第3单元 第9讲 ATP和细胞呼吸的过程（Word练习）-【精讲精练】2027年高考生物一轮复习（A版）

**基本信息** 聚焦细胞呼吸核心知识，以模拟题构建从基础概念到生理应用的逻辑链条，强化生命观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|3题（如ATP元素组成、酶作用机理）|判断式选择题|从物质组成（酶与ATP元素）到功能机制（酶降低活化能）| |过程机制|5题（如H⁺运输、无氧呼吸阶段）|图表分析题|以线粒体结构为依托，串联H⁺梯度与ATP合成、无氧呼吸物质转化| |应用拓展|4题（如氰甙中毒、运动供能）|情境分析题|结合病理（中毒）、生理（运动）情境，体现物质与能量观的实际应用|

[对应学生用书P434] 说明：选择题每题2分，非选择题10分，本试卷共32分。 一、选择题 1．(2025·河南南阳模拟)底物水平去磷酸化是一种产生ATP的机制(如图)，其中磷酸基团被转移到ADP上形成ATP。下列叙述正确的是(　　) A．图中酶和ATP的元素组成相同 B．图中酶是通过为该反应提供化学能而发挥催化作用 C．ADP去掉一个磷酸基团后的结构可直接参与DNA的合成 D．ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白并为主动运输供能 解析　催化该反应的酶为蛋白类物质，元素组成为C、H、O、N，有的蛋白质含有S，ATP元素组成为C、H、O、N、P，A错误；酶的作用机理是降低反应所需的活化能，B错误；ADP中的五碳糖为核糖，DNA中所含的五碳糖是脱氧核糖，ADP去掉一个磷酸基团后的结构为腺嘌呤核糖核苷酸，不可直接参与DNA的合成，C错误；ATP能将磷酸基团转移给载体蛋白，载体蛋白磷酸化后具有运输功能，该过程消耗的ATP为主动运输提供能量，D正确。 答案　D 2．线粒体两层膜的膜间隙H＋浓度较高，线粒体内膜上存在大量的ATP合酶，相关过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．ATP合酶的活性不受H＋浓度的影响 B．ATP合酶催化的反应是吸能反应 C．ATP合酶能够升高ATP合成反应的活化能 D．膜间隙的H＋进入线粒体基质的方式为主动运输 解析　由图可知，氢离子顺浓度梯度向线粒体基质运输的同时促进了ATP合酶催化ATP的合成，因此ATP合酶的活性受H＋浓度的影响，A错误；ATP合酶催化ATP合成，ATP合成是需要吸收能量的吸能反应，B正确；ATP合酶能够降低ATP合成反应的活化能，C错误；膜间隙的H＋进入线粒体基质为顺浓度梯度的协助扩散，D错误。 答案　B 3．(2025·湖北武汉模拟)人线粒体呼吸链受损，有氧呼吸受阻，可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损的小鼠注射适量的酶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。下列叙述错误的是(　　) A．线粒体呼吸链受损，丙酮酸直接在细胞质基质中被还原成乳酸 B．代谢物X为乳酸，酶A加速代谢物X氧化有利于维持细胞内的pH C．酶B催化过氧化氢的分解，可避免过氧化氢对细胞的毒害 D．无氧呼吸第一阶段和第二阶段都释放能量，生成ATP 解析　有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，线粒体呼吸链受损，丙酮酸则直接在细胞质基质中被还原成乳酸，A正确；代谢物X为乳酸，酶A加速乳酸分解，避免了乳酸的大量积累，利于维持细胞内的pH稳定，B正确；酶B催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害，C正确；无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量的ATP，D错误。 答案　D 4．(2025·湖南岳阳三模)乳酸脱氢酶(LDH)是人体内细胞呼吸过程中一种至关重要的酶，丙酮酸与乳酸之间的转化受LDH的催化，在弱碱性条件下LDH催化乳酸生成丙酮酸，在中性条件下LDH则催化丙酮酸生成乳酸。下列说法正确的是(　　) A．丙酮酸转化为乳酸需要消耗[H]和ATP B．LDH在体外不能降低化学反应所需的活化能 C．人体细胞内LDH催化的反应均发生在细胞质基质中 D．pH由中性变为弱碱性时，LDH空间结构会发生改变，导致LDH变性失活 解析　丙酮酸还原成乳酸为无氧呼吸第二阶段，只有物质变化，没有ATP的合成，也不消耗ATP，A错误；只要条件适宜，LDH作为一种酶，其在体外条件下，也能降低化学反应所需的活化能，B错误；人体细胞内LDH乳酸脱氢酶催化的反应过程是将丙酮酸转变为乳酸，该过程发生在细胞质基质中，C正确；结合题意可知，pH由中性变为弱碱性时，LDH会催化乳酸变成丙酮酸，可见弱碱性条件下不会导致LDH变性失活，D错误。 答案　C 5．(2025·河北邯郸模拟)丙酮酸是动物细胞呼吸的中间产物，其彻底氧化分解的部分过程及细胞内不同有机物间的转化过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　) A．葡萄糖分解产生丙酮酸的同时生成大量[H]，释放少量能量 B．推测图示柠檬酸循环发生在线粒体基质中，该过程还需要水的参与 C．糖类供应充足时，葡萄糖可在脂肪细胞内经乙酰辅酶A转化成脂肪 D．细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，可将糖类、蛋白质和脂质代谢联系起来 解析　有氧呼吸第一阶段，葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量[H]，并释放少量能量，A错误；据图可知，丙酮酸彻底氧化分解过程中的柠檬酸循环的产物是[H]和CO2，故推测其发生在线粒体基质中，该过程还需要水的参与，B正确；由图可知，糖类供应充足时，多余的糖可在细胞内先分解成丙酮酸，再通过生成乙酰辅酶A，进而转化成脂肪，C正确；细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，糖类、蛋白质和脂质代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来，D正确。 答案　A 6．(2025·河南郑州模拟)氰甙为果仁的有毒成分，苹果、李子、枇杷的果核中均含有氰甙，切忌咀嚼和食用。氰甙可与线粒体中的酶结合，导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸，进而导致机体窒息死亡。下列有关人体氰甙中毒的说法错误的是(　　) A．不影响有氧呼吸的第一、二阶段 B．氰甙作用于线粒体内膜 C．氰甙中毒后体温可能会下降 D．氰甙中毒可能会导致酸中毒 解析　氰甙可与线粒体中的酶结合，导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸，进而导致机体窒息死亡，该过程会阻碍有氧呼吸的第三阶段，导致NADH积累，从而影响有氧呼吸的第一、二阶段，A错误；有氧呼吸的第三阶段是在线粒体内膜上进行的，氰甙作用于线粒体内膜，B正确；细胞呼吸是细胞产生能量的过程，有氧呼吸被抑制后，细胞会通过无氧呼吸产生能量，但无氧呼吸产生能量的效率远低于有氧呼吸，由于能量供应减少，身体的产热会受到影响，体温可能会下降，C正确；由于氰甙中毒导致细胞难以利用氧气进行有氧呼吸，细胞会进行无氧呼吸产生乳酸，乳酸在体内积累过多会导致代谢性酸中毒，D正确。 答案　A 7．(2025·河南郑州三模)酒精发酵和乳酸发酵时最常利用的呼吸底物是葡萄糖，葡萄糖只有部分被氧化。酒精发酵和乳酸发酵的具体过程如图。下列叙述正确的是(　　) A．无氧呼吸过程不产生[H]，且只在第一阶段产生能量 B．乳酸发酵和酒精发酵产物不同，直接原因是酶的种类不同 C．乳酸发酵或酒精发酵过程中，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失 D．哺乳动物的成熟红细胞吸收K＋时，乳酸脱氢酶的活性会降低 解析　无氧呼吸第一阶段产生[H](NADH)，第二阶段消耗[H]，A错误；酒精发酵与乳酸发酵的第二阶段酶不同(如酒精发酵需要丙酮酸脱羧酶和乙醇脱氢酶，乳酸发酵需要乳酸脱氢酶)，导致产物差异。直接原因是酶的种类不同，B正确；无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量大部分储存在酒精或乳酸中，C错误；哺乳动物成熟红细胞吸收K＋属于主动运输，依赖乳酸发酵产生的ATP。若需供能增加，乳酸脱氢酶活性应升高(加速乳酸发酵)，D错误。 答案　B 8．(2025·福建厦门模拟)执法人员常使用ATP荧光检测仪检测餐饮行业用具的微生物含量。检测原理是荧光素酶能催化被ATP提供的能量激活的荧光素发生反应，产生氧化荧光素并发出荧光，且荧光强度与ATP含量成正比。下列相关叙述错误的是(　　) A．细菌体内的ATP含量相对稳定，这是该测定方法的重要前提 B．该检测仪不能对细菌体内的糖类、蛋白质进行测定 C．荧光素在ATP作用下被激活是放能反应，ATP中的化学能转化为光能 D．ATP荧光检测仪检测不出样品中病毒的含量 解析　所有生物活细胞中都含有ATP，不同细胞中ATP浓度差异不大，这是以荧光强度反应来检测微生物含量的前提，A正确；该检测仪不能对细菌体内的糖类、蛋白质进行测定，仅检测ATP，不直接测其他有机物，B正确；荧光素在ATP作用下被激活是ATP水解为ADP是吸能反应，荧光素被激活需要化学能，在这个过程中化学能转化为光能，C错误；病毒无ATP合成能力，因此ATP荧光检测仪检测不出样品中病毒的含量，D正确。 答案　C 9．葡萄糖在细胞质基质中的分解是细胞呼吸的重要步骤，下图为该过程示意图，其中酶3是该过程的主要限速酶。癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化。下列分析错误的是(　　) A．可用稳定同位素标记的葡萄糖来追踪分解的具体过程，并揭示不同酶的催化作用 B．该过程不需要消耗氧气，消耗并产生ATP，无ATP积累，产物还有还原型辅酶Ⅰ C.推测细胞内ATP含量较高时，抑制酶3的活性；ATP含量低时，激活酶3的活性 D．抑制丙酮酸向乳酸转化，使NADH在细胞质基质中积累，可能抑制癌细胞的分裂 解析　同位素标记可用于示踪物质的运行和变化规律。通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。可用稳定同位素标记的葡萄糖(如用18O标记葡萄糖)来追踪分解的具体过程，并揭示不同酶的催化作用，A正确；该过程为葡萄糖在细胞质基质中的分解，为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，不需要消耗氧气，消耗并产生ATP，但ATP有积累，产物有ATP和还原型辅酶Ⅰ，B错误；酶3是该过程的主要限速酶，推测细胞内ATP含量较高时，也就是细胞能量供应充足时，葡萄糖在细胞质基质中的分解速度减慢，通过抑制酶3的活性；ATP含量低细胞能量供应不足时，激活酶3的活性，使葡萄糖在细胞质基质中的分解速度加快，C正确；癌细胞中丙酮酸一般不进入线粒体继续氧化，说明癌细胞进行无氧呼吸，抑制丙酮酸向乳酸转化，使NADH在细胞质基质中积累，就是抑制癌细胞的无氧呼吸，切断癌细胞能量供应，从而抑制分裂，D正确。 答案　B 10．(2025·黑龙江大庆模拟)ATP在线粒体内膜的合成机制如图1。科研人员向线粒体仍保持完好的酵母菌匀浆中加入适量NADH，置于无氧条件下。在某一时刻向匀浆中通入O2，并检测匀浆中H＋浓度，结果如图2所示。已知H＋能自由通过线粒体外膜。下列叙述错误的是(　　) 图1 图2 A.NADH最终与O2的结合发生在线粒体内膜上 B．加入O2后，H＋以被动运输的方式运出线粒体基质 C．匀浆中H＋浓度下降的过程中，伴随着ATP的大量合成 D．线粒体内、外膜上蛋白质种类和数量有较大差异 解析　NADH与O2结合发生在有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜，A正确；加入氧后，溶液中氢离子浓度立即上升，是因为NADH在有氧条件下氧化产生电子，线粒体内膜上发生电子传递，形成了跨线粒体内膜的电势差和质子(氢离子)梯度差，随后缓慢下降并推动ATP合成，说明H＋以主动运输的方式运出线粒体基质，之后H＋再顺浓度推动ATP的合成，B错误；H＋浓度下降的过程中，伴随着H＋电化学梯度能量的释放，并推动ATP的合成，C正确；H＋不能自由透过线粒体内膜，但可以自由透过线粒体外膜，说明线粒体内、外膜上蛋白质种类和数量有较大差异，D正确。 答案　B 11．(2025·河北邯郸三模)细胞呼吸是所有生物体中细胞将有机物转化成能量(ATP)的过程，这个过程对于维持生命活动至关重要。如图表示人在进行不同强度体育运动时，骨骼肌消耗糖类和脂类的相对量。下列叙述正确的是(　　) A．与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量少 B．人进行低强度运动时，骨骼肌的脂肪消耗比例最高 C．人在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导 D．进行较长时间的高强度运动对肥胖人群的减肥最有效 解析　与相同质量的糖类相比，脂肪彻底氧化分解释放的能量更多，原因是脂肪中氧的含量少而氢的含量多，其彻底氧化分解产生的[H]多，消耗的氧气多，释放的能量也多，A错误；由图可知：人进行低强度运动时，脂肪酸消耗比例最高，B错误；在高强度运动下脂肪供能占比极少，肌糖原供能占主导的原因主要是高强度运动情况下，肌细胞会快速消耗大量能量，C正确；据图可知，在中、低强度运动情况下，脂肪酸和脂肪供能占比较多，故进行较长时间的中、低强度运动更有利于减肥人士减肥，D错误。 答案　C 二、非选择题 12．(10分)(2025·河南开封模拟)植物无氧呼吸的类型主要受无氧呼吸相关酶活性及种类的影响，其中起关键作用的有乳酸脱氢酶(LDH)、丙酮酸脱羧酶(PDC)和乙醇脱氢酶(ADH)。各种酶的作用过程如图所示，回答下列问题： (1)研究表明，当氧气的浓度低于临界氧分压时，就会引起某旱生植物根细胞中LDH活性增强，此时在________(答场所)丙酮酸被转化为______，该物质积累到一定程度会引起细胞内pH______________，PDC和ADH被激活，LDH活性被抑制。 (2)据(1)中信息，在下图坐标系中绘制出该旱生植物在水淹胁迫(无氧气)情况下根细胞生成乙醇和CO2速率随时间的变化。 (3)无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，每分子葡萄糖经第一阶段反应后释放能量的去向有________(填两点)。图中乙醛在ADH作用下被NADH还原成乙醇过程中________(填“产生”或“不产生”)ATP。 (4)某些高等植物的组织或器官，如马铃薯块茎、甜菜块根在无氧状态下只能产生乳酸的原因是__________。 解析　(1)无氧呼吸发生在细胞质基质中，根细胞中LDH活性增强，因此无氧呼吸的类型为乳酸发酵，丙酮酸被转化为乳酸，乳酸积累到一定程度会引起细胞内pH下降。(2)据(1)中信息可知，该旱生植物在水淹胁迫(无氧气)情况下，根细胞先进行乳酸发酵，没有乙醇和CO2释放，再进行乙醇发酵，乙醇的生成量和CO2释放量是相同的，因此为同一条曲线，乙醇对根细胞有毒害作用，所以长时间乙醇发酵后无氧呼吸的速率会下降，曲线呈下降趋势，见答案。(3)有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，释放出的能量大部分以热能散失，少部分储存在ATP中，未释放的能量储存在有机物丙酮酸中。乙醛在LDH作用下被NADH还原成乙醇的过程属于无氧呼吸第二阶段，没有ATP产生。(4)由题干信息可知，植物细胞的无氧呼吸类型取决于呼吸酶的种类，因此某些高等植物的组织或器官由于缺少丙酮酸脱羧酶(PDC)和乙醇脱氢酶(ADH)，而含有乳酸脱氢酶(LDH)，在无氧状态下只能产生乳酸。 答案　(除标注外，每空1分，共10分)(1)细胞质基质　乳酸　下降 (2)(2分) (3)热能散失、储存在ATP中　不产生 (4)缺少丙酮酸脱羧酶(PDC)和乙醇脱氢酶(ADH)，而含有乳酸脱氢酶(LDH)(3分) 学科网（北京）股份有限公司 $