【备考2027】高考生物学一轮复习 课时规范练10 细胞呼吸的原理和过程(含答案)

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2027全国版高考生物学一轮复习
课时规范练10　细胞呼吸的原理和过程
(选择题每小题3分)
必备知识基础练
考点一　细胞呼吸的方式和过程
1.(2025·北京卷)下图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中,细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是(　　)
选项 部位1 部位2 部位3 部位4
大量 少量 少量 无
大量 大量 少量 无
少量 大量 无 少量
少量 无 大量 大量
2.(2026·吉林延边模拟)实验小组将酵母菌破碎并离心后获得线粒体悬液,向悬液中加入14C标记的丙酮酸并通入18O2,有关悬液中的变化情况,下列叙述错误的是(　　)
A.丙酮酸的量会减少
B.会释放出14C标记的CO2
C.18O只可能出现在H2O中
D.在线粒体内膜上产生大量ATP
3.(2025·安徽模拟)下图表示真核细胞内细胞呼吸的过程,其中①~⑤表示相关反应阶段,下列叙述错误的是(　　)
A.图中①过程发生的场所是细胞质基质
B.图中能产生ATP的过程有①②③
C.④⑤是无氧呼吸的过程,能产生少量ATP
D.酸性重铬酸钾在检验酒精时颜色由橙色变成灰绿色
4.(2025·浙江绍兴二模)哺乳动物细胞的有氧呼吸需要依赖电子传递链完成,细胞色素c氧化酶(COX)是电子传递链的末端酶,可将呼吸底物的电子传递给O2。下列推测不合理的是(　　)
A.COX是含氮有机物
B.COX位于线粒体内膜上
C.COX能催化[H]生成
D.COX缺乏症患者乳酸产生量增加
5.(2025·黑吉辽蒙卷改编)下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图,图中NADH可储存能量,①②③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是(　　)
A.①和②发生在细胞质基质,③发生在线粒体
B.③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成
C.无氧条件下,③不能进行,①和②能正常进行
D.无氧条件下,①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中
考点二　细胞呼吸方式的判断
6.(2025·陕西商洛二模)植物可通过改变呼吸代谢途径来适应不同的环境。某植物幼苗的根细胞经细胞呼吸释放CO2的速率变化情况如图所示,a点之后,该植物幼苗进入无氧环境。下列叙述错误的是(　　)
A.a点前,线粒体基质中有CO2产生
B.a~b段,根细胞只进行无氧呼吸并产生乳酸
C.b点时,根细胞开始生成酒精和CO2
D.a~c段,根的细胞呼吸发生在细胞质基质和线粒体中
7.(2025·湖北襄阳一模)在特定的无氧环境下,某些植物根部细胞中相关酶的基因均可表达,能同时产生乳酸和乙醇。下图为某植物根部在无氧条件下CO2释放速率随时间的变化曲线。下列叙述正确的是(　　)
A.a点前,根部细胞的细胞呼吸过程中不发生能量的转移
B.b点时,根部细胞进行细胞呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体
C.a点后,细胞呼吸产物可使酸性重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄
D.a点与b点,细胞呼吸分解等量葡萄糖生成ATP的量相等
关键能力提升练
8.(2025·河北卷改编)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶,T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳,研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量,结果如图。下列分析不正确的是(　　)
A.线粒体中的[H]可来自细胞质基质
B.突变体中有氧呼吸的第二阶段增强
C.突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻
D.突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强
9.(2026·北京大兴模拟)下图为人体细胞呼吸的部分过程。DNP(2,4-二硝基苯酚)是20世纪30年代曾广泛使用的减肥药,它是一种脂溶性小分子,可在膜中自由移动,作为H+转运体破坏膜两侧H+浓度差。下列说法不正确的是(　　)
A.图示生理过程为有氧呼吸第三阶段
B.图中NADH来自线粒体基质
C.DNP有严重副作用,可能伴有高热、高乳酸血症等
D.ATP合成动力为跨线粒体内膜的H+浓度梯度
10.(13分)(2026·江苏盐城模拟)科学家发现肿瘤中通常存在两种类型的癌细胞,其细胞呼吸的部分过程如图1所示,其中①~⑥表示过程,请回答下列问题。
图1
(1)物质A、C分别是　　　　　　、　　　。
(2)过程④⑥的场所分别是　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。
(3)癌细胞1吸收葡萄糖,并将其转化为乳酸,然后通过　　　　　　　　(运输方式)排出乳酸,随后被邻近的癌细胞2重新摄取。
(4)①~⑤中能产生ATP和[H]的有　　　　。
(5)科学家在研究低温对有氧呼吸的影响时,将长势相同的黄瓜幼苗进行相关处理,结果如图2。已知DNP可影响有氧呼吸过程中能量的转化。根据结果推测,DNP处理使得葡萄糖的消耗量　　　　,对有氧呼吸过程中能量转化的影响是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图2
参考答案
必备知识基础练
1.C　解析 题图中的部位1为线粒体基质,是有氧呼吸第二阶段进行的场所,在该阶段丙酮酸与水反应,产生CO2和[H]并释放少量能量,合成少量ATP;部位2为线粒体内膜,是有氧呼吸第三阶段进行的场所,在该阶段O2与[H]反应,产生水并释放大量能量,合成大量ATP;部位3为线粒体外膜,在该处不会发生细胞呼吸与合成ATP;部位4为细胞质基质,是有氧呼吸第一阶段进行的场所,该阶段将葡萄糖分解为丙酮酸并释放少量能量,合成少量ATP。
2.C　解析 丙酮酸在线粒体基质中被分解,生成CO2和[H],因此丙酮酸的量会减少,A项正确。丙酮酸中的14C会进入分解产生的CO2中,因此会释放出14C标记的CO2,B项正确。加入的18O2参与有氧呼吸第三阶段,生成O。但线粒体中的O可能参与丙酮酸分解(第二阶段),导致CO2中也可能含有18O,C项错误。线粒体内膜上可进行有氧呼吸第三阶段,会产生大量ATP,D项正确。
3.C　解析 题图中①过程是葡萄糖分解成丙酮酸的过程,发生的场所是细胞质基质,A项正确。题图中①过程是有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段,②过程是有氧呼吸第二阶段,③过程是有氧呼吸第三阶段,这三个过程都能产生ATP,B项正确。④⑤过程是无氧呼吸第二阶段,无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,第二阶段不产生ATP,C项错误。酸性重铬酸钾在检验酒精时颜色由橙色变成灰绿色,这是检验酒精的常用方法,D项正确。
4.C　解析 酶的化学本质大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质和RNA都含有氮元素,所以COX作为一种酶,是含氮有机物,A项合理。有氧呼吸电子传递链发生在线粒体内膜,COX是电子传递链的末端酶,所以COX位于线粒体内膜上,B项合理。[H]是有氧呼吸第一、二阶段产生的,而COX是电子传递链(有氧呼吸第三阶段)的末端酶,不能催化[H]生成,C项不合理。COX缺乏症患者的有氧呼吸电子传递链受阻,细胞会更多地进行无氧呼吸产生乳酸,导致血液中乳酸含量增加,D项合理。
5.B　解析 ①是细胞呼吸第一阶段,发生在细胞质基质;②是有氧呼吸第二阶段,③是有氧呼吸第三阶段,二者均发生在线粒体,A项错误。③(有氧呼吸第三阶段)中,NADH与O2结合,通过一系列化学反应生成水,B项正确。无氧条件下,③有氧呼吸第三阶段不能进行,②有氧呼吸第二阶段也无法正常进行,①可表示有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段,能正常进行,C项错误。无氧条件下,①产生的NADH参与无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,NADH中的能量转移到酒精或乳酸中,D项错误。
6.D　解析 a点之前,该植物幼苗处在有氧环境中,植物根细胞进行有氧呼吸,线粒体基质中会产生CO2,A项正确。a点之后,该植物幼苗进入无氧环境,a~b段,根细胞没有产生CO2,推测此时根细胞只进行无氧呼吸并产生乳酸,B项正确。由题图可知,b点之后CO2释放速率增大,且是无氧条件,故在b点时,根细胞开始生成酒精和CO2,C项正确。a~c段都是处于无氧条件下,植物只能进行无氧呼吸,植物根细胞的整个呼吸过程只发生在细胞质基质中,D项错误。
7.D　解析 细胞呼吸是细胞内分解有机物释放能量的过程。a点前植物根部细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,无氧呼吸第一阶段葡萄糖分解释放出少量能量,一部分以热能的形式散失,一部分转移到ATP中,大部分则存留在乳酸或酒精中,因此a点前根部细胞的细胞呼吸过程中发生能量的转移,A项错误。由题意可知,该环境是无氧环境,b点时细胞同时进行产生乳酸和酒精的无氧呼吸,场所是细胞质基质,不包括线粒体,B项错误。酸性重铬酸钾溶液用于检测酒精,橙色的酸性重铬酸钾溶液与酒精反应会变成灰绿色,a点后细胞呼吸产物有酒精,可使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色,C项错误。a点与b点,细胞都只进行无氧呼吸,无氧呼吸过程中无论产物是乳酸还是酒精,分解等量葡萄糖产生的ATP量是相同的,原因是无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,D项正确。
关键能力提升练
8.B　解析 有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,产生的[H]可进入线粒体参与后续反应,所以线粒体中的[H]可来自细胞质基质,A项正确。有氧呼吸第二阶段在线粒体基质内进行,该过程发生丙酮酸的分解,突变体线粒体中丙酮酸的含量高于野生型,说明有氧呼吸第二阶段受抑制,B项错误。T蛋白缺失使线粒体内膜受损,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段进行的场所,故突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻,C项正确。突变体的有氧呼吸因内膜受损等受影响,导致供能不足,且由题图可知,突变体无氧呼吸产物乳酸含量明显升高,说明突变体的无氧呼吸增强,D项正确。
9.B　解析 有氧呼吸分为三个阶段,题图中展示了有氧呼吸第三阶段的电子传递链和ATP合成过程。在有氧呼吸第三阶段,NADH与氧气结合生成水,同时释放大量能量,一部分能量用于合成ATP,A项正确。第三阶段参与反应的NADH来自细胞质基质(第一阶段)和线粒体基质(第二阶段),B项错误。根据题意和题图可知,DNP作为H+转运体破坏膜两侧H+浓度差,使H+不经ATP合酶回流,导致线粒体内膜两侧H+浓度差形成的势能无法用于合成ATP,使ATP合成减少,大量能量以热能的形式散失,进而导致机体高热;DNP使机体ATP合成减少,导致无氧呼吸加强以弥补ATP的不足,进而导致乳酸积累,形成高乳酸血症,C项正确。由题图可知,通过Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ(即电子传递链中一系列酶和载体)的作用,将H+从线粒体基质泵到线粒体内外膜间隙,增大了线粒体内膜两侧的H+浓度差。H+顺浓度梯度通过ATP合酶时,膜两侧H+浓度差形成的势能转化为ATP中的化学能,用于ADP和Pi合成ATP,D项正确。
10.答案 (1)丙酮酸　水
(2)线粒体内膜　细胞质基质
(3)协助扩散
(4)②③
(5)增加　降低能量转化效率,使更多能量以热能的形式散失,ATP合成减少
解析 (1)在细胞呼吸过程中,葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体继续参与有氧呼吸,物质A是葡萄糖分解的中间产物丙酮酸,在有氧呼吸第三阶段,O2与[H]结合生成水,物质C是有氧呼吸第三阶段的产物水。
(2)过程④是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜中,过程⑥是癌细胞2利用乳酸转化为物质A(丙酮酸)后进入线粒体,乳酸转化过程发生在细胞质基质中。
(3)癌细胞1吸收葡萄糖,并将其转化为乳酸,乳酸通过载体2运输,且顺浓度运输,因此运输方式是协助扩散。
(4)①是葡萄糖通过载体1进入癌细胞中的过程,不产生ATP和[H];②是葡萄糖分解为丙酮酸的过程,能产生少量ATP和[H];③是丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸第二阶段的过程,产生ATP和[H];④是有氧呼吸第三阶段,消耗[H],产生大量ATP;⑤是无氧呼吸第二阶段,消耗[H],不产生ATP。所以①~⑤中能产生ATP和[H]的有②③。
(5)分析题图2可知,与25 ℃组相比,加入DNP处理后,耗氧量增加,说明此时有氧呼吸速率更高,葡萄糖的消耗量增加,释放总能量更多,但ATP的生成量减少,故对有氧呼吸过程中能量的转化的影响是降低能量转化效率,使更多能量以热能的形式散失。
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