内容正文:
课时冲关12 细胞呼吸的影响因素及其应用 对应学生用书P383
[基础对点练]
一、单项选择题
1.(2025河南顶级名校联考)下列关于酵母菌的
细胞呼吸的叙述中,正确的是 ( )
A.如果酵母菌消耗的 O2 量少于 CO2 的产生
量,则无氧呼吸消耗的葡萄糖多于有氧呼吸
B.酵母菌通过有氧呼吸或无氧呼吸释放的能
量,全部转化为 ATP中的化学能
C.检测酵母菌的呼吸产物———CO2,可以用酸
性条件下的重铬酸钾溶液
D.酵母菌的有氧呼吸和 无 氧 呼 吸 都 能 产 生
CO2,但产生CO2 的场所不同
解析:D [如果酵母菌消耗的 O2 量少于 CO2
的产生量,只能说明酵母菌进行了有氧呼吸和
无氧呼吸,但无法判断二者消耗的葡萄糖多少,
A 错误;细胞呼吸释放的能量大部分转化为热
能散失,小部分转化为 ATP中的化学能,B 错
误;酸性条件下的重铬酸钾溶液是用于检测酒
精的,C错误;酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸
时均可产生CO2,但场所不同,有氧呼吸是在线
粒体基质中产生 CO2 的,而无氧呼吸是在细胞
质基质中产生CO2 的,D正确.]
2.(2025山东烟台模
拟)为研究低氧胁 迫
对两个黄瓜品种根系
细胞 呼 吸 的 影 响,科
研人员进行了相关实
验,结果如图所示.下列叙述正确的是 ( )
A.正常通气情况下,品种 A和B的根系细胞产
生的CO2 都来自线粒体
B.低氧胁迫下,品种B对氧气浓度的变化较为
敏感
C.低氧胁迫下,根细胞中丙酮酸分解为酒精的
过程不产生 ATP
D.低氧胁迫不影响黄瓜的光合速率和产量
解析:C [正常通气情况下,黄瓜根系细胞产生
了酒精,说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼
吸,则根系细胞产生的 CO2 来自线粒体和细胞
质基质,A 错误;与品种 B相比,低氧胁迫下品
种 A 产生的酒精含量更多,说明品种 A 对氧气
浓度变化较为敏感,B 错误;低氧胁迫下,根细
胞中丙酮酸分解为酒精的过程属于无氧呼吸第
二阶段,该阶段不产生 ATP,C正确;与正常通
气相比,低氧胁迫条件下产生的 ATP少,根系
细胞通过主动运输吸收无机盐的能力下降,进
而影 响 黄 瓜 的 光 合 速 率,导 致 产 量 降 低,
D错误.]
3.(2025武汉二中质检)
如图表示气温多变的一
天中外界 O2 浓度的变化
与马铃薯块茎的 CO2 释
放情 况,下 列 叙 述 错 误
的是 ( )
①AB 段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关
酶的活性
②BC段细胞呼吸增强主要原因是 O2 浓度升高
③A 点时马铃薯块茎吸收 O2 的体积几乎等于
放出CO2 的体积
④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一
定相同
⑤B 点时马铃薯块茎细胞中产生CO2 的场所可
能有细胞质基质和线粒体
A.①③ B.②⑤ C.③④ D.④⑤
解析:D [马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸,
有氧呼吸产生CO2,即只有有氧呼吸产生 CO2,
因此曲线AB 段下降的原因可能是低温抑制了
有氧呼吸相关酶的活性,①正确;BC 段细胞呼
吸增强的主要原因是 O2 浓度增加,导致有氧呼
吸增强,所以产生的 CO2 增多,②正确;由于马
铃薯块茎细胞只有有氧呼吸产生 CO2,而有氧
呼吸过程中消耗的O2 量与产生的CO2 量相等,
所以A 点时马铃薯块茎吸收 O2 的体积几乎等
于放出CO2 的体积,③正确;马铃薯块茎中各种
酶发挥作用时所需条件不一定相同,④错误;马
铃薯块茎细胞中产生 CO2 的场所只有线粒体,
⑤错误.]
4.(2025山东青岛模拟)为研究两种呼吸抑制剂
的作用,甲组实验在有氧条件下,向以葡萄糖为
供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线
粒体 ATP合成酶抑制剂(R1).乙组实验换成
高效的特异性抑制[H]与 O2 结合的试剂(R2),
其他条件相同.下列说法正确的是 ( )
A.R1、R2 都是作用于有氧呼吸的第三阶段
B.甲组细胞中的 ATP产生量迅速降至零,细胞
继而死亡
C.R2 的作用效果与将乙组改为无氧条件但不
加R2 的效果完全相同
D.一段时间后,两组细胞的葡萄糖消耗速率都
可能升高
解析:D [有氧呼吸第二、三阶段均发生在线粒
体中,均可以合成 ATP,所以 R1 可以作用于有
氧呼吸第二和第三阶段,A 错误;细胞质基质可
以进行 有 氧 呼 吸 第 一 阶 段 的 反 应,产 生 少 量
ATP,所 以 甲 组 细 胞 中 仍 然 可 以 产 生 少 量
ATP,B错误;R2 特异性抑制[H]与 O2 结合,但
细胞可以进行有氧呼吸第二阶段的反应,将丙
酮酸彻底分解,而在无氧条件下,细胞不能将丙
酮酸分解,只能将其还原为乳 酸,因 此 二 者 不
同,C错误;一段时间后,细胞合成 ATP减少,
因此需要通过无氧呼吸产生 ATP,而无氧呼吸
产生的能量较少,所以需要分解更多的葡萄糖
为生命活动提供能量,因此两组细胞的葡萄糖
消耗速率都可能升高,D正确.]
5.(2025山东潍坊模拟)为研究淹水时 KNO3 对
甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中
一组淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的
KNO3 溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测
定甜樱桃根的有氧呼吸速率(molg-1h-1),
结果如图.下列说法错误的是 ( )
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第二单元 细胞的能量供应和利用
A.A、B、C三点中,A 点时单位时间内与氧结合
的 NADH 最多
B.B 点产生CO2 的场所是线粒体基质和细胞质
基质
C.实验过程中可用 CO2 释放量作为检测有氧
呼吸速率的指标
D.淹水时KNO3 对甜樱桃根的有氧呼吸速率降
低有减缓作用
解析:C [由图可知,A 点有氧呼吸速率最高,
在单位时间内生成 NADH([H])最多,A 正确;
B 点所在曲线为清水组,该曲线随淹水天数的
增加有氧呼吸速率下降,B 处同时存在有氧呼
吸和无氧呼吸,产生 CO2 的场所是线粒体基质
和细胞质基质,B正确;有氧呼吸和无氧呼吸都
有CO2 产生,根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸
增强,所以不能用 CO2 释放量作为检测有氧呼
吸速率的指标,C错误;淹水时加 KNO3 溶液组
与清水组对照,有氧呼吸速率在相同时间内都
高于清水组,说明 KNO3 溶液对甜樱桃根的有
氧呼吸速率降低有减缓作用,D正确.]
6.(2025河北衡水金卷)好
氧生物在进行有氧呼吸第
二阶段时,丙酮酸首先会
分 解 成 乙 酰 辅 酶 A 和
CO2.研究发 现,在 厌 氧
细菌 H 中有利用乙酰辅
酶 A和CO2 合成丙酮酸,
进而生成氨基酸等有机物
的代谢过程.科研人员利
用13C标记的CO2 和酵母提取物培养基培养 H
菌,检测该菌中谷氨酸的13C比例,结果如图所
示.下列说法正确的是 ( )
A.酵母菌有氧呼吸第二阶段的产物是 CO2 和
水,场所在线粒体基质
B.可推测CO2 浓度越高,越利于乙酰辅酶 A 和
CO2 生成丙酮酸
C.H 菌中乙酰辅酶 A 与丙酮酸间的转化方向
依赖于CO2 浓度
D.由实验结果可推测 H 菌可以固定CO2,代谢
类型为自养型
解析:B [酵母菌有氧呼吸第二阶段发生在线
粒体 基 质,产 物 为 CO2 和 [H],水 为 反 应 物,
A 错误;由题图可知,CO2 浓度越高,谷氨酸的13
C的占比越高,谷氨酸是丙酮酸生成的,因此
CO2 浓度升高利于乙酰辅酶 A 和 CO2 生成丙
酮酸,B 正确;结合题干信息可知,有氧呼吸过
程中,丙酮酸首先会分解成乙酰辅酶 A 和 CO2,
而无氧呼吸过程中乙酰辅酶 A 和 CO2 合成丙
酮酸,因此,H 菌中乙酰辅酶 A 与丙酮酸间的
转化方向依赖于 O2 浓度,C 错误;由实验结果
可推测 H 菌可利用乙酰辅酶 A 和 CO2 合成丙
酮酸,但代谢类型为异养型,D错误.]
[素养提升练]
二、不定项选择题
7.(2025辽宁名校联盟高三联
考)植物可通过无氧呼吸代谢
途径的改变来适应缺氧环境.
在无氧条件下,某种植物幼苗
的根 细 胞 经 呼 吸 作 用 释 放
CO2 的速率随时间的变化趋势如图所示.下列
相关叙述错误的是 ( )
A.植物根细胞进行无氧呼吸,葡萄糖中的能量
大部分以热能形式散失
B.在时间a之前,植物根细胞无CO2 释放,不进
行细胞呼吸
C.a~b时间内植物根细胞的无氧呼吸产生酒
精和CO2,也可能产生乳酸
D.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的
ATP比产生乳酸时的多
解析:ABD [无氧呼吸时,葡萄糖中的能量大
部分储存在不彻底的氧化产物中,只有少量能
量以热能形式散失,A 错误;在时间 a之前,植
物根细胞无 CO2 释放,但可能进行产生乳酸的
无氧呼吸,B错误;a~b时间内植物根细胞的无
氧呼吸产生酒精和 CO2,也可能产生乳酸,因为
植物细胞无氧呼吸可能有两种类型,C正确;无
论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸,都只
在第一阶段释放少量能量,第二阶段无能量释
放,故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生
成的 ATP和产生乳酸时相同,D错误.]
8.(2025江西宜春高三段考)图1表示某植物细
胞内细胞呼吸相关物质代谢过程,图2表示在
探究不同氧浓度条件下该细胞呼吸方式的实验
结果数据曲线,下列有关描述正确的是 ( )
图1 图2
A.图1中酶1是由一种基因控制合成的
B.图2若ac=dc,说明氧气浓度为a时,需氧呼
吸和厌氧呼吸产生的CO2 速率不相同
C.图1中 NADH 催化电子传递链中氢与氧气
结合,并释放能量
D.图2中b点氧气浓度时,需氧呼吸和厌氧呼
吸同时进行
解析:BD [图1中酶1催化丙酮酸分解为酒精
和CO2,不一定是由一种基因控制合成的,可能
受多对基因同时控制,A 错误;b点后 O2 的吸
收量大于CO2 的产生量,说明细胞呼吸的底物
应有脂肪,图2若ac=dc,不能说明相同时间内
需氧呼吸释放的 CO2 和厌氧呼吸释放的 CO2
量相等,即两者产生的 CO2 速率不相同,b点时
需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行,B、D 正确;图1
中 NADH 为还原性辅酶Ⅰ,在酶3的催化作用
下与 O2 结合生成水,C错误.]
三、非选择题
9.(2025江苏南京联考)图1表示酵母菌细胞内
细胞呼吸相关物质代谢过程,请回答以下问题.
图1 图2
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高考总复习 生物学
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在
(填场所)被消耗,从能量转化角度分析,丙酮酸
在不同场所被分解时有什么不同?
.
(2)酵母菌在 O2 充足时几乎不产生酒精,有人
认为是因为 O2 的存在会抑制图1中酶1的活
性而导致无酒精产生,为验证该假说,实验小组
将酵母菌破碎后高速离心,取
(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为
甲、乙两组,向甲、乙两支试管加入等量的葡萄
糖溶液,立即再向甲试管中通入 O2,一段时间
后,分别向甲、乙两试管中加入等量的
进行检测.
(3)按照上述实验过程,观察到 ,
说明(2)中假说不成立,实验小组查阅资料发
现,细胞质基质中的 NADH 还存在如图2所示
的转运过程,NADH 在线粒体内积累,苹果酸
的转运即会被抑制,且细胞内反应物浓度上升
或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率,反
之则抑制.请结合以上信息解释 O2 会抑制酵
母菌产生酒精的原因:
.
(4)高产产酒酵母酒精产量更高,甚至在有氧条
件下也能产酒,结合图1和图2分析,是利用野
生酵母,通过物理或化学诱变因素诱导控制合
成 (填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发
生突变而产生的新品种.
解析:(1)丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸
第一阶段的产物,若是进行有氧呼吸,丙酮酸在
线粒体基质被消耗,若是进行无氧呼吸,丙酮酸
在细胞质基质被消耗.从能量转化角度分析,
细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于
合成 ATP,但在线粒体基质中分解丙酮酸释放
的能量可用于合成 ATP.
(2)由题图可知,酶1催化丙酮酸分解为酒精和
CO2,说明酶1位于细胞质基质,所以酵母菌破
碎后高速离心,取上清液(主要成分是细胞质基
质,含有酶1)均分为甲、乙两组,一段时间后在
两支试管加入等量葡萄糖溶液,向甲试管通入
O2,所以甲是实验组,乙是对照组.一段时间
后,分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性重铬
酸钾溶液进行检测,若甲试管由橙色变为灰绿
色即产生了酒精,说明 O2 对酶1没有抑制作用;
如果甲试管不变色,说明O2 对酶1有抑制作用.
(3)按照上述实验过程,观察到甲、乙试管都显
灰绿色,说明两支试管都产生了酒精,说明(2)
中假说不成立.O2 会抑制酵母菌产生酒精的
原因可能是:O2 充足时,线粒体内的 NADH 与
O2 结合产生 H2O,从而促进线粒体内苹果酸的
分解,进而促进苹果酸向线粒体的转运过程;当
细胞质基质中的苹果酸浓度较低时,促进了细
胞质 中 NADH 的 消 耗,使 得 细 胞 质 基 质 中
NADH 含量很少,导致丙酮酸不能转化成酒精.
(4)结合图1和图2分析:O2 存在时,酶3催化
有氧呼吸第三阶段,如果通过物理或化学诱变
因素诱导控制合成酶3的基因发生突变,O2 不
能与 线 粒 体 内 的 NADH 反 应,线 粒 体 内 的
NADH 积累,苹果酸的转运会被抑制,细胞质
基质的 NADH 就会在酶1的催化下合成酒精.
答案(1)细胞质基质和线粒体基质 细胞质基
质中分 解 丙 酮 酸 释 放 的 能 量 不 能 用 于 合 成
ATP,但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能
量可用于合成 ATP
(2)上清液 酸性重铬酸钾溶液
(3)甲、乙试管都显灰绿色 O2 充足时,线粒体
内的 NADH 与 O2 结合产生 H2O,从而促进线
粒体内苹果酸的分解,进而促进苹果酸向线粒
体的转运过程;当细胞质基质中的苹果酸浓度
较低时,促进了细胞质中 NADH 的消耗,使得
细胞质基质中 NADH 含量很少,导致丙酮酸不
能转化成酒精
(4)酶3
10.为研究低氧胁迫对青瓜品种根系细胞呼吸的
影响,某研究小组用 A、B两个青瓜品种进行
实验研究.图示结果为一周后测得的根系中
乙醇的含量.回答下列问题.
(1)由图中信息可推出,正常通气情况下,青瓜
品种 A、B的根系细胞呼吸作用产生的CO2 来
自于 (填细胞结构的
名称).
(2)实验结果表明,青瓜品种 对氧气
浓度的变化较为敏感,直接原因是该品种根系
细胞中与无氧呼吸有关的酶含量较高,根本原
因是
.
(3)根系长期处于低氧环境中,青瓜吸收无机
盐的能力会下降,根系可能变黑、腐烂,原因分
别是
、
.
解析:(1)由题图可知,正常通气情况下,青瓜
品种 A、B仍然有酒精产生,说明细胞既进行
有氧呼吸又进行无氧呼吸,产生的CO2 来自于
线粒体基质和细胞质基质.
(2)由题图可知,青瓜品种 A 对氧气浓度的变
化较为敏感,直接原因是该品种根系细胞中与
无氧呼吸有关的酶含量较高,与无氧呼吸有关
的酶可以根据氧气的浓度做出对应的调整,根
本原因是品种 A 根系细胞中与无氧呼吸有关
的基因表达水平较高.
(3)根系长期处于低氧环境中,无氧呼吸产生
的能量少,影响主动运输吸收无机盐的过程,
使得青瓜吸收无机盐的能力下降.同时,无氧
呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用,根系可能
变黑、腐烂.
答案:(1)细胞质基质和线粒体基质 (2)A
品种 A根系细胞中与无氧呼吸有关的基因表
达水平较高
(3)无氧呼吸产生的能量少,影响主动运输吸
收无机盐的过程;无氧呼吸产生的酒精对根细
胞有毒害作用
994
第二单元 细胞的能量供应和利用