内容正文:
细胞呼吸的原理和应用
一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.线粒体的外膜含很多称作孔道蛋白的整合蛋白,通透性较大,可允许离子和小分子通过。线粒体内膜则不含孔道蛋白,通透性很弱,几乎所有离子和分子都需要特殊的跨膜转运蛋白来进出基质。分析下图,有关说法错误的是( )
A.线粒体内外膜组成成分类似,内膜的蛋白质含量较高
B.图中糖酵解形成丙酮酸的过程和无氧呼吸的场所相同
C.丙酮酸穿过外膜和内膜的方式均为协助扩散,不消耗能量
D.丙酮酸在线粒体内进行有氧呼吸第二阶段反应,释放出的能量只有少部分储存在ATP中
2.有氧运动是指人体吸入的氧气与需求的相等,达到生理上的平衡状态。下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.a运动强度下只有有氧呼吸,b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在,c运动强度下只有无氧呼吸
B.运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中
D.若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
3.高原鼠兔对高原低氧环境有很强的适应性。高原鼠兔细胞中部分糖代谢途径如图所示,骨骼肌和肝细胞中相关指标的数据如表所示。下列说法正确的是( )
比较项目
骨骼肌细胞
肝细胞
LDH相对表达量
0.64
0.87
PC相对表达量
0
0.75
乳酸含量/(mmol/L)
0.9
1.45
A.高原鼠兔骨骼肌消耗的能量主要来自丙酮酸生成乳酸的过程
B.肝细胞LDH相对表达量增加有助于乳酸转化为葡萄糖和糖原
C.低氧环境中高原鼠兔不进行有氧呼吸说明细胞中缺少线粒体
D.高原鼠兔血清中PC含量异常增高的原因是骨骼肌细胞受损
4.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是( )
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
5.耐力性运动一般指机体每次进行30 min以上的低、中等强度的有氧运动,如游泳、慢跑、骑行等。研究表明,耐力性运动能使线粒体数量发生适应性改变,是预防冠心病和肥胖的关键因素;缺氧会导致肌纤维线粒体碎片化,ATP合成量减少约50%,而Drp1是保证线粒体正常分裂的重要蛋白。下图表示相关测量数据。下列相关叙述错误的是( )
A.葡萄糖彻底氧化分解为二氧化碳和水是在线粒体内膜上完成的
B.5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正相关
C.Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤,使ATP合成大量减少
D.坚持每周3~5天进行至少30 min的耐力运动,有助于提高肌纤维的功能
6.《粮油储藏技术规范》(GB/T 29890-2013)为我国粮油储藏安全提供了重要技术保障,对粮温、水分含量、粮堆气体成分及浓度等作出了明确规定,其中部分术语和定义如下表。下列有关叙述错误的是( )
术语
定义
安全水分
某种粮食或油料在常规储存条件下,能够在当地安全度夏而不发热、不霉变的水分含量
低氧
粮堆空气中氧气浓度高于2%而低于12%的状态
低温储藏
平均粮温常年保持在15 ℃及以上,局部最高粮温不超过20 ℃的储藏方式
A.保持安全水分主要是通过减少自由水的含量实现的
B.储藏期间若水分含量过高,粮食会因呼吸代谢增强而发热使霉菌更易生长繁殖
C.粮堆空气中氧气浓度高于2%而低于12%的状态,主要是保证有氧呼吸强度最低
D.粮温不超过20 ℃的储藏方式是通过降低酶的活性使其代谢速率维持在低水平
7.种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
8.在有或无机械助力两种情形下,从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是( )
A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B.葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C.爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D.借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
9.癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
10.某科研小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式,进行了下图所示实验(假设细胞呼吸产生的热量不会使瓶中气压升高),开始时溴麝香草酚蓝溶液的颜色基本不变,反应一段时间后溶液颜色由蓝逐渐变黄。下列有关分析正确的是( )
A.溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变黄说明酵母菌的呼吸强度在增强
B.溴麝香草酚蓝溶液的颜色一开始不变是因为酵母菌只进行了有氧呼吸
C.14C6H12O6不能进入线粒体,故线粒体中不能检测出放射性
D.实验过程中酵母菌细胞呼吸释放的CO2全部来自线粒体
11.下图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。有关叙述错误的是( )
A.番茄果实细胞产生CO2的场所只有线粒体
B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用在8 ℃时比15 ℃时更强
C.低温、光照条件下更有利于储藏番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
12.植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A.磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B.与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C.正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D.受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
二、非选择题
13.下表为一定量的小麦种子(主要储能物质为淀粉)萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化数据,据表回答问题:
萌发时间/h
CO2释放速率/(L·h-1)
O2吸收速率/(L·h-1)
0
3
0
2
5
0
4
12.6
7.6
6
21
12.6
8
27.6
16.3
12
42.6
17.6
18
55
17.6
24
55
17.6
30
55
22.4
36
55
42.6
40
55
55
(1)在2 h之前,种子的呼吸方式为__________。在36 h之后种子呼吸的主要方式是________。
(2)在24 h时,无氧呼吸消耗的淀粉是有氧呼吸的________(保留一位小数)倍。
(3)如果以单位时间内CO2释放速率来衡量呼吸速率,那么在0~12 h,小麦种子无氧呼吸速率的变化趋势是________,有氧呼吸速率的变化趋势是________,出现这些变化趋势与种子在萌发过程中大量吸收________有关。
14.农业生产中,农作物生长所需的氮素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题:
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)O2浓度大于a时,作物乙吸收速率不再增加,推测其原因是____________________________________________________________________。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时,作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙,判断依据是________________________________________________。
(4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物对的吸收利用,可以采取的措施是________________。
细胞呼吸的原理和应用
一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.线粒体的外膜含很多称作孔道蛋白的整合蛋白,通透性较大,可允许离子和小分子通过。线粒体内膜则不含孔道蛋白,通透性很弱,几乎所有离子和分子都需要特殊的跨膜转运蛋白来进出基质。分析下图,有关说法错误的是( )
A.线粒体内外膜组成成分类似,内膜的蛋白质含量较高
B.图中糖酵解形成丙酮酸的过程和无氧呼吸的场所相同
C.丙酮酸穿过外膜和内膜的方式均为协助扩散,不消耗能量
D.丙酮酸在线粒体内进行有氧呼吸第二阶段反应,释放出的能量只有少部分储存在ATP中
C
2.有氧运动是指人体吸入的氧气与需求的相等,达到生理上的平衡状态。下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.a运动强度下只有有氧呼吸,b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在,c运动强度下只有无氧呼吸
B.运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失,其余储存在ATP中
D.若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
D
3.高原鼠兔对高原低氧环境有很强的适应性。高原鼠兔细胞中部分糖代谢途径如图所示,骨骼肌和肝细胞中相关指标的数据如表所示。下列说法正确的是( )
比较项目
骨骼肌细胞
肝细胞
LDH相对表达量
0.64
0.87
PC相对表达量
0
0.75
乳酸含量/(mmol/L)
0.9
1.45
A.高原鼠兔骨骼肌消耗的能量主要来自丙酮酸生成乳酸的过程
B.肝细胞LDH相对表达量增加有助于乳酸转化为葡萄糖和糖原
C.低氧环境中高原鼠兔不进行有氧呼吸说明细胞中缺少线粒体
D.高原鼠兔血清中PC含量异常增高的原因是骨骼肌细胞受损
B
4.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述,错误的是( )
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程
C.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与
D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
C
5.耐力性运动一般指机体每次进行30 min以上的低、中等强度的有氧运动,如游泳、慢跑、骑行等。研究表明,耐力性运动能使线粒体数量发生适应性改变,是预防冠心病和肥胖的关键因素;缺氧会导致肌纤维线粒体碎片化,ATP合成量减少约50%,而Drp1是保证线粒体正常分裂的重要蛋白。下图表示相关测量数据。下列相关叙述错误的是( )
A.葡萄糖彻底氧化分解为二氧化碳和水是在线粒体内膜上完成的
B.5周内耐力性运动训练的时间与肌纤维中线粒体的数量成正相关
C.Drp1分子磷酸化增强导致线粒体结构损伤,使ATP合成大量减少
D.坚持每周3~5天进行至少30 min的耐力运动,有助于提高肌纤维的功能
A
6.《粮油储藏技术规范》(GB/T 29890-2013)为我国粮油储藏安全提供了重要技术保障,对粮温、水分含量、粮堆气体成分及浓度等作出了明确规定,其中部分术语和定义如下表。下列有关叙述错误的是( )
术语
定义
安全水分
某种粮食或油料在常规储存条件下,能够在当地安全度夏而不发热、不霉变的水分含量
低氧
粮堆空气中氧气浓度高于2%而低于12%的状态
低温储藏
平均粮温常年保持在15 ℃及以上,局部最高粮温不超过20 ℃的储藏方式
A.保持安全水分主要是通过减少自由水的含量实现的
B.储藏期间若水分含量过高,粮食会因呼吸代谢增强而发热使霉菌更易生长繁殖
C.粮堆空气中氧气浓度高于2%而低于12%的状态,主要是保证有氧呼吸强度最低
D.粮温不超过20 ℃的储藏方式是通过降低酶的活性使其代谢速率维持在低水平
C
7.种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
B
8.在有或无机械助力两种情形下,从事家务劳动和日常运动时人体平均能量消耗如图。对图中结果叙述错误的是( )
A.走路上学比手洗衣服在单位时间内耗能更多
B.葡萄糖是图中各种活动的重要能量来源
C.爬楼梯时消耗的能量不是全部用于肌肉收缩
D.借助机械减少人体能量消耗就能缓解温室效应
D
9.癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
B
10.某科研小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式,进行了下图所示实验(假设细胞呼吸产生的热量不会使瓶中气压升高),开始时溴麝香草酚蓝溶液的颜色基本不变,反应一段时间后溶液颜色由蓝逐渐变黄。下列有关分析正确的是( )
A.溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变黄说明酵母菌的呼吸强度在增强
B.溴麝香草酚蓝溶液的颜色一开始不变是因为酵母菌只进行了有氧呼吸
C.14C6H12O6不能进入线粒体,故线粒体中不能检测出放射性
D.实验过程中酵母菌细胞呼吸释放的CO2全部来自线粒体
B
11.下图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。有关叙述错误的是( )
A.番茄果实细胞产生CO2的场所只有线粒体
B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用在8 ℃时比15 ℃时更强
C.低温、光照条件下更有利于储藏番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶活性降低有关
A
12.植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A.磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B.与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C.正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D.受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
C
二、非选择题
13.下表为一定量的小麦种子(主要储能物质为淀粉)萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化数据,据表回答问题:
萌发时间/h
CO2释放速率/(L·h-1)
O2吸收速率/(L·h-1)
0
3
0
2
5
0
4
12.6
7.6
6
21
12.6
8
27.6
16.3
12
42.6
17.6
18
55
17.6
24
55
17.6
30
55
22.4
36
55
42.6
40
55
55
(1)在2 h之前,种子的呼吸方式为__________。在36 h之后种子呼吸的主要方式是________。
(2)在24 h时,无氧呼吸消耗的淀粉是有氧呼吸的________(保留一位小数)倍。
(3)如果以单位时间内CO2释放速率来衡量呼吸速率,那么在0~12 h,小麦种子无氧呼吸速率的变化趋势是________,有氧呼吸速率的变化趋势是________,出现这些变化趋势与种子在萌发过程中大量吸收________有关。
答案:(1)无氧呼吸 有氧呼吸 (2)6.4 (3)变强 变强 水
14.农业生产中,农作物生长所需的氮素可以的形式由根系从土壤中吸收。一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸收的速率与O2浓度的关系如图所示。回答下列问题:
(1)由图可判断进入根细胞的运输方式是主动运输,判断的依据是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)O2浓度大于a时,作物乙吸收速率不再增加,推测其原因是____________________________________________________________________。
(3)作物甲和作物乙各自在最大吸收速率时,作物甲根细胞的呼吸速率大于作物乙,判断依据是________________________________________________。
(4)据图可知,在农业生产中,为促进农作物对的吸收利用,可以采取的措施是________________。
答案:(1)主动运输需要呼吸作用提供能量,O2浓度小于a时,根细胞对的吸收速率与O2浓度呈正相关 (2)主动运输需要载体蛋白,此时载体蛋白数量达到饱和 (3)甲的最大吸收速率大于乙,甲需要能量多,消耗O2多 (4)定期松土
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