2026届高三生物一轮复习核心素养测评 第三单元 第11讲　细胞呼吸的原理和应用

**基本信息** 以细胞呼吸原理为核心，通过原理辨析、实验探究与实际应用的综合题型，构建物质与能量观及科学思维的训练体系。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原理理解|4题（1-4）|结合过程图与曲线分析呼吸各阶段物质能量变化|从丙酮酸代谢切入，串联有氧/无氧呼吸过程及场所| |实验探究|3题（5-7）|通过装置分析、酶活性影响等考查实验设计与结果判断|以酵母菌/种子呼吸为载体，构建实验变量控制与结果分析逻辑| |综合应用|3题（8-10）|联系保鲜措施、代谢异常等实际情境|整合呼吸速率调节与生命活动适应的进化与适应观|

核心素养测评 第三单元 第11讲　细胞呼吸的原理和应用 (20分钟　48分) 一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.(2021·广东高考)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料,生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是(　　) A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2 C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布 D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 【解析】选D。本题以探究酵母菌细胞呼吸为载体,考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验以及观察线粒体的实验。酸性重铬酸钾与乙醇混合变成灰绿色,因此加入重铬酸钾和浓硫酸才可以检测乙醇的生成,且应该定期从甲瓶中取样进行检测,A错误;CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中,颜色变化为蓝→绿→黄,B错误;观察线粒体时需要用健那绿染液进行染色,C错误;乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖量有关,与酵母菌数量无关,D正确。 2.生产实践中常用TTC法检测种子活力,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%TTC溶液中,30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列说法错误的是(　　) A.该反应有光无光条件下均可进行 B.TTF只在线粒体中生成 C.TTF生成量与保温时间有关 D.可用红色深浅判断种子活力高低 【解析】选B。种子呼吸作用产生[H],呼吸作用无须光照,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色),故该反应有光无光条件下均可进行,A正确;有氧呼吸第一、第二阶段会产生[H],有氧呼吸的第一阶段场所为细胞质基质,第二阶段场所为线粒体基质,B错误;TTF 生成量与保温时间有关,保温时间越长,进入活细胞中的 TTC 越多,TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)也越多,C正确;在相同时间的条件下,若种胚中的红色越深,则说明TTC(无色)进入活细胞后被[H]还原成TTF(红色)就越多,种子进行有氧呼吸的强度越高,种子活力越高,因此可以用红色深浅判断种子活力高低,D正确。 3.番茄红素是植物中所含的一种脂溶性天然色素,主要存在于茄科植物番茄的成熟果实中。如图表示番茄细胞合成番茄红素等的代谢过程,图中柠檬酸循环又称为有氧呼吸第二阶段。下列相关叙述错误的是(　　) A.物质X为丙酮酸,参与有氧呼吸第二阶段 B.线粒体内进行的柠檬酸循环不需要氧气参与 C.催化物质X合成番茄红素的酶在细胞质基质中起作用 D.番茄细胞中释放能量最多的阶段发生的场所是线粒体基质 【解析】选D。物质X为葡萄糖分解产生的丙酮酸,丙酮酸参与有氧呼吸第二阶段,A正确;有氧呼吸第二阶段不需要氧气参与,B正确;物质X合成番茄红素的过程发生在细胞质基质中,因此相关的酶在细胞质基质中起作用,C正确;番茄细胞中释放能量最多的阶段为有氧呼吸第三阶段,发生的场所是线粒体内膜,D错误。 4.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。 5.有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的物质的量如图所示。据图中信息推断,下列叙述错误的是(　　) A.当O2浓度为a时,酵母菌既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸 B.当O2浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程有所不同 C.当O2浓度为c时,有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D.a、b、c、d 4种不同O2浓度下,细胞都能产生[H]和ATP 【解析】选A。分析曲线可知,O2浓度为a时,产生酒精的量与释放CO2的量相等,说明酵母菌只进行无氧呼吸,不进行有氧呼吸,A错误。分析曲线可知,O2浓度为b时,产生CO2的量多于产生酒精的量,此时酵母菌既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸;O2浓度为d时,不产生酒精,说明该点只进行有氧呼吸,不进行无氧呼吸,B正确。设O2浓度为c时,有氧呼吸消耗的葡萄糖是x,无氧呼吸消耗的葡萄糖为y,由曲线得出关系式:2y=6,6x+2y=15,解得y=3,x=1.5,所以酒精发酵的葡萄糖占2/3,C正确。酵母菌无氧呼吸第一阶段产生[H]和ATP,有氧呼吸过程中各阶段都能产生ATP,第一阶段和第二阶段都能产生[H],因此不同O2浓度下,进行哪种呼吸都能产生[H]和ATP,D正确。 6.(2026·茂名联考)小说《长安的荔枝》以“一骑红尘妃子笑”的历史典故为背景,讲述主人公李善德如何克服困难将岭南荔枝运往长安的故事。关于他采取的保鲜措施与原理对应关系叙述错误的是(　　) A.盐水清洗荔枝——抑制微生物繁殖延长保鲜时间 B.冰块保鲜——降低温度抑制细胞呼吸相关酶活性 C.双层瓮隔水保鲜——创造稳定的低温环境降低细胞呼吸 D.竹筒白蜡密封贮藏——营造无氧环境降低荔枝细胞呼吸 【解析】选D。盐水清洗荔枝,利用高浓度盐溶液导致微生物渗透失水,抑制其繁殖,从而延长保鲜时间,A正确;冰块通过低温抑制细胞呼吸酶活性,降低荔枝自身及微生物的呼吸速率,减少有机物分解,B正确;双层瓮隔水可避免外界温度波动影响,维持内部低温环境,降低细胞呼吸速率,C正确;实际保鲜需保持低氧而非完全无氧,D错误。 7.如图是线粒体内膜上发生的部分生理过程,内膜上的蛋白质Ⅰ~Ⅳ为4个电子传递体。据图分析下列叙述正确的是(　　) A.H+从线粒体基质向膜间隙运输是一种主动运输,需ATP提供能量 B.H+从膜间隙运输到线粒体基质是一种协助扩散,且与放能反应相偶联 C.图中的NADH也可以替换成NADPH D.复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ既是电子传递体,也是离子转运蛋白 【解析】选B。由图可知,H+从线粒体基质向膜间隙运输是电子传递过程中产生的能量驱动,并未消耗ATP,A错误;H+从膜间隙运输到线粒体基质是顺浓度梯度的协助扩散(需要蛋白质协助,不消耗能量),且伴随着ATP的合成,因此与放能反应相偶联,B正确;NADPH参与的是光合作用,NADH参与的是呼吸作用,图中的NADH不可以替换成NADPH,C错误;由图可知,复合体Ⅱ只能进行电子传递,不能转运离子,D错误。 8.★DNP(2,4-二硝基苯酚)对有氧呼吸过程中[H]与氧结合生成水无影响,但会使该过程释放的能量都以热能的形式耗散。天南星科某些植物的花序在成熟时耗氧速率是一般植物的100倍以上,但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%,花序温度比周围空气温度高出十几到二十几摄氏度。下列叙述错误的是(　　) A.DNP对葡萄糖的彻底氧化分解过程无影响 B.DNP使与有氧呼吸有关的酶均无法催化ATP的合成 C.与其他科植物相比,天南星科植物花序在有氧呼吸第三阶段有明显不同 D.若某减肥药物的作用机理同DNP,服用该药物对人体健康有影响 【解析】选B。分析题意可知,DNP(2,4-二硝基苯酚)对有氧呼吸过程中[H]与氧结合生成水无影响,故DNP对葡萄糖的彻底氧化分解过程无影响,A正确;DNP(2,4-二硝基苯酚)对有氧呼吸过程中[H]与氧结合生成水无影响,但会使该过程释放的能量都以热能的形式耗散,说明DNP可以使与有氧呼吸第三阶段有关的酶无法催化ATP的合成,而不是所有与有氧呼吸有关的酶都无法催化ATP的合成,B错误;据题意可知,与其他科植物相比,天南星科植物花序在有氧呼吸第三阶段有明显不同,该过程的能量主要以热能形式散失,C正确;若某减肥药物的作用机理同DNP,服用该药物会使该过程释放的能量都以热能的形式耗散,导致人体温度升高,对健康有影响,D正确。 二、非选择题 9.(12分)★★细胞呼吸过程中,线粒体呼吸链正常时,丙酮酸进入线粒体被丙酮酸脱氢酶(PDH)催化生成二氧化碳和NADH。当线粒体呼吸链受损丙酮酸只在线粒体外参与无氧呼吸使代谢物X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。回答下列问题。 (1)丙酮酸被PDH催化生成二氧化碳和NADH发生的具体场所是_______。  (2)呼吸链受损会导致有氧呼吸异常,则通过②产生的代谢物X是__________(物质名称)。  (3)经过④形成的丙酮酸参与代谢可转化为其他物质,请列举出丙酮酸可以转化出的两种物质: ____________________________________________________。  (4)注射适量的酶A和酶B溶液降低线粒体呼吸链受损导致的危害,其中酶A降低危害的原理可能是______________________________________________,  酶B降低危害的原理可能是________________________________________。  【解析】(1)丙酮酸进入线粒体被丙酮酸脱氢酶(PDH)催化生成二氧化碳和NADH,是有氧呼吸的第二阶段,场所为线粒体基质。 (2)线粒体呼吸链受损,丙酮酸只在线粒体外参与无氧呼吸,使代谢物X积累,动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸,故代谢物X为乳酸。 (3)乳酸通过④形成丙酮酸,丙酮酸可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的一些产物为丙酮酸,这些产物可以进一步形成葡萄糖。故丙酮酸可以转化为甘油、氨基酸、葡萄糖等。 (4)注射适量的酶A和酶B溶液降低线粒体呼吸链受损导致的危害,由图可知,A酶可以催化乳酸和O2反应形成丙酮酸,故酶A可减少乳酸积累,维持pH相对稳定;酶B可以催化丙酮酸和H2O2反应生成水和O2,故酶B催化H2O2的分解,避免H2O2对细胞的毒害。 答案:(1)线粒体基质　(2)乳酸　(3)甘油、氨基酸、葡萄糖等(非糖物质和糖类) (4)减少乳酸积累,维持pH相对稳定　催化H2O2的分解,避免H2O2对细胞的毒害 10.(12分)(2024·江西高考)当某品种波罗蜜成熟到一定程度,会出现呼吸速率迅速上升,再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该品种波罗蜜为实验材料,测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率,变化趋势如图。回答下列问题。 (1)波罗蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的________,其释放的能量一部分用于生成______,另一部分以________的形式散失。  (2)据图可知,波罗蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,这体现了乙烯产生的调节方式为______________。  (3)据图推测,波罗蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是_________ _______。  为证实上述推测,拟设计实验进行验证。假设波罗蜜中的可溶性糖均为葡萄糖,现有充足的新采摘波罗蜜、仪器设备(如比色仪,可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂,该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程: ①______________________________________________________________;  ②分别制作匀浆,取等量匀浆液; ③______________________________________________________________;  ④分别在沸水浴中加热; ⑤______________________________________________________________。  (4)综合上述发现,新采摘的波罗蜜在贮藏过程中释放的乙烯能使果实的呼吸速率上升,其原因是____________________________________________________。  【解析】本题主要考查细胞呼吸、植物的激素调节等相关知识。 (1)菠萝蜜在贮藏期间,细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的内膜,即消耗氧气的阶段是有氧呼吸的第三个阶段,发生在线粒体内膜上,其释放的能量一部分用于生成ATP,另一部分以热能的形式散失,其中转移到ATP中的能量可以用于耗能的生命活动。 (2)据题图可知,菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯,随后有大量乙烯生成,进而加速了果实的成熟,这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。 (3)据题图可知,菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率迅速上升而后下降,可溶性糖作为呼吸作用的底物,含量变化趋势是先上升后下降。为证实上述推测,拟设计实验进行验证。本实验的目的是检测葡萄糖含量的变化,利用的原理是颜色反应,颜色的深浅代表葡萄糖含量的多少,实验过程如下: ①分组编号,将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组,编号为①②③④⑤⑥,实验中保证采摘后用于实验的菠萝蜜生长状态一致; ②分别取等量的6组菠萝蜜制作匀浆,取等量匀浆液分别置于6支干净的试管中; ③在6支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀; ④分别在沸水浴中加热; ⑤使用比色仪记录各组数据,分析实验结果得出相应的结论。 (4)综合上述发现,新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能使果实的呼吸速率上升,这是因为乙烯可促进可溶性糖的生成,可溶性糖可以作为呼吸底物,从而使果实的呼吸速率上升。 答案:(1)内膜　ATP　热能　 (2)正反馈调节 (3)先升高后降低　①将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的波罗蜜分成6组,编号为①②③④⑤⑥　③在6支试管中分别添加等量的DNS试剂,混匀　⑤使用比色仪记录各组数据,分析实验结果得出相应的结论 (4)乙烯可促进可溶性糖的生成,可溶性糖可以作为呼吸底物,从而使果实的呼吸速率上升 - 10 - 学科网（北京）股份有限公司 $