第2单元 13 细胞呼吸的原理和应用(Word练习)-【高考快车道】2026年高考生物大一轮专题复习总复习

十三　细胞呼吸的原理和应用 (25分钟　36分) 【基础过关练】 1.(2分)(2025·衡水模拟)NAD+/NADH平衡有利于维持细胞代谢的相对稳定,若肿瘤细胞中的NAD+/NADH的值增大,则该肿瘤细胞可能正在发生的生理过程是(　　) A.葡萄糖初步分解产生丙酮酸 B.丙酮酸分解为CO2并产生酒精 C.丙酮酸彻底氧化分解为CO2 D.氧气被还原产生水 【解析】选D。细胞内的NAD+和NADH之间可以相互转化,其中细胞呼吸过程中消耗[H]的过程会增大NAD+/NADH的值,合成[H]的过程会降低NAD+/NADH的值。若肿瘤细胞中的NAD+/NADH的值增大,则该过程为消耗[H]的过程,由于该细胞为动物细胞,不会产生酒精,因此可能发生的过程为有氧呼吸的第三个阶段,即氧气被还原产生水,D正确。 2.(2分)体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能,如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外,还会进行无氧呼吸,如短跑等。下列有关叙述错误的是(　　) A.有氧呼吸的第一个阶段和无氧呼吸的第一个阶段完全相同 B.短跑过程中,肌肉细胞CO2的产生量大于O2消耗量 C.骨骼肌细胞有氧呼吸过程消耗水的场所是线粒体基质 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3倍 【解析】选B。有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段都是1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸,产生少量的[H],并且释放出少量的能量,二者完全相同,A正确;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,B错误;有氧呼吸过程中第二个阶段,丙酮酸与水反应,生成CO2与[H],且释放少量能量,场所在线粒体基质,C正确;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,如果耗氧量与乳酸生成量相等,无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍,D正确。 3.(2分)新生无毛哺乳动物体内存在一种含有大量线粒体的褐色脂肪组织,褐色脂肪细胞的线粒体内膜含有蛋白质U。蛋白质U不影响组织细胞对氧气的利用,但能抑制呼吸过程中ADP转化为ATP。据此推测当蛋白质U发挥作用时(　　) A.葡萄糖能在线粒体中氧化分解 B.只在细胞质基质中进行无氧呼吸 C.细胞质基质中产生的ATP会减少 D.有利于新生幼畜适应寒冷环境 【解析】选D。葡萄糖能在细胞质基质中氧化分解,A错误;褐色脂肪细胞的线粒体内膜含有蛋白质 U,故当蛋白质U发挥作用时不会只在细胞质基质中进行无氧呼吸,进行的是有氧呼吸,B错误;褐色脂肪细胞的线粒体内膜含有蛋白质 U,当蛋白质U发挥作用时不会导致细胞质基质中产生的ATP减少,C错误;当蛋白质U发挥作用时,线粒体内膜上ATP的合成速率下降,代谢反应释放的能量转化为热能的比例增加,维持体温,有利于新生幼畜适应寒冷环境,D正确。 4.(2分)(2025·宜春模拟)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。下列叙述正确的是(　　) A.芽孢杆菌细胞线粒体内膜发生[H]与O2结合,并生成ATP B.芽孢杆菌有氧呼吸有热能的释放,而双歧杆菌无氧呼吸没有热能的释放 C.释放相同的能量,芽孢杆菌消耗的葡萄糖要多于双歧杆菌 D.芽孢杆菌在肠道中的活动不利于酵母菌的大量繁殖 【解析】选D。芽孢杆菌为原核生物,细胞内无线粒体,A错误;无氧呼吸第一个阶段葡萄糖分解生成丙酮酸的过程中有少量能量的释放,B错误;有氧呼吸分解葡萄糖释放的能量比无氧呼吸消耗等量葡萄糖释放的能量要多,因此释放相同能量时,芽孢杆菌有氧呼吸消耗的葡萄糖要少于双歧杆菌无氧呼吸消耗的葡萄糖,C错误;酵母菌大量繁殖需要有氧呼吸提供能量,芽孢杆菌在肠道中会消耗大量氧气以维持肠道内的低氧环境,不利于酵母菌进行有氧呼吸,即不利于酵母菌大量繁殖,D正确。 5.(2分)三羧酸循环是有氧呼吸的第二个阶段。真核细胞内,丙酮酸和脂肪酸都可在线粒体基质中转化并进行三羧酸循环。下列叙述错误的是(　　) A.丙酮酸可来源于细胞内葡萄糖等物质的分解 B.某些脂肪酸能以自由扩散的方式穿过线粒体膜 C.三羧酸循环过程不需要O2的参与,同时释放能量 D.细胞质基质中缺少直接分解丙酮酸的相关酶 【解析】选D。丙酮酸可来源于细胞内葡萄糖等物质的分解,如葡萄糖可在细胞质基质中分解产生丙酮酸,A正确;某些脂肪酸是脂溶性的,能以自由扩散的方式穿过线粒体膜,B正确;结合题干“三羧酸循环是有氧呼吸的第二个阶段”可知,三羧酸循环过程不需要O2的参与,同时释放(少量)能量,C正确;无氧条件下,丙酮酸在细胞质基质中可转化为乳酸,或酒精和CO2,故细胞质基质中有直接分解丙酮酸的相关酶,D错误。 6.(2分)呼吸作用受多种环境条件的影响,其原理常被运用于生产、生活当中。下列是生产、生活中常采取的一些措施,其中影响呼吸作用的条件与其他三项不同的是(　　) A.储存粮食前将粮食进行晾晒 B.水稻田要定期进行排水 C.作物栽培后进行中耕松土 D.酿制果酒时要先进行通气 【解析】选A。储存粮食前将粮食进行晾晒,其原理是减少粮食中的自由水,降低呼吸作用;水稻田定期排水,一方面是为了抑制水稻根系的无氧呼吸,另一方面是通过改善氧气供应来促进作物根系的有氧呼吸,以利于作物的生长;作物栽培后进行中耕松土,是通过改善氧气供应来促进作物根系的有氧呼吸,以利于作物的生长;酿制果酒时先进行通气,是通过改善氧气供应来促进酵母菌的有氧呼吸,利于酵母菌的繁殖。A符合题意。 【加固训练】 (2024·淮北模拟)君子兰被誉为“富贵之花”,喜欢半阴、通风的环境,具有发达的肉质根,需要选用肥沃的酸性土壤栽培。下列相关叙述错误的是(　　) A.君子兰有发达的肉质根,因而不需要频繁浇水 B.君子兰叶片变黄与缺镁有关,与是否缺氮无关 C.进入冬季,君子兰细胞内结合水相对含量会增加 D.为保障土壤疏松透气,施肥首选已腐熟的有机肥 【解析】选B。君子兰的根系是肉质根,本身就含有较多的水分,因而不需要频繁浇水,频繁浇水会导致根部腐烂,A正确;叶绿素元素组成是C、H、O、N、Mg,君子兰叶片变黄与缺镁有关,与缺氮也有关,B错误;进入冬季,君子兰细胞内结合水相对含量会增加,有利于抵抗冬季寒冷环境,C正确;腐熟好的有机肥在土壤微生物分解作用下产生CO2,且分解者的分解作用会使土壤疏松透气性好,D正确。 7.(2分)(2025·南阳模拟)耐力性运动是指机体进行一定时间(每次30 min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30 mol的CO2,则需消耗5 mol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 【解析】选B。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。有氧呼吸的反应式为C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。故肌细胞进行有氧呼吸作用产生30 mol的CO2,需要消耗5 mol的葡萄糖,B正确。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。丙酮酸分解生成CO2发生在有氧呼吸第二个阶段,不需要O2的参与;有氧呼吸第三个阶段生成H2O的过程,需要O2的参与,D错误。 【方法规律】数学方法分析细胞呼吸反应式中各物质间物质的量的比例关系 (1)有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。 (2)无氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。 (3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。 (4)消耗等量的葡萄糖时,有氧呼吸消耗氧气的物质的量与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2的物质的量之和的比为3∶4。 8.(2分)(2025·宜昌模拟)金鱼能在冬季冰封池塘、极度缺氧的环境下存活数月。研究发现金鱼有把乳酸转变成酒精排出体外的能力。下图为金鱼在低氧条件下的部分代谢途径,下列叙述错误的是(　　) A.肌细胞与神经元均表达乳酸运输载体基因,实现乳酸的跨膜运输 B.若催化④过程的酶活性升高,会延长金鱼在低氧条件下的存活时间 C.途径②④⑤均有能量释放,能合成少量ATP满足金鱼生命活动需求 D.金鱼将乳酸转化为酒精并排出可以避免酸中毒,但长期酒精刺激也会导致金鱼死亡 【解析】选C。据题图可知,神经元无氧呼吸的产物是乳酸,乳酸可由神经元运输进入肌细胞,因此肌细胞与神经元均表达乳酸运输载体基因,实现乳酸的跨膜运输,A正确;金鱼有把乳酸转变成酒精排出体外的能力,因此金鱼能在冬季冰封池塘、极度缺氧的环境下存活数月,若催化④过程的酶活性升高,会使乳酸较快转化为丙酮酸,减少对细胞的毒害,因此会延长金鱼在低氧条件下的存活时间,B正确;②⑤过程为无氧呼吸的第二个阶段,不产生ATP,④乳酸转化为丙酮酸是小分子合成较大的分子,不释放能量,C错误;金鱼将乳酸转化为酒精并排出可以避免酸中毒,但长期酒精刺激也会导致金鱼酒精中毒而死亡,D正确。 9.(2分)(2025·晋城模拟)呼吸缺陷型酵母菌是指线粒体功能丧失的酵母菌,呼吸缺陷型酵母菌可用TTC显色剂筛选,其原理是在线粒体内有氧呼吸相关酶的作用下,TTC能与氧气竞争[H],其显色过程如下图所示。下列说法错误的是(　　) [H]+TTC(白色)→TP(红色) A.呼吸正常的酵母菌能被TTC试剂染成红色 B.TTC在线粒体内膜上被[H]还原产生TP C.呼吸缺陷型酵母菌进行细胞呼吸不产生[H] D.筛选的呼吸缺陷型酵母菌可用于酒精发酵 【解析】选C。在线粒体内有氧呼吸酶的作用下,TTC能与氧气竞争性结合[H],结合后产生红色的TP,因此呼吸正常的酵母菌能被TTC试剂染成红色,A正确;TTC与氧气竞争[H],故TTC在线粒体内膜上被[H]还原产生TP,B正确;呼吸缺陷型酵母菌能在无氧呼吸的第一个阶段产生[H],C错误;筛选的呼吸缺陷型酵母菌由于不能进行有氧呼吸,主要通过无氧呼吸产生酒精,因此可用于酒精发酵,D正确。 【思维进阶练】 10.(3分)(2025·阜阳模拟)乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH)能催化不同类型的无氧呼吸。低氧胁迫处理玉米第三天,研究人员发现玉米品系A根系中ADH活性显著提高,LDH活性变化不显著,而玉米品系B根系中LDH活性显著提高,ADH活性变化不大。下列说法正确的是(　　) A.ADH和LDH都能催化丙酮酸分解,并生成少量的ATP B.玉米品系A水淹后体内可能会出现酒精、乳酸、CO2等呼吸产物 C.低氧胁迫下,玉米品系A和品系B细胞呼吸的途径完全不同 D.玉米是否产生酒精可通过是否能让酸性重铬酸钾变蓝来判断 【解析】选B。ADH和LDH都催化丙酮酸分解,但不产生ATP,因为无氧呼吸都只在第一个阶段产生少量ATP,A错误;据题干信息分析,玉米品系A根系中含有乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH),因此在被水淹后,进行无氧呼吸既能产生乳酸也能产生酒精和CO2,B正确;玉米品系A和B的根细胞中都有将葡萄糖分解为丙酮酸的过程,C错误;酒精能使酸性重铬酸钾变成灰绿色,D错误。 11.(3分)(2025·内蒙古适应性测试)某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中,部分物质变化如图,下列叙述正确的是(　　) A.途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B.途径二和途径三的存在,降低了酵母菌对环境的适应力 C.酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D.生物界中,途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 【解析】选C。途径二为无氧呼吸,无氧呼吸中的能量大部分储存乙醇中,少部分能量转移到ATP,还有一部分以热能散失,A错误;途径二和途径三的存在,使酵母菌在无氧环境中也能生存,提高了酵母菌对环境的适应力,B错误;途径三为无氧条件,产生的ATP较少,因此仅通过途径三不能获得满足生长所需的能量,C正确;途径一过程也可发生在不含线粒体的细胞中,如硝化细菌、蓝细菌等,D错误。 12.(12分)柽柳是一种沃土能力强的盐生植物,对盐渍土具有明显的改良作用,因而成为盐碱区域主要的生态修复物种。 (1)(3分)上图表示柽柳有氧呼吸的过程,其中①~③表示相关过程,甲、乙表示相应物质。图中物质甲表示_______,物质乙表示_____________。上图的模型属于_____________(填“物理模型”“概念模型”或“数学模型”)。  【解析】(1)据图分析,图中①过程葡萄糖分解为丙酮酸和[H],表示有氧呼吸第一个阶段,过程②表示有氧呼吸的第二个阶段,发生的反应是丙酮酸和水反应生成CO2和[H],则物质乙表示产物二氧化碳;图中③表示有氧呼吸的第三个阶段,前两个阶段产生的[H]与氧气结合生成水,同时释放大量的能量,则图中的甲表示水,反应的场所为线粒体内膜;以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征,这种模型就是物理模型,该图表示有氧呼吸的过程图,因此图中的模型属于物理模型。 (2)(4分)过程②的正常进行,还需要_______作为反应物。过程③发生的场所是________________,线粒体增大生物膜面积的方式是 ____________________________________。  【解析】(2)图中过程②为有氧呼吸的第二个阶段,其反应的正常进行,需要反应物丙酮酸和水的参与,故图中②的正常进行还需要水作为反应物;过程③为有氧呼吸的第三个阶段,发生的场所是线粒体内膜;线粒体内膜向内折叠形成嵴,扩大了线粒体的膜面积。 (3)(3分)图中①②③过程中产生能量最多的是_______,其能量的去向　 　。 【解析】(3)有氧呼吸三个阶段都有ATP产生,即图中的过程①②③,生成ATP最多的是有氧呼吸第三个阶段,即过程③;有氧呼吸过程产生的能量大部分以热能形式散失,少部分转化为ATP中的能量。  (4)(2分)生长在盐碱区的柽柳,其根部的成熟区细胞细胞液的浓度较高,以维持其_________能力,从而使细胞保持坚挺。  【解析】(4)生长在盐碱区的柽柳,由于盐碱区土壤溶液浓度较高,柽柳在盐碱区土壤中要保持正常生长必须能够从外界土壤溶液中吸水,因此其根部的成熟区细胞细胞液的浓度要高于土壤溶液的浓度,才能够保证细胞吸水,处于坚挺的状态。 答案:(1)水　二氧化碳　物理模型　(2)水　线粒体内膜　线粒体内膜向内折叠形成嵴 (3)③　以热能形式散失、用于合成ATP (4)吸水 - 9 - 学科网（北京）股份有限公司 $