2027届高考生物人教版一轮复习练习第4讲细胞呼吸的原理和应用

**基本信息** 聚焦细胞呼吸原理与应用，通过基础概念辨析与能力综合提升，构建“过程-影响因素-实践应用”知识逻辑链，渗透物质与能量观及科学思维。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础训练|8题|概念辨析、过程理解|有氧/无氧呼吸的物质来源与去路、呼吸类型判断及影响因素（O₂、温度）| |能力提升|7题（含2大题）|实验分析、图表解读、综合应用|呼吸原理在发酵工程、细胞自噬中的应用，实验设计与结果分析（如酵母菌呼吸方式验证）|

第4课时　 细胞呼吸的原理和应用 基础训练 1．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可分别来自(　　) A．吸入的O2和葡萄糖 B．葡萄糖和丙酮酸 C．丙酮酸和吸入的O2 D．吸入的O2和丙酮酸 2．取适量干重相等的4份种子进行不同处理：(甲)风干，(乙)消毒后浸水萌发，(丙)浸水后萌发，(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中，一段时间后，种子堆内温度最高的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 3．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是 (　　) A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合 B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行 C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放 D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化 4．苹果储藏方式不当会出现酒味，这种现象与苹果细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(　　) A．苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳和乳酸 B．苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]并在细胞内积累 C．苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP D．苹果储藏库中适当增加氧气浓度会降低酒味的产生 5．某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，他们依据酒精具有还原性，可使酸性重铬酸钾变为灰绿色的原理进行实验，装置如图。下列相关叙述错误的是(　　) A．锥形瓶A中无氧或缺氧，锥形瓶D中有充足的氧气 B．实验一段时间后，从试管B中取出一部分液体可使酸性重铬酸钾变为灰绿色 C．锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量 D．如果将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊 6．葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是(　　) A．水淹时植物根细胞的RQ＞1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精 B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸 C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，该植物种子可能富含脂肪 D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1 7．《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述不正确的是(　　) A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解 B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制 C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性 D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间 8．电子传递链是一系列电子载体按照对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。如图是真核生物细胞呼吸过程(以葡萄糖为呼吸底物)中电子传递链的部分示意图。下列说法正确的是(　　) A．图示生物膜为线粒体双层膜结构 B．图示中NADH仅来自葡萄糖的分解 C．图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换和信息传递 D．图中Ⅰ至Ⅳ不仅能传递电子，还可能具有催化功能 能力提升 9．生长在低寒地带(气温5 ℃以下)的沼泽植物臭菘，其花序在成熟时温度可达30 ℃。研究发现，臭菘花序细胞耗氧速率是其他细胞的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%。下列关于臭菘花序细胞的叙述，不正确的是(　　) A．主要通过有氧呼吸生成ATP B．O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗 C．呼吸作用产生的热量远少于其他细胞 D．推测该现象有利于花序的发育 10．(2024·广东，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　) A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B．线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP 11．将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。下列叙述正确的是(　　) A．在无氧条件下，甲和乙都能够产生酒精和CO2 B．在无氧条件下，甲和丙[H]产生和消耗场所相同 C．在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O有乙和丙 D．在氧气充足条件下，最终能够产生ATP的是甲、乙、丙 12.(2022·北京，3)在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内(　　) A．消耗的ATP不变 B．无氧呼吸增强 C．所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多 D．骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多 13．(2025·八省联考云南)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是(　　) A．NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2产生 B．NADH转化成NAD＋过程通常伴随磷酸产生 C．科学运动增加NADH相对含量，可以延缓衰老 D．适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老 14．番茄红素可用于保护心脑血管、预防和治疗癌症。酵母菌Y是能合成番茄红素的工程菌，但产量不高。番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。 (1)如图1所示，酵母菌Y进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环。 (2)科研人员利用转基因技术改造酵母菌Y，得到过表达某些酶从而使番茄红素积累量提高的酵母菌L。据图1分析，酵母菌L过表达的酶应符合：发挥作用的位置应为________(填“细胞质基质”或“线粒体基质”)，功能应是将物质X更多地转化为__________________。 (3)科研人员利用发酵罐对改造后的酵母菌L进行培养。发酵45 h后，以一定的流速补充葡萄糖，定时测定酒精、番茄红素和菌体量，结果如图2和图3。 ①0～45 h，酵母菌L先后利用的有机物有________。 ②据图2和图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括________________________________________________________________________________________________(至少写两个方面)。 15．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧条件下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧条件影响细胞存活的机制。回答下列问题： (1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。 (2)分别用常氧(20% O2)、适度低氧(10% O2)和严重低氧(0.3% O2)处理PC12细胞，24 h后检测线粒体自噬水平，结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3­MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。 ①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的________(结构)降解。 ②图1、图2结果表明，适度低氧可______________________________________________ __________________________________________________________________________________________________。 (3)研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同O2浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3所示。 综合上述信息，解释适度低氧条件下细胞可正常存活、严重低氧使细胞死亡的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)该研究的意义是__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________(写出一条)。 第4课时 细胞呼吸的原理和应用参考答案 基础训练 1．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可分别来自(　　) A．吸入的O2和葡萄糖 B．葡萄糖和丙酮酸 C．丙酮酸和吸入的O2 D．吸入的O2和丙酮酸 答案：C 解析：有氧呼吸第二阶段：丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]，第三阶段：[H]和O2结合产生H2O，所以CO2和H2O中的氧依次来自于丙酮酸和水、氧气。 2．取适量干重相等的4份种子进行不同处理：(甲)风干，(乙)消毒后浸水萌发，(丙)浸水后萌发，(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中，一段时间后，种子堆内温度最高的是(　　) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 答案：C 解析：根据题意种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度的高低关键是分析各份种子呼吸作用的强度。(甲)风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；(丙)浸水后萌发与(乙)消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，(丙)浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。故C正确。 3．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是 (　　) A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合 B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行 C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放 D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化 答案：A 解析：因为无氧呼吸没有O2参与，第一阶段产生的[H]不与O2结合，A正确；有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸都需要酶的催化，都有热能的释放，C、D错误。 4．苹果储藏方式不当会出现酒味，这种现象与苹果细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(　　) A．苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳和乳酸 B．苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]并在细胞内积累 C．苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP D．苹果储藏库中适当增加氧气浓度会降低酒味的产生 答案：D 解析：苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳，没有乳酸，A错误；苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]，[H]会在第二阶段被利用，不会在细胞内积累，B错误；苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程会生成少量的ATP，C错误；苹果储藏库中适当增加氧气浓度会抑制无氧呼吸，故可以降低酒味的产生，D正确。 5．某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，他们依据酒精具有还原性，可使酸性重铬酸钾变为灰绿色的原理进行实验，装置如图。下列相关叙述错误的是(　　) A．锥形瓶A中无氧或缺氧，锥形瓶D中有充足的氧气 B．实验一段时间后，从试管B中取出一部分液体可使酸性重铬酸钾变为灰绿色 C．锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量 D．如果将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊 答案：B 解析：锥形瓶A中葡萄糖溶液表面覆盖一层石蜡油的目的是隔绝空气，营造无氧或缺氧环境，酵母菌可进行无氧呼吸，C装置中过氧化氢可在二氧化锰的催化下产生氧气，所以锥形瓶D中有充足的氧气，A正确；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在锥形瓶A中，应该用锥形瓶A中的注射器取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检验，B错误；有无氧气酵母菌都可以产生CO2，若将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊，D正确。 6．葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是(　　) A．水淹时植物根细胞的RQ＞1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精 B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸 C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，该植物种子可能富含脂肪 D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1 答案：D 解析：水淹时，根细胞可进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，释放的CO2体积/消耗的O2体积会大于1，A正确；酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，在葡萄糖培养液中RQ＝1，说明消耗的氧气与产生的CO2一样多，则酵母菌进行的是有氧呼吸，B正确；若呼吸底物为脂肪时，消耗的氧气量大于产生的CO2的量，若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多，所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，说明该植物种子可能富含脂肪，C正确；人体在剧烈运动的时候，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多，故RQ＝1，D错误。 7．《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述不正确的是(　　) A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解 B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制 C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性 D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间 答案：B 解析：荫坑和气调冷藏库可通过低氧等条件有效降低细胞呼吸，从而减缓果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库贮存中低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库降低氧气浓度，故有氧呼吸三个阶段均受到抑制，B错误；低温可降低细胞质基质和线粒体中与呼吸作用有关的酶的活性，从而减少有机物的消耗，C正确；乙烯具有催熟作用，不利于果蔬的贮存，故及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间，D正确。 8．电子传递链是一系列电子载体按照对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。如图是真核生物细胞呼吸过程(以葡萄糖为呼吸底物)中电子传递链的部分示意图。下列说法正确的是(　　) A．图示生物膜为线粒体双层膜结构 B．图示中NADH仅来自葡萄糖的分解 C．图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换和信息传递 D．图中Ⅰ至Ⅳ不仅能传递电子，还可能具有催化功能 答案：D 解析：图示生物膜为线粒体的内膜，是单层膜结构，由双层磷脂分子层构成，A错误；图示中NADH来自葡萄糖和参与反应的水，B错误；由图可知，图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换，没有信息传递，C错误；据图可知，图示Ⅰ至Ⅳ在传递电子的同时还有化学反应，所以Ⅰ至Ⅳ既能传递电子，还可能具有催化功能，D正确。 能力提升 9．生长在低寒地带(气温5 ℃以下)的沼泽植物臭菘，其花序在成熟时温度可达30 ℃。研究发现，臭菘花序细胞耗氧速率是其他细胞的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%。下列关于臭菘花序细胞的叙述，不正确的是(　　) A．主要通过有氧呼吸生成ATP B．O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗 C．呼吸作用产生的热量远少于其他细胞 D．推测该现象有利于花序的发育 答案：C 解析：花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，据此可推断其主要通过有氧呼吸生成ATP，A正确；O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗，B正确；耗氧多，而产生的ATP又较其他细胞少，所以应该是细胞呼吸有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热能多于其他细胞，C错误；有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，有利于适应寒冷的环境，利于花序的发育，D正确。 10．(2024·广东，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　) A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B．线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP 答案：D 解析：线粒体碎片化后，线粒体的内外膜间隙和基质间无法正常建立H＋浓度梯度，故无法正常进行有氧呼吸，A正确；线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，故线粒体数量减少可使有氧呼吸减弱，B正确；有氧呼吸可以产生大量能量，Δsqr线粒体碎片化且数量减少，其有氧呼吸强度比WT低，因此生长速度比WT慢，C正确；无氧条件下，WT和Δsqr均进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，两者产生ATP的量应基本相同，D错误。 11．将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。下列叙述正确的是(　　) A．在无氧条件下，甲和乙都能够产生酒精和CO2 B．在无氧条件下，甲和丙[H]产生和消耗场所相同 C．在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O有乙和丙 D．在氧气充足条件下，最终能够产生ATP的是甲、乙、丙 答案：B 解析：甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，在无氧条件下，能进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；乙试管中是线粒体和葡萄糖，在无氧条件下不能进行细胞呼吸，因此不能产生酒精和二氧化碳，A错误；甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，在无氧条件下，进行无氧呼吸，产生和消耗[H]的场所都是细胞质基质，丙试管中含有细胞质基质、线粒体和葡萄糖，在无氧条件下，进行无氧呼吸，因此产生和消耗[H]的场所也都是细胞质基质，B正确；甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，缺少线粒体，不能进行有氧呼吸，不能产生CO2和H2O，但能进行细胞呼吸第一阶段，有少量ATP产生，乙试管中是线粒体和葡萄糖，在有氧条件下，葡萄糖不能进入线粒体，因此不会产生CO2和H2O，也不会产生ATP，丙试管中含有细胞质基质、线粒体和葡萄糖，在有氧条件下，进行有氧呼吸，最终能产生CO2和H2O，也会产生ATP，因此，在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O的只有丙，C、D错误。 12.(2022·北京，3)在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内(　　) A．消耗的ATP不变 B．无氧呼吸增强 C．所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多 D．骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多 答案：B 解析：由题意可知，受训者滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化，但乳酸含量明显增加，说明受训者骨骼肌细胞的有氧呼吸强度不变，无氧呼吸增强，所消耗的ATP中来自有氧呼吸的不变，来自无氧呼吸的增多，A、C错误，B正确；消耗相同量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸的多，滑雪过程中受训者骨骼肌中消耗的葡萄糖总量比集训前的多，但参与有氧呼吸的葡萄糖量不变，参与无氧呼吸的葡萄糖量增加，故滑雪过程中受训者骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。 13．(2025·八省联考云南)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是(　　) A．NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2产生 B．NADH转化成NAD＋过程通常伴随磷酸产生 C．科学运动增加NADH相对含量，可以延缓衰老 D．适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老 答案：D 解析：有氧呼吸第一、二阶段均会生成NADH，并合成少量ATP，NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的，该阶段NADH转化为NAD＋过程通常伴随ATP的生成与O2消耗，ATP的合成消耗磷酸，因此该过程通常伴随磷酸消耗，A、B错误；根据题意可知，Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关，增加NADH相对含量时，NAD＋/NADH的比值会减小，则Sirt1激活程度就会降低，减缓细胞衰老的作用就会较弱，所以科学运动增加NADH相对含量，不可以延缓衰老，增加NAD＋相对含量时，NAD＋/NADH的比值会变大，则Sirt1激活程度就会增加，减缓细胞衰老的作用就会较强，所以适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老，C错误，D正确。 14．番茄红素可用于保护心脑血管、预防和治疗癌症。酵母菌Y是能合成番茄红素的工程菌，但产量不高。番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。 (1)如图1所示，酵母菌Y进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环。 (2)科研人员利用转基因技术改造酵母菌Y，得到过表达某些酶从而使番茄红素积累量提高的酵母菌L。据图1分析，酵母菌L过表达的酶应符合：发挥作用的位置应为________(填“细胞质基质”或“线粒体基质”)，功能应是将物质X更多地转化为__________________。 (3)科研人员利用发酵罐对改造后的酵母菌L进行培养。发酵45 h后，以一定的流速补充葡萄糖，定时测定酒精、番茄红素和菌体量，结果如图2和图3。 ①0～45 h，酵母菌L先后利用的有机物有________。 ②据图2和图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括________________________________________________________________________________________________(至少写两个方面)。 答案：(1)丙酮酸 (2)细胞质基质　番茄红素和甘油三酯 (3)①葡萄糖、酒精　②及时从收料口收集菌体，分离番茄红素；去除发酵罐中的酒精；适当降低补充葡萄糖的流速 解析：(1)有氧呼吸第一阶段是将葡萄糖分解成丙酮酸，所以物质X是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体基质，参与有氧呼吸第二阶段的反应。 (2)分析题图1可知，物质X在细胞质基质中可以被转化为甘油三酯和番茄红素，同时也可以被转运进线粒体中。结合题干信息可知，番茄红素为脂溶性物质，积累在由甘油三酯形成的脂滴中，因此为使番茄红素积累量提高，酵母菌L过表达的酶应在细胞质基质中将物质X更多地转化为番茄红素和甘油三酯。 (3)①由题图2分析可知，0～20 h，葡萄糖的量大幅下降，酒精的量上升，说明酵母菌L先利用葡萄糖，20～45 h，葡萄糖几乎被耗尽，酒精的量下降，说明此时酵母菌L利用的有机物是酒精。②据题图2和题图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括及时从收料口收集菌体，分离番茄红素，以防积累过多抑制产物生成；去除发酵罐中的酒精；适当降低补充葡萄糖的流速等。 15．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧条件下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧条件影响细胞存活的机制。回答下列问题： (1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是________。当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。 (2)分别用常氧(20% O2)、适度低氧(10% O2)和严重低氧(0.3% O2)处理PC12细胞，24 h后检测线粒体自噬水平，结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3­MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。 ①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的________(结构)降解。 ②图1、图2结果表明，适度低氧可______________________________________________ __________________________________________________________________________________________________。 (3)研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同O2浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3所示。 综合上述信息，解释适度低氧条件下细胞可正常存活、严重低氧使细胞死亡的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)该研究的意义是__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________(写出一条)。 答案：(1)线粒体内膜 (2)①溶酶体　②激活线粒体自噬来清除活性氧 (3)适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达(转录)，可能由于严重低氧条件下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧条件下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡 (4)有助于人们对缺氧性疾病发病机理的认识；促进缺氧性疾病的预防和治疗(写出一条即可) 学科网（北京）股份有限公司 $