第3单元 第3课时 细胞呼吸的方式和过程-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（江苏专版）

细胞的能量供应和利用 第三单元 第3课时　细胞呼吸的方式和过程 学习要求 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 考点二 真题 课时 考点一 内容索引 NEIRONGSUOYIN 巩固提高 无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较 有氧呼吸 演练感悟 有氧呼吸 考点一 归纳 必备知识 1.概念: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______________,释放能量,生成__________的过程。 二氧化碳和水 大量ATP 2.过程 细胞质基质 少量能量 线粒体基质 少量能量 线粒体内膜 大量能量 归纳 必备知识 (人教必修1 P93“相关信息”)细胞呼吸产生的[H]指的是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。 3.写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) ________________________________________ 。 归纳 必备知识 教材拾遗 4.能量的释放与特点 (1)释放:1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2 870 kJ的能量,其中977.28 kJ左右的能量储存在______中,其余能量则以热能形式散失。 (2)特点:是在______的条件下进行的;有机物中的能量是_________的;一部分能量储存在_____中。 ATP 温和 逐步释放 ATP 归纳 必备知识 归纳 必备知识 教材拾遗 (人教必修1 P96“思维训练”)科学家就真核细胞线粒体的起源,提出了一种解释:有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌,二者在共同生存繁衍的过程中,需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。 1.有氧呼吸第二、三阶段所需的酶都分布在线粒体内膜的嵴上。 ( ) 2.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。 ( ) 3.细胞内生成的NAD+参与葡萄糖转化成丙酮酸的反应。 ( ) 4.小白鼠吸入18O2后,尿中的水可能含18O,呼出的CO2也可能含18O。 ( ) 5.丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质中分解释放的能量都可用于ATP的合成。 ( ) 6.有氧呼吸时,生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。( ) × × √ √ × × 错漏诊断 深研 核心问题 1.对绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。如图是有氧呼吸过程模式图,请讨论并回答下列问题。 (1)某同学说图中①②④分别代表有氧呼吸第一、二和三阶段所产生的ATP,这种说法是否正确?为什么? 提示:错误。①②④分别代表有氧呼吸第一、二和三阶段所释放的能量,其中只有部分能量储存在ATP中。 深研 核心问题 1.对绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。如图是有氧呼吸过程模式图,请讨论并回答下列问题。 (2)丙酮酸进入线粒体的条件是什么? 提示:当有氧气存在时,丙酮酸进入线粒体进行有氧呼吸。 深研 核心问题 1.对绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。如图是有氧呼吸过程模式图,请讨论并回答下列问题。 (3)若用同位素18O分别标记有氧呼吸中葡萄糖中的氧和O2中的氧,请分析18O会分别出现在图中哪种产物中。 提示:用18O标记有氧呼吸中葡萄糖中的氧,18O会出现在CO2中;用18O标记O2中的氧,用18O会出现在水(图中⑥)中。 2.人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累,由此引发多种疾病。动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。 深研 核心问题 (1)呼吸链受损会导致　　　　(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常,判断的依据是　  　 。  (2)过程⑤中酶B的名称为　 　　　,使用它的原因是__________________ 。  有氧 有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸在细胞质基质 过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解,避免过氧化氢对细胞的毒害 1.有氧呼吸的三个注意点 (1)葡萄糖不能进入线粒体,需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后,丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。 (2)有氧呼吸消耗O2的量不一定等于产生CO2的量,如果是以脂肪为反应物进行有氧呼吸,消耗O2的量要大于产生CO2的量,其原因是与葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。 (3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体,只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构,如蓝细菌(原核生物)无线粒体,但能进行有氧呼吸。 归纳提升 2.有氧呼吸第三阶段的知识拓展 电子传递和氧化磷酸化(有氧呼吸第三阶段) (1)[H]在酶的催化下释放电子和H+,电子被镶 嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获 和传递,最终与O2和H+结合,生成了H2O。 (2)线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H+泵入内膜和外膜的间隙,构建了跨膜的H+浓度梯度。 (3)H+沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质,推动了ATP的合成(在一定范围内,线粒体内膜两侧的H+浓度差越大,ATP合成越多)。 命题 考向突破 1.(2023·广东卷)在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是 (　　) A.还原型辅酶Ⅰ　　　　　 B.丙酮酸 C.氧化型辅酶Ⅰ D.二氧化碳 A 解析:游泳过程中主要是进行有氧呼吸提供能量,有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生[H],这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应,在线粒体内膜上与氧结合生成水,这里的[H]是一种简化的表示方式,实际上指的是还原型辅酶Ⅰ,A正确。 2.(2025·江苏南通模拟)线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所,其上存在两条呼吸途径。主呼吸链途径发生时,电子传递链释放的能量使H+通过蛋白复合体从基质移至内外膜间隙,然后H+驱动ATP合酶合成ATP;交替呼吸途径发生时,不发生H+的跨膜运输。下列叙述错误的是(　　) A.合成ATP时H+顺浓度梯度由内外膜间隙进入基质 B.主呼吸链途径中的蛋白复合体起载体蛋白的作用 C.交替呼吸途径比主呼吸链途径产生更多的ATP D.乳酸菌细胞内不存在主呼吸链和交替呼吸途径 C 解析:根据题意,电子传递链释放的能量使H+通过蛋白复合体从基质移至内外膜间隙,方式为主动运输,而合成ATP时H+顺浓度梯度从内外膜间隙移至基质内,A正确;电子传递链释放的能量将H+通过蛋白复合体从基质移至内外膜间隙,所以主呼吸链途径中的蛋白复合体起载体蛋白的作用,B正确;交替呼吸途径发生时,不发生H+的跨膜运输,比主呼吸链途径产生的ATP少,C错误;乳酸菌为原核生物,没有线粒体,不能进行主呼吸链和交替呼吸途径,D正确。 无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较 考点二 归纳 必备知识 1.无氧呼吸 (1)概念:无氧呼吸是指细胞在___________参与的情况下,葡萄糖等有机物经过_________分解,释放_______能量的过程。 没有氧气 不完全 少量 (2)过程 乳酸 归纳 必备知识 (3)不同生物无氧呼吸产物类型及原因 乳酸 基因 归纳 必备知识 (4)能量去路 ①只在____________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__________中。 ③释放的能量中大部分以_______形式散失,少部分储存在ATP中。 第一阶段 酒精或乳酸 热能 归纳 必备知识 2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 ____________________ 细胞质基质 条件 氧气,多种酶 无氧气,多种酶 物质 变化 葡萄糖彻底氧化分解,生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底,生成_____或酒精和CO2 能量 变化 释放大量能量,产生大量ATP 释放______能量,产生少量ATP 联系 二者第一阶段反应完全相同,并且都在细胞质基质中进行;本质都是氧化分解有机物、释放能量,产生ATP 细胞质基质和线粒体 乳酸 少量 归纳 必备知识 3.细胞呼吸的生物学意义 (1)提供了生物体生命活动所需的大部分_________。 (2)是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 能量 归纳 必备知识 归纳 必备知识 教材拾遗 (苏教必修1 P95“知识链接”)柠檬酸循环是三大营养物质(糖、脂肪、蛋白质)分解代谢的最终共同途径,这三大营养物质经过分解代谢都先生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A进入柠檬酸循环彻底氧化生成CO2和H2O,释放能量用于ATP合成。 1.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累。 ( ) 2.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸不能被再度利用。( ) 3.乳酸菌的细胞质中能产生[H]、ATP和CO2等物质。( ) 4.具体某种生物不是进行有氧呼吸就是进行无氧呼吸。( ) 5.人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供。( ) 6.人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体,酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。( ) × × × × × √ 错漏诊断 深研 核心问题 1.无氧运动是肌肉在缺氧的状态下高速剧烈的运动,例如举重、百米冲刺、摔跤等。无氧运动过后能增大肌肉和脂肪的比率,增加肌肉新陈代谢率,提高身体免疫力。 (1)“百米冲刺”后,运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么? 提示:在无氧运动中,肌细胞因O2不足,要靠乳酸发酵来获取能量,因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢,所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。 深研 核心问题 1.无氧运动是肌肉在缺氧的状态下高速剧烈的运动,例如举重、百米冲刺、摔跤等。无氧运动过后能增大肌肉和脂肪的比率,增加肌肉新陈代谢率,提高身体免疫力。 (2)无氧呼吸过程中能量的去路有哪些? 提示:①大部分储存在酒精或乳酸中;②释放的能量中大部分以热能形式散失;③释放的能量中少部分储存在ATP中。 (3)若分解底物均为葡萄糖,则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于O2消耗量,表述是否正确?为什么? 提示:不正确。由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2,只有有氧呼吸才能产生CO2,因此肌肉细胞O2的消耗量会与CO2的产生量相等。 深研 核心问题 2.某同学做了如下实验:取A、B两支试管,在A管中加入煮熟的蚕豆子叶,B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入亚甲蓝溶液(注:亚甲蓝氧化态为蓝色,接受氢后为无色),一段时间后倒出溶液,两管中的子叶都呈蓝色,然后,两管分别加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量液状石蜡,37 ℃保温一段时间后,发现A管中的子叶不变色,B管中的子叶蓝色变浅。 (1)B管中子叶蓝色变浅的原因是什么? 提示:B管中子叶在无氧呼吸过程中产生了[H]使亚甲蓝还原。 (2)A管子叶为什么不变色?实验中设置A管的目的是什么? 提示:A管中子叶细胞的酶失活,不能进行呼吸作用。实验中设置A管的目的是作对照。 1.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析 归纳提升 2.有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸反应物) (1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。 (2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2。 (3)消耗等量的葡萄糖时,产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。 考向1　无氧呼吸的过程 1.(2023·重庆卷)哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+,进而转化为NADH([H])。研究者以小鼠为模型,探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系,如图所示。下列叙述错误的是(　　) 命题 考向突破 A.静脉注射标记的NA,肠腔内会出现标记的NAM B.静脉注射标记的NAM,细胞质基质会出现标记的NADH C.食物中缺乏NAM时,组织细胞仍可用NAM合成NAD+ D.肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自NADH 答案:D 解析:静脉注射标记的NA,NA可以在细胞内转化为NAD+,NAD+可以在细胞内转化为NAM,NAM可以被肠道菌群利用,因此肠腔内会出现标记的NAM,A正确;静脉注射标记的NAM,NAM可以在细胞内转化为NAD+,NAD+可以在细胞内转化为NADH,因此细胞质基质会出现标记的NADH,B正确;结合题图,食物中缺乏NAM时,组织细胞仍可用NA合成NAD+,C正确;肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自细胞呼吸(无氧呼吸),D错误。 2.(2025·河南新乡模拟)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,其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2+对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响,研究人员将辣椒幼苗分组并进行3种处理:甲组(未淹水)、乙组(淹水)和丙组(淹水+Ca2+),在其他条件相同且适宜的条件下进行实验,结果如图2所示。下列说法正确的是 (　　) A.丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中,利用NADH的能量合成ATP B.辣椒幼苗在淹水的条件下,其根细胞无氧呼吸的产物仅有乳酸 C.Ca2+影响ADH、LDH的活性,减少乙醛和乳酸积累造成的伤害 D.淹水胁迫时,该植物根细胞酒精的产生速率小于乳酸的产生速率 答案:C 解析:丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,A错误;乙醇脱氢酶、乳酸脱氢酶是植物细胞中无氧呼吸的关键酶,图2显示乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)的活性均大于0,说明辣椒幼苗在淹水条件下,其根细胞的无氧呼吸产物有乳酸和酒精,B错误;据图分析,与乙组相比,丙组是淹水+Ca2+组,ADH活性较高,LDH活性较低,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醛的积累,从而减轻其对根细胞的伤害,C正确;甲为对照组,是正常生长的幼苗,乙为实验组,为淹水条件下的幼苗,ADH、LDH活性升高,且比较两侧的活性单位可知,ADH活性更高,据此可推测淹水条件下酒精产生的速率高于乳酸产生速率,D错误。 考向2　有氧呼吸和无氧呼吸的相关辨析 3.(2025·黑龙江大庆模拟)若作物种子呼吸作用所利用的物质是葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是 (　　) A.若产生的CO2与消耗的O2的分子数之比大于1,则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 B.若产生的CO2与酒精的分子数之比为4∶1,则有氧呼吸与无氧呼吸消耗等量的葡萄糖分子 C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放 D.若作物种子呼吸作用利用的物质还有脂肪,则释放CO2的分子数比吸收O2的分子数多 D 解析:呼吸作用所利用的物质是葡萄糖时,若只进行有氧呼吸,则消耗的O2量=生成的CO2量,故若产生的CO2与消耗的氧气的分子数之比大于1,则细胞同时进行有氧呼吸和(产生酒精和CO2的)无氧呼吸,A正确;若只进行无氧呼吸,当呼吸产物是酒精时,生成的酒精量=生成的CO2量,若产生的CO2与酒精的分子数之比为4∶1,则有氧呼吸产生的CO2和无氧呼吸产生的CO2之比为3∶1,有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol CO2,无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2,故有氧呼吸消耗的葡萄糖和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶1,B正确;若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放,C正确;若作物种子呼吸作用利用的物质还有脂肪,则释放CO2的分子数比吸收O2的分子数少,D错误。 4.(多选)(2022·江苏卷)如图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有 (　　) A.三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B.生物通过代谢中间物,将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C.乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D.物质氧化时释放的能量都储存于ATP 答案:BC 解析:由题图分析可知,三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2,但不消耗O2,呼吸链会消耗O2,A错误;生物通过代谢中间物,将物质的分解代谢与合成代谢相互联系,B正确;乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位,C正确;物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中,大部分以热能的形式散失,D错误。 判断细胞呼吸方式的三大依据 方法技巧 真题　演练感悟 2 3 1 4 1.(2024·江苏卷)图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是(　　) A.该细胞器既产生ATP也消耗ATP B.①②分布的蛋白质有所不同 C.有氧呼吸第一阶段发生在③ D.②③分别是消耗O2、产生CO2的场所 C 解析:图中表示的细胞器是线粒体,线粒体是有氧呼吸的主要场所,可以分解有机物,产生ATP,同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等,需要消耗ATP,A正确;线粒体外膜和内膜功能不同,所以分布的蛋白质有所不同,B正确;有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,③是线粒体基质,C错误;②是线粒体内膜,消耗O2,O2和[H]生成水,③是线粒体基质,在该场所丙酮酸和水反应生成CO2,D正确。 2 3 1 4 2.(2023·山东卷)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,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。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,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.检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C.转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 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 B 2 3 1 4 解析: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,为逆浓度梯度的主动运输,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;玉米根部短时间水淹,根部含有少量氧气,部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2,检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成,B正确;转换为丙酮酸产酒精途径时,无ATP的产生,C错误;转换为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]相同,D错误。 2 3 1 4 3.(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A.在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B.PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活 C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快 D 2 3 1 4 解析:细胞呼吸第一阶段为葡萄糖分解为丙酮酸,需要一系列酶促反应即需要多种酶参与,而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶,因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸,A错误;由题意可知,当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡,说明PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变但还具有活性,B错误;由题意可知,ATP/AMP浓度比变化,最终保证细胞中能量的供求平衡,说明其调节属于负反馈调节,C错误;运动时肌细胞消耗ATP增多,细胞中ATP减少,ADP和AMP会增多,则AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快,细胞中ATP含量增多,从而维持能量供应,D正确。 2 3 1 4 4.(2024·重庆卷)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在如图所示代谢过程。其中,PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物,进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放,琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力,若环境中存在乳酸,PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是 (　　) 2 3 1 4 A.图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B.图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C.肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D.葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H] 答案:D 2 3 1 4 解析:由题图可知,三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节,A错误;草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质,B错误;由题意可知,增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放,琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力,肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量,从而抑制PC酶活性,减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力,C错误;葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H],分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步,D正确。 2 3 1 4 课时 巩固提高 57 2 3 4 5 6 7 9 1 8 1.下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述,正确的是 (　　) A.同一植物的不同细胞中不可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶 B.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量全都用于生成ATP C.丙酮酸产生于细胞质基质,有无氧气都可以进入线粒体进行分解 D.细胞呼吸的中间产物可能会转化为丙氨酸等非必需氨基酸 D 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:马铃薯部分细胞无氧呼吸产生酒精,部分细胞无氧呼吸产生乳酸,故同一植物的不同细胞中可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶,A错误;有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失,少部分能量用于生成ATP,B错误;丙酮酸产生于细胞质基质,需要有氧气存在时才能进入线粒体进行分解,C错误;非必需氨基酸是人体细胞能够合成的,细胞呼吸的中间产物会转化为甘油、非必需氨基酸等非糖物质,D正确。 10 2 3 1 4 5 6 7 9 8 2.(2025·江苏泰州模拟)糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列化学反应。研究发现即使在氧气充足的条件下,癌细胞的能量供应仍主要依赖效率较低的糖酵解途径,并产生大量乳酸。下列叙述正确的是 (　　) A.癌细胞进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量只有少部分转移到乳酸中 B.有氧条件下葡萄糖在线粒体中彻底氧化为CO2和H2O C.癌细胞无氧呼吸产生乳酸的主要场所是线粒体基质 D.癌细胞的糖酵解途径在有氧和无氧条件下都能发生 D 10 2 3 1 4 5 6 7 9 8 解析:癌细胞进行无氧呼吸时,葡萄糖中的能量大部分转移到乳酸中,少部分释放,A错误;有氧条件下葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸,之后丙酮酸进入线粒体中彻底氧化为CO2和H2O,同时会释放大量能量,B错误;在癌细胞中无氧呼吸产生乳酸的主要场所是细胞质基质,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同,都是糖酵解,D正确。 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 3.细胞呼吸除了能为生物体提供能量外,还是生物体代谢的枢纽。下列有关细胞呼吸的方式、原理和其在生产、生活中应用的叙述,错误的是(　　) A.人体细胞呼吸产生的CO2均来自线粒体基质 B.小白兔成熟的红细胞逆浓度梯度吸收K+受氧气浓度的影响 C.包扎伤口时,选用透气的消毒纱布是为了避免厌氧菌大量繁殖 D.蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来 B 10 1 4 5 6 7 9 3 2 8 解析:人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,仅有氧呼吸第二阶段产生CO2,有氧呼吸第二阶段场所为线粒体基质,A正确;小白兔成熟的红细胞没有线粒体,只进行无氧呼吸,所以小白兔成熟的红细胞逆浓度梯度吸收K+不受氧气浓度的影响,B错误;包扎伤口时,选用透气的消毒纱布是为了避免厌氧菌大量繁殖,C正确;细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,在细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为甘油、氨基酸等非糖物质,蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来,D正确。 10 3 1 5 6 7 9 4 2 8 4.线粒体外膜上有载体蛋白甲,将丙酮酸运入膜间隙(位于线粒体外膜和内膜之间的空隙)。线粒体的内膜上有载体蛋白乙和丙,其中线粒体内膜的H+经载体蛋白乙主动转运进入膜间隙,载体蛋白丙将膜间隙的丙酮酸和H+运入线粒体基质。下列叙述正确的是(　　) A.葡萄糖也能利用载体蛋白甲进入膜间隙 B.有氧呼吸第二阶段发生在线粒体膜间隙 C.H+通过载体蛋白丙的运输方式属于被动运输 D.丙酮酸可在膜间隙转化为乳酸或酒精和CO2 C 10 3 1 5 6 7 9 4 2 8 解析:载体具有专一性,载体蛋白甲只能运输丙酮酸,不能运输葡萄糖,A错误;有氧呼吸第二阶段为丙酮酸的水解,发生在线粒体基质中,B错误;H+由膜间隙进入线粒体基质为顺浓度梯度运输,丙酮酸由膜间隙进入线粒体基质为逆浓度梯度运输,均通过载体蛋白丙,H+顺浓度梯度进入线粒体基质所释放的势能是驱动丙酮酸转运到线粒体基质的直接动力,由此推出载体蛋白丙介导的丙酮酸跨膜运输为主动运输、介导的H+跨膜运输为协助扩散,C正确;丙酮酸在线粒体基质中转化为CO2和[H],而乳酸发酵和酒精发酵均在细胞质基质中进行,D错误。 10 3 1 4 6 7 9 5 2 8 5.(2025·河北衡水模拟)氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)不仅参与细胞呼吸,也可作为反应物通过DNA修复酶参与DNA修复。研究发现,提高小鼠体内的eNAMPT(合成NAD+的关键酶)的含量可逆转小鼠身体机能的衰老。下列说法正确的是 (　　) A.细胞质基质和线粒体基质中均可利用NAD+合成NADH B.NAD+在有氧呼吸第三阶段被消耗,同时生成大量ATP C.eNAMPT能提供合成氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)所需的活化能 D.增加细胞内eNAMPT的数量可加快小鼠细胞的衰老进程 A 10 3 1 4 6 7 9 5 2 8 解析:NAD+可参与有氧呼吸第一、二阶段的反应,生成NADH,第一阶段场所是细胞质基质,第二阶段场所是线粒体基质,A正确;第三阶段为前两个阶段产生的[H]经过一系列的化学反应与氧结合形成水,同时释放出大量的能量,其中[H]指NADH,B错误;据题意可知eNAMPT是一种酶,酶的作用原理是降低化学反应所需要的活化能,不能提供活化能,C错误;据题意可知,提高eNAMPT(合成NAD+的关键酶)的含量可逆转小鼠身体机能的衰老,因此细胞内eNAMPT数量的增加可减缓小鼠的衰老,D错误。 10 3 1 4 5 7 9 6 2 8 6.可立氏循环是指在激烈运动时,肌肉细胞有氧呼吸产生NADH的速度超过其再形成NAD+的速度,这时肌肉中产生的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为乳酸,使NAD+再生,保证葡萄糖到丙酮酸能够继续产生ATP。肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列说法正确的是 (　　) A.机体进行可立氏循环时,肌细胞消耗的O2量小于产生的CO2量 B.有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质中产生,在线粒体基质和内膜处被消耗 C.肌细胞产生的乳酸需在肝细胞中重新合成葡萄糖,根本原因是相关基因的选择性表达 D.丙酮酸被还原为乳酸的过程中,产生NAD+和少量ATP C 10 3 1 4 5 7 9 6 2 8 解析:人体激烈运动时,肌细胞中既存在有氧呼吸,也存在无氧呼吸,有氧呼吸产生的CO2与消耗的O2相等,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,因此总产生的CO2量与总消耗的O2量相等,A错误;有氧呼吸过程中,NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生,在线粒体内膜处被消耗,B错误;肌肉中的乳酸扩散到血液并随着血液进入肝细胞,在肝细胞内通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖,根本原因是葡萄糖异生途径相关基因的选择性表达,C正确;丙酮酸被还原为乳酸的过程为无氧呼吸的第二阶段,该阶段生成NAD+,不产生ATP,D错误。 10 3 1 4 5 6 9 7 2 8 7.(2025·湖南湘潭模拟)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 (　　) 10 3 1 4 5 6 9 7 2 8 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可来自有氧呼吸第一阶段和第二阶段 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 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:由题图可知,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;图中的NADH可来自有氧呼吸的第一阶段和第二阶段,B正确;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;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。 10 3 1 4 5 6 7 9 8 2 8.(多选)鲫鱼的骨骼肌细胞在无氧条件下可以将丙酮酸转化为酒精,其他组织细胞通过无氧呼吸产生的乳酸能够通过循环系统被运输到骨骼肌细胞中转化为丙酮酸。下列叙述不正确的是 (　　) A.无氧呼吸过程中有机物中的能量大部分以热能的形式散失 B.乳酸在骨骼肌细胞转化为酒精过程中有ATP合成 C.酒精通过主动运输的方式运出骨骼肌细胞 D.骨骼肌细胞的生理机能可避免乳酸在体内积累导致酸中毒 ABC 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 解析:无氧呼吸过程中有机物中的能量大部分储存在酒精或乳酸中,A错误;乳酸通过循环系统被运输到骨骼肌细胞中转化为丙酮酸,丙酮酸转变成酒精的过程中没有ATP合成,B错误;酒精为脂溶性小分子,其通过自由扩散的方式运出骨骼肌细胞,C错误;乳酸被运输到骨骼肌细胞中转化为丙酮酸,骨骼肌细胞在无氧条件下可以将丙酮酸转变成酒精,避免乳酸在体内积累导致酸中毒,D正确。 10 3 1 4 5 6 7 8 9 2 9.(多选)(2025·江苏宿迁模拟)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~e表示物质,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是 (　　) 10 3 1 4 5 6 7 9 2 8 A.图中物质a为丙酮酸,物质e为酒精 B.催化反应③和④的酶都存在于线粒体基质中 C.产物水中的H一半来自葡萄糖,一半来自水 D.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中物质c为[H] 答案:ACD 10 3 1 4 5 6 7 8 9 2 解析:据图可知,①是呼吸作用第一阶段,②是无氧呼吸第二阶段,故物质a是丙酮酸,物质b是二氧化碳,物质e是酒精,A正确;③是有氧呼吸的第三阶段,其场所为线粒体内膜,所需要的酶存在于线粒体内膜,B错误;产物水中的H来自前两个阶段产生的[H],一半来自葡萄糖,一半来自水,C正确;图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中物质c是[H],可与氧气结合生成水,D正确。 10 3 1 4 5 6 7 8 2 10.(2025·江苏无锡模拟)科研人员对线粒体的蛋白质运输及增殖方式进行了研究。如图为蛋白M进入线粒体基质的运输和加工过程示意图,其中①~⑤表示参与的蛋白质,⑥表示加工过程。请回答下列问题。 10 9 3 1 4 5 6 7 8 2 (1)丙酮酸进入线粒体后在基质中脱氢,最终生成　　　　和[H],该过程中产生的[H]在　　　　　 (填部位)上最终将　　　　还原。 解析:葡萄糖在细胞质基质中进行糖酵解产生丙酮酸,丙酮酸进入线粒体后在基质中脱氢,最终生成CO2和[H],该过程中产生的[H]在线粒体内膜上最终将氧气还原,最终产生水,同时释放大量的能量。 CO2 线粒体内膜 氧气 10 9 (2)图中分布在结构③周围②的功能是　　 ,过程⑥需要　 　　酶的参与切除转运肽,①④⑤的功能均为____________________________　 ____。  解析:据图可知,通过线粒体外膜上的②识别线粒体前体蛋白M,进而打开转运蛋白③,使得线粒体前体蛋白M进入线粒体内。过程⑥是线粒体前体蛋白M切去转运肽转变为线粒体成熟蛋白M的过程,该过程中存在肽键的断裂,所需的酶为蛋白质水解酶。①④⑤的功能均为引导线粒体前体蛋白M定向转运。　　 识别 蛋白质水解 引导线粒体前体蛋白M定向转运 3 1 4 5 6 7 8 2 10 9 (3)线粒体是半自主性细胞器,为探究线粒体和细胞核两套遗传体系之间的关系,科研人员利用链孢菌(一种真菌)进行了相关实验,结果如表(“－”表示抑制,“+”表示促进)。   线粒体 RNA合成 线粒体 蛋白质合成 线粒体RNA 聚合酶合成 氯霉素处理 － － + 3 1 4 5 6 7 8 2 10 9 ①实验结果表明,线粒体RNA聚合酶是由分布在　　　　中的基因编码的。  细胞核 3 1 4 5 6 7 8 2 10 9 ②科研人员对线粒体RNA聚合酶合成增加的原因提出了假设:线粒体可能合成一种蛋白质,对核基因编码线粒体蛋白质过程起　　　　(填“促进”或“抑制”)作用。  抑制 3 1 4 5 6 7 8 2 10 9 解析:①用氯霉素处理后,线粒体RNA不能合成,线粒体蛋白质不能合成,而线粒体RNA聚合酶能合成,说明线粒体RNA聚合酶是由分布在细胞核中的基因编码的。 ②用氯霉素处理后线粒体不能合成蛋白质,而此时线粒体RNA聚合酶合成增加,说明线粒体合成的这种蛋白质对核基因编码线粒体蛋白质过程起抑制作用。 (4)关于线粒体增殖的假说一是新线粒体由原线粒体分裂而成;假说二是新线粒体是利用脂和蛋白质等重新合成。科研人员先用3H标记链孢菌的线粒体膜,转入普通培养基中培养,每隔一段时间收集菌体,检测链 孢菌中线粒体的放射性。若结果为 _____________________________ ________________　 , 则支持假说一;若结果为　　　__　__________,则支持假说二。  新线粒体都具有放射性,且线粒体上放射性含量下降 　新线粒体都没有放射性 3 1 4 5 6 7 8 2 10 9 解析: 用3H标记链孢菌的线粒体膜,线粒体具有放射性,然后转入普通培养基中培养,每隔一段时间收集菌体,检测链孢菌中线粒体的放射性。若新线粒体由原线粒体分裂而成,则所有线粒体都含有放射性,且线粒体上放射性含量下降;若新线粒体是利用脂和蛋白质等重新合成,则所有新线粒体都不含放射性。 3 1 4 5 6 7 8 9 2 10 $$