[13326478]备考2023生物课时分层作业8　细胞呼吸的原理和应用(含解析）_新高考复习资料_2023年新高考复习资料_专项复习_备考2023新高考生物课时分层作业

【备考 2023】生物课时分层作业(八) 细胞呼吸的原理和应用 1．(2021·延庆区统考)如图为线粒体的结构示意图。在相应区域中会发生的生 物过程是( ) A．②处发生葡萄糖分解 B．①中的CO 扩散穿过内膜 2 C．②处丙酮酸分解为CO 和H O 2 2 D．③处[H]与O 结合生成水 2 D [②处为线粒体基质，葡萄糖的分解发生在细胞质基质，A错误；①中的 CO 往线粒体外扩散，穿过外膜，B错误； ②处为线粒体基质， H O是在线粒体 2 2 内膜上形成的，C错误；③处为线粒体内膜，此处[H]与O 结合生成水，D正确。] 2 2．(2021·衡水中学二模)如图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解。下列有 关说法正确的是( ) A．葡萄糖在线粒体中经过程①②彻底氧化分解，释放大量能量 B．无氧呼吸时，过程①产生的[H]在过程③或④中不断积累 C．人的成熟红细胞内可发生的是过程①④ D．无氧呼吸中大部分的能量以热能形式散失掉，所以产生的ATP量远小于 有氧呼吸 C [葡萄糖需在细胞质基质中分解为丙酮酸，才可进入线粒体继续氧化分解 A错误；无氧呼吸中产生的[H]用于丙酮酸的还原、酒精或乳酸的产生，不会有[H] 的积累，B错误；人体成熟红细胞没有线粒体，只能进行产生乳酸的无氧呼吸，C 正确；无氧呼吸比有氧呼吸释放能量少，是因为无氧呼吸有机物没有彻底的氧化分解，大部分能量仍储存在酒精或乳酸中没有释放出来，D错误。] 3．(2021·潍坊检测)细胞呼吸是细胞在酶的催化作用下，分解有机物、释放能 量的过程。以下有关细胞呼吸的理解，正确的是( ) A．叶肉细胞进行细胞呼吸产生的ATP，不能用于光合作用的暗反应 B．真核生物的所有细胞都能够进行有氧呼吸 C．所有的原核生物只能进行无氧呼吸，因为细胞内不含有线粒体 D．中耕松土、适时排水与储藏粮食、蔬菜的措施依据的原理相同 A [叶肉细胞中细胞呼吸产生的 ATP用于除光合作用以外的生命活动，暗 反应所需要的ATP来源于光合作用的光反应，A正确；哺乳动物成熟红细胞不能 进行有氧呼吸，B错误；部分原核生物虽无线粒体，但含有与有氧呼吸相关的酶， 也能进行有氧呼吸，如好氧细菌、蓝细菌，C错误；植物的根呼吸的是空气中的氧 气，经常松土，可以使土壤疏松，土壤缝隙中的空气增多，有利于根的有氧呼吸； 适时排水是避免植物进行无氧呼吸产生酒精；储藏粮食、蔬菜的原理是降低植物 细胞呼吸，三者依据的原理不同，D错误。] 4．(2021·德州一模)癌细胞在氧含量正常的情况下，利用葡萄糖转变为乳酸来 产生ATP作为能量的主要来源。研究发现，线粒体中产生的NO一方面可与O 2 竞争性结合，另一方面扩散到细胞质基质中促进葡萄糖转变为乳酸。下列说法错 误的是( ) A．NO能抑制线粒体中葡萄糖的氧化分解过程 B．细胞发生癌变时，线粒体中的NO水平升高 C．与正常细胞相比，癌细胞中丙酮酸的生成速率高 D．与正常细胞相比，癌细胞中葡萄糖的能量利用率低 A [葡萄糖分解成丙酮酸过程发生在细胞质基质中。] 5．(2021·信阳调研)吡唑醚菌酯是一种线粒体呼吸抑制剂，通过阻止线粒体内 膜上的反应过程来抑制细胞呼吸，生产上常应用于防治真菌引起的农作物病害。 下列关于吡唑醚菌酯作用的推测不合理的是( ) A．吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第二阶段 B．吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌的死亡 C．长期使用吡唑醚菌酯可导致真菌种群抗药性增强 D．吡唑醚菌酯不可用于治理由厌氧微生物引起的环境污染 A [吡唑醚菌酯抑制的是线粒体内膜上的反应，因此其抑制的是有氧呼吸第 三阶段，A错误；有氧呼吸第三阶段能产生大量的ATP，由此可见，吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌的死亡，B正确；吡唑醚菌酯对真菌的抗药性进行 了选择，因此长期使用吡唑醚菌酯可导致真菌种群抗药性增强，C正确；吡唑醚 菌酯只可用于治理由需氧微生物引起的环境污染，D正确。] 6．(2021·南通检测)罗哌卡因能抑制甲状腺癌细胞线粒体基质中的 H＋ (NADH等分解产生)向线粒体膜间隙转运，降低线粒体内膜两侧的H＋浓度差，从 而抑制线粒体ATP的合成，促进癌细胞凋亡。相关叙述错误的是( ) A．有氧呼吸过程中产生的NADH主要来自第二阶段 B．线粒体内膜两侧的H＋浓度差驱动ATP合成 C．罗哌卡因能促进线粒体对氧气的利用 D．罗哌卡因可通过抑制蛋白质的功能从而抑制H＋的运输 C [根据信息：罗哌卡因能抑制甲状腺癌细胞线粒体基质中的H＋(NADH等 分解产生)向线粒体膜间隙转运，降低线粒体内膜两侧的H＋浓度差，从而抑制线 粒体ATP的合成，因此判断罗哌卡因能抑制线粒体对氧气的利用，C项错误。] 7．(2021·哈师大检测)如图所示为不同培养阶段 酵母菌种群数量、葡萄糖浓度和乙醇浓度的变化曲线， 下列相关叙述错误的是( ) A．曲线AB段酵母菌呼吸发生的场所是细胞质 基质和线粒体 B．曲线BC段酵母菌的呼吸作用中出现无氧呼吸 C．乙醇含量过高是酵母菌种群数量从C点开始下降的主要原因之一 D．T ～T 时间段消耗葡萄糖量迅速增加的原因是酵母菌进行有氧呼吸 1 2 D [从图中可以看出，曲线AB段没有乙醇产生，因此酵母菌进行有氧呼吸， 场所是细胞质基质和线粒体，A正确；曲线BC段开始有乙醇产生，说明出现无氧 呼吸，B正确；乙醇含量过高，影响酵母菌数量增加，甚至使酵母菌死亡，C正确； T ～T 时间段消耗葡萄糖量迅速增加，此阶段乙醇产生迅速增多，而种群数量增 1 2 加较慢，说明有氧呼吸速率下降，酵母菌主要进行无氧呼吸，D错误。] 8．(2021·青岛三校联考)为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．加入的呼吸底物是葡萄糖 B．过程①没有进行有氧呼吸第三阶段 C．过程②比①耗氧速率低 D．过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足 D [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，A错误；由题图曲线可知，加入线粒体后，①过程氧气浓度略有下降，说明 在线粒体中进行了有氧呼吸的第三阶段，消耗了氧气，B错误；据图示可知，过程 ②加入 ADP后，耗氧速率明显增加，C错误；过程④氧气浓度降低的速率较慢， 但加入ADP后，过程⑤氧气浓度的下降速率加快，说明过程④比③耗氧速率低 的主要原因是 ADP 不足，D正确。] 9．(2021·山东等级考押题)下表是某植物X在适宜条件下，从开始播种到长 出两片真叶期间CO 释放速率和O 吸收速率相对值的变化。其中胚根长出的时 2 2 间是在30 h，两片真叶在50 h开始长出。 时间(h) 0 2 6 10 14 18 24 30 36 40 46 52 CO 释放 2 2 4 21 28 42 56 56 56 56 56 59 62 相对值 O 吸收相 2 0 0 12 16 17 17 18 21 42 56 60 70 对值 下列分析正确的是( ) A．植物种子含水量的快速增加发生在6 h～18 h B．18 h～24 h呼吸作用的产物有CO 、H O和乳酸 2 2 C．40 h时，形成ATP的能量全部来自有氧呼吸 D．46 h～52 h，细胞呼吸消耗的有机物不全是糖类 D [0 h～2 h细胞呼吸强度很弱，从6 h开始细胞呼吸强度迅速增加，说明自 6 h开始含水量已经显著提高，含水量的快速增加应发生在6 h之前，A错误；在 没有O 消耗的0 h～2 h仍有CO 释放，说明该种子细胞进行的是产物为酒精和 2 2 CO 的无氧呼吸，而18 h～24 h同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产物 2 中没有乳酸，B错误；从46 h～52 h细胞呼吸的O 消耗量大于CO 释放量分析， 2 2该种子萌发过程中呼吸作用消耗的有机物中存在氧含量低于糖类的有机物，则不 能确定40 h时形成ATP的能量全部来自有氧呼吸，C错误、D正确。] 10．(2021·衡水中学检测)在自然界中，洪水、灌溉不均匀等极易使植株根系供 氧不足，造成“低氧胁迫”。不同植物品种对低氧胁迫的耐受能力不同，研究人 员采用无土栽培的方法，研究了低氧胁迫对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的 影响，测得第6天时根系中丙酮酸和乙醇含量，结果如表所示。 (1)黄瓜细胞产生的丙酮酸转变为乙醇的过程________(填“能”或“不能”) 生成ATP。 (2)由表中信息可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞的呼吸方式为 ______________________，低氧胁迫下，黄瓜________受阻。 (3)实验结果表明，低氧胁迫条件下催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最 可能是品种________。 (4)长期处于低氧胁迫条件下，植物吸收无机盐的能力下降，根系可能变黑、 腐烂的原因分别是__________________和____________________________。 [解析] (1)在无氧条件下，丙酮酸在细胞质基质转变为乙醇的过程，此过程 不能释放能量，不能生成ATP。(2)由表中信息可知，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，低氧胁迫下，酒精产 量升高，说明有氧呼吸受阻，黄瓜根系通过加强无氧呼吸来提供能量。(3)实验结 果表明，低氧胁迫条件下，A品种根细胞中丙酮酸增加量小于B品种，酒精增加 量大于B品种，说明A品种根细胞中丙酮酸更多的转变为乙醇。(4)长期处于低氧 胁迫条件下，无氧呼吸产生的能量减少，影响主动运输过程，植物吸收无机盐的 能力下降；无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用，根系可能变黑、腐烂。 [答案] (1)不能 (2)有氧呼吸与无氧呼吸 有氧呼吸 (3)A (4)无氧呼吸 产生的能量少影响主动运输过程 无氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用 11．科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO 生成速率的变化，结果见图1和图2。据图回答下列问题： 2 图1 图2 (1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO 生成速率较低，主要原 2 因是________________________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器 内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测 ________浓度变化来计算呼吸速率。 (2)某同学拟验证上述实验结果，设计了如下方案： ①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然 后密封。 ②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中 的CO 浓度。 2 ③记录实验数据并计算CO 生成速率。 2 为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因 素)。 a．______________________________________________________________； b．____________________________________________________________。 [解析] (1)0.5 ℃条件下果实的细胞中细胞呼吸相关酶的活性较低，所以 CO 生成速率较低；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的果实细胞呼吸产生 2 的CO 量因积累而越来越多，反过来会抑制果实的细胞呼吸，使得CO 生成速率 2 2 变慢。因为果实细胞呼吸消耗O ，所以该实验还可以通过检测密闭容器内的O 2 2 浓度变化来计算呼吸速率。(2)该实验的目的是验证温度影响密闭容器内蓝莓果 实的CO 生成速率，自变量为温度，其他对实验结果有影响的因素为无关变量。 2 生物实验设计除了要遵循单一变量原则，还要遵循等量原则，即实验组和对照组 除一个实验变量不同外，其他无关变量要全部相同且适宜，以消除无关变量对实 验结果的影响。本实验除了实验中提到的蓝莓果实品种要统一、数量要相等、瓶 的容积要相同且都密封外，其他无关变量，如果实的质量以及成熟度也要一致。 生物实验设计还要遵循重复性原则，以保证实验结果的可靠性。故本实验每个温度条件下要有多个平行重复实验装置，才能保证实验结果更可靠。 [答案] (1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性 CO O (2)a．选取的果 2 2 实成熟度应一致 b．每个温度条件下至少有3个平行重复实验 12．(2021·保定调研)已知新生的植物组织呼吸速率较高，可以提供能量并把 糖类物质转化为构建新生组织所必需的材料，而成熟的组织呼吸速率较低，有利 于降低有机物的消耗。为满足人类的生产需求，可以改变环境条件影响植物组织 的呼吸强度。下列调节呼吸强度的措施中不恰当的是( ) A．地窖储存的水果，最好置于低氧的环境 B．在种子有机物的快速积累期，应创设低温条件 C．种植蔬菜的温室大棚，夜间应适当升高CO 浓度 2 D．当浅层土壤缺乏无机盐时，应松土提高根部O 浓度 2 B [低温、低氧的条件下储藏种子和蔬菜，种子和蔬菜的细胞呼吸作用弱，对 有机物的消耗比较少，能够减少细胞内有机物的损耗，A正确；种子是新生的植 物组织，呼吸速率较高，可以提供能量并把糖类物质转化为构建新生组织所必需 的材料，应创设适宜的温度，B错误；二氧化碳是呼吸作用的产物，夜间适当升高 CO 浓度可抑制呼吸作用，C正确；植物的呼吸作用吸收的是空气中的氧气，给农 2 作物经常松土，保证土壤中有较多的氧气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸， 从而有利于无机盐的吸收，D正确。] 13．(2021·日照二模)MTT检测法是检测细胞活力的一种简便又准确的方法， 其原理是线粒体内的琥珀酸脱氢酶(可使呼吸作用的中间产物琥珀酸脱氢)可催 化黄色的MTT还原为蓝紫色的物质，该物质含量的多少与细胞数量和细胞活力 呈正相关。下列有关说法正确的是( ) A．细胞中的琥珀酸脱氢酶参与细胞有氧呼吸的第三阶段 B．琥珀酸脱氢酶能催化脱氢和MTT还原，说明无专一性 C．可以通过MTT检测法来判断所有真核细胞活力的情况 D．MTT检测法可用于检测体外培养的癌细胞的增殖速率 D [细胞中的琥珀酸脱氢酶存在于线粒体中，可使呼吸作用的中间产物琥珀 酸脱氢，即该酶的催化可导致还原氢的形成，显然该酶参与细胞有氧呼吸的第二 阶段，A错误；琥珀酸脱氢酶能催化琥珀酸脱氢，因此具有专一性，而MTT还原 是在琥珀酸脱去的氢的作用下还原的，不是该酶的直接作用结果，B错误；活细 胞内线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将淡黄色的MTT还原为蓝紫色的结晶，而哺乳动物成熟红细胞内没有线粒体，不含琥珀酸脱氢酶，不能将淡黄色的MTT还原 为蓝紫色的结晶，因此，不是所有的真核细胞都可通过MTT检测法来判断活力 情况，C错误；题意显示，琥珀酸脱氢酶含量的多少与细胞数量和细胞活力呈正 相关，据此可推测MTT检测法可用于检测体外培养的癌细胞的增殖速率，D正 确。] 14．(2021·枣庄质检)细胞色素C是生物氧化的一个非常重要的电子传递体， 在线粒体内膜上与其他氧化酶排列成呼吸链(呼吸链将电子和质子沿着特定途径 传递到分子氧)。外源细胞色素C可用于各种组织缺氧的急救或辅助治疗，如一 氧化碳中毒、中枢抑制药(催眠药)中毒、新生儿窒息、严重休克期缺氧等。下列叙 述不正确的是( ) A．线粒体具有双层膜，与其他细胞结构分隔开，保障了呼吸作用的高效有序 B．线粒体内膜在内腔中堆叠形成基粒，增加了细胞色素C等物质的附着位 点 C．组织缺氧时，可吸收利用细胞色素C起到矫正细胞呼吸与促进物质代谢 的作用 D．质子的传递离不开NAD＋，通过与NAD＋发生氧化还原反应实现质子传递 B [线粒体具有双层膜结构，有较大膜面积和复杂的酶系统，保障了呼吸作 用的高效有序，A正确；线粒体内膜形成的嵴增加了细胞色素C等物质的附着位 点，B错误；细胞色素C的作用与还原型辅酶Ⅰ相似，组织缺氧时，细胞通透性增 高，注射的细胞色素C可进入细胞内起到矫正细胞呼吸与促进物质代谢的作用， C正确；质子的传递离不开NAD＋，通过与NAD＋发生氧化还原反应形成NADH 实现质子传递，D正确。] 15．(2021·衡水中学二调)某同学用如图装置测定密闭容器中发芽的小麦种子 的呼吸方式。请分析回答下列问题： 装置甲 装置乙 (1)实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是______________。 (2)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物。在25 ℃下经10 min观察墨滴的移动 情况，若发现装置甲中墨滴右移的实验数据为X，装置乙中墨滴左移的实验数据为Y，则装置中种子的有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比为Y∶________。实 际上小麦种子的呼吸底物除了糖类外，还有脂肪等，在25 ℃下一定时间内，若装 置甲中墨滴左移10 mm，装置乙中墨滴左移100 mm，则萌发小麦种子的呼吸熵 是________(呼吸熵指单位时间内进行呼吸作用释放二氧化碳量与吸收氧气量的 比值)。 (3)一定条件下，细胞有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水。已知2,4二硝基苯 酚(DNP)对该过程没有影响，但能抑制ATP合成。用DNP处理小麦种子，DNP在 细胞内发挥作用的具体部位主要是____________，且该部位散失的热能比正常情 况下__________(填“多”或“少”)。 (4)为了研究细胞器的功能，某同学将小麦种子置于适量的溶液A中，用组织 捣碎机破碎细胞，再依次分离各细胞器。 ①为保证细胞器的活性，该实验所用溶液A的___________(答出2点即可)应 与细胞质基质的相同。 ②分离细胞器用到的方法是___________，沉淀出细胞核后，上清液在适宜条 件 下 能 将 葡 萄 糖 彻 底 氧 化 分 解 ， 原 因 是 此 上 清 液 中 含 有 组 分 ___________________。 [解析] (1)KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是增加吸收二氧化碳的面积。 (2)装置甲中墨滴右移的距离X代表呼吸作用产生的CO ，与消耗的O 的差值， 2 2 即无氧呼吸释放的CO 的体积，装置乙中墨滴左移的距离 Y代表有氧呼吸消耗 2 的O ，根据有氧呼吸和无氧呼吸反应式可知，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖吸收6 2 mol氧气，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，因此装置中种子有氧 呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比为Y∶3X。装置甲中墨滴左移10 mm，说明氧气 消耗量比二氧化碳产生量多10 mm，装置乙中墨滴左移100 mm，说明氧气消耗 量为100 mm。所以，二氧化碳产生量为100－10＝90(mm)，呼吸熵＝释放的二氧 化碳体积÷消耗的氧气体积＝90÷100＝0.9。(3)据题意可知，2,4二硝基苯酚(DNP) 对[H]与氧结合形成水的过程没有影响，但能抑制ATP合成，表明DNP影响细胞 呼吸形成ATP的过程，在细胞内有氧呼吸过程中起主要作用的部位是线粒体内 膜。DNP使线粒体内膜的酶无法催化形成ATP，结果以热能形式散失的能量增多 (4)①细胞器生活在细胞质基质中，环境的pH和渗透压会影响细胞器的形态和 功能。为保证细胞器的活性，应保证溶液A的pH、渗透压与细胞质基质的相同。 ②分离细胞器常用的方法是差速离心法，葡萄糖在有氧呼吸的过程中能彻底氧化 分解，发生在真核细胞中的细胞质基质和线粒体，上清液在适宜条件下能将葡萄糖彻底氧化分解，说明上清液中含有的组分有细胞质基质和线粒体。 [答案] (1)增加吸收 CO 的面积 (2)3X 0.9 (3)线粒体内膜 多 2 (4)①pH、渗透压 ②差速离心法 细胞质基质和线粒体