高中生物重点突破练习：与细胞呼吸有关的判断与实验探究

高中生物重点突破练习：与细胞呼吸有关的判断与实验探究

(建议用时：40分钟)

一、选择题

1．在呼吸作用过程中有CO2 放出时,则可判断此过程( )

A．一定是厌氧呼吸B．一定是需氧呼吸

C．一定不是酒精发酵D．一定不是乳酸发酵

D [在呼吸过程中需氧呼吸有二氧化碳放出,厌氧呼吸如果是产生酒精也会有二氧化碳放出,只有产生乳酸的厌氧呼吸才不产生二氧化碳放出,则可判断此过程一定不是乳酸发酵,D正确。]

2．用含18O的葡萄糖跟踪需氧呼吸过程中的氧原子,18O的转移途径是( )

A．葡萄糖→丙酮酸→H2O

B．葡萄糖→丙酮酸→CO2

C．葡萄糖→O2→H2O

D．葡萄糖→丙酮酸→O2

B [葡萄糖的需氧呼吸过程可分为三个阶段。第一个阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸,同时产生[H]和少量ATP；第二阶段是丙酮酸分解生成CO2,同时产生[H]和少量ATP；第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]还原从空气中吸收进来的氧而生成水,同时产生大量的ATP。从C6H12O6被氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出,葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2。综上,B正确,ACD错误。]

3．下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )

A．线粒体内膜上镶嵌着与电子传递有关的酶和合成ATP的酶

B．需氧呼吸第二、三阶段受阻,第一阶段不能进行

C．人体细胞内O2/CO2的比值,线粒体内比细胞溶胶高

D．需氧呼吸第三阶段能产生大量ATP,厌氧呼吸第二阶段能产生少量ATP

A [需氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行,能产生大量的ATP,故线粒体内膜上镶嵌着与电子传递有关的酶和合成ATP的酶,A正确；厌氧呼吸和需氧呼吸第一阶段相同,故需氧呼吸第二、第三阶段受阻,但第一阶段仍能进行,B错误；线粒体消耗O2,释放CO2,因此人体细胞内O2与CO2的比值,线粒体内比细胞溶胶低,C错误；需氧呼吸第三阶段能产生大量ATP。厌氧呼吸只在第一阶段释放能量,合成ATP,第二阶段不释放能量,不能产生ATP,D错误。]

4．将酵母菌研磨离心后得到的上清液(含细胞溶胶)和沉淀物(含细胞器),以及未经离心的酵母

菌匀浆,分别置于甲、乙、丙三支试管中,向试管中滴加等量的丙酮酸后,可获得终产物CO2和水的试管是( )

A．甲和乙B．乙

C．丙D．乙和丙

D [酵母菌既可进行需氧呼吸也可进行厌氧呼吸,需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体,厌氧呼吸的场所只有细胞溶胶,在有氧条件下丙酮酸只有在线粒体中才能被分解成CO2和水,乙和丙中含有线粒体,D正确。]

5．某同学将活酵母菌和淀粉溶液装进饮料瓶,预留1/3的空间后密封,观察酵母菌发酵的变化并用表格进行记录。下列分析正确的是( )

条件原料变化产物呼吸作用场所

酵母菌

10 g(25 ℃) 淀粉

溶液

瓶子膨胀,溶液出现

气泡,溶液变暖

甲乙

B．大量的O2使溶液出现气泡和瓶子膨胀

C．有机物经酵母菌发酵后只转化为ATP和热能

D．甲为酒精,乙为细胞溶胶和线粒体

A [细胞呼吸的底物是葡萄糖,酵母菌不能直接以淀粉作为细胞呼吸的底物,A正确；溶液出现气泡和瓶子膨胀的原因是细胞呼吸产生了大量的CO2,B错误；有机物经酵母菌发酵后,其释放的能量,一部分用于合成ATP,一部分转化为热能,其物质的变化是转化成了酒精和CO2,C错误；由于瓶子已密封,酵母菌可同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸,产物(甲)有水、酒精和CO2,呼吸作用场所(乙)为细胞溶胶和线粒体,D错误。]

6．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是( )

A．氧浓度为a时酵母菌没有需氧呼吸,只进行厌氧呼吸

B．当氧浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同

C．当氧浓度为c时,2/5的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵

D．a、b、c、d不同氧浓度下,细胞都产生[H]和ATP

C [根据曲线图分析可知,氧浓度为a时,产生的酒精量等于释放的CO2量,这说明酵母菌只进行厌氧呼吸,不进行需氧呼吸,A正确；氧浓度为b时,产生CO2的量多于产生的酒精量,此时酵母菌既进行需氧呼吸,也进行厌氧呼吸；氧浓度为d时,不产生酒精只产生CO2,说明该点只进行需氧呼吸,不进行厌氧呼吸,B正确；当氧浓度为c时,产生酒精的量为6 mol,则厌氧呼吸消耗葡萄糖为6/2＝3 mol,同时产生6 mol CO2,则需氧呼吸产生CO2为15－6＝9 mol,需氧呼吸消耗葡萄糖为9/6＝1.5 mol,用于酒精发酵的葡萄糖所占比例为3/(3＋1.5)＝2/3,C错误；需氧呼吸和厌氧呼吸过程中均可以产生[H]和ATP,D正确。]

7．如图表示植物非绿色器官呼吸时,O2的吸收量和CO2产生量的相互关系,下列有关叙述正确的是( )

A．在b点仍能产生少量的乙醇

B．若cd＝ca时,a点氧浓度时厌氧呼吸强度是需氧呼吸强度的3倍

C．O2浓度越小,呼吸作用越弱,越有利于存储

D．该非绿色器官可能是马铃薯块茎

A [根据题意分析可知,若只有需氧呼吸,则消耗的氧气量应该大于产生的二氧化碳量,可见图中b点仍然可以进行厌氧呼吸,仍然能够产生少量的乙醇,A正确；若cd＝ca时,且当反应底物是葡萄糖时,a点氧浓度时的厌氧呼吸强度才是需氧呼吸强度的3倍,B错误；氧气浓度太低时,其厌氧呼吸产生的酒精有毒害作用,不利于存储,C错误；图示植物厌氧呼吸可以产生二氧化碳,而马铃薯块茎厌氧呼吸不能产生二氧化碳,D错误。]

8.当呼吸底物不是糖时,需氧呼吸消耗的O2和产生的CO2的体积并不相等。利用如图所示装置两套,设为甲、乙,测定单位质量小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值,下列构思可以达到实验目的的是( )

A．甲装置烧杯中盛放清水,在光照下测定O2释放量,乙装置在黑暗下测定CO2释放量

B．甲装置烧杯中盛放清水,测定CO2释放量,乙装置换成CO2吸收剂测定O2消耗量

C．甲装置烧杯中盛放清水,测定气体体积变化量,乙装置换成CO2吸收剂,测定O2消耗量D．甲装置烧杯中盛放CO2缓冲剂(可吸收和放出CO2),测定氧气消耗量,乙装置放死亡种子作对照

C [种子的呼吸作用不会有氧气的释放,A错误；甲装置烧杯中盛放清水,测定的是CO2释放量和O2消耗量的差值,B错误；甲装置烧杯中盛放清水,测定气体体积变化量,即CO2释放量和O2消耗量的差值；乙装置换成CO2吸收剂,测定的是O2消耗量,结合甲装置测定的结果可以计算出小麦种子呼吸时CO2释放量与O2消耗量的比值,故C正确；由于种子的萌发只进行细胞呼吸,因此甲装置烧杯中只能用NaOH做吸收剂来吸收二氧化碳,再测定气体体积变化量,则该变化量为需氧呼吸氧气的消耗量,乙装置为死亡的种子,不进行细胞呼吸,无法测出细胞呼吸释放的二氧化碳的量,D错误。]

9．在如图三个相同密闭装置中分别放入质量相等的三份种子：消毒且刚萌发的小麦种子、未消毒刚萌发的小麦种子及未消毒刚萌发的花生种子。把A、B、C三套装置放在隔热且适宜的条件下培养,据图分析最合理的是( )

A．装置A和B、B和C分别形成对照,因变量分别为种子是否消毒和种子的种类

B．当A和B玻璃管中的水珠开始移动时,分别记录并计算其移动速率为A大于B

C．如果B和C中都消耗了等质量的有机物,记录温度计读数为B大于C

D．如果A和B中都消耗了等质量的有机物,记录水珠移动的距离为A和B基本相等

D [装置A和B、B和C分别形成对照,自变量分别为种子是否消毒和种子的种类,A错误；未消毒刚萌发的小麦种子呼吸速率较大,即移动速率为A小于B,B错误；如果B和C中都消耗了等质量的有机物,记录温度计读数为B小于C,C错误；如果A和B中都消耗了等质量的有机物,

记录水珠移动的距离为A和B基本相等,D正确。]

10.某同学为探究细胞呼吸的方式,设置了如图装置两组。甲组中A处放置一定质量的马铃薯块茎(厌氧呼吸产物为乳酸),B中装有一定量的NaOH溶液；乙组中A处放置等量的马铃薯块茎,B 中装有等量的蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后,观察红色液滴的移动情况(不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响,设底物为葡萄糖)。下列叙述正确的是( )

A．马铃薯块茎需氧呼吸的产物有 H2O、CO2和酒精

B．甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的 CO2量

C．甲、乙两组液滴均可以左移或不移动

D．若甲组液滴左移,乙组液滴不移动,不能确定马铃薯块茎的呼吸方式

D [马铃薯块茎需氧呼吸的产物是H2O、CO2,A错误；由于NaOH溶液能吸收二氧化碳,所以甲组液滴移动的量可代表马铃薯块茎呼吸消耗O2的量,B错误；甲组液滴可以左移或不移动,马铃薯块茎厌氧呼吸产生乳酸,故乙组液滴可以不移动,但不会左移,C错误；若甲组液滴左移,说明马铃薯块茎进行了需氧呼吸,乙组液滴不移动,据此只能确定马铃薯进行了需氧呼吸,但不能确定其是否进行厌氧呼吸,因此不能确定马铃薯块茎的呼吸方式,D正确。]

二、非选择题

11．华北驼绒藜是北方常见的优质牧草,某研究小组想探究其种子保存的适宜条件。将种子随机均分为若干组,分别进行超干燥和低温(4 ℃)处理,测定脱氢酶活性,实验结果如图,请回答下列问题：

(1)种子的胚根、胚芽未突破种皮时,由于种皮的隔离作用,胚细胞进行厌氧呼吸。在酸性条件下,用橙色的重铬酸钾溶液检测,颜色会变成________________。

(2)脱氢酶的作用是催化有机物脱去氢离子,形成NADH,脱氢酶作用的场所有________________,形成的NADH与________________反应。

(3)低温组的脱氢酶活性低于超干燥组,可以推测其种子的发芽能力______(填“高于”或“低于”)超干燥组。若低温组种子保存一个月后,将温度升高到适宜温度,其发芽能力______(填“能”或“不能”)恢复,理由是

_________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

解析：(1)种子胚根、胚芽未突破种皮时,胚细胞厌氧呼吸产生酒精、二氧化碳,在酸性条件下,橙色重铬酸钾溶液,与酒精发生化学反应变为灰绿色。

(2)脱氢酶的作用是催化有机物脱去氢离子,形成NADH(即 [H]),细胞呼吸形成NADH([H])的场所在细胞溶胶及线粒体基质中,细胞溶胶中葡萄糖氧化分解产生丙酮酸及NADH([H]),线粒体基质中丙酮酸与水反应产生二氧化碳与NADH([H]),在前两个阶段产生的NADH([H])在需氧呼吸第三阶段与氧气反应产生水,同时释放大量能量。(3)由题低温组的脱氢酶活性低于超干燥组,则细胞呼吸形成NADH([H])低于超干燥组,所以低温组细胞呼吸强度低于超干燥组,代谢弱,发芽能力弱。低温组脱氢酶活性没有丧失,温度升高到适宜温度酶活性可以恢复,所以其发芽能力能恢复。

答案：(1)灰绿色(2)细胞溶胶、线粒体氧气(3)低于能脱氢酶在低温情况下活性暂时被抑制,随温度升高到适宜温度,活性恢复

12．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。请回答下列问题：

(1)黄瓜细胞产生丙酮酸的场所是________________,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)细胞呼吸第一阶段产生丙酮酸,第一阶段在细胞溶胶中进行。丙酮酸转变为乙醇的过程是厌氧呼吸第二阶段,厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP,第二阶段不能产生。(2)分析表中数据可知,在正常通气情况下,也有乙醇产生,但与低氧情况相比,乙醇量很少,因此可以确定正常通气情况下,黄瓜根系细胞的呼吸方式为需氧呼吸与厌氧呼吸。而在低氧胁迫下,黄瓜需氧呼吸受阻,厌氧呼吸增强,产生乙醇增多。(3)低氧胁迫条件下,品种A和品种B相比,品种A产生的乙醇多,说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A。

(4)长期处于低氧胁迫条件下,植物细胞厌氧呼吸产生的酒精对细胞具有毒害作用,另外厌氧呼吸有机物氧化不彻底,释放的能量少会影响无机盐的主动转运过程,使植物吸收无机盐的能力下降,根系可能变黑、腐烂。

答案：(1)细胞溶胶不能(2)需氧呼吸与厌氧呼吸需氧呼吸(3)A

(4)厌氧呼吸产生的能量少影响主动转运过程厌氧呼吸产生的酒精对根细胞产生毒害作用13．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CO2生成速率的变化,结果见图1和图2。

(1)由图可知,与25 ℃相比,0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低,主要原因是________________；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CO2浓度。

③记录实验数据并计算CO2生成速率。

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)从题图中可知,0.5 ℃的低温明显抑制了细胞呼吸,使CO2生成速率减慢,导致CO2释放量降低,主要原因是低温时细胞呼吸有关酶的活性降低,使CO2生成速率减慢；随着果实储存时间的增加,密闭容器内的CO2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O2浓度变化(O2的减少量)来计算呼吸速率。

(2)该实验验证的是(1)中的结果,为了保证实验结果的准确性,选取的果实成熟度要一致,并且在每个温度条件下至少要有3个平行重复实验。

答案：(1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性CO2 O2 (2)选取的果实成熟度应一致每个温度条件下至少有3个平行重复实验

14．某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异,设计了以下的实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料,每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数,结果如表所示。请分析回答下列问题：

有色液滴移动的距离(mm)

生物时间(min)

0 5 10 15 20 25

萌发的种子0 8 16 23 9 34

蚯蚓0 4.5 9 11.5 13.5 15.5

(1)装置图中的Y溶液是____________,其作用是____________。设置乙装置的目的是____________。

(2)实验开始后保持注射器的活塞不移动,有色液滴将向________________移动(填“左”或“右”),以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是________________。

(3)另一组该实验装置每隔5min测量时,将注射器活塞往________________(填“上”或“下”)移动,待有色液滴回到实验开始时的位置停止,根据活塞移动距离可测出气体的变化量,其中以小麦为材料的结果如下表所示：

强度越来越_________。

解析：(1)装置图中的Y溶液是NaOH,其作用是吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2；设置乙装置的目的是排除环境因素对实验的干扰(或对照作用)。

(2)甲中是活的生物,呼吸旺盛,需氧呼吸过程消耗氧气,产生二氧化碳,二氧化碳又被氢氧化钠吸收,导致装置甲内气压下降,所以实验开始后保持注射器的活塞不移动,连接甲乙装置玻璃管中的有色液滴将向左移动,以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是9 mm/10 min＝0.9 mm/min 。(3)小麦种子在有氧条件下进行需氧呼吸,吸收O2,放出CO2,但CO2被NaOH溶液吸收,导致装置甲内气压下降,无氧时进行厌氧呼吸,不消耗氧气,但能放出CO2,而放出的CO2又被NaOH溶液吸收,装置内气压不变。综上所述,无论在有氧还是无氧的情况下,装置甲内的气压不会上升,所以注射器活塞应往下移动,才能使有色液滴回到实验开始时的位置。25 min内小麦种子的需氧呼吸速率为：5.5 mL/25 min＝0.22 mL/min ；分析数据可知该段时间小麦种子消耗的O2越来越少,说明需氧呼吸速率越来越弱。

答案：(1)NaOH溶液吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2 排除微生物及环境因素对实验的干扰(或对照作用)

(2)左0.9 mm/min (3)下0.22 mL/min 弱