内容正文:
第09讲 细胞呼吸
目录
01 课标达标练
【题型一】探究酵母菌细胞呼吸的方式
【题型二】细胞呼吸的方式和过程
【题型三】细胞呼吸类型的判断
【题型四】细胞呼吸的影响因素及其应用
02 能力突破练(新情境+新考法+新角度)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
题型一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.(24-25高三上·湖南长沙·期末)探究酵母菌呼吸作用类型的实验(实验甲)、运用模型解释细胞大小与物质运输的关系实验(实验乙)、赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验(实验丙)、鲁宾和卡门的探究光合作用中氧气来源的实验(实验丁)都是对比实验。列关于这些实验的操作及结果分析的叙述,正确的是( )
A.实验甲中,将空气通入NaOH溶液的目的是控制无关变量
B.实验乙中,各组间琼脂块的物质扩散效率相同,物质扩散速率不同
C.实验丙中,保温和搅拌操作均对两组实验离心后放射性的分布有影响
D.实验丁中,通过检测小球藻释放的氧气是否有放射性确定氧气中18O的来源
2.(2025.岳阳二模)Crabtree效应具体表现为酿酒酵母胞外葡萄糖浓度大于0.15g/L时,即使氧气供应充足,酿酒酵母依然会发酵积累乙醇。在细胞呼吸过程中,丙酮酸脱羧酶可催化丙酮酸脱羧,进而生成CO2和乙醇;丙酮酸脱氢酶则催化丙酮酸生成CO2和NADH。下列叙述错误的是( )
A.可用酸性重铬酸钾溶液鉴定乙醇,溶液颜色会变为灰绿色
B.发生Crabtree效应的酵母菌的繁殖速率在短期内可能会受到抑制
C.丙酮酸脱氢酶在酿酒酵母中起催化作用的场所是细胞质基质
D.丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径中,葡萄糖中的能量大部分存留在乙醇中
3.(不定向选)(2025.长沙调研)某生物实验小组为探究酵母菌呼吸的有关问题,设计如下实验装置。实验中,先向气球中加入10mL含酵母菌的培养液,后向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有30℃温水的烧杯中,用重物拴住并固定,再将整个装置置于30℃的恒温箱中,下列说法正确的是( )
A.实验开始30min后烧杯内液面发生了变化,说明酵母菌只进行了无氧呼吸
B.为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差,应将灭菌后的酵母菌培养液注入气球作为对照实验
C.如果要确认气球内酵母菌是否进行过无氧呼吸,可以检测发酵液中是否含有酒精
D.整个实验过程中,气球的体积先增大后减小
题型二 细胞呼吸的方式和过程
4.(2022·湖南衡阳·三模)细胞呼吸是有机物在细胞内经过一系列氧化分解.最终生成CO2或者其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。下列叙述正确的是( )
A.无氧呼吸也属于氧化分解,两个阶段都有ATP的合成
B.人体剧烈运动产生的CO2来自有氧呼吸和无氧呼吸
C.用透气的纱布包扎伤口,可以抑制厌氧病菌的繁殖
D.贮藏蔬菜、水果和种子条件相同,应选择低温、低氧、干燥条件
5.线粒体内膜上存在线粒体内丙酮酸载体(MPC),丙酮酸借助该载体蛋白能逆浓度梯度进入线粒体基质。下列说法错误的是( )
A.MPC运输丙酮酸的方式为主动运输
B.MPC在运输丙酮酸的过程中,空间结构会发生变化
C.葡萄糖不能直接进入线粒体,需先在细胞质基质中分解成CO2和丙酮酸
D.抑制MPC的功能,可能会促进动物细胞产生乳酸。
6.(24-25高三下·湖南·阶段练习)某酸奶生产企业发现,若密封发酵罐中混入了少量氧气,则乳酸菌活性下降,产酸速率减慢。下列叙述合理的是( )
A.氧气促进乳酸菌的有氧呼吸,加速葡萄糖分解,生成大量ATP
B.乳酸菌在无氧条件下将丙酮酸转化为乳酸,同时生成少量ATP
C.氧气可能抑制乳酸菌无氧呼吸关键酶的活性,导致代谢速率降低
D.产酸速率减慢是因为氧气与乳酸反应,中和了发酵体系中的酸性
7.(2025·湖南长沙·模拟预测)某品种菠萝蜜的果实成熟到一定程度,会出现呼吸速率急速上升的现象。下列相关叙述错误的是( )
A.菠萝蜜果肉细胞有氧呼吸产生NADH的场所在细胞质基质和线粒体基质
B.低温通过破坏酶的空间结构抑制细胞呼吸,从而延长菠萝蜜果实储存时间
C.与蔬菜水果不同,粮食需要在干燥的环境下储存
D.果实成熟时呼吸速率急速上升,可能与乙烯促进呼吸酶基因的表达有关
8.(2025·湖南邵阳·三模)水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,积累至一定程度会引起细胞酸中毒,细胞可通过将丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A.正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B.水淹时玉米根细胞中仍有CO2的产生
C.水淹时玉米根细胞释放的能量主要贮存在ATP中
D.转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
9.(23-24高三上·湖南常德·期末)正常情况下,线粒体内膜上[H]的氧化与ATP合成相偶联。研究发现,FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜,使得线粒体内膜上释放的能量不变,但合成的ATP减少;抗霉素A是呼吸链抑制剂,能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸第一、二阶段产生[H],无氧呼吸则不产生[H]
B.加入抗霉素A,细胞只能进行无氧呼吸,产生酒精和CO2
C.FCCP和抗霉素A均作用于线粒体的相同部位
D.有机物氧化分解释放的能量大部分储存在ATP中,施用FCCP后能量大部分以热能形式散失
10.(2025·湖南邵阳·三模)天南星科植物具有“开花生热”现象,在开花时,花序温度比周围环境高25℃左右,会促进花气味的散发。天南星科植物的有氧呼吸中存在以下途径,其中“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。下列叙述正确的是( )
A.当氰化物存在时,细胞内ATP/ADP比值变小
B.“开花生热”现象主要与有氧呼吸中途径1有关
C.“开花生热”现象中释放的热量主要来自线粒体基质
D.“开花生热”现象不利于天南星科植物种群的繁衍
题型三 细胞呼吸类型的判断
11.(23-24高三上·湖南张家界·阶段练习)将等量萌发的小麦种子放入如图所示的甲、乙两个装置中,观察液滴的移动情况。下列相关叙述错误的是( )
A.若甲中液滴右移,乙中液滴不动,则该萌发种子只进行有氧呼吸
B.甲中液滴右移,乙中液滴不动,则葡萄糖中C的转移途径可能为:葡萄糖→丙酮酸→酒精
C.若换成萌发的花生种子,则可能出现甲、乙中液滴都左移的情况
D.为了保证数据的科学性,可以增设等量的死小麦种子,其他装置与甲乙相同对照组
12.(不定向选)(2023·湖南张家界·二模)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(处理组)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。从采摘后算起,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。下列叙述与实验结果一致的是( )
A.曲线中比值大于1时,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
B.第20天对照组蓝莓产生的乙醇量低于CO2处理组
C.第40天对照组蓝莓无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多
D.贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理适宜时间,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
13.(2023·湖南岳阳·三模)新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世。某科研小组采用无土栽培的方法,研究正常通气与低氧条件对两个新疆棉品种(甲、乙)根系细胞呼吸的影响,一周后测得根系中丙酮酸和乙醇含量,实验结果如下图所示,下列说法错误的是( )
A.正常通气情况下,新疆棉根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸
B.正常通气情况下,新疆棉根系产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质
C.低氧条件下,新疆棉根系细胞吸收无机盐能力下降
D.低氧条件下,催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最可能是品种乙
14.(22-23高三上·湖南岳阳·阶段练习)有氧运动近年来成为一个很流行的词汇,它是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识,分析下列说法错误的是( )
A.ab段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
B.运动强度大于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失,其余储存在ATP中
D.若运动强度长期超过c,会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力
题型四 细胞呼吸的影响因素及其应用
15.(2025·湖南·二模)农业谚语往往蕴含生物学原理。下列有关农业谚语的解释,错误的是( )
A.“千担粪下地,万担粮归仓”——有机肥分解后为植物提供无机盐和CO2,增强光合作用
B.“霜前霜米如糠﹐霜后霜谷满仓”——霜降后降温可减弱细胞呼吸,实现作物的增产
C.“正其行,通其风”——保证空气流通,能为植物提供更多的CO2,提高光合速率
D.“春雨漫了垄,麦子豌豆丢了种”——雨水过多会减弱种子光合作用,不利于收获
16.(22-23高三上·湖南长沙·开学考试)如图表示某些因素对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述正确的是( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度为40%时,四种温度下有氧呼吸速率的限制因素都是温度
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度是30℃
D.c点时,将O2浓度增加到60%,比升高15℃更有利于有氧呼吸
17.(2025·湖南长沙·模拟预测)乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,为探究Ca2+对淹水处理的某植物幼苗根细胞中ADH和LDH的影响,科研人员将植物幼苗在相同且适宜的条件下分别进行未淹水、淹水和淹水+Ca2+处理,结果如下图。下列分析正确的是( )
A.与淹水时相比,未淹水时ADH降低化学反应活化能的能力较强
B.丙酮酸生成乳酸过程中,消耗NADH,并释放少量能量
C.淹水组植物幼苗根细胞产生乳酸的速率大于产生乙醇的速率
D.淹水时,Ca2+可增强植物幼苗ADH的活性,降低LDH的活性
18.植物若长时间受到土壤水涝影响,会引起植株缺氧,加速植株叶片衰老,最终导致亩产降低甚至绝收。据研究,某植物水淹过程中与细胞呼吸有关的酶活性变化如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.水淹期间,植物根系的吸收量大于的释放量
B.据图推测,可能酶甲参与有氧呼吸,酶乙参与无氧呼吸
C.两条曲线相交时,根细胞中有氧呼吸和无氧呼吸强度相同
D.被水淹后应及时排水,以减少无氧呼吸产物对植物细胞的毒害
19.(23-24高三上·湖南邵阳·阶段练习)低氧胁迫会对植物的生长造成不利影响,某实验小组利用水培技术探究低氧对两个油菜品种(甲、乙)根部细胞呼吸的影响,实验结果如图所示。下列分析不正确的是( )
A.正常氧气条件下油菜根部细胞只进行有氧呼吸
B.低氧条件下甲品种体内催化丙酮酸形成乙醇的酶活性更高
C.长期处于低氧条件下植物根系会变黑、腐烂
D.乙品种比甲品种更耐低氧胁迫
20.(23-24高三上·湖南·阶段练习)某科研小组为探究高压静电场对黄瓜植株呼吸强度的影响,将植株分成三组,A、B组分别将植株每天置于50kV/m、100kV/m的高压静电场下培养1小时,其他时间放在无高压静电场的条件下贮藏,C组是对照组。A、B、C三组的温度控制在0℃,实验结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.呼吸强度可通过黑暗时植株CO2释放速率来表示
B.随着贮藏时间的推移,A、B、C组黄瓜植株呼吸强度都在变化
C.将温度提高10℃,三组植株的呼吸强度可能都会增大
D.随着高压静电场强度增大,植株的呼吸强度不断减弱
1.(不定向选)(2025·湖南岳阳·模拟预测)Brooks提出了关于细胞内乳酸穿梭模型,如下图所示。当细胞处于高浓度乳酸环境时,丙酮酸还原为乳酸的过程受到抑制。下列说法错误的是( )
A.图中“?”代表的物质是二氧化碳和水
B.剧烈运动时,细胞内NAD+/NADH的比值升高
C.丙酮酸都是在细胞质基质内产生,丙酮酸转化成乳酸需要消耗能量
D.乳酸除上述去向外,还可运输到肝脏细胞转化成葡萄糖再被利用
2.(2025·湖南郴州·三模)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行(如图甲),叠氮化物可抑制电子传递给氧;DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验,在不同的时间加入丙酮酸、ADP+Pi、叠氮化物或DNP,测定消耗的O2量和合成的ATP量,结果如图乙。①②表示生理过程。下列说法正确的是( )
A.还原剂NADH是一种电子受体
B.①②生理过程均发生在线粒体内膜上
C.物质X是叠氮化物,水和ATP的合成都受到影响
D.DNP能使耗氧速率增大,使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加
3.(不定向选)(2024·湖南岳阳·三模)研究发现,适当的NAD+/NADH比值对细胞的生命活动至关重要。过度还原或氧化所导致的氧化还原稳态失调对身体是有害的。细胞内乳酸与丙酮酸之比通常被作为细胞中NAD+/NADH的代用指标。细胞膜上存在乳酸和丙酮酸的转运蛋白,使乳酸和丙酮酸能通过血液循环在全身范围内协调细胞的NAD+/NADH。丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下,使NADH氧化生成NAD+并生成乳酸。下列说法错误的是( )
A.细胞有氧呼吸第一、二阶段产生NADH,第三阶段消耗NADH
B.线粒体功能紊乱可能导致细胞NAD+/NADH偏低而造成氧化还原失衡
C.丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下,使NADH氧化生成NAD+并释放少量能量
D.氧气是细胞进行有氧呼吸或无氧呼吸的唯一决定因素
4.很多物质会影响细胞呼吸过程,进而造成中毒症状,部分物质作用机制如下:
2-脱氧葡萄糖
与葡萄糖竞争性结合酶活性位点,抑制酶的功能
砷
抑制线粒体基质中某些酶的活性
氰化钾
影响线粒体内膜的功能
某中毒者肌肉细胞中的丙酮酸浓度正常、NADH浓度偏高。下列说法正确的是( )
A.2-脱氧葡萄糖只影响有氧呼吸第一阶段ATP的产生
B.氰化钾中毒者的线粒体可能无法利用O2
C.砷中毒可能影响细胞无氧呼吸的进行
D.该中毒者可能是砷中毒
5.(2025.长沙一中)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是葡萄糖
B.图示反应发生于线粒体基质
C.ADP和DNP都能促进细胞呼吸且促进效率相同
D.DCCD能够抑制细胞呼吸是由于抑制ATP的合成
6.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)可使液泡酸化。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,Fe-S表示电子传递链中的铁硫蛋白)。下列叙述正确的是( )
A.加入ATP水解酶抑制剂,不会影响Cys进入液泡
B.正常情况下,液泡中Cys的浓度低于细胞质基质
C.线粒体功能异常又会加剧液泡酸化消失
D.液泡酸化消失将导致O₂消耗减少,CO₂释放增加
7.一个肿瘤中常有两种癌细胞,一种是以糖酵解为主要产能方式,另一种是以线粒体氧化为主要产能方式。研究发现多种癌细胞高表达MCT1、MCT4载体,连接两种癌细胞,形成协同代谢,促进肿瘤的发生与发展,如下图。相关叙述错误的是( )
A.糖酵解、TCA循环过程都能产生ATP和[H]
B.理论上A型癌细胞摄取葡萄糖的速率高于B型
C.三羧酸循环消耗O2量等于产生CO2量
D.MCT1、MCT4共转运乳酸和H+能调节胞内pH和代谢平衡
8.(不定向选)(2025.岳阳.一模)植物在正常情况下,线粒体电子传递过程电子泄漏较少,主要通过细胞色素氧化酶(COX)传递给O2形成水,但逆境条件下电子传递受阻,电子极易泄漏出来形成自由基此时通过交替氧化酶(AOX)将电子传递给O2形成水,有效减少自由基的产生,其原理如图所示。下列相关说法正确的有( )
A.与COX相比,AOX对逆境条件的敏感性较低
B.图中ATP合成酶和UCP将运至线粒体基质的方式不相同
C.逆境条件下电子传递过程中跨膜转运减少,导致生成的ATP较少
D.推测适于生长在低寒地带的沼泽植物的线粒体中可能含有大量的AOX
1.(2025·江苏·高考真题)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析,下列叙述正确的是( )
A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同
B.有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与
C.呼吸作用都能产生[H]和ATP
D.无氧呼吸的产物都有CO2
2.(2025·河南·高考真题)甜菜是我国重要的经济作物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是( )
A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气
B.低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率
C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段
D.呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量
3.(2025·甘肃·高考真题)线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是( )
A.状态3呼吸不需要氧气参与
B.状态3呼吸的反应场所是线粒体基质
C.以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0
D.相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
4.(2025·山东·高考真题)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程,下列说法正确的是( )
A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料
B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料
C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH
D.经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失
5.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
6.(2025·河北·高考真题)对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较,下列叙述错误的是( )
A.类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O
B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生成CO2
C.类囊体膜上生成O2,而线粒体内膜上消耗O2
D.叶绿体基质中合成有机物,而线粒体基质中分解有机物
7.(2025·重庆·高考真题)在T细胞凋亡和坏死过程中,ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示,下列说法错误的是( )
A.可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量
B.有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜
C.在t1时,凋亡组产生的乳酸比坏死组多
D.在t2时,凋亡组产生的CO2比坏死组多
8.(2025·湖南·高考真题)酸碱平衡是维持人体正常生命活动的必要条件之一。下列叙述正确的是( )
A.细胞内液的酸碱平衡与无机盐离子无关
B.血浆的酸碱平衡与等物质有关
C.胃蛋白酶进入肠道后失活与内环境酸碱度有关
D.肌细胞无氧呼吸分解葡萄糖产生的参与酸碱平衡的调节
9.(2025·云南·高考真题)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如图。
下列说法错误的是( )
A.缓冲液可以用蒸馏水代替 B.匀浆的目的是释放线粒体
C.差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D.该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
10.(2025·广东·高考真题)为研究运动强度对人体生理活动的影响。某研究团队招募一批健康受试者分别进行3min低强度运动和高强度运动,运动开始后血浆乳酸水平见图。下列叙述错误的是( )
A.高强度运动时,肾上腺素和胰高血糖素协同作用升高血糖
B.高强度运动血浆乳酸水平达到峰值时,骨骼肌细胞无氧呼吸强度最高
C.两种强度运动后,血浆乳酸水平的变化均不影响血浆pH的相对稳定
D.两种强度运动后,交感神经与副交感神经活动的强弱均会发生转换
11.(2025·湖北·高考真题)我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载:“凡五谷种子,浥郁则不生,生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽,即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是( )
A.农业生产中,种子储藏需要干燥的环境
B.种子受潮导致细胞内结合水比例升高,自由水比例降低,细胞代谢减弱
C.霉菌在种子上大量繁殖,消耗了种子的营养物质,不利于种子正常萌发
D.发霉过程中,微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性
12.(2025·北京·高考真题)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
A
大量
少量
少量
无
B
大量
大量
少量
无
C
少量
大量
无
少量
D
少量
无
大量
大量
A.A B.B C.C D.D
13.(2025·河北·高考真题)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。下列分析错误的是( )
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
14.(不定向选)(2025.黑吉辽蒙·高考真题)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,①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是( )
A.①发生在细胞质基质,②和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
15.(2025·云南·高考真题)不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏,如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响,研究人员分别用压实的土壤(压实组)和未压实的土壤(疏松组)种植黄瓜,得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。
组别
苹果酸/(μmol·g-1)
酒精/(μmol·g-1)
压实组
0.271±0.005
6.114±0.013
疏松组
0.467±0.004
2.233±0.040
回答下列问题:
(1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成,由此可推测,其为 (填“有氧”或“无氧”)呼吸的中间产物。
(2)相较于疏松组,压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强,依据是 ,为维持根系细胞正常生命活动,压实组消耗的有机物总量更 (填“多”或“少”),原因是 ;根吸收水分的能力减弱,叶片气孔 ,光合作用 阶段首先受抑制,有机物合成减少。最终导致有机物积累减少,黄瓜生长缓慢。
(3)为解决土壤紧实的问题,可以采取的措施有 (答出2点即可)。
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第09讲 细胞呼吸
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01 课标达标练
【题型一】探究酵母菌细胞呼吸的方式
【题型二】细胞呼吸的方式和过程
【题型三】细胞呼吸类型的判断
【题型四】细胞呼吸的影响因素及其应用
02 能力突破练(新情境+新考法+新角度)
03 高考溯源练(含2025高考真题)
题型一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.(24-25高三上·湖南长沙·期末)探究酵母菌呼吸作用类型的实验(实验甲)、运用模型解释细胞大小与物质运输的关系实验(实验乙)、赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验(实验丙)、鲁宾和卡门的探究光合作用中氧气来源的实验(实验丁)都是对比实验。列关于这些实验的操作及结果分析的叙述,正确的是( )
A.实验甲中,将空气通入NaOH溶液的目的是控制无关变量
B.实验乙中,各组间琼脂块的物质扩散效率相同,物质扩散速率不同
C.实验丙中,保温和搅拌操作均对两组实验离心后放射性的分布有影响
D.实验丁中,通过检测小球藻释放的氧气是否有放射性确定氧气中18O的来源
【答案】A
【详解】A、实验甲中,空气中的CO2会影响实验结果,属于无关变量,NaOH溶液可以除去空气中的CO2,A正确;
B、实验乙中,琼脂块的大小模拟的是细胞的大小,各组间琼脂块的物质扩散效率不同,物质扩散速率相同,B错误;
C、实验丙中,保温不影响35S标记组离心后的放射性分布。搅拌目的是让吸附在细菌表面的噬菌体外壳与细菌分离,不影响32P标记组离心后的放射性分布,C错误;
D、18O是稳定同位素,不具有放射性,D错误。
2.(2025.岳阳二模)Crabtree效应具体表现为酿酒酵母胞外葡萄糖浓度大于0.15g/L时,即使氧气供应充足,酿酒酵母依然会发酵积累乙醇。在细胞呼吸过程中,丙酮酸脱羧酶可催化丙酮酸脱羧,进而生成CO2和乙醇;丙酮酸脱氢酶则催化丙酮酸生成CO2和NADH。下列叙述错误的是( )
A.可用酸性重铬酸钾溶液鉴定乙醇,溶液颜色会变为灰绿色
B.发生Crabtree效应的酵母菌的繁殖速率在短期内可能会受到抑制
C.丙酮酸脱氢酶在酿酒酵母中起催化作用的场所是细胞质基质
D.丙酮酸脱羧酶参与的代谢途径中,葡萄糖中的能量大部分存留在乙醇中
【答案】C
【详解】A、橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色,A正确;
B、发生Crabtree效应的酵母菌产生的能量少,繁殖速率在短期内可能会受到抑制,B正确;
C、丙酮酸脱氢酶催化丙酮酸生成CO2和NADH,该过程为有氧呼吸第二阶段,发生场所是线粒体基质,C错误;
D、丙酮酸脱羧酶可以催化丙酮酸脱羧,进而生成CO2和乙醇,这是无氧呼吸第二阶段,能量大部分储存在乙醇中,D正确。
3.(不定向选)(2025.长沙调研)某生物实验小组为探究酵母菌呼吸的有关问题,设计如下实验装置。实验中,先向气球中加入10mL含酵母菌的培养液,后向气球中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有30℃温水的烧杯中,用重物拴住并固定,再将整个装置置于30℃的恒温箱中,下列说法正确的是( )
A.实验开始30min后烧杯内液面发生了变化,说明酵母菌只进行了无氧呼吸
B.为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差,应将灭菌后的酵母菌培养液注入气球作为对照实验
C.如果要确认气球内酵母菌是否进行过无氧呼吸,可以检测发酵液中是否含有酒精
D.整个实验过程中,气球的体积先增大后减小
【答案】BC
【详解】A、酵母菌只进行有氧呼吸时,消耗的氧气和产生的二氧化碳一样,烧杯内的液面不会发生变化;酵母菌只进行无氧呼吸时,不消耗氧气,只产生二氧化碳,气球体积增大,烧杯内的液面会发生变化;实验开始30 min后烧杯内液面发生了变化,无法确认酵母菌的呼吸类型,可能酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,可能酵母菌只进行有氧呼吸,A错误;
B、为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差,需要设计对照实验,即实验装置和实验条件不变,仅将气球中的酵母菌培养液,换成加热煮沸后冷却的酵母菌培养液(或不含酵母菌的培养液),观察烧杯中液面变化量,B正确;
C、酵母菌的呼吸,在有氧呼吸中无酒精产生,但无氧呼吸有酒精产生,所以判断存不存在无氧呼吸可通过测定有无酒精产生,C正确;
D、整个实验过程中,只进行有氧呼吸时气球体积不变,无氧呼吸时气球的体积增大,酵母菌先有氧呼吸后无氧呼吸,气球的体积先不变后变大,不是先增大后减小,D错误。
题型二 细胞呼吸的方式和过程
4.(2022·湖南衡阳·三模)细胞呼吸是有机物在细胞内经过一系列氧化分解.最终生成CO2或者其它产物,释放出能量并生成ATP的过程。下列叙述正确的是( )
A.无氧呼吸也属于氧化分解,两个阶段都有ATP的合成
B.人体剧烈运动产生的CO2来自有氧呼吸和无氧呼吸
C.用透气的纱布包扎伤口,可以抑制厌氧病菌的繁殖
D.贮藏蔬菜、水果和种子条件相同,应选择低温、低氧、干燥条件
【答案】C
【详解】A、无氧呼吸属于不彻底的氧化分解,第二阶段阶段没有ATP的合成,A错误;
B、人体剧烈运动产生的CO2只来自有氧呼吸,无氧呼吸只产乳酸,B错误;
C、用透气的纱布包扎伤口,可以抑制厌氧病菌的繁殖,防止伤口感染,C正确;
D、贮藏蔬菜、水果应选择低温、低氧、低湿条件,D错误。
5.线粒体内膜上存在线粒体内丙酮酸载体(MPC),丙酮酸借助该载体蛋白能逆浓度梯度进入线粒体基质。下列说法错误的是( )
A.MPC运输丙酮酸的方式为主动运输
B.MPC在运输丙酮酸的过程中,空间结构会发生变化
C.葡萄糖不能直接进入线粒体,需先在细胞质基质中分解成CO2和丙酮酸
D.抑制MPC的功能,可能会促进动物细胞产生乳酸
【答案】C
【解析】A、丙酮酸逆浓度梯度进入线粒体基质需载体和能量,属于主动运输,A正确;
B、载体蛋白在运输物质时会发生构象改变,MPC运输丙酮酸时空间结构变化,B正确;
C、葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,而非CO2和丙酮酸(CO2在线粒体中产生),C错误;
D、抑制MPC会阻碍丙酮酸进入线粒体,可能导致细胞无氧呼吸增强,乳酸生成增加,D正确。
6.(24-25高三下·湖南·阶段练习)某酸奶生产企业发现,若密封发酵罐中混入了少量氧气,则乳酸菌活性下降,产酸速率减慢。下列叙述合理的是( )
A.氧气促进乳酸菌的有氧呼吸,加速葡萄糖分解,生成大量ATP
B.乳酸菌在无氧条件下将丙酮酸转化为乳酸,同时生成少量ATP
C.氧气可能抑制乳酸菌无氧呼吸关键酶的活性,导致代谢速率降低
D.产酸速率减慢是因为氧气与乳酸反应,中和了发酵体系中的酸性
【答案】C
【详解】A、乳酸菌属于厌氧型微生物,氧气会抑制乳酸菌的有氧呼吸,A错误;
B、乳酸菌在无氧条件下将丙酮酸转化为乳酸,但该过程不会生成ATP,B错误;
C、乳酸菌属于厌氧型生物,氧气会抑制乳酸菌的无氧呼吸,导致代谢速率降低,产酸速率减慢,C正确;
D、乳酸是代谢终产物,氧气不会直接与乳酸发生中和反应,产酸速率下降是代谢活性降低的结果,而非酸碱中和,D错误。
7.(2025·湖南长沙·模拟预测)某品种菠萝蜜的果实成熟到一定程度,会出现呼吸速率急速上升的现象。下列相关叙述错误的是( )
A.菠萝蜜果肉细胞有氧呼吸产生NADH的场所在细胞质基质和线粒体基质
B.低温通过破坏酶的空间结构抑制细胞呼吸,从而延长菠萝蜜果实储存时间
C.与蔬菜水果不同,粮食需要在干燥的环境下储存
D.果实成熟时呼吸速率急速上升,可能与乙烯促进呼吸酶基因的表达有关
【答案】B
【详解】A、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行,产生NADH,第二阶段在线粒体基质进行,也产生NADH ,A正确;
B、低温抑制酶活性,不会破坏酶的空间结构,B错误;
C、粮食储存需干燥环境,降低含水量,抑制呼吸作用,蔬菜水果储存需一定湿度,C正确;
D、乙烯可促进果实成熟,果实成熟时呼吸速率急速上升,可能与乙烯促进呼吸酶基因表达有关,D正确。
8.(2025·湖南邵阳·三模)水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,积累至一定程度会引起细胞酸中毒,细胞可通过将丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A.正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B.水淹时玉米根细胞中仍有CO2的产生
C.水淹时玉米根细胞释放的能量主要贮存在ATP中
D.转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【详解】A、玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量,为主动运输,逆浓度梯度,液泡中H+浓度高,正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质,A错误;
B、分析题意可知,水淹时,细胞可通过将丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒,产生酒精的同时也会产生CO2,B正确;
C、水淹时玉米根细胞释放的能量主要以热能的形式散失,C错误;
D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同,D错误。
9.(23-24高三上·湖南常德·期末)正常情况下,线粒体内膜上[H]的氧化与ATP合成相偶联。研究发现,FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜,使得线粒体内膜上释放的能量不变,但合成的ATP减少;抗霉素A是呼吸链抑制剂,能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是( )
A.有氧呼吸第一、二阶段产生[H],无氧呼吸则不产生[H]
B.加入抗霉素A,细胞只能进行无氧呼吸,产生酒精和CO2
C.FCCP和抗霉素A均作用于线粒体的相同部位
D.有机物氧化分解释放的能量大部分储存在ATP中,施用FCCP后能量大部分以热能形式散失
【答案】C
【详解】A、有氧呼吸第一、二阶段产生[H],无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸相同,也产生少量[H],A错误;
B、抗霉素A是呼吸链抑制剂,能完全阻止线粒体耗氧,不能发生第二、三阶段,第一阶段反应不受影响,能产生[H],B错误;
C、FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜,抗霉素A是呼吸链抑制剂,能完全阻止线粒体耗氧,所以FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜,但作用机理不相同,C正确;
D、FCCP作为解偶联剂使线粒体合成的ATP减少,则释放的能量主要以热能形式散失,则加入FCCP后,细胞呼吸产生的能量更多的以热能形式散失,D错误。
10.(2025·湖南邵阳·三模)天南星科植物具有“开花生热”现象,在开花时,花序温度比周围环境高25℃左右,会促进花气味的散发。天南星科植物的有氧呼吸中存在以下途径,其中“物质6→物质7”过程易被氰化物抑制。下列叙述正确的是( )
A.当氰化物存在时,细胞内ATP/ADP比值变小
B.“开花生热”现象主要与有氧呼吸中途径1有关
C.“开花生热”现象中释放的热量主要来自线粒体基质
D.“开花生热”现象不利于天南星科植物种群的繁衍
【答案】A
【详解】A、当氰化物存在时,“物质6→物质7”过程被抑制,途径1受阻,ATP合成减少,而细胞内ATP与ADP的相互转化时刻在进行,ATP消耗继续,所以ATP/ADP比值变小,A正确;
B、“开花生热”现象是因为有氧呼吸释放的能量部分以热能形式散失增多,从图中看,途径2不经过“物质4→物质5”也不经过“物质6→物质7”(易被氰化物抑制的过程),这两过程均能产生ATP,而途径2没有ATP的合成,能量可能主要以热能的形式散失,所以推测“开花生热”现象主要与有氧呼吸中途径2有关,B错误;
C、“开花生热”现象中释放的热量主要来自有氧呼吸的第三阶段,场所是线粒体内膜,而不是线粒体基质,C错误;
D、“开花生热”现象会促进花气味的散发,有利于吸引传粉者,从而利于天南星科植物种群的繁衍,D错误。
题型三 细胞呼吸类型的判断
11.(23-24高三上·湖南张家界·阶段练习)将等量萌发的小麦种子放入如图所示的甲、乙两个装置中,观察液滴的移动情况。下列相关叙述错误的是( )
A.若甲中液滴右移,乙中液滴不动,则该萌发种子只进行有氧呼吸
B.甲中液滴右移,乙中液滴不动,则葡萄糖中C的转移途径可能为:葡萄糖→丙酮酸→酒精
C.若换成萌发的花生种子,则可能出现甲、乙中液滴都左移的情况
D.为了保证数据的科学性,可以增设等量的死小麦种子,其他装置与甲乙相同对照组
【答案】A
【详解】A、若乙中液滴不动,说明密闭容器中氧气没有被消耗,甲装置中的液滴向右移动,说明释放了CO2的体积,甲乙装置细胞呼吸类型一样,因而综合分析可知,说明萌发的种子进行无氧呼吸乙醇发酵,A错误;
B、由A项分析可知,萌发的种子只进行了无氧呼吸乙醇发酵,因此此时葡萄糖中C的转移途径可以为:葡萄糖→丙酮酸→酒精,B正确;
C、若换成萌发的花生种子,由于花生种子中脂肪含量高,在氧化分解时会消耗更多的氧气,即消耗的氧气量大于产生的二氧化碳量,烧瓶内气压减小,因此,甲装置中会发生左移,乙装置中氧气会消耗,烧瓶内气压减小,也会左移,C正确;
D、为排除装置甲、乙中因物理因素引起的气体体积变化,使实验更严密,保证数据的科学性,可以增设等量的死小麦种子,其他装置与甲乙相同对照组,D正确。
12.(不定向选)(2023·湖南张家界·二模)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(处理组)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。从采摘后算起,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。下列叙述与实验结果一致的是( )
A.曲线中比值大于1时,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
B.第20天对照组蓝莓产生的乙醇量低于CO2处理组
C.第40天对照组蓝莓无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多
D.贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理适宜时间,能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
【答案】ACD
【详解】A、蓝莓有氧呼吸氧气的吸收量与二氧化碳的释放量相等,无氧呼吸不吸收氧只释放二氧化碳,CO2释放量和O2吸收量的比值大于1,表明蓝莓既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,A正确;
B、第20天,处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1,只进行有氧呼吸;对照组比值大于1,存在无氧呼吸,因此对照组产生的乙醇量高于CO2处理组,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正确;
D、储藏10天后,处理组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值小于对照组,说明贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理48h,能一定程度上抑制其在贮藏时的无氧呼吸,D正确。
13.(2023·湖南岳阳·三模)新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世。某科研小组采用无土栽培的方法,研究正常通气与低氧条件对两个新疆棉品种(甲、乙)根系细胞呼吸的影响,一周后测得根系中丙酮酸和乙醇含量,实验结果如下图所示,下列说法错误的是( )
A.正常通气情况下,新疆棉根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸
B.正常通气情况下,新疆棉根系产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质
C.低氧条件下,新疆棉根系细胞吸收无机盐能力下降
D.低氧条件下,催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最可能是品种乙
【答案】D
【详解】A、正常通气情况下,新疆棉根系细胞会存在有氧呼吸。图中显示正常通气情况下,甲品种和乙品种都有乙醇产生,所以新疆棉根系细胞还存在无氧呼吸。新疆棉根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸,A正确;
B、正常通气情况下,新疆棉根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸,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,综上所述,新疆棉根系产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质,B正确;
C、低氧条件下,图中数据表明,两个品种的新疆棉根系细胞产生乙醇的量明显增加,新疆棉根系细胞主要进行无氧呼吸,释放的能量少,主动运输受阻,所以吸收无机盐的能力下降,C正确;
D、低氧条件下,甲品种根细胞中的丙酮酸含量低于乙品种,而产生的乙醇含量却高于乙品种,所以,催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的最可能是品种甲,D错误。
14.(22-23高三上·湖南岳阳·阶段练习)有氧运动近年来成为一个很流行的词汇,它是指人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识,分析下列说法错误的是( )
A.ab段为有氧呼吸,bc段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd段为无氧呼吸
B.运动强度大于b后,肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失,其余储存在ATP中
D.若运动强度长期超过c,会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力
【答案】ABC
【详解】A、bd段,持续有氧气的消耗和血液中乳酸含量的上升,因此bd段有氧呼吸和无氧呼吸共存,A错误;
B、肌肉细胞无氧呼吸不产生二氧化碳,故氧气消耗量始终等于二氧化碳生成量,B错误;
C、人无氧呼吸中有机物中大部分能量在不彻底的分解产物乳酸中,C错误;
D、若运动强度长期超过c,进行无氧呼吸产生乳酸,积累在血液中而使肌肉酸胀乏力,D正确。
题型四 细胞呼吸的影响因素及其应用
15.(2025·湖南·二模)农业谚语往往蕴含生物学原理。下列有关农业谚语的解释,错误的是( )
A.“千担粪下地,万担粮归仓”——有机肥分解后为植物提供无机盐和CO2,增强光合作用
B.“霜前霜米如糠﹐霜后霜谷满仓”——霜降后降温可减弱细胞呼吸,实现作物的增产
C.“正其行,通其风”——保证空气流通,能为植物提供更多的CO2,提高光合速率
D.“春雨漫了垄,麦子豌豆丢了种”——雨水过多会减弱种子光合作用,不利于收获
【答案】D
【详解】A、有机肥中的有机物被微生物分解后能为植物提供无机盐和CO2等物质,增强作物的光合作用,A正确;
B、霜降前的降温若过早,会导致稻谷等农作物收成不好,而霜降后的降温则对农作物有利,B正确;
C、正其行,通其风,可以增加植物间的气体(如O2和CO2)流通,为植物提供更多的CO2,有利于植物提高光合速率,C正确;
D、春天雨水过多会减少土壤中的O2含量,从而限制了种子有氧呼吸的进行,降低种子的萌发率,D错误。
16.(22-23高三上·湖南长沙·开学考试)如图表示某些因素对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响,有关叙述正确的是( )
A.O2浓度为0时,细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.O2浓度为40%时,四种温度下有氧呼吸速率的限制因素都是温度
C.由图可知,细胞有氧呼吸的最适温度是30℃
D.c点时,将O2浓度增加到60%,比升高15℃更有利于有氧呼吸
【答案】A
【详解】A、O2浓度为0时,细胞只能进行无氧呼吸,此时产生[H]的场所只有细胞质基质,A正确;
B、由题图可知,O2浓度为40%时,30℃下,随着氧浓度的增加,有氧呼吸的速率还在增加,因此此时限制有氧呼吸速率的因素是氧浓度,即O2浓度为40%时,四种温度下有氧呼吸速率的限制因素不一定都是温度,B错误;
C、由题图可知,细胞有氧呼吸的最适温度在30℃左右,不一定在30℃,应缩小温度范围进一步进行探究,C错误;
D、由图可知,c点时,与O2浓度增加到60%相比,升高15℃(即温度为30℃),有氧呼吸速率增加较小,因此升高15℃(即温度为30℃)更有利于有氧呼吸,D错误。
17.(2025·湖南长沙·模拟预测)乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,为探究Ca2+对淹水处理的某植物幼苗根细胞中ADH和LDH的影响,科研人员将植物幼苗在相同且适宜的条件下分别进行未淹水、淹水和淹水+Ca2+处理,结果如下图。下列分析正确的是( )
A.与淹水时相比,未淹水时ADH降低化学反应活化能的能力较强
B.丙酮酸生成乳酸过程中,消耗NADH,并释放少量能量
C.淹水组植物幼苗根细胞产生乳酸的速率大于产生乙醇的速率
D.淹水时,Ca2+可增强植物幼苗ADH的活性,降低LDH的活性
【答案】D
【详解】A、植物幼苗在未淹水时,细胞质基质中ADH的活性较低,故其降低化学反应活化能的能力较低,A错误;
B、丙酮酸生成乳酸的过程是无氧呼吸的第二阶段,该过程发生于细胞质基质,消耗NADH、不释放能量,B错误;
C、由图可知,淹水组的植物幼苗根细胞中乙醇脱氢酶( ADH)的活性约为 60 U·g-1FW,乳酸脱氢酶( ADH)的活性约为2.8 U·g-1FW,可推测淹水处理下植物幼苗根细胞产生乳酸的速率小于产生乙醇的速率,C错误;
D、据图可知,淹水条件下,适当施用Ca2+可增强 ADH 的活性,降低LDH的活性,说明水淹条件下,适当施用Ca2+可减少根细胞无氧呼吸产物乳酸和乙醇的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,D正确。
18.植物若长时间受到土壤水涝影响,会引起植株缺氧,加速植株叶片衰老,最终导致亩产降低甚至绝收。据研究,某植物水淹过程中与细胞呼吸有关的酶活性变化如图所示,下列相关叙述正确的是( )
A.水淹期间,植物根系的吸收量大于的释放量
B.据图推测,可能酶甲参与有氧呼吸,酶乙参与无氧呼吸
C.两条曲线相交时,根细胞中有氧呼吸和无氧呼吸强度相同
D.被水淹后应及时排水,以减少无氧呼吸产物对植物细胞的毒害
【答案】D
【详解】A、水淹期间,植物进行无氧呼吸,植物根系O2的吸收量小于的CO2释放量,A错误;
B、酶甲的活性逐渐增强,酶乙的活性逐渐减弱,据图推测,可能酶甲参与无氧呼吸,酶乙参与有氧呼吸,B错误;
C、两条曲线相交时,只能表示酶甲和酶乙的活性相同,C错误;
D、水淹后根细胞进行无氧呼吸产生酒精,导致根烂掉,因此被水淹后应及时排水,以减少无氧呼吸产物对植物细胞的毒害,D正确。
19.(23-24高三上·湖南邵阳·阶段练习)低氧胁迫会对植物的生长造成不利影响,某实验小组利用水培技术探究低氧对两个油菜品种(甲、乙)根部细胞呼吸的影响,实验结果如图所示。下列分析不正确的是( )
A.正常氧气条件下油菜根部细胞只进行有氧呼吸
B.低氧条件下甲品种体内催化丙酮酸形成乙醇的酶活性更高
C.长期处于低氧条件下植物根系会变黑、腐烂
D.乙品种比甲品种更耐低氧胁迫
【答案】A
【详解】A、由图可知,对照组为正常氧气条件,此条件下,甲、乙品种根细胞中均含乙醇,说明正常氧气条件下油菜根部细胞会进行无氧呼吸,A错误;
B、低氧条件下,甲品种体内的乙醇含量更高,推测甲品种体内催化丙酮酸形成乙醇的酶活性更高,B正确;
C、长期处于低氧条件下,根部细胞积累的乙醇增多,会导致植物根系变黑、腐烂,C正确;
D、结合图示可以看出,低氧条件对乙品种根系含有的乙醇量较少,因而根系受到的毒害程度小于甲品种,故乙品种比甲品种更耐低氧胁迫,D正确。
20.(23-24高三上·湖南·阶段练习)某科研小组为探究高压静电场对黄瓜植株呼吸强度的影响,将植株分成三组,A、B组分别将植株每天置于50kV/m、100kV/m的高压静电场下培养1小时,其他时间放在无高压静电场的条件下贮藏,C组是对照组。A、B、C三组的温度控制在0℃,实验结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.呼吸强度可通过黑暗时植株CO2释放速率来表示
B.随着贮藏时间的推移,A、B、C组黄瓜植株呼吸强度都在变化
C.将温度提高10℃,三组植株的呼吸强度可能都会增大
D.随着高压静电场强度增大,植株的呼吸强度不断减弱
【答案】D
【详解】A、黑暗时植株只进行呼吸作用吸收O2,消耗有机物,释放CO2,呼吸强度可通过黑暗时植株CO2释放速率来表示,A正确;
B、据图可知,随着贮藏时间的推移,A和B组黄瓜植株呼吸强度先减少后增加,C组黄瓜植株呼吸强度先增加后减少,再增加,因此A、B、C组黄瓜植株呼吸强度都在变化,B正确;
C、由题干信息可知,A、B、C三组的温度控制在0℃,将温度提高10℃,与细胞呼吸有关的酶活性会升高,三组植株的呼吸强度可能都会增大,C正确;
D、由题图分析可知:在0-6天,随着高压静电场强度增大,植株的呼吸强度不断减弱,大致在贮藏天数为8时,植株的呼吸强度又开始增强,D错误。
1.(不定向选)(2025·湖南岳阳·模拟预测)Brooks提出了关于细胞内乳酸穿梭模型,如下图所示。当细胞处于高浓度乳酸环境时,丙酮酸还原为乳酸的过程受到抑制。下列说法错误的是( )
A.图中“?”代表的物质是二氧化碳和水
B.剧烈运动时,细胞内NAD+/NADH的比值升高
C.丙酮酸都是在细胞质基质内产生,丙酮酸转化成乳酸需要消耗能量
D.乳酸除上述去向外,还可运输到肝脏细胞转化成葡萄糖再被利用
【答案】ABC
【详解】A、图中“?”代表的物质是有氧呼吸第二阶段的产物,为二氧化碳和还原氢,即图中“?”代表的物质是还原氢和二氧化碳, A错误;
B、剧烈运动时,机体所需要的能量需要无氧呼吸提供,无氧呼吸的产物是乳酸,当细胞处于高浓度乳酸环境时,丙酮酸还原为乳酸的过程受到抑制,导致NADH增加,因此,细胞中NAD+/NADH的值降低,B错误;
C、结合图示可知,丙酮酸可在细胞质基质内产生,还可在线粒体膜间隙中产生,C错误;
D、乳酸除上述去向外,还可运输到肝脏细胞转化成葡萄糖再被利用,满足机体对能量的需求,D正确。
2.(2025·湖南郴州·三模)有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行(如图甲),叠氮化物可抑制电子传递给氧;DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。将完整的离体线粒体放在缓冲液中进行实验,在不同的时间加入丙酮酸、ADP+Pi、叠氮化物或DNP,测定消耗的O2量和合成的ATP量,结果如图乙。①②表示生理过程。下列说法正确的是( )
A.还原剂NADH是一种电子受体
B.①②生理过程均发生在线粒体内膜上
C.物质X是叠氮化物,水和ATP的合成都受到影响
D.DNP能使耗氧速率增大,使细胞呼吸释放的能量中以热能散失的比例增加
【答案】D
【详解】A、还原剂NADH是一种电子供体,产生的电子e⁻通过电子传递链最终与氧气结合生成水,A错误;
B、添加丙酮酸后过程①消耗的O2量处于较低水平,且相对稳定,属于有氧呼吸第二阶段,发生于线粒体基质,过程②消耗的O2量增加,属于有氧呼吸第三阶段,发生于线粒体内膜,B错误;
CD、物质X是DNP,DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶,从而降低线粒体内膜两侧H⁺浓度差,加入该物质后,消耗的O2量增加,可知细胞呼吸产生的总能量增多,而合成的ATP量变化不大,即使线粒体中氧化释放的能量转移到ATP的比例减少,以热能散失的比例增加,C错误,D正确。
3.(不定向选)(2024·湖南岳阳·三模)研究发现,适当的NAD+/NADH比值对细胞的生命活动至关重要。过度还原或氧化所导致的氧化还原稳态失调对身体是有害的。细胞内乳酸与丙酮酸之比通常被作为细胞中NAD+/NADH的代用指标。细胞膜上存在乳酸和丙酮酸的转运蛋白,使乳酸和丙酮酸能通过血液循环在全身范围内协调细胞的NAD+/NADH。丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下,使NADH氧化生成NAD+并生成乳酸。下列说法错误的是( )
A.细胞有氧呼吸第一、二阶段产生NADH,第三阶段消耗NADH
B.线粒体功能紊乱可能导致细胞NAD+/NADH偏低而造成氧化还原失衡
C.丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下,使NADH氧化生成NAD+并释放少量能量
D.氧气是细胞进行有氧呼吸或无氧呼吸的唯一决定因素
【答案】CD
【详解】A、细胞有氧呼吸第一、二阶段产生NADH,第三阶段NADH与O2结合生成水,释放大量能量,这一阶段消耗NADH,A正确;
B、线粒体是有氧呼吸的主要场所,线粒体功能紊乱可能导致细胞NAD+/NADH偏低而造成氧化还原失衡,B正确;
C、丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下,使NADH氧化生成NAD+,不释放能量,C错误;D、氧气是细胞进行有氧呼吸或无氧呼吸的主要影响因素,但不是唯一决定因素,如酶、生物种类等,D错误。
4.很多物质会影响细胞呼吸过程,进而造成中毒症状,部分物质作用机制如下:
2-脱氧葡萄糖
与葡萄糖竞争性结合酶活性位点,抑制酶的功能
砷
抑制线粒体基质中某些酶的活性
氰化钾
影响线粒体内膜的功能
某中毒者肌肉细胞中的丙酮酸浓度正常、NADH浓度偏高。下列说法正确的是( )
A.2-脱氧葡萄糖只影响有氧呼吸第一阶段ATP的产生
B.氰化钾中毒者的线粒体可能无法利用O2
C.砷中毒可能影响细胞无氧呼吸的进行
D.该中毒者可能是砷中毒
【答案】B
【详解】A、2-脱氧葡萄糖与葡萄糖竞争性结合酶活性位点,抑制酶功能,而有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段反应相同,都会受其影响,不只是影响有氧呼吸第一阶段ATP产生,A错误;
B、氰化钾影响线粒体内膜功能,而线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段NADH和O2结合生成水的场所,所以氰化钾中毒者的线粒体可能无法利用O2,B正确;
C、砷抑制线粒体基质中某些酶的活性,无氧呼吸场所是细胞质基质,所以砷中毒不影响细胞无氧呼吸进行,C错误;
D、中毒者肌肉细胞中丙酮酸浓度正常、NADH浓度偏高,砷抑制线粒体基质中某些酶活性,会使丙酮酸不能顺利进入线粒体进一步氧化分解,丙酮酸浓度应升高,所以该中毒者不是砷中毒,D错误。
5.(2025.长沙一中)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是葡萄糖
B.图示反应发生于线粒体基质
C.ADP和DNP都能促进细胞呼吸且促进效率相同
D.DCCD能够抑制细胞呼吸是由于抑制ATP的合成
【答案】D
【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错误;
B、图示反应消耗氧气,该场所为线粒体内膜,B错误;
C、ADP和DNP加入后,曲线下降的斜率不同,所以,促进效率不同,C错误;
D、图示中显示加入DCCD后,氧气浓度不再下降,则推测DCCD作用为抑制ATP合成,D正确。
6.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)可使液泡酸化。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,Fe-S表示电子传递链中的铁硫蛋白)。下列叙述正确的是( )
A.加入ATP水解酶抑制剂,不会影响Cys进入液泡
B.正常情况下,液泡中Cys的浓度低于细胞质基质
C.线粒体功能异常又会加剧液泡酸化消失
D.液泡酸化消失将导致O₂消耗减少,CO₂释放增加
【答案】C
【详解】A、由题意可知,定位在液泡膜上的ATP水解酶(V-ATPase)可使液泡酸化,且从图中可看出,Cys进入液泡需要借助液泡膜上的载体,同时与液泡内的H+浓度有关,而V-ATPase水解ATP可维持液泡内的H+浓度梯度。加入ATP水解酶抑制剂,会抑制V-ATPase水解ATP,从而影响液泡内H+浓度梯度,进而影响Cys进入液泡,A错误;
B、正常情况下,Cys进入液泡是逆浓度梯度运输(需要借助载体且与液泡内H+浓度有关,类似主动运输),说明液泡中Cys的浓度高于细胞质基质,B错误;
C、从图中可以看到,线粒体功能异常时,释放出Fe,Fe会抑制Cys进入液泡,使得液泡内Cys浓度降低,从而影响V -ATPase的功能,加剧液泡酸化消失,C正确;
D、液泡酸化消失导致线粒体功能异常,线粒体是有氧呼吸的主要场所,线粒体功能异常会使有氧呼吸减弱,O2消耗减少,CO2释放也减少,D错误。
7.一个肿瘤中常有两种癌细胞,一种是以糖酵解为主要产能方式,另一种是以线粒体氧化为主要产能方式。研究发现多种癌细胞高表达MCT1、MCT4载体,连接两种癌细胞,形成协同代谢,促进肿瘤的发生与发展,如下图。相关叙述错误的是( )
A.糖酵解、TCA循环过程都能产生ATP和[H]
B.理论上A型癌细胞摄取葡萄糖的速率高于B型
C.三羧酸循环消耗O2量等于产生CO2量
D.MCT1、MCT4共转运乳酸和H+能调节胞内pH和代谢平衡
【答案】C
【详解】A、如图糖酵解是细胞呼吸的第一阶段,产生ATP和[H],TCA循环是呼吸的第二阶段也能产生ATP和[H],A正确;
B、A型癌细胞只通过糖酵解释放少量能量,B型癌细胞能进行TCA循环产生更多能量,则为了正常的生命活动,A型癌细胞摄取葡萄糖的速率高于B型,B正确;
C、三羧酸循环过程不消耗O2,C错误;
D、MCT1、MCT4共转运将乳酸和H+运出细胞,防止细胞内pH过低,所以通过转运乳酸和H+能调节胞内pH和代谢平衡,D正确。
8.(不定向选)(2025.岳阳.一模)植物在正常情况下,线粒体电子传递过程电子泄漏较少,主要通过细胞色素氧化酶(COX)传递给O2形成水,但逆境条件下电子传递受阻,电子极易泄漏出来形成自由基此时通过交替氧化酶(AOX)将电子传递给O2形成水,有效减少自由基的产生,其原理如图所示。下列相关说法正确的有( )
A.与COX相比,AOX对逆境条件的敏感性较低
B.图中ATP合成酶和UCP将运至线粒体基质的方式不相同
C.逆境条件下电子传递过程中跨膜转运减少,导致生成的ATP较少
D.推测适于生长在低寒地带的沼泽植物的线粒体中可能含有大量的AOX
【答案】CD
【详解】A、逆境条件下电子传递受阻,电子极易泄漏出来形成自由基此时通过交替氧化酶(AOX)将电子传递给O2形成水,与COX相比,AOX对逆境条件的敏感性较高,A错误;
B、图中ATP合成酶和UCP将 H+运至线粒体基质的方式相同,均为协助扩散,B错误;
C、逆境条件下,电子极易泄漏出来形成自由基通过交替氧化酶(AOX)将电子传递给O2形成水,通过电子传递过程中 H+跨膜转运减少,导致膜两侧H+浓度差减少,导致生成的ATP较少,C正确;
D、逆境条件下电子传递受阻,电子极易泄漏出来形成自由基此时通过交替氧化酶(AOX)将电子传递给O2形成水,有效减少自由基的产生,由此可推测适于生长在低寒地带的沼泽植物的线粒体中可能含有大量的AOX,D正确。
1.(2025·江苏·高考真题)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析,下列叙述正确的是( )
A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同
B.有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与
C.呼吸作用都能产生[H]和ATP
D.无氧呼吸的产物都有CO2
【答案】C
【解析】A、葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段,发生在细胞质基质中,人体细胞和酵母菌的场所相同,A错误;
B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H],O2参与的是第三阶段(与[H]结合生成水),B错误;
C、人体细胞和酵母菌有氧呼吸各阶段均能产生ATP,第一、第二阶段能产生[H],第三阶段利用[H],无氧呼吸第一阶段产生少量[H]和ATP(后续被消耗),因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP,C正确;
D、人体细胞无氧呼吸产物为乳酸,不产生CO2;酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精,D错误。
2.(2025·河南·高考真题)甜菜是我国重要的经济作物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是( )
A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气
B.低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率
C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段
D.呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量
【答案】B
【解析】A、酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中,催化的反应不需要消耗氧气,需要消耗水和丙酮酸,A错误;
B、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,故低温抑制酶Ⅰ的活性,有氧呼吸的第二阶段减慢,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率,B正确;
C、酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少,有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段,C错误;
D、在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸,生成ATP减少,细胞生长发育活动受抑制,减少甜菜产量,D错误。
3.(2025·甘肃·高考真题)线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是( )
A.状态3呼吸不需要氧气参与
B.状态3呼吸的反应场所是线粒体基质
C.以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0
D.相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
【答案】C
【解析】A、线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜,所以需要氧气参与,A错误;
B、若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜,B错误;
C、葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解,需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体,所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0,C正确;
D、NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段,而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段,所以相比丙酮酸,以NADH为底物的状态3呼吸速率较大,D错误。
4.(2025·山东·高考真题)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程,下列说法正确的是( )
A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料
B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料
C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH
D.经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失
【答案】B
【解析】A、有氧呼吸的前两个阶段不需要氧气的参与,第三阶段需要氧气作为原料,A错误;
B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应,产生二氧化碳、[H],释放少量能量,B正确;
C、无氧呼吸第一阶段产生NADH,第二阶段消耗NADH,C错误;
D、经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸或乙醇中,只释放出少量能量,D错误。
5.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加
B.丙酮酸根、H+共同与MPC结合使后者构象改变
C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率
D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高
【答案】D
【解析】A、MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体,就会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸,从而导致产生更多的乳酸,动物细胞中乳酸积累将会增加,A正确;
B、结合图示可知,丙酮酸分解形成丙酮酸根和H+,两者共同与MPC结合使MPC构象改变,从而运输丙酮酸根和H+,B正确;
C、结合图示可知,H+会协助丙酮酸根进入线粒体,pH的变化受H+浓度的影响,因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率,C正确;
D、丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与,且需要H+电化学梯度(H+浓度差),因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响,也受MPC的数量及H+浓度的影响,因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高,D错误。
6.(2025·河北·高考真题)对绿色植物的光合作用和呼吸作用过程进行比较,下列叙述错误的是( )
A.类囊体膜上消耗H2O、而线粒体基质中生成H2O
B.叶绿体基质中消耗CO2,而线粒体基质中生成CO2
C.类囊体膜上生成O2,而线粒体内膜上消耗O2
D.叶绿体基质中合成有机物,而线粒体基质中分解有机物
【答案】A
【解析】A、类囊体膜上进行水的光解消耗H2O,而线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段生成H2O,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段不生成H2O,A错误;
B、叶绿体基质中进行暗反应,消耗CO2进行二氧化碳的固定,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段,涉及丙酮酸和水反应生成CO2,B正确;
C、类囊体膜上进行水的光解生成O2,线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段,消耗O2和NADH生成水,C正确;
D、叶绿体基质中进行暗反应,合成葡萄糖等有机物,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段,分解有机物(丙酮酸),生成CO2和NADH,D正确。
7.(2025·重庆·高考真题)在T细胞凋亡和坏死过程中,ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示,下列说法错误的是( )
A.可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量
B.有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜
C.在t1时,凋亡组产生的乳酸比坏死组多
D.在t2时,凋亡组产生的CO2比坏死组多
【答案】A
【解析】A、图乙中凋亡组的氧气消耗速率在t2、t3时显著高于坏死组,且图甲中凋亡组ATP生成速率也更高,说明两者存在关联性。但T细胞是动物细胞,有氧呼吸产生水、二氧化碳、大量ATP,无氧呼吸产生乳酸和少量ATP,在无氧条件下,细胞无氧呼吸也可以产生ATP,因此只根据氧气的消耗速率无法计算ATP 生成的总量,A错误;
B、有氧呼吸第三阶段消耗氧气,场所在线粒体内膜,B正确;
C、在t1时,凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等,凋亡组ATP生成速率大于坏死组, 因此凋亡组无氧呼吸产生的乳酸多,C正确;
D、在t2时,凋亡组氧气消耗速率大于坏死组,因此凋亡组产生的CO2比坏死组多,D正确。
8.(2025·湖南·高考真题)酸碱平衡是维持人体正常生命活动的必要条件之一。下列叙述正确的是( )
A.细胞内液的酸碱平衡与无机盐离子无关
B.血浆的酸碱平衡与等物质有关
C.胃蛋白酶进入肠道后失活与内环境酸碱度有关
D.肌细胞无氧呼吸分解葡萄糖产生的参与酸碱平衡的调节
【答案】B
【解析】A、细胞内液的酸碱平衡依赖缓冲系统(如磷酸盐缓冲对),而缓冲物质属于无机盐离子,A错误;
B、血浆中的是主要的缓冲对,能中和酸性或碱性物质,维持pH稳定,B正确;
C、肠道属于外界环境,而非内环境(内环境为血浆、组织液、淋巴),C错误;
D、肌细胞无氧呼吸产物为乳酸,不产生,由有氧呼吸产生,D错误。
9.(2025·云南·高考真题)生物兴趣小组从橘子果肉中分离得到完整的线粒体,操作流程如图。
下列说法错误的是( )
A.缓冲液可以用蒸馏水代替 B.匀浆的目的是释放线粒体
C.差速离心可以将不同大小的颗粒分开 D.该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解
【答案】A
【解析】A、缓冲液的作用是维持溶液的pH稳定,保持线粒体的正常结构和功能,蒸馏水会破坏线粒体的渗透压平衡,导致线粒体吸水涨破,所以缓冲液不可以用蒸馏水代替,A错误;
B、匀浆是通过机械等手段破坏橘子果肉细胞的结构,使细胞破裂,从而将细胞内的线粒体等细胞器释放出来,所以匀浆的目的是释放线粒体,B正确;
C、差速离心法是根据不同颗粒的质量、大小等差异,在不同转速下进行离心,从而将不同大小的颗粒分开,C正确;
D、线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所,丙酮酸的氧化分解发生在线粒体中,所以该线粒体可用于研究丙酮酸氧化分解,D正确。
10.(2025·广东·高考真题)为研究运动强度对人体生理活动的影响。某研究团队招募一批健康受试者分别进行3min低强度运动和高强度运动,运动开始后血浆乳酸水平见图。下列叙述错误的是( )
A.高强度运动时,肾上腺素和胰高血糖素协同作用升高血糖
B.高强度运动血浆乳酸水平达到峰值时,骨骼肌细胞无氧呼吸强度最高
C.两种强度运动后,血浆乳酸水平的变化均不影响血浆pH的相对稳定
D.两种强度运动后,交感神经与副交感神经活动的强弱均会发生转换
【答案】B
【解析】A、高强度运动时,肾上腺素和胰高血糖素都可以促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖来协同作用升高血糖,A正确;
B、根据“高强度运动血乳酸峰值出现在运动后3~10min”,说明高强度运动血浆乳酸水平达到峰值时,人体还在进行无氧呼吸产生乳酸释放到血浆,并非此时骨骼肌细胞无氧呼吸强度最高,B错误;
C、两种强度运动后,血浆乳酸水平的下降并逐渐恢复到正常范围,均不影响血浆pH的相对稳定,C正确;
D、两种强度运动时,交感神经的活动占主导作用,运动后副交感神经的活动占主导作用,故交感神经与副交感神经活动的强弱均会发生转换,D正确。
11.(2025·湖北·高考真题)我国农学家贾思勰所著《齐民要术》记载:“凡五谷种子,浥郁则不生,生者亦寻死。”意思是种子如果受潮发霉就不会发芽,即使发芽也会很快死亡。下列叙述错误的是( )
A.农业生产中,种子储藏需要干燥的环境
B.种子受潮导致细胞内结合水比例升高,自由水比例降低,细胞代谢减弱
C.霉菌在种子上大量繁殖,消耗了种子的营养物质,不利于种子正常萌发
D.发霉过程中,微生物代谢产生的有害物质可能抑制种子萌发相关酶的活性
【答案】B
【解析】A、种子储藏需要干燥环境,以减少自由水含量,降低细胞呼吸速率,减少有机物消耗,A正确;
B、种子受潮时,自由水比例应升高而非降低,结合水比例下降,此时细胞代谢应增强而非减弱。但若种子发霉死亡,代谢停止,但选项描述的水分变化方向错误,B错误;
C、霉菌繁殖会消耗种子储存的有机物,导致种子缺乏萌发所需营养,C正确;
D、霉菌代谢产物(如毒素)可能破坏种子细胞结构或抑制酶活性,阻碍萌发,D正确;
12.(2025·北京·高考真题)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
A
大量
少量
少量
无
B
大量
大量
少量
无
C
少量
大量
无
少量
D
少量
无
大量
大量
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】部位1是线粒体基质,进行有氧呼吸第二阶段的反应,产生少量ATP,部位2是线粒体内膜,进行有氧呼吸第三阶段的反应,可以产生大量ATP,部位3是线粒体外膜,没有ATP生成,部位4是细胞质基质,可以进行有氧呼吸第一阶段的反应,产生少量ATP,C正确。
13.(2025·河北·高考真题)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。下列分析错误的是( )
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
【答案】B
【详解】A、细胞质基质中可以进行糖酵解,产生[H],进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段,A正确;
B、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,有氧呼吸第二阶段能产生[H],第三阶段[H]和氧气生成水,导致第一、二阶段积累的[H]被消耗,突变体线粒体内膜受损,第三阶段减弱,[H]积累,会抑制第二阶段的进行,因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱,B错误;
C、T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻,C正确;
D、突变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线粒体内膜受损,因此有氧呼吸强度变小,而突变体乳酸含量远大于野生型,因此无氧呼吸增强,D正确。
14.(不定向选)(2025.黑吉辽蒙。高考真题)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,①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是( )
A.①发生在细胞质基质,②和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
【答案】AB
【详解】A、①为有氧呼吸第一阶段,发生在细胞质基质,②为有氧呼吸第二阶段(丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH),发生在线粒体基质;③为有氧呼吸第三阶段(NADH与氧气结合生成水),发生在线粒体内膜。②和③发生在线粒体,A正确;
B、有氧呼吸第三阶段(③)中,NADH通过电子传递链将电子传递给氧气,最终与质子结合生成水。NADH直接参与了水的形成,B正确;
C、①(有氧呼吸第一阶段)可正常进行,但②(有氧呼吸第二阶段)需要线粒体参与,无氧时植物细胞转向无氧呼吸,丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二氧化碳,不进行②过程,C错误;
D、无氧呼吸仅第一阶段(①)产生少量ATP,第二阶段不产生ATP。NADH的能量用于还原丙酮酸(如生成酒精),未转移到ATP中,D错误。
15.(2025·云南·高考真题)不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏,如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响,研究人员分别用压实的土壤(压实组)和未压实的土壤(疏松组)种植黄瓜,得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。
组别
苹果酸/(μmol·g-1)
酒精/(μmol·g-1)
压实组
0.271±0.005
6.114±0.013
疏松组
0.467±0.004
2.233±0.040
回答下列问题:
(1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成,由此可推测,其为 (填“有氧”或“无氧”)呼吸的中间产物。
(2)相较于疏松组,压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强,依据是 ,为维持根系细胞正常生命活动,压实组消耗的有机物总量更 (填“多”或“少”),原因是 ;根吸收水分的能力减弱,叶片气孔 ,光合作用 阶段首先受抑制,有机物合成减少。最终导致有机物积累减少,黄瓜生长缓慢。
(3)为解决土壤紧实的问题,可以采取的措施有 (答出2点即可)。
【答案】(1)有氧
(2) 压实组黄瓜根系中酒精含量更高 多 压实组无氧呼吸强,无氧呼吸释放能量少 关闭 暗反应
(3)合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等
【详解】(1)有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中,本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成,由此可推测,其为有氧呼吸的中间产物。
(2)相较于疏松组,压实组黄瓜根系中酒精含量更高,而酒精是植物细胞无氧呼吸的产物,所以压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强。为维持根系细胞正常生命活动,由于压实组无氧呼吸强,无氧呼吸释放的能量较少,为获得足够能量维持生命活动,压实组消耗的有机物总量更多。根吸收水分的能力减弱,叶片气孔关闭,二氧化碳进入减少,光合作用暗反应阶段首先受抑制,有机物合成减少。最终导致有机物积累减少,黄瓜生长缓慢。
(3)为解决土壤紧实的问题,可以采取的措施有合理施肥,避免不当施肥导致土壤结构破坏;适度翻耕,疏松土壤;减少大型农业机械的不必要碾压等。
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