微专题10 细胞呼吸的原理分析与判断-【高考领航】2025年高考生物一轮复习微专题速练

微专题10　细胞呼吸的原理分析与判断 1．马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述错误的是(　　) A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的 B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸时伴随着大量ATP的生成 C．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制酸味的产生 D．马铃薯块茎储藏库中温度的适当降低会抑制酸味的产生 2．糖酵解是糖分解为丙酮酸的过程，普遍存在于细胞中。下列叙述正确的是(　　) A．糖酵解的过程需要消耗氧气 B．糖酵解发生的场所在线粒体基质中 C．糖酵解产生的丙酮酸可能转化为乳酸 D．糖酵解释放的能量主要用于合成ATP 3．如图为真核细胞有氧呼吸的基本过程示意图。下列叙述错误的是(　　) A．阶段A、B、C都必须在有氧的条件下进行 B．阶段A发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、[H]和ATP C．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度 D．阶段C产生的物质②中的氧原子均来自氧气，产生ATP最多 4．在动物肠道内，芽孢杆菌会消耗大量氧气以维持肠道内的低氧环境，从而促进厌氧的双歧杆菌等益生菌的生长，抑制致病菌的生长。下列叙述错误的是(　　) A．芽孢杆菌细胞呼吸消耗O2的同时伴随NADPH的利用 B．肠道细胞线粒体内膜N的含量高于外膜 C．消耗等量的葡萄糖，芽孢杆菌释放的能量大于双歧杆菌 D．芽孢杆菌在肠道中的活动不利于酵母菌的大量繁殖 5．剧烈运动时，人的骨骼肌细胞既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，下列有关叙述正确的是(　　) A．无氧呼吸是骨骼肌细胞所需ATP的主要来源 B．无氧呼吸产生的CO2是有氧呼吸的三分之一 C．无氧呼吸产生NADH为第二阶段ATP合成提供能量 D．无氧呼吸产生丙酮酸的场所与有氧呼吸相同 6．2019年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位发现细胞感知和适应氧气供应机制的科学家。研究发现在体内氧含量降低时，低氧诱导因子(HIF)会大量生成，调节促红细胞生成素基因，增加红细胞的数量从而促使细胞适应低氧环境，而在正常的含氧条件下，细胞内的HIF会被蛋白酶体降解，如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．正常含氧条件下，HIF 的生成与降解处于动态平衡，HIF 含量较低 B．在低氧或正常含氧条件下，人体成熟红细胞都只能通过呼吸产生乳酸供能 C．低氧环境下，HIF 在红细胞中发挥功能，有利于氧气的运输 D．通过促进HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病 7．下列有关细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的叙述，正确的是(　　) A．无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能形式散失 B．剧烈运动时，人体产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质 C．进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体 D．无氧呼吸过程中有[H]积累，有氧呼吸过程中没有[H]积累 8．如图为葡萄糖氧化分解的过程示意图，下列叙述正确的是(　　) A．图示所有物质都存在于内环境中 B．图示所有过程都需酶的催化 C．图示所有过程都能产生ATP D．所有生物都能进行图示所有过程 9．(不定项)有氧呼吸氧化分解葡萄糖时，葡萄糖中的氢以质子、电子形式脱下并传递，最终转移到分子氧生成水。研究发现，电子沿一系列特定载体传递时，会促使线粒体从其基质内把质子泵入内外膜间积累，产生内膜两侧的质子浓度梯度。当质子流沿内膜上ATP合酶的质子通道进入基质时，驱动ATP合成，下列分析正确的是(　　) A．电子、质子的有序传递有利于能量逐步释放 B．ATP分子中的化学能直接来自电子 C．各种电子载体可能是不同种类的专一蛋白质 D．质子流从线粒体内膜进入基质时伴随着放能反应 10．(不定项)鲫鱼能够在寒冷、缺氧的水环境中生存数天。其细胞呼吸过程如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．鲫鱼细胞无氧呼吸的终产物可以是乳酸或者酒精和CO2 B．鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能散失 C．骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与 D．图示两种细胞线粒体中与呼吸作用有关的酶不完全相同 11．研究表明，小鼠细胞癌变后代谢方式会随之发生变化，图1中①～④是癌细胞中葡萄糖的代谢途径。 图1 图2　　　　　　　　图3 (1)上述代谢途径中________(填序号)途径表示无氧呼吸，其中①发生的场所是_____________________________________________________________。 (2)研究人员在有氧条件下测定细胞的乳酸含量，结果如图2所示，表明小鼠癌细胞在有氧的条件下________________过程更强。经过测定，癌细胞单位时间产生的ATP高于正常细胞，可以推测其________(填序号)途径产生ATP的速率更快。 (3)糖代谢中的①、⑤途径是一对互逆的过程，参与细胞内糖代谢强度的调节。已知地塞米松是一种治疗肿瘤的药物，研究人员测定了不同浓度地塞米松处理后的癌细胞内葡萄糖含量，如图3所示。实验结果显示，地塞米松处理的癌细胞葡萄糖含量________，推测药物可能促进了________过程(填序号)，从而________(填“促进”或“抑制”)了癌细胞产生能量。 12．如图a为线粒体的结构示意图。如图b为线粒体中某种生物膜的部分结构及有氧呼吸某阶段简化示意图。回答下列问题： 图a 图b 图c (1)图b表示图a的____________结构，膜上发生的有氧呼吸某过程将H＋由M侧顺浓度梯度转运到N侧，并驱动ATP合成，ATP合成的直接驱动力由________________(填“电子放能”或“H＋浓度差”)提供。科学家将提取自线粒体内膜的蛋白质P嵌到人工脂质体囊泡(囊泡内侧相当于线粒体内外膜的膜间腔，如图c所示)上，巧妙地验证了上述推测：将嵌有蛋白质P的人工脂质体置于pH为4的缓冲溶液一段时间，使人工脂质体膜内外pH都为4，然后将其随机均分为两份。一份转移至pH为8的缓冲溶液中，加入ADP和Pi后放置一段时间，此为实验组。另一份人工脂质体继续置于pH为4的缓冲溶液中，加入ADP和Pi后放置一段时间，此为对照组，一段时间后检测ATP的生成情况。有ATP生成的是________组。在形成ATP时，蛋白质P的作用是__________________________ ___________________________________________________________________。 (2)已有研究发现肝癌肿瘤中心区域细胞中线粒体融合增强(会导致线粒体嵴密度增大、呼吸链复合体的活性增强、细胞耗氧速率增加等)，细胞长度变长，为研究在营养缺乏时线粒体融合对肝癌细胞糖代谢的调控。研究者用肝癌细胞进行了实验，实验结果如表(注：线粒体嵴密度＝嵴数目/线粒体长度)，据表分析： 指标组别 细胞耗 氧速率 线粒体ATP产生量 胞外乳 酸水平 线粒体 嵴密度 呼吸链复 合体的活性 乳酸脱 氢酶的量 甲组：常规培养组 4.2 1.0 0.35 10.1 0.9 1.01 乙组：营养缺乏组 5.6 1.4 0.28 17.5 2.39 0.25 丙组：营养缺乏＋抑制DRP1S637 磷酸化 3.1 0.8 0.38 9.8 1.22 1.22 ①DRP1S637磷酸化与线粒体融合的关系是______(填“促进”或“抑制”)，得出该结论的依据是___________________________________________________ _________________________________________________________________。 ②根据实验结果，将下列选项排序从而完善肝癌细胞在营养缺乏条件下的代谢调控途径，对应字母排列顺序是：营养缺乏→__________→__________ → ________→________→产能效率提高→适应营养缺乏环境。 a．线粒体融合增强 b．DRP1S637磷酸化增强 c．细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加 d．线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微专题10　细胞呼吸的原理分析与判断 1．B　马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖被分解成丙酮酸，丙酮酸在第二阶段转化成乳酸，马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，A正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段，会生成少量ATP，B错误；马铃薯块茎储存过程中，随着氧气的增加，无氧呼吸强度减弱，乳酸减少，会使酸味降低，C正确；马铃薯块茎储存过程中，温度的适当降低，无氧呼吸强度减弱，乳酸减少，会使酸味降低，D正确。 2．C　糖酵解是糖分解为丙酮酸的过程，该过程在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均可发生，不消耗氧气，A错误；糖酵解是糖分解为丙酮酸的过程，发生在细胞质基质中，B错误；在无氧呼吸的第二阶段，糖酵解产生的丙酮酸可能转化为乳酸，C正确；糖酵解释放的能量大部分以热能散失，少部分用于合成ATP，D错误。 3．A　阶段A为有氧呼吸的第一阶段，该过程的进行不需要在有氧条件下，A错误；阶段A为有氧呼吸第一阶段，该阶段发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、[H]和ATP，B正确；阶段B为有氧呼吸第二阶段，产生的物质①为二氧化碳，其在线粒体基质中产生，通过自由扩散进入细胞质基质，因此其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，C正确；阶段C为有氧呼吸第三阶段，物质②为水，产物水中的氧原子均来自氧气，该阶段释放能量最多，因此产生ATP最多，D正确。 4．A　芽孢杆菌细胞呼吸消耗O2的同时伴随NADH的利用，NADPH可被光合作用暗反应过程所利用，A错误。N是组成蛋白质的重要元素，有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行，内膜具有比外膜更多的蛋白质，因此肠道细胞线粒体内膜N的含量高于外膜，B正确。芽孢杆菌进行有氧呼吸，三个阶段都释放出能量；双歧杆菌进行无氧呼吸，只在细胞呼吸的第一阶段释放出少量能量，C正确。酵母菌大量繁殖需要依赖有氧呼吸提供大量的能量，而芽孢杆菌的活动会消耗氧气，故不利于酵母菌大量繁殖，D正确。 5．D　有氧呼吸是骨骼肌细胞所需ATP的主要来源，A错误；人体骨骼肌细胞无氧呼吸只产生乳酸，不产生CO2，B错误；无氧呼吸产生NADH用于第二阶段还原丙酮酸，无氧呼吸第二阶段不产生ATP，C错误；无氧呼吸产生丙酮酸的场所与有氧呼吸相同都在细胞质基质，D正确。 6．C　在低氧时，低氧诱导因子(HIF)会大量生成；正常含氧条件下，HIF的生成与降解处于动态平衡，使HIF含量较低，A正确。人体成熟红细胞没有细胞核和复杂的细胞器，因此没有有氧呼吸的场所线粒体，只能以无氧呼吸的方式分解葡萄糖产生乳酸，从而获取能量，B正确。低氧诱导因子(HIF)能调节促红细胞生成素基因，而人体成熟的红细胞没有细胞核和细胞器，不含基因，说明HIF发挥功能的场所不在红细胞中，C错误。HIF能促使细胞适应低氧环境，因此通过升高HIF的活性可治疗贫血等缺氧性疾病，D正确。 7．C　无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要去向是氧化不彻底的产物，释放的能量主要去向是以热能形式散失，A错误；人体细胞只能通过有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，B错误；进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体，如原核生物，无线粒体，因有与有氧呼吸有关的酶可进行有氧呼吸，C正确；无氧呼吸和有氧呼吸过程中都没有[H]积累，D错误。 8．B　葡萄糖氧化分解是酶促反应过程，发生在细胞内，A错误；图示过程的生化反应均需要酶的催化，B正确；无氧呼吸第二阶段不能产生ATP，C错误；某些生物的不同细胞可以进行不同的呼吸作用，但不是所有生物都能进行图示所有过程，如人的无氧呼吸不产生酒精，D错误。 9．ACD　有氧呼吸氧化分解葡萄糖是一个逐步释放能量的过程，葡萄糖中的氢以质子、电子形式脱下并传递，最终转移到分子氧生成水，该过程有序传递有利于能量逐步释放，A正确；ATP分子中的化学能来自质子流沿内膜上ATP合酶的质子通道进入基质时的势能，B错误；结合题干信息“电子沿一系列特定载体传递时……”可知，各种电子载体可能是不同种类的专一蛋白质，C正确；当质子流沿内膜上ATP合酶的质子通道进入基质时，驱动ATP合成，ATP的合成伴随着放能反应，D正确。 10．B　其他组织细胞进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸通过循环系统进入骨骼肌细胞，可转化为丙酮酸，通过无氧呼吸产生酒精和CO2，A正确；鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分留存在乳酸或酒精中，B错误；骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与，C正确；因为酶具有专一性，图示两种细胞线粒体中呼吸作用的产物不完全相同，可能与呼吸作用有关的酶不完全相同，D正确。 11．解析：(1)据题图1分析可知，①表示细胞呼吸的第一阶段，②表示有氧呼吸第二阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，其中①发生的场所是细胞质基质；④的产物为乳酸，表示无氧呼吸。(2)题图2中，癌细胞中的乳酸含量远高于正常细胞，表明小鼠癌细胞在有氧的条件下无氧呼吸会更强；经过测定，癌细胞单位时间产生的ATP高于正常细胞，由于无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，可以推测有氧呼吸①②③途径产生ATP的速率更快。(3)根据题图3分析，与对照组相比，地塞米松处理的癌细胞葡萄糖含量升高；可以推测药物促进了⑤途径；导致丙酮酸不能进行②和③过程，从而抑制了癌细胞产生能量。 答案：(1)①④(或④)　细胞质基质　(2)无氧呼吸　②③(或①②③)　(3)升高　⑤　抑制 12．解析：(1)图b所示的生物膜上有ATP生成，表示图a线粒体的内膜，膜上发生的有氧呼吸某过程将H＋由M侧顺浓度梯度转运到N侧，并驱动ATP合成，ATP合成的直接驱动力由H＋浓度差提供。科学家将提取自线粒体内膜的蛋白质P嵌到人工脂质体囊泡上，巧妙地验证了上述推测：将嵌有蛋白质P的人工脂质体置于pH为4的缓冲溶液一段时间，使人工脂质体膜内外pH都为4，然后将其随机均分为两份。一份转移至pH为8的缓冲溶液中，加入ADP和Pi后放置一段时间，此为实验组。另一份人工脂质体继续置于pH为4的缓冲溶液中，加入ADP和Pi后放置一段时间，此为对照组，一段时间后实验组H＋通过蛋白质P，顺着浓度梯度出囊泡，同时催化ATP的生成，而对照组囊泡内外没有H＋浓度差，没有ATP的生成。在形成ATP时，蛋白质P的作用是：作为H＋载体和合成ATP的酶(或运输H＋和合成ATP)。(2)①分析表格数据可知，乙组与甲组相比，细胞耗氧速率、线粒体ATP产生量、线粒体嵴密度和呼吸链复合体的活性均增加，表明营养缺乏会导致线粒体融合。丙组与乙组相比，丙组抑制DRP1S637磷酸化后，上述指标都下降，表明抑制DRP1S637磷酸化会抑制线粒体融合，因此DRP1S637磷酸化能促进线粒体融合；②肝癌细胞在营养缺乏条件下，为了适应环境，线粒体融合增强，因此首先DRP1S637磷酸化增强(b)，促进线粒体融合(a)，线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加(d)，细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加(c)，乳酸脱氢酶含量降低，无氧呼吸速率下降，胞外乳酸水平减少，细胞的产能效率提高，从而适应营养缺乏的环境，所以对应字母排列顺序是badc。 答案：(1)线粒体内膜　H＋浓度差　实验　作为H＋载体和合成ATP的酶(或运输H＋和合成ATP)　(2)①促进　乙组与甲组相比，细胞耗氧速率、线粒体ATP产生量、线粒体嵴密度和呼吸链复合体的活性均增加，表明营养缺乏会导致线粒体融合。丙组与乙组相比，丙组抑制DRP1S637磷酸化后，上述指标都下降，表明抑制DRP1S637磷酸化会抑制线粒体融合，因此DRP1S637磷酸化能促进线粒体融合　②b　a　d　c 学科网（北京）股份有限公司 $$