高中生物一輪復(fù)習(xí)同步練習(xí)：細(xì)胞呼吸的影響因素及其應(yīng)用

細(xì)胞呼吸的影響因素及其應(yīng)用練習(xí)一、選擇題1.下列關(guān)于酵母菌的細(xì)胞呼吸的敘述中，正確的是()A.如果酵母菌消耗的O2量少于CO2的產(chǎn)生量，則無氧呼吸消耗的葡萄糖多于有氧呼吸B.酵母菌通過有氧呼吸或無氧呼吸釋放的能量，全部轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能C.檢測酵母菌的呼吸產(chǎn)物——CO2，可以用酸性條件下的重鉻酸鉀溶液D.酵母菌的有氧呼吸和無氧呼吸都能產(chǎn)生CO2，但產(chǎn)生CO2的場所不同2.下圖是探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)裝置，下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是()A.質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液能夠吸收空氣中的CO2B.可用溴麝香草酚藍(lán)溶液代替澄清的石灰水來檢測呼吸產(chǎn)物CO2C.與B瓶酵母菌相比，A瓶中酵母菌的細(xì)胞呼吸需要水的參與，而且也有水的生成D.B瓶酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量少，葡萄糖中的能量大部分以熱能形式散失3.秸稈的纖維素經(jīng)酶水解后可作為生產(chǎn)生物燃料乙醇的原料。生物興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養(yǎng)酵母菌并研究其細(xì)胞呼吸(如圖)。下列敘述正確的是()A.培養(yǎng)開始時(shí)向甲瓶中加入重鉻酸鉀溶液，以便檢測乙醇生成B.乙瓶的溶液由藍(lán)色變成紅色，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2C.乙醇是在酵母菌線粒體中產(chǎn)生的D.實(shí)驗(yàn)中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量4.某研究小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，設(shè)計(jì)了如圖的實(shí)驗(yàn)裝置(實(shí)驗(yàn)中微生物均有活性，瓶內(nèi)充滿空氣)。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.如果酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，則有色液滴不移動(dòng)B.如果有色液滴左移，左移值就是酵母菌消耗的氧氣值C.如果要測呼吸熵(釋放二氧化碳與吸收氧氣的體積之比)，則必須增加一個(gè)裝置，即把NaOH換成清水，其他與此裝置相同D.如果把酵母菌換成乳酸菌，其他條件均與此裝置相同，則有色液滴不移動(dòng)5.下列有關(guān)細(xì)胞呼吸的原理及其應(yīng)用的說法，正確的是()A.用谷氨酸棒狀桿菌制作味精時(shí)，應(yīng)密封，以利于谷氨酸棒狀桿菌的發(fā)酵B.稻田定期排水，主要是為了防止無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對細(xì)胞造成毒害C.中耕松土能促進(jìn)根部細(xì)胞的有氧呼吸，有利于根部細(xì)胞對礦質(zhì)離子的吸收D.用透氣的消毒紗布包扎傷口，主要是為了避免組織細(xì)胞缺氧死亡6.下列關(guān)于細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用，正確的是()A.制作酸奶時(shí)，應(yīng)通入空氣使乳酸菌快速繁殖B.種子儲藏前，應(yīng)曬干以減少自由水含量降低代謝C.溫室種植蔬菜，適當(dāng)提升夜間溫度可以提高產(chǎn)量D.人體進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)，可防止無氧呼吸產(chǎn)生的酒精造成的損害7.如圖表示氣溫多變的一天中外界O2濃度的變化與馬鈴薯塊莖的CO2釋放情況，下列敘述錯(cuò)誤的是①AB段下降可能是低溫抑制了有氧呼吸相關(guān)酶的活性②BC段細(xì)胞呼吸增強(qiáng)主要原因是O2濃度升高③A點(diǎn)時(shí)馬鈴薯塊莖吸收O2的體積幾乎等于放出CO2的體積④馬鈴薯塊莖中各種酶發(fā)揮作用時(shí)所需條件一定相同⑤B點(diǎn)時(shí)馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所可能有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體A.①③ B.②⑤C.③④ D.④⑤8.為研究兩種呼吸抑制劑的作用，甲組實(shí)驗(yàn)在有氧條件下，向以葡萄糖為供能物質(zhì)的肌細(xì)胞中加入一種高效的特異性線粒體ATP合成酶抑制劑(R1)。乙組實(shí)驗(yàn)換成高效的特異性抑制[H]與O2結(jié)合的試劑(R2)，其他條件相同。下列說法正確的是()A.R1、R2都是作用于有氧呼吸的第三階段B.甲組細(xì)胞中的ATP產(chǎn)生量迅速降至零，細(xì)胞繼而死亡C.R2的作用效果與將乙組改為無氧條件但不加R2的效果完全相同D.一段時(shí)間后，兩組細(xì)胞的葡萄糖消耗速率都可能升高9.氧化磷酸化是指有機(jī)物(包括糖類、脂質(zhì)等)通過氧化分解釋放能量并驅(qū)動(dòng)ATP合成的過程。真核生物電子傳遞系統(tǒng)中的參與氧化磷酸化的酶利用氧化NADH釋放的能量，泵送H＋穿過線粒體內(nèi)膜至線粒體內(nèi)外膜間隙，使H＋在膜間隙積聚，產(chǎn)生跨膜電化學(xué)梯度。然后H＋經(jīng)ATP合成酶(通道蛋白)返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成。過量的甲狀腺激素可增大線粒體內(nèi)膜對H＋的通透性，降低H＋電化學(xué)梯度。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞在氧化NADH的過程中產(chǎn)生水B.ATP合成酶不與H＋特異性結(jié)合C.H＋進(jìn)出線粒體內(nèi)膜的方式均為主動(dòng)運(yùn)輸D.過量的甲狀腺激素會抑制ATP的產(chǎn)生10.好氧生物在進(jìn)行有氧呼吸第二階段時(shí)，丙酮酸首先會分解成乙酰輔酶A和CO2。研究發(fā)現(xiàn)，在厭氧細(xì)菌H中有利用乙酰輔酶A和CO2合成丙酮酸，進(jìn)而生成氨基酸等有機(jī)物的代謝過程?？蒲腥藛T利用13C標(biāo)記的CO2和酵母提取物培養(yǎng)基培養(yǎng)H菌，檢測該菌中谷氨酸的13C比例，結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是()A.酵母菌有氧呼吸第二階段的產(chǎn)物是CO2和水，場所在線粒體基質(zhì)B.可推測CO2濃度越高，越利于乙酰輔酶A和CO2生成丙酮酸C.H菌中乙酰輔酶A與丙酮酸間的轉(zhuǎn)化方向依賴于CO2濃度D.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測H菌可以固定CO2，代謝類型為自養(yǎng)型二、非選擇題11.圖1表示酵母菌細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞呼吸相關(guān)物質(zhì)代謝過程，請回答以下問題：(1)酵母菌細(xì)胞內(nèi)丙酮酸在__________________(填場所)被消耗，從能量轉(zhuǎn)化角度分析，丙酮酸在不同場所被分解時(shí)有什么不同？____________________________________________________________________。(2)酵母菌在O2充足時(shí)幾乎不產(chǎn)生酒精，有人認(rèn)為是因?yàn)镺2的存在會抑制圖1中酶1的活性而導(dǎo)致無酒精產(chǎn)生，為驗(yàn)證該假說，實(shí)驗(yàn)小組將酵母菌破碎后高速離心，取________(填“含線粒體的沉淀物”或“上清液”)均分為甲、乙兩組，向甲、乙兩支試管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲試管中通入O2，一段時(shí)間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的________________進(jìn)行檢測。(3)按照上述實(shí)驗(yàn)過程，觀察到____________，說明(2)中假說不成立，實(shí)驗(yàn)小組查閱資料發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的NADH還存在如圖2所示的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，NADH在線粒體內(nèi)積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運(yùn)即會被抑制，且細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)物濃度上升或產(chǎn)物濃度下降一般會促進(jìn)酶促反應(yīng)速率，反之則抑制。請結(jié)合以上信息解釋O2會抑制酵母菌產(chǎn)生酒精的原因：____________________________________________________________________________________________________________________。(4)高產(chǎn)產(chǎn)酒酵母酒精產(chǎn)量更高，甚至在有氧條件下也能產(chǎn)酒，結(jié)合圖1和圖2分析，是利用野生酵母，通過物理或化學(xué)誘變因素誘導(dǎo)控制合成________(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因發(fā)生突變而產(chǎn)生的新品種。12.下圖1表示酵母菌細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞呼吸相關(guān)物質(zhì)代謝過程，請回答以下問題：(1)由圖可知，酵母菌細(xì)胞內(nèi)丙酮酸可在________和________(填場所)被消耗。(2)酵母菌在O2充足時(shí)幾乎不產(chǎn)生酒精，有人認(rèn)為是因?yàn)镺2的存在會抑制圖1中酶1的活性而導(dǎo)致無酒精產(chǎn)生，為驗(yàn)證該假說，實(shí)驗(yàn)小組將酵母菌破碎后高速離心，取________(填“含線粒體的沉淀物”或“上清液”)均分為甲、乙兩組，向甲、乙兩支試管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲試管中通入O2，一段時(shí)間后，分別向甲、乙兩試管中滴加等量的酸性的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行檢測。按照上述實(shí)驗(yàn)過程，如果觀察到甲試管________，乙試管________(填甲乙試管顏色變化)，說明(2)中假說成立。(3)為了研究酵母菌細(xì)胞中ATP合成過程中能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，科學(xué)家利用提純的大豆磷脂、某種細(xì)菌膜蛋白(Ⅰ)和牛細(xì)胞中的ATP合成酶(Ⅱ)構(gòu)建ATP體外合成體系，如圖2所示。ATP的結(jié)構(gòu)簡式是________，科學(xué)家利用該人工體系模擬酵母菌細(xì)胞中________(填場所)合成ATP的能量轉(zhuǎn)換過程。(4)科學(xué)家利用上述人工體系進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如下表。組別人工體系H＋通過Ⅰ的轉(zhuǎn)運(yùn)H＋通過Ⅱ的轉(zhuǎn)運(yùn)ATP大豆磷脂構(gòu)成的囊泡ⅠⅡ1＋＋＋有有產(chǎn)生2＋－＋無無不產(chǎn)生3＋＋－有無不產(chǎn)生注：“＋”“－”分別表示人工體系中分組的“有”“無”。①比較第1組和第2組的結(jié)果可知，1可以轉(zhuǎn)運(yùn)H＋進(jìn)入囊泡。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，第1組囊泡內(nèi)pH比囊泡外低1.8，說明囊泡內(nèi)的H＋濃度________(填“高于”“等于”或“低于”)囊泡外。②比較第1組和第3組的結(jié)果可知，伴隨H＋通過________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)向囊泡外轉(zhuǎn)運(yùn)的過程，ADP和Pi合成ATP。③上述實(shí)驗(yàn)表明，如果利用人工體系模擬葉綠體產(chǎn)生ATP，能量轉(zhuǎn)換過程是：________→H＋電化學(xué)勢能→ATP中的化學(xué)能。答案：1.D如果酵母菌消耗的O2量少于CO2的產(chǎn)生量，只能說明酵母菌進(jìn)行了有氧呼吸和無氧呼吸，但無法判斷二者消耗的葡萄糖多少，A錯(cuò)誤；細(xì)胞呼吸釋放的能量大部分轉(zhuǎn)化為熱能散失，小部分轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能，B錯(cuò)誤；酸性條件下的重鉻酸鉀溶液是用于檢測酒精的，C錯(cuò)誤；酵母菌進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸時(shí)均可產(chǎn)生CO2，但場所不同，有氧呼吸是在線粒體基質(zhì)中產(chǎn)生CO2的，而無氧呼吸是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生CO2的，D正確。2.DB瓶酵母菌進(jìn)行的是無氧呼吸，其細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的能量少，葡萄糖中的能量大部分儲存在產(chǎn)物酒精中，D錯(cuò)誤。3.D應(yīng)在充分反應(yīng)之后取甲瓶濾液注入試管中，再加入橙色的酸性重鉻酸鉀溶液，振蕩混勻，觀察試管顏色變化來檢測乙醇生成，A錯(cuò)誤；乙瓶的溶液由藍(lán)變綠再變黃，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2，B錯(cuò)誤；乙醇是酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物，無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，C錯(cuò)誤；由于培養(yǎng)液中葡萄糖含量一定，因此增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量，D正確。4.A如果酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，則其中的O2含量會減少，而產(chǎn)生的CO2被NaOH溶液吸收，所以有色液滴一定左移，A錯(cuò)誤；由于產(chǎn)生的CO2被NaOH溶液吸收，如果有色液滴左移，則左移值就是酵母菌消耗的氧氣值，B正確；如果要測呼吸熵，則必須增加一個(gè)裝置，即把NaOH換成清水，可以測定呼吸作用產(chǎn)生CO2和消耗O2的差值，其他與此裝置相同，C正確；由于乳酸菌只進(jìn)行無氧呼吸，且只產(chǎn)生乳酸，如果把酵母菌換成乳酸菌，其他條件均與此裝置相同，則有色液滴不移動(dòng)，D正確。5.C谷氨酸棒狀桿菌在有氧的情況下可以生產(chǎn)味精，A錯(cuò)誤；稻田定期排水，可防止根細(xì)胞因無氧呼吸產(chǎn)生酒精對細(xì)胞造成毒害，B錯(cuò)誤；中耕松土能促進(jìn)根部細(xì)胞的有氧呼吸，釋放大量的能量，有利于根部細(xì)胞吸收礦質(zhì)離子(根部細(xì)胞吸收礦質(zhì)離子的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗能量)，C正確；包扎傷口時(shí)選用透氣的消毒紗布，主要是為了防止厭氧菌(如破傷風(fēng)芽孢桿菌)的繁殖，D錯(cuò)誤。6.B乳酸菌屬于厭氧生物，進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，因此制作酸奶時(shí)，需要嚴(yán)格控制無氧環(huán)境，A錯(cuò)誤；種子在儲藏前，曬干能夠減少自由水含量，抑制細(xì)胞呼吸，降低代謝，減少有機(jī)物的消耗，B正確；溫室種植蔬菜時(shí)，在夜間植物只進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物，因此應(yīng)適當(dāng)降低夜間溫度以提高產(chǎn)量，C錯(cuò)誤；人體進(jìn)行無氧呼吸時(shí)會產(chǎn)生乳酸，D錯(cuò)誤。7.D馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，有氧呼吸產(chǎn)生CO2，即只有有氧呼吸產(chǎn)生CO2，因此曲線AB段下降的原因可能是低溫抑制了有氧呼吸相關(guān)酶的活性，①正確；BC段細(xì)胞呼吸增強(qiáng)的主要原因是O2濃度增加，導(dǎo)致有氧呼吸增強(qiáng)，所以產(chǎn)生的CO2增多，②正確；由于馬鈴薯塊莖細(xì)胞只有有氧呼吸產(chǎn)生CO2，而有氧呼吸過程中消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等，所以A點(diǎn)時(shí)馬鈴薯塊莖吸收O2的體積幾乎等于放出CO2的體積，③正確；馬鈴薯塊莖中各種酶發(fā)揮作用時(shí)所需條件不一定相同，④錯(cuò)誤；馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體，⑤錯(cuò)誤。8.D有氧呼吸第二、三階段均發(fā)生在線粒體中，均可以合成ATP，所以R1可以作用于有氧呼吸第二和第三階段，A錯(cuò)誤；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)可以進(jìn)行有氧呼吸第一階段的反應(yīng)，產(chǎn)生少量ATP，所以甲組細(xì)胞中仍然可以產(chǎn)生少量ATP，B錯(cuò)誤；R2特異性抑制[H]與O2結(jié)合，但細(xì)胞可以進(jìn)行有氧呼吸第二階段的反應(yīng)，將丙酮酸徹底分解，而在無氧條件下，細(xì)胞不能將丙酮酸分解，只能將其還原為乳酸，因此二者不同，C錯(cuò)誤；一段時(shí)間后，細(xì)胞合成ATP減少，因此需要通過無氧呼吸產(chǎn)生ATP，而無氧呼吸產(chǎn)生的能量較少，所以需要分解更多的葡萄糖為生命活動(dòng)提供能量，因此兩組細(xì)胞的葡萄糖消耗速率都可能升高，D正確。9.C細(xì)胞在氧化NADH的過程中產(chǎn)生水，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，A正確；由題意可知，ATP合成酶為通道蛋白，通道蛋白運(yùn)輸物質(zhì)不需要結(jié)合，所以H＋經(jīng)ATP合成酶返回線粒體基質(zhì)不發(fā)生特異性結(jié)合，B正確；H＋由線粒體基質(zhì)進(jìn)入線粒體膜間隙的過程為逆濃度梯度，且需要能量，運(yùn)輸方式為主動(dòng)運(yùn)輸，H＋由線粒體膜間隙經(jīng)ATP合成酶返回線粒體基質(zhì)是由高濃度到低濃度，是協(xié)助擴(kuò)散，C錯(cuò)誤；過量的甲狀腺激素可增大線粒體內(nèi)膜對H＋的通透性，降低H＋電化學(xué)梯度，從而抑制ATP的產(chǎn)生，D正確。10.B酵母菌有氧呼吸第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)，產(chǎn)物為CO2和[H]，水為反應(yīng)物，A錯(cuò)誤；由柱形圖可知，CO2濃度越高，谷氨酸的13C的占比越高，谷氨酸是丙酮酸生成的，因此CO2濃度升高利于乙酰輔酶A和CO2生成丙酮酸，B正確；結(jié)合題干信息可知，有氧呼吸過程中，丙酮酸首先會分解成乙酰輔酶A和CO2，而無氧呼吸過程中乙酰輔酶A和CO2合成丙酮酸，因此，H菌中乙酰輔酶A與丙酮酸間的轉(zhuǎn)化方向依賴于O2濃度，C錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推測H菌可利用乙酰輔酶A和CO2合成丙酮酸，但代謝類型為異養(yǎng)型，D錯(cuò)誤。11.(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量不能用于合成ATP，但在線粒體基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量可用于合成ATP(2)上清液酸性的重鉻酸鉀溶液(3)甲、乙試管都顯灰綠色O2充足時(shí)，線粒體內(nèi)的NADH與O2結(jié)合產(chǎn)生H2O，從而促進(jìn)線粒體內(nèi)蘋果酸的分解，進(jìn)而促進(jìn)蘋果酸向線粒體的轉(zhuǎn)運(yùn)過程；當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蘋果酸濃度較低時(shí)，促進(jìn)了細(xì)胞質(zhì)中NADH的消耗，使得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中NADH含量很少，導(dǎo)致丙酮酸不能轉(zhuǎn)化成酒精(4)酶3解析(1)丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸第一階段的產(chǎn)物，若是進(jìn)行有氧呼吸，丙酮酸在線粒體基質(zhì)被消耗，若是進(jìn)行無氧呼吸，丙酮酸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)被消耗。從能量轉(zhuǎn)化角度分析，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量不能用于合成ATP，但在線粒體基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量可用于合成ATP。(2)由題圖可知，酶1催化丙酮酸分解為酒精和CO2，說明酶1位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以酵母菌破碎后高速離心，取上清液(主要成分是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，含有酶1)分為甲、乙兩組，一段時(shí)間后在兩支試管加入等量葡萄糖溶液，向甲試管通入O2，所以甲是實(shí)驗(yàn)組，乙是對照組。一段時(shí)間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的酸性的重鉻酸鉀溶液進(jìn)行檢測，若甲試管由橙色變?yōu)榛揖G色即產(chǎn)生了酒精，說明O2對酶1沒有抑制作用；如果甲試管不變色，說明O2對酶1有抑制作用。(3)按照上述實(shí)驗(yàn)過程，觀察到甲、乙試管都顯灰綠色，說明兩支試管都產(chǎn)生了酒精，說明(2)中假說不成立。O2會抑制酵母菌產(chǎn)生酒精的原因可能是：O2充足時(shí)，線粒體內(nèi)的NADH與O2結(jié)合產(chǎn)生H2O，從而促進(jìn)線粒體內(nèi)蘋果酸的分解，進(jìn)而促進(jìn)蘋果酸向線粒體的轉(zhuǎn)運(yùn)過程；當(dāng)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的蘋果酸濃度較低時(shí)，促進(jìn)了細(xì)胞質(zhì)中NADH的消耗，使得細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中NADH含量很少，導(dǎo)致丙酮酸不能轉(zhuǎn)化成酒精。(4)結(jié)合圖1和圖2分析：O2存在時(shí)，酶3催化有氧呼吸第三階段，如果通過物理或化學(xué)誘變因素誘導(dǎo)控制合成酶3的基因發(fā)生突變，O2不能與線粒體內(nèi)的NADH反應(yīng)，線粒體內(nèi)的NADH積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運(yùn)會被抑制，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的NADH就會在酶1的催化下合成酒精。12.(1)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基