3 d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是　　　　　;水淹第3 d时,经检测,作物根部细胞的CO2释放量为0.4 μmol/(g·min),O2吸收量为0.2 μmol/(g·min),若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的　　　　　倍。
(3)若水淹3 d后排水,作物长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是 　　　　　　(答出2点即可)。
参考答案
课时规范练13　探究酵母菌细胞呼吸的方式、影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
必备知识基础练
1.D　解析 溴麝香草酚蓝溶液遇到CO2后可由蓝变绿再变黄,但酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2,故不能用溴麝香草酚蓝溶液检测酵母菌是否进行了无氧呼吸,A项错误;18O不具有放射性,B项错误;在探究不同pH条件对酵母菌细胞呼吸的影响时,培养液的pH属于自变量,C项错误;酵母菌进行不同方式的呼吸时,底物的能量不都以热能形式散失,如酵母菌进行无氧呼吸时,葡萄糖中大部分能量储存在酒精中,D项正确。
2.D　解析 酵母菌是兼性厌氧菌,有氧呼吸产生水和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2,因此两组的溴麝香草酚蓝溶液都会变色,A项正确;温度较低时酵母菌与呼吸作用相关的酶活性较低,呼吸速率较低,因此观察到溴麝香草酚蓝溶液变色的时间可能会有延长,B项正确;酸性重铬酸钾可用于检测酒精,据此可确认酵母菌是否进行无氧呼吸,C项正确;若对含酵母菌的培养液进行灭菌,则会杀死酵母菌,导致实验失败,D项错误。
3.B　解析 由图可知,0~6 h内,酵母菌有氧呼吸速率先上升后下降,因有氧呼吸消耗O2,密闭容器内O2剩余量不断减少,A项错误;6~8 h内,酵母菌进行有氧呼吸消耗的O2与产生的CO2相同,同时进行不消耗O2,产生酒精与CO2的无氧呼吸,因此在此期间,容器中的O2消耗量小于CO2产生量,B项正确;8~10 h内,酵母菌只进行无氧呼吸,产物为酒精和CO2,葡萄糖中的大部分能量储存在酒精中,少部分释放出来,其中释放出来的能量大部分以热能的形式散失,少部分用于合成ATP,C项错误;溴麝香草酚蓝溶液用于检测CO2,不能用于检测酒精,用酸性重铬酸钾检测酒精,D项错误。
4.C　解析 L点时无O2的吸收,该器官只进行无氧呼吸,故CO2的产生场所是细胞质基质,A项正确;图中显示N点后,O2的吸收量大于CO2释放量,说明该器官呼吸作用过程中不只是氧化分解糖类物质,还有非糖物质氧化分解如脂肪,可能来自某油料作物,故N点时,该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等不能说明其只进行有氧呼吸,B项正确,C项错误;若该绿色器官是种子,M点时CO2总释放量最低,有机物消耗最少,M点对应的O2浓度最适合储存,D项正确。
5.A　解析 图1中O2浓度为a时,XY=YZ,设XY=YZ=m,即有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2都为m,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可计算出有氧呼吸消耗的葡萄糖是m/6,无氧呼吸消耗的葡萄糖是m/2,即无氧呼吸消耗的有机物是有氧呼吸的3倍,而1 mol葡萄糖彻底有氧呼吸能产生2 870 kJ能量,其中有977.28 kJ左右的能量储存在ATP中,而1 mol葡萄糖无氧呼吸能产生196.65 kJ能量,有61.08 kJ储存在ATP中,可见图1中O2浓度为a时,水稻种子有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多,A项正确;图1中P点水稻种子只进行有氧呼吸,图2中b点水稻种子还存在无氧呼吸,所以图1中P点的有氧呼吸强度大于图2中b点的有氧呼吸强度,图1中P点与图2中b点时水稻种子有氧呼吸消耗葡萄糖量不相等,B项错误;图2中c点对应图1的P点,由此可知,O2浓度大于c点后水稻种子的有氧呼吸仍会在一定范围内增强,C项错误;水稻种子中富含淀粉,而花生种子中富含脂肪,等质量的脂肪比糖类的含H量高、含O量低,细胞呼吸消耗氧气多,故同一O2浓度下花生种子的RQ值小于水稻种子,D项错误。
6.D　解析 中耕松土:增加土壤中氧气的含量,促进根细胞有氧呼吸,为吸收矿质元素供应能量,利于根系吸收无机盐,A项正确;睡前刷牙:增加口腔内氧气的含量,可抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿,B项正确;在低温、低氧条件下细胞呼吸有关酶的活性降低,从而降低细胞呼吸强度,减少有机物消耗,C项正确;水稻根细胞无氧呼吸产生的是酒精和CO2,不产生乳酸,D项错误。
7.B　解析 无氧呼吸中葡萄糖是不彻底的氧化分解,葡萄糖中的能量大部分仍储存在乳酸中,A项正确;据图可知,通过节奏跑训练,跑步者能够提高无氧阈所对应的运动强度,B项错误;无氧呼吸释放能量少,有氧呼吸释放能量多,图中LT2代表无氧阈,运动强度继续增大,无氧呼吸和有氧呼吸共同供能,C项正确;人体细胞只有有氧呼吸产生CO2,因此人体消耗的O2量等于产生的CO2量,D项正确。
关键能力提升练
8.D　解析 细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸,包含一系列酶促反应即需要多种酶参与,而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶,根据酶的名称可判断PFK1的作用对象不是葡萄糖,A项错误;由题意可知,当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡,说明PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变但还具有活性,B项错误;当ATP/AMP浓度比较高时,促进ATP与PFK1结合,改变酶活性,抑制细胞呼吸;当ATP/AMP浓度比较低时,会解除酶抑制,促进细胞呼吸。因此,ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节,C项错误;运动时肌细胞消耗ATP增多,细胞中ATP减少,ADP和AMP会增多,从而导致AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快,细胞中ATP含量增多,从而维持能量供应,D项正确。
9.C　解析 正常通气条件下,油菜根部细胞有乙醇产生,产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质,A项正确;低氧胁迫条件下,由于缺少氧气,所以A、B两品种油菜根部细胞无氧呼吸增强,B项正确;有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段相同,都会产生丙酮酸,且第二阶段都会消耗丙酮酸,所以丙酮酸含量不能代表有氧呼吸强度,储存油菜应适当降低氧气浓度,C项错误;在低氧胁迫下,A品种乙醇含量增加更多,可能更容易发生烂根现象,D项正确。
10.ABD　解析 由题图可知,200 s前酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,200 s后O2质量浓度不再下降,此阶段只进行无氧呼吸,故实验过程中,不同时间点CO2的生成场所不完全相同,A项错误;由题图可知,实验进行到100 s时,O2消耗量的数值和CO2释放量的数值明显不同,B项错误;200 s后,培养液中O2质量浓度不再发生变化,说明酵母菌此时只进行无氧呼吸,因此第300 s时,酵母菌细胞无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸消耗葡萄糖的速率,C项正确;重铬酸钾在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色,D项错误。
11.AB　解析 甲时刻之前,两曲线重合,容器中O2浓度较高,该植物只进行有氧呼吸,A项正确;该装置置于黑暗条件下,只进行细胞呼吸,不进行光合作用,从甲到乙时间,O2浓度降低,无氧呼吸所占比例上升,无氧呼吸消耗葡萄糖所占比例逐渐增大,B项正确;乙时刻,曲线中MN=NK,有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2的速率相等,无氧呼吸消耗葡萄糖与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为3∶1,C项错误;在黑暗中,植物体内的有机物会消耗,酒精积累会抑制细胞呼吸,故随时间的推移,a曲线的最终变化趋势是下降,D项错误。
12.答案 (1)需要氧气参与;呼吸底物被彻底氧化分解;释放大量能量,生成大量ATP　乙
(2)O2的含量　3
(3)0~3 d无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;第3 d无氧呼吸产生的能量维持了作物基本的生命活动;与有氧呼吸相关的酶活性并未完全丧失
解析 (1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在氧气充足的情况下,将呼吸底物葡萄糖彻底氧化分解,将能量释放出来。随着水淹天数的增多,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶。
(2)在水淹0~3 d阶段,随着水淹天数的增加,氧气含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4 μmol/(g·min),O2吸收量为0.2 μmol/(g·min),有氧呼吸需要消耗氧气,葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量的比例为1∶6∶6,无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量的比例为1∶2,有氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2 μmol/(g·min)CO2,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。
(3)若水淹3 d后排水,植物长势可在一定程度上得到恢复,原因可能是0~3 d无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;第3 d无氧呼吸产生的能量维持了作物基本的生命活动;与有氧呼吸相关的酶活性并未完全丧失。
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