2027届高考生物人教版一轮复习专题四 细胞的能量供应及利用（2）细胞呼吸（分层练）

**基本信息** 细胞呼吸同步练习通过基础概念辨析、实验探究分析及综合应用拓展的分层设计，构建从单一知识点到跨模块整合的知识巩固路径，适配高中生物一轮复习，强化生命观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层（1-2题）|无氧呼吸过程、实验操作规范|直接考查核心概念，如无氧呼吸场所、酵母菌培养条件，夯实生命观念| |进阶层（3-9题）|物质运输、药物影响、代谢调节|结合情境（PFOA污染、药物X作用），考查科学思维，分析线粒体结构与功能关系| |综合层（10题）|呼吸过程ATP产生、代谢途径整合|非选择题形式，综合考查有氧/无氧呼吸过程及调节，体现探究实践能力|

生物学 ( （ 2 ）细胞呼吸 ) 1.在缺氧条件下，无氧呼吸可为酵母菌提供能量以维持生命活动。下列叙述正确的是( ) A.无氧呼吸的场所是线粒体基质和线粒体内膜 B.无氧呼吸过程中会产生[H]并积累 C.无氧呼吸只在第二阶段释放少量能量 D.酿酒和面食发酵是利用酵母菌的无氧呼吸原理 2.下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验操作的叙述，正确的是( ) A.酵母菌培养液配制后加入干酵母，煮沸去除氧气 B.组装有氧呼吸装置时培养液中添加一定浓度的NaOH溶液 C.用重铬酸钾检测酒精时，需要营造碱性或中性环境 D.将酵母菌的培养时间适当延长，以便较为准确的检测酒精的产生 3.全氟辛酸(PFOA)是一种脂溶性污染物，曾被添加在不粘锅的表面涂层里，后被禁用。研究发现，PFOA会使线粒体嵴空泡化、结构变形。下列叙述错误的是( ) A.不粘锅释放的PFOA会通过扩散作用进入人体细胞 B.PFOA过量摄入会抑制需氧呼吸的过程，可能导致NADH高于正常值 C.PFOA可能会使葡萄糖在线粒体中的氧化分解速率变慢 D.长期接触PFOA可能会影响内环境的稳态从而使机体代谢紊乱 4.为探究药物X对细胞呼吸的影响，研究者将小鼠骨骼肌细胞分为对照组和实验组，实验组在对照组的基础上施加X，细胞呼吸底物是葡萄糖，在有氧条件下检测细胞呼吸的相关指标，结果如图所示。下列叙述中错误的是( ) A.对照组和实验组所用葡萄糖等量且起始浓度一致 B.药物X可能促进了丙酮酸进入线粒体基质的过程 C.药物X可能促进了骨骼肌细胞有氧呼吸第二阶段 D.药物X使骨骼肌细胞的无氧呼吸增强，CO2量增加 5.剧烈运动时，由于供氧不足，肌细胞呼吸作用产生的丙酮酸和NADH发生反应，生成乳酸和NAD+，再生的NAD+可维持细胞呼吸的持续进行。生成的乳酸转运至肝脏并重新生成葡萄糖，葡萄糖又释放入血液，再度供肌肉摄取利用。下列分析正确的是( ) A.剧烈运动时，细胞呼吸CO2释放量/O2吸收量的值不变 B.运动员进行长跑比赛时，其肌肉细胞以无氧呼吸为主 C.肌细胞中丙酮酸和NADH发生反应生成乳酸的同时生成少量ATP D.副交感神经兴奋使胰高血糖素分泌增多，促进乳酸重新生成葡萄糖 6.人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( ) A.长期摄入过多的糖类可能会导致体内脂肪堆积，且脂肪不能转化为糖类 B.①过程会产生少量的[H]和ATP，该过程所需的酶分布在细胞质基质中 C.酒精是过程②中产生的二碳化合物之一 D.甘油通过主动运输的方式运出细胞 7.线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶(COX)呼吸途径的电子传递链密切相关(如图所示),该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)等传递，传递过程释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，最终ATP合成酶利用这一浓度差合成ATP。下列有关分析错误的是( ) A.植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP,其ATP含量维持动态平衡 B.线粒体内膜上的ATP合成酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能 C.COX呼吸途径过程中的电子供体是NADH,释放的电子最终被O2接受生成水 D.低温胁迫可能破坏线粒体中的电子传递链，从而促进跨膜H+梯度的建立 8.褐色脂肪细胞因为富含线粒体而呈现褐色。寒冷条件下，褐色脂肪细胞受去甲肾上腺素的作用，激活内质网释放钙离子，钙离子通过线粒体内膜上的MCU钙离子通道，激活有氧呼吸第二阶段产生更多的NADH，从而促进有氧呼吸，线粒体内膜上还存在大量的UCP1蛋白，其能顺浓度梯度运输H+来增加产热，其过程如图所示。以下说法正确的是( ) A.寒冷条件下，人体散热量与产热量都会增加，耗氧量也会增加 B.MCU运输Ca2＋的过程需要与Ca2＋结合 C.有氧呼吸第三阶段所需的NADH都来自有氧呼吸第二阶段 D.电子传递链将H+主动运输到线粒体膜间隙会消耗ATP 9.YBX1蛋白可与丙酮酸转运蛋白相互作用，影响细胞呼吸。科研人员对敲除了YBX1基因的小鼠细胞应用13C标记的葡萄糖示踪技术，检测到线粒体中部分物质的含量发生异常变化，且细胞的耗氧速率是正常水平的2倍。下列相关分析正确的是( ) A.线粒体中13C标记的葡萄糖和丙酮酸的含量高于正常水平 B.丙酮酸转运蛋白主要在线粒体内膜上和线粒体基质中 C.若YBX1蛋白的含量增多，细胞消耗O2的速率会下降 D.无氧条件下，细胞呼吸产生的乳酸和CO2的量会增多 10.下图1为不同生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解。图2为人体肌肉细胞内的糖代谢途径。肌糖原经过分解转化为葡萄糖-6-磷酸。血糖进入细胞后，在己糖激酶的作用下也转变为葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖-6-磷酸经糖酵解途径生成丙酮酸。回答下列问题： (1)图1中能产生ATP的过程有________(填序号)，⑤过程产生的H2O含有18O，其18O来自反应物中的_______________。检测图1中A物质的试剂是______________。 (2)甜菜块根细胞进行无氧呼吸时，葡萄糖中的能量的大部分去路是______________。某物质M可阻断某双层膜细胞器中NADH的合成，推测物质M的作用部位最可能是______________。 (3)根据所学，除图2中物质外，参与三羧酸循环所需的另一种原料物质是________；氧气在肌肉细胞线粒体上发生的反应是_____________。 (4)当血糖浓度降低时，肝糖原产生的葡萄糖-6－磷酸可被葡萄糖-6-磷酸酶转化为葡萄糖进入血浆，而肌糖原却不能，推测其直接原因是______________。 答案以及解析 1.答案：D 解析：A、无氧呼吸的场所是细胞质基质，线粒体是有氧呼吸的场所，无氧呼吸全程不涉及线粒体，A错误； B、无氧呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段[H]与丙酮酸反应生成酒精和CO2，不会积累[H]，B错误； C、无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量，第二阶段不释放能量，C错误； D、酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2，酿酒利用酵母菌无氧呼吸产生酒精，面食发酵利用酵母菌无氧呼吸产生的CO2使面团蓬松，均利用酵母菌无氧呼吸原理，D正确。 故选D。 2.答案：D 解析：A、酵母菌培养液配制后，加入干酵母前不能煮沸，煮沸会杀死酵母菌；正确操作是培养液煮沸冷却后再加入干酵母，去除氧气需密封或通入无菌氮气。A错误； B、组装有氧呼吸装置时，NaOH溶液应置于培养液前，目的是除去空气中的CO2，防止其干扰实验结果，培养液中不能添加NaOH，否则会杀死酵母菌。B错误； C、重铬酸钾检测酒精需在酸性条件下进行，酸性重铬酸钾与酒精反应由橙色变为灰绿色，碱性或中性环境下无法检测。C错误； D、酵母菌有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精，适当延长培养时间，可让酵母菌充分进行无氧呼吸，积累更多酒精，便于准确检测酒精产生。D正确。 故选D。 3.答案：C 解析：A、PFOA是脂溶性污染物，脂溶性物质跨膜运输方式为自由扩散（扩散作用），可顺浓度梯度通过细胞膜磷脂双分子层进入人体细胞，A正确； B、线粒体是需氧呼吸第二、三阶段的场所，嵴是第三阶段（[H]与O2结合生成水）的场所。PFOA使线粒体嵴空泡化，抑制第三阶段，NADH无法及时消耗而积累，导致NADH含量高于正常值，B正确； C、葡萄糖不能进入线粒体，需先在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体氧化分解，因此PFOA不会直接影响葡萄糖在线粒体中的氧化分解，C错误； D、内环境稳态依赖细胞正常代谢，PFOA损伤线粒体影响能量供应，干扰细胞代谢，进而影响内环境稳态，导致机体代谢紊乱，D正确。 故选C。 4.答案：D 解析：A、实验需遵循单一变量原则，自变量为是否施加药物X，无关变量（如葡萄糖用量、起始浓度）需保持等量且一致，A正确； B、实验组丙酮酸含量低于对照组、CO2量高于对照组，推测药物X促进丙酮酸进入线粒体，参与有氧呼吸第二、三阶段，B正确； C、实验组CO2量增多，有氧呼吸第二阶段产生CO2，说明药物X促进有氧呼吸第二阶段，C正确； D、人体骨骼肌细胞无氧呼吸只产生乳酸，不产生CO2，实验组CO2量增加仅与有氧呼吸增强有关，并非无氧呼吸增强，D错误。 故选D。 5.答案：A 解析：A、剧烈运动时，肌细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸消耗O2、释放等量CO2，无氧呼吸不消耗O2、不释放CO2，故CO2释放量/O2吸收量=1，数值不变，该叙述正确； B、长跑时肌细胞以有氧呼吸为主，无氧呼吸仅为辅助，避免乳酸大量积累，该叙述错误； C、无氧呼吸第二阶段（丙酮酸→乳酸）不产生ATP，仅第一阶段产生少量ATP，该叙述错误； D、交感神经兴奋促进胰高血糖素分泌，副交感神经兴奋促进胰岛素分泌，该叙述错误。 故选A。 6.答案：B 解析：A、糖类可大量转化为脂肪，脂肪在特定条件下可少量转化为糖类；A错误； B、①为细胞呼吸第一阶段，细胞质基质进行，产少量[H]和ATP；B正确； C、人体细胞无氧呼吸不产酒精，②为有氧呼吸后续过程，无酒精；C错误； D、甘油为小分子，通过自由扩散运出细胞；D错误。 故选B。 7.答案：D 解析：植物根部细胞没有叶绿体，无法进行光合作用，只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡，A正确。电子传递过程释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，低温胁迫可能破坏线粒体中的电子传递链，从而抑制跨膜H+梯度的建立，D错误。 8.答案：A 解析：A、寒冷条件下，人体为维持体温恒定，散热量增加，产热量也同步增加；褐色脂肪细胞有氧呼吸增强，耗氧量增加，通过产热抵消散热，维持体温，A正确； B、MCU是线粒体内膜上的钙通道蛋白，通道蛋白运输物质时无需与被运输物质结合，仅形成通道让Ca2+顺浓度梯度通过，载体蛋白才需与物质结合，B错误； C、有氧呼吸第三阶段的NADH来自有氧呼吸第一、二阶段：第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸产生少量NADH，第二阶段丙酮酸和水反应产生大量NADH，C错误； D、电子传递链将H+主动运输到线粒体膜间隙，该过程利用电子传递释放的能量，不消耗ATP；H＋顺浓度梯度回流时合成ATP，D错误。 故选A。 9.答案：C 解析：葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H],葡萄糖不能进入线粒体，A错误；有氧呼吸中，丙酮酸需从细胞质基质跨膜转运至线粒体基质，因此推测丙酮酸转运蛋白主要分布在线粒体内膜和外膜上或膜间隙中，而非线粒体基质中，B错误；根据题意，敲除了YBX1基因的小鼠细胞，细胞的耗氧速率是正常水平的2倍，可推测YBX1蛋白的含量增多，细胞消耗O2的速率会下降，C正确；动物细胞无氧呼吸产生乳酸，不产生CO2,D错误。 10.答案：(1)①④⑤；氧气（O2）；(酸性/橙色的)重铬酸钾 (2)转化为乳酸中的化学能；线粒体基质 (3)水；与[H]反应生成水 (4)肌肉细胞中缺乏葡萄糖-6-磷酸酶 解析：(1)细胞呼吸中，有氧呼吸全过程（①有氧呼吸第一阶段、④有氧呼吸第二阶段、⑤有氧呼吸第三阶段）均产生ATP，无氧呼吸第二阶段不产生ATP，因此能产生ATP的是①④⑤；有氧呼吸第三阶段O2与[H]结合生成H2O，H2O中的O全部来自O2，因此⑤产生的H2O中18O来自O2；图1中A为酒精（乙醇），酸性重铬酸钾溶液与酒精反应，由橙色变为灰绿色，用于检测酒精。 (2)甜菜块根无氧呼吸产生乳酸，无氧呼吸仅释放少量能量，大部分能量储存在乳酸中，未释放；双层膜细胞器为线粒体，NADH在有氧呼吸第二阶段（线粒体基质）生成，物质M阻断NADH合成，作用部位为线粒体基质。 (3)三羧酸循环（有氧呼吸第二阶段）在线粒体基质进行，原料为丙酮酸和水，因此除图2物质外，还需水；有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜，O2与[H]反应生成水，释放大量能量。 (4)肝糖原可分解为葡萄糖补充血糖，肌糖原不能，直接原因是肌肉细胞缺乏葡萄糖-6-磷酸酶，无法将葡萄糖-6-磷酸转化为葡萄糖，而肝细胞含该酶。 学科网（北京）股份有限公司 $