高中生物一轮复习同步练习：细胞呼吸的影响因素及其应用

细胞呼吸的影响因素及其应用练习一、选择题1.下列关于酵母菌的细胞呼吸的叙述中，正确的是()A.如果酵母菌消耗的O2量少于CO2的产生量，则无氧呼吸消耗的葡萄糖多于有氧呼吸B.酵母菌通过有氧呼吸或无氧呼吸释放的能量，全部转化为ATP中的化学能C.检测酵母菌的呼吸产物——CO2，可以用酸性条件下的重铬酸钾溶液D.酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，但产生CO2的场所不同2.下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列有关分析错误的是()A.质量分数为10%的NaOH溶液能够吸收空气中的CO2B.可用溴麝香草酚蓝溶液代替澄清的石灰水来检测呼吸产物CO2C.与B瓶酵母菌相比，A瓶中酵母菌的细胞呼吸需要水的参与，而且也有水的生成D.B瓶酵母菌细胞呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失3.秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并研究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是()A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾溶液，以便检测乙醇生成B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C.乙醇是在酵母菌线粒体中产生的D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量4.某研究小组为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如图的实验装置(实验中微生物均有活性，瓶内充满空气)。下列叙述错误的是()A.如果酵母菌只进行有氧呼吸，则有色液滴不移动B.如果有色液滴左移，左移值就是酵母菌消耗的氧气值C.如果要测呼吸熵(释放二氧化碳与吸收氧气的体积之比)，则必须增加一个装置，即把NaOH换成清水，其他与此装置相同D.如果把酵母菌换成乳酸菌，其他条件均与此装置相同，则有色液滴不移动5.下列有关细胞呼吸的原理及其应用的说法，正确的是()A.用谷氨酸棒状杆菌制作味精时，应密封，以利于谷氨酸棒状杆菌的发酵B.稻田定期排水，主要是为了防止无氧呼吸产生的乳酸对细胞造成毒害C.中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，有利于根部细胞对矿质离子的吸收D.用透气的消毒纱布包扎伤口，主要是为了避免组织细胞缺氧死亡6.下列关于细胞呼吸原理的应用，正确的是()A.制作酸奶时，应通入空气使乳酸菌快速繁殖B.种子储藏前，应晒干以减少自由水含量降低代谢C.温室种植蔬菜，适当提升夜间温度可以提高产量D.人体进行有氧运动，可防止无氧呼吸产生的酒精造成的损害7.如图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况，下列叙述错误的是①AB段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性②BC段细胞呼吸增强主要原因是O2浓度升高③A点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同⑤B点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体A.①③ B.②⑤C.③④ D.④⑤8.为研究两种呼吸抑制剂的作用，甲组实验在有氧条件下，向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂(R1)。乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与O2结合的试剂(R2)，其他条件相同。下列说法正确的是()A.R1、R2都是作用于有氧呼吸的第三阶段B.甲组细胞中的ATP产生量迅速降至零，细胞继而死亡C.R2的作用效果与将乙组改为无氧条件但不加R2的效果完全相同D.一段时间后，两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高9.氧化磷酸化是指有机物(包括糖类、脂质等)通过氧化分解释放能量并驱动ATP合成的过程。真核生物电子传递系统中的参与氧化磷酸化的酶利用氧化NADH释放的能量，泵送H＋穿过线粒体内膜至线粒体内外膜间隙，使H＋在膜间隙积聚，产生跨膜电化学梯度。然后H＋经ATP合成酶(通道蛋白)返回线粒体基质并促使ATP合成。过量的甲状腺激素可增大线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋电化学梯度。下列相关叙述错误的是()A.细胞在氧化NADH的过程中产生水B.ATP合成酶不与H＋特异性结合C.H＋进出线粒体内膜的方式均为主动运输D.过量的甲状腺激素会抑制ATP的产生10.好氧生物在进行有氧呼吸第二阶段时，丙酮酸首先会分解成乙酰辅酶A和CO2。研究发现，在厌氧细菌H中有利用乙酰辅酶A和CO2合成丙酮酸，进而生成氨基酸等有机物的代谢过程。科研人员利用13C标记的CO2和酵母提取物培养基培养H菌，检测该菌中谷氨酸的13C比例，结果如图所示。下列说法正确的是()A.酵母菌有氧呼吸第二阶段的产物是CO2和水，场所在线粒体基质B.可推测CO2浓度越高，越利于乙酰辅酶A和CO2生成丙酮酸C.H菌中乙酰辅酶A与丙酮酸间的转化方向依赖于CO2浓度D.由实验结果可推测H菌可以固定CO2，代谢类型为自养型二、非选择题11.图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请回答以下问题：(1)酵母菌细胞内丙酮酸在__________________(填场所)被消耗，从能量转化角度分析，丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同？____________________________________________________________________。(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取________(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的________________进行检测。(3)按照上述实验过程，观察到____________，说明(2)中假说不成立，实验小组查阅资料发现，细胞质基质中的NADH还存在如图2所示的转运过程，NADH在线粒体内积累，苹果酸的转运即会被抑制，且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率，反之则抑制。请结合以上信息解释O2会抑制酵母菌产生酒精的原因：____________________________________________________________________________________________________________________。(4)高产产酒酵母酒精产量更高，甚至在有氧条件下也能产酒，结合图1和图2分析，是利用野生酵母，通过物理或化学诱变因素诱导控制合成________(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发生突变而产生的新品种。12.下图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请回答以下问题：(1)由图可知，酵母菌细胞内丙酮酸可在________和________(填场所)被消耗。(2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取________(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中滴加等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测。按照上述实验过程，如果观察到甲试管________，乙试管________(填甲乙试管颜色变化)，说明(2)中假说成立。(3)为了研究酵母菌细胞中ATP合成过程中能量转换机制，科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白(Ⅰ)和牛细胞中的ATP合成酶(Ⅱ)构建ATP体外合成体系，如图2所示。ATP的结构简式是________，科学家利用该人工体系模拟酵母菌细胞中________(填场所)合成ATP的能量转换过程。(4)科学家利用上述人工体系进行了相关实验，如下表。组别人工体系H＋通过Ⅰ的转运H＋通过Ⅱ的转运ATP大豆磷脂构成的囊泡ⅠⅡ1＋＋＋有有产生2＋－＋无无不产生3＋＋－有无不产生注：“＋”“－”分别表示人工体系中分组的“有”“无”。①比较第1组和第2组的结果可知，1可以转运H＋进入囊泡。进一步研究发现，第1组囊泡内pH比囊泡外低1.8，说明囊泡内的H＋浓度________(填“高于”“等于”或“低于”)囊泡外。②比较第1组和第3组的结果可知，伴随H＋通过________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)向囊泡外转运的过程，ADP和Pi合成ATP。③上述实验表明，如果利用人工体系模拟叶绿体产生ATP，能量转换过程是：________→H＋电化学势能→ATP中的化学能。答案：1.D如果酵母菌消耗的O2量少于CO2的产生量，只能说明酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸，但无法判断二者消耗的葡萄糖多少，A错误；细胞呼吸释放的能量大部分转化为热能散失，小部分转化为ATP中的化学能，B错误；酸性条件下的重铬酸钾溶液是用于检测酒精的，C错误；酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸时均可产生CO2，但场所不同，有氧呼吸是在线粒体基质中产生CO2的，而无氧呼吸是在细胞质基质中产生CO2的，D正确。2.DB瓶酵母菌进行的是无氧呼吸，其细胞呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中，D错误。3.D应在充分反应之后取甲瓶滤液注入试管中，再加入橙色的酸性重铬酸钾溶液，振荡混匀，观察试管颜色变化来检测乙醇生成，A错误；乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄，表明酵母菌已产生了CO2，B错误；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，无氧呼吸在细胞质基质中进行，C错误；由于培养液中葡萄糖含量一定，因此增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。4.A如果酵母菌只进行有氧呼吸，则其中的O2含量会减少，而产生的CO2被NaOH溶液吸收，所以有色液滴一定左移，A错误；由于产生的CO2被NaOH溶液吸收，如果有色液滴左移，则左移值就是酵母菌消耗的氧气值，B正确；如果要测呼吸熵，则必须增加一个装置，即把NaOH换成清水，可以测定呼吸作用产生CO2和消耗O2的差值，其他与此装置相同，C正确；由于乳酸菌只进行无氧呼吸，且只产生乳酸，如果把酵母菌换成乳酸菌，其他条件均与此装置相同，则有色液滴不移动，D正确。5.C谷氨酸棒状杆菌在有氧的情况下可以生产味精，A错误；稻田定期排水，可防止根细胞因无氧呼吸产生酒精对细胞造成毒害，B错误；中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，释放大量的能量，有利于根部细胞吸收矿质离子(根部细胞吸收矿质离子的方式为主动运输，需要消耗能量)，C正确；包扎伤口时选用透气的消毒纱布，主要是为了防止厌氧菌(如破伤风芽孢杆菌)的繁殖，D错误。6.B乳酸菌属于厌氧生物，进行无氧呼吸产生乳酸，因此制作酸奶时，需要严格控制无氧环境，A错误；种子在储藏前，晒干能够减少自由水含量，抑制细胞呼吸，降低代谢，减少有机物的消耗，B正确；温室种植蔬菜时，在夜间植物只进行细胞呼吸消耗有机物，因此应适当降低夜间温度以提高产量，C错误；人体进行无氧呼吸时会产生乳酸，D错误。7.D马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸，有氧呼吸产生CO2，即只有有氧呼吸产生CO2，因此曲线AB段下降的原因可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性，①正确；BC段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度增加，导致有氧呼吸增强，所以产生的CO2增多，②正确；由于马铃薯块茎细胞只有有氧呼吸产生CO2，而有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，所以A点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积，③正确；马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件不一定相同，④错误；马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体，⑤错误。8.D有氧呼吸第二、三阶段均发生在线粒体中，均可以合成ATP，所以R1可以作用于有氧呼吸第二和第三阶段，A错误；细胞质基质可以进行有氧呼吸第一阶段的反应，产生少量ATP，所以甲组细胞中仍然可以产生少量ATP，B错误；R2特异性抑制[H]与O2结合，但细胞可以进行有氧呼吸第二阶段的反应，将丙酮酸彻底分解，而在无氧条件下，细胞不能将丙酮酸分解，只能将其还原为乳酸，因此二者不同，C错误；一段时间后，细胞合成ATP减少，因此需要通过无氧呼吸产生ATP，而无氧呼吸产生的能量较少，所以需要分解更多的葡萄糖为生命活动提供能量，因此两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高，D正确。9.C细胞在氧化NADH的过程中产生水，发生在线粒体内膜上，A正确；由题意可知，ATP合成酶为通道蛋白，通道蛋白运输物质不需要结合，所以H＋经ATP合成酶返回线粒体基质不发生特异性结合，B正确；H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙的过程为逆浓度梯度，且需要能量，运输方式为主动运输，H＋由线粒体膜间隙经ATP合成酶返回线粒体基质是由高浓度到低浓度，是协助扩散，C错误；过量的甲状腺激素可增大线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋电化学梯度，从而抑制ATP的产生，D正确。10.B酵母菌有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，产物为CO2和[H]，水为反应物，A错误；由柱形图可知，CO2浓度越高，谷氨酸的13C的占比越高，谷氨酸是丙酮酸生成的，因此CO2浓度升高利于乙酰辅酶A和CO2生成丙酮酸，B正确；结合题干信息可知，有氧呼吸过程中，丙酮酸首先会分解成乙酰辅酶A和CO2，而无氧呼吸过程中乙酰辅酶A和CO2合成丙酮酸，因此，H菌中乙酰辅酶A与丙酮酸间的转化方向依赖于O2浓度，C错误；由实验结果可推测H菌可利用乙酰辅酶A和CO2合成丙酮酸，但代谢类型为异养型，D错误。11.(1)细胞质基质和线粒体基质细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP(2)上清液酸性的重铬酸钾溶液(3)甲、乙试管都显灰绿色O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生H2O，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运过程；当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，促进了细胞质中NADH的消耗，使得细胞质基质中NADH含量很少，导致丙酮酸不能转化成酒精(4)酶3解析(1)丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的产物，若是进行有氧呼吸，丙酮酸在线粒体基质被消耗，若是进行无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质被消耗。从能量转化角度分析，细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP。(2)由题图可知，酶1催化丙酮酸分解为酒精和CO2，说明酶1位于细胞质基质，所以酵母菌破碎后高速离心，取上清液(主要成分是细胞质基质，含有酶1)分为甲、乙两组，一段时间后在两支试管加入等量葡萄糖溶液，向甲试管通入O2，所以甲是实验组，乙是对照组。一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测，若甲试管由橙色变为灰绿色即产生了酒精，说明O2对酶1没有抑制作用；如果甲试管不变色，说明O2对酶1有抑制作用。(3)按照上述实验过程，观察到甲、乙试管都显灰绿色，说明两支试管都产生了酒精，说明(2)中假说不成立。O2会抑制酵母菌产生酒精的原因可能是：O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生H2O，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运过程；当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，促进了细胞质中NADH的消耗，使得细胞质基质中NADH含量很少，导致丙酮酸不能转化成酒精。(4)结合图1和图2分析：O2存在时，酶3催化有氧呼吸第三阶段，如果通过物理或化学诱变因素诱导控制合成酶3的基因发生突变，O2不能与线粒体内的NADH反应，线粒体内的NADH积累，苹果酸的转运会被抑制，细胞质基质的NADH就会在酶1的催化下合成酒精。12.(1)细胞质基质线粒体基