2024届人教版高考生物一轮复习细胞呼吸的原理和应用作业（不定项）含答案

这是一份2024届人教版高考生物一轮复习细胞呼吸的原理和应用作业（不定项）含答案，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
课时微练(八)　细胞呼吸的原理和应用
　
一、选择题:本题共5小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.某细胞呼吸抑制剂只抑制线粒体内膜上由ADP变为ATP的过程,不影响其他反应,该抑制剂处理动物细胞后,线粒体会(　　)
A.停止产生ATP B.停止产生[H]
C.继续分解葡萄糖 D.继续消耗O2
解析　由题意可知,该呼吸抑制剂只抑制线粒体内膜上ADP合成ATP的过程,不影响其他反应,用该抑制剂处理动物细胞后,线粒体中有氧呼吸第二阶段仍能够产生ATP和[H],A、B两项不符合题意;有氧呼吸过程中,葡萄糖的分解发生在细胞质基质,线粒体中无分解葡萄糖的酶,C项不符合题意;该抑制剂不抑制有氧呼吸第三阶段对氧的消耗,D项符合题意。
答案　D
2.如图是动物细胞进行呼吸作用过程的示意图,①~③代表场所,甲~丙代表有关物质。下列分析正确的是(　　)

A.甲物质转化成CO2和乙物质,还需要H2O的参与及相关酶的催化
B.甲、乙、丙分别表示NADH、丙酮酸和乳酸
C.场所①②③分别是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质
D.细胞呼吸时,①②③处的反应均伴随着大量ATP的产生
解析　丙酮酸转化成CO2和还原氢,还需要H2O的参与及相关酶的催化,A项正确;甲表示丙酮酸,乙表示还原氢,丙表示乳酸,B项错误;①为细胞质基质,无膜结构,含有有氧呼吸第一阶段及无氧呼吸第一、第二阶段化学反应所需酶,②为线粒体基质,含有有氧呼吸第二阶段化学反应所需的酶,③是线粒体内膜,为单层膜,C项错误;只有③处的反应伴随着大量ATP的产生,①②处为少量,D项错误。
答案　A
3.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,结果发现,与25 ℃相比,0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低。为验证上述实验结果,某同学设计如下方案:
①取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实,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。
根据上述方案分析,该方案(　　)
A.设计完善,无不足
B.缺少对照实验
C.未能控制单一变量
D.样本数量过少且未重复实验
解析　该同学取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实,样本数量过少且未重复实验,可能因为个体差异具有偶然性,降低实验的可信度,A项错误,D项正确;该同学的实验方案设置不同温度处理的甲和乙两组,为相互对照实验,B项错误;该实验方案中,除自变量温度的差异以外,其他变量如果实成熟度、大小和容积等均为无关变量,都控制为相同,所以该实验方案是控制了单一变量的,C项错误。
答案　D
4.(2023·葫芦岛模拟)某实验小组将小鼠的肝细胞研磨后分离出线粒体和细胞质基质,向三支试管中分别加入等量的细胞质基质、线粒体悬浮液和细胞匀浆(含细胞质基质和线粒体),再向各试管中加入等量的葡萄糖溶液,在有氧等适宜的条件下培养。一段时间后,各试管中葡萄糖含量的变化如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A.b试管中加入的是细胞质基质
B.a试管和c试管中都会释放二氧化碳
C.b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物相同
D.消耗相同质量的葡萄糖时,b试管释放的热量最多
解析　b试管中葡萄糖含量减少较慢,说明加入的是细胞质基质,A项正确;a试管中葡萄糖含量没有变化,说明加入的是线粒体悬浮液,葡萄糖在线粒体中不分解,故a试管不会释放二氧化碳,B项错误;b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物不同,前者无氧呼吸产生乳酸,后者有氧呼吸产生二氧化碳和水,C项错误;a试管中不反应,b试管中进行无氧呼吸,c试管中进行有氧呼吸,因此消耗相同质量的葡萄糖时,c试管释放的热量最多,D项错误。
答案　A
5.研究发现,高强度运动(如快跑、踢足球、打篮球等)肌细胞耗氧量约为安静时的10~20倍,在运动量相同情况下每周约75分钟的高强度运动比长时间慢运动(如步行、慢骑等)更有益健康。若细胞呼吸的底物均为葡萄糖,则有关高强度运动的叙述,正确的是(　　)
A.在肾上腺素的作用下肌细胞中的糖原水解为葡萄糖
B.高强度运动时,ATP水解直接供能的同时产热维持体温
C.肌细胞只有线粒体可产生CO2
D.细胞呼吸过程中产生的[H],仅来自葡萄糖
解析　肌糖原不能直接分解为葡萄糖,必须先产生乳酸,经血液循环到肝脏,可以在肝脏内转变为肝糖原或合成为葡萄糖,A项错误;高强度运动时,ATP水解直接供能满足运动时能量需求,但恒温动物维持体温的主要途径却是有氧呼吸,也就是分解葡萄糖变成水和二氧化碳,并生成大量的ATP和产生热量,B项错误;肌细胞无氧呼吸不产生CO2,有氧呼吸第二阶段在线粒体可产生CO2,因此肌细胞只有线粒体可产生CO2,C项正确;细胞呼吸过程中产生的[H],来自于细胞呼吸的第一阶段葡萄糖的分解与有氧呼吸的第二阶段丙酮酸和水的分解,D项错误。
答案　C
二、选择题:本题共3小题,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项符合题目要求。
6.2019年诺贝尔生理学或医学奖获得者揭示了细胞感知和适应氧气变化的机制。研究发现,细胞内存在一种缺氧诱导因子(HIF⁃1α),当细胞内缺氧时,它能促进相关基因的表达,从而使细胞适应低氧环境,如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.人体中氧气浓度最低的地方应该是细胞中的线粒体,因为它总在不断耗氧
B.氧气在人体细胞内主要参与有氧呼吸的第二阶段,并且在线粒体内膜上进行
C.氧气进入人体细胞,再穿过线粒体双层膜,与水分子的进出原理不完全相同
D.HIF⁃1α是细胞内产生的细胞因子,其化学本质是蛋白质,也可能是固醇类物质
解析　氧气的运动方向是顺浓度梯度进行的,其进入线粒体的途径为:由外界→肺泡→肺泡周围毛细血管中→红细胞中的血红蛋白结合→随血液运输→通过毛细血管壁进入组织液→组织细胞→细胞质基质扩散到线粒体中,然后参与有氧呼吸的第三阶段,可见线粒体是氧气的最终的场所,因此其中氧浓度最低,A项正确;有氧呼吸的第三阶段是还原氢与氧气在线粒体内膜上结合形成水并释放大量能量的过程,B项错误;氧气进入人体细胞,再穿过线粒体双层膜,一直是顺浓度梯度进行的自由扩散,而水分子进出细胞主要是通过水通道蛋白的协助扩散,也可能是自由扩散,二者原理不完全相同,C项正确;HIF⁃1α是细胞产生的细胞因子,题图说明它可以被蛋白酶体降解,根据酶的专一性可知其化学本质是蛋白质,不可能是固醇类物质,D项错误。
答案　BD
7.如图是在密闭容器中不同质量浓度的戊二醛(不影响溶液pH)对大水榕和香蕉草两种沉水植物呼吸作用影响的实验结果图(不考虑无氧呼吸)。下列有关分析正确的是(　　)

不同质量浓度戊二醛对大水榕呼吸作用的影响


不同质量浓度戊二醛对香蕉草呼吸作用的影响
A.该实验中各组应在温度相同且有光的条件下进行
B.随着戊二醛质量浓度升高,两种沉水植物的呼吸速率在不断减弱
C.氧气与有氧呼吸前两个阶段产生的NADPH结合生成水
D.实验过程中每一组密闭容器内水体pH逐渐减小
解析　为避免光合作用和其他无关因素对实验结果的干扰,该实验中各组应在温度相同且无光的条件下进行,A项错误;随着戊二醛质量浓度的增大,溶解氧减少速率逐渐降低,说明两种沉水植物有氧呼吸的强度在不断减弱,B项正确;在有氧呼吸过程中,氧气与有氧呼吸前两个阶段产生的NADH结合生成水,C项错误;两种植物的细胞呼吸均产生CO2,CO2溶于水会使水体pH减小,D项正确。
答案　BD
8.(2023·山东模拟)某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料,以葡萄糖作为能量来源,在一定条件下,通过控制氧气浓度的变化,得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线,实验结果如图所示,t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验,实验装备和条件不变,得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述正确的是(　　)

A.在t1时刻,由于氧气浓度较高,无氧呼吸消失
B.如果改变温度条件,t1会左移或右移,但是S1和S2的值始终相等
C.若S2∶S3=2∶1,则S4∶S1=8∶1时,0~t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1
D.若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合,则0~t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
解析　t1时刻,酒精产生速率为0,Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,即只进行有氧呼吸,无氧呼吸消失,A项正确;如果改变温度条件,酶的活性会升高或降低,t1会左移或右移,0~t1产生的CO2=S1+S2+S3+S4,无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同,即无氧呼吸产生的CO2=S2+S3,有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量,即有氧呼吸产生的CO2=S2+S4,即S1+S2+S3+S4=S2+S3+S2+S4,即S1和S2的值始终相等,B项正确;由B选项可知,S1=S2,若S2∶S3=2∶1、S4∶S1=8∶1时,则S4∶S2=8∶1,有氧呼吸产生的CO2=S2+S4=9S2,无氧呼吸产生的CO2=S2+S3=1.5S2,有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2=6∶1,有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol 二氧化碳,无氧呼吸消耗1 mol 葡萄糖产生2 mol 二氧化碳,因此0~t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1,C项正确;乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol 乳酸,酵母菌无氧呼吸消耗1 mol 葡萄糖产生2 mol 酒精,若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合,说明酵母菌和乳酸菌无氧呼吸过程中乳酸和酒精的产生速率相等,但酵母菌同时进行有氧呼吸,则0~t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌,D项错误。
答案　ABC
三、非选择题
9.如图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:
图1
图2
(1)酵母菌细胞内丙酮酸在　　　　　　　　　　　(填场所)中被消耗,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、乙两支试管中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,其是利用野生酵母,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。 
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中被消耗,若是进行无氧呼吸,丙酮酸在细胞质基质中被消耗。从能量转化角度分析,在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是催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳的,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中加入等量葡萄糖,再向甲试管通入O2,所以甲试管是实验组,乙试管是对照组。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,若甲试管由橙色变成灰绿色即是产生了酒精,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结合产生水,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,NADH的缺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,使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。
答案　(1)细胞质基质和线粒体基质　在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结合产生水,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,会促进细胞质中NADH的消耗,使得细胞质基质中NADH含量很少,NADH的缺少导致丙酮酸不能转化成酒精　(4)酶3
10.(科学探究)在生产实践中,种子储藏或粮食储藏主要是控制种子的含水量,降低呼吸作用强度,减少有机物的消耗。能使种子安全储藏的含水量称为安全含水量。如表是某稻谷种子的安全含水量与温度的关系:
温度/℃
35
30
20~25
15
10
5
安全含
水量/%
13
以下
13.5
以下
15
以下
16
以下
17
以下
18
以下
回答下列问题。
(1)根据表中数据分析,种子的安全含水量与温度有密切关系,具体表现是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)种子细胞呼吸的场所是　　　　　　　　　　。请写出一定温度条件下,水分含量增加,细胞呼吸加强的理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出两点)。 
(3)风干的种子虽含水分但呼吸作用弱的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)储藏种子时,若呼吸作用过强会产生大量热量和水分,使储藏条件恶化,易造成种子霉变。为安全储藏种子,如图是某研究小组利用亚麻种子(油质种子)、玉米种子(淀粉质种子)和小麦种子(淀粉质种子)做的一个课题研究结果。

①请给该课题拟定一个最合适的名字:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的研究。 
②该实验中的无关变量有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出3个)。 
③油质种子的最大安全含水量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)淀粉质种子的最大安全含水量。 
解析　(1)分析表中数据可知,温度越高,最大安全含水量越低。(2)种子的细胞呼吸发生在细胞质基质和线粒体中。一定温度条件下,水分含量增加,细胞呼吸加强的原因有细胞呼吸要消耗水,水是良好溶剂,是化学反应的介质等。(3)风干的种子里结合水含量较高。结合水不参与化学反应,也不流动,也不能溶解化合物,故风干的种子呼吸作用强度极低。(4)①由题干信息和图示信息可推出实验是在研究“种子的种类”(油质种子和淀粉质种子)与含水量对呼吸作用的影响,故该课题最合适的名称应该是油质种子和淀粉质种子含水量与呼吸速率关系的研究。②分析可知该实验的无关变量有温度、种子的质量(大小)、环境含氧量等。③分析图形可知,相同含水量下油质种子的呼吸速率更高,且在更低的含水量时呼吸速率已快速增大,故可推出油质种子的最大安全含水量小于淀粉质种子的最大安全含水量。
答案　(1)温度越高,最大安全含水量越低(或温度越低,最大安全含水量越高)　(2)细胞质基质和线粒体　细胞呼吸要消耗水(水是有氧呼吸的原料之一);水是良好溶剂,是化学反应的介质(答案合理即可)
(3)风干的种子中的结合水含量较高　(4)①油质种子和淀粉质种子含水量与呼吸速率关系　②温度、种子的质量(大小)、环境含氧量(其他答案合理也可)　③小于