内容正文:
课时测评10 细胞呼吸的影响因素及应用
(时间:45分钟,满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1-12题每小题3分。
1.(2024·浙江联考)某同学用输液器改进了“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置,如图所示。图2无氧组关闭流量调节器,用石蜡油液封酵母菌培养液。下列叙述错误的是( )
A.一段时间后,有氧组和无氧组的溴麝香草酚蓝溶液都会变色
B.若在温度较低时进行实验,观察到现象的时间可能会延长
C.若要确认酵母菌是否进行无氧呼吸,可用酸性重铬酸钾检测
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
答案:D
解析:酵母菌是兼性厌氧菌,有氧呼吸产生水和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2,因此两组的溴麝香草酚蓝溶液都会变色,A正确;温度较低时,酵母菌呼吸酶活性较低,呼吸速率较低,因此观察到溴麝香草酚蓝溶液变色的时间可能会延长,B正确;酸性重铬酸钾可用于检测酒精,据此可确认酵母菌是否进行无氧呼吸,C正确;若对含酵母菌的培养液进行灭菌,则会杀死酵母菌,导致实验失败,D错误。
2.(2025·辽宁模拟)葡萄糖是细胞进行生命活动不可或缺的关键能量来源之一,因此它也被誉为“生命的燃料”。下列关于人体内葡萄糖的叙述,正确的是( )
A.葡萄糖不能被水解,常作为生命活动的直接能源物质
B.氧气充足时,葡萄糖会进入线粒体中被彻底氧化分解
C.用斐林试剂鉴定某样液出现砖红色沉淀,说明该样液中含有葡萄糖
D.输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能,也可以维持渗透压平衡
答案:D
解析:葡萄糖是单糖,不能再被水解,生命活动的直接能源物质是ATP,A错误;葡萄糖先在细胞质基质中被分解成丙酮酸,丙酮酸再进入线粒体中被彻底氧化分解,B错误;用斐林试剂鉴定某样液出现砖红色沉淀,说明该样液中含有还原糖,但不一定是葡萄糖,C错误;输液时加入的等渗葡萄糖溶液既可以供能,也可以维持渗透压平衡,D正确。
3.(2025·安徽马鞍山模拟)呼吸熵(RQ)是指生物体在同一时间内,有机物(底物)氧化分解时释放的二氧化碳量和吸收氧气量的比值。下列说法错误的是( )
A.人体呼吸作用底物不同时,底物氢元素比例越低RQ值越小
B.人体以葡萄糖为呼吸作用底物时,RQ值不会发生改变
C.氧气充足时,酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用底物不同
D.底物相同时,酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用方式不同
答案:A
解析:底物氢元素比例越低,氧化分解时消耗的氧气越少,RQ值越高,A错误;人体以葡萄糖为呼吸作用底物时,有氧呼吸氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量,进行无氧呼吸时,不消耗氧气,产生乳酸,不产生二氧化碳,因此RQ值不会因呼吸作用方式不同而改变,B正确;氧气充足时,酵母菌只进行有氧呼吸,相同条件下,底物相同RQ值应当相同,若RQ值不同,则说明呼吸作用底物不同,C正确;底物相同时,若呼吸方式相同,酵母菌RQ值应当相同,酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用方式不同,D正确。
4.(2025·江西南昌模拟)锈赤扁谷盗是严重危害储粮的害虫之一。研究者研究了不同温度和不同小麦含水量对锈赤扁谷盗幼、成虫呼吸速率的影响,结果如下表所示。下列叙述正确的是( )
锈赤扁谷盗幼、成虫在不同条件下的呼吸速率
[μL/(min·头)]
温度
呼吸速率
小麦含
水量/%
25 ℃
30 ℃
35 ℃
12
0.12/0.14
0.19/0.21
0.25/0.29
13
0.14/0.15
0.21/0.23
0.26/0.34
14
0.18/0.16
0.24/0.27
0.32/0.52
A.该实验自变量是不同温度和不同小麦含水量,因变量是锈赤扁谷盗呼吸速率
B.相对密闭储粮环境下,锈赤扁谷盗会无氧呼吸产生酒精引起粮食出现酒味
C.小麦含水量相同时,锈赤扁谷盗幼、成虫呼吸速率受温度影响变化趋势相似
D.据数据分析可知,储藏小麦种子的最佳条件是温度为35 ℃和小麦含水量为14%
答案:C
解析:该实验研究了不同温度和不同小麦含水量对锈赤扁谷盗幼、成虫呼吸速率的影响,因此自变量是不同温度和不同小麦含水量,因变量是锈赤扁谷盗幼、成虫呼吸速率,A错误;动物无氧呼吸不能产生酒精,B错误;小麦含水量相同时,锈赤扁谷盗幼、成虫呼吸速率受温度影响变化趋势相似,温度越高,锈赤扁谷盗幼、成虫呼吸速率越高,C正确;据数据分析可知,在实验数据范围内储藏小麦种子的最佳条件是温度为25 ℃和小麦含水量为12%,此时锈赤扁谷盗幼、成虫呼吸速率最低,D错误。
5.(2025·福建漳州模拟)米根霉能同时进行无氧呼吸中的两条代谢通路,产生乳酸和酒精。在无氧条件下,米根霉通过呼吸作用的CO2释放速率随时间变化趋势如图所示,下列说法正确的是( )
A.无氧呼吸产生的乳酸和酒精跨膜运输时都需要消耗ATP
B.米根霉与酵母菌的本质区别是前者没有核膜
C.O~a阶段米根霉细胞不进行细胞呼吸
D.人体不能进行酒精发酵是因为缺乏相关酶
答案:D
解析:酒精跨膜运输方式为自由扩散,该过程不消耗ATP,A错误;米根霉与酵母菌均是真核生物,均有以核膜为界限的细胞核,B错误;O~a阶段米根霉细胞可进行产生乳酸的无氧呼吸,所以无CO2释放,C错误;人体不能进行酒精发酵是因为缺乏相关酶,D正确。
6.(2024·浙江二模)天南星科植物的线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶(COX)和交替氧化酶(AOX),低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响,细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量,这种呼吸方式称为抗氰呼吸。下列叙述错误的是( )
A.氰化物主要影响有氧呼吸第三阶段
B.低温条件下局部抗氰呼吸加强有利于提高细胞代谢速率
C.低温条件下COX合成缺陷型植株无法完成葡萄糖的氧化分解
D.与有氧呼吸相比,抗氰呼吸中有机物氧化分解生成的ATP较少
答案:C
解析:由题干信息可知,线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶(COX)和交替氧化酶(AOX),低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响,而线粒体内膜参与有氧呼吸第三阶段,所以氰化物主要影响有氧呼吸第三阶段,A正确;由题干信息可知,低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响,细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量,有利于提高细胞代谢速率,B正确;由题干信息可知,低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响,COX合成缺陷型植株其他的酶合成正常,依然可以完成葡萄糖的氧化分解,C错误;细胞在消耗等量呼吸底物情况下有氧呼吸彻底氧化分解有机物释放的能量是相等的,其中一部分用来合成ATP,其余部分以热能形式散失,抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量多,则生成的ATP更少,D正确。
7.(2025·黑龙江双鸭山模拟)适量的有氧运动可使人体细胞中线粒体数量增多,嵴多而致密,有利于身体健康。但高强度的运动会使线粒体体积增大、嵴断裂等导致线粒体损伤。下列相关叙述正确的是( )
A.嵴多而致密会使细胞对氧气的消耗速率增大
B.不同细胞中线粒体的有氧呼吸速率全都相同
C.线粒体体积增大使其与细胞质的物质交换效率提高
D.线粒体损伤导致细胞无氧呼吸产生的二氧化碳增多
答案:A
解析:线粒体嵴(是由内膜折叠形成)多而致密会使有氧呼吸第三阶段的场所增大,使细胞对氧气的消耗速率增大,A正确;人体不同细胞代谢速率不同,对能量的需求不同,因此不同细胞中线粒体的有氧呼吸速率不相同,B错误;线粒体体积增大,相对表面积减小,使其与细胞质基质的物质交换效率降低,C错误;线粒体损伤可能导致细胞有氧呼吸能量供应不足,无氧呼吸速率增大,但人体细胞无氧呼吸不产生二氧化碳,D错误。
8.(2025·安徽模拟)生物兴趣小组在检测花生种子呼吸作用的实验中发现,在不同O2浓度条件下,装置中花生种子吸收O2和释放CO2的物质的量关系如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.检测装置无须置于黑暗环境中来避免光合作用的干扰
B.装置中的花生种子在O2浓度为N时不再进行无氧呼吸
C.实验结果表明花生种子细胞中有脂肪等参与细胞呼吸
D.O2浓度为M且低温干燥的条件可以延长花生种子储存时间
答案:B
解析:花生种子不能进行光合作用,检测其呼吸作用无须考虑光合作用的影响,A正确;O2浓度超过N后的曲线O2吸收量大于CO2释放量,表明花生种子进行呼吸作用的底物中还有脂肪等,O2浓度为N时,O2的消耗量和CO2生成量相等,说明还有无氧呼吸,B错误,C正确;低氧、干燥、低温等条件可延长种子储存时间,D正确。
9.(2025·浙江模拟)在无氧条件下,酿酒酵母可将木糖转化为乙醇,大致过程如下图。科学家利用蛋白质工程可提高乙醇产量。下列叙述正确的是( )
A.NADPH提供氢给木糖后转化为NAD+
B.木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散
C.木糖转化为乙醇的场所在细胞质基质和线粒体基质
D.利用蛋白质工程直接改造酶分子结构来提高乙醇产量
答案:B
解析:NADPH提供H+、e-给木糖后转化为NADP+,A错误;木糖转化为乙醇过程中释放的能量大部分转化为热能耗散,少部分转化为ATP中的化学能,B正确;木糖转化为乙醇的场所在细胞质基质,C错误;利用蛋白质工程可以改造基因,从而间接改造酶分子结构来提高乙醇产量,D错误。
10.(2025·广东模拟)采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )
A.O2在线粒体基质与[H]结合生成水并释放大量能量
B.据图分析,在3 ℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳
C.O2浓度为20%~30%范围内,温度对CO2的生成量无影响
D.低温储存苹果时,因低温破坏呼吸酶的空间结构,从而减少了有机物消耗
答案:B
解析:O2在线粒体内膜与[H]结合生成水并释放大量能量,A错误;据图分析,在3 ℃、5%O2浓度条件下,细胞呼吸最弱,CO2释放量最少,B正确;由图可知,O2浓度为20%~30%范围内,温度影响CO2的相对生成量,C错误;低温抑制酶的活性,不会破坏酶的空间结构,D错误。
11.(2025·河北沧州模拟)水淹胁迫能抑制植物的有氧呼吸,某植物经糖酵解过程分解葡萄糖产生丙酮酸。丙酮酸进一步转化成乙醇和乳酸响应水淹胁迫。下列叙述正确的是( )
A.糖酵解发生在线粒体基质中,该过程有ATP产生
B.糖酵解过程产生的大量[H]可与O2结合生成H2O
C.糖酵解过程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D.长时间水淹会导致该植物吸收无机盐的能力下降
答案:D
解析:糖酵解是呼吸作用第一阶段,发生在细胞质基质中,该过程产生的[H]较少,A、B错误;丙酮酸分解为乳酸的过程是无氧呼吸第二阶段,不属于糖酵解,C错误;长时间水淹会导致有氧呼吸过程受阻,ATP产生减少,导致该植物吸收无机盐的能力下降,D正确。
12.(2025·锦州模拟)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述正确的是( )
A.密封主要是为了防止害虫或者细菌等微生物接触到梨,有利于保鲜
B.4 ℃冷藏时,低温使酚氧化酶永久失活,果肉褐变减缓
C.贮藏时尽量保持干燥环境,有利于降低梨细胞内自由水的含量,减缓代谢
D.常温下,梨不耐贮藏的原因主要是因为细胞代谢旺盛
答案:D
解析:密封主要是为了降低氧气浓度,减少有机物的消耗,A错误;低温不会使酶变性失活,只能抑制酶的活性,B错误;储存水果时要有一定的湿度,利于水果保鲜,C错误;常温下鲜梨含水量大,环境温度较高,呼吸代谢旺盛,细胞消耗的有机物增多,不耐贮藏,D正确。
13.(10分)(2025·陕西宝鸡模拟)科学家利用以下装置开展了某项研究,如图所示。请回答下列问题。
(1)科学家利用图中装置可以研究生物的细胞呼吸这一生理活动,若生物材料是绿色植物,还应添加的实验条件是 。装置甲使用NaOH溶液的目的是 ,实验设置装置丙的目的是 。
(2)若生物材料选择酵母菌,给其提供葡萄糖培养液,关闭活塞一段时间后,装置甲的液滴向左移动,而装置乙的液滴没有移动,试解释液滴移动现象的原因: 。
又过了较长时间后,装置乙的液滴最可能 移动。
(3)若生物材料选择人的成熟红细胞,实验条件与题(2)相似,则经过一段时间后,装置甲的液滴最可能 移动,试述原因: 。
答案:(1)遮光处理 吸收有氧呼吸释放的CO2 纠(校)正环境因素引起的实验测量误差 (2)酵母菌此时只进行有氧呼吸,吸收的O2量和释放的CO2量相同 向右 (3)不 人的成熟红细胞不能进行有氧呼吸,而无氧呼吸的产物是乳酸
解析:(1)如果要利用图中装置研究绿色植物的细胞呼吸,则应该遮光处理,因为植物光合作用会影响实验结果。装置甲使用NaOH溶液的目的是吸收有氧呼吸释放的CO2,装置丙属于空白对照,纠(校)正环境因素引起的实验测量误差。(2)若生物材料选择酵母菌,给其提供葡萄糖培养液,关闭活塞一段时间后,装置甲的液滴向左移动,而装置乙的液滴没有移动,其中的原因是酵母菌此时进行有氧呼吸,吸收的O2量和释放的CO2量相同。又过了较长时间,装置乙中的酵母菌可能进行无氧呼吸,其中的液滴最可能向右移动。(3)人的成熟红细胞不能进行有氧呼吸,而无氧呼吸的产物是乳酸,不会和周围进行气体交换,经过一段时间后,装置甲的液滴最可能不移动。
14.(14分)(2025·白山模拟)涝害是制约牡丹生长发育的重要因素,为提高涝害下的牡丹的抗逆性,科研人员利用甲、乙两个品种的牡丹进行实验,研究了淹水胁迫下外源钙对这两种牡丹呼吸代谢的影响,其部分结果如下表所示。回答下列问题。
处理时间/天
酒精含量/(μmol·L-1)
1
8
16
24
甲
淹水
0.10
0.70
1.62
2.86
淹水+CaCl2
0.09
0.61
1.18
2.35
乙
淹水
0.09
1.30
2.20
3.21
淹水+CaCl2
0.11
1.05
1.73
2.74
(1)牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时,其能量主要来源于 (填场所),而遭遇了淹水胁迫后,牡丹根细胞会产生酒精和CO2,可使用澄清石灰水或者 溶液来检测CO2。
(2)据表分析,在淹水胁迫下,甲、乙两个品种的牡丹根细胞的酒精含量与处理时间之间最可能呈现的关系均为 。
(3)施加CaCl2能否改善淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种牡丹的毒害? ,作出此判断的理由是 。
(4)现欲进一步研究外源物质X和外源钙对乙品种牡丹的影响,请完善下列实验的设计思路。
组别
实验处理
1
一定量的蒸馏水+乙
2
等量的外源钙+乙
3
a
4
b
①表中a、b处的实验处理分别是 、
。
②培养一段时间后,检测各组的 并做记录。
答案:(1)线粒体内膜 溴麝香草酚蓝 (2)随着处理时间的延长,牡丹根细胞的酒精含量逐渐增加 (3)能 与未施用CaCl2相比,施用CaCl2后,甲、乙两个品种牡丹细胞内的酒精含量基本都有不同程度的下降 (4)①等量的外源物质X+乙 等量的外源钙和外源物质X+乙 ②酒精含量
解析:(1)牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时,细胞进行有氧呼吸,能量的主要来源是线粒体内膜,而遭遇了淹水胁迫后,牡丹根细胞会进行无氧呼吸产生酒精和CO2,可使用澄清石灰水或者溴麝香草酚蓝溶液来检测CO2。(2)据表分析,在淹水胁迫下,甲、乙两个品种的牡丹根细胞随着处理时间的延长,无氧呼吸产生的酒精积累,酒精含量逐渐增加。(3)与未施用CaCl2相比,施用CaCl2后,甲、乙两个品种牡丹细胞内的酒精含量基本都有不同程度的下降,说明施加CaCl2能改善淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种牡丹的毒害。(4)①为了排除无关变量的影响,保持单一变量,表中a处的实验处理是等量的外源物质X+乙,b处的实验处理是等量的外源钙和外源物质X+乙。②培养一段时间后,检测因变量,即各组的酒精含量并记录。
学生用书⬇第74页
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