专题12 细胞呼吸-2025年高考生物一轮复习考点精讲精练

专题12 细胞呼吸 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验设计思路——对比实验 实验过程 (1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液,分别装入A、B两锥形瓶中。 (2)检测CO2的产生,装置如图所示。 ①甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是除去空气中的CO2。 ②乙组中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清的石灰水的锥形瓶的目的是耗尽瓶中原有的氧气。 ③CO2检测:观察两组装置中澄清的石灰水的变化。 (3)检测酒精的产生。 提醒　葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 检测及实验现象 条件 澄清的石灰水的变 化/出现变化的快慢 重铬酸钾的 浓硫酸溶液 甲组 (有氧) 变浑浊程度高/快 无变化 乙组 (无氧) 变浑浊程度低/慢 出现灰绿色 实验结论 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下产生酒精,还产生少量的CO2。 2.细胞呼吸 (1)概念:是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。 (2)类型:有氧呼吸和无氧呼吸。 (3)实质:细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。 3.有氧呼吸 (1)概念:是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。 (2)有氧呼吸过程。 (3)有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向): (4)能量变化:1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量,只有少量能量(977.28 kJ左右)转移至ATP中,大部分能量则以热能形式散失。 4.无氧呼吸 (1)概念:是指在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。 (2)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。 (3)过程。 (4)反应式。 ①产物为酒精:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量。 ②产物为乳酸:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量。 (5)能量转化。 ①只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。 ②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 (6)不同生物的无氧呼吸产物。 5.细胞呼吸的影响因素及应用 内部因素 外部因素及应用 (1)温度。 原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率 应用:①低温储存食品;②大棚栽培在夜间和阴天适当降温;③温水和面醒发快 (2)O2浓度。 原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用 应用:①中耕松土促进植物根部有氧呼吸;②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③低氧贮藏粮食、水果和蔬菜 (3)CO2浓度。 原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行 应用:适当增加CO2浓度,有利于水果和蔬菜的保鲜 (4)水。 分析:①水是生物化学反应的介质,也是有氧呼吸的反应物;②在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢 应用:①粮食在入仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行浸泡处理 1．细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程，下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是（    ） A．糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中，可以提供少量能量 B．在真核细胞中，丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2 C．三羧酸循环存在有氧呼吸过程中，该过程不需要水的参与 D．电子传递链主要分布于线粒体内膜，消耗O2并产生大量ATP 【答案】D 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、糖酵解为呼吸作用的第一阶段，可以生成少量ATP，既可以发生在无氧呼吸过程中，也可以发生在有氧呼吸过程中，A错误； B、在很多植物细胞中，无氧呼吸的产物是酒精和CO2，即丙酮酸也可以在细胞质基质当中被分解成酒精和CO2，B错误； C、三羧酸循环是有氧呼吸的第二阶段，该过程需要水的参与，C错误； D、电子传递链在有氧呼吸的第三阶段，场所在线粒体内膜，需要消耗O2并产生大量ATP，D正确。 故选D。 2．乳酸菌难以高密度培养，导致乳酸产量低。研究者将乳酸脱氢酶基因导入酵母菌，转基因酵母菌可同时产生乙醇和乳酸。下列叙述正确的是（    ） A．抑制厌氧呼吸的第一阶段可提高转基因酵母菌的乳酸产量 B．丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被转化为乳酸，不产生ATP C．转基因酵母菌呼吸作用产生CO₂的场所只有线粒体基质 D．乳酸菌和酵母菌厌氧呼吸途径不同是由于基因的选择性表达 【答案】B 【分析】无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。 【详解】A、抑制无氧呼吸第一阶段，会造成丙酮酸含量减少，第二阶段原料含量减少，导致乳酸含量下降，A错误； B、酶具有催化作用，无氧呼吸的乳酸途径不会产生ATP，B正确； C、酵母菌的无氧呼吸乙醇途径也会产生二氧化碳，场所是细胞质基质，C错误； D、乳酸菌和酵母菌应该是基因不同所造成的，选择性表达一般用于同一个体的不同细胞，现在是两个个体，D错误。 故选B。 3．如图表示运动员运动强度与其细胞呼吸产生的乳酸含量和氧气消耗速率的关系（底物为葡萄糖）。下列相关分析正确的是（    ） A． 范围内，随运动强度增加，细胞的有氧呼吸减弱 B．运动强度为 时，运动员消耗的能量主要由无氧呼吸提供 C．根据图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率 D．无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，葡萄糖中能量的主要去向都是以热能形式散失 【答案】C 【分析】有氧呼吸：有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程； 无氧呼吸：一般是指在无氧条件下，通过酶的催化作用，细胞把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。 【详解】A、a~b范围内，随运动强度增加，氧气消耗速率增加，细胞的有氧呼吸增强，A错误； B、运动强度为c时，运动员消耗的能量主要由有氧呼吸提供，B错误； C、人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2，因此根据图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率，C正确； D、无氧呼吸时葡萄糖中的能量主要储存在乳酸中，D错误。 故选C。 4．有些植物细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径来适应缺氧环境。如图表示玉米根部细胞在无氧气条件下细胞呼吸产生CO2的相对速率随时间变化的曲线。 下列相关叙述正确的是（    ） A．在a~b段玉米的根细胞可能只进行了产乳酸的无氧呼吸 B．出现c~d段的原因可能与酒精等代谢产物的积累抑制了细胞呼吸有关 C．每摩尔葡萄糖经无氧呼吸产生乳酸时储存在ATP中的能量比热能多 D．检测到长期水淹的玉米根有CO2产生能判断它进行了产酒精的无氧呼吸 【答案】ABD 【分析】1、无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并释放少量能量；第二阶段丙酮酸在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，不释放能量。整个过程都发生在细胞质基质。 2、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确； B、c～d段产生CO2的速率降低，出现c～d段的原因可能与酒精等代谢产物的积累抑制了细胞呼吸有关，B正确； C、产生乳酸的无氧呼吸，只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每摩尔葡萄糖经无氧呼吸产生乳酸时储存在ATP中的能量比热能少，C错误； D、检测到水淹的玉米根有CO2产生能判断它进行了产酒精的无氧呼吸，因为产生乳酸的无氧呼吸无二氧化碳的生成，D正确。 故选ABD。 5．细胞呼吸产生的内酮酸经扩散作用通过线粒体外膜上的孔蛋白通道后，经内膜上的丙酮酸转运蛋白，并由膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度驱动进入线粒体基质。同时，该质子电化学梯度还驱动内膜上的ATP合酶合成ATP、磷酸转运蛋白转运磷酸基（）进入线粒体基质以及腺苷酸转运蛋白运出ATP、运进ADP（大多情况）等。[H]等物质经电子传递链（受体是O2）释放的能量能够维持膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度。下列叙述错误的是（    ） A．丙酮酸、H2PO4，ATP、H+穿过线粒体内膜的方式均为主动运输 B．[H]等物质经电子传递链释放的能量直接用于合成ATP C．无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸、线粒体基质中无ATP合成 D．阻断[H]电子传递链，细胞将不能正常进行生命活动 【答案】ABD 【分析】质子顺梯度从膜间隙经内膜上的通道（ATP合成酶）返回到线粒体基质中，说明需要载体协助，但不消耗能量。因此H+从膜间隙进入到线粒体基质的跨膜运输方式为协助扩散。 【详解】A、丙酮酸、H2PO3−、ATP的转运既需要转运载体，又需要膜间隙与线粒体基质间质子（H+）的电化学梯度驱动，属于主动运输，而H+穿过线粒体内膜进入线粒体基质需要载体，顺电化学梯度进行，属于协助扩散，A错误； B、[H]等物质经电子传递链释放的能量用于驱动质子移向膜间隙，不直接用于合成ATP，B错误； C、无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸，进行无氧呼吸第二阶段，无ATP生成，C正确； D、阻断[H]电子传递链，即阻断有氧呼吸途径，细胞可进行无氧呼吸、短期内仍能正常进行生命活动，D错误。 故选ABD。 6．植物无氧呼吸的类型主要受无氧呼吸相关酶活性及种类的影响，其中起关键作用的有乳酸脱氢酶（LDH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）和乙醇脱氢酶（ADH）。各种酶的作用过程如图所示，回答下列问题： (1)研究表明，当氧气的浓度低于临界氧分压时，就会引起某旱生植物根细胞中LDH活性增强，此时在 （答场所）丙酮酸被转化为 ，该物质积累到一定程度会引起细胞内pH ，PDC和ADH被激活，LDH活性被抑制。 (2)据（1）中信息，在下图坐标系中绘制出该旱生植物在水淹胁迫（无氧气）情况下根细胞生成乙醇和CO2速率随时间的变化 。 (3)无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，每分子葡萄糖经第一阶段反应后释放能量的去向有 （填两点）。图中乙醛在ADH作用下被NADH还原成乙醇过程中 （填“产生”或“不产生”）ATP。 (4)某些高等植物的组织或器官，如马铃薯块茎、甜菜块根在无氧状态下只能产生乳酸的原因是 。 【答案】(1) 细胞质基质 乳酸 下降 (2) (3) 热能散失、储存在ATP中 不产生 (4)缺少丙酮酸脱羧酶（PDC）和乙醇脱氢酶（ADH），而含有乳酸脱氢酶（LDH） 【分析】植物细胞无氧呼吸过程中，葡萄糖氧化分解所释放的能量大部分以热能散失、少部分储存在ATP中，供生命活动的需要，场所在细胞质基质。 【详解】（1）无氧呼吸发生在细胞质基质中，根细胞中LDH活性增强，因此无氧呼吸的类型为乳酸发酵，丙酮酸被转化为乳酸，乳酸积累到一定程度会引起细胞内pH下降。 （2） 据（1）中信息可知，该旱生植物在水淹胁迫（无氧气）情况下，根细胞先进行乳酸发酵，没有乙醇和CO2释放，再进行乙醇发酵，乙醇的生成量和CO2释放量是相同的，因此为同一条曲线，乙醇对根细胞有毒害作用，所以长时间乙醇发酵后无氧呼吸的速率会下降，曲线呈下降趋势，如图。 （3）有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，释放出的能量大部分以热能散失，少部分储存在ATP中，未释放的能量储存在有机物丙酮酸中。乙醛在LDH作用下被NADH还原成乙醇的过程属于无氧呼吸第二阶段，没有ATP产生。 （4）由题干信息可知，植物细胞的无氧呼吸类型取决于呼吸酶的种类，因此某些高等植物的组织或器官由于缺少丙酮酸脱羧酶（PDC）和乙醇脱氢酶（ADH），而含有乳酸脱氢酶（LDH），在无氧状态下只能产生乳酸。 一、单选题 1．体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动，两种运动过程中有氧呼吸和的无氧呼吸的供能比例不同。下列有关说法正确的是（    ） A．骨骼肌在有氧运动中进行有氧呼吸，无氧运动中进行无氧呼吸 B．短跑过程中，在肌肉细胞线粒体内膜上CO2的产生量大于O2消耗量 C．骨骼肌进行无氧呼吸呼吸时，葡萄糖分子中的能量大部分会储存在乳酸中 D．耗氧量与乳酸生成量相等时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍 【答案】C 【分析】1、有氧呼吸可以分为三个阶段：第一阶段：在细胞质的基质中：1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸和少量的还原型氢，释放少量能量；第二阶段：在线粒体基质中进行，丙酮酸和水在线粒体基质中被彻底分解成二氧化碳和还原型氢；释放少量能量；第三阶段：在线粒体的内膜上，前两个阶段产生的还原型氢和氧气发生反应生成水并释放大量的能量。 2、无氧呼吸的二阶段：第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段：在细胞质基质中丙酮酸重新生成乳酸。 【详解】A、在有氧运动和无氧运动中，骨骼肌都同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，只是二者的比例不同，A错误； B、人体只有进行有氧呼吸才产生CO2，无氧呼吸不产生CO2，所以短跑过程中，肌肉细胞CO2的产生量等于O2消耗量，且CO2产生是第二阶段反应，场所在线粒体基质，而非线粒体内膜，B错误； C、骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖被不完全氧化分解，能量大部分储存在乳酸中，C正确； D、有氧呼吸过程中人体消耗1分子葡萄糖需要吸收6分子O2，如果进行无氧呼吸，消耗1分子葡萄糖产生2分子乳酸，所以如果耗氧量与乳酸生成量相等时，则无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，D错误。 故选C。 2．氧气可降低糖酵解（葡萄糖分解为丙酮酸的过程）产物的积累，可抑制糖酵解酶的活性， 则会使糖酵解酶的活性增强。下图为糖酵解的部分过程及丙酮酸的运输途径。下列分析错误的是（    ） A．所有生物的细胞中均可进行糖酵解过程 B．细胞质基质中 的值增大会降低糖酵解速率 C．丙酮酸通过线粒体内、外膜的方式不同与膜上蛋白质和磷脂有关 D．氧气可通过参与线粒体内膜上发生的反应来减少糖酵解产物的积累 【答案】C 【分析】1、有氧呼吸过程分为三个阶段：有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖氧化分解形成丙酮酸和NADH，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是NADH与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上； 2、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖氧化分解形成丙酮酸和NADH，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。 【详解】A、所有生物的细胞中均可进行糖酵解过程，A正确； B、ATP 的含量高会抑制糖酵解的进行，因此ATP/ADP 值增大会降低糖酵解的速率，B正确； C、丙酮酸通过线粒体内、外膜的方式不同与膜上蛋白质有关，与磷脂无关，C错误； D、氧气参与有氧呼吸的第三阶段，该阶段会间接消耗丙酮酸，从而减少糖酵解产物的积累，D正确。 故选C。 3．春笋被誉为春天里的“菜王”，不论是用于炒肉还是炒蛋都相当美味。黔南的崇山峻岭之中，分布着各种春笋，新采摘的春笋在几天内就会产生酒味并腐烂。为探究延长春笋储存时间的方法，研究员使用消毒液浸泡春笋后，分别在正常空气和高氧环境中进行储存，发现高氧环境中春笋产生的酒精少，腐烂程度更低。下列叙述错误的是（　　） A．正常空气中，春笋细胞内线粒体不能将葡萄糖氧化分解成CO2和水 B．可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况 C．高氧环境中储存的春笋细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质 D．使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表明微生物对实验结果的影响 【答案】C 【分析】1、有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成ATP的过程。 2、无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。 【详解】A、线粒体不能直接分解葡萄糖，葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]，丙酮酸和[H]在线粒体中继续氧化分解成CO2和水，A正确； B、在酸性条件下，酒精可使橙色的重铬酸钾溶液变为灰绿色，故可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况，B正确； C、高氧环境中春笋产生的酒精少，即高氧环境中存在有氧呼吸和无氧呼吸，则细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质和细胞质基质，C错误； D、因为微生物也要进行呼吸作用，会对实验有干扰，因此要排除这一无关影响，使用消毒液浸泡竹笋减少了竹笋表面微生物对实验结果的影响，D正确。 故选C。 4．耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。坚持耐力性运动训练，肌纤维中线粒体数量会出现适应性变化。下列叙述正确的是（    ） A．肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体 B．若肌细胞进行有氧呼吸作用产生30mol的CO2，则需消耗5mol葡萄糖 C．推测每周坚持耐力性运动会使无氧呼吸增强，线粒体数量减少 D．线粒体中丙酮酸分解生成CO2和H2O的过程需要O2的参与 【答案】B 【分析】有氧呼吸的过程： 第一阶段：在细胞质基质中进行，反应式：C6H12O6（葡萄糖）2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量； 第二阶段：在线粒体基质中进行，反应式：2C3H4O3（丙酮酸）+6H2O20[H]+6CO2+少量能量 ； 第三阶段：在线粒体的内膜上，这一阶段需要氧的参与，反应式：24[H]+6O212H2O+大量能量。 【详解】A、肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体和细胞质基质，A错误； B、有氧呼吸的方程式为：C6H12O6+6O2+6H206CO2+12H2O+能量，故肌细胞进行有氧呼吸作用产生30mol的CO2，则需消耗5mol葡萄糖，B正确； C、依据题干信息，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，线粒体是有氧呼吸的主要场所，故推测每周坚持耐力性运动会使线粒体数量先增多后保持相对稳定，C错误； D、丙酮酸分解生成CO2发生在有氧呼吸第二阶段，不需要O2的参与；有氧呼吸第三阶段生成H2O的过程，需要O2的参与，D错误。 故选B。 5．下图示细胞呼吸中的电子传递和氧化磷酸化，相关叙述正确的是（    ） A．图示过程的场所为线粒体外膜，是细胞呼吸中产能最多的阶段 B．无氧呼吸第一阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气 C．电子在传递过程中逐级释放能量推动H'跨膜运输至线粒体基质 D．电子传递所产生的膜两侧H浓度差为ATP的合成提供了驱动力 【答案】D 【分析】据图分析：图示过程表示在线粒体内膜上发生的一系列化学反应，在线粒体内膜中存在一群电子传递链，在电子传递链中，特殊的分子所携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧，最后形成水，在这个过程中产生大量的ATP。 【详解】A、图示过程为细胞呼吸中的电子传递和氧化磷酸化，发生的场所是线粒体内膜，A错误； B、有氧呼吸第一阶段、第二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气，无氧呼吸没有氧气参与，B错误； C、据图可知，H＋经过线粒体内膜到达线粒体基质的方式为顺浓度的协助扩散，该过程不耗能，C错误； D、据图分析，电子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力，D正确。 故选D。 6．将一批刚采摘的大小及生理状况均相近的新鲜蓝莓均分为两份，一份用高浓度的CO2处理48h后，贮藏在温度为1℃的冷库内，另一份则直接贮藏在1℃的冷库内。从采后算起每10天定时定量取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列相关叙述正确的是（　　）   A．本实验的自变量是贮藏天数，因变量是CO2和O2的比值 B．第10天时，对照组和CO2处理组的有氧呼吸强度相同 C．第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 D．若实验在光照条件下进行则对实验结果不会产生显著影响 【答案】D 【分析】题图分析，当储藏天数小于等于10天时，两组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，说明都只进行有氧呼吸；当储藏天数大于10天时，对照组的CO2释放量和O2吸收量的比值大于1，说明蓝莓既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸；当储藏天数大于20天时，处理组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值大于1，说明蓝莓既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。 【详解】A、结合图示可知，该实验的自变量是贮藏天数和是否用高浓度的CO2处理，A错误； B、第10天时，对照组和CO2处理组的CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，只能说明此时两组蓝莓只进行有氧呼吸，但不能说明两组蓝莓的呼吸强度相同，B错误； C、第40天，对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于2，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x，无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，则有关系式（6x＋2y）÷6x＝2，解得x∶y＝1∶3，无氧呼吸消耗的葡萄糖多，C错误； D、新鲜蓝莓几乎没有光合色素，如果实验在光照条件下进行，不会对实验结果产生显著影响，D正确。 故选D。 7．线粒体内膜上存在一系列电子传递载体，能将电子传递所产生的电化学能保存在H+浓度差和电荷梯度中，用来驱动ATP合成酶，最终合成ATP。下列叙述错误的是（    ）    A．图中的ATP合成酶既有催化功能，又有物质运输功能 B．图中的NADH可来自于糖酵解和柠檬酸循环 C．H+通过线粒体内膜进入膜间腔的运输方式为被动运输 D．若某药物能阻碍e-的传递，则会影响O2的消耗 【答案】C 【分析】分析题图：有氧呼吸过程产生的NADH在线粒体基质中被分解产生H+和e−，e−经线粒体内膜上相关物质的传递后与线粒体基质中的H+、O2结合生成水，该过程释放的能量用于H+由线粒体基质向线粒体内外膜间隙（膜间腔）的跨膜运输，从而使线粒体内膜两侧的H+具有一定的浓度差，该浓度差驱动H+通过ATP合成酶顺浓度梯度运输，并将能量储存到ATP中。 【详解】A、由图可知：H＋顺浓度梯度通过ATP合成酶进入线粒体基质，同时驱动ATP的合成，说明ATP合成酶具有运输的功能，还能催化ADP和Pi合成ATP，A正确； B、图中的NADH可来自于糖酵解（有氧呼吸的第一阶段）和柠檬酸循环（有氧呼吸的第二阶段），B正确； C、H+通过线粒体内膜进入膜间腔是逆浓度梯度进行的，其运输方式为主动运输，C错误； D、有氧呼吸过程产生的NADH在线粒体基质中分解产生H+和e−，e−经线粒体内膜上相关物质的传递后与线粒体基质中的H+、O2结合生成水，若某药物能阻碍e-的传递，则会影响O2的消耗，D正确。 故选C。 8．化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）浓度梯度差，驱动ATP的合成。为了证明质子梯度差的产生和NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列说法错误的是（　　）   A．实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取 B．线粒体内的所有酶都是通过膜融合进入的 C．实验结果可推测，线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙 D．上述过程建立在生物膜具有选择透过性和流动性的基础上 【答案】B 【分析】题图分析：图1为实验装置图，图2为利用图1装置所做实验的结果。由图2所示结果可知，当向装置中通入O2后溶液的氢离子浓度立即上升，说明通入O2后，质子立即从内膜向内外膜间隙转运，由此可证明线粒体内外膜间质子梯度差的产生和NADH的氧化有关。 【详解】A、酵母菌为真核生物，代谢类型为兼性厌氧性，霉菌为真核生物，代谢类型为需氧型，两种生物均含线粒体，实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取，A正确； B、线粒体是半自主细胞器，有氧呼吸第三阶段的酶在线粒体内的DNA调控下，由线粒体内的核糖体合成，B错误； C、实验装置中pH电极连接在溶液中，线粒体外膜可自由渗透质子，所以pH电极的测量值只能反映线粒体内外膜间隙氢离子浓度，无法比较线粒体基质中的氢离子浓度与内外膜间隙氢离子浓度的大小。加入氧后，溶液中氢离子浓度立即上升，是因为NADH在有氧条件下氧化产生电子，线粒体内膜上发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）梯度差，随后缓慢下降，推测出线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙，导致H+顺浓度梯度内流驱动ATP的合成，C正确； D、上述过程中H+跨内膜运输需要转运蛋白参与，具有特异性，体现细胞膜具有选择透过性，电子传递过程中各种起电子传递作用的蛋白质分子的移动体现了细胞膜的流动性，D正确。 故选B。 9．出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶（V-ATPase）使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（　　） A．H+以主动转运的方式从细胞溶胶进入液泡 B．正常情况下，Cys在细胞溶胶中的浓度低于液泡 C．液泡酸化消失可导致线粒体中积聚大量的铁离子 D．液泡酸化消失会使酵母菌厌氧呼吸产生的酒精量增多 【答案】C 【分析】1、主动运输：逆浓度梯度的运输方式。需要消耗能量，需要有载体蛋白。 2、据图分析，液泡酸化消失导致细胞质基质中Cys的浓度增大，抑制Fe进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，可使有氧呼吸受抑制。 【详解】A、据图分析，V-ATPase 能水解 ATP，消耗能量，通过主动运输的方式将细胞溶胶中的H+转运进入液泡，A正确； B、由图可知，Cys从细胞溶胶中进入液泡需要借助膜两侧H+浓度提供的电化学势能，则Cys的运输为逆浓度梯度，Cys在细胞质基质中的浓度低于液泡，B正确； C、据图分析，液泡酸化消失最终导致铁离子无法进入线粒体，从而导致线粒体外积累大量铁离子，C错误； D、液泡酸化消失会抑制Fe进入线粒体发挥作用，进而导致线粒体功能异常，使酵母菌厌氧呼吸产生的酒精量增多，D正确。 故选C。 10．研究人员探究不同浓度的麻醉剂罗哌卡因对体外培养的甲状腺癌细胞线粒体的影响，部分结果如表所示。据表分析正确的是（　　） 组别 线粒体内膜某种蛋白复合物活性 线粒体ATP水平 线粒体自由基水平荧光强度） nmol/（mg蛋白） 对照组 1.02 1.10 227.15 0.1mmol/L组 0.75 0.62 433.69 0.5mmol/L组 0.35 0.41 585.42 1.0mmol/L组 0.23 0.23 754.87 注：荧光强度与自由基水平呈正相关 A．对照组用等量生理盐水处理正常的甲状腺细胞 B．罗哌卡因主要影响有氧呼吸第二阶段ATP的产生 C．罗哌卡因浓度越高则ADP的消耗量越高 D．自由基可能攻击线粒体结构导致线粒体功能下降 【答案】D 【分析】1、有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 2、细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性。ATP在细胞内的含量很少，但ATP与ADP在细胞内的相互转化十分迅速，既可以为生命活动提供能量。 【详解】A、对照组用等量生理盐水处理正常的甲状腺癌细胞，A错误； B、有氧呼吸第三阶段ATP的产生量最多，因此罗哌卡因主要影响有氧呼吸第三阶段ATP的产生，B错误； C、由表格内容可知，罗哌卡因浓度越高，线粒体ATP水平越低，这说明罗哌卡因浓度越高则ADP的消耗量越低，C错误； D、由表格内容可知，罗哌卡因浓度越高，线粒体自由基水平越高，线粒体内膜某种蛋白复合物活性越低，这说明自由基可能攻击线粒体结构导致线粒体功能下降，D正确。 故选D。 11．最大乳酸稳态（MLSS）是在持续运动中血乳酸产生与利用的最高平衡状态，是运动强度划分的一个重要参照。下图是随着运动学强度增大，生理学强度变化曲线，据图分析下列说法错误的是（    ） A．丙酮酸在酶的催化作用下转化为乳酸的过程中不产生ATP B．由图可知，心率、摄氧量、血乳酸生理学强度和运动学强度呈正相关 C．高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞有氧呼吸提供更多O2，排出更多CO2 D．在缺氧的条件下，细胞通过厌氧呼吸提高葡萄糖中化学能的利用效率 【答案】D 【分析】人体细胞中无氧呼吸过程：全过程发生在细胞质基质中，第一阶段发生在细胞质基质，葡萄糖在酶的催化作用下生成丙酮酸和少量的[H]，释放少量能量，第二阶段丙酮酸被还原生成乳酸。 【详解】A、丙酮酸在酶的催化作用下转化为乳酸的过程为无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，A正确； B、由图可知，心率、摄氧量、血乳酸生理学强度和运动学强度呈正相关，B正确； C、高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞有氧呼吸提供更多O2，排出更多CO2，C正确； D、厌氧呼吸无法提高葡萄糖中化学能的利用效率，此时化学能大部分都储存在乳酸中，D错误。 故选D。 12．人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞会进行无氧呼吸产生大量的乳酸，乳酸可进入血液循环运输至肝脏，在肝脏细胞中再次合成葡萄糖或糖原。下列叙述正确的是（　　） A．无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 B．人体产生的乳酸积累引起肌肉酸痛属于非条件反射 C．剧烈运动消耗大量的能量使体内ATP含量显著下降 D．肝功能障碍患者可能因乳酸堆积引发乳酸性酸中毒 【答案】D 【分析】人体细胞有氧呼吸的反应式是：6O2+C6H12O6+6H2O   6CO2+12H2O+能量， 无氧呼吸的反应式为：C6H12O6 2C3H6O3+能量。 【详解】A、无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以化学能的形式储存在不彻底的氧化产物乳酸中，A错误； B、人体产生的乳酸积累引起肌肉酸痛未经过完整的反射弧不属于反射，B错误； C、剧烈运动消耗大量的能量，但体内ATP含量不会显著下降，ATP和ADP之间的转化速率提高，C错误； D、依据题干信息，乳酸可进入血液循环运输至肝脏，在肝脏细胞中再次合成葡萄糖或糖原，若肝功能出现障碍，则会导致乳酸不能及时在肝脏细胞内合成葡萄糖或糖原，可能因乳酸堆积引发乳酸性酸中毒，D正确。 故选D。 13．将动物的完整线粒体悬浮于含有呼吸底物、氧气和无机磷酸的溶液中，并适时加入ADP、DNP和DCCD三种化合物，测得氧气浓度的变化如图。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．悬浮液中含有的呼吸底物不是葡萄糖 B．图示反应发生于线粒体基质 C．DNP通过促进ATP的形成来促进细胞呼吸 D．DCCD与DNP对细胞呼吸影响部位相同 【答案】A 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一 阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段的底物是丙酮酸，不是葡萄糖，A正确； B、图示反应消耗氧气，该场所为线粒体内膜，B错误； C、图甲中可见，若加入ADP有利于氧气的消耗，但DNP加入后并未补充ADP，曲线却下降了，DNP促进细胞呼吸并不是促进了ATP的合成，C错误； D、两图比较，加入DNP后氧气含量下降，而加入DCCD后氧气含量不变，说明二者对细胞呼吸影响的部位不同，D错误。 故选A。 14．为探究植物根尖细胞对M的吸收方式，某同学将根尖细胞培养在用M配制的适宜浓度溶液中。与对照组相比，实验组中加入了物质W，其余条件相同且适宜，测得根尖细胞对M的吸收速率与氧气浓度的关系如图所示。下列有关叙述正确的是（    ） A．物质M是脂溶性物质 B．实验组的根尖细胞中不能合成ATP C．物质W可能是有氧呼吸抑制剂 D．氧气浓度为d时，增加M的浓度v会增大 【答案】C 【分析】物质从低浓度一侧运输到高浓度一侧，需要载体蛋白的协助，同时消耗能量，这种方式叫主动运输。物质从高浓度到低浓度，需要转运蛋白协助，不消耗能量，是协助扩散。物质从高浓度到低浓度，直接穿过细胞膜，是自由扩散。 【详解】A、对照组，氧气浓度小于c时，M的吸收速率与氧气浓度呈正相关，说明根尖细胞吸收M的方式是主动运输，脂溶性物质以自由扩散的方式进入细胞，A错误； BC、由于根尖细胞以主动运输方式吸收M，加入W后实验组仍能吸收M但吸收速率与O2浓度无关，说明有氧呼吸被抑制，仅由无氧呼吸提供ATP，即实验组的根尖细胞中能合成ATP，物质W可能是有氧呼吸抑制剂，B错误，C正确； D、M通过主动运输进入细胞，过程中需要载体蛋白，氧气浓度为d时，载体数量为限制其吸收速率的因素，故增加M浓度v不会增大，D错误。 故选C。 15．自然界某些植物存在乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH），丙酮酸在不同酶的催化下生成的产物不同（如图1）。科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响，结果如图2所示。下列叙述错误的是（　　）    A．产生酒精和产生乳酸的代谢途径都需要消耗细胞呼吸第一阶段产生的NADH B．产生酒精和产生乳酸的代谢途径中丙酮酸的能量大部分以热能的形式散失 C．淹水胁迫时，该植物根细胞的无氧呼吸以酒精发酵途径为主 D．在水淹时，无氧呼吸增强是植物对水淹环境的积极性适应 【答案】B 【分析】有氧呼吸消耗有机物、氧气、水，生成二氧化碳、水，释放大量能量；无氧呼吸消耗有机物，生成酒精和二氧化碳或者乳酸，释放少量能量。 【详解】A、无氧呼吸第一阶段产生的NADH会在第二阶段被消耗掉，因此产生酒精和产生乳酸的代谢途径都需要消耗细胞呼吸第一阶段产生的NADH，A正确； B、酒精发酵和乳酸发酵时丙酮酸中的能量转移在酒精或乳酸中，B错误； C、由图可知，水淹组和对照组相比，水淹组ADH和LDH的活性均高于对照组，根据纵坐标轴上的数值可知，ADH活性的增加量要远远大于LDH，结合图1中ADH和LDH的作用可知，淹水胁迫时，该植物根细胞以酒精发酵途径为主，C正确； D、淹水胁迫时，根细胞无氧呼吸增强，可为根细胞提供更多的能量，这是植物对水淹环境的积极性适应，D正确。 故选B。 二、多选题 16．线粒体内膜上存在电子传递链，当H⁺转运至线粒体内、外膜之间的膜间隙中，形成H⁺梯度。H⁺的运输驱动ATP的合成，有关过程如图所示。下列分析合理的是（    ） A．H⁺顺浓度梯度沿ATP合成酶进入线粒体基质 B．该过程为有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜 C．该过程为细胞的吸能反应，与ATP的合成有关 D．乳酸菌细胞可能存在如图所示的电子传递链 【答案】AB 【分析】据题意可知：电子传递链或呼吸链主要分布于线粒体内膜上，由一系列能可逆地接受和释放电子或H+的化学物质所组成，参与有氧呼吸的第三阶段。 【详解】A、H＋通过ATP合成酶复合体进入线粒体基质，是顺浓度梯度，属于协助扩散，A正确； B、图示过程发生在线粒体内膜上，包括水的生成、ATP的生成等过程，属于有氧呼吸第三阶段，B正确； C、图示过程属于有氧呼吸第三阶段，为细胞的放能反应，该过程合成大量的ATP，C错误； D、乳酸菌为原核生物，细胞中不含线粒体，不存在如图所示的电子传递链，D错误。 故选AB。 17．锈赤扁谷盗是一种储粮害虫。科研人员研究了温度和小麦含水量对锈赤扁谷盗呼吸速率的影响，结果见下表。实验前小麦经过高温烘干和杀虫处理，并通过添加蒸馏水调节小麦含水量，每组加入相同数量的锈赤扁谷盗，相关叙述正确的是（    ） 温度℃ 呼吸速率 CO2μL-1·L-1·min-1·头-1 小麦含水量/% 25℃ 30℃ 35℃ 12 0.14 0.21 0.29 13 0.15 0.23 0.34 14 0.16 0.27 0.52 A．为了维持正常的体温，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越快 B．一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测 C．低温环境既有利于抑制仓储粮食自身的呼吸作用又能抑制锈赤扁谷盗的呼吸作用 D．粮食入仓前要尽量晒干去除细胞内的自由水和结合水有利于控制锈赤扁谷盗的数量 【答案】BC 【分析】锈赤扁谷盗是一种昆虫，是变温动物，没有自主调节体温的机制，当外界环境的温度升高时，它们的代谢率随之升高，体温也逐渐上升；当外界环境的温度降低时，它们的代谢率也随之降低，体温也逐渐下降。 【详解】A、锈赤扁谷盗是变温动物，据表可知，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越慢，A错误； B、锈赤扁谷盗的呼吸作用产生二氧化碳，一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测，B正确； C、低温能降低呼吸酶的活性，会抑制仓储粮食和锈赤扁谷盗的呼吸作用，C正确； D、粮食入仓前尽量晒干会去除细胞内绝大部分的自由水，以降低细胞代谢，但结合水难以失去，D错误。 故选BC。 18．无氧阈是指在运动负荷递增过程中，人体由有氧代谢供能为主进入有氧和无氧代谢共同供能的转折点（即血液中乳酸量急剧上升）。如图为无训练经验人士和耐力运动员在运动强度增加时血液中乳酸量的变化，下列叙述错误的是（    ） A．骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中大部分能量储存在乳酸中 B．通过节奏跑训练，跑步者能够降低无氧阈所对应的运动强度 C．LT2代表无氧阈，运动强度继续增大，无氧和有氧呼吸共同供能 D．运动强度低于50%时，人体消耗的O2量大于产生的CO2量 【答案】BD 【分析】1、人体细胞有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段，葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，释放少量能量，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和[H]，释放少量能量，发生在线粒体基质中；第三阶段发生在线粒体内膜上，是[H]与氧气结合形成水，释放大量能量。 2、人体细胞无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，都是葡萄糖分解形成丙酮酸，第二阶段是乳酸，发生在细胞质基质中。 【详解】A、无氧呼吸中葡萄糖是不彻底的氧化分解，葡萄糖中的能量大部分仍储存在乳酸中，A正确； B、据图可知，通过节奏跑训练，跑步者能够提高无氧阈所对应的运动强度，B错误； C、无氧呼吸释放能量少，有氧呼吸是彻底的氧化分解释放能量多啊，图中LT2代表无氧阈，运动强度继续增大，无氧和有氧呼吸共同供能，C正确； D、人体细胞只有有氧呼吸产生CO2，因此人体消耗的O2量等于产生的CO2量，D错误。 故选BD。 19．将酵母菌破碎后，离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，取以上材料进行实验，结果如表。下列说法错误的是（    ） 试管 有氧条件下 呼吸产物 I 上清液+葡萄糖溶液 少量CO2、酒精 Ⅱ 上清液+沉淀物+丙酮酸溶液 ? Ⅲ 上清液+沉淀物+葡萄糖溶液 CO2、H2O A．上清液中不含与有氧呼吸有关的酶 B．O2的存在会导致与无氧呼吸有关的酶失活 C．“?”处的产物应该是CO2和H2O D．有氧呼吸和无氧呼吸不能在酵母菌细胞内同时进行 【答案】ABD 【分析】酵母菌属于兼性厌氧菌，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。 【详解】A、有氧呼吸、无氧呼吸第一阶段场所都是在细胞质基质中进行，A错误； B、有氧呼吸和无氧呼吸的酶不同，O2的存在会抑制与无氧呼吸有关酶的活性，不会导致无氧呼吸有关酶活性丧失，B错误； C、沉淀物中含有与有氧呼吸第二、三阶段有关的酶，丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸的第二、三阶段，产物是CO2和H2O，C正确； D、酵母菌能同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。在特定条件下，酵母菌可以在同一细胞中同时进行无氧呼吸和有氧呼吸。当环境中无氧气时，酵母菌主要进行无氧呼吸，产生酒精和少量的二氧化碳。随着氧气浓度的增加，无氧呼吸开始受到抑制，强度逐渐减小，而有氧呼吸开始进行，强度逐渐增强。当氧气浓度达到某一特定值时，无氧呼吸完全被抑制，酵母菌只进行有氧呼吸，D错误。 故选ABD。 20．有氧条件下，细胞质基质中的NADH不能直接进入线粒体。一部分NADH可通过甘油-α-磷酸穿梭途径进入线粒体，被FAD接受形成FADH₂，进入电子传递链。具体过程如图所示，下列说法错误的是（    ）    A．NADH无法直接通过线粒体内膜与膜蛋白有关、与膜脂无关 B．FADH₂所携带的电子通过电子传递链最终交予氧气生成水 C．α-磷酸甘油脱氢酶可催化不同的化学反应说明酶不具有专一性 D．被氧化的NAD+能够在细胞质基质中重新进入糖酵解 【答案】AC 【分析】有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和NADH，释放少量的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的NADH，经过一系列反应，与氧气结合生成水，释放出大量的能量。 【详解】A、NADH携带的氢借助α-磷酸甘油进入线粒体基质，说明NADH的转运与脂膜有关，A错误； B、电子传递链下游最终的电子受体是氧，FADH₂所携带的电子通过电子传递链最终交予氧气生成水，B正确； C、酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应，α-磷酸甘油脱氢酶可催化不同的化学反应，不能说明酶不具有专一性，C错误； D、被氧化的NAD+能够在细胞质基质中重新进入糖酵解，D正确。 故选AC。 三、非选择题 21．葡萄糖在细胞液中，经无氧分解转变为乳酸并生成少量ATP的过程称之为糖酵解。无氧糖酵解和有氧线粒体呼吸是细胞中提供能量的两大主要方式，早年的研究发现：肿瘤细胞即使在有氧环境下也倾向于利用糖酵解来获得能量，这一现象被称之为“瓦博格效应”。肿瘤细胞利用糖酵解，一方面通过从微环境中摄取大量葡萄糖来满足其快速增殖的需求，另一方面也避免了线粒体呼吸产生的有害物质ROS（活性氧类）。完成下列问题： (1)在真核生物的细胞中，线粒体和叶绿体是一类特殊的细胞器，它们的功能主要受细胞核基因组调控，但同时又受到自身基因组的调控，因此，真核细胞中这两种特殊的细胞器被称为 。 (2)写出此种糖酵解的化学反应式 ，能进行该糖酵解的生物或生物器官一般有 （至少写出2种）。 (3)低氧条件下线粒体中的ROS水平升高实际上是一种线粒体应激现象。已知在低氧条件下，线粒体内外膜之间的N蛋白会被激活。若抑制N蛋白的活性，导致低氧状态下ROS水平会 ，则可证明N蛋白对于低氧引起ROS水平升高是必需的。 (4)由于肿瘤细胞对谷氨酰胺需求量大，肿瘤环境中常呈现谷氨酰胺缺乏。我国科学家研究发现，肿瘤细胞内转录因子DDIT3（DNA损伤诱导转录因子3）在克服谷氨酰胺缺乏给细胞带来的不利影响方面发挥着重要的作用。 ①研究人员首先研究了糖酵解途径中调控因子的表达变化。他们发现，在谷氨酰胺缺乏下 肝癌细胞的TIGAR（一种糖酵解调节负调控因子）表达下降，但在敲除DDIT3的细胞中，TIGAR水平没有降低（图1）。且在谷氨酰胺缺乏条件下，TIGAR在转录水平上也有所降低．而在敲除DDIT3后却逆转了这种现象（图2），说明肿瘤细胞保证自身存活的机制为 。 ②另一方面，研究人员通过线粒体应激试验测定氧消耗率（OCR），发现野生型的肝癌细胞中谷氨酰胺缺乏可导致OCR减少，而在DDIT3敲除的肝癌细胞中重复这个实验，结果显示出相对较高的OCR，这表明在谷氨酰胺缺乏条件下，DDIT3通过 ，保证了自身的存活。 【答案】(1)半自主性细胞器 (2) 马铃薯块茎、甜菜的块根、乳酸菌等 (3)下降 (4) DDIT3通过下调TIGAR的水平促进肿瘤细胞进行糖酵解，满足其快速增殖的需求 抑制线粒体呼吸，避免产生大量ROS 【分析】1.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，生命活动所需要的能量，大约95%来自线粒体，是细胞的“动力车间”。 2.有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，释放少量能量，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，释放大量能量，合成大量ATP。 【详解】（1）在真核生物的细胞中，线粒体和叶绿体是一类特殊的细胞器，它们的功能主要受细胞核基因组调控，但同时又受到自身基因组的调控，因此，真核细胞中这两种特殊的细胞器被称为半自主性细胞器。 （2）根据题目要求，葡萄糖在细胞液中，糖酵解是经无氧分解转变为乳酸并生成少量ATP的过程，属于乳酸发酵；能进行糖酵解的生物或器官有乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜的块根以及动物的骨骼肌等。 （3）低氧条件下，线粒体内外膜之间的N蛋白会被激活，出现ROS升高的现象，所以抑制N蛋白的活性时，会导致低氧状态下ROS水平下降，由此可证明N蛋白对低氧引起ROS水平升高是必需的。 （4）图1显示，在谷氨酰胺缺乏下肝癌细胞的DDIT3水平上调，同时TIGAR表达下降，但在敲除DDIT3的细胞中，TIGAR水平没有降低。同时图2显示，在谷氨酰胺缺乏条件下，TIGAR在转录水平上也有所降低，而在敲除DDIT3后却逆转了这种现象，DDIT3参与了TIGAR表达的下调，又因为TIGAR是一种糖酵解调节负调控因子，所以当TIGAR含量下降时，促进了糖酵解的进程，使肿瘤细胞利用糖酵解，从微环境中摄取大量葡萄糖来满足其快速增殖的需求。野生型的肝癌细胞中谷氨酰胺缺乏可导致OCR减少，而在DDIT3敲除的肝癌细胞中重复这个实验，结果显示出相对较高的OCR，这表明在谷氨酰胺缺乏条件下，DDIT3抑制了线粒体的呼吸作用，避免了线粒体呼吸产生过多的有害物质ROS，确保肿瘤有效地克服了谷氨酰胺缺乏给细胞带来的不利影响。 22．线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的重要的细胞器，是细胞进行有氧呼吸的主要场所。线粒体的蛋白质合成能力有限，大量线粒体蛋白质在细胞质中合成后，定向转运到线粒体。如图表示线粒体蛋白的转运过程，回答下列问题。    (1)线粒体受损会引起肝细胞死亡和肝衰竭，主要与缺乏能量供应有关。科研人员将线粒体与人工合成的蛋白质A混合形成复合物，将复合物通过静脉注射，靶向递送至活体大鼠的肝脏。关于上述研究，下列推测合理的有_______。 A．蛋白质A可能与肝细胞特异性识别有关 B．该复合物可提高肝细胞内丙酮酸有氧分解的速率 C．口服该复合物可以达到相同的效果 D．该复合物进入肝细胞依赖于细胞膜的流动性 (2)在连续分裂的细胞中，图中过程①主要发生在 期，此过程需要 （答出3种）等物质从细胞质进入细胞核。 (3)若图中M蛋白催化细胞的有氧呼吸过程，则M蛋白的作用可能与 有关（填具体生理过程）。用某种抑制性药物处理细胞后，发现细胞质基质中的T蛋白明显增多，推测该药最可能抑制了过程 （填编号）。 【答案】(1)ABD (2) 分裂间 核糖核苷酸、酶、ATP (3) 催化[H]（或NADH）与O2结合形成H2O，同时释放出大量的能量 ④ 【分析】分析题图，①表示核DNA转录形成RNA的过程；②表示RNA通过核孔进入细胞质的过程；③表示翻译形成T蛋白的过程；④是T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合，形成TOM复合体的过程；⑤表示在TOM复合体的协助下，M蛋白可进入线粒体内，并嵌合在线粒体内膜上的过程。 【详解】（1）A、依据题干信息，线粒体与人工合成的蛋白质A混合形成复合物，通过静脉注射，靶向递送至活体大鼠的肝脏，可推测，蛋白质A可能与肝细胞特异性识别有关，A正确； B、依据题干信息，线粒体通过与蛋白质A形成的复合物，被靶向运输至活体大鼠的肝脏，线粒体可以将丙酮酸有氧分解，所以该复合物可提高肝细胞内丙酮酸有氧分解的速率，B正确； C、蛋白质A口服后，会被水解，功能会丧失，故口服该复合物达不到相同的效果，C错误； D、该复合物属于大分子，进入肝细胞通过胞吞，依赖于细胞膜的流动性，D正确。 故选ABD。 （2）过程①表示转录，主要发生于有丝分裂的间期，场所在细胞核，此过程需要核糖核苷酸、ATP、RNA聚合酶的参与，所以核糖核苷酸、ATP、RNA聚合酶等物质从细胞质进入细胞核。 （3）据图可知，M蛋白分布于线粒体内膜，且M蛋白催化细胞的有氧呼吸过程，所以M蛋白的作用可能与催化[H]（或NADH）与O2结合形成H2O，同时释放出大量的能量有关。T蛋白数量增多，说明T蛋白和线粒体外膜上的载体蛋白结合的数量减少，故该药物可能抑制了④过程。 23．苹果成熟后酸涩度下降，清甜可口。苹果果实采摘后成熟过程中部分物质的含量变化及细胞呼吸强度的变化曲线如图所示。回答下列问题： (1)若要验证苹果组织中的果糖是还原糖，则可选择的试剂是 ，苹果果实细胞中的有机酸主要存在于 中。 (2)果实采摘后成熟过程中酸涩度逐渐下降，甜度逐渐增加。据图分析，其原因可能是细胞中 。 (3)果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高，最后下降的现象，称为呼吸跃变（标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段）。据此分析，在发生呼吸跃变的过程中，苹果果实细胞内的自由水/结合水的值的变化情况最可能是 。若要延缓果实衰老，下列措施具有可行性的是 。 A．适当降低储藏温度 B．降低储藏环境中的CO2浓度 C．使用一定量的呼吸抑制剂 D．提高储藏环境中的湿度 (4)苹果幼苗在缺乏某些元素时会表现出植株矮小、叶片黄化的现象。种植人员取若干株长势相同且良好的苹果幼苗，分别栽培在完全培养液、相应的缺氮培养液以及缺镁培养液中，其余条件相同且适宜，培养一段时间后，发现A组的苹果幼苗正常生长，而B、C两组的苹果幼苗表现出不同程度的植株矮小，叶片黄化。该实验结果初步说明 。 【答案】(1) 斐林试剂 液泡 (2)果肉细胞中果糖含量上升，有机酸含量下降 (3) 先上升而后下降 AC (4)缺N和缺Mg均会引起叶片黄化和植株矮小。 【分析】生物大分子的检测方法：蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应；淀粉遇碘液变蓝；还原糖与斐林试剂在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀；观察DNA和RNA的分布，需要使用甲基绿吡罗红染色，DNA可以被甲基绿染成绿色，RNA可以被吡罗红染成红色，脂肪需要使用苏丹III（苏丹IV）染色，使用酒精洗去浮色以后在显微镜下观察，可以看到橘黄色（红色）的脂肪颗粒。 【详解】（1）若要验证苹果组织中的果糖是还原糖，则可选择的试剂是斐林试剂，通过与斐林试剂反应观察是否有砖红色沉淀出现做出判断，苹果果实细胞中的有机酸主要存在于液泡中。 （2）图中显示，果实采摘后果肉细胞中果糖含量上升，有机酸含量下降，据此可推测，果实成熟过程中酸涩度逐渐下降，甜度逐渐增加。 （3）果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高，最后下降的现象，称为呼吸跃变（标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段）。据此分析，在发生呼吸跃变的过程中，苹果果实细胞内的自由水/结合水的值的变化情况最可能是先上升，而后下降。若要延缓果实衰老，则需要设法推迟呼吸跃变出现的时间。 A、适当降低储藏温度可以降低呼吸作用有关酶活性，进而延缓果实衰老，A正确； B、降低储藏环境中的CO2浓度，则不能起到抑制呼吸作用的目的，因而不能起到延缓果实衰老的作用，B错误； C、使用一定量的呼吸抑制剂可以抑制细胞呼吸，进而起到延缓衰老的作用，C正确； D、提高储藏环境中的湿度则会增加果实中自由水的含量，因而不利于呼吸速率下降，因而也不能起到延缓衰老的作用，D错误。 故选AC。 （4）苹果幼苗在缺乏某些元素时会表现出植株矮小、叶片黄化的现象。种植人员取若干株长势相同且良好的苹果幼苗，分别栽培在完全培养液、相应的缺氮培养液以及缺镁培养液中，其余条件相同且适宜，培养一段时间后，发现A组的苹果幼苗正常生长，而B、C两组的苹果幼苗表现出不同程度的植株矮小，叶片黄化。该实验结果初步说明缺N和缺Mg均会引起叶片黄化和植株矮小，为了进一步确定可在后两组的实验中分别添加适宜的N元素和Mg元素，而后观察植株的生长状态即可。 24．细胞呼吸是细胞内的有机物在酶的催化下，逐步氧化分解并释放能量合成ATP的一系列过程。根据是否有 O2的参与可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。回答下列问题：   (1)如图为人在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。若只考虑脂肪时，由图推知，人体运动强度为 时，骨骼肌的耗氧量最多；与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是 ；但在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导，推测原因是 。请你结合该图给减肥人士一些运动建议： （答一点）。 (2)某实验小组以酵母菌为材料探究呼吸作用的类型。他们按图所示组装装置1和装置2，并进行实验。若两组装置均不通入O2，一段时间后观察红色液滴移动情况；若逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。   ①若O2浓度为0，则装置1和装置2的液滴移动情况分别为 ，此时细胞呼吸的场所为 。 ②若逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，此时 ；若 ，此时酵母菌只进行有氧呼吸。 【答案】(1) 中 脂肪中O元素含量少，H元素含量多，彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量也较多 高强度运动时肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能分解供能，因此不能及时补充肌细胞所需的大量能量 进行较长时间的中低强度的运动 (2) 不移动、右移 细胞质基质 有氧呼吸强度＜酒精发酵强度 装置1液滴左移距离继续增大，装置2液滴右移距离为0 【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。 【详解】（1）据图可知，若只考虑脂肪时，人体运动强度为中度时，骨骼肌消耗的脂肪占比最多，故骨骼肌的耗氧量最多；与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是脂肪中O元素含量少，H元素含量多，彻底氧化分解消耗的氧气较多，释放的能量也较多；在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导的原因主要在于高强度运动情况下，肌细胞会快速消耗大量能量，脂肪需要转化为糖类才能被分解供能，因此不能及时补充肌细胞所需的大量能量，而肝糖原在能量供应不足时，能够及时转化为葡萄糖，氧化分解；据图可知，在中低强度下，脂肪酸和脂肪的占比较多，故减肥人士可进行较长时间的中低强度运动。 （2）①当O2浓度为0时，装置1和装置2均进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，区别在于装置1中烧杯内是NaOH，可以吸收CO2，所以装置1红色液滴不移动；装置2中是蒸馏水，不能吸收CO2，会引起装置内压强的变化，红色液滴向右移动。 ②有氧呼吸过程中每分解1分子葡萄糖，消耗1分子的氧气，产生6分子的CO2，无氧呼吸过程中每消耗1分子葡萄糖，产生2分子CO2，装置1中红色液滴移动的距离反映了有氧呼吸O2的消耗量，而装置2中红色液滴移动的距离反映了CO2产生量与O2消耗量的差值，即无氧呼吸CO2的释放量，所以逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，则说明了有氧呼吸强度<酒精发酵强度；当酵母菌只进行有氧呼吸时，则装置1红色液滴左移的距离逐渐增大，装置2则不移动，或者说右移距离为0。 25．高等动植物细胞进行有氧呼吸第三阶段时，NADH中的电子经UQ、蛋白复合体（I、Ⅱ、Ⅲ、IV）传递至O2和H+并生成H2O。电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，使能量转换成H+电化学势能。H+经ATP合成酶运回时释放能量用于ATP合成并缓慢产热；另一些H+经UCP渗漏时H+电化学势能将以热能形式释放。以上途径称为细胞色素途径，其过程如下图。 图中的AOX是一种在植物细胞中广泛存在的氧化酶。在AOX参与下，电子可以不通过蛋白复合体Ⅲ和IV，而是直接传递给O2和H+并生成H2O，大量能量以热能的形式释放，此途径称为AOX途径。 (1)上图所示的生物膜是 膜；图中H+经ATP合成酶的跨膜运输方式是 。 (2)有些植物在开花期能够在短期内迅速产生并积累大量热能，使花温度显著高于环境温度（即“开花生热现象”），UCP的表达量也显著升高。开花生热可以促使植物生殖发育顺利完成。有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量，但不会引起开花生热。原因是经过这两个阶段，能量大部分储存在 中。 (3)在耗氧量不变的情况下，若上图所示的膜结构上AOX和UCP含量提高，则经ATP合成酶催化形成的ATP的量 （填“增加”、“不变”或“减少”），原因是 。 【答案】(1) 线粒体内膜 协助扩散 (2)NADH/[H] (3) 减少 NADH中的能量经AOX和UCP更多的被转换成了热能 【分析】有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上，有氧呼吸的三个阶段中有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多，合成的ATP数量最多。 分析图示可知，UQ（泛醌，脂溶性化合物）、蛋白复合体（I、Ⅱ、Ⅲ、IV）可以传递电子，同时蛋白复合体（I、Ⅲ、IV）又将H+运输到膜间隙，使膜两侧形成H+浓度差；H+通过ATP合成酶以被动运输的方式进入线粒体基质，并驱动ATP生成；H+还可以通过UCP蛋白由膜间隙跨膜运输到线粒体基质。 【详解】（1）图1所示膜结构能消耗氧气生成水，为线粒体内膜。据图可知，图1中复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ可以将H+运输到线粒体的两层膜间隙，使膜两侧形成H+浓度差，图中H+通过ATP合成酶以协助扩散的方式进入线粒体基质，并驱动ATP生成。 （2）有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，释放少量的能量；第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，同时释放少量的能量，释放的能量一部分以热能的形式散失，但不会引起开花生热。原因是经这两个阶段，有机物中的能量大部分储存在NADH（或[H]）中。 （3）根据题意，在AOX参与下，电子可以不通过蛋白复合体Ⅲ和IV，而是直接传递给O2和H+并生成H2O，大量能量以热能的形式释放。由于有机物中的能量经AOX和UCP更多的被转换成了热能，所以在耗氧量不变的情况下，若图1所示膜结构上AOX和UCP含量提高，则经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量会减少。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 细胞呼吸 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验设计思路——对比实验 实验过程 (1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的葡萄糖溶液,分别装入A、B两锥形瓶中。 (2)检测CO2的产生,装置如图所示。 ①甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是除去空气中的CO2。 ②乙组中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清的石灰水的锥形瓶的目的是耗尽瓶中原有的氧气。 ③CO2检测:观察两组装置中澄清的石灰水的变化。 (3)检测酒精的产生。 提醒　葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此,应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 检测及实验现象 条件 澄清的石灰水的变 化/出现变化的快慢 重铬酸钾的 浓硫酸溶液 甲组 (有氧) 变浑浊程度高/快 无变化 乙组 (无氧) 变浑浊程度低/慢 出现灰绿色 实验结论 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生CO2多而快,在无氧条件下产生酒精,还产生少量的CO2。 2.细胞呼吸 (1)概念:是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。 (2)类型:有氧呼吸和无氧呼吸。 (3)实质:细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。 3.有氧呼吸 (1)概念:是指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。 (2)有氧呼吸过程。 (3)有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向): (4)能量变化:1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量,只有少量能量(977.28 kJ左右)转移至ATP中,大部分能量则以热能形式散失。 4.无氧呼吸 (1)概念:是指在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。 (2)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。 (3)过程。 (4)反应式。 ①产物为酒精:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量。 ②产物为乳酸:C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量。 (5)能量转化。 ①只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。 ②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 (6)不同生物的无氧呼吸产物。 5.细胞呼吸的影响因素及应用 内部因素 外部因素及应用 (1)温度。 原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率 应用:①低温储存食品;②大棚栽培在夜间和阴天适当降温;③温水和面醒发快 (2)O2浓度。 原理:O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用 应用:①中耕松土促进植物根部有氧呼吸;②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境;③低氧贮藏粮食、水果和蔬菜 (3)CO2浓度。 原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行 应用:适当增加CO2浓度,有利于水果和蔬菜的保鲜 (4)水。 分析:①水是生物化学反应的介质,也是有氧呼吸的反应物;②在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢 应用:①粮食在入仓前要进行晾晒处理;②干种子萌发前进行浸泡处理 1．细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程，下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是（    ） A．糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中，可以提供少量能量 B．在真核细胞中，丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2 C．三羧酸循环存在有氧呼吸过程中，该过程不需要水的参与 D．电子传递链主要分布于线粒体内膜，消耗O2并产生大量ATP 2．乳酸菌难以高密度培养，导致乳酸产量低。研究者将乳酸脱氢酶基因导入酵母菌，转基因酵母菌可同时产生乙醇和乳酸。下列叙述正确的是（    ） A．抑制厌氧呼吸的第一阶段可提高转基因酵母菌的乳酸产量 B．丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被转化为乳酸，不产生ATP C．转基因酵母菌呼吸作用产生CO₂的场所只有线粒体基质 D．乳酸菌和酵母菌厌氧呼吸途径不同是由于基因的选择性表达 3．如图表示运动员运动强度与其细胞呼吸产生的乳酸含量和氧气消耗速率的关系（底物为葡萄糖）。下列相关分析正确的是（    ） A． 范围内，随运动强度增加，细胞的有氧呼吸减弱 B．运动强度为 时，运动员消耗的能量主要由无氧呼吸提供 C．根据图中的氧气消耗速率可以推导出二氧化碳的产生速率 D．无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，葡萄糖中能量的主要去向都是以热能形式散失 4．有些植物细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径来适应缺氧环境。如图表示玉米根部细胞在无氧气条件下细胞呼吸产生CO2的相对速率随时间变化的曲线。 下列相关叙述正确的是（    ） A．在a~b段玉米的根细胞可能只进行了产乳酸的无氧呼吸 B．出现c~d段的原因可能与酒精等代谢产物的积累抑制了细胞呼吸有关 C．每摩尔葡萄糖经无氧呼吸产生乳酸时储存在ATP中的能量比热能多 D．检测到长期水淹的玉米根有CO2产生能判断它进行了产酒精的无氧呼吸 5．细胞呼吸产生的内酮酸经扩散作用通过线粒体外膜上的孔蛋白通道后，经内膜上的丙酮酸转运蛋白，并由膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度驱动进入线粒体基质。同时，该质子电化学梯度还驱动内膜上的ATP合酶合成ATP、磷酸转运蛋白转运磷酸基（）进入线粒体基质以及腺苷酸转运蛋白运出ATP、运进ADP（大多情况）等。[H]等物质经电子传递链（受体是O2）释放的能量能够维持膜间隙与基质间质子（H+）的电化学梯度。下列叙述错误的是（    ） A．丙酮酸、H2PO4，ATP、H+穿过线粒体内膜的方式均为主动运输 B．[H]等物质经电子传递链释放的能量直接用于合成ATP C．无O2存在时，电子传递链的受体是丙酮酸、线粒体基质中无ATP合成 D．阻断[H]电子传递链，细胞将不能正常进行生命活动 6．植物无氧呼吸的类型主要受无氧呼吸相关酶活性及种类的影响，其中起关键作用的有乳酸脱氢酶（LDH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）和乙醇脱氢酶（ADH）。各种酶的作用过程如图所示，回答下列问题： (1)研究表明，当氧气的浓度低于临界氧分压时，就会引起某旱生植物根细胞中LDH活性增强，此时在 （答场所）丙酮酸被转化为 ，该物质积累到一定程度会引起细胞内pH ，PDC和ADH被激活，LDH活性被抑制。 (2)据（1）中信息，在下图坐标系中绘制出该旱生植物在水淹胁迫（无氧气）情况下根细胞生成乙醇和CO2速率随时间的变化 。 (3)无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，每分子葡萄糖经第一阶段反应后释放能量的去向有 （填两点）。图中乙醛在ADH作用下被NADH还原成乙醇过程中 （填“产生”或“不产生”）ATP。 (4)某些高等植物的组织或器官，如马铃薯块茎、甜菜块根在无氧状态下只能产生乳酸的原因是 。 一、单选题 1．体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动，两种运动过程中有氧呼吸和的无氧呼吸的供能比例不同。下列有关说法正确的是（    ） A．骨骼肌在有氧运动中进行有氧呼吸，无氧运动中进行无氧呼吸 B．短跑过程中，在肌肉细胞线粒体内膜上CO2的产生量大于O2消耗量 C．骨骼肌进行无氧呼吸呼吸时，葡萄糖分子中的能量大部分会储存在乳酸中 D．耗氧量与乳酸生成量相等时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍 2．氧气可降低糖酵解（葡萄糖分解为丙酮酸的过程）产物的积累，可抑制糖酵解酶的活性， 则会使糖酵解酶的活性增强。下图为糖酵解的部分过程及丙酮酸的运输途径。下列分析错误的是（    ） A．所有生物的细胞中均可进行糖酵解过程 B．细胞质基质中 的值增大会降低糖酵解速率 C．丙酮酸通过线粒体内、外膜的方式不同与膜上蛋白质和磷脂有关 D．氧气可通过参与线粒体内膜上发生的反应来减少糖酵解产物的积累 3．春笋被誉为春天里的“菜王”，不论是用于炒肉还是炒蛋都相当美味。黔南的崇山峻岭之中，分布着各种春笋，新采摘的春笋在几天内就会产生酒味并腐烂。为探究延长春笋储存时间的方法，研究员使用消毒液浸泡春笋后，分别在正常空气和高氧环境中进行储存，发现高氧环境中春笋产生的酒精少，腐烂程度更低。下列叙述错误的是（　　） A．正常空气中，春笋细胞内线粒体不能将葡萄糖氧化分解成CO2和水 B．可用橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下检测春笋产生酒精的情况 C．高氧环境中储存的春笋细胞呼吸产CO2的部位是线粒体基质 D．使用消毒液浸泡春笋减少了春笋表明微生物对实验结果的影响 4．耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。坚持耐力性运动训练，肌纤维中线粒体数量会出现适应性变化。下列叙述正确的是（    ） A．肌细胞进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是线粒体 B．若肌细胞进行有氧呼吸作用产生30mol的CO2，则需消耗5mol葡萄糖 C．推测每周坚持耐力性运动会使无氧呼吸增强，线粒体数量减少 D．线粒体中丙酮酸分解生成CO2和H2O的过程需要O2的参与 5．下图示细胞呼吸中的电子传递和氧化磷酸化，相关叙述正确的是（    ） A．图示过程的场所为线粒体外膜，是细胞呼吸中产能最多的阶段 B．无氧呼吸第一阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气 C．电子在传递过程中逐级释放能量推动H'跨膜运输至线粒体基质 D．电子传递所产生的膜两侧H浓度差为ATP的合成提供了驱动力 6．将一批刚采摘的大小及生理状况均相近的新鲜蓝莓均分为两份，一份用高浓度的CO2处理48h后，贮藏在温度为1℃的冷库内，另一份则直接贮藏在1℃的冷库内。从采后算起每10天定时定量取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列相关叙述正确的是（　　）   A．本实验的自变量是贮藏天数，因变量是CO2和O2的比值 B．第10天时，对照组和CO2处理组的有氧呼吸强度相同 C．第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 D．若实验在光照条件下进行则对实验结果不会产生显著影响 7．线粒体内膜上存在一系列电子传递载体，能将电子传递所产生的电化学能保存在H+浓度差和电荷梯度中，用来驱动ATP合成酶，最终合成ATP。下列叙述错误的是（    ）    A．图中的ATP合成酶既有催化功能，又有物质运输功能 B．图中的NADH可来自于糖酵解和柠檬酸循环 C．H+通过线粒体内膜进入膜间腔的运输方式为被动运输 D．若某药物能阻碍e-的传递，则会影响O2的消耗 8．化学渗透假说是指在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上会发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子（氢离子）浓度梯度差，驱动ATP的合成。为了证明质子梯度差的产生和NADH的氧化有关，科学家做了如下实验：从细胞中分离得到完整的线粒体，将其悬浮于不含O2的培养液中并加入NADH，密封后溶液外接pH电极（如图1），测定其溶液的氢离子浓度变化情况（如图2），已知线粒体外膜可自由渗透质子。下列说法错误的是（　　）   A．实验用的完整线粒体可以从酵母菌、霉菌等真核细胞中获取 B．线粒体内的所有酶都是通过膜融合进入的 C．实验结果可推测，线粒体基质中的质子浓度低于内外膜间隙 D．上述过程建立在生物膜具有选择透过性和流动性的基础上 9．出芽酵母中的液泡是一种酸性细胞器，定位在液泡膜上的ATP水解酶（V-ATPase）使液泡酸化。液泡酸化消失是导致线粒体功能异常的原因之一，具体机制如图所示（Cys为半胱氨酸）。下列叙述错误的是（　　） A．H+以主动转运的方式从细胞溶胶进入液泡 B．正常情况下，Cys在细胞溶胶中的浓度低于液泡 C．液泡酸化消失可导致线粒体中积聚大量的铁离子 D．液泡酸化消失会使酵母菌厌氧呼吸产生的酒精量增多 10．研究人员探究不同浓度的麻醉剂罗哌卡因对体外培养的甲状腺癌细胞线粒体的影响，部分结果如表所示。据表分析正确的是（　　） 组别 线粒体内膜某种蛋白复合物活性 线粒体ATP水平 线粒体自由基水平荧光强度） nmol/（mg蛋白） 对照组 1.02 1.10 227.15 0.1mmol/L组 0.75 0.62 433.69 0.5mmol/L组 0.35 0.41 585.42 1.0mmol/L组 0.23 0.23 754.87 注：荧光强度与自由基水平呈正相关 A．对照组用等量生理盐水处理正常的甲状腺细胞 B．罗哌卡因主要影响有氧呼吸第二阶段ATP的产生 C．罗哌卡因浓度越高则ADP的消耗量越高 D．自由基可能攻击线粒体结构导致线粒体功能下降 11．最大乳酸稳态（MLSS）是在持续运动中血乳酸产生与利用的最高平衡状态，是运动强度划分的一个重要参照。下图是随着运动学强度增大，生理学强度变化曲线，据图分析下列说法错误的是（    ） A．丙酮酸在酶的催化作用下转化为乳酸的过程中不产生ATP B．由图可知，心率、摄氧量、血乳酸生理学强度和运动学强度呈正相关 C．高强度运动时呼吸加深加快可以为细胞有氧呼吸提供更多O2，排出更多CO2 D．在缺氧的条件下，细胞通过厌氧呼吸提高葡萄糖中化学能的利用效率 12．人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞会进行无氧呼吸产生大量的乳酸，乳酸可进入血液循环运输至肝脏，在肝脏细胞中再次合成葡萄糖或糖原。下列叙述正确的是（　　） A．无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 B．人体产生的乳酸积累引起肌肉酸痛属于非条件反射 C．剧烈运动消耗大量的能量使体内ATP含量显著下降 D．肝功能障碍患者可能因乳酸堆积引发乳酸性酸中毒 13．将动物的完整线粒体悬浮于含有呼吸底物、氧气和无机磷酸的溶液中，并适时加入ADP、DNP和DCCD三种化合物，测得氧气浓度的变化如图。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．悬浮液中含有的呼吸底物不是葡萄糖 B．图示反应发生于线粒体基质 C．DNP通过促进ATP的形成来促进细胞呼吸 D．DCCD与DNP对细胞呼吸影响部位相同 14．为探究植物根尖细胞对M的吸收方式，某同学将根尖细胞培养在用M配制的适宜浓度溶液中。与对照组相比，实验组中加入了物质W，其余条件相同且适宜，测得根尖细胞对M的吸收速率与氧气浓度的关系如图所示。下列有关叙述正确的是（    ） A．物质M是脂溶性物质 B．实验组的根尖细胞中不能合成ATP C．物质W可能是有氧呼吸抑制剂 D．氧气浓度为d时，增加M的浓度v会增大 15．自然界某些植物存在乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH），丙酮酸在不同酶的催化下生成的产物不同（如图1）。科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响，结果如图2所示。下列叙述错误的是（　　）    A．产生酒精和产生乳酸的代谢途径都需要消耗细胞呼吸第一阶段产生的NADH B．产生酒精和产生乳酸的代谢途径中丙酮酸的能量大部分以热能的形式散失 C．淹水胁迫时，该植物根细胞的无氧呼吸以酒精发酵途径为主 D．在水淹时，无氧呼吸增强是植物对水淹环境的积极性适应 二、多选题 16．线粒体内膜上存在电子传递链，当H⁺转运至线粒体内、外膜之间的膜间隙中，形成H⁺梯度。H⁺的运输驱动ATP的合成，有关过程如图所示。下列分析合理的是（    ） A．H⁺顺浓度梯度沿ATP合成酶进入线粒体基质 B．该过程为有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜 C．该过程为细胞的吸能反应，与ATP的合成有关 D．乳酸菌细胞可能存在如图所示的电子传递链 17．锈赤扁谷盗是一种储粮害虫。科研人员研究了温度和小麦含水量对锈赤扁谷盗呼吸速率的影响，结果见下表。实验前小麦经过高温烘干和杀虫处理，并通过添加蒸馏水调节小麦含水量，每组加入相同数量的锈赤扁谷盗，相关叙述正确的是（    ） 温度℃ 呼吸速率 CO2μL-1·L-1·min-1·头-1 小麦含水量/% 25℃ 30℃ 35℃ 12 0.14 0.21 0.29 13 0.15 0.23 0.34 14 0.16 0.27 0.52 A．为了维持正常的体温，环境温度越低锈赤扁谷盗的代谢速率越快 B．一定范围内可以通过检测二氧化碳的浓度变化来实现对锈赤扁谷盗的监测 C．低温环境既有利于抑制仓储粮食自身的呼吸作用又能抑制锈赤扁谷盗的呼吸作用 D．粮食入仓前要尽量晒干去除细胞内的自由水和结合水有利于控制锈赤扁谷盗的数量 18．无氧阈是指在运动负荷递增过程中，人体由有氧代谢供能为主进入有氧和无氧代谢共同供能的转折点（即血液中乳酸量急剧上升）。如图为无训练经验人士和耐力运动员在运动强度增加时血液中乳酸量的变化，下列叙述错误的是（    ） A．骨骼肌无氧呼吸消耗的葡萄糖中大部分能量储存在乳酸中 B．通过节奏跑训练，跑步者能够降低无氧阈所对应的运动强度 C．LT2代表无氧阈，运动强度继续增大，无氧和有氧呼吸共同供能 D．运动强度低于50%时，人体消耗的O2量大于产生的CO2量 19．将酵母菌破碎后，离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，取以上材料进行实验，结果如表。下列说法错误的是（    ） 试管 有氧条件下 呼吸产物 I 上清液+葡萄糖溶液 少量CO2、酒精 Ⅱ 上清液+沉淀物+丙酮酸溶液 ? Ⅲ 上清液+沉淀物+葡萄糖溶液 CO2、H2O A．上清液中不含与有氧呼吸有关的酶 B．O2的存在会导致与无氧呼吸有关的酶失活 C．“?”处的产物应该是CO2和H2O D．有氧呼吸和无氧呼吸不能在酵母菌细胞内同时进行 20．有氧条件下，细胞质基质中的NADH不能直接进入线粒体。一部分NADH可通过甘油-α-磷酸穿梭途径进入线粒体，被FAD接受形成FADH₂，进入电子传递链。具体过程如图所示，下列说法错误的是（    ）    A．NADH无法直接通过线粒体内膜与膜蛋白有关、与膜脂无关 B．FADH₂所携带的电子通过电子传递链最终交予氧气生成水 C．α-磷酸甘油脱氢酶可催化不同的化学反应说明酶不具有专一性 D．被氧化的NAD+能够在细胞质基质中重新进入糖酵解 三、非选择题 21．葡萄糖在细胞液中，经无氧分解转变为乳酸并生成少量ATP的过程称之为糖酵解。无氧糖酵解和有氧线粒体呼吸是细胞中提供能量的两大主要方式，早年的研究发现：肿瘤细胞即使在有氧环境下也倾向于利用糖酵解来获得能量，这一现象被称之为“瓦博格效应”。肿瘤细胞利用糖酵解，一方面通过从微环境中摄取大量葡萄糖来满足其快速增殖的需求，另一方面也避免了线粒体呼吸产生的有害物质ROS（活性氧类）。完成下列问题： (1)在真核生物的细胞中，线粒体和叶绿体是一类特殊的细胞器，它们的功能主要受细胞核基因组调控，但同时又受到自身基因组的调控，因此，真核细胞中这两种特殊的细胞器被称为 。 (2)写出此种糖酵解的化学反应式 ，能进行该糖酵解的生物或生物器官一般有 （至少写出2种）。 (3)低氧条件下线粒体中的ROS水平升高实际上是一种线粒体应激现象。已知在低氧条件下，线粒体内外膜之间的N蛋白会被激活。若抑制N蛋白的活性，导致低氧状态下ROS水平会 ，则可证明N蛋白对于低氧引起ROS水平升高是必需的。 (4)由于肿瘤细胞对谷氨酰胺需求量大，肿瘤环境中常呈现谷氨酰胺缺乏。我国科学家研究发现，肿瘤细胞内转录因子DDIT3（DNA损伤诱导转录因子3）在克服谷氨酰胺缺乏给细胞带来的不利影响方面发挥着重要的作用。 ①研究人员首先研究了糖酵解途径中调控因子的表达变化。他们发现，在谷氨酰胺缺乏下 肝癌细胞的TIGAR（一种糖酵解调节负调控因子）表达下降，但在敲除DDIT3的细胞中，TIGAR水平没有降低（图1）。且在谷氨酰胺缺乏条件下，TIGAR在转录水平上也有所降低．而在敲除DDIT3后却逆转了这种现象（图2），说明肿瘤细胞保证自身存活的机制为 。 ②另一方面，研究人员通过线粒体应激试验测定氧消耗率（OCR），发现野生型的肝癌细胞中谷氨酰胺缺乏可导致OCR减少，而在DDIT3敲除的肝癌细胞中重复这个实验，结果显示出相对较高的OCR，这表明在谷氨酰胺缺乏条件下，DDIT3通过 ，保证了自身的存活。 22．线粒体是一种存在于大多数真核细胞中的重要的细胞器，是细胞进行有氧呼吸的主要场所。线粒体的蛋白质合成能力有限，大量线粒体蛋白质在细胞质中合成后，定向转运到线粒体。如图表示线粒体蛋白的转运过程，回答下列问题。    (1)线粒体受损会引起肝细胞死亡和肝衰竭，主要与缺乏能量供应有关。科研人员将线粒体与人工合成的蛋白质A混合形成复合物，将复合物通过静脉注射，靶向递送至活体大鼠的肝脏。关于上述研究，下列推测合理的有_______。 A．蛋白质A可能与肝细胞特异性识别有关 B．该复合物可提高肝细胞内丙酮酸有氧分解的速率 C．口服该复合物可以达到相同的效果 D．该复合物进入肝细胞依赖于细胞膜的流动性 (2)在连续分裂的细胞中，图中过程①主要发生在 期，此过程需要 （答出3种）等物质从细胞质进入细胞核。 (3)若图中M蛋白催化细胞的有氧呼吸过程，则M蛋白的作用可能与 有关（填具体生理过程）。用某种抑制性药物处理细胞后，发现细胞质基质中的T蛋白明显增多，推测该药最可能抑制了过程 （填编号）。 23．苹果成熟后酸涩度下降，清甜可口。苹果果实采摘后成熟过程中部分物质的含量变化及细胞呼吸强度的变化曲线如图所示。回答下列问题： (1)若要验证苹果组织中的果糖是还原糖，则可选择的试剂是 ，苹果果实细胞中的有机酸主要存在于 中。 (2)果实采摘后成熟过程中酸涩度逐渐下降，甜度逐渐增加。据图分析，其原因可能是细胞中 。 (3)果实成熟过程中出现呼吸强度突然升高，最后下降的现象，称为呼吸跃变（标志着果实由成熟阶段走向衰老阶段）。据此分析，在发生呼吸跃变的过程中，苹果果实细胞内的自由水/结合水的值的变化情况最可能是 。若要延缓果实衰老，下列措施具有可行性的是 。 A．适当降低储藏温度 B．降低储藏环境中的CO2浓度 C．使用一定量的呼吸抑制剂 D．提高储藏环境中的湿度 (4)苹果幼苗在缺乏某些元素时会表现出植株矮小、叶片黄化的现象。种植人员取若干株长势相同且良好的苹果幼苗，分别栽培在完全培养液、相应的缺氮培养液以及缺镁培养液中，其余条件相同且适宜，培养一段时间后，发现A组的苹果幼苗正常生长，而B、C两组的苹果幼苗表现出不同程度的植株矮小，叶片黄化。该实验结果初步说明 。 24．细胞呼吸是细胞内的有机物在酶的催化下，逐步氧化分解并释放能量合成ATP的一系列过程。根据是否有 O2的参与可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。回答下列问题：   (1)如图为人在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。若只考虑脂肪时，由图推知，人体运动强度为 时，骨骼肌的耗氧量最多；与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是 ；但在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导，推测原因是 。请你结合该图给减肥人士一些运动建议： （答一点）。 (2)某实验小组以酵母菌为材料探究呼吸作用的类型。他们按图所示组装装置1和装置2，并进行实验。若两组装置均不通入O2，一段时间后观察红色液滴移动情况；若逐渐增加O2浓度，观察红色液滴移动情况并测量移动距离。   ①若O2浓度为0，则装置1和装置2的液滴移动情况分别为 ，此时细胞呼吸的场所为 。 ②若逐渐增大装置1和装置2中的O2浓度，某一时刻测得左移距离/右移距离=3，此时有氧呼吸强度=酒精发酵强度；若左移距离/右移距离<3，此时 ；若 ，此时酵母菌只进行有氧呼吸。 25．高等动植物细胞进行有氧呼吸第三阶段时，NADH中的电子经UQ、蛋白复合体（I、Ⅱ、Ⅲ、IV）传递至O2和H+并生成H2O。电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，使能量转换成H+电化学势能。H+经ATP合成酶运回时释放能量用于ATP合成并缓慢产热；另一些H+经UCP渗漏时H+电化学势能将以热能形式释放。以上途径称为细胞色素途径，其过程如下图。 图中的AOX是一种在植物细胞中广泛存在的氧化酶。在AOX参与下，电子可以不通过蛋白复合体Ⅲ和IV，而是直接传递给O2和H+并生成H2O，大量能量以热能的形式释放，此途径称为AOX途径。 (1)上图所示的生物膜是 膜；图中H+经ATP合成酶的跨膜运输方式是 。 (2)有些植物在开花期能够在短期内迅速产生并积累大量热能，使花温度显著高于环境温度（即“开花生热现象”），UCP的表达量也显著升高。开花生热可以促使植物生殖发育顺利完成。有氧呼吸的第一、二阶段也会释放热量，但不会引起开花生热。原因是经过这两个阶段，能量大部分储存在 中。 (3)在耗氧量不变的情况下，若上图所示的膜结构上AOX和UCP含量提高，则经ATP合成酶催化形成的ATP的量 （填“增加”、“不变”或“减少”），原因是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$