内容正文:
[课下巩固精练卷(十四)] 无氧呼吸、细胞呼吸的影响因素及应用
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知识点
较易题
中档题
较难题
无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较
1、4、5、6
9、10、13
-
细胞呼吸的影响因素及其应用
2、3
7、8、13
11、12
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2024·江西景德镇模拟)细胞呼吸除了能为生物体提供能量外,还是物质代谢的枢纽,如细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为脂肪、非必需氨基酸等非糖物质,而非糖物质又可以通过一系列反应转化为葡萄糖。下列相关说法正确的是( )
A.无氧呼吸时,底物中所含的能量大部分以热能的形式散失
B.细胞呼吸过程中释放的能量都可直接用于各项生命活动
C.在剧烈运动过程中,人体细胞呼吸时CO2产生量等于O2消耗量
D.核糖体上合成蛋白质所需要的非必需氨基酸都是由中间产物转化而来
解析:选C。无氧呼吸时,底物中所含的能量大部分储存在不彻底的分解产物如乙醇或乳酸中,A错误;细胞呼吸释放的能量大部分都以热能的形式散失,少部分能量储存在ATP中,直接用于各项生命活动,B错误;人进行无氧呼吸会产生乳酸,不会产生CO2,因此在剧烈运动过程中,人体细胞分解糖类时CO2产生量仍等于O2消耗量,C正确;核糖体上合成蛋白质所需要的非必需氨基酸来自体内转化和食物补充,D错误。
2.(2024·四川成都模拟)细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列说法错误的是( )
A.中耕松土:促进根细胞有氧呼吸,利于根系吸收无机盐
B.睡前刷牙:抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿
C.保存果蔬:在低温、低氧条件下降低细胞呼吸强度,减少有机物消耗
D.稻田定期排水:避免水稻根细胞长时间无氧呼吸,产生乳酸导致烂根
解析:选D。中耕松土:增加土壤中氧气的含量,促进根细胞有氧呼吸,为矿质元素吸收供应能量,利于根系吸收无机盐,A正确;睡前刷牙:增加口腔内氧气的含量,可抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿,B正确;在低温、低氧条件下细胞呼吸有关酶的活性降低,从而细胞呼吸强度降低,有机物消耗减少,C正确;水稻根细胞无氧呼吸产生的是酒精和CO2,不产生乳酸,D错误。
3.(2024·安徽合肥三模)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
解析:选B。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,贮存效果最佳,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。
4.(2024·河南开封三模)无氧阈是指在运动负荷递增过程中,人体由有氧代谢供能为主进入有氧和无氧代谢共同供能的转折点(即血液中乳酸量急剧上升)。如图为无训练经验人士和耐力运动员在运动强度增加时血液中乳酸量的变化,下列叙述错误的是( )
A.骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中大部分能量储存在乳酸中
B.通过节奏跑训练,跑步者能够降低无氧阈所对应的运动强度
C.LT2代表无氧阈,运动强度继续增大,无氧和有氧呼吸共同供能
D.运动强度低于50%时,人体消耗的O2量等于产生的CO2量
解析:选B。无氧呼吸中葡萄糖是不彻底的氧化分解,葡萄糖中的能量大部分储存在乳酸中,A正确;据图可知,通过节奏跑训练,跑步者能够提高无氧阈所对应的运动强度,B错误;由题干中无氧阈的概念可知,图中LT2代表无氧阈,运动强度继续增大,无氧和有氧呼吸共同供能,C正确;人体细胞只有有氧呼吸产生CO2,因此人体消耗的O2量等于产生的CO2量,D正确。
5.(2024·山东青岛三模)细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程,下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是( )
A.糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中,可以提供少量能量
B.在真核细胞中,丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2
C.三羧酸循环存在于有氧呼吸过程中,该过程不需要水的参与
D.电子传递链主要分布于线粒体内膜,消耗O2并产生大量ATP
解析:选D。糖酵解为呼吸作用的第一阶段,可以生成少量ATP,既可以发生在无氧呼吸过程中,也可以发生在有氧呼吸过程中,A错误;在很多植物细胞中,无氧呼吸的产物是酒精和CO2,即丙酮酸也可以在细胞质基质中被分解成酒精和CO2,B错误;三羧酸循环是有氧呼吸的第二阶段,该过程需要水的参与,C错误;电子传递链在有氧呼吸的第三阶段,场所在线粒体内膜,需要消耗O2并产生大量ATP,D正确。
6.(2024·河南漯河模拟)下图为真核细胞中的细胞呼吸示意图,其中①②③④⑤表示生理过程。下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.O2不足时,人体细胞产生的CO2量大于消耗的O2量
B.①②③④生成的ATP量相同,⑤生成的ATP量最多
C.④阶段水中的氧原子会转移到终产物水中去
D.①②③发生在细胞质基质中,④⑤发生在线粒体中
解析:选D。人体无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,而有氧呼吸消耗的O2量和产生的CO2量始终相等,A错误。②③是无氧呼吸第二阶段,不生成ATP,B错误。④阶段水中的氧原子会转移到CO2中去,C错误。①是细胞呼吸的第一阶段,②和③分别表示产生酒精和乳酸的无氧呼吸的第二阶段,①②③发生的场所皆为细胞质基质;④和⑤分别表示有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,发生在线粒体中,D正确。
7.(2024·湖北襄阳二模)某小组研究影响豌豆幼苗细胞线粒体耗氧速率的因素,按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质,测定氧气浓度的变化,结果如图(注:图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质)。下列分析正确的是( )
A.过程④耗氧速率降低和过程⑤耗氧速率加快的主要原因都是ADP含量变化
B.加入的呼吸底物是葡萄糖
C.过程①没有进行有氧呼吸第三阶段
D.过程②耗氧速率变化和过程④耗氧速率变化的主要原因都是呼吸底物不足
解析:选A。过程④氧气浓度降低的速率较慢,但加入ADP后,过程⑤氧气浓度的下降速度加快,说明两者耗氧速率变化的主要原因是ADP含量变化,A正确。线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸,因此图中加入的呼吸底物是丙酮酸,B错误。由题图曲线可知,加入线粒体后,过程①氧气浓度略有下降,说明在线粒体中进行了有氧呼吸的第三阶段,消耗了氧气,C错误。过程②氧气浓度降低的速率较慢,但加入呼吸底物后,过程③氧气浓度的下降速度加快,说明过程②耗氧速率变化的原因是呼吸底物不足;过程④氧气浓度降低的速率较慢,但加入ADP后,过程⑤氧气浓度的下降速度加快,说明过程④耗氧速率变化的主要原因是ADP含量不足,D错误。
8.乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将辣椒幼苗进行分组和3种处理:甲组(未淹水)、乙组(淹水)和丙组(淹水+Ca2+),在其他条件适宜且相同的条件下进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是( )
A.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP
B.辣椒幼苗在淹水的条件下,其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸
C.Ca2+影响ADH、LDH的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
D.淹水胁迫时,该植物根细胞酒精的产生速率小于乳酸的产生速率
解析:选C。丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,A错误;分析题意,ADH、LDH是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,而图2显示ADH、LDH活性均>0,说明辣椒幼苗在淹水条件下,其根细胞的无氧呼吸产物有乳酸和酒精,B错误;据图分析,与乙组相比,丙组是淹水+Ca2+组,ADH活性较高,LDH活性较低,说明水淹条件下,适当施用Ca2+可减少根细胞中乳酸和乙醛的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,C正确;甲为对照组,是正常生长的幼苗,乙为实验组,为淹水条件,ADH、LDH活性升高,根据纵坐标值看ADH活性更高,据此可推测淹水条件下酒精产生的速率高于乳酸产生速率,D错误。
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
9.(2024·山东临沂二模)某兴趣小组测得小麦种子在萌发前后CO2的吸收速率如图所示,下列叙述错误的是( )
A.种子萌发前随时间推移有机物的消耗量逐渐增大
B.小麦种子萌发前产生CO2的场所是线粒体基质
C.与花生种子相比较,小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的值高
D.种子萌发后第6天,小麦的净光合速率为15 mL CO2·g-1·h-1
解析:选BC。种子萌发前只能进行呼吸作用消耗有机物,且据图可知随时间推移CO2的释放增多,故随着时间的推移有机物的消耗逐渐增大,A正确;小麦种子萌发前进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质,进行有氧呼吸时,CO2在有氧呼吸的第二阶段产生,场所是线粒体基质,B错误;花生种子含有的脂肪较多,代谢时消耗的O2更多,所以与花生种子相比较,小麦种子萌发时O2消耗量/CO2释放量的值低,C错误;光照下CO2的吸收速率=净光合速率,据图可知,种子萌发后第6天,小麦的净光合速率为15 mL CO2·g-1·h-1,D正确。
10.(2024·山东济南模拟)下图所示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(呼吸底物为葡萄糖)。下列说法正确的是( )
A.运动强度≥b时,肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量
B.运动强度≥b时,葡萄糖氧化分解后大部分能量以热能散失,其余储存在ATP中
C.运动强度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍
D.若运动强度长时间超过c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力,乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖
解析:选D。人体有氧呼吸吸收氧气的量与释放二氧化碳的量相等,而无氧呼吸既不吸收氧气,也不释放二氧化碳,因此运动强度≥b时,肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量,A错误;运动强度≥b时,进行有氧呼吸和无氧呼吸,葡萄糖氧化分解后大部分能量以热能散失,一部分储存在ATP,一部分储存在乳酸中,B错误;运动强度为c时,无法计算无氧呼吸消耗的葡萄糖和有氧呼吸消耗的葡萄糖的量,C错误;若运动强度长时间超过c,人体的调节能力有限,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力,乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖,D正确。
11.(2024·山东烟台一模)研究人员选取玉米进行淹水试验:T1组(全淹,水面淹没植物根部基质)、T2组(半淹,水面刚好没过植株根部生长点)分别在淹水处理1、3、5天及解除胁迫(Res)7天后检测根系细胞乙醇脱氢酶(ADH,催化丙酮酸转化为乙醛进一步生成乙醇)和乳酸脱氢酶(LDH,催化丙酮酸合成乳酸)的活性变化,得到下图结果。下列分析正确的是( )
A.ADH和LDH只分布于玉米的细胞质基质,其活性可被淹水激活
B.淹水试验过程中,NAD+和NADH的转化速率减慢且葡萄糖的消耗减少
C.处理3天,对照组玉米细胞无氧呼吸的产物有ATP、CO2、乳酸、乙醇
D.全淹或半淹加剧了玉米根系细胞的无氧呼吸强度,对细胞功能造成严重损伤
解析:选AC。乙醇脱氢酶(ADH,催化丙酮酸转化为乙醛进一步生成乙醇)和乳酸脱氢酶(LDH,催化丙酮酸合成乳酸)都是催化无氧呼吸的酶,则只分布在细胞质基质,水淹条件下活性上升,所以其活性可被淹水激活,A正确;淹水试验过程中,NAD+和NADH的转化速率减慢,因为无氧呼吸消耗葡萄糖增加,B错误;处理3天,对照组玉米ADH和LDH活性均上升,则细胞无氧呼吸的产物有ATP、CO2、乳酸、乙醇,C正确;全淹或半淹ADH和LDH活性先上升后下降,所以玉米根系细胞的无氧呼吸强度先上升后下降,解除胁迫7天后恢复正常,说明未对细胞功能造成严重损伤,D错误。
12.6BA是一种植物生长调节剂。科研人员以储藏的青棒豆种子为材料,研究一定浓度的6BA处理对其呼吸速率的影响,结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.青棒豆种子细胞进行有氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质
B.6BA可用于青棒豆采摘后的保存,有利于降低有机物的消耗
C.6BA组种子细胞的呼吸速率的变化趋势与对照组的相同
D.青棒豆种子储藏的时间越长,6BA抑制呼吸速率的效果越明显
解析:选ACD。植物细胞有氧呼吸第二阶段产生CO2,场所是线粒体基质,因此青棒豆细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,A错误;与对照组相比,在同一储藏时间下,6BA组呼吸速率都低于对照组呼吸速率,有利于降低有机物的消耗,因此6BA可以应用于青棒豆采摘后的保存,B正确;对照组随着储藏时间延长,其呼吸速率逐渐升高再略有降低,6BA组随着储藏时间延长,其呼吸速率先降再升后再略有降低,因此二组呼吸速率变化趋势不一致,C错误;与对照组同一储藏时间相比,第5天时,两组呼吸速率差值最大,说明6BA抑制呼吸速率效果在第5天时最强,并不是储藏时间越久,抑制效果越好,D错误。
三、非选择题
13.(2024·贵州高考)农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如图所示。回答下列问题。
(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代谢特点有__________________________________________________。参与有氧呼吸的酶是______(填“甲”或“乙”)。
(2)在水淹0~3 d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是__________。水淹第3 d时,经检测,作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的________倍。
(3)若水淹3 d后排水,作物长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是____________________________________________(答出2点即可)。
解析:(1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在氧气充足的情况下,将葡萄糖彻底氧化分解,将能量释放出来。随着水淹天数的增多,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶。(2)在水淹0~3 d阶段,随着水淹天数的增加,氧气含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强。第3 d作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,有氧呼吸需要消耗氧气,葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量的比为1∶6∶6,无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量的比为1∶2,有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2均为0.2 μmol·g-1·min-1,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。(3)若水淹3 d后排水,作物长势可在一定程度上得到恢复,一方面是排水后氧气含量上升,有氧呼吸增强,产生的能量增多;另一方面,由图可知,第4 d无氧呼吸有关的酶活性显著降低,可能是第4 d无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度,之后就很难恢复,所以要在水淹3 d排水。
答案:(1)需要氧气参与;有机物被彻底氧化分解;释放大量能量,生成大量ATP 乙 (2)O2的含量 3 (3)无氧呼吸积累的酒精较少,对细胞毒害较小;0~3 d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动;催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失
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