5.3细胞呼吸类型的判断和测定同步练习-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

专题强化练1　细胞呼吸类型的判断和测定 1.(2024山东德州一中开学考)下图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曲线。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b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量 C.bd段无氧呼吸时,有机物中的能量大部分以热能形式散失 D.若运动强度长期超过c,会因为乳酸大量积累而肌肉酸胀乏力 2.(2024湖北黄冈统考期末)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化(呼吸底物均为葡萄糖)。下列有关分析错误的是(　　) A.氧浓度为a时,该植物非绿色器官进行呼吸作用的场所是细胞质基质 B.氧浓度为d时,该植物非绿色器官产生CO2的场所是线粒体基质 C.氧浓度为b时,有氧呼吸产生的CO2量与无氧呼吸产生的CO2量的比值是0.8 D.氧浓度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1.5倍 3.(2024天津南仓中学期中)细胞呼吸过程中产生的[H]能将无色的TTC还原为红色的TTF。在油料作物种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关说法错误的是(　　) A.12~24 h种子的无氧呼吸逐渐增强 B.CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液 C.可以使用TTC鉴定种子生命力 D.b点时种子只进行有氧呼吸 4.(2024宁夏银川一中月考)将一批刚采摘的大小及生理状况均相近的新鲜蓝莓均分为两份,一份用高浓度的CO2处理48 h后,储藏在温度为1 ℃的冷库内,另一份则直接储藏在1 ℃的冷库内。从采后算起每10天定时定量取样一次,测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量,计算二者的比值得到如图所示曲线(呼吸底物全为葡萄糖)。下列叙述与实验结果不一致的是(　　) A.曲线中比值大于1时,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸 B.第20天对照组蓝莓产生的酒精量大于CO2处理组 C.第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 D.储藏蓝莓前用高浓度的CO2处理适宜时间,能抑制其在储藏时的无氧呼吸 5.(2024福建三明月考)将采摘后的白菜样品分别置于1 ℃、16 ℃和22 ℃条件下,分别计算其呼吸商(单位时间内CO2释放量和O2吸收量的比值),结果如图(假定呼吸底物全为葡萄糖)。下列叙述错误的是(　　) A.储藏白菜时适当降低环境温度,能抑制其细胞呼吸 B.呼吸商越大,细胞无氧呼吸越强 C.第30小时、1 ℃和16 ℃条件下白菜呼吸商均为1,故呼吸速率相等 D.第60小时、22 ℃条件下,白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少 6.(2024山东章丘一中月考)用如图实验装置测量大麦种子的呼吸速率,装置中的种子用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响生命力)。实验开始时,使图中U形管内两侧有色液体均处于“0”标志位,用夹子夹紧橡皮管,在25 ℃条件下静置4 h,所得实验结果如图(不考虑种子代谢释放的热量)。下列叙述不正确的是(　　) 　 A.两个装置中,装置B为对照组 B.装置A的U形管中有色液体的高度变化量表示大麦种子细胞呼吸消耗O2的体积 C.如果种子吸收O2的体积大于释放CO2的体积,最可能的原因是呼吸作用氧化的有机物中有脂质 D.大麦种子在25 ℃条件下4 h内的细胞呼吸速率为1.75 mm3·g-1·h-1 7.(2024湖南常德一中期末)如图表示测定已消毒的萌发的小麦种子呼吸商(呼吸商指单位时间内进行呼吸作用的生物释放CO2与吸收O2量的比值)的实验装置。请分析回答: (1)如图实验装置乙中,KOH溶液中倾斜放置筒状滤纸的目的是　　　　　　　　　　。实验装置甲中,放置清水和筒状滤纸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物,在25 ℃下经10 min观察墨滴的移动情况,如发现甲装置中墨滴不动,乙装置中墨滴左移,则10 min内小麦种子细胞呼吸的方式是　　　　;如发现甲装置中墨滴右移,乙装置中墨滴不动,则10 min内小麦种子细胞呼吸的方式是　　　。  (3)在25 ℃下10 min内,如果甲装置中墨滴左移30 mm,乙装置中墨滴左移200 mm,萌发小麦种子的呼吸商是　　　　。  (4)为校正装置甲、乙中因物理因素引起的气体体积变化,还应设置对照装置。对照装置应如何设置?　　　　　　　　　　　　　　。  1.(2024陕西西安期末)某一突变体水稻的叶绿素含量低,但在强光照条件下,其光合速率反而明显高于野生型水稻的。为探究其原因,研究人员在相同光照强度的强光照条件下,测得两种水稻的相关生理指标(单位省略),结果如表所示。下列相关分析不正确的是(　　) 水稻 类型 光反应 暗反应 光能转 化效率 叶绿体的类囊体薄 膜电子传递速率 RuBP羧 化酶含量 vmax 野生型 0.49 180.1 4.6 129.5 突变体 0.66 199.5 7.5 164.5 注:RuBP羧化酶是催化CO2固定的酶,vmax表示RuBP羧化酶催化的最大速率。 A.电子经叶绿体的类囊体薄膜传递后可用于NADPH的合成 B.RuBP羧化酶催化的底物是CO2和C3 C.突变体的叶绿素含量低,但其对光能的利用率高 D.突变体的RuBP羧化酶含量高,提高了突变体对CO2的固定率 2.(2024重庆巴蜀中学阶段测试)科研人员向离体叶绿体悬浮液中加入适量NaHCO3溶液和必要物质,在适宜条件下进行周期性的光暗交替实验,结果如图。下列叙述错误的是(　　) A.光照开始后短时间内,叶绿体内C3的含量会下降 B.阴影部分的面积可用来表示一个光周期的光照时间内NADPH和ATP的积累量 C.光照开始后两曲线逐渐重合时,光反应速率等于暗反应速率 D.光照总时间及实验时间相同的条件下,光暗交替和连续光照制造的有机物量相等 3.(2024辽宁锦州统考期末)原本生活在干旱地区的多肉植物,经研究发现其CO2固定过程非常特殊,被称为景天酸代谢途径(CAM),其光合作用产生的中间产物苹果酸在CO2的固定和利用过程中起到重要作用。过程如图所示。据图分析,下列说法不正确的是(　　) A.进行景天酸代谢的植物白天进行光反应,积累ATP和NADPH,晚上进行暗反应合成有机物 B.图示的代谢方式可以有效地避免植物蒸腾过度导致脱水,从而使该类植物适应干旱环境 C.与常见植物相比,夜间更适于放置在室内的是景天酸代谢途径植物 D.多肉植物在其原生地环境中,其液泡中的pH会呈现白天升高晚上降低的周期性变化 4.(2024山东枣庄统考期末)1937年,英国植物学家希尔发现,在光照条件下,离体叶绿体中发生水的裂解,产生O2,同时将高价铁还原为低价铁。在实验室条件下,裂解水需要极强的电流或者近乎2 000 ℃的高温。植物细胞为什么在自然条件下就能实现对水的裂解呢?这与叶绿体中的光系统有关。光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ),如图所示。 光系统中的某些光合色素分子在吸收光能后,电子会由最稳定的低能量状态上升到一个不稳定的高能量状态,以驱动水的裂解并释放出O2,同时产生的电子和H+最终用于NADPH和ATP的合成,驱动光合作用的暗反应。进一步研究发现,化合物M可阻断电子传递过程。这类化合物被称为光合电子传递抑制剂。农业生产中,化合物M可作为除草剂,抑制杂草的生长,提高农作物产量。 (1)图中PSⅡ和PSⅠ分布在叶绿体的　　　　　　上,提取细胞色素复合体中的色素利用的有机溶剂是　　　　。成功分离后的色素会吸附在滤纸条上,在滤纸条自上而下第3条色素带的颜色是　　　　。  (2)据图文中的信息可知,参与光反应过程中水的光解的是 　　　　(填“PSⅠ”或“PSⅡ”),在光反应过程中能量形式的详细变化是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。根据文中信息并结合所学知识,推测化合物M抑制杂草生长的机理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)光合作用的卡尔文循环产生的最初糖类产物是磷酸丙糖,然后经过一系列反应可以在叶绿体内合成淀粉,也可以运输至细胞质基质形成蔗糖。卡尔文循环过程中首先与CO2结合的物质是　　　　,若突然停止光照,该物质的含量短时间内的变化是　　　　(填“升高”或“降低”)。如果细胞内的生理环境抑制了磷酸丙糖的跨膜运输,则细胞中淀粉的含量将会　　　　(填“升高”或“降低”)。  5.(2024北京通州统考期末)在不同的生存环境下,植物的光合作用过程有一定差异。请回答问题: (1)大豆等植物的生活环境水分相对充足,从外界吸收的CO2与 　　　　结合后,生成2分子C3,之后C3被还原为糖类和C5,这一暗反应过程也称作　　　　循环,这些植物则称作C3植物。  (2)干旱环境下植物为了减少水分散失,　　　　会关闭,导致光合作用速率降低。干旱环境下,起源于热带的玉米等植物,除了与小麦等植物一样的暗反应过程外,还有一条固定CO2的途径,即C4途径,该途径的具体过程如下图所示。据图分析玉米中完成光合作用暗反应的细胞是　　　　　。  (3)相较于C3植物,玉米等C4植物能利用更低浓度CO2,从酶的角度分析原因可能是　　　　　　　　　　　　　。  (4)为了追踪玉米进行C4途径时,光合作用中C的转移路径,研究人员用14C标记的CO2来追踪,请写出最可能的转移途径是　　　　　(用物质和箭头表示)。  (5)大豆和玉米都是我国重要的粮食作物,合理密植是重要的增产措施。根据两种植物生理功能差异分析,其中更适合在密集条件下种植的植物是　　　　,判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案与解析 1.D 2.C 3.D 4.C 5.C 6.B 1.D　 由以上分析可知,A错误。人体细胞无氧呼吸不消耗O2,不产生CO2;有氧呼吸过程中O2消耗量=CO2的产生量,因此任何运动强度下,肌肉细胞CO2的产生量=O2消耗量,B错误。细胞进行无氧呼吸时,有机物氧化分解不彻底,释放的能量少,大部分能量存留在不彻底的氧化产物乳酸中,C错误。 2.C　利用题图中数据,对不同氧浓度下有氧呼吸和无氧呼吸相关数据分析如下(蓝字为题图中数据,无氧呼吸CO2产生量=CO2释放量-有氧呼吸CO2释放量=CO2释放量-O2吸收量): 有氧呼吸 无氧呼吸 1葡萄糖 ~ 6O2 ~ 6CO2 1葡萄糖 　　~ 2CO2 a 0 0 0 5 10(10-0) b 1/2 3 3 5/2 5(8-3) c 2/3 4 4 1 2(6-4) d 7/6 7 7 0 0(7-7) 氧浓度为a时,该植物非绿色器官只进行无氧呼吸,场所是细胞质基质,A正确;氧浓度为d时,该植物非绿色器官只进行有氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质,B正确;氧浓度为b时,有氧呼吸产生的CO2为3 mol,无氧呼吸产生的CO2为5 mol,C错误;氧浓度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1÷=1.5(倍),D正确。 3.D　分析题图中O2吸收速率、CO2释放速率的含义: O2吸收速率=有氧呼吸CO2释放速率 CO2释放速率=有氧呼吸CO2释放速率+无氧呼吸CO2释放速率 据图可知,在12~24 h,O2吸收速率基本不变,而CO2释放速率逐渐增大,表明此时种子无氧呼吸逐渐增强,A正确;CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,因此,CO2的检测可以使用溴麝香草酚蓝溶液,B正确;由题意可知,细胞呼吸过程中产生的[H]能将无色的TTC还原为红色的TTF,活细胞可以发生该颜色反应,而死细胞不可以,故可以使用TTC鉴定种子生命力,C正确;b点后O2的吸收速率大于CO2的释放速率,说明种子进行呼吸作用的底物不只有糖类,可能有脂肪,因此,b点O2的吸收速率与CO2的释放速率相等时,种子进行有氧呼吸和无氧呼吸,D错误。 4.C　根据有氧呼吸反应式可知,呼吸底物为葡萄糖时,有氧呼吸O2的吸收量=CO2的释放量,产酒精的无氧呼吸不吸收O2只释放CO2。结合题图可知:CO2/O2=1→蓝莓进行有氧呼吸,CO2/O2>1→蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,A正确。 结果分析 结论 第20天 CO2处理组:只进行有氧呼吸(不产生酒精) 酒精量:对照组>CO2处理组,B正确 对照组:既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸(产生酒精) 第40天 对照组CO2/O2=2; 根据细胞呼吸反应式计算:设对照组有氧呼吸、无氧呼吸消耗的葡萄糖分别为x、y,则有(6x+2y)/6x=2→x∶y=1∶3 对照组无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多,C错误 储藏10天后 CO2/O2:CO2处理组<对照组 用CO2处理能一定程度上抑制蓝莓储藏时的无氧呼吸,D正确 5.C　适当降低环境温度,降低酶的活性,能抑制白菜的细胞呼吸,减少有机物消耗,A正确。呼吸底物为葡萄糖时,单位时间内有氧呼吸CO2释放量=O2吸收量,单位时间内CO2释放量与O2吸收量的差值可表示无氧呼吸强度;又因呼吸商=,则呼吸商越大,说明单位时间内CO2释放量与O2吸收量的差值越大,无氧呼吸强度越大,B正确。呼吸商为1,说明白菜的呼吸方式为有氧呼吸,但无法判断有氧呼吸速率的大小,C错误。第60小时、22 ℃条件下,白菜呼吸商约为2.7,假设O2吸收量为a,CO2释放量为2.7a: 根据以上分析,白菜有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少,D正确。 6.B　分析装置A、B: 装置B 装有灭菌的死种子,不进行细胞呼吸,起校正数据的作用,A正确 装置A 种子是活的,可进行呼吸作用,消耗O2而产生CO2,由于装置中的NaOH溶液能吸收CO2,所以装置A中有色液体位置的变化是由O2体积变化引起的 大麦种子细胞呼吸消耗O2的体积=装置A中U形管左侧有色液体上升的高度+装置B中U形管左侧有色液体下降的高度,B错误。大麦种子在25 ℃条件下4 h内的细胞呼吸速率=大麦种子细胞呼吸消耗O2的体积÷时间÷质量=(50+20)÷4÷10=1.75(mm3·g-1·h-1),D正确。种子进行细胞呼吸除了以葡萄糖为底物外,也能消耗脂质;与糖类不同,脂质分子中O的含量远远低于糖类,而H的含量更高,脂质氧化分解时吸收O2的体积大于释放CO2的体积,C正确。 7.答案　(1)增大吸收二氧化碳的面积　消除无关变量对实验结果的干扰　(2)有氧呼吸　无氧呼吸　(3)0.85　(4)将甲、乙两装置中萌发的小麦种子换成等量的煮沸杀死的小麦种子 解析　(2)乙装置放置了KOH溶液来吸收CO2(乙装置气体体积变化代表小麦种子的O2吸收量),甲装置放置了清水(甲装置气体体积变化代表小麦种子的CO2释放量与O2吸收量的差值)。 (3)乙装置墨滴左移200 mm(代表O2吸收量),甲装置墨滴左移30 mm(代表CO2释放量与O2吸收量的差值),则呼吸商=CO2释放量/O2吸收量=(200-30)÷200=0.85。 1.B　光合作用的光反应阶段在类囊体薄膜上进行,这个阶段电子经传递用于合成NADPH,A正确;由题可知,RuBP羧化酶是催化CO2固定(底物是CO2和C5)的酶,B错误;由题干信息及表格信息可知,突变体水稻的叶绿素含量低,但光能转化效率高,对光能的利用率高,C正确;根据表格数据可知,突变体的RuBP羧化酶含量高,RuBP羧化酶催化反应的最大速率也高,提高了突变体对CO2的固定率,D正确。 2.D　光照开始后短时间内,光反应产生的NADPH、ATP促进C3的还原,叶绿体内C3的含量会下降,A正确。题述实验以“离体叶绿体”为材料进行研究,不考虑细胞呼吸,则O2的释放速率表示光反应速率,CO2的吸收速率表示暗反应速率,据此对曲线图的一个周期进行分析如下,可知B、C正确。 据上图分析可知,黑暗开始短时间内,暗反应可以继续进行一段时间(假定为x s),以光照总时间为y min、光暗交替10次为例,对连续光照和间断光照的暗反应时间分析如下图,可知光暗交替制造的有机物>连续光照制造的有机物,D错误。 3.A　根据题图信息分析选项: 题图 信息 多肉植物夜晚气孔开放,吸收CO2,CO2被固定为苹果酸储存在液泡中 白天气孔关闭(可减少蒸腾作用),液泡中的苹果酸进入细胞质基质并分解产生CO2,CO2用于暗反应 选项 分析 进行景天酸代谢的植物,白天苹果酸分解产生CO2,进行暗反应,A错误 白天气孔关闭可减少水分的流失,避免植物蒸腾过度导致脱水,使该类植物适应干旱环境,B正确 景天酸代谢途径植物夜间吸收CO2,夜间更适于放置在室内,C正确 景天酸代谢途径植物在晚上吸收CO2,生成的苹果酸进入液泡(液泡pH降低),白天苹果酸分解产生CO2用于暗反应(液泡pH升高),D正确 4.答案　(1)类囊体(薄膜)　无水乙醇　蓝绿色　(2)PSⅡ　光能激发低能电子成为高能电子,高能电子中的能量转化为ATP和NADPH中活跃的化学能(或光能转化为电能再转化为ATP和NADPH中活跃的化学能)　抑制电子传递过程,使杂草无法合成有机物而死亡　(3)五碳化合物(或C5)　降低　升高 解析　(1)光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)是由蛋白质和光合色素组成的复合物,可推断其分布在叶绿体的类囊体薄膜上。(2)由图示可知,PSⅡ中的光合色素吸收光能后,用于水的光解。光反应中能量形式的详细变化:光能→电能→ATP和NADPH中活跃的化学能。化合物M可阻断电子传递过程,杂草会因无法合成有机物而死亡。(3)根据暗反应过程可知,若突然停止光照,NADPH和ATP减少,C3的还原减慢,短时间内CO2的固定(消耗C5)不变,故C5含量降低。根据信息对磷酸丙糖的去路分析如下: 若磷酸丙糖的跨膜运输受到抑制,则其会在叶绿体中合成更多淀粉。 5.答案　(1)C5　卡尔文　(2)(部分)气孔　维管束鞘细胞　(3)PEP羧化酶对CO2的亲和度更高(或PEP羧化酶固定CO2的效率较高)　(4)CO2→C4→CO2→C3→葡萄糖　(5)玉米　密集条件下植物大量消耗CO2,而玉米能利用低浓度的CO2 解析　(2)干旱环境下植物为了减少水分散失,会关闭部分气孔,导致CO2的吸收减弱,光合作用速率降低。题图中维管束鞘细胞中CO2参与卡尔文循环。(3)据图可知,PEP羧化酶能催化低浓度CO2的利用过程,据此推测,相较于C3植物,玉米等C4植物能利用更低浓度CO2的原因可能是PEP羧化酶对CO2的亲和度更高(或PEP羧化酶固定CO2的效率较高)。(4)科学家用含14C标记的CO2来追踪玉米光合作用中的碳原子的转移途径,该途径要经过C4和C3途径,根据题图可推知:14C的转移途径为CO2→C4→CO2→C3→葡萄糖。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$