课时微练8 细胞呼吸的原理和应用(Word练习)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中生物学高考一轮总复习（不定项版）

课时微练(八)　细胞呼吸的原理和应用 　 一、选择题:本题共6小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1.运动员在速度滑冰比赛中,肌肉细胞可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。下列关于人体肌肉细胞这两种呼吸方式的叙述,正确的是(　　) A.都在线粒体中进行 B.都可以产生CO2 C.都可以产生NADPH D.第一阶段反应完全相同 解析　人体肌肉细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,无氧呼吸的场所是细胞质基质,A项错误;人体肌肉细胞有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物是乳酸,B项错误;NADPH是还原型辅酶Ⅱ,是光合作用光反应阶段的产物之一,呼吸作用可产生NADH,C项错误;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段反应完全相同,D项正确。 答案　D 2.(2024·河南联考)磷酸果糖激酶是葡萄糖分解成丙酮酸过程中的限速酶,该酶的活性会受到高浓度ATP的抑制。下列相关叙述错误的是(　　) A.在肌细胞中,磷酸果糖激酶发挥作用的场所是细胞质基质 B.细胞内ATP/ADP的值增大可能抑制磷酸果糖激酶的活性 C.缺氧时,酵母菌中磷酸果糖激酶的活性和无氧呼吸可能增强 D.氧气浓度升高会抑制酵母菌和人体成熟红细胞的无氧呼吸 解析　磷酸果糖激酶参与催化葡萄糖分解成丙酮酸的反应,葡萄糖分解成丙酮酸属于细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,A项正确;磷酸果糖激酶的活性会受到高浓度ATP的抑制,细胞内ATP/ADP的值增大可能抑制磷酸果糖激酶的活性,B项正确;缺氧时,酵母菌细胞中ATP含量相对减少,磷酸果糖激酶的活性增强,无氧呼吸也增强,C项正确;氧气浓度升高会抑制酵母菌的无氧呼吸,但由于人体成熟红细胞中没有线粒体,不进行有氧呼吸,因此氧气充足时其不会通过有氧呼吸产生大量ATP而抑制自身无氧呼吸,D项错误。 答案　D 3.某初学者进行了3个月高山滑雪集训,成绩显著提高,关于受训者滑雪过程中单位时间内细胞的代谢,下列叙述正确的是(　　) A.无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能形式散失 B.骨骼肌中丙酮酸分解为CO2或转化为乳酸均会生成ATP C.受训者有氧呼吸过程中产生CO2的阶段释放的能量最多 D.以葡萄糖为呼吸底物时肌肉细胞CO2产生量等于O2的消耗量 解析　无氧呼吸时有机物中的能量大部分储存在乳酸中,A项错误;骨骼肌中丙酮酸转化为乳酸属于无氧呼吸第二阶段,该过程中不会生成ATP,B项错误; 有氧呼吸第三阶段产生的能量最多,而二氧化碳产生于第二阶段,C项错误;仅考虑以葡萄糖为呼吸底物,肌肉细胞有氧呼吸过程中氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,无氧呼吸不产生CO2,D项正确。 答案　D 4.(2024·湖南模拟)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式,做了以下两组实验:用注射器A缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖培养液,倒置,排尽注射器中的气体,再吸入25 mL无菌氧气,密封;用注射器B缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖溶液,倒置,排尽注射器中的气体,密封。将两注射器置于25 ℃的水浴锅中保温一段时间。下列说法错误的是(　　) A.当观察到注射器A中的气体体积大于25 mL时,说明酵母菌进行了无氧呼吸 B.取注射器B中的适量液体,滴加少量酸性重铬酸钾溶液,溶液颜色由橙色变为灰绿色 C.将注射器A中的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中,可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄 D.当注射器A、B中的气体体积均为25 mL时,两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同 解析　若酵母菌只进行有氧呼吸,气体体积不变,而注射器A中的气体体积大于25 mL,说明酵母菌进行了无氧呼吸,A项正确;注射器B中酵母菌无氧呼吸产生了酒精,酒精可以与酸性重铬酸钾反应,使颜色由橙色变为灰绿色,B项正确;注射器A中的气体含二氧化碳,将其通入溴麝香草酚蓝溶液中,颜色会由蓝变绿再变黄,C项正确;当注射器A、B中的气体体积均为25 mL时,注射器A中酵母菌只进行有氧呼吸,注射器B中酵母菌全部进行无氧呼吸,两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量不同,D项错误。 答案　D 5.(2024·本溪质检)有氧条件下酵母菌的无氧呼吸会减弱。为探究其原因,有人将酵母菌破碎获得细胞匀浆Ⅰ,并把部分细胞匀浆离心后得到悬浮液Ⅱ(含细胞质基质)和沉淀物Ⅲ(含线粒体),进行如下分组实验(X、Y、Z为上述三种细胞分离物的一种)。 装置一:葡萄糖溶液+无菌水+X; 装置二:葡萄糖溶液+无菌水+大量ATP+Y; 装置三:葡萄糖溶液+无菌水+大量氧气+Z。 以三套装置中CO2产生量为检测指标,下列叙述合理的是(　　) A.三套装置中X、Y、Z相同,且都是细胞匀浆Ⅰ,目的是使无关变量相同 B.若X是悬浮液Ⅱ,则装置一在有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生CO2 C.本实验的目的是探究抑制酵母菌无氧呼吸的因素是氧气还是ATP D.本实验的自变量之一是加入三个装置中的X、Y、Z的种类 解析　细胞匀浆Ⅰ中包含了细胞质基质和线粒体,而本实验的目的是探究在有氧的条件下,抑制无氧呼吸的因素是O2还是ATP,所以三套装置中应该加入细胞质基质,即悬浮液Ⅱ,A项错误;若X是悬浮液Ⅱ(细胞质基质),则装置一只能在无氧条件下才能产生CO2,B项错误;根据三组实验装置设计可知,区别在于ATP和氧气的使用,因此,本实验的目的是探究抑制酵母菌无氧呼吸的因素是氧气还是ATP,C项正确;本实验的自变量是加入三个装置的物质是O2还是ATP,D项错误。 答案　C 6.(2024·重庆调研)2023年3月19日,重庆马拉松在停办两年后重新回归。3万多跑者齐聚重庆南岸区南滨路,享受跑步的激情与活力。关于参赛者体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的叙述,错误的是(　　) A.无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,释放的能量都主要以热能形式散失 B.长跑过程中,细胞呼吸产生的CO2的量始终与消耗的O2量相等 C.若用18O标记葡萄糖,可在其生成的水中检测到18O D.肌细胞无氧呼吸产生的乳酸可与碳酸氢钠反应生成乳酸钠和碳酸 解析　无论是进行有氧呼吸还是无氧呼吸,其释放出的能量都主要以热能形式散失,A项正确;人无氧呼吸不能产生CO2,CO2全部来自有氧呼吸,所以长跑过程中细胞呼吸产生的CO2的量始终与消耗的O2的量相等,B项正确;人体细胞有氧呼吸过程中,葡萄糖中的氧进入二氧化碳,无氧呼吸过程中葡萄糖中的氧进入乳酸,因此用18O标记葡萄糖,在生成的水中检测不到18O,C项错误;肌细胞无氧呼吸产生的乳酸可在内环境中与碳酸氢钠反应生成乳酸钠和碳酸,从而维持血浆pH相对稳定,D项正确。 答案　C 二、选择题:本题共4小题,在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项符合题目要求 7.呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如图所示,下列相关叙述错误的是(　　) A.图示过程是有氧呼吸的第二阶段,是有氧呼吸过程中产能最多的阶段 B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气 C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质 D.呼吸链的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 解析　题图所示为发生在线粒体内膜的过程,表示有氧呼吸的第三阶段,该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段,A项错误;在电子传递链中,有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气,生成水,B项正确;据题图可知,电子传递过程中逐级释放的能量推动H+从线粒体基质跨过线粒体内膜到达另一侧,C项错误;电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差,为ATP的合成提供了驱动力,D项正确。 答案　AC 8.(2024·衡阳模拟)小鼠体内的脂肪组织分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT),如图所示。与WAT相比,BAT中的血管更丰富。研究还发现,在4 ℃冷环境中,小鼠体内的BAT减少更显著。下列相关叙述错误的是(　　) A.寒冷环境中小鼠机体的产热量通常大于散热量 B.BAT主要通过分解脂质等以满足额外的热量需求 C.BAT细胞内脂肪滴多而小且线粒体多,使其产热效率更高 D.BAT中血管更丰富,不利于增加供氧并及时输出能量 解析　寒冷环境中,小鼠的体温相对稳定,机体的产热量等于散热量,A项错误;BAT是褐色脂肪组织,主要通过分解脂质等以满足额外的热量需求,B项正确;由题图可知,BAT细胞内脂肪滴多而小且线粒体多,脂肪滴多而小则相对面积增大,易于分解产热,线粒体多可增加产热,故BAT细胞内脂肪滴多而小且线粒体多,使其产热效率更高,C项正确;血管可运输氧气和输出能量,BAT中血管更丰富,有利于增加供氧并及时输出能量,D项错误。 答案　AD 9.苹果果实发育成熟到一定程度,呼吸作用突然增强,然后又突然减弱,这种现象称为呼吸跃变。呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述错误的是(　　) A.呼吸作用突然增强时,有机物分解加快,产生CO2增多 B.呼吸作用突然减弱时,果实中有机物的总量已经降低 C.用乙烯合成抑制剂处理苹果,可使呼吸跃变提前发生 D.低温储藏未成熟的苹果,可加快呼吸跃变现象的发生 解析　苹果果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均会分解有机物而产生二氧化碳,呼吸作用突然增强时,有机物分解加快,产生的CO2增多,A项正确;根据题意,呼吸跃变发生时,呼吸作用突然增强,然后又突然减弱,呼吸作用消耗有机物,因此呼吸作用突然减弱时,苹果的有机物总量已降低,B项正确;乙烯能促进果实成熟,因此用乙烯合成抑制剂处理苹果,可延缓呼吸跃变现象的发生,C项错误;果实贮藏在低温条件下,酶的活性比较低,呼吸作用减弱,能延缓呼吸跃变现象的发生,D项错误。 答案　CD 10.将酵母菌置于下列条件下培养一段时间后,测得细胞呼吸产生的CO2量如图所示。下列有关分析错误的是(　　) A.在一定条件下,酵母菌的细胞质基质和线粒体能同时产生CO2 B.在一定范围内,随温度升高细胞呼吸速率加快 C.20 ℃条件下,酵母菌在前6 h消耗的葡萄糖的量一定比后6 h消耗的多 D.40 ℃条件下,培养酵母菌12 h,培养液中葡萄糖可能已经被消耗完 解析　在一定条件下,酵母菌能进行无氧呼吸,也能进行有氧呼吸,无氧呼吸和有氧呼吸产生CO2的场所分别为细胞质基质和线粒体,A项正确;一定温度范围内,呼吸酶的活性随着温度的升高而升高,细胞呼吸速率随之加快,B项正确;20 ℃条件下,随着CO2产生量的增多,酵母菌无氧呼吸速率增大,但无法判断无氧呼吸和有氧呼吸各自所占的比例,因而无法确定消耗的葡萄糖量,C项错误;40 ℃条件下培养的酵母菌,6 h和12 h产生的CO2量相同,所以可能是葡萄糖被消耗完,D项正确。 答案　C 三、非选择题 11.食物特殊动力作用(SDA)是指机体的能量代谢因进食而额外增加的现象。如某人基础代谢率(人体在清醒且极端安静情况下的能量代谢率)为168.80 kJ·h-1,当摄取相当于168.80 kJ的食物,并处于基础代谢条件下,经测定这时的代谢率不是168.80 kJ·h-1,而是176.40 kJ·h-1,显然这部分增加的代谢值是因进食导致的。回答下列问题: (1)人体细胞代谢产生CO2的具体场所是______________;人体细胞中绝大多数需要能量的生命活动都由ATP直接提供能量,ATP产生的场所有_______________________________________________________________。 (2)研究发现SDA只能增加体热的外散而不能增加可利用的能量,而这个能量来源于体内营养物质的储备。由此可判断细胞有氧代谢增强而多消耗的物质中能量的去向是_____________________________。 (3)研究人员通过实验分别探究了SDA现象的产生与进食行为和食物种类的关系,实验结果表明只有将氨基酸或葡萄糖经静脉注射后方能观察到SDA现象,且注射氨基酸组的SDA远高于注射葡萄糖组,说明SDA与______________无关,而与______________有关,与此关系较大的食物是_____________________________;切除动物肝脏后再进行上述实验,SDA现象不再发生,对此现象的合理推测是_____________________________。 解析　(1)人体内代谢终产物二氧化碳的产生发生在有氧呼吸的第二阶段,场所是线粒体基质;ATP合成场所分别为线粒体和细胞质基质。(2)由于SDA只能增加体热的外散而不能增加可利用的能量,多消耗的物质中能量转化为热量用于维持体温。(3)由于注射氨基酸组的SDA远高于注射葡萄糖组,可知SDA与进食行为无关而与食物种类有关,蛋白质含量高的食物中氨基酸较多,与此关系较大的食物是含蛋白质(氨基酸)较高的食物。切除动物肝脏后再进行题述实验,SDA现象不再发生,推测SDA可能与肝脏处理氨基酸或合成糖原的过程有关。 答案　(1)线粒体基质　线粒体和细胞质基质 (2)转化为热量用于维持体温　(3)进食行为　食物种类　含蛋白质(氨基酸)较高的食物　SDA可能与肝脏处理氨基酸或合成糖原的过程有关 12.(科学探究)人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活,严重低氧可导致细胞死亡。以PCl2细胞系为材料,研究了低氧影响细胞存活的机制。 (1)在人体细胞呼吸过程中,O2参与反应的场所是______________。 (2)当细胞中O2含量低时,线粒体通过电子传递链产生更多活性氧,活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。分别用常氧(20%O2)、适度低氧(10%O2)和严重低氧(0.3%O2)处理PCl2细胞,24 h后检测线粒体自噬水平,结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PCl2细胞,检测细胞活性氧含量,结果如图2。 　 图1 图2 图3 ①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径,被细胞中的______________(填结构)降解。 ②图1、图2结果表明:适度低氧可_____________________________。 (3)研究表明,上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况,结果如图3。综合上述信息,解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因:_______________________________________________________________。 解析　(1)有氧呼吸第三阶段发生在线粒体的内膜上,[H]和O2结合,形成水和大量能量。(2)①溶酶体中含有多种水解酶,由分析知,损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径,被细胞中的溶酶体降解。②题图1中适度低氧(10% O2)情况下线粒体自噬水平相对值升高,严重低氧(0.3% O2)情况下线粒体自噬水平相对值下降,题图2用线粒体自噬抑制剂3-MA处理PCl2细胞,检测细胞活性氧含量结果,适度低氧(10% O2)情况下实验组与对照组相差最多,说明适度低氧可以激活线粒体自噬来清除活性氧。(3)上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因见答案。 答案　(1)线粒体内膜　(2)①溶酶体　②激活线粒体自噬来清除活性氧　(3)适度低氧上调BINP3基因的表达,使BINP3蛋白增加,促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧,活性氧处于正常水平,细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达(转录),可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快,使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬,但还不足以清除细胞中的活性氧,活性氧在细胞中积累,最终导致细胞死亡 学科网（北京）股份有限公司 $$