内容正文:
课时跟踪练(9) 细胞呼吸
一、选择题
1.下列关于人体剧烈运动时,肌细胞呼吸过程的叙述,正确的是 ( )
A.大部分葡萄糖中的氧元素最终进入水中
B.大部分葡萄糖中的碳元素最终进入CO2中
C.产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质
D.无氧呼吸第二阶段产生的ATP大大增加
B 解析:人体剧烈运动时,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,其中有氧呼吸占比较大。进行有氧呼吸时,葡萄糖中的氧元素最终进入CO2中,A错误;进行有氧呼吸时,葡萄糖中的碳元素最终进入CO2中,B正确;肌细胞只有进行有氧呼吸时才产生CO2,场所是线粒体,C错误;无氧呼吸第二阶段不产生能量,所以不能合成ATP,D错误。
2.(2025·云南丽江模拟)细胞内糖分解代谢过程如下图所示,①~④代表生理过程,甲~丁代表物质。下列叙述不正确的是 ( )
A.过程①有[H]产生,过程②③④均有[H]的消耗
B.过程①②发生于线粒体中,过程③④发生于细胞质基质中
C.甲、乙、丁分别代表CO2、酒精、乳酸
D.动物细胞内,过程②比过程①释放的能量多
B 解析:图中过程①表示细胞呼吸第一阶段,过程②表示有氧呼吸的第二、三阶段,③④均表示无氧呼吸的第二阶段。细胞呼吸的第一阶段有[H]产生,有氧呼吸的第三阶段和无氧呼吸的第二阶段都有[H]的消耗,A正确;①③④发生在细胞质基质中,②发生在线粒体中,B错误;甲、乙、丙、丁分别代表CO2、酒精、丙酮酸和乳酸,C正确;有氧呼吸第三阶段释放的能量最多,D正确。
3.相传杜康是中国酿造秫酒的鼻祖。据《世本》记载:“仪狄始作酒醪,变五味。少康作秫酒。”下列有关我国传统米酒发酵的叙述,正确的是 ( )
A.酵母菌可以直接利用大米中的淀粉进行细胞呼吸
B.在无氧条件下,酒曲中的酵母菌将糖类转变为酒精
C.在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄
D.酒精生成过程中,合成ATP的能量来自丙酮酸中的化学能
B 解析:酵母菌细胞呼吸利用的底物是葡萄糖,不可以直接利用大米中的淀粉,A错误;酿酒时酵母菌在无氧的条件下分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳,B正确;在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由橙色变成灰绿色,C错误;无氧呼吸第一阶段释放能量,合成ATP,丙酮酸转变为酒精是无氧呼吸第二阶段,该阶段不合成ATP,D错误。
4.某兴趣小组进行酵母菌发酵实验的装置及实验结果如下图所示,下列分析错误的是 ( )
A.气球中的气体在酵母菌细胞质基质和线粒体中产生
B.取部分发酵液加入酸性重铬酸钾溶液,溶液会变为灰绿色
C.细胞呼吸酶的活性大小依次为40 ℃>20 ℃>0 ℃
D.随着时间的延长,三个气球的体积将会越来越大
D 解析:酵母菌是兼性厌氧菌,气球中的气体为酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸时产生的CO2,无氧呼吸产生CO2的场所为细胞质基质,有氧呼吸产生CO2的场所为线粒体,A正确;发酵液中的酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,加入酸性重铬酸钾溶液后,溶液会变为灰绿色,B正确;酵母菌的细胞呼吸过程是酶促反应过程,图示装置中,随温度升高,气球的膨胀程度增大,说明细胞呼吸强度增大,所以细胞呼吸酶的活性大小依次为40 ℃>20 ℃>0 ℃,C正确;发酵过程中底物的量是一定的,随着时间的进行,底物消耗殆尽,反应不再进行,气球的体积不再增大,D错误。
5.(2025·浙江杭州模拟)下表是某哺乳动物CO2产生量随环境温度变化的相对值。下列推断不合理的是 ( )
环境温度/℃
10
20
30
40
CO2产生量相对值
9.8
6.9
5.5
6.2
A.产生的CO2中的O部分来自细胞中参加反应的H2O
B.产生的CO2大部分产生于线粒体,少部分产生于细胞质基质
C.不同温度条件下,CO2产生量相对值不同,相关酶的活性基本相同
D.从40 ℃环境移至10 ℃环境时,该动物体内产生CO2的生理活动加强
B 解析:哺乳动物只有有氧呼吸过程产生CO2,即产生的CO2全部来自线粒体,B错误。
6.(2025·广东梅州模拟)将酵母菌置于下列条件下培养一段时间后,测得细胞呼吸产生的CO2量如下图所示。下列有关分析错误的是 ( )
A.在一定条件下,酵母菌的细胞质基质和线粒体能同时产生CO2
B.在一定范围内,随温度升高细胞呼吸速率加快
C.20 ℃条件下,酵母菌在前6 h消耗的葡萄糖的量一定比后6 h消耗的多
D.40 ℃条件下,培养酵母菌6 h,培养液中葡萄糖可能已经被消耗完
C 解析:在一定条件下,酵母菌能同时进行无氧呼吸和有氧呼吸,无氧呼吸和有氧呼吸产生CO2的场所分别为细胞质基质和线粒体,A正确;一定温度范围内,呼吸酶的活性随着温度的升高而升高,细胞呼吸速率随之加快,B正确;20 ℃条件下,随着CO2产生量的增多,酵母菌无氧呼吸速率增大,但无法判断无氧呼吸和有氧呼吸各自所占的比例,因而无法确定消耗的葡萄糖量,C错误;40 ℃条件下培养的酵母菌,6 h和12 h产生的CO2量相同,所以可能是葡萄糖被消耗完,D正确。
7.金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天,肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。下图表示金鱼缺氧状态下,细胞中部分代谢途径,下列相关叙述正确的是 ( )
A.过程②不需要O2的参与,产生的“物质X”是丙酮酸,由4种元素组成
B.过程①②均有能量释放,大部分用于合成ATP
C.过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为细胞内反应的场所不同
D.若给肌细胞提供18O标记的O2,会在CO2中检测到18O
D 解析:由图分析可知,“物质X”是丙酮酸,由C、H、O 3种元素组成,过程②为无氧呼吸第一阶段,不需要O2参与,A错误;过程①②均有能量释放,少部分用于合成ATP,B错误;过程③⑤是无氧呼吸第二阶段,场所均是细胞质基质,过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为相关酶的种类不同,C错误;有氧条件下,肌细胞可以进行有氧呼吸,若给肌细胞提供18O标记的O2,则产生的H2O含有18O,含有18O的H2O再参与有氧呼吸的第二阶段,产生的CO2中能检测到18O,D正确。
8.下图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述正确的是 ( )
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质
B.2 ℃时光照对番茄果实呼吸的抑制作用比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D.贮藏温度下降时果实呼吸减弱,可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
B 解析:番茄果实细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质,故番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质,A错误;由题图可知,2 ℃时黑暗条件下与光照条件下的呼吸强度的差值比15 ℃时的大,即2 ℃时光照对番茄果实呼吸的抑制作用更强,B正确;由题图可知,低温条件下呼吸强度较弱,但黑暗条件下比光照条件下的呼吸强度强,所以低温、光照条件下更有利于番茄果实的贮存,C错误;低温仅抑制酶的活性,不破坏酶的空间结构,D错误。
9.血液中乳酸浓度随运动强度的增加而增加,血液中乳酸浓度急剧增加的拐点表示机体从有氧运动向无氧运动转变。为探究斑马鱼的有氧运动能力,进行了相关实验,实验结果见下图。由实验结果不能得出的结论是 ( )
A.随相对运动速度增加无氧呼吸逐渐增强
B.8月龄斑马鱼的有氧运动能力最强
C.相对运动速度低于0.8时斑马鱼进行有氧运动
D.不同月龄斑马鱼相对运动速度相同时有氧呼吸强度相同
D 解析:由题图可知,随相对运动速度增加,血液中乳酸浓度增加,说明无氧呼吸逐渐增强,A正确;血液中乳酸浓度急剧增加的拐点表示机体从有氧运动向无氧运动转变,当乳酸浓度急剧增加时,8月龄斑马鱼产生的乳酸比3月龄和14月龄斑马鱼产生的乳酸少,说明8月龄斑马鱼的有氧运动能力最强,B正确;血液中乳酸浓度急剧增加的拐点表示机体从有氧运动向无氧运动转变,相对运动速度低于0.8时乳酸没有急剧增加,说明斑马鱼进行有氧运动,C正确;不同月龄斑马鱼相对运动速度相同时,血液中乳酸的浓度基本不同,所以有氧呼吸强度不同,D错误。
10.某实验小组将小鼠的肝细胞研磨后分离出线粒体和细胞质基质,向三支试管中分别加入等量的细胞质基质、线粒体悬浮液和细胞匀浆(含细胞质基质和线粒体),再向各试管中加入等量的葡萄糖溶液,在有氧等适宜的条件下培养。一段时间后,各试管中葡萄糖含量的变化如下图所示。下列相关叙述正确的是 ( )
A.b试管中加入的是细胞质基质
B.a试管和c试管中都会释放二氧化碳
C.b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物相同
D.消耗相同质量的葡萄糖时,b试管释放的热量最多
A 解析:b试管中葡萄糖含量减少较慢,说明加入的是细胞质基质,A正确;a试管中葡萄糖含量没有变化,说明加入的是线粒体悬浮液,葡萄糖在线粒体中不分解,故a试管不会释放二氧化碳,B错误;b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物不同,前者中进行无氧呼吸产生乳酸,后者中进行有氧呼吸产生二氧化碳和水,C错误;a试管中不发生反应,b试管中进行无氧呼吸,c试管中进行有氧呼吸,因此消耗相同质量的葡萄糖时,c试管释放的热量最多,D错误。
二、非选择题
11.某实验小组为研究酵母菌的细胞呼吸,按下表设计进行实验,分组后,在相同的适宜条件下培养8~10小时。请结合实验结果进行分析,回答有关问题:
(1)丙、丁组中酵母菌细胞呼吸第一阶段反应完全相同,该反应变化是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)甲、乙、丙、丁四组中能产生CO2的有____________;可以用________________作为检测CO2多少的指标。
(3)乙组的氧气消耗量________(填“大于”“小于”或“等于”)丁组。丁组能量转化率________(填“大于”“小于”或“等于”)丙组。
(4)有氧呼吸产生的[H]经过一系列的化学反应,与氧结合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散,表明DNP使分布在____________的酶无法催化ATP的合成。若将DNP加入丁组中,葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。
答案:(1)1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量能量
(2)甲、乙、丙、丁 石灰水浑浊程度(或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短)
(3)小于 大于
(4)线粒体内膜 能
解析:(1)丙、丁组中酵母菌细胞呼吸第一阶段反应完全相同,该反应变化是1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量能量。(2)酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和CO2,有氧呼吸的产物是水和CO2,所以甲、乙、丙、丁四组都能产生CO2。可以用石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短作为检测CO2多少的指标。(3)乙组和丁组都进行有氧呼吸,但乙组细胞被破坏,新陈代谢会受影响,因此乙组的氧气消耗量小于丁组。丁组进行有氧呼吸,葡萄糖彻底氧化分解,而丙组进行无氧呼吸,葡萄糖不完全分解,所以丁组能量转化率大于丙组。(4)有氧呼吸产生的[H]经过一系列的化学反应,与氧结合形成水,该过程是在线粒体内膜上进行的,2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响,但使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散,表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法催化ATP的合成。若将DNP加入丁组中,葡萄糖的氧化分解能继续进行,但ATP的产生量将减少。
12.(2025·云南昆明模拟)电子传递链位于线粒体内膜和叶绿体类囊体薄膜上,在细胞呼吸和光合作用时发挥着重要的作用。下图为线粒体内膜上的电子传递链工作原理图。在电子传递链中,载体分子NADH([H])和FADH2是电子的供体,它们在电子传递链的上游释放出活化的电子,随后电子从膜上的一个蛋白质传递至下一个蛋白质,并逐步释放能量,有些能量直接用来生成ATP,有些则被酶利用,把H+泵入线粒体的内膜与外膜的间隙。跨线粒体内膜的氢离子梯度为ATP合成提供了能量。根据文字描述和图片,回答下列问题:
(1)线粒体有两层膜,线粒体内膜与外膜相比,其功能更丰富,可推测其____________的含量更高,体现了结构与功能的相适应。
(2)H+通过____________的方式由线粒体内膜和外膜间隙进入线粒体中心。
(3)由图可知,电子传递链下游电子的最终受体为________。
(4)线粒体内膜上进行的上述过程为________________________(填“有氧呼吸的第二阶段”或“有氧呼吸的第三阶段”),内膜上的蛋白质体现了蛋白质的哪些功能?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(答出两点)。
(5)如果某种药物可以很大程度上抑制ATP合成酶的活性,使ATP合成减少,则葡萄糖氧化分解过程中产生的能量就会更多地以________的形式释放。
答案:(1)蛋白质 (2)协助扩散 (3)O2 (4)有氧呼吸的第三阶段 运输、催化 (5)热能
解析:(1)线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,表现的功能更丰富,因此内膜上的蛋白质比外膜上的蛋白质的种类和数量多,体现了结构与功能的相适应。(2)根据题干所提供的信息可知,线粒体内膜和外膜间隙的H+浓度高于线粒体中心,且需要转运蛋白,因此H+由线粒体内膜和外膜间隙进入线粒体中心的运输方式为协助扩散。(3)由图可知,电子传递链中电子的最终受体为O2。(4)线粒体内膜上进行的是有氧呼吸的第三阶段,线粒体内膜上的蛋白质,承担着催化以及运输功能。(5)葡萄糖中储存的稳定化学能,在有氧呼吸过程中转化为热能和ATP中的活跃化学能,如果ATP的合成过程受阻,则能量更多地转化为热能。
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