浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第二节 酶是生物催化剂课后复习题

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1．在探究酵母菌细胞呼吸的实验中，检测酒精成分的试剂是( C )
A．澄清的石灰水 B．溴麝香草酚蓝溶液
C．酸性重铬酸钾溶液 D．本尼迪特试剂
【解析】澄清的石灰水是检测二氧化碳的，A错误。溴麝香草酚蓝溶液是检测二氧化碳的，会使溶液由蓝变绿再变黄，B错误。酸性重铬酸钾溶液会使酒精变成灰绿色，C正确。本尼迪特试剂是检测还原糖的，D错误。
2．雨水过多时，农作物发生烂根现象的原因是( C )
A．土壤中的有毒物质溶解到水中，使根遭到毒害
B．土壤中水分充足，微生物繁殖而引起烂根
C．土壤中缺乏氧气，根进行厌氧呼吸产生乙醇，对根细胞有毒害作用
D．土壤因水涝温度低，使根受到低温损害
【解析】土壤长期被水淹，导致土壤中缺少氧气，根进行厌氧呼吸，由于根的厌氧呼吸会产生乙醇，对细胞有毒害作用而导致烂根，C正确。
3．储藏苹果时既要保持口感，又要减少水分的消耗，下列最适宜的储藏条件是( C )
A．高CO2浓度、低氧浓度和零下低温
B．低CO2浓度、高氧浓度和零下低温
C．低氧浓度、高CO2浓度和零上低温
D．完全无氧、高CO2浓度和零上低温
【解析】影响细胞呼吸的因素主要有水分、氧气、二氧化碳和温度等。题中要求减少水分的消耗，所以只能从氧气浓度和温度两方面考虑。酶活性在一定温度范围内，随温度的升高而增强，故低温是储藏苹果行之有效的方法之一，但零下低温会引起冻伤而失去苹果的口感。氧气是需氧呼吸的原料，二氧化碳是细胞呼吸的产物，降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低细胞呼吸的速率。在完全无氧条件下，细胞可进行厌氧呼吸，而氧气的存在可以起到抑制厌氧呼吸的作用，因此氧气应调节到一个合适的浓度，在这个浓度下，氧气对厌氧呼吸和需氧呼吸都可起到抑制作用，使有机物的消耗达到最低。
4．图示为乙醇发酵的实验装置，滴管下部装有酵母菌与苹果汁的混合液，试管中装满水。下列叙述中，错误的是( D )
A.试管中装满水有利于实验现象的观察
B．试管中装满水为实验装置提供无氧环境
C．若向混合液中通入空气，则乙醇发酵会受抑制
D．实验过程中丙酮酸被氧化分解产生乙醇和CO2
【解析】乙醇发酵的产物是乙醇和CO2，试管中装满水有利于观察CO2的产生，A正确。试管中装满水可以隔绝空气，为实验装置提供无氧环境，B正确。氧气会抑制厌氧呼吸的过程，因此若向混合液中通入空气，则乙醇发酵会受抑制，C正确。丙酮酸被氧化分解为乙醛，乙醛再被还原为乙醇，D错误。
5．如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，测得CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( B )
A.氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官
B．氧浓度为b时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，厌氧呼吸最弱
D．氧浓度为d时，需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等
【解析】以CO2释放量相对值计算，a浓度：O2吸收量为0，只有厌氧呼吸；b浓度：需氧呼吸为3，厌氧呼吸为(8－3)；c浓度：需氧呼吸为4，厌氧呼吸为(6－4)；d浓度：需氧呼吸为7，厌氧呼吸为0。由此判断：c浓度最适于储藏该植物器官；b浓度厌氧呼吸消耗葡萄糖为2.5，为需氧呼吸(0.5)的5倍；d点厌氧呼吸强度最弱为0。
6．某生物实验小组为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”设计了如图所示实验装置。实验中先向气球中加入10 mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，固定于装有20 ℃温水的烧杯底部。再将整个装置置于20 ℃的恒温水浴中，记录实验开始30 min后烧杯中液面变化量。下列说法错误的是( C )
A．还应设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照
B．若30 min后液面没有变化是因为酵母菌只进行了需氧呼吸
C．若酵母菌进行了厌氧呼吸则液面应该下降
D．该装置气球中如果不加入氧气，可以用来“探究酵母菌进行厌氧呼吸的最适温度”
【解析】在气球设置的过程中是在室温下进行的，然后放在装有20 ℃温水的烧杯中，这个过程中温度也可能导致气体体积的变化，因此最好设置一个气球中加入等量煮沸过的酵母菌培养液的相同装置作为对照，A正确；由于需氧呼吸吸收的氧气的量和释放的二氧化碳量相等，因此需氧呼吸不会引起烧杯液面变化，而厌氧呼吸会释放二氧化碳，因此若烧杯内液面没有变化，说明酵母菌只进行了需氧呼吸，B正确；若酵母菌进行了厌氧呼吸，由于厌氧呼吸不吸收氧气，但是放出二氧化碳，使气球体积增大，因此液面应该上升，C错误；可在气球中不加氧气的情况下，设置多个该实验装置，自变量为不同梯度的温度，观察因变量为烧杯液面上升的高度，用来“探究酵母菌进行厌氧呼吸的最适温度”，D正确。
7．下图为探究酵母菌的呼吸方式的实验装置，有关叙述正确的是( C )
A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则d瓶内的溶液会变黄
C．可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．不能根据c瓶和e瓶中溶液的浑浊程度来判断酵母菌的呼吸方式
【解析】该实验中的两套装置相互对照，即两组均为实验组，两组实验组相互对照共同探究酵母菌的呼吸方式，A错误；重铬酸钾用于检测酒精，d瓶中由于缺乏O2而进行厌氧呼吸产生酒精，而b瓶中因为有O2而进行需氧呼吸，不能产生酒精，所以d瓶内的溶液会变成灰绿色，B错误；溴麝香草酚蓝溶液用于检测CO2，产生CO2的速度越快则颜色变化越快，所以可以根据液体变黄的时间长短检测CO2的产生速率，C正确；需氧呼吸和厌氧呼吸虽然均可以产生CO2，但需氧呼吸产生二氧化碳的速率快，因此，根据c瓶和e瓶中溶液变浑浊的程度，能判断酵母菌的呼吸方式，D错误。
8．如图一表示某种植物的非绿色器官在不同的O2浓度下O2吸收速率和CO2生成速率的变化，图二为测定该器官呼吸方式的装置，请据图回答问题。
(1)需氧呼吸中产生CO2的场所是__线粒体基质__，该阶段是 __第二阶段__，消耗O2的场所是__线粒体内膜__，该阶段是__电子传递链(第三阶段)__。
(2)当O2浓度达到对应于图一曲线上的__P__点的值时，该器官不再进行厌氧呼吸。若呼吸底物均为葡萄糖，则此O2浓度下图二装置甲中的红色液滴__左移__(填“不动”“左移”或“右移”)，装置乙中的红色液滴__不动__(填“不动”“左移”或“右移”)。
(3)若图中的AB段与BC段等长，则此时需氧呼吸释放的CO2与厌氧呼吸释放的CO2相比__一样多__(填“一样多”“更多”或“更少”)，而此时需氧呼吸消耗的葡萄糖量是厌氧呼吸的__1/3__。
(4)长途运输新鲜蔬菜，常向密封的塑料袋中充入氮气，并将O2浓度调到R点对应的浓度，试分析调节到该O2浓度的理由：__总呼吸强度最弱(消耗有机物最少)__。
【解析】根据题图所示曲线，在氧浓度大于10%(P点)时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该非绿色器官此时进行的是需氧呼吸，呼吸底物主要是葡萄糖。以葡萄糖为呼吸底物时，根据需氧呼吸的反应方程式，吸收的O2的量和释放的CO2的量是相等的。在O2浓度小于10%时，CO2的释放量大于O2的吸收量，说明有一部分CO2是通过厌氧呼吸释放出来的，所以在O2浓度小于10%时厌氧呼吸和需氧呼吸并存。
(1)需氧呼吸第二阶段丙酮酸进入线粒体基质中，两分子丙酮酸被氧化分解成二氧化碳，该阶段是需氧呼吸第二阶段；消耗O2的场所是第三阶段，在线粒体的内膜上，前两个阶段脱下的[H]与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的O2结合形成水，该阶段的名称是电子传递链。(2)根据题图所示曲线，在氧浓度大于10%(P点)时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该非绿色器官此时进行的是需氧呼吸。若呼吸底物均为葡萄糖，根据需氧呼吸的反应方程式，吸收的O2的量和释放的CO2的量是相等的，则此O2浓度下图二装置甲中的NaOH吸收CO2，导致红色液滴左移；装置乙中吸收的O2的量和释放的CO2的量是相等的，红色液滴不动。(3)需氧呼吸释放的CO2与消耗的葡萄糖之比为6∶1，厌氧呼吸释放的CO2与消耗的葡萄糖的比例为2∶1，若图中的AB段与BC段等长，则此时产生相同的CO2量，而此时需氧呼吸消耗的葡萄糖量是厌氧呼吸的1/3。(4)长途运输新鲜蔬菜，常向密封的塑料袋中充入氮气，因为氮气为惰性气体，并将O2浓度调到R点对应的浓度是因为在R点时，总呼吸强度最弱(消耗有机物最少)。
[B级 素养养成与评价]
9．下列关于厌氧呼吸的叙述中，正确的是( D )
A．用透气的纱布包扎伤口，可以抑制所有微生物的繁殖
B．人体肌细胞厌氧呼吸的产物有乳酸或酒精
C．利用乳酸菌制作酸奶时会冒出少量气泡
D．酵母菌发酵所产生的CO2使面团“发起”
【解析】用透气的纱布包扎伤口，可以抑制厌氧微生物的繁殖，A错误；人体肌细胞厌氧呼吸的产物没有酒精，B错误；乳酸菌发酵没有气泡产生，C错误；酵母菌发酵产生的CO2使面团变得蓬松，D正确。
10．下图中，表示动物细胞线粒体内ATP产生速率与O2浓度之间关系的曲线图是( D )
A. B.
C. D.
【解析】题干明确要求是线粒体内ATP的产生速率与O2浓度之间的关系，线粒体内进行需氧呼吸第二和第三阶段，第二阶段虽然不直接需要O2的参与，但必须具备O2环境，丙酮酸才能进入线粒体内进行氧化分解，因此，没有O2，线粒体内不能进行相应氧化分解过程，也不会有ATP生成。
11．某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成下面的坐标图。据此下列说法中正确的是( A )
A.在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为8∶5
B．甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进行厌氧呼吸
C．甲、乙两发酵罐分别在第4小时和第5小时厌氧呼吸速率最快
D．该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量
【解析】由题图可知，甲发酵罐中消耗的氧气是6 mml，需氧呼吸产生的二氧化碳也是6 mml，产生的酒精是18 mml，厌氧呼吸产生的二氧化碳也是18 mml，甲发酵罐产生的二氧化碳总量是6＋18＝24 mml，乙发酵罐产生的酒精是15 mml，产生的二氧化碳也是15 mml，则实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为24∶15＝8∶5，A正确；分析题图可知，甲发酵罐从第2小时开始有酒精产生，即进行厌氧呼吸，此时有氧气存在，也进行需氧呼吸，B错误；分析题图可知，乙发酵罐在第5小时发酵罐内酒精的增加速度缓慢，厌氧呼吸的速度缓慢，C错误；分析题图可知，适当通入氧气可以使酵母菌数量迅速增加而提高酒精的产量，若通入氧气过多，酵母菌只进行需氧呼吸不产生酒精，D错误。
12．细胞内的磷酸果糖激酶(酶P)可催化下列反应：果糖­6­磷酸→果糖­1，6­二磷酸，这是细胞需氧呼吸第一阶段的重要反应之一。当酶P与果糖­6­磷酸或ATP结合后其活性会发生改变。如图为高、低两种ATP浓度下酶P活性与果糖­6­磷酸浓度的关系。下列叙述错误的是( C )
A.细胞内酶P催化的反应发生在细胞溶胶中
B．在一定范围内，果糖­6­磷酸浓度与酶P活性呈正相关
C．低ATP浓度在一定程度上抑制了酶P的活性
D．酶P活性受到需氧呼吸产物ATP的反馈调节
【解析】根据题意可知，酶P催化的反应是需氧呼吸第一阶段中的重要反应，而需氧呼吸第一阶段发生在细胞溶胶中，A正确；由图中曲线可知，在一定范围内，横轴(果糖­6­磷酸浓度)与纵轴(酶P活性)呈正相关，B正确；对比图中两条曲线可知，在一定的果糖­6­磷酸浓度范围内，相同果糖­6­磷酸浓度下低ATP浓度对应的酶P活性高于高ATP浓度对应的酶P活性，即低ATP浓度可在一定程度上增加酶P的活性，C错误；ATP为需氧呼吸的产物，分析坐标曲线可知，当ATP浓度升高时，会在一定程度上抑制酶P的活性，即酶P活性受需氧呼吸产物ATP的反馈调节，D正确。
13．正常情况下，线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成相偶联，即在[H]氧化的同时合成ATP。某药物可阻断该过程中ATP的合成，研究人员利用离体培养的线粒体进行实验，结果如图所示。下列有关分析不合理的是( D )
A.该药物会使线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成解除偶联
B．该药物作用于需氧呼吸第三阶段，会提高[H]与O2的结合速率
C．如给某人注射该药，会导致其体温有所上升
D．在该药物的使用下，细胞主动转运的能力会增强
【解析】添加药物的甲组线粒体耗氧量加快，且该药物可阻断该过程中ATP的合成，因此该药物会使线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成解除偶联，A正确；添加药物的甲组，线粒体耗氧量加快，而O2参与需氧呼吸第三阶段，因此该药物作用于需氧呼吸第三阶段，会提高[H]与O2的结合速率，B正确；给某人注射该药，需氧呼吸第三阶段加快，能量释放更多，且药物可阻断该过程中ATP的合成，因此产生的热量会增多，会导致其体温有所上升，C正确；该药物可阻断ATP的合成，给某人注射该药，ATP合成量会减少，因此细胞主动转运的能力会减弱，D错误。
14．需氧呼吸过程中，[H]中的H＋需要经一系列过程才能传递给分子氧，氧与之结合生成水，如图为其传递过程的两条途径，真核生物体内存在其中的一条或两条途径。回答相关问题：
(1)在需氧呼吸的过程中，[H]的本质是__NADH__，需氧呼吸的化学反应式可表示为__C6H12O6＋6H2O＋6O2 eq \(――→,\s\up7(酶)) 6CO2＋12H2O＋能量__。
(2)在需氧呼吸的第二阶段，是否需要氧气的存在，请提出一种合理的解释：__需要。只有在氧气存在的情况下，丙酮酸才能进入线粒体__。
(3)研究发现，“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。若小鼠氰化物中毒，细胞呼吸全被抑制，导致死亡；而对天南星科植物用氰化物处理，呼吸速率降低，但并未完全被抑制。结果表明：天南星科植物存在__途径1和途径2__(填“途径1”“途径2”或“途径1和途径2”)。
(4)天南星在开花时，其花序会释放大量能量，花序温度比周围温度高15～35 ℃，促使恶臭物质散发以吸引昆虫进行传粉。研究发现，此时花序中ATP生成量并没有明显增加。花序温度升高但ATP生成没有明显增加的原因是__途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中的较少，大部分以热能形式散失__。
【解析】(1)需氧呼吸第一阶段和第二阶段都能产生[H]，其中第一阶段产生的[H]来自葡萄糖，第二阶段产生的[H]来自丙酮酸和水，[H]的本质是NADH；需氧呼吸的化学反应式可表示为C6H12O6＋6H2O＋6O2 eq \(――→,\s\up7(酶)) 6CO2＋12H2O＋能量。(2)在需氧呼吸过程中，只有在氧气存在的情况下，丙酮酸才能进入线粒体，所以需氧呼吸的第二阶段，需要氧气的存在。(3)“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。若小鼠氰化物中毒，呼吸作用全被抑制，导致死亡，说明小鼠只存在途径1；对天南星科植物用氰化物处理，呼吸速率降低，但并未完全被抑制，说明天南星科植物存在途径1和途径2。(4)天南星在开花时，花序温度升高但ATP生成并没有明显增加的原因是途径2增强，物质氧化分解释放的能量储存在ATP中较少，大部分以热能形式散失。