細胞呼吸的原理和應用 (20分鐘70分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分)1.與無氧呼吸比較,細胞有氧呼吸特有的代謝產物是()A.丙酮酸B.ATPC.CO2D.H2O【解析】選D。有氧呼吸的產物是CO2和H2O;無氧呼吸的產物是酒精和CO2或乳酸,但都有ATP生成。2.如果用O研究植物的有氧呼吸,在最初的哪種產物中含有18O()A.丙酮酸B.CO2C.H2OD.O2【解析】選B。如果用O研究植物的有氧呼吸,O和丙酮酸首先反應生成CO2,水中的氧轉化為CO2中的氧,因此在最初的產物中含有18O的是CO2。3.馬鈴薯塊莖進行無氧呼吸時只能釋放少量能量,其他能量()A.存留在酒精中B.存留在乳酸中C.以熱能形式散失D.儲存在ATP中【解析】選B。無氧呼吸未釋放出的能量儲存在不徹底的氧化產物中,馬鈴薯塊莖無氧呼吸產生乳酸,B正確。4.下列有關細胞呼吸的敘述,正確的是()A.無氧呼吸過程不產生丙酮酸B.人體骨骼肌細胞在缺氧條件下能進行無氧呼吸C.有氧呼吸第二階段能產生大量ATPD.有氧呼吸第三階段發生在線粒體基質中【解析】選B。無氧呼吸第一階段為葡萄糖分解,生成丙酮酸,A錯誤;無氧條件下,人體骨骼肌細胞進行無氧呼吸生成乳酸,B正確;有氧呼吸過程中,第三階段生成大量ATP,C錯誤;有氧呼吸第三階段在線粒體內膜上進行,D錯誤。5.2018年合肥國際馬拉松長跑比賽過程中,運動員骨骼肌肌纖維所消耗的能量主要來自()A.葡萄糖的有氧分解B.丙酮酸的水解C.葡萄糖的無氧分解D.脂肪酸的氧化【解析】選A。馬拉松長跑中需消耗大量的能量,但主要的能量來自葡萄糖的有氧分解,部分來自無氧呼吸和其他途徑。6.臺風“山竹”使東部沿海地區的某些植物較長時間淹水而大面積死亡。分析原因是()A.無氧呼吸產熱量不足導致酶活性下降B.產物酒精使蛋白質變性、細胞死亡C.無機鹽吸收等生命活動受到影響D.產物乳酸積累,導致乳酸中毒【解析】選B。某些植物較長時間淹水,因缺氧而進行無氧呼吸,產物酒精會使蛋白質變性,造成細胞死亡。7.如圖所示為某綠色植物細胞內部分物質的代謝過程,下列相關敘述中正確的是()A.圖中的兩物質依次是H2O和O2B.圖中(一)(二)兩階段產生H的場所都是線粒體C.圖中(三)階段產生的H2O中的氫最終都來自葡萄糖D.1分子丙酮酸在(二)(三)階段產生的能量一樣多【解析】選A。根據有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和H,可以推知為H2O,根據有氧呼吸第三階段是氧氣和H反應生成水,可以推知為O2,A正確;圖中(一)、(二)兩階段產生H的場所分別是細胞質基質、線粒體,B錯誤;圖中(三)階段產生的水中的氫最終來自葡萄糖和水,C錯誤;1分子丙酮酸經過(二)、(三)兩階段在(三)階段釋放能量多,D錯誤。8.葡萄酒釀制期間,酵母菌內由ADP轉化為ATP的過程()A.在無氧條件下不能進行 B.只能在線粒體中進行C.不需要能量的輸入 D.需要酶的催化【解析】選D。酵母菌是兼性厭氧生物,在葡萄酒釀制期間,酵母菌可通過無氧呼吸產生ATP,A項錯誤;酵母菌無氧呼吸的場所是細胞質基質,此時由ADP轉化為ATP的過程發生在細胞質基質中,B項錯誤;在有關酶的催化作用下,ADP與一個游離的Pi結合同時吸收能量形成ATP,C項錯誤,D項正確。9.將酵母菌進行離心處理,然后在有氧的條件下進行以下模擬實驗,最終能產生CO2和H2O的試管是()A.甲、乙B.乙、丙C.甲、丙D.丙、丁【解析】選B。產生CO2和H2O的細胞呼吸是有氧呼吸,未離心處理的酵母菌可以進行有氧呼吸,分解葡萄糖產生CO2和H2O,線粒體中可進行有氧呼吸的第二、三階段,需要的反應物是丙酮酸。因此,試管乙和丙中能產生CO2和H2O。【誤區警示】葡萄糖不能直接進入線粒體內被分解:(1)線粒體內缺乏分解葡萄糖的酶。(2)線粒體膜上沒有運輸葡萄糖的載體蛋白。10.如圖是酵母菌無氧呼吸實驗示意圖。其中X、Y、Z分別代表(BTB是溴麝香草酚藍的英文縮寫)()A.石蠟油、CO2、藍色B.蒸餾水、CO2、黃色C.蒸餾水、CO2、藍色D.菜油、CO2、黃色【解析】選D。酵母菌無氧呼吸實驗過程中,可在發酵液表面滴加油滴形成油膜來制造無氧環境;CO2可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃,故D項正確。二、非選擇題(共2小題,共30分)11.(14分)生物體內葡萄糖分解代謝過程的圖解如下,請據圖回答:(1)圖中A是_,其產生的部位是_。(2)反應中,必須在有氧條件下進行的是_,人體細胞中不會進行的是_。(3)蘋果儲藏久了,會有酒味產生,其原因是發生了圖中_的過程。而馬鈴薯塊莖儲藏久了卻沒有酒味,其原因是馬鈴薯在無氧條件下進行了圖中_過程。(4)糧食儲藏過程中有時會發生糧堆濕度增大現象,這是因為_。【解析】(1)在細胞呼吸的第一階段中,葡萄糖分解產生丙酮酸,圖中的A為丙酮酸,產生部位為細胞質基質。(2)反應中,有氧呼吸的二、三兩個階段()必須在有氧條件下進行;而人體細胞既可以進行有氧呼吸,也可以進行無氧呼吸產生乳酸,因此可在人體細胞中進行的是,但不會進行過程。(3)蘋果儲存久了,會聞到酒味,是因為蘋果細胞進行了酒精發酵,包括:無氧呼吸的第一階段,酒精發酵的第二階段;而馬鈴薯塊莖儲藏久了卻沒有酒味產生,其原因是馬鈴薯塊莖不進行酒精發酵,而進行乳酸發酵,即在無氧條件下進行了圖中過程。(4)糧食儲藏過程中有時會發生糧堆濕度增大現象,這是因為種子在有氧呼吸過程中產生了水。答案:(1)丙酮酸細胞質基質(2)(3)(4)種子在有氧呼吸過程中產生了水12.(16分)將200 mL含酵母菌的培養液放入500 mL的密閉容器內,該容器內酵母菌不同呼吸方式的CO2釋放速率隨時間變化情況如圖所示,請回答下列問題。(1)圖中a曲線表示的呼吸方式為_,判斷依據是_。(2)密閉容器內開始產生酒精的時間是_(填“6 h 前”或“6 h時”或“6 h后”)。(3)8 h時細胞內ATP的合成場所是_,此時合成ATP所需能量_(填“能”或“不能”)來自丙酮酸的分解。(4)密閉容器內CO2的總釋放量在6 h時_(填“小于”“等于”或“大于”)8 h時。【解析】(1)剛開始時容器內有氧氣,酵母菌進行有氧呼吸,隨著氧氣的逐漸消耗,有氧呼吸逐漸減弱,開始出現無氧呼吸,因此曲線a表示有氧呼吸,曲線b表示無氧呼吸。(2)從圖形分析,密閉容器內酵母菌在6 h前開始進行無氧呼吸,即6 h前就開始產生酒精。(3)8 h時酵母菌只進行無氧呼吸,細胞內合成ATP的場所是細胞質基質,此時產生的ATP來自無氧呼吸第一階段,即葡萄糖分解為丙酮酸和H的過程。(4)根據圖形分析,酵母菌的細胞呼吸速率一直為正值,酵母菌一直在釋放CO2,故隨時間的變化,CO2的總釋放量一直在增加。答案:(1)有氧呼吸開始時酵母菌可利用密閉容器內的氧氣進行有氧呼吸,隨著時間的延長,氧氣量逐漸減少,有氧呼吸減弱直至為零(2)6 h前(3)細胞質基質不能(4)小于 (10分鐘30分)1.(6分)如圖是棉花的某部位細胞內物質的轉化和轉移路徑圖,其中、表示場所,表示生理過程,AE表示物質。下列說法錯誤的是()A.此細胞可能為植物的根尖細胞B.圖中、分別表示細胞質基質和線粒體C.如用18O標記物質E,則物質C中不可能出現18OD.若圖中過程均產生了1 mol物質C,則過程消耗了2/3 mol葡萄糖【解析】選C。圖中顯示了葡萄糖的分解過程,包括有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式。此細胞既能進行有氧呼吸,也能進行無氧呼吸,可能為植物的根尖細胞,A正確;圖中場所發生無氧呼吸,是細胞質基質;場所發生有氧呼吸的第二、三階段,表示線粒體,B正確;物質E表示氧氣,如用18O標記,首先生成含18O的水(物質D),在有氧呼吸的第二階段,生成含18O的物質C(二氧化碳),C錯誤;圖中為無氧呼吸的第二階段,是有氧呼吸的第二階段,若均產生了1 mol二氧化碳,則有氧呼吸消耗的葡萄糖為1/6 mol,無氧呼吸消耗的葡萄糖為1/2 mol,即過程共消耗了2/3 mol葡萄糖,D正確。2.(6分)細胞內的磷酸果糖激酶(酶P)催化下列反應:果糖-6-磷酸+ATP果糖-1,6-二磷酸+ADP,這是細胞有氧呼吸第一階段的重要反應。如圖為高、低兩種ATP濃度下酶P與果糖-6-磷酸濃度的關系。下列敘述不正確的是()A.酶P應該廣泛存在于需氧型生物和厭氧型生物的細胞內B.一定范圍內,果糖-6-磷酸濃度與酶P活性呈正相關C.低ATP濃度在一定程度上抑制了酶P的活性D.有氧呼吸的第一階段既產生ATP,也消耗ATP【解析】選C。酶P催化細胞呼吸的第一階段,在需氧型生物和厭氧型生物的細胞內,細胞呼吸的第一階段是完全相同的,A正確;一定范圍內,隨著果糖-6-磷酸濃度的增加,酶P活性也在增加,B正確;分析題圖可知,酶P的活性在低ATP濃度更大,高ATP濃度在一定程度上抑制了酶P的活性,C錯誤;有氧呼吸的第一階段葡萄糖分解為丙酮酸能產生ATP,果糖-6-磷酸消耗ATP在酶P的催化下生成果糖-1,6-二磷酸,D正確。【實驗探究】3.(18分)某生物實驗小組為探究酵母菌呼吸的有關問題,設計了實驗裝置。實驗中,先向氣球中加入10 mL含酵母菌的培養液,后向氣球中注入一定量的氧氣,扎緊氣球,置于裝有30 溫水的燒杯中,用重物拴住,再將整個裝置置于30 的恒溫水浴鍋中。試回答問題:(1)為了消除各種環境因素的變化帶來的實驗誤差,應設計一對照實驗,對照實驗裝置與上述裝置相比,不同之處是_。(2)實驗開始后,實驗組一段時間內燒杯中液面沒有發生變化,最可能的原因是_,如果一段時間后液面發生變化,則變化情況是_,原因是_。(3)若用上述實驗裝置探究酵母菌無氧呼吸的適宜溫度,實驗裝置或操作應做兩處調整,分別是:_;_。(4)若在研究過程中發現酵母菌數量先增加后下降,下降的原因可能有_和_。【解析】(1)環境因素如溫度、壓強的變化也可能導致實驗誤差,應設計一對照實驗,對照實驗裝置與上述裝置相比,應將氣球中的酵母菌培養液換成加熱煮沸后冷卻的酵母菌培養液(或不含酵母菌的培養液),觀察燒杯中液面變化量。(2)實驗開始一段時間內,酵母菌只進行有氧呼吸,吸收的氧氣與釋放的二氧化碳體積相等,燒杯內液面沒有發生變化,隨著氧氣消耗,酵母菌進行無氧呼吸產生酒精和二氧化碳,氣球膨脹,液面上升。(3)若用上述實驗裝置探究酵母菌無氧呼吸的適宜溫度,酵母菌進行無氧呼吸,不能向氣球中注入氧氣;實驗變量(自變量)是不同的溫度,在不同的溫度下無氧呼吸生成的二氧化碳體積不同,因此,反應變量(因變量)通過燒杯中的液面上升量表示。(4)