内容正文:
课后分层练(十九) 无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用
(选择题每题5分,非选择题每题15分)
【基础巩固练】
考点一 无氧呼吸
1.酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也称为发酵。下列相关叙述正确的是( )
A.两种细胞中的[H]均会出现积累现象
B.酒精和乳酸可由同一种物质转化而来
C.产生酸味和酒味的第二阶段生成ATP
D.两种细胞的线粒体中均可能产生CO2
解析:选B。无氧呼吸产生的[H]可与丙酮酸反应生成相应产物,如酵母菌中[H]与丙酮酸反应生成酒精和二氧化碳、乳酸菌中[H]与丙酮酸反应生成乳酸,A错误,B正确;无氧呼吸只在第一阶段生成ATP,第二阶段不生成ATP,C错误;乳酸菌是原核生物,没有线粒体,D错误。
2.(2023·浙江6月选考)小曲白酒的酿造过程中,酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用,下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸产生的[H]与O2结合,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
B.有氧呼吸在线粒体中进行,无氧呼吸在细胞质基质中进行
C.有氧呼吸有热能的释放,无氧呼吸没有热能的释放
D.有氧呼吸需要酶催化,无氧呼吸不需要酶催化
解析:选A。有氧呼吸产生的[H]在第三阶段与O2结合生成水,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合,A正确;有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,第二和第三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜进行,无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行,B错误;酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能散失,但无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程,大部分能量存留在酒精中,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化,只是酶的种类不同,D错误。
3.下图表示真核生物细胞呼吸的过程(以葡萄糖为反应物),其中①②③④⑤表示生理过程。下列说法中正确的是( )
A.⑤在线粒体基质中进行并产生大量的ATP
B.②和③表示无氧呼吸,可以发生在同一细胞中
C.人剧烈运动时肌细胞CO2的产生量多于O2的消耗量
D.用18O标记空气中的O2,在CO2中可能检测到18O
解析:选D。⑤表示有氧呼吸第三阶段,在线粒体内膜上进行并产生大量的ATP,A错误;①②表示无氧呼吸产生酒精和CO2的过程,①③表示无氧呼吸产生乳酸的过程,其中②和③一般不可以发生在同一细胞中,B错误;人体无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,所以以葡萄糖为底物,人剧烈运动时肌细胞CO2的产生量等于O2的消耗量,C错误;用18O标记空气中的O2,先在H2O中检测到18O,随后在有氧呼吸的第二阶段利用H218O生成的CO2中可能检测到18O,D正确。
考点二 细胞呼吸的影响因素及原理的应用
4.如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图,以下分析错误的是( )
A.从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是b点对应的温度
B.乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸,曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C.乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D.乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡,可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
解析:选B。甲图中b点对应的温度下植物呼吸作用的相对速率最大,说明该温度下细胞呼吸最旺盛,A正确;随O2浓度增大有氧呼吸增强,无氧呼吸减弱,故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸,曲线Ⅱ表示有氧呼吸,B错误;细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖,C正确;有氧呼吸需要酶的参与,温度会影响酶的活性,故有氧呼吸还受温度或呼吸酶数量的限制,使曲线Ⅱ最终趋于平衡,D正确。
5.长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中,树根细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.Ⅰ阶段树根细胞的有氧呼吸速率不变
B.Ⅱ阶段树根细胞的有氧呼吸速率上升
C.Ⅲ阶段曲线下降的主要原因与Ⅰ阶段不同
D.细胞在a点的有氧呼吸速率小于b点
解析:选C。Ⅰ阶段,由于长期浸水,土壤中氧气浓度降低,细胞有氧呼吸的速率下降,A错误;Ⅱ阶段有氧呼吸速率进一步降低,对无氧呼吸的抑制作用减弱,细胞的无氧呼吸速率上升,B错误;Ⅰ阶段曲线下降是由于氧气浓度降低导致有氧呼吸速率降低,无氧呼吸由于氧气存在受抑制,Ⅲ阶段曲线下降是由于无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用,二者下降的主要原因不同,C正确;a点氧气浓度高于b点,有氧呼吸强度比b点大,无氧呼吸速率小于b点,D错误。
6.包扎伤口时,需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。研究人员开发了一种水凝胶贴片(如图所示),其中填充着活性长链合球菌(蓝细菌),有助于慢性伤口的愈合。下列叙述错误的是( )
A.消化道内长期溃疡的伤口,不适宜使用该种水凝胶贴片
B.该水凝胶贴片上的蓝细菌能通过光合作用产生O2
C.使用透气性好的“创可贴”或水凝胶贴片主要是为了保证伤口处细胞的有氧呼吸
D.该水凝胶贴片在使用前需要避光保存
解析:选C。消化道内为无光的环境,蓝细菌无法通过光合作用释放O2,故该水凝胶贴片不适合在消化道内使用,A正确;蓝细菌为自养型生物,可通过光合作用释放O2,B正确;使用透气性好的“创可贴”或水凝胶贴片主要是为了避免厌氧菌无氧呼吸产生有毒物质,伤口处细胞需要的O2主要来自血液的运输,C错误;该水凝胶贴片在使用前需要避光保存,避免蓝细菌消耗其中的无机盐等,D正确。
7.如图表示某种植物的非绿色器官在不同O2浓度下,CO2的释放量与O2的吸收量的变化,请据图回答以下问题:
(1)O2浓度为0时,该器官的呼吸类型是____________。
(2)在O2浓度为b以下时(不包括0),该器官的呼吸类型是____________________,原因是________________________________________________________________________。
(3)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在Q点重合,其呼吸类型为______________,原因是________________________________________________________________________。
(4)由该曲线可知,我们在进行果实和种子贮藏时,应取约a/2的O2浓度值,理由是_____________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)图中阴影部分的面积代表__________________________。
解析:(1)O2浓度为0时,有CO2释放,该器官只进行无氧呼吸。(2)在O2浓度为b以下时(不包括0),CO2的释放量大于O2的吸收量,该器官的呼吸类型是无氧呼吸和有氧呼吸。(3)当两条曲线在Q点重合时,说明CO2释放量与O2吸收量相等,则该器官的呼吸类型为有氧呼吸。(4)由该曲线可知,我们在进行果实和种子贮藏时,应取约a/2的O2浓度值,因为CO2的释放量最少,消耗的有机物最少。(5)图中阴影部分的面积代表无氧呼吸中CO2的释放量。
答案:(1)无氧呼吸 (2)无氧呼吸和有氧呼吸 CO2的释放量大于O2的吸收量 (3)有氧呼吸 CO2的释放量等于O2的吸收量 (4)细胞呼吸最弱,有机物消耗少 (5)无氧呼吸中CO2的释放量
【综合提升练】
8.(2025·郑州高一检测)如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程简图,下列叙述正确的是( )
A.物质a、b、c、d分别为水、CO2、酒精、乳酸
B.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量一共有3条去路
C.氧气不足时,人体肌细胞产生的CO2量大于O2的消耗量
D.若用18O标记葡萄糖,则在物质a中会检测到18O
解析:选B。据图可知,条件X为无氧条件,条件Y为有氧条件。物质a为水,物质b为CO2,物质c为乳酸,物质d为酒精,A错误。条件X下酵母菌细胞进行无氧呼吸,产物为酒精和CO2,该条件下葡萄糖中的能量的去路有3条,分别是以热能形式散失、储存在ATP中、储存在酒精中,B正确。人体肌细胞进行无氧呼吸时不能产生CO2,故氧气不足时,人体肌细胞产生的CO2量等于O2的消耗量,C错误。葡萄糖中的氧元素通过有氧呼吸可进入CO2中,水中的氧全部来自氧气,故若用18O标记葡萄糖,则在物质a中不会检测到18O,D错误。
9.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.在氧浓度为b时,有氧呼吸产生的CO2是无氧呼吸的0.8倍
D.在氧浓度为c时,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1.5倍
解析:选C。氧浓度为a时,O2吸收量为0,说明此时植物只进行无氧呼吸,该植物非绿色器官进行呼吸作用的场所是细胞质基质,A正确;氧浓度为d时,CO2释放量等于O2吸收量,此时植物只进行有氧呼吸,因此该植物非绿色器官产生CO2的场所是线粒体基质,B正确;氧浓度为b时,O2吸收量为3 mol,那么有氧呼吸CO2释放量也是3 mol,细胞呼吸CO2释放总量为8 mol,那么无氧呼吸CO2释放量为5 mol,有氧呼吸产生的CO2是无氧呼吸的3÷5=0.6倍,C错误;根据有氧呼吸和无氧呼吸化学反应式可知,氧浓度为c时,有氧呼吸消耗葡萄糖的量为4÷6=2/3,而无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(6-4)÷2=1,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的1.5倍,D正确。
10.农田土壤板结时,土壤中空气不足,会影响作物根系的生长,故需要及时松土透气。下列叙述错误的是( )
A.土壤板结后,作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小
B.土壤板结后,根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解成酒精和CO2
C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸,有利于根细胞对土壤中无机盐的吸收
D.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,可增加土壤中的无机盐含量
解析:选B。土壤板结后,土壤含氧量降低,作物根细胞的有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强,无氧呼吸过程中产生的ATP较少,故土壤板结后,作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小,A正确;丙酮酸在细胞质基质中氧化分解成酒精和CO2,B错误;一般情况下,植物根细胞以主动运输的方式吸收无机盐,因此松土有利于根细胞的有氧呼吸,从而为主动运输提供更多的能量,C正确;松土有利于微生物分解有机质,使土壤中的无机盐含量增加,D正确。
11.甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理,研究人员将甜瓜幼苗进行水淹处理,一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a和酶b的活性,结果如图1;图2为甜瓜幼苗细胞中存在的部分代谢途径。下列说法正确的是( )
A.酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗细胞的细胞质基质中
B.图2中Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生且产生少量ATP
C.水淹前后,甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是乳酸
D.水淹时间越长,酶a和酶b的活性越高,幼苗细胞的无氧呼吸强度更高
解析:选A。图2表示无氧呼吸的两个途径,无氧呼吸发生在细胞质基质中,即酶a和酶b的存在部位是细胞质基质,A正确;Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段,该阶段不产生ATP,B错误;水淹一段时间后,酶a和酶b活性增加,但酶a活性远远大于酶b活性,故甜瓜幼苗无氧呼吸生成的主要代谢产物为酒精和CO2,C错误;水淹时间越长,植物体内积累的酒精越多,会对甜瓜幼苗的叶片和根部细胞都产生严重的伤害,甚至会导致植物死亡,幼苗细胞的无氧呼吸强度可能会降低,D错误。
12.呼吸作用的强度受多种因素的影响,通过控制这些因素可以改变呼吸作用强度,有利于生物生命活动的正常进行。呼吸熵(RQ=CO2释放量/O2吸收量)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。甲图和乙图表示相关因素对呼吸作用的影响,丙图表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸熵。下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,冬季适当升高粮仓内温度有利于粮食储存
B.若乙图D点开始只进行有氧呼吸,D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量不一定相等
C.据丙图分析,c点以后呼吸作用的强度不再随氧分压的增大而变化
D.丙图中的c点可对应乙图中的C点,此时有机物的消耗最少
解析:选B。由甲图可知,在一定的温度范围内,温度越高,呼吸速率越快,但粮食储存需要减少有机物消耗,所以冬季适当降低粮仓内温度有利于粮食储存,A错误;细胞呼吸一般以葡萄糖为底物,但底物也可能是脂肪等其他物质,CO2释放量和O2吸收量不一定相等,B正确;RQ=CO2释放量/O2吸收量,当RQ=1时,CO2释放量等于O2吸收量,c点以后,在一定范围内呼吸作用的强度会随氧分压的增大而增大,即O2吸收量增大,在此期间CO2释放量和O2吸收量始终相等,C错误;丙图中的c点RQ=1,此时只进行有氧呼吸,而乙图中的C点有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,所以丙图中的c点不能对应乙图中的C点,D错误。
13.涝害是制约牡丹生长发育的重要因素,为提高涝害条件下牡丹的抗逆性,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,不同处理下牡丹根细胞的酒精含量如表所示(单位:μmol·L-1)。回答下列问题:
处理
处理时间/天
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
0.19
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,其产生能量的场所主要是________,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____________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的关系均为________________________________________,其中抗淹水胁迫能力更强的牡丹品种是______。
(3)施加CaCl2能否降低淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种的毒害?______(填“能”或“不能”),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淹水胁迫下呼吸代谢的影响,请完善下列实验的设计思路。
组别
1
2
3
4
实验处理
一定量的蒸馏水+乙
等量的外源钙+乙
__a__
__b__
表中a、b处的实验处理分别是______________、____________________。培养一段时间后,检测各组的__________并做记录。
解析:(1)牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时,其能量主要来源于有氧呼吸,产生能量的主要场所是线粒体内膜。检测CO2除用澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝溶液。(2)分析表格可知,无论是哪个品种的牡丹,在淹水后随着时间的延长,牡丹根细胞的酒精含量都逐渐增加。相对而言,甲品种的酒精积累量较少,不容易导致根细胞死亡,抗淹水胁迫能力更强。(3)分析表格可知,与未施用CaCl2相比,施用CaCl2后甲、乙两个品种牡丹根细胞内的酒精含量均有不同程度下降,因此施加CaCl2能降低淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种牡丹的毒害。(4)实验目的是探究外源物质X和外源钙对乙品种牡丹淹水胁迫下的呼吸代谢影响,实验自变量是是否施加外源物质,因变量是乙品种牡丹根细胞的酒精含量,因此实验分组为:一定量的蒸馏水+乙、等量的外源钙+乙、等量的外源物质X+乙、等量的外源钙和外源物质X+乙。培养一段时间后,检测各组的酒精含量并做记录。
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 甲 (3)能 与未施用CaCl2相比,施用CaCl2后,甲、乙两个品种牡丹根细胞内的酒精含量均有不同程度下降 (4)等量的外源物质X+乙(与后一空顺序可调换) 等量的外源钙和外源物质X+乙 酒精含量
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