第3章 第4节 细胞呼吸为细胞生活提供能量-【重难点手册】2024-2025学年高中生物必修1 分子与细胞同步练习题(浙科版2019 浙江专用)

第三章 细胞的代谢么型 第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量 基础过关练 测试时间：15分钟 D.瓦氏效应产生的中间产物可为癌细 1.下列关于“乙醇（酒精）发酵实验”的叙 胞代谢提供原料 述，错误的是( )。 4.科研人员探究了不同温度(25℃和0.5℃) A,干酵母在活化过程中会产生较多气泡 条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生 B.发酵前需要充分振荡，使酵母菌和葡 成速率的变化，结果发现，与25℃相比， 萄糖混匀 0.5℃条件下果实的CO2生成速率较 C.混合液表面加液体石蜡的日的是阻止 低。为验证上述实验结果，某同学设计 气体进出 了如下方案： ①取两个成熟程度相似、大小相同的蓝 D.发酵时30℃的水浴有利于保证酶较 莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同 高活性 的瓶内，然后密封。 2.细胞内以葡萄糖为底物的氧化分解过程 ②将甲、乙两瓶分别置于25℃和0.5℃ 的示意图如图，①②③表示过程，X、Y 条件下储存，每隔一段时间测定各瓶 表示物质。下列叙述错误的是( )。 中的CO2浓度。 CO ③记录实验数据并计算CO2生成速率。 前萄糖 根据上述方案分析，该方案()。 A.葡萄糖通过①过程只释放出少量能量 A.设计完善，无不足 B.②过程有能量的释放但不一定有 B.缺少对照实验 ATP产生 C.未能控制单一变量 C.①②③可存在于需氧呼吸过程中 D.样本数量过少且未重复实验 D.Y可能是H2O或酒精或乳酸 5.如图表示需氧呼吸的过程。请据图回答 3.(2024·浙江金华一中练习)癌细胞在氧 下列问题。 供应充分的条件下也主要依赖厌氧呼吸 C.H.O. 年 获取能量，此现象称为“瓦氏效应”。下 能量 ADP -Pi H内丽酸 贸 列叙述正确的是( )。 热量少章ATH A.癌细胞中丙酮酸被乳酸脱氢酶还原 为乳酸 B.癌细胞中葡萄糖不彻底的氧化分解发 生在线粒体 的 C.瓦氏效应导致癌细胞能量供应不足影 (1)需氧呼吸的第一阶段在 响生长 中进行，其他阶段在 中进行。 45 难点手册高中生物学必修1分子与细胞ZC(浙江专用) (2)若用18O标记C6HzOs,最终在化合 列叙述错误的是( 物[] 中出现标记的1sO: 阁卡 删 作吻甲 将一只实验小鼠放入含放射性8O2 气体的容器内，18O2进入细胞参与 作吻乙 需氧呼吸后，最先出现的放射性化合 物是[] 0浓度 图1 (3)⑦⑧⑨⑩代表 (4)写出图中形成ATP的反应式： 硝酸盐转运雀白 NO H 2H ATP (5)细胞完成图示需氧呼吸过程的最主 H AD)P+Pi 要意义是 图2 A.由图1可判断NO方进入根细胞的运 乃综合提能练 渊试时间：25分钟 输方式是易化扩散 1.如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图， B.甲的NO5最大吸收速率大于乙，在 下列叙述正确的是( 根细胞吸收NO方的过程中甲需要能 物质 物质b+物质d 量多，消耗O2多 条件X C.硝酸盐转运蛋白跨膜运输NO5伴随 着H+的同向转运 葡萄糖 酵母菌 」 D.在农业生产中为促进农作物对NO方 条件Y 的吸收利用，可以定期松土 物质十物质b 3.(2024·浙江杭州学军中学模拟)某同学 A.若用8O标记葡萄糖，则产物a中会 用输液器改进了“探究酵母菌细胞呼吸 检测到O 的方式”实验装置，如图所示，图2无氧 B.物质a可使溴麝香草酚蓝溶液变黄色 组关闭流量调节器，用石蜡油液封酵母 C.酵母菌产生物质b的场所有线粒体基 菌培养液。下列叙述错误的是( 质、细胞质基质 0 , D.条件X下酵母菌呼吸时，葡萄糖中的 H,(O,+肝i研磨液 酵母菌培养液 能量主要以热能形式散失 溴麝香草 酚蓝溶液 2.农业生产中，农作物生长所需的氮素可 图1有氧组装置示意图 以NO的形式由根系从土壤中吸收。 CO. 一定时间内作物甲和作物乙的根细胞吸 流量调节器酵母菌培养液 收NO。的速率与O2浓度的关系及 溴麝香草 酚蓝溶液 NO方通过细胞膜的过程如图所示。下 图2无氧组装臀示意图 46 第三章细跑的代谢度超 A.一段时间后，有氧组和无氧组的溴麝 HIF-la和ARNT两部分组成，在缺氧条 香草酚蓝溶液都会变色 件下，HIF-1a会进入细胞核与ARNT结 B.若在温度较低时进行实验，观察到现 合进而促进多种基因的表达，如表达生成 象的时间可能会有延长 红细胞生成素(EPO),从而使细胞适应低 C.若要确认酵母菌是否进行厌氧呼吸， 氧环境。其调控的基本途径如下图所示： 可用酸性重铬酸钾检测 雨氨矿异化南 蛋白的区降解 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 氧 4.(2024·浙江十校阶段练习)图中的I、 Ⅱ、Ⅲ、IN、AOX、UQ表示在真核细胞中 EPO基因 需氧呼吸的第三阶段参与电子传递的蛋 白质复合体或脂溶性物质复合体。其中 5.下列关于人体呼吸作用有关的叙述错误 H通过I、Ⅲ、下逆浓度梯度运输，建立 的是( )。 膜质子(H)势差，驱动ATP合成酶和 A.需氧呼吸产生的[H门与O2结合，厌 氧呼吸产生的[H]不与O2结合 UCP发挥作用使膜两侧的质子(H+)势 B.缺氧时，需氧呼吸第一、二阶段正常进 差转变成其他形式的能量。假设只要电 行，第三阶段受到抑制 子最终能传到HO中，释放的总能量不 C.EPO蛋白活性与其正确的空间结构 变。下列相关叙述错误的是( 有关 A侧 D.常氧时，HF-1α蛋白最终被降解 6.关于人体在缺氧环境中的调节，下列叙 述错误的是( 9 AOX A.在缺氧环境中，HIF-1a进入细胞核 B侧c ADP+P 为智物←机物 120+H°H0 穿过2层膜 A.图示的膜结构为线粒体内膜，下侧为 B.细胞适应氧含量变化的根本原因是基 线粒体基质 因的选择性表达 B.膜A侧的pH低于B侧 C.与ARNT相比，HIF-1a对氧气的敏 C.若Ⅲ、V不能发挥作用，ATP的生成 感性更强 效率将降低 D.干扰HIF-Ia的降解可能为治疗贫血 D.随着UCP含量的升高，热能的生成 提供新思路 效率随之降低 C培优突破练 测试时问：15分钟 (2024·浙江杭州二中训练)阅读材 1.某兴趣小组利用注射器开展“探究酵母 料，回答第5、6题 菌的呼吸方式”实验，将2mL、4mL HIF蛋白是一种缺氧诱导因子，由 6mLO2分别加到甲、乙、丙组的反应室 47 难点手册高中生物学必修1分子与细胞 Z(浙江专用)】 内，丁组反应小室不加O2,每隔2min进 伤大分子和细胞器。 行检测，实验结果见下表。下列叙述错 (2)分别用常氧(20%O2)、适度低氧 误的是( )。 (10%O2)和严重低氧(0.3%O2)处 理PC12细胞，24h后检测线粒体自 装有酵母菌 和培养液的 每隔2min 噬水平，结果如图1。用线粒体自噬 反宝 进行定昂 抑制剂3-MA处理PC12细胞，检测 检测 密封 细胞活性氧含量，结果如图2。 定量的0 8 口对照 口3-MA处弹 要60 气体变化量mL 40 时间min 20 甲 乙 丙 o☐ 20%10%0.3% 20%10%0.3% 2 0 0 0 0 0.含量 0,含量 4 0.07 0 0 0 图1 图2 6 0.15 0.03 0 0 ①损伤的线粒体可通过线粒体自噬 8 0.22 0.1 0 0.1 途径，被细胞中的 (结 10 0.27 0.12 0 0.17 构)降解。 12 0.35 0.2 0.02 0.25 ②图1、图2结果表明：适度低氧可 14 0.45 0.28 0.07 0.37 A.甲组在4min时，酵母菌的线粒体仍 (3)研究表明，上调BIVP3基因的表达 能产生CO 可促进线粒体自噬。检测不同氧气 B.乙组、丙组气体增量不会超过丁组 浓度下BINP3基因表达情况，结果 C.组在8min时，其反应液能使酸性 如图3。 重铬酸钾变灰绿色 坦 ▣0h D.一段时间内，O2供量越大，厌氧呼吸 BINP3的nRNA BINP3蛋白 6 ▣12h ▣24h 速率越低 2.人体细胞有时会处于低氧环境。适度低 ■口G 20%10%0.3%20%10%0.3%(0含量 氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致 图3 细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研 综合上述信息，解释适度低氧下细胞 究了低氧影响细胞存活的机制。 可正常存活、严重低氧使细胞死亡的 (1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与反 原因： 应的场所是 。 当细胞中O2 含量低时，线粒体通过电子传递链产 (4)该研究的意义是 生更多活性氧，活性氧积累过多会损 48练习册参考答案与提示次线 因是肾小管上皮细胞膜中蛋白A数量增多。因此推测 的实验方案为设置不同温度处理的甲、乙两组，为相互 抗利尿激素可能促进细胞合成大量蛋白A,或者是抗 对照实验，B错误：该实验方案中，除自变量温度的差 利尿激素促进蛋白A插入肾小管上皮细胞膜。 异以外，其他变量如果实成熟度，大小和容积等均为无 [根据分析，该实验的自变量是膜蛋白和HgCL的有 关变量，都控制为相同，所以该实验方案是控制了单一 无，因此对实验的处理应为甲组：缺乏蛋白A的非洲爪 变量的，C错误。] 蟾卵母细胞若干。乙组：生理状况相同的等量缺乏蛋 5.(1)细胞溶胶：线粒体。(2)④：C):③：H0 白A的非洲爪蟾卵母细胞十注人控制膜蛋白A合成 (3)不同的酶。 (④ADP+P+能量度ATP, 的有活性的mRNA(有膜蛋白)。丙组：乙组基础上+ (⑤)为各项生命活动提供直接能源物质ATP。 HgCL溶液（有膜蛋白和HgCl)。所以应同时向乙、 【综合提能练】 丙两组细胞注入等量蛋白A的mRNA。题干要求“以 1.C[酵母菌和人体细胞进行需氧呼吸都能产生CO为 低渗溶液中细胞的水通透速率及细胞直径为测定指标 和水，人体细胞进行厌氧呼吸的产物为乳酸，酵母菌进 进行实验”，所以甲、乙、丙三组都要置于低渗溶液中。 行厌氧呼吸的产物为酒精和CO,,故条件X为无氧，条 实验的因变量是细胞水通透速率和细胞的直径，所以 一段时间后，利用细胞水通透速率测量装置测量细胞 件Y为有氧，物质a为水，物质b为CO,物质c为乳 水通透速率，并测定细胞的直径。门 酸，物质d为酒精。需氧呼吸过程中产生的水中的O 第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量 来自O,若用0标记葡萄糖，则产物（水）中不会检 测到O,A错误；物质b(CO,)可使溴麝香草酚蓝溶液 【基础过关练】 1.C[干酵母在活化过程中通过需氧呼吸会产生较多气 由蓝变绿再变黄，B错误：物质b为C),酵母菌需氧 呼吸产生CO,的场所是线粒体基质，厌氧呼吸产生 泡（即C,),A正确：发酵前充分振荡可使酵母菌和葡 萄糖混匀，有利于发酵进行，B正确：混合液表面加液 CO2的场所是细胞溶胶，C正确：条件X为无氧，酵母 体石蜡的目的是阻止氧气进入发酵液，又能让乙醇 菌无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中， (酒精)发酵产生的C)溢出，C错误：发酵时30℃的 D错误.] 水浴给酵母菊提供了适宜温度，保证酶具有较高活性， 2.A[题图1中，八NO方吸收速率在一定范围内与O2浓 D正确。 度呈正相关，根细胞吸收N)的过程消耗能量，吸收 2.D[①过程为糖酵解，葡萄糖分解成丙酮酸释放出少 方式为主动转运，A错误：甲的NO方最大吸收速率大 量能量，A正确：②过程可表示丙酮酸脱去一分子CO: 于乙，在根细胞吸收（方的过程中，甲需要能量多，消 形成二碳化合物，该过程没有ATP产生，B正确：①② 耗O2多，B正确：题图2中，硝酸盐转运蛋白跨膜运输 ③可表示需氧呼吸的三个阶段，C正确：Y可能表示需 NO方伴随着H的同向转运，C正确：定期松土可以提 氧呼吸终产物HO,也可能表示厌氧呼吸产生的酒精， 高氧气浓度，改著呼吸，为农作物主动转运吸收NO方 D错误，] 提供能量，D正确。] 3.D[丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被还原为乳酸， 3.D酵母菌是兼性厌氧菌，需氧呼吸产生水和C(,,厌 A错误。癌细胞进行厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，因 氧呼吸产生酒精和C),,因此两组的溴麝香草酚蓝溶 此癌细胞中的葡萄糖主要在细胞溶胶中不彻底的氧化 液都会变色，A正确：温度较低时酵母菌呼吸酶活性较 分解，B错误：瓦氏效应是癌细胞对缺氧环境的适应， 低，呼吸速率较低，因此观察到溴麝香草酚蓝溶液变色 使其能够在缺氧的环境下生存和增殖，C错误：瓦氏效 可能会有延长，B正确：酸性重铬酸钾可用于检测酒 应产生的中间产物如丙闹酸、五碳糖等，可以为DNA 精，据此可确认酵母菌是否进行厌氧呼吸，C正确：若 的复制和蛋白质的合成等癌细胞代谢提供原料，D 对含酵母菌的培养液进行灭菌，则会杀死酵母菌，导致 正确。] 实验失败，D错误。] 4.D[该同学取两个成熟程度相似，大小相同的蓝莓果 4D[需氧呼吸第二阶段有机物的进一步分解发生在线 实，样本数量过少且未重复实验，可能因为个体差异具 粒体基质，第三阶段反应发生在线粒体内膜上，题图示 有偶然性，降低实验的可信度，A错误，D正确：该同学 为线粒体内膜，A侧为内外膜之间，B侧为线粒体基质， 19 重难点手册高中生物学必修1分子与细胞Z父（浙江专用） A正确：由题图分析可知，膜A侧H多于B侧，pH低 来清除活性氧。(3)适度低氧上调BNP3基因的表 于B侧，B正确：若Ⅲ、N不能发挥作用，将有较少H 达，使BN3蛋白增加.促进了线粒体自噬以清除细 通过Ⅲ、W逆浓度梯度运输，膜两侧的质子(H)势差 胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存 降低，ATP的生成效率也将降低，C正确：随着UCP含 活。严重低氧上调BNP3基因的表达（转录），可能由 量的升高，有较多H通过UCP顺浓度梯度运输，产生 于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，BINP3蛋白在增 的ATP减少，热能的生成效率不一定降低，D错误.] 加后很快下降，即严重低氧下BNP3蛋白的增加促进 5.B[人体需氧呼吸第一阶段和第二阶段产生[H),在 了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性 需氧呼吸第三阶段与O结合生成水，厌氧呼吸产生的 氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。(4)有助于人 H]与丙酮酸结合生成乳酸，A正确：缺氧时，需氧呼 们对缺氧性疾病发病机理的认识，促进缺氧性疾病的 吸第一阶段可进行，第二阶段、第三阶段受到抑制， 预防和治疗。（写出一条即可） B错误：蛋白质的空间结构决定蛋白质的功能，故EPO [(1)O,参与人体细胞需氧呼吸的第三阶段，在线粒体 蛋白活性与其正确的空间结构有关，C正确：题图示常 内膜上与[H](NADH)结合生成水并释放大量能量. 氧状态下，HF1α经一系列变化，最终被蛋白酶体降 (2)①溶酶体内含多种水解酶，能分解衰老，损伤的细 解，D正确] 胞器，吞噤并杀死侵入细胞的病毒或细菌。②题图1 6.A[HF-1α是蛋白质，通过核孔进人细胞核，不穿过 结果显示，适度低氧(10%())时线粒体自噬水平最 核膜，A错误：依据题干信息“在缺氧条件下，HF-1α 高：题图2结果显示，用3-MA抑制线粒体自噬后，活 会进入细胞核与ARNT结合进而促进多种基因的表 性氧含量升高：结合题干“适度低氧下细胞可正常存 达，如表达生成红细胞生成素(EPO),从而使细胞适应 活”“活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器”，说明适 低氧环境”，所以细胞适应氧含量变化的根本原因是细 度低氧可激活线粒体自噬来清除活性氧（由题干可知 胞内基因的选择性表达，B正确：题图信息显示，常氧 活性氧的产生部位是线粒体)，从面避免活性氧积累过 状态下，HF-1a会与氧气结合，进一步被分解，而不是 多损伤大分子和细胞器，细胞得以正常存活。(3)结合 与ARNT结合，只有在缺氧状态下HIF-1a才与 (2)的分析和题图1、题图2可知，适度低氧时线粒体自 ARNT结合，故与ARNT相比，HIF1a对氧气的敏感 噬水平显著升高，减少了活性氧的产生，使细胞内的活 性更强，C正蹦：依据题图信息，干扰HIF1a的降解， 性氧含量和正常氧条件下的基本相同，严重低氧时线 可以使HIF-1a在细胞内积累，并进入细胞核与ARNT 粒体自噬水平降低，产生了大量的活性氧。BNPB基 结合进而促进多种基因的表达，如表达生成红细胞生 成素，可能为治疗贫血有帮助，D正确。] 因表达的BNP3蛋白可促进线粒体自噬，再结合题图3 【培优突破练】 可知，适度低氧时细胞可以正常存活的原因：适度低氧 1.B[甲组在4min时，气体变化量是增加0.07ml,此 上调BINP3基因的表达，使BNP3蛋白增加，显著促 时酵母菌刚刚进行厌氧呼吸，反应室内还有少量O, 进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于 酵母菌也能进行需氧呼吸，酵母菌的线粒体仍能产生 正常水平，细胞可正常存活。严重低氧使细胞死亡的 CO,A正确：丁组没有氧气，酵母菌进行厌氧呼吸，如 原因：严重低氧虽然也上调了BIVP3基因的表达，但 果葡萄糖供应充足，乙组、丙组由于进行了需氧呼吸， 表达出的BNP3蛋白含量随时间延长先增多后减少 酵母菌繁殖速度快，消耗完氧气进行厌氧呼吸，由于 (可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，BINP3 乙、丙两组酵母菌数量多，进行厌氧呼吸的气体增量可 蛋白在增加后很快下降)，严重低氧下BNP3蛋白的 能超过丁组，B错误：丁组在8min时，气体增量是 量不足以显著提升线粒体自噬水平，细胞中活性氧的 0.1mL,此时细胞中已经开始厌氧呼吸，将葡萄糖分 清除速率远小于产生速率，活性氧在细胞中积累，最终 解成酒精和C():,酒精能和酸性重铬酸钾反应生成灰 导致细胞死亡。(4)该研究分析了低氧影响细胞存活 绿色物质，C正确：据题表可知，一段时间内，甲、乙，丙 的机制，其成果有助于人们对缺氧性疾病发病机理的 三组O供量越大，厌氧呼吸速率越低，D正确。] 认识，有利于缺氧性疾病的预防和治疗，有利于开发治 2.(1)线粒体内膜。(2)①溶酶体。②激活线粒体自噬 疗缺氧性疾病的相关药物。] 20