第二节ATP的主要来源——细胞呼吸

 

一、选择题

 

1．如下图为某同学构建的在晴朗白天植物的有氧呼吸过程图，下列说法中正确的是(　　)

A．催化2→3的酶存在于线粒体内膜上

B．产生的8主要用于合成ATP

C．6部分可来自叶绿体

D．3全部释放到大气中

解析：1～8分别表示葡萄糖、丙酮酸、CO₂、H₂O、[H]、O₂、H₂O、能量。2→3属于有氧呼吸的第二阶段，发生的场所是线粒体基质，相关酶也在基质中。释放的能量大部分散失，小部分用于合成ATP。氧气可以来自外界和叶绿体。在光照下的叶肉细胞中CO₂可以直接进入叶绿体参与光合作用。

答案：C

2．(2011·山东潍坊)寒暑假期间很多人去西藏高原地区旅游时都会特别容易感到腰酸腿痛，以下说法中正确的是(　　)

A．无氧呼吸过程中，葡萄糖因利用减少而被贮存在肌肉细胞中

B．此时肌肉细胞活动所需的能量由肌糖原直接供给

C．此时机体所需能量的主要来源为有氧呼吸

D．无氧呼吸产生酒精对细胞有麻醉作用

解析：到达高原地区的旅游者在短时间内会有某些组织细胞进行无氧呼吸而感到腰酸腿痛，这是高原地区氧气稀薄造成的，但此时机体所需能量的主要来源仍为有氧呼吸，C项正确。

答案：C

3．下列叙述符合生物学原理的是(　　)

A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境

B．快速登山时，人体的能量主要来自有机物分解产生二氧化碳的过程

C．蔬菜在低氧、干燥、低温的环境中，可延长保鲜时间

D．淀粉经发酵可产生酒精，是通过乳酸菌的无氧呼吸实现的

解析：水稻根部长期无氧呼吸会产生大量酒精，对细胞有毒害作用。蔬菜应保存于低氧、低温和湿润的环境中，淀粉发酵产生酒精是通过酵母菌的无氧呼吸实现的。

答案：B

4．(密码原创)下列关于细胞代谢的叙述，错误的是(　　)

A．酶和ATP是细胞代谢的重要条件，无论是光合作用还是细胞呼吸都与酶和ATP有关

B．只有具有叶绿体的细胞才能进行光合作用，只有具有线粒体的细胞才能进行有氧呼吸

C．如果有氧呼吸的底物是葡萄糖，则消耗的O₂体积与释放的CO₂体积相等

D．叶肉细胞在一定强度的光照下，可能既不吸收气体也不释放气体

解析：酶是生物催化剂，ATP是直接供能物质，二者都是细胞代谢的重要条件，在光合作用和细胞呼吸中都有酶和ATP的参与。如果有氧呼吸分解的有机物是葡萄糖，则消耗的O₂体积与释放的CO₂体积相等。在一定强度的光照下，光合作用强度等于细胞呼吸强度，则叶绿体和线粒体之间的气体交换达到平衡状态，整个叶肉细胞既不吸收气体也不释放气体。一些原核细胞中无叶绿体或线粒体，但可以进行光合作用和有氧呼吸，所以B项错。

答案：B

5．(密码原创)在植物体的细胞中，葡萄糖分解为丙酮酸的反应(　　)

A．既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行

B．既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行

C．只能在有氧条件下进行，不能在无氧条件下进行

D．只能在有光条件下进行，不能在无光条件下进行

解析：葡萄糖分解为丙酮酸与氧气、光照无关，该过程发生在细胞质基质中。无论是叶肉细胞还是根细胞都要进行细胞呼吸，所以都可以将葡萄糖分解为丙酮酸。

答案：B

6．水稻根尖细胞呼吸过程中，若单位时间内CO₂的释放量与O₂的吸收量的比值大于1，其原因是(　　)

A．只进行有氧呼吸

B．有氧呼吸强度大于无氧呼吸

C．只进行无氧呼吸

D．出现了无氧呼吸

解析：单位时间内CO₂的释放量大于O₂的吸收量，说明同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸，但不能判断哪种呼吸强度更大。

答案：D

7．根据反应①～④判断，下列叙述错误的一项是(　　)

①C₆H₁₂O₆＋6H₂O＋6O₂6CO₂＋12H₂O＋能量1

②C₆H₁₂O₆2C₃H₆O₃＋能量2

③C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH＋2CO₂＋能量3

④ADP＋Pi＋能量4―→ATP

A．上述反应都可能在酵母菌体内进行

B．一些需氧型生物的某些细胞有时也可以完成反应②或反应③

C．若反应物C₆H₁₂O₆、ADP都为1 mol，则能量1>能量3>能量2>能量4

D．对于人和高等动物而言，能量4只能来源于能量1和能量2

解析：酵母菌细胞中只能进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸，不能进行乳酸发酵。

答案：A

8．恒温条件下，测得某密闭容器中苹果细胞呼吸强度(用CO₂的释放量来表示)随氧气浓度的变化情况，如图所示，下列有关说法中错误的是(　　)

A．该温度下，苹果只进行无氧呼吸时释放的CO₂比只进行有氧呼吸时多

B．氧气浓度为6%时，苹果只进行有氧呼吸

C．氧气浓度大于18%后，氧气不再是有氧呼吸的限制因素

D．随氧气浓度的增加，CO₂的释放量先减少，后增加，最后趋于稳定

解析：无法判断氧气浓度为6%时是否只进行有氧呼吸。

答案：B

9．(2011·安徽模拟)人体内氢随化合物体内代谢转移的过程如右图所示。下列分析合理的是(　　)

A．①过程发生在核糖体中，图中的水不是自由水

B．在缺氧的情况下，③过程中不会发生脱氢反应

C．物质M是丙酮酸，④过程不会发生在线粒体中

D．在氧气充足的情况下，②③过程发生于线粒体中

解析：N为葡萄糖，M为丙酮酸，④过程是无氧呼吸的后期阶段，该过程发生在细胞质基质中。

答案：C

10．按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。下列叙述中正确的是(　　)

 

 

 

A．甲组不产生CO₂而乙组产生

B．甲组的酒精产量与丙组相同

C．丁组能量转换率与丙组相同

D．丁组的氧气消耗量大于乙组

解析：无论是有氧还是无氧，酵母菌均可以产生CO₂，A项错。由于丙组的细胞结构完整，所以丙组的无氧呼吸速率高于甲组，丙组酒精的产量高于甲组，B项错。由于丁组供氧而丙组无氧，所以丁组的能量转化率高于丙组，C项错。丁组的细胞结构完整，所以有氧呼吸效率高于乙组，氧气的消耗量也大于乙组。

答案：D

11．把鼠的肝组织磨碎后高速离心，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO₂和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO₂和ATP产生，则c层必定含有……

(　　)

①线粒体　②核糖体　③细胞质基质　④ADP

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

A．①和③  B．②和④

C．①和④  D．②和③

解析：分析题干，细胞匀浆经离心后形成4层，这4层分布有不同的细胞器。c层加入葡萄糖，没有CO₂和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO₂和ATP产生，可以推出c层含有线粒体，它能利用丙酮酸而不能利用葡萄糖；另外要产生ATP则一定需要ADP做原料。

答案：C

12．下图是某同学验证细胞呼吸产生二氧化碳的实验装置，在透明的容器B中放入湿润的种子。以下说法中错误的是

(　　)

A．设置A装置的目的是为了除去空气中的CO₂，确保实验的科学性

B．该装置一定要放在黑暗的环境中，避免光下种子光合作用的干扰

C．种子的呼吸作用一般不受光照的影响，但温度会影响细胞呼吸的强度

D．C瓶中澄清石灰水变浑浊，是种子进行呼吸作用产生了CO₂的缘故

解析：A装置中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO₂，因为本实验是通过检验B中的种子能否产生CO₂为观察指标的。影响细胞呼吸的因素有温度和氧气浓度等，光照不对细胞呼吸产生影响。如果C瓶中的澄清的石灰水变浑浊，说明种子经过有氧呼吸产生了CO₂。

答案：B

13．下列关于细胞呼吸的说法中正确的是(　　)

A．人在憋气时细胞呼吸停止

B．无氧呼吸因为分解糖类的效率低，所以释放的能量少

C．植物无氧呼吸的产物都是酒精和CO₂

D．人在剧烈运动时，既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸

解析：人在憋气时可以进行无氧呼吸。无氧呼吸因分解糖类不彻底，所以释放的能量少。有些植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸，如玉米的胚细胞。人在剧烈运动时因需要能量较多且体内相对缺乏氧，所以既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸。

答案：D

 

二、非选择题

14．请回答下列问题。

(1)为检测酵母菌是否进行无氧呼吸，可通过检测培养液中是否有酒精生成来鉴定，即取适量培养液并加入______，摇匀后看是否产生______颜色反应。用放射性同位素标记参加反应的O，反应稍长时间后，具有放射性的物质是 __________。

(2)将酵母菌研磨得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。往上清液、沉淀物中各加入等量葡萄糖后放在适宜环境中一段时间，最终葡萄糖的量将分别______；如果加入的是丙酮酸，丙酮酸的量将分别__________。

(3)某学习小组为探究酵母菌研磨得到的匀浆液在有氧的环境下是否进行无氧呼吸，做了如下实验设计：

①取一支灭菌过的试管加入2 mL酵母菌研磨得到的匀浆液和1 mL葡萄糖溶液，振荡摇匀，用胶塞堵住试管口；

②将试管放在适宜的环境中反应一段时间；

③取出试管，检测试管中是否有酒精生成。以上实验设计有何不妥之处？请指出并纠正。

a．不妥之处及改正：________________________________________________________________________。

b．不妥之处及改正：________________________________________________________________________。

解析：(1)加入重铬酸钾的浓硫酸溶液与酒精反应产生灰绿色颜色反应。参与有氧呼吸的O首先转移到反应产物H₂O中，H₂O参与有氧呼吸则其中的O转移到反应产物CO₂中。(2)有氧呼吸时葡萄糖在细胞质基质中先转变成丙酮酸，之后在线粒体中丙酮酸被氧化分解。

答案：(1)重铬酸钾的浓硫酸溶液　灰绿色　H₂O、CO₂　(2)减少、不变　不变、减少

(3)a.试管口不能用胶塞堵住，这样无法保证有氧环境，应该用棉塞堵住试管口　

b．无对照组，应该再取一支试管加入2 mL酵母菌研磨得到的匀浆液和1 mL蒸馏水，振荡摇匀，用棉塞堵住试管口，其他条件与实验组一致