周测10 细胞呼吸的原理及应用
一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2025·邯郸高一质检)关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验,下列说法不合理的是( )
A.该实验的自变量是氧气的有无
B.B瓶应封口放置一段时间后,再连接盛澄清石灰水的锥形瓶
C.甲、乙两瓶内如果是溴麝香草酚蓝溶液,可用变色时间进行比较
D.甲、乙两瓶内如果是酸性重铬酸钾溶液,可判断是否生成酒精
2.(2024·江苏盐城中学高一期末)题图为线粒体结构模式图,①~③表示线粒体的某结构。下列相关叙述错误的是( )
A.结构①中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
B.结构①的某些部位向内折叠形成嵴,增加了膜面积
C.结构②中含有能催化葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的酶
D.线粒体普遍存在于动植物细胞中,是细胞的“动力车间”
3.(2025·哈尔滨高一月考)某细胞内,部分物质的代谢过程如图所示,下列相关叙述正确的有( )
①图解中的a、b两物质依次是H2O和O2 ②1分子葡萄糖彻底氧化分解可产生12分子水 ③图解中丙阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖 ④图解中甲、乙阶段产生[H]的场所都是线粒体 ⑤产物H2O中氧的来源是葡萄糖和O2 ⑥用18O标记葡萄糖,则产物中会检测到C18O2 ⑦葡萄糖进入线粒体,在酶的作用下,生成CO2和H2O
A.①②⑥ B.①③④⑥
C.④⑤⑥ D.②③⑥⑦
4.(2024·德州高一期末)2,4-二硝基苯酚(DNP)是一种质子(H+)载体,能够使质子不经过线粒体内膜上的ATP合成酶而顺浓度梯度进入线粒体基质,使得ATP的合成效率变低,但不影响有机物的氧化分解过程。下列说法错误的是( )
A.DNP运输质子时为主动运输
B.DNP影响了有氧呼吸的第三阶段
C.质子通过ATP合成酶进入线粒体基质时伴随ATP的合成
D.DNP可使有机物氧化分解释放的能量更多地以热能形式散失
5.(2024·重庆高一期中)乳酸脱氢酶(LDH)有多种类型,人的心肌细胞中主要是LDH1,催化乳酸转化为丙酮酸,生成的丙酮酸继续进行有氧氧化;骨骼肌细胞中主要是LDH5,缺氧条件下,催化丙酮酸转化为乳酸。下列叙述正确的是( )
A.LDH1为乳酸转化为丙酮酸提供活化能
B.LDH5分布在骨骼肌细胞的线粒体内膜上
C.丙酮酸继续进行有氧氧化会产生大量[H]
D.骨骼肌细胞的CO2可以在细胞质基质和线粒体中产生
6.(2025·南京高一月考)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.蓝细菌没有线粒体,但能进行有氧呼吸
B.有氧呼吸的场所是线粒体
C.无氧呼吸过程中有还原氢的积累
D.丙酮酸生成乳酸过程中,底物中的大部分能量以热能形式散失
7.如图为细胞呼吸的图解,数字表示生理过程,字母表示物质。下列叙述正确的是( )
A.①②③过程释放的能量大部分用于e的合成
B.图中的b和c表示的是同一种物质
C.人体的骨骼肌细胞会发生图中所有的代谢过程
D.②③过程所需要的酶均位于线粒体基质
8.(2025·昆明高一质检)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.人体骨骼肌细胞进行细胞呼吸时,产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质
B.人体成熟红细胞进行细胞呼吸时,葡萄糖分子中的能量主要以热能的形式散失
C.细胞中的有机物在氧化分解时,O2的消耗量与CO2的产生量一定相等
D.细胞呼吸除了能为生命活动提供能量,还是生物体内物质代谢的枢纽
9.GA指组织细胞在氧供应充分的条件下进行无氧呼吸的过程,肌肉锻炼时GA的存在有助于大脑保持活力。下列相关叙述错误的是( )
A.有氧呼吸第二阶段会产生[H],GA第二阶段不产生[H]
B.人体GA结束时,葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中
C.不同运动状态下,肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量
D.肌肉锻炼时GA的存在可能有利于脑细胞有氧呼吸
10.(2024·江苏泰州中学高一期末)短跑运动员在百米决赛冲刺过程中,剧烈运动时肌细胞需要消耗大量的能量,同时耗氧量约为安静时的10~20倍。下列有关叙述正确的是( )
A.剧烈运动时,肌细胞的线粒体直接分解葡萄糖供能
B.剧烈运动时,肌细胞产生CO2的场所只有线粒体
C.剧烈运动时,肌肉细胞会积累大量的ATP
D.剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等
11.细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH即[H]分解产生的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.线粒体内膜由1层磷脂双分子层参与构成
B.该过程发生在有氧呼吸第三阶段,该过程还生成H2O
C.H+通过质子泵和结构①的跨膜运输方式分别是主动运输和协助扩散
D.结构①可以维持线粒体基质与膜间隙的H+浓度差,保证ATP的顺利合成
12.人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累, 由此引发多种疾病。科研人员进行相关动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图分析,下列说法错误的是( )
A.过程②发生在细胞质基质,该过程无ATP的生成
B.过程④将代谢物X消耗,避免代谢产物的积累,维持体内pH稳定
C.呼吸链受损会导致有氧呼吸异常,代谢物X是乳酸或酒精
D.过程⑤中酶B为过氧化氢酶,催化H2O2的分解,避免H2O2对细胞的毒害
13.如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度的影响。下列有关叙述正确的是( )
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质
B.2 ℃时光照对番茄果实呼吸的抑制作用比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸强度减弱,可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
14.天南星科植物在开花期,其肉穗状花序会释放大量热量,升高温度,形成所谓“开花生热”现象。“开花生热”发生的原理:使有氧呼吸[H]的氧化过程与ATP的合成过程解偶联,使该过程不能合成ATP。下列相关说法正确的是( )
A.“开花生热”现象发生前后,等量有机物进行有氧呼吸释放的能量相等
B.“开花生热”释放的热量主要来自线粒体基质
C.若不发生“开花生热”,则植物有氧呼吸释放的能量大部分用于合成ATP
15.(2025·湖州高一月考)结合细胞呼吸原理分析,下列叙述正确的是( )
A.酸奶胀袋可能是乳酸菌发酵所致
B.宜在低温、无氧、干燥条件下储藏果蔬
C.提倡有氧运动,可减少无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀
D.温室种植蔬菜时,夜晚应升高温度促进细胞呼吸
16.细胞呼吸的基本过程如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.人体脂肪细胞在线粒体中进行②过程
B.人体骨骼肌细胞进行①③过程会释放少量的能量
C.①④过程中,葡萄糖中的能量大多数会保留在酒精中
D.②③④过程均会产生少量ATP
17.如图表示细胞有氧呼吸某阶段发生的电子传递过程,H+顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作,催化ADP和Pi合成ATP。下列有关叙述错误的是( )
A.该过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸释放能量最多的阶段
B.NADH代表还原型辅酶Ⅰ,既是能量的载体又是还原性物质
C.A侧面为线粒体基质,B侧面为细胞质基质,H+浓度A侧面>B侧面
D.硝化细菌能进行有氧呼吸,其细胞膜上可能存在该电子传递的过程
18.(2024·山东德州第一中学高一月考)某生物兴趣小组向酵母菌培养液中通入不同浓度的O2后,CO2的产生量与O2的消耗量变化趋势如图所示(假设酵母菌的呼吸底物为葡萄糖)。下列相关叙述正确的是( )
A.O2浓度为a时,呼吸底物(葡萄糖)中的能量大多以热能形式散失
B.O2浓度为b时,酵母菌产生的CO2来自线粒体基质和细胞质基质
C.O2浓度为c时,约有3/5的葡萄糖用于酵母菌细胞的无氧呼吸过程
D.若实验中的酵母菌更换为乳酸菌,则曲线Ⅰ、Ⅱ趋势均不发生改变
19.(2025·苏州高一质检)真核细胞有氧呼吸全过程可分为如图所示的糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段,一些中间产物还可合成脂肪等。下列相关叙述不正确的是( )
A.糖酵解、柠檬酸循环过程都能产生ATP和[H]
B.糖酵解时葡萄糖释放的化学能中大部分转化为热能
C.细胞呼吸除了为生物体提供能量,也是生物体代谢的枢纽
D.参与电子传递链中的[H]可来自糖、水等
20.下列有关细胞呼吸在生产生活中应用的叙述,正确的是( )
A.制作酸奶时,应保持适当通气,有利于乳酸菌的繁殖
B.给含有酵母菌的发酵液连续通气,有利于提高产酒量
C.水稻种植中的适时晒田,有利于增强根系的有氧呼吸
D.用透气的消毒纱布包扎伤口,有利于组织细胞的有氧呼吸
难度 基础题
二、非选择题(本题包括3小题,共40分。)
21.(14分)(2025·赤峰高一期中)细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸,两者进行的场所、过程等均存在差异。如图表示细胞的部分结构和功能,据图回答下列问题:
(1)(3分)图中A是________,B的利用发生在有氧呼吸的第________阶段,B的产生部位是____________。
(2)该细胞产生CO2的场所是______________,如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比是____________。
(3)(2分)小麦长时间浸泡会出现烂根而死亡,原因是根细胞无氧呼吸产生的____________对细胞有毒害作用,该物质的检测试剂是______________。
(4)(3分)农业生产中,常采用疏松土壤的措施,其目的是______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)结合图示过程,有氧呼吸的反应式可写成_________________________________
________________________________________________________________________。
22.(12分)如图1表示樱桃的细胞呼吸过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2是一种利用樱桃测定呼吸速率的密闭装置。请结合图示回答下列问题:
(1)(4分)图1中A和C代表的物质分别是_________________________、__________。图中有氧呼吸的完整过程包括__________(填序号),过程④在____________上进行。
(2)关闭活塞,在适宜温度下30 min后,测得有色液滴向左移动了一定距离,则该移动通常由________________________(填生理过程)引起。
(3)为了________________________________________________________________________,
必须对实验结果进行校正。校正装置的容器和试管中应分别放入_______________________、____________________________________________。
23.(14分)褐色脂肪组织外观呈褐色,细胞内含有大量的脂肪小滴及高浓度的线粒体。研究发现,脂肪的合成与线粒体直接相关。褐色脂肪组织的功能类似一个产热器,主要通过细胞内脂肪酸的氧化磷酸化分解产热,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)线粒体有内、外两层膜,内膜上的蛋白质含量远高于外膜,原因是内膜上含有大量____________________________。据图可知,线粒体的呼吸底物是__________,氧化分解脂肪时耗氧量较多的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在线粒体中生成的柠檬酸可在____________中转化为脂肪,脂肪在脂肪细胞中以脂肪小滴的形式存在,推测包裹脂肪小滴的膜结构和线粒体膜结构的差异是_____________
________________________________________________________________________。Ca2+在柠檬酸循环中具有重要作用,根据图示推测蛋白N的作用是___________________
________________________________________________________________________。
(3)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有UCP-1蛋白,H+可以通过UCP-1蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例__________(填“明显增大”“明显减小”或“不受影响”)。
周测10 细胞呼吸的原理及应用
一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2025·邯郸高一质检)关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验,下列说法不合理的是( )
A.该实验的自变量是氧气的有无
B.B瓶应封口放置一段时间后,再连接盛澄清石灰水的锥形瓶
C.甲、乙两瓶内如果是溴麝香草酚蓝溶液,可用变色时间进行比较
D.甲、乙两瓶内如果是酸性重铬酸钾溶液,可判断是否生成酒精
答案 D
解析 酸性重铬酸钾溶液可以与酒精反应从橙色变成灰绿色,但是应该与A、B瓶的溶液反应,D不合理。
题点 探究酵母菌细胞呼吸的方式
难度 基础题
2.(2024·江苏盐城中学高一期末)题图为线粒体结构模式图,①~③表示线粒体的某结构。下列相关叙述错误的是( )
A.结构①中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
B.结构①的某些部位向内折叠形成嵴,增加了膜面积
C.结构②中含有能催化葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的酶
D.线粒体普遍存在于动植物细胞中,是细胞的“动力车间”
答案 C
解析 结构①(线粒体内膜)的基本支架是磷脂双分子层,蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层,磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,A正确;结构②是线粒体基质,而催化葡萄糖分解为丙酮酸和[H]的酶分布在细胞质基质中,C错误;线粒体普遍存在于动植物细胞中,是进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,D正确。
题点 线粒体的结构
难度 基础题
3.(2025·哈尔滨高一月考)某细胞内,部分物质的代谢过程如图所示,下列相关叙述正确的有( )
①图解中的a、b两物质依次是H2O和O2 ②1分子葡萄糖彻底氧化分解可产生12分子水 ③图解中丙阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖 ④图解中甲、乙阶段产生[H]的场所都是线粒体 ⑤产物H2O中氧的来源是葡萄糖和O2 ⑥用18O标记葡萄糖,则产物中会检测到C18O2 ⑦葡萄糖进入线粒体,在酶的作用下,生成CO2和H2O
A.①②⑥ B.①③④⑥
C.④⑤⑥ D.②③⑥⑦
答案 A
解析 分析可知,图解中的a、b两物质依次是H2O和O2,①正确;1分子葡萄糖经过甲、乙两个阶段产生24分子[H],在丙阶段24分子[H]和6分子氧气参与反应生成12分子水,②正确;图解中丙阶段产生的水中的氢最终来自葡萄糖和水,③错误;图解中甲阶段产生[H]的场所是细胞质基质,乙阶段产生[H]的场所是线粒体基质,④错误;产物H2O中氧的来源是O2,⑤错误;CO2中的氧来自葡萄糖和水,因此用18O标记葡萄糖,则产物中会检测到C18O2,⑥正确;葡萄糖不能直接进入线粒体,⑦错误。
题点 有氧呼吸的过程
难度 基础题
4.(2024·德州高一期末)2,4-二硝基苯酚(DNP)是一种质子(H+)载体,能够使质子不经过线粒体内膜上的ATP合成酶而顺浓度梯度进入线粒体基质,使得ATP的合成效率变低,但不影响有机物的氧化分解过程。下列说法错误的是( )
A.DNP运输质子时为主动运输
B.DNP影响了有氧呼吸的第三阶段
C.质子通过ATP合成酶进入线粒体基质时伴随ATP的合成
D.DNP可使有机物氧化分解释放的能量更多地以热能形式散失
答案 A
解析 DNP能使质子不经过线粒体内膜上的ATP合成酶而顺浓度梯度进入线粒体基质,A错误。
题点 有氧呼吸的过程综合
难度 中档题
5.(2024·重庆高一期中)乳酸脱氢酶(LDH)有多种类型,人的心肌细胞中主要是LDH1,催化乳酸转化为丙酮酸,生成的丙酮酸继续进行有氧氧化;骨骼肌细胞中主要是LDH5,缺氧条件下,催化丙酮酸转化为乳酸。下列叙述正确的是( )
A.LDH1为乳酸转化为丙酮酸提供活化能
B.LDH5分布在骨骼肌细胞的线粒体内膜上
C.丙酮酸继续进行有氧氧化会产生大量[H]
D.骨骼肌细胞的CO2可以在细胞质基质和线粒体中产生
答案 C
解析 酶的作用机理是降低化学反应的活化能,LDH1能降低乳酸转化为丙酮酸所需的活化能,而不能提供活化能,A错误;骨骼肌细胞中的LDH5在缺氧条件下催化丙酮酸转化为乳酸,场所在细胞质基质,B错误;丙酮酸继续进行有氧氧化属于有氧呼吸的第二阶段,会产生大量[H],C正确;骨骼肌细胞进行有氧呼吸时,在线粒体中产生CO2,无氧呼吸时,在细胞质基质中产生乳酸,不会产生CO2,D错误。
题点 有氧呼吸的过程
难度 基础题
6.(2025·南京高一月考)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.蓝细菌没有线粒体,但能进行有氧呼吸
B.有氧呼吸的场所是线粒体
C.无氧呼吸过程中有还原氢的积累
D.丙酮酸生成乳酸过程中,底物中的大部分能量以热能形式散失
答案 A
解析 蓝细菌没有线粒体,但含有与有氧呼吸相关的酶,也能进行有氧呼吸,A正确;对于真核生物而言,有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,B错误;无氧呼吸第一阶段产生的还原氢被第二阶段消耗掉,没有还原氢的积累,C错误;丙酮酸生成乳酸过程中,没有能量释放,D错误。
题点 有氧呼吸和无氧呼吸的比较
难度 基础题
7.如图为细胞呼吸的图解,数字表示生理过程,字母表示物质。下列叙述正确的是( )
A.①②③过程释放的能量大部分用于e的合成
B.图中的b和c表示的是同一种物质
C.人体的骨骼肌细胞会发生图中所有的代谢过程
D.②③过程所需要的酶均位于线粒体基质
答案 B
解析 ①②③过程释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分用于合成e(ATP),A错误;图中的b和c表示的都是H2O,B正确;人体的骨骼肌细胞无氧呼吸时产生乳酸,不会发生④过程,C错误;③过程为有氧呼吸第三阶段,所需的酶位于线粒体内膜,D错误。
题点 细胞呼吸过程
难度 基础题
8.(2025·昆明高一质检)下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.人体骨骼肌细胞进行细胞呼吸时,产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质
B.人体成熟红细胞进行细胞呼吸时,葡萄糖分子中的能量主要以热能的形式散失
C.细胞中的有机物在氧化分解时,O2的消耗量与CO2的产生量一定相等
D.细胞呼吸除了能为生命活动提供能量,还是生物体内物质代谢的枢纽
答案 D
解析 动物细胞无氧呼吸的产物只有乳酸,没有CO2,所以细胞呼吸中,CO2的产生场所是线粒体基质,A错误;人体成熟红细胞主要进行无氧呼吸,葡萄糖分子中的能量主要储存在乳酸中,B错误;细胞中的脂肪进行氧化分解时,消耗的O2量大于CO2的产生量,C错误。
题点 有氧呼吸和无氧呼吸的比较
难度 中档题
9.GA指组织细胞在氧供应充分的条件下进行无氧呼吸的过程,肌肉锻炼时GA的存在有助于大脑保持活力。下列相关叙述错误的是( )
A.有氧呼吸第二阶段会产生[H],GA第二阶段不产生[H]
B.人体GA结束时,葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中
C.不同运动状态下,肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量
D.肌肉锻炼时GA的存在可能有利于脑细胞有氧呼吸
答案 B
解析 有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都会产生[H],GA(无氧呼吸)只在第一阶段产生[H],A正确;GA是指组织细胞在氧供应充分的条件下进行无氧呼吸的过程,无氧呼吸时有机物氧化分解不彻底,大部分能量储存在乳酸中,B错误;人有氧呼吸时消耗的O2和释放的CO2相等,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,C正确;GA有助于保持大脑活力可能是其促进了脑细胞的有氧呼吸,从而产生更多的能量,D正确。
题点 细胞呼吸过程
难度 基础题
10.(2024·江苏泰州中学高一期末)短跑运动员在百米决赛冲刺过程中,剧烈运动时肌细胞需要消耗大量的能量,同时耗氧量约为安静时的10~20倍。下列有关叙述正确的是( )
A.剧烈运动时,肌细胞的线粒体直接分解葡萄糖供能
B.剧烈运动时,肌细胞产生CO2的场所只有线粒体
C.剧烈运动时,肌肉细胞会积累大量的ATP
D.剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等
答案 B
解析 线粒体不能直接分解葡萄糖,葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸,丙酮酸进入线粒体中完成有氧呼吸第二、三阶段,A错误;肌细胞产生CO2的场所只有线粒体,即有氧呼吸第二阶段,无氧呼吸不产生CO2,B正确;ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,ATP不会大量积累,C错误;无氧呼吸时生成ATP的量少于有氧呼吸,剧烈运动时,骨骼肌细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,因此剧烈运动时骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时只进行有氧呼吸生成ATP的量不相等,D错误。
题点 细胞呼吸过程
难度 基础题
11.细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH即[H]分解产生的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.线粒体内膜由1层磷脂双分子层参与构成
B.该过程发生在有氧呼吸第三阶段,该过程还生成H2O
C.H+通过质子泵和结构①的跨膜运输方式分别是主动运输和协助扩散
D.结构①可以维持线粒体基质与膜间隙的H+浓度差,保证ATP的顺利合成
答案 D
解析 磷脂双分子层是膜的基本支架,线粒体内膜由1层磷脂双分子层参与构成,A正确;有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上完成,将前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O,并释放出大量的能量,B正确;H+通过质子泵从线粒体基质到达膜间隙是由低浓度一侧向高浓度一侧运输,属于主动运输,H+通过结构①从膜间隙向线粒体基质的跨膜运输是由高浓度一侧向低浓度一侧运输,属于协助扩散,C正确;由“大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成”可知,结构①不利于维持线粒体基质与膜间隙的H+浓度差,D错误。
题点 有氧呼吸的过程
难度 中档题
12.人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累, 由此引发多种疾病。科研人员进行相关动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图分析,下列说法错误的是( )
A.过程②发生在细胞质基质,该过程无ATP的生成
B.过程④将代谢物X消耗,避免代谢产物的积累,维持体内pH稳定
C.呼吸链受损会导致有氧呼吸异常,代谢物X是乳酸或酒精
D.过程⑤中酶B为过氧化氢酶,催化H2O2的分解,避免H2O2对细胞的毒害
答案 C
解析 过程②表示无氧呼吸的第二阶段,在小鼠细胞中,丙酮酸分解只能产生乳酸,此过程并不能产生ATP,A正确,C错误;代谢物X为乳酸,过程④可以将其分解,避免了乳酸的大量积累,维持体内的 pH 稳定,B正确;酶B可以使H2O2分解为H2O和O2,所以酶B为过氧化氢酶,可以避免H2O2对细胞的毒害作用,D正确。
题点 细胞呼吸过程
难度 中档题
13.如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度的影响。下列有关叙述正确的是( )
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质
B.2 ℃时光照对番茄果实呼吸的抑制作用比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸强度减弱,可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
答案 B
解析 番茄果实细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质,A错误;由题图可知,2 ℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸速率差值比15 ℃时大,即2 ℃时光照对番茄果实细胞呼吸的抑制作用更强,B正确;低温条件下呼吸强度较小,但此时黑暗条件下比光照条件下呼吸强度大,所以低温、光照条件下更有利于番茄果实的储存,C错误;低温仅抑制酶的活性,不破坏酶的空间结构,D错误。
题点 影响细胞呼吸的因素
难度 基础题
14.天南星科植物在开花期,其肉穗状花序会释放大量热量,升高温度,形成所谓“开花生热”现象。“开花生热”发生的原理:使有氧呼吸[H]的氧化过程与ATP的合成过程解偶联,使该过程不能合成ATP。下列相关说法正确的是( )
A.“开花生热”现象发生前后,等量有机物进行有氧呼吸释放的能量相等
B.“开花生热”释放的热量主要来自线粒体基质
C.若不发生“开花生热”,则植物有氧呼吸释放的能量大部分用于合成ATP
D.“开花生热”有利于无机盐等物质从细胞外被吸收进入细胞
答案 A
解析 “开花生热”释放的热量主要来自线粒体内膜,B错误;若不发生“开花生热”,植物有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式释放,C错误;无机盐等物质从细胞外被吸收进入细胞,需要消耗细胞有氧呼吸供给的能量,“开花生热”导致产生的ATP减少,所以不利于无机盐等物质从细胞外被吸收进入细胞,D错误。
题点 有氧呼吸的过程
难度 中档题
15.(2025·湖州高一月考)结合细胞呼吸原理分析,下列叙述正确的是( )
A.酸奶胀袋可能是乳酸菌发酵所致
B.宜在低温、无氧、干燥条件下储藏果蔬
C.提倡有氧运动,可减少无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀
D.温室种植蔬菜时,夜晚应升高温度促进细胞呼吸
答案 C
解析 乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸,不产生CO2,因此酸奶胀袋不可能是乳酸菌发酵所致,A错误;水果、蔬菜储藏需要零上低温、低氧、湿度适中,这样可以降低细胞呼吸速率,减少有机物的消耗,达到长时间储藏、保鲜的效果,B错误;温室种植蔬菜时,夜晚可适当降温,抑制酶的活性,以减少呼吸消耗,D错误。
题点 细胞呼吸原理的应用
难度 基础题
16.细胞呼吸的基本过程如图所示。下列相关叙述不正确的是( )
A.人体脂肪细胞在线粒体中进行②过程
B.人体骨骼肌细胞进行①③过程会释放少量的能量
C.①④过程中,葡萄糖中的能量大多数会保留在酒精中
D.②③④过程均会产生少量ATP
答案 D
解析 ③过程表示生成乳酸的无氧呼吸第二阶段,④过程表示生成酒精的无氧呼吸第二阶段,③④过程不会产生ATP,D错误。
题点 细胞呼吸过程
难度 基础题
17.如图表示细胞有氧呼吸某阶段发生的电子传递过程,H+顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作,催化ADP和Pi合成ATP。下列有关叙述错误的是( )
A.该过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸释放能量最多的阶段
B.NADH代表还原型辅酶Ⅰ,既是能量的载体又是还原性物质
C.A侧面为线粒体基质,B侧面为细胞质基质,H+浓度A侧面>B侧面
D.硝化细菌能进行有氧呼吸,其细胞膜上可能存在该电子传递的过程
答案 C
解析 A侧面为线粒体基质,B侧面为线粒体膜间隙,H+顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作,H+浓度B侧面>A侧面,C错误;硝化细菌不含线粒体,但能进行有氧呼吸,推测其细胞膜上可能存在该电子传递的过程,D正确。
题点 有氧呼吸的过程
难度 中档题
18.(2024·山东德州第一中学高一月考)某生物兴趣小组向酵母菌培养液中通入不同浓度的O2后,CO2的产生量与O2的消耗量变化趋势如图所示(假设酵母菌的呼吸底物为葡萄糖)。下列相关叙述正确的是( )
A.O2浓度为a时,呼吸底物(葡萄糖)中的能量大多以热能形式散失
B.O2浓度为b时,酵母菌产生的CO2来自线粒体基质和细胞质基质
C.O2浓度为c时,约有3/5的葡萄糖用于酵母菌细胞的无氧呼吸过程
D.若实验中的酵母菌更换为乳酸菌,则曲线Ⅰ、Ⅱ趋势均不发生改变
答案 B
解析 曲线Ⅰ表示酵母菌细胞呼吸CO2的产生量,曲线Ⅱ表示酵母菌有氧呼吸O2的消耗量,在O2浓度为a时,酵母菌细胞呼吸CO2的产生量大于O2的消耗量,因而可判断此时既存在有氧呼吸,也存在无氧呼吸,酵母菌有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失,而无氧呼吸消耗的葡萄糖中的能量大多储存在酒精中,A错误;O2浓度为b时,酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质,B正确;O2浓度为c时,酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖约占10/6÷[10/6+(12-10)/2]=5/8,约有1-5/8=3/8的葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸,C错误;乳酸菌只能进行无氧呼吸,其呼吸产物为乳酸,不产生CO2,若实验中的酵母菌更换为乳酸菌,则曲线Ⅰ、Ⅱ走势均会发生改变,D错误。
题点 细胞呼吸的有关计算
难度 中档题
19.(2025·苏州高一质检)真核细胞有氧呼吸全过程可分为如图所示的糖酵解、柠檬酸循环和电子传递链三个阶段,一些中间产物还可合成脂肪等。下列相关叙述不正确的是( )
A.糖酵解、柠檬酸循环过程都能产生ATP和[H]
B.糖酵解时葡萄糖释放的化学能中大部分转化为热能
C.细胞呼吸除了为生物体提供能量,也是生物体代谢的枢纽
D.参与电子传递链中的[H]可来自糖、水等
答案 B
解析 糖酵解(呼吸作用第一阶段)、柠檬酸循环(有氧呼吸第二阶段)过程都能产生ATP和[H],A正确;糖酵解时葡萄糖中的化学能大部分储存在丙酮酸中,B错误;分析题图可知:多糖水解为单糖,经糖酵解可以转化为甘油,从而转化为脂肪,也可分解成丙酮酸,经过反应生成脂肪,所以细胞呼吸是糖类、脂肪等相互转化的枢纽,C正确;糖和水中含有H,参与电子传递链中的[H]可来自糖、水等物质,D正确。
题点 有氧呼吸过程
难度 中档题
20.下列有关细胞呼吸在生产生活中应用的叙述,正确的是( )
A.制作酸奶时,应保持适当通气,有利于乳酸菌的繁殖
B.给含有酵母菌的发酵液连续通气,有利于提高产酒量
C.水稻种植中的适时晒田,有利于增强根系的有氧呼吸
D.用透气的消毒纱布包扎伤口,有利于组织细胞的有氧呼吸
答案 C
解析 乳酸菌是厌氧菌,因此用乳酸菌制作酸奶时,不需要通气,A错误;酵母菌酿酒利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的特性,所以不能向发酵罐内连续通气,B错误;稻田定期排水、晒田能够为根细胞提供充足的氧气,有利于增强水稻根系的细胞呼吸,从而促进根对矿质元素的吸收,C正确;选择透气的消毒纱布包扎伤口,可创造有氧环境,从而起到抑制厌氧菌繁殖的作用,D错误。
题点 细胞呼吸原理的应用
难度 基础题
二、非选择题(本题包括3小题,共40分。)
21.(14分)(2025·赤峰高一期中)细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸,两者进行的场所、过程等均存在差异。如图表示细胞的部分结构和功能,据图回答下列问题:
(1)(3分)图中A是________,B的利用发生在有氧呼吸的第________阶段,B的产生部位是____________。
(2)该细胞产生CO2的场所是______________,如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2,所消耗的葡萄糖之比是____________。
(3)(2分)小麦长时间浸泡会出现烂根而死亡,原因是根细胞无氧呼吸产生的____________对细胞有毒害作用,该物质的检测试剂是______________。
(4)(3分)农业生产中,常采用疏松土壤的措施,其目的是______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)结合图示过程,有氧呼吸的反应式可写成_________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)丙酮酸 二 线粒体内膜 (2)细胞质基质、线粒体 1∶3 (3)酒精 酸性重铬酸钾溶液 (4)改善氧气供应,促进根部有机物彻底氧化分解,释放大量能量以促进根对无机盐的吸收 (5)C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
题点 细胞呼吸过程
难度 基础题
22.(12分)如图1表示樱桃的细胞呼吸过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2是一种利用樱桃测定呼吸速率的密闭装置。请结合图示回答下列问题:
(1)(4分)图1中A和C代表的物质分别是_________________________、__________。图中有氧呼吸的完整过程包括__________(填序号),过程④在____________上进行。
(2)关闭活塞,在适宜温度下30 min后,测得有色液滴向左移动了一定距离,则该移动通常由________________________(填生理过程)引起。
(3)为了________________________________________________________________________,
必须对实验结果进行校正。校正装置的容器和试管中应分别放入_______________________、____________________________________________。
答案 (1)H2O [H](或NADH或还原型辅酶Ⅰ) ①③④ 线粒体内膜 (2)樱桃的有氧呼吸 (3)排除外界物理因素对实验结果的影响 与实验组等量的消毒的无活力樱桃 与实验组等量(5 mL)的20%NaOH溶液
解析 (1)图中过程①为细胞呼吸的第一阶段,过程②是无氧呼吸的第二阶段,产物E是酒精、B是二氧化碳,过程③是有氧呼吸的第二阶段,A是H2O,C是[H](或NADH或还原型辅酶Ⅰ),过程④为有氧呼吸的第三阶段,在线粒体内膜上进行,D是氧气。(2)在适宜温度下,装置内的鲜樱桃可进行有氧呼吸,产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,同时会消耗装置内的氧气,因此装置中气体总量减少,有色液滴向左移动,进行无氧呼吸时不消耗氧气,产生的二氧化碳被吸收,瓶内压强不变,所以液滴左移由有氧呼吸引起。(3)外界温度等环境因素也会引起有色液滴的移动,因此为了排除外界物理因素对实验结果的影响,使测得的有色液滴移动数值更准确,必须设计校正装置,容器和试管中应分别放入与实验组等量的消毒的无活力(如加热后冷却)樱桃和与实验组等量(5 mL)的20%NaOH溶液。
题点 细胞呼吸综合
难度 基础题
23.(14分)褐色脂肪组织外观呈褐色,细胞内含有大量的脂肪小滴及高浓度的线粒体。研究发现,脂肪的合成与线粒体直接相关。褐色脂肪组织的功能类似一个产热器,主要通过细胞内脂肪酸的氧化磷酸化分解产热,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)线粒体有内、外两层膜,内膜上的蛋白质含量远高于外膜,原因是内膜上含有大量____________________________。据图可知,线粒体的呼吸底物是__________,氧化分解脂肪时耗氧量较多的原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在线粒体中生成的柠檬酸可在____________中转化为脂肪,脂肪在脂肪细胞中以脂肪小滴的形式存在,推测包裹脂肪小滴的膜结构和线粒体膜结构的差异是_____________
________________________________________________________________________。Ca2+在柠檬酸循环中具有重要作用,根据图示推测蛋白N的作用是___________________
________________________________________________________________________。
(3)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有UCP-1蛋白,H+可以通过UCP-1蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例__________(填“明显增大”“明显减小”或“不受影响”)。
答案 (1)与有氧呼吸有关的酶 丙酮酸 脂肪分子中C、H的比例高,氧化分解时耗氧量大 (2)细胞质基质 包裹脂肪小滴的膜是由单层磷脂分子构成的膜,线粒体膜是由双层磷脂分子构成的膜 将Ca2+运出线粒体,维持线粒体基质中Ca2+浓度的相对稳定 (3)明显增大
解析 (1)线粒体内膜上含有大量与有氧呼吸第三阶段有关的酶,因此内膜上的蛋白质含量远高于外膜。线粒体的呼吸底物是丙酮酸,线粒体中能进行有氧呼吸的第二、三阶段,将丙酮酸彻底氧化分解。脂肪分子中C、H比例高,所以耗氧多,释放的能量多。(2)磷脂分子具有疏水的“尾”部和亲水的“头”部,脂肪细胞内包裹脂肪小滴的膜磷脂分子的亲脂(疏水)一端与脂肪相靠近,因此是单层磷脂分子,线粒体膜为双层磷脂分子。从图中可看出,蛋白N能协助Ca2+运出线粒体,维持线粒体基质中Ca2+浓度的相对稳定。(3)UCP-1蛋白是H+通道蛋白,H+可以通过UCP-1蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成,因此棕色脂肪细胞被激活时,线粒体合成的ATP减少,释放的能量中热能所占比例明显增大。
题点 细胞呼吸综合
难度 中档题