专题05 细胞呼吸(5年汇编)(全国通用)2022-2026年高考生物真题分类汇编
2026-08-17
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3份
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54页
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摘要:
**基本信息**
细胞呼吸专题高考真题汇编,整合2022-2026年多省市47道选择题及5道非选择题,覆盖呼吸过程、影响因素及实验探究核心考点,突出情境化与能力立意。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|47题|有氧/无氧呼吸过程(2026广东卷9)、影响因素(温度/O₂浓度,2026四川卷7)、实验探究(酵母菌呼吸,2026山东卷17)|结合运动/农业/健康情境,图文转换(曲线图/装置图),实验分析(呼吸速率测定)|
|非选择题|5题|呼吸过程与调控(2026贵州卷17)、代谢影响因素(2025云南卷17)|综合考查物质能量观,实验设计与结果分析,关联高考命题趋势|
内容正文:
专题05细胞呼吸
答案版
一、选择题(除注明为多选题外,其它题都为单选题)
考点01 细胞呼吸的方式及过程(共26题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
C
B
C
AB
C
C
A
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
C
D
ABD
A
A
D
B
C
B
题号
21
22
23
24
25
26
答案
B
BC
B
B
C
BCD
考点02 细胞呼吸的影响因素及应用(共14题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
B
C
ACD
B
B
D
C
A
题号
11
12
13
14
答案
B
B
D
D
考点03 细胞呼吸方式的探究及呼吸速率的测定(共7题)
1.D
2.BC
3.C
4.C
5.C
6.BCD
7.B
2、 非选择题
1.【答案】(1)第一阶段、第二阶段 细胞质基质、线粒体基质
(2)不是 若IL-6通过减少NADH脱氢酶合成来降低ATP,则补充NAD⁺前体NR后,NADH脱氢酶仍应不足,ATP水平不应恢复。但图中显示IL-6+NR组的ATP水平高于IL-6单独处理组(甚至接近对照组)
(3)将心肌细胞分为甲、乙、丙三组,甲组不做处理(对照组);乙组加入IL-6处理;丙组加入IL-6+PARP1抑制剂(或敲除PARP1基因)。在相同条件下培养一段时间后,分别检测并比较三组细胞中PARP1蛋白含量和ATP水平
2.【答案】(1)一 三
(2)高于 增强
(3)M蛋白缺失导致丙酮酸进入线粒体减少,细胞质基质中丙酮酸积累,抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径(或谷氨酸更多用于维持有氧呼吸,而非合成谷胱甘肽)
(4)较少 M蛋白缺失导致丙酮酸进入线粒体受阻,有氧呼吸第二、三阶段受抑制,ATP生成量减少,因此用于主动运输排出镉的ATP不足,根生长受抑制更明显
3.【答案】(1)有氧
(2)压实组黄瓜根系中酒精含量更高 多 压实组无氧呼吸强,无氧呼吸释放能量少 关闭 暗反应
(3)合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等
4.【答案】(1)增强;NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的水分吸收能力,增加了氧气浓度,利于有氧呼吸进行;NADH
(2)丙二酸的加入会导致E积累;分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化化为E,表明有氧呼吸第二阶段代谢路径具有循环性
(3)低氧条件下,NtPIP基因过量表达株,根有氧呼吸增强,消耗了更多的有机物,需要更多的光合产物输出
(4)NADP+;H2O
5.【答案】(1)脂肪
(2)红色荧光与绿色荧光重合程度高;从脂滴转运到线粒体
(3)在营养匮乏时,溶酶体可降解受损或功能退化的细胞结构释放脂肪酸
①不含有3-MA的无机盐缓冲液;含有3-MA的无机盐缓冲液;细胞中脂滴的数量;②实验组细胞中脂滴的数量少于对照组
(4)脂肪酸无法及时转运到脂滴(或脂肪酸无法及时转运到线粒体)
试卷第1页,共3页
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专题05细胞呼吸
考点分类
五年考情(2022-2026)
命题规律
考点01 细胞呼吸的方式及过程
共26考:2026·陕晋青宁卷4、2026·广东卷9、2026·1月浙江卷12、2026·安徽卷4、2026·山东卷5、2025·黑吉辽蒙卷16、2025·江苏卷2、2025·北京卷2、2025·重庆卷13、2025·山东卷4、2024·江苏卷6、2024·江西卷5、2024·安徽卷3、2024·山东卷17、2023·广东卷7、2023·北京卷2、2023·重庆卷10、2023·山东卷4、2022·1月浙江卷6、2022·6月浙江卷12、2022·江苏卷8、2022·江苏卷15、2022·重庆卷8、2022·河北卷4、2022·山东卷4、2022·山东卷17
· 核心过程:有氧呼吸三阶段(细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜)与无氧呼吸两阶段的场所、物质变化、能量释放与 ATP 生成是命题核心,几乎年年考查。
· 比较辨析:有氧呼吸与无氧呼吸的比较(场所、原料、产物、[H] 与 ATP、第一阶段共性)高频出现,常以水稻、玉米、人体、酵母菌等为素材。
· 图文情境:多以曲线图、反应过程示意图、亚显微结构图(如耗氧/供能占比、ATP 合成部位、电子传递链、线粒体结构)呈现,强调图文转换与推理。
· 命题形式:以单选题为主,含少量多选题(如山东卷17、河北卷14),难度中等偏上。
考点02 细胞呼吸的影响因素及应用
共14考:2026·陕晋青宁卷5、2026·云南卷3、2026·四川卷7、2025·贵州卷3、2025·河北卷14、2025·河南卷4、2024·甘肃卷3、2024·广东卷5、2024·山东卷2、2023·6月浙江卷11、2022·广东卷10、2022·北京卷3、2022·北京卷14、2022·湖南卷7
· 影响因素:温度、O₂浓度、水分、酶活性、基因/蛋白缺失等如何影响呼吸速率是重点,常结合“缺血再灌注”“水淹”“低温胁迫”等情境。
· 生产应用:种子储存与萌发、果蔬保鲜、酿酒与果醋制作、作物耐涝/抗逆等农业与发酵应用频繁出现。
· 健康情境:器官移植、心肌损伤、运动与乳酸积累、吸烟与健康等以人体生理为背景考查呼吸供能。
· 命题形式:多以真实情境(古诗、农事、生活)切入,选择题为主,强调“因素→呼吸变化→生命活动”的逻辑链。
考点03 细胞呼吸方式的探究及呼吸速率的测定
共7考:2026·河南卷4、2026·山东卷17、2025·甘肃卷3、2025·6月浙江卷9、2023·1月浙江卷16、2023·山东卷17、2022·重庆卷12
· 经典实验:酵母菌呼吸方式的探究(有氧/无氧装置、产物检测)是核心模型,常考装置组合与对照设置。
· 速率测定:通过 O₂吸收量、CO₂释放量、耗氧量/乙醇脱氢酶活性等指标推断呼吸类型与速率(如状态3呼吸、不同 O₂浓度曲线)。
· 命题形式:以装置图、坐标曲线(O₂/CO₂比、耗氧量)为主要载体,以单选题为主,侧重实验分析与数据处理。
一、选择题(除注明为多选题外,其它题都为单选题)
考点01 细胞呼吸的方式及过程(共26题)
1.【2026·陕晋青宁卷4·高考真题】剧烈运动过程中,骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是( )
A. 60s时,肌细胞的无氧呼吸产生乳酸
B. 78.6s时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C. 肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用
D. 运动后期,供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化
2.【2026·广东卷9·高考真题】鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时,葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2,乙醛进入细胞质基质转化为乙醇,最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比,两者( )
A. 第一阶段反应都相同 B. 反应的场所都相同
C. 最终产物都相同 D. 催化反应的酶都相同
3.【2026·1月浙江卷12·高考真题】细胞有氧呼吸第三阶段中,NADH中的H+和e-可与O2结合生成H2O,并伴随 ATP的合成,如图所示。当O2缺乏时,此过程中 ATP的合成减少,其原因是( )
A. 合成ATP的酶催化能力降低 B. 膜两侧浓度梯度增大
C. 第三阶段中电子的传递受阻 D. 释放的能量更多以热能形式散失
4.【2026·安徽卷4·高考真题】下列有关真核生物细胞呼吸的叙述,错误的是()
A. 无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段
B. 无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体
C. 有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质
D. 有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中
5.【2026·山东卷5·高考真题】水稻根细胞中,无氧呼吸第二阶段通过以下两个反应完成。水稻根系细胞在水淹一段时间后,酶Ⅰ和酶Ⅱ的表达量明显增加,无氧呼吸增强。下列说法错误的是()
①丙酮酸乙醛 +CO2 ②乙醛+NADH+H+乙醇 +NAD+
A. 根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸释放CO2只发生在反应①中
B. 反应①和②均发生在细胞质基质中
C. 该时间段内,反应①和②产生的ATP增加
D. 水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时,其中的能量大部分存留在乙醇中
6.【2025·黑吉辽蒙卷16·高考真题】(多选题)如图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图,图中NADH可储存能量,①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是( )
A. ①发生在细胞质基质,②和③发生在线粒体
B. ③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成
C. 无氧条件下,③不能进行,①和②能正常进行
D. 无氧条件下,①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中
7.【2025·江苏卷2·高考真题】关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析,下列叙述正确的是( )
A. 细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B. 有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与
C. 呼吸作用都能产生[H]和ATP D. 无氧呼吸的产物都有CO2
8.【2025·北京卷2·高考真题】如图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中,细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是( )
选项
部位1
部位2
部位3
部位4
A
大量
少量
少量
无
B
大量
大量
少量
无
C
少量
大量
无
少量
D
少量
无
大量
大量
A. A B. B C. C D. D
9. 【2025·重庆卷13·高考真题】在T细胞凋亡和坏死过程中,ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示,下列说法错误的是( )
A. 可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B. 有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜
C. 在t2时,凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D. 在t2时,凋亡组产生的CO2比坏死组多
10.【2025·山东卷4·高考真题】关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程,下列说法正确的是( )
A. 有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料
B. 有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料
C. 无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH
D. 经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失
11.【2024·江苏卷6·高考真题】图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是( )
A. 该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B. ①②分布的蛋白质有所不同
C. 有氧呼吸第一阶段发生在③
D. ②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所
12.【2024·江西卷5·高考真题】农谚有云:“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法,错误的是( )
A. 种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高 B. 水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞
C. 水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D. 光合作用中,水的光解发生在类囊体薄膜上
13.【2024·安徽卷3·高考真题】细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( )
A. 在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B. PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活
C. ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D. 运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快
14.【2024·山东卷17·高考真题】(多选题)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是( )
A. p点为种皮被突破的时间点 B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D. q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
15.【2023·广东卷7·高考真题】在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是()
A. 还原型辅酶Ⅰ B. 丙酮酸 C. 氧化型辅酶Ⅰ D. 二氧化碳
16.【2023·北京卷2·高考真题】运动强度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时,骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是( )
A. 低强度运动时,主要利用脂肪酸供能 B. 中等强度运动时,主要供能物质是血糖
C. 高强度运动时,糖类中的能量全部转变为ATP D. 肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
17.【2023·重庆卷10·高考真题】哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+,进而转化为NADH([H])。研究者以小鼠为模型,探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系,如图所示。
下列叙述错误的是( )
A. 静脉注射标记的NA,肠腔内会出现标记的NAM
B. 静脉注射标记的NAM,细胞质基质会出现标记的NADH
C. 食物中缺乏NAM时,组织细胞仍可用NAM合成NAD+
D. 肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH
18.【2023·山东卷4·高考真题】水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
19.【2022·1月浙江卷6·高考真题】线粒体结构模式如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 结构1和2中的蛋白质种类不同 B. 结构3增大了线粒体内膜的表面积
C. 厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中 D. 电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
20.【2022·6月浙江卷12·高考真题】下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A. 人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B. 制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C. 梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D. 酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
21.【2022·江苏卷8·高考真题】下列关于细胞代谢的叙述正确的是( )
A. 光照下,叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B. 供氧不足时,酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C. 蓝细菌没有线粒体,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D. 供氧充足时,真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
22.【2022·江苏卷15·高考真题】(多选题)如图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
A. 三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2并消耗O2
B. 生物通过代谢中间物,将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C. 乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位
D. 物质氧化时释放的能量都储存于ATP
23.【2022·重庆卷8·高考真题】如图为两种细胞代谢过程的示意图。转运到神经元的乳酸过多会导致其损伤。下列叙述错误的是( )
A. 抑制MCT可降低神经元损伤 B. Rheb蛋白失活可降低神经元损伤
C. 乳酸可作为神经元的能源物质 D. 自由基累积可破坏细胞内的生物分子
24.【2022·河北卷4·高考真题】关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A. 酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B. 种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C. 有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D. 通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
25.【2022·山东卷4·高考真题】植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B. 与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C. 正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
26.【2022·山东卷17·高考真题】(多选题)在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是( )
A. 4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B. 与25℃时相比,4℃时有氧呼吸产热多
C. 与25℃时相比,4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D. DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少
考点02 细胞呼吸的影响因素及应用(共14题)
1.【2026·陕晋青宁卷5·高考真题】某同学用苹果制备果醋前欲对果实品质进行检测。下列叙述正确的是( )
A. 检测果实细菌污染状况时,需将稀释液滴到涂布器上再进行涂布
B. 测定果实淀粉酶活性时,为保持酶活性需在4℃下进行酶促反应
C. 室温下加入斐林试剂测定砖红色沉淀量,以分析果实糖含量
D. 探究果实储存状况时,可用CO2和O2传感器测定果实呼吸速率
2.【2026·云南卷3·高考真题】猕猴桃鲜果储藏条件如下表。
果实含水量/%
温度℃
O2体积分数/%
湿度/%
约85
1~3
2~4
90~95
下列说法错误的是( )
A. 高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实保鲜 B. 低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸速率
C. O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段 D. 有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人工补水
3.【2026·四川卷7·高考真题】器官在移植过程中面临离体缺血和再灌注的双重损伤。器官离体后,缺血导致细胞供氧不足,影响细胞呼吸;恢复血液灌注后,短时间内大量的O2会激活膜外的NADPH氧化酶,进而产生带电的自由基,损伤细胞。下列叙述正确的是( )
A. 缺血时,无氧呼吸积累大量CO2,细胞pH下降,酶的活性降低
B. 缺血时,细胞的Na+运出受阻,胞内渗透压升高,导致细胞肿胀
C. 再灌注后,NADPH氧化酶催化产生的自由基以自由扩散方式进入细胞
D. 再灌注后,细胞核内DNA因与蛋白质紧密结合,不受自由基攻击破坏
4.【2025·贵州卷3·高考真题】R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是( )
A. R848能影响X精子的无氧呼吸 B. R848会导致X精子ATP生成量减少
C. R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D. R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的
5.【2025·河北卷14·高考真题】(多选题)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶,T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳,研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量,结果如图。下列分析正确的是( )
A. 线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强
C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强
6.【2025·河南卷4·高考真题】甜菜是我国重要的经济作物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是( )
A. 酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气
B. 低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率
C. 酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段
D. 呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量
7.【2024·甘肃卷3·高考真题】梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是( )
A. 根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
8.【2024·广东卷5·高考真题】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△sqr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△sqr的有氧呼吸减弱
C. 有氧条件下,WT比△sqr的生长速度快 D. 无氧条件下,WT比△sqr产生更多的ATP
9.【2024·山东卷2·高考真题】心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是( )
A. 细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B. 转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变
C. 该巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸产生CO2的速率增大
D. 被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
10.【2023·6月浙江卷11·高考真题】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
11.【2022·广东卷10·高考真题】种子质量是农业生产的前提和保障。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。下列叙述正确的是( )
A. 该反应需要在光下进行 B. TTF可在细胞质基质中生成
C. TTF生成量与保温时间无关 D. 不能用红色深浅判断种子活力高低
12.【2022·北京卷3·高考真题】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.【2022·北京卷14·高考真题】有氧呼吸会产生少量超氧化物,超氧化物积累会氧化生物分子引发细胞损伤。将生理指标接近的青年志愿者按吸烟与否分为两组,在相同条件下进行体力消耗测试,受试者血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量如图。基于此结果,下列说法正确的是( )
A. 超氧化物主要在血浆中产生 B. 烟草中的尼古丁导致超氧化物含量增加
C. 与不吸烟者比,蛋白质能为吸烟者提供更多能量 D. 本实验为“吸烟有害健康”提供了证据
14.【2022·湖南卷7·高考真题】“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科学问题。下列观点错误的是( )
A. 纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分 B. 杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性
C. 花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联 D. “杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸
考点03 细胞呼吸方式的探究及呼吸速率的测定(共7题)
1.【2026·河南卷4·高考真题】为探究酵母菌的呼吸作用,研究人员将注满酵母菌和葡萄糖混合液的小管倒置于大管中,并对大管的液面进行油封处理,装置如图所示,液面高度不再变化时终止实验。下列推断错误的是( )
A. 实验前期,葡萄糖可彻底氧化分解并产生CO2和H2O
B. 实验过程中,液面高度的变化速率和液体温度可发生改变
C. 实验后期,管内液体与酸性重铬酸钾溶液可发生颜色反应
D. 实验结束后,大管内的液面降低,小管内的液面升高
2.【2026·山东卷17·高考真题】(多选题)在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中,酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用,随着时间的延长,呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是( )
A. 从a到b时,有氧呼吸速率不变 B. 从b到d时,无氧呼吸速率增大
C. c时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D. d时以后,无氧呼吸速率始终不变
3.【2025·甘肃卷3·高考真题】线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是( )
A. 状态3呼吸不需要氧气参与
B. 状态3呼吸的反应场所是线粒体基质
C. 以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0
D. 相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
4.【2025·6月浙江卷9·高考真题】某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式,设置有氧组和无氧组,装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是( )
A. 装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量
B. 有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质
C. 若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组均可检测到酒精
D. 若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3:1
5.【2023·1月浙江卷16·高考真题】为探究酵母菌的细胞呼吸方式,可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A. 酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B. 酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C. 可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D. 不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
6.【2023·山东卷17·高考真题】(多选题)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列说法正确的是( )
A. 甲曲线表示O2吸收量
B. O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸
C. O2浓度由0到b的过程中,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D. O2浓度为a时最适合保存该器官,该浓度下葡萄糖消耗速率最小
7.【2022·重庆卷12·高考真题】从如图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸方式,正确的组合是( )
A. ⑤→⑧→⑦和⑥→③ B. ⑧→①→③和②→③
C. ⑤→⑧→③和④→⑦ D. ⑧→⑤→③和⑥→⑦
2、 非选择题
1. 【2026·贵州卷17·高考真题】有氧呼吸过程中NADH在NADH脱氢酶的作用下生成,经过一系列反应释放出大量能量。炎症因子IL-6可以影响细胞中ATP水平。现用IL-6、NR(只作为NAD+的前体物,不考虑其他影响)处理心肌细胞,测定心肌细胞中的ATP水平,结果如图。回答下列问题:
(1) 心肌细胞有氧呼吸分解葡萄糖的三个阶段中产生NADH的阶段依次是 ,具体场所分别为 。
(2) 据图分析,IL-6处理组ATP水平下降 (选填“是”或“不是”)由NADH脱氢酶合成减少所引起,理由是 。
(3)经过进一步研究,推测IL-6还可能通过促进蛋白质PARP1的合成调控ATP水平,以心肌细胞为材料,设计实验验证上述推测,写出实验思路 。
2.【2026·河北卷19·高考真题】M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响,利研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。回答下列问题:
(1) 利用葡萄糖进行有氧呼吸时,丙酮酸是第______ 阶段的产物,ATP主要在第______ 阶段生成。
(2) 无镉胁迫时,M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量______ 野生型。受到大幅胁迫时,拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害,推测此时野生型中有氧呼吸强度会______ 。
(3) 谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料,在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转,无镉胁迫时,M缺失突变体和野生型的根长无显著差异,而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型,推测造成此现象的原因是______ 。
(4)拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时,M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型,结合下图根长数据分析,相较于野生型,此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量______,其原因是______。
3.【2025·云南卷17·高考真题】不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏,如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响,研究人员分别用压实的土壤(压实组)和未压实的土壤(疏松组)种植黄瓜,得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如下。
组别
苹果酸/(μmol•g-1)
酒精/(μmol•g-1)
压实组
0.271±0.005
6.114±0.013
疏松组
0.467±0.004
2.233±0.040
回答下列问题:
(1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成,由此可推测,其为______(填“有氧”或“无氧”)呼吸的中间产物。
(2)相较于疏松组,压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强,依据是______,为维持根系细胞正常生命活动,压实组消耗的有机物总量更______(填“多”或“少”),原因是______;根吸收水分的能力减弱,叶片气孔______,光合作用______阶段首先受抑制,有机物合成减少。最终导致有机物积累减少,黄瓜生长缓慢。
(3)为解决土壤紧实的问题,可以采取的措施有______(答出2点即可)。
4.【2025·安徽卷16·高考真题】为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响,科研小组测定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因过量表达株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT,模拟涝渍)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度,结果见图1。回答下列问题。
(1) 据图1分析,低氧胁迫下,NPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸 ______,原因是 ______。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为 ______中储存的能量。
(2) 科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现,在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时,E增多并累积(图2a);当加入F、G或H时,E也同样累积(图2b)。根据此结果,针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设:______。
(3) 科研小组还发现,低氧条件下,NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析,其原因是 ______。
(4) 光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应,最终接受电子的物质(最终电子受体)是 ______,而最终提供电子的物质(最终电子供体)是 ______。
5.【2024·福建卷16·高考真题】脂肪酸和甘油合成脂肪存储于脂滴中。糖类代谢异常时,脂肪可分解为脂肪酸为机体供能。为研究脂肪酸供能的转运路径,科研人员让小鼠成纤维细胞摄入红色荧光标记的外源脂肪酸后,分别置于细胞培养液和无机盐缓冲液中培养,用绿色荧光、蓝色荧光分别标记细胞的脂滴和线粒体,分析荧光重合程度,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)用无机盐缓冲液培养的目的是使细胞处于营养匮乏状态,动员 为细胞供能。 (2)据图分析,标记的脂肪酸能被细胞吸收并存储于脂滴中,依据是 ;在无机盐缓冲液培养的细胞中,脂肪酸的转运路径是 。
(3)实验结果发现,在一定时间内,无机盐缓冲液培养的细胞中脂滴的数量增加。推测脂滴中的脂肪酸来源与溶酶体参与的细胞自噬有关,理由是 。 欲为该推测提供实验证据,利用小鼠成纤维细胞和3-MA(一种自噬抑制剂)为材料设计实验,完善实验思路并写出支持推测的预期结果。
①实验思路:对照组的小鼠成纤维细胞置于 中培养;实验组的小鼠成纤维细胞置于 中培养。一段时间后,观察并比较两组 。
②预期结果: 。
(4)在营养匮乏状态下,有些细胞的细胞质基质中会出现游离脂肪酸的过量堆积,导致脂毒性的发生。从脂肪酸转运路径的角度推测,细胞出现脂毒性的原因是 (答出1点)。
试卷第1页,共3页
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专题05细胞呼吸
考点分类
五年考情(2022-2026)
命题规律
考点01 细胞呼吸的方式及过程
共26考:2026·陕晋青宁卷4、2026·广东卷9、2026·1月浙江卷12、2026·安徽卷4、2026·山东卷5、2025·黑吉辽蒙卷16、2025·江苏卷2、2025·北京卷2、2025·重庆卷13、2025·山东卷4、2024·江苏卷6、2024·江西卷5、2024·安徽卷3、2024·山东卷17、2023·广东卷7、2023·北京卷2、2023·重庆卷10、2023·山东卷4、2022·1月浙江卷6、2022·6月浙江卷12、2022·江苏卷8、2022·江苏卷15、2022·重庆卷8、2022·河北卷4、2022·山东卷4、2022·山东卷17
· 核心过程:有氧呼吸三阶段(细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜)与无氧呼吸两阶段的场所、物质变化、能量释放与 ATP 生成是命题核心,几乎年年考查。
· 比较辨析:有氧呼吸与无氧呼吸的比较(场所、原料、产物、[H] 与 ATP、第一阶段共性)高频出现,常以水稻、玉米、人体、酵母菌等为素材。
· 图文情境:多以曲线图、反应过程示意图、亚显微结构图(如耗氧/供能占比、ATP 合成部位、电子传递链、线粒体结构)呈现,强调图文转换与推理。
· 命题形式:以单选题为主,含少量多选题(如山东卷17、河北卷14),难度中等偏上。
考点02 细胞呼吸的影响因素及应用
共14考:2026·陕晋青宁卷5、2026·云南卷3、2026·四川卷7、2025·贵州卷3、2025·河北卷14、2025·河南卷4、2024·甘肃卷3、2024·广东卷5、2024·山东卷2、2023·6月浙江卷11、2022·广东卷10、2022·北京卷3、2022·北京卷14、2022·湖南卷7
· 影响因素:温度、O₂浓度、水分、酶活性、基因/蛋白缺失等如何影响呼吸速率是重点,常结合“缺血再灌注”“水淹”“低温胁迫”等情境。
· 生产应用:种子储存与萌发、果蔬保鲜、酿酒与果醋制作、作物耐涝/抗逆等农业与发酵应用频繁出现。
· 健康情境:器官移植、心肌损伤、运动与乳酸积累、吸烟与健康等以人体生理为背景考查呼吸供能。
· 命题形式:多以真实情境(古诗、农事、生活)切入,选择题为主,强调“因素→呼吸变化→生命活动”的逻辑链。
考点03 细胞呼吸方式的探究及呼吸速率的测定
共7考:2026·河南卷4、2026·山东卷17、2025·甘肃卷3、2025·6月浙江卷9、2023·1月浙江卷16、2023·山东卷17、2022·重庆卷12
· 经典实验:酵母菌呼吸方式的探究(有氧/无氧装置、产物检测)是核心模型,常考装置组合与对照设置。
· 速率测定:通过 O₂吸收量、CO₂释放量、耗氧量/乙醇脱氢酶活性等指标推断呼吸类型与速率(如状态3呼吸、不同 O₂浓度曲线)。
· 命题形式:以装置图、坐标曲线(O₂/CO₂比、耗氧量)为主要载体,以单选题为主,侧重实验分析与数据处理。
一、选择题(除注明为多选题外,其它题都为单选题)
考点01 细胞呼吸的方式及过程(共26题)
1.【2026·陕晋青宁卷4·高考真题】剧烈运动过程中,骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是( )
A. 60s时,肌细胞的无氧呼吸产生乳酸
B. 78.6s时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C. 肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用
D. 运动后期,供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化
【答案】B
【解析】解:A、60s时,肌细胞既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,无氧呼吸产生乳酸,A正确;
B、78.6s时,有氧呼吸与无氧呼吸供能占比均为50%,由于无氧呼吸中葡萄糖中大部分能量并未释放出来,因此需要消耗更多的葡萄糖才能达到与有氧呼吸相同的能量供应,B错误;
C、细胞依靠ATP与ADP的相互快速转化实现为生命活动供能,肌细胞水解ATP生成的ADP可循环利用,C正确;
D、线粒体内发生有氧呼吸的第二、三阶段,需要氧气,运动后期,有氧呼吸供能占比较高,供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化,D正确。
故选:B。
2.【2026·广东卷9·高考真题】鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时,葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2,乙醛进入细胞质基质转化为乙醇,最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比,两者( )
A. 第一阶段反应都相同 B. 反应的场所都相同
C. 最终产物都相同 D. 催化反应的酶都相同
【答案】A
【解析】解:A、两种呼吸方式的第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸、[H],同时释放少量能量,反应过程完全相同,A正确;
B、人体细胞无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行,而题干中鲫鱼的丙酮酸转化为乙醛和CO₂的过程发生在线粒体,二者反应场所不完全相同,B错误;
C、鲫鱼该过程的最终产物是乙醇和CO₂,人体细胞无氧呼吸的最终产物是乳酸,二者最终产物不同,C错误;
D、酶具有专一性,二者后续的反应过程不同,因此催化反应的酶存在差异,D错误。
故选:A。
3.【2026·1月浙江卷12·高考真题】NADH中的H+和e-可与O2结合生成H2O,并伴随 ATP的合成,如图所示。当O2缺乏时,此过程中 ATP的合成减少,其原因是( )
A. 合成ATP的酶催化能力降低 B. 膜两侧浓度梯度增大
C. 第三阶段中电子的传递受阻 D. 释放的能量更多以热能形式散失
【答案】C
【解析】解:A、酶的催化能力不会因O2缺乏直接降低,A错误;
B、O2缺乏时,H⁺出膜变的少,膜两侧H⁺浓度梯度是减小而非增大,B错误;
C、O2缺乏时,消耗的电子减少,H⁺出膜变的少,膜两侧H⁺浓度梯度减小,H⁺浓度差产生的电势能减少,ATP合成下降,第三阶段中电子的传递受阻,C正确;
D、能量更多以热能形式散失不是O2缺乏时ATP合成减少的直接原因,D错误。
故选C。
4.【2026·安徽卷4·高考真题】下列有关真核生物细胞呼吸的叙述,错误的是()
A. 无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段
B. 无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体
C. 有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质
D. 有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中
【答案】B
【解析】解:A、真核生物无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量,生成少量ATP,第二阶段不产生ATP,A正确;
B、真核生物无氧呼吸有两种类型,产乳酸的无氧呼吸无二氧化碳生成,而溴麝香草酚蓝溶液是二氧化碳的检测试剂,因此并非所有无氧呼吸都能产生使其变色的气体,B错误;
C、有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,该过程生成大量NADH。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,生成少量NADH。因此,NADH主要形成于线粒体基质,C正确;
D、有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和少量NADH,仅释放少量能量,大部分化学能仍储存在丙酮酸中,D正确。
故选:B。
5.【2026·山东卷5·高考真题】水稻根细胞中,无氧呼吸第二阶段通过以下两个反应完成。水稻根系细胞在水淹一段时间后,酶Ⅰ和酶Ⅱ的表达量明显增加,无氧呼吸增强。下列说法错误的是()
①丙酮酸乙醛 +CO2 ②乙醛+NADH+H+乙醇 +NAD+
A. 根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸释放CO2只发生在反应①中
B. 反应①和②均发生在细胞质基质中
C. 该时间段内,反应①和②产生的ATP增加
D. 水稻根细胞中的葡萄糖经过无氧呼吸时,其中的能量大部分存留在乙醇中
【答案】C
【解析】解:A、水稻根细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸时,第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸的过程不产生CO2,第二阶段仅反应①生成CO2,因此无氧呼吸释放的CO2只发生在反应①中,A正确;
B、无氧呼吸的两个阶段全部发生在细胞质基质中,反应①②属于无氧呼吸第二阶段,场所均为细胞质基质,B正确;
C、无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量、生成少量ATP,第二阶段的反应①和②均不产生ATP,因此不存在这两个反应产生的ATP增加的情况,C错误;
D、水稻根细胞无氧呼吸只释放少量能量,葡萄糖中的大部分能量存留在无氧呼吸的终产物乙醇中,D正确。
故选C
6.【2025·黑吉辽蒙卷16·高考真题】(多选题)如图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图,图中NADH可储存能量,①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是( )
A. ①发生在细胞质基质,②和③发生在线粒体
B. ③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成
C. 无氧条件下,③不能进行,①和②能正常进行
D. 无氧条件下,①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中
【答案】AB
【解析】解:A、①有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;②有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质,丙酮酸分解为二氧化碳并产生NADH,合成少量ATP;③有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,NADH与氧气结合生成水,合成大量ATP,A正确;
B、有氧呼吸第三阶段(③)中,NADH通过电子传递链将电子传递给氧气,最终与质子结合生成水,NADH直接参与了水的形成,B正确;
C、无氧条件下,①(有氧呼吸第一阶段)可正常进行,无氧呼吸第二阶段丙酮酸在细胞质基质中转化为酒精和二氧化碳,②③都不能进行,C错误;
D、无氧呼吸仅第一阶段(①)产生少量ATP,第二阶段不产生ATP。NADH的能量用于还原丙酮酸(如生成酒精),未转移到ATP中,D错误。
故选:AB。
7.【2025·江苏卷2·高考真题】关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析,下列叙述正确的是( )
A. 细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B. 有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与
C. 呼吸作用都能产生[H]和ATP D. 无氧呼吸的产物都有CO2
【答案】C
【解析】解:A、细胞呼吸的第一阶段发生在细胞质基质,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,人体细胞和酵母菌葡萄糖分解成丙酮酸的场所相同,A错误;
B、有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H],并释放出少量的能量,O2参与的是第三阶段(与[H]结合生成水),B错误;
C、人体细胞和酵母菌有氧呼吸各阶段均能产生ATP,第一、第二阶段能产生[H],第三阶段利用[H],无氧呼吸第一阶段产生少量[H]和ATP(后续被消耗),因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP,C正确;
D、人体细胞无氧呼吸产物为乳酸,不产生CO2;酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精,D错误;
故选:C。
8.【2025·北京卷2·高考真题】如图是植物细胞局部亚显微结构示意图。在有氧呼吸过程中,细胞不同部位产生ATP的量不同。以下选项正确的是( )
选项
部位1
部位2
部位3
部位4
A
大量
少量
少量
无
B
大量
大量
少量
无
C
少量
大量
无
少量
D
少量
无
大量
大量
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】解:分析题图可知:1是线粒体基质,2是线粒体内膜,3是线粒体外膜,4是细胞质基质。1线粒体基质是进行有氧呼吸第二阶段的场所,产生少量ATP;2线粒体内膜是进行有氧呼吸第三阶段的场所,可以产生大量ATP;3线粒体外膜,没有ATP生成;4细胞质基质,可以进行有氧呼吸第一阶段的反应,可产生少量ATP,故C正确,ABD错误。
故选:C。
9.【2025·重庆卷13·高考真题】在T细胞凋亡和坏死过程中,ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示,下列说法错误的是( )
A. 可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B. 有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜
C. 在t2时,凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D. 在t2时,凋亡组产生的CO2比坏死组多
【答案】A
【解析】解:A、氧气消耗速率只能代表某一时刻氧气的消耗量,无法计算出ATP的生成总量,A错误;
B、有氧呼吸中氧气的消耗在有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体的内膜,B正确;
C、在t2时,凋亡组的ATP产生速率高于坏死组,C正确;
D、在t2时,凋亡组的ATP产生速率高于坏死组,氧气消耗速率也高于坏死组,说明其有氧呼吸速率高于坏死组,则凋亡组产生的CO2比坏死组多,D正确。
故选:A。
10.【2025·山东卷4·高考真题】关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程,下列说法正确的是( )
A. 有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料
B. 有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料
C. 无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH
D. 经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失
【答案】B
【解析】解:A、有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和少量NADH,不需要O2;第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和大量NADH,也不需要O2;只有第三阶段才需要O2与NADH反应生成水,A错误;
B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和大量NADH,确实需要H2O作为原料,B正确;
C、无氧呼吸的第一阶段和有氧呼吸第一阶段相同,都是葡萄糖分解成丙酮酸和少量NADH,所以无氧呼吸第一阶段会产生NADH,C错误;
D、经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量储存在不彻底的氧化产物(如酒精或乳酸)中,而不是以热能形式散失,D错误。
故选:B。
11.【2024·江苏卷6·高考真题】图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是( )
A. 该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B. ①②分布的蛋白质有所不同
C. 有氧呼吸第一阶段发生在③
D. ②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所
【答案】C
【解析】解:A、线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,可以产生ATP,同时线粒体内DNA的复制、蛋白质的合成等,也消耗ATP,A正确;
B、①是线粒体外膜,②是线粒体内膜,二者功能不同,分布的蛋白质也有所不同,B正确;
C、有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质,C错误;
D、②是线粒体内膜,进行有氧呼吸第三阶段,消耗O2,③是线粒体基质,进行有氧呼吸第二阶段,产生CO2,D正确。
故选:C。
12.【2024·江西卷5·高考真题】农谚有云:“雨生百谷”。“雨”有利于种子的萌发,是“百谷”丰收的基础。下列关于种子萌发的说法,错误的是( )
A. 种子萌发时,细胞内自由水所占的比例升高 B. 水可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞
C. 水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成 D. 光合作用中,水的光解发生在类囊体薄膜上
【答案】C
【解析】解:A、种子萌发时,细胞新陈代谢加快,细胞内自由水所占的比例升高,A正确;
B、水可以通过自由扩散方式进入细胞,也可借助通道蛋白以协助扩散方式进入细胞,B正确;
C、有氧呼吸过程中,丙酮酸是第一阶段生成的,该阶段没有水的参与,水直接参与的是第二阶段,C错误;
D、光合作用中,水的光解发生在光反应阶段,该阶段的场所是类囊体薄膜,因此水的光解发生在类囊体薄膜上,D正确。
故选:C。
13.【2024·安徽卷3·高考真题】细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( )
A. 在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B. PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活
C. ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D. 运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快
【答案】D
【解析】A、细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸,需要一系列酶促反应即需要多种酶参与,而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶,因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸,A错误;
B、由题意可知,当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡,说明PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变,但还具有活性,B错误;
C、由题意可知,ATP/AMP浓度比变化,最终保证细胞中能量的供求平衡,说明其调节属于负反馈调节,C错误;
D、运动时肌细胞消耗ATP增多,细胞中 ATP减少,ADP和AMP会增多,从而 AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快,细胞中 ATP含量增多,从而维持能量供应,D正确。
故选D。
14.【2024·山东卷17·高考真题】(多选题)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中,乙醇脱氢酶催化生成乙醇,与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是( )
A. p点为种皮被突破的时间点 B. Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸
C. Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D. q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
【答案】ABD
【解析】解:A、p点是子叶耗氧量下降时突然上升的时间点,也是种皮被突破的时间点,A正确;
B、Ⅱ阶段子叶耗氧量下降,原因是种皮限制O2进入种子,种子不断消耗导致其内O2浓度降低,有氧呼吸被限制,B正确;
C、Ⅲ阶段乙醇脱氢酶活性下降,无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐减小,C错误;
D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同,根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知,此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D正确。
故选:ABD。
15.【2023·广东卷7·高考真题】在游泳过程中,参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是()
A. 还原型辅酶Ⅰ B. 丙酮酸 C. 氧化型辅酶Ⅰ D. 二氧化碳
【答案】A
【解析】解:有氧呼吸分为三个阶段,第三阶段的反应场所是线粒体内膜,发生的反应是还原型辅酶Ⅰ与氧气发生反应,生成水,并释放出能量。
故选:A。
16. 【2023·北京卷2·高考真题】运动强度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时,骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是( )
A. 低强度运动时,主要利用脂肪酸供能 B. 中等强度运动时,主要供能物质是血糖
C. 高强度运动时,糖类中的能量全部转变为ATP D. 肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量
【答案】A
【解析】解:A、由图可知,当运动强度较低时,主要利用脂肪酸供能,A正确;
B、由图可知,中等强度运动时,主要供能物质是肌糖原,其次是脂肪酸,B错误;
C、高强度运动时,糖类中的能量大部分以热能的形式散失,少部分转变为ATP,C错误;
D、高强度运动时,机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,肌糖原在有氧条件和无氧条件均能氧化分解提供能量,D错误。
故选A。
17.【2023·重庆卷10·高考真题】哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+,进而转化为NADH([H])。研究者以小鼠为模型,探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系,如图所示。下列叙述错误的是( )
A. 静脉注射标记的NA,肠腔内会出现标记的NAM
B. 静脉注射标记的NAM,细胞质基质会出现标记的NADH
C. 食物中缺乏NAM时,组织细胞仍可用NAM合成NAD+
D. 肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH
【答案】D
【解析】解:AB、结合题图可知,静脉注射标记的NA,NA可以在细胞内转化为NAD+,NAD+可以在细胞内转化为NAM,因此细胞质基质会出现标记的NADH,且NAM可以被肠道菌群利用,因此肠腔内会出现标记的NAM,AB正确;
C、结合题图,食物中缺乏NAM时,血液中的NAM可进行转化,此外组织细胞也可用NA合成NAD+,C正确;
D、肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于细胞呼吸(无氧呼吸),D错误。
故选:D。
18.【2023·山东卷4·高考真题】水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B. 检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【答案】B
【解析】解:A、正常玉米根细胞液泡膜上的H+转运蛋白可将细胞质基质中的H+转运进入液泡,此过程消耗能量,所以为主动运输,也就是说H+从低浓度的细胞质基质转运进入高浓度的液泡中,所以细胞液泡内pH低于细胞质基质,A错误;
B、玉米根细胞进行有氧呼吸或产生酒精的无氧呼吸均有C0,产生,B正确;
C、转换为丙酮酸产酒精途径时不释放能量,不产生ATP,不能缓解能量供应不足,C错误;
D、细胞将无氧呼吸过程中丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径可减少乳酸的产生以缓解酸中毒,D 错误。
故选:B。
19.【2022·1月浙江卷6·高考真题】线粒体结构模式如图所示,下列叙述错误的是( )
A. 结构1和2中的蛋白质种类不同 B. 结构3增大了线粒体内膜的表面积
C. 厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中 D. 电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
【答案】C
【解析】解:A、结构1外膜和2内膜的功能不同,所含的蛋白质种类和数量不同,A正确;
B、内膜向内折叠形成3(嵴)增大了内膜面积,有利于酶的附着,有利于化学反应的进行,B正确;
C、厌氧呼吸生成乳酸的过程发生细胞质基质中,4是线粒体基质,C错误;
D、2内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成,D正确。
故选:C。
20.【2022·6月浙江卷12·高考真题】下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A. 人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B. 制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C. 梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D. 酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
【答案】B
【解析】解:A、人体剧烈运动时骨骼肌细胞有氧呼吸无法满足能量需求,会同时进行无氧呼吸,产生较多乳酸,A正确;
B、产乳酸的无氧呼吸无CO2的产生,且丙酮酸为呼吸作用中间产物,不能在细胞中积累,B错误;
C、无氧呼吸过程中,绝大部分能量留存在未完全分解的有机物中,释放出的能量更多的以热能形式散失,少部分用于合成ATP,C正确;
D、酵母菌为兼性厌氧型微生物,在有氧条件下进行有氧呼吸,氧气浓度越大,对无氧呼吸的抑制越强,从而减少酒精的生产量,D正确;
故选:B。
21.【2022·江苏卷8·高考真题】下列关于细胞代谢的叙述正确的是( )
A. 光照下,叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B. 供氧不足时,酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C. 蓝细菌没有线粒体,只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D. 供氧充足时,真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
【答案】B
【解析】解:A、光照下,叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸,光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化,而有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解,A错误;
B、酵母菌为兼性厌氧型生物,在供氧不足时,酵母菌进行无氧呼吸,并在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳,B正确;
C、蓝细菌属于原核生物,没有线粒体,但能进行有氧呼吸,可通过有氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,C错误;
D、供氧充足时,真核生物进行有氧呼吸,并在线粒体内膜上氧化[H],释放大量能量,产生大量ATP,D错误。
故选B。
22.【2022·江苏卷15·高考真题】(多选题)如图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
A. 三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2并消耗O2
B. 生物通过代谢中间物,将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C. 乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位
D. 物质氧化时释放的能量都储存于ATP
【答案】BC
【解析】解:A、三羧酸循环有氧呼吸的第二阶段,是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2,但不消耗O2,A错误;
B、代谢产生的中间物如丙酮酸、乙酰CoA等可以合成其他物质,因而可将物质的分解代谢与合成代谢相互联系,B正确;
C、题图分析可知乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起,因而在代谢途径中具有重要地位,C正确;
D、物质氧化时释放的能量大部分以热能的形式散失,只有少部分储存于ATP中,D错误。
故选:BC。
23.【2022·重庆卷8·高考真题】如图为两种细胞代谢过程的示意图。转运到神经元的乳酸过多会导致其损伤。下列叙述错误的是( )
A. 抑制MCT可降低神经元损伤 B. Rheb蛋白失活可降低神经元损伤
C. 乳酸可作为神经元的能源物质 D. 自由基累积可破坏细胞内的生物分子
【答案】B
【解析】解:A、抑制MCT,可减少乳酸进入神经元,降低神经元损伤,A正确;
B、Rheb蛋白能促进丙酮酸进入线粒体氧化分解供能,而Rheb蛋白失活会导致丙酮酸进入神经元的量更多,产生更多的自由基,使神经元损伤增加,B错误;
C、图中乳酸能进入神经元的线粒体分解,产生ATP,故可作为神经元的能源物质,C正确;
D、自由基能与蛋白质、DNA等物质结合,从而破坏细胞内的生物分子的结构,D正确。
故选:B。
24.【2022·河北卷4·高考真题】关于呼吸作用的叙述,正确的是( )
A. 酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
B. 种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C. 有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D. 通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
【答案】B
【解析】A、酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳,可使溴麝香草酚蓝溶液变黄,A错误;
B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解,为新器官的发育提供原料和能量,B正确;
C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体内膜上,C错误;
D、通气培养时酵母菌进行有氧呼吸,不产生酒精,酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色,D错误。
故选:B。
25.【2022·山东卷4·高考真题】植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B. 与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C. 正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
【答案】C
【解析】A、磷酸戊糖途径产生的是NADPH,而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH,两者是不同的物质,A正确;
B、有氧呼吸会产生大量的能量,而葡萄糖经磷酸戊糖途径产生中间产物较多,能量少,B正确;
C、利用14C标记的葡萄糖只能追踪含有碳元素的物质,所以无法追踪各产物的生成,C错误;
D、该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等,所以受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成,D正确。
故选:C。
26.【2022·山东卷17·高考真题】(多选题)在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是( )
A. 4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B. 与25℃时相比,4℃时有氧呼吸产热多
C. 与25℃时相比,4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D. DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少
【答案】BCD
【解析】解:A、分析题图可知,4℃时线粒体中能合成ATP,说明线粒体内膜上的电子传递没有受阻,A错误;
B、分析题图可知,4℃时比25℃时耗氧多但合成的ATP减少,说明有氧呼吸大部分以热能形式散失,用于合成ATP的能量很少,B正确;
C、由于4℃时比25℃时耗氧多,因此有氧呼吸消耗葡萄糖的量多,C正确;
D、DNP能增加线粒体内膜对H+的通透性,从而消除线粒体内膜两侧的H+浓度差,导致线粒体内的磷酸化不能进行,无ATP产生,使氧化释放出来的能量全部以热能的形式散失,故生成的ATP减少,D正确。
故选:BCD。
考点02 细胞呼吸的影响因素及应用(共14题)
1.【2026·陕晋青宁卷5·高考真题】某同学用苹果制备果醋前欲对果实品质进行检测。下列叙述正确的是( )
A. 检测果实细菌污染状况时,需将稀释液滴到涂布器上再进行涂布
B. 测定果实淀粉酶活性时,为保持酶活性需在4℃下进行酶促反应
C. 室温下加入斐林试剂测定砖红色沉淀量,以分析果实糖含量
D. 探究果实储存状况时,可用CO2和O2传感器测定果实呼吸速率
【答案】D
【解析】解:A、检测果实细菌污染状况时,需将稀释液滴到固体培养基表面,再用涂布器进行涂布,A错误;
B、测定果实淀粉酶活性时,为保持酶活性需在其最适温度下进行酶促反应,4℃属于低温条件,该条件下酶的活性较低,B错误;
C、使用斐林试剂检测还原糖需要水浴加热,室温下不能发生反应,C错误;
D、细胞有氧呼吸消耗O2,产生CO2,无氧呼吸不消耗O2,但产生CO2,因此探究果实储存状况时,可用CO2和O2传感器测定这两种气体的变化量,进而计算果实呼吸速率,D正确。
故选:D
2.【2026·云南卷3·高考真题】猕猴桃鲜果储藏条件如下表。
果实含水量/%
温度℃
O2体积分数/%
湿度/%
约85
1~3
2~4
90~95
下列说法错误的是( )
A. 高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实保鲜 B. 低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸速率
C. O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段 D. 有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人工补水
【答案】D
【解析】解:A、高湿度环境可减少果实因蒸发而快速散失水分,有利于果实保鲜,A正确;
B、低温会抑制呼吸酶活性,从而降低果实细胞的呼吸速率,以减少营养物质的消耗,B正确;
C、O2参与细胞的有氧呼吸的第三阶段,O2含量低猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段因原材料不足而受到抑制,C正确;
D、以1分子葡萄糖为呼吸底物为例,有氧呼吸第二阶段消耗6分子水,但第三阶段生成12分子水,净产生6分子水,产生的水量远大于消耗的水量,因此细胞内不会因呼吸作用本身导致净水分流失,无需为此“人工补水”,D错误。
故选:D。
3.【2026·四川卷7·高考真题】器官在移植过程中面临离体缺血和再灌注的双重损伤。器官离体后,缺血导致细胞供氧不足,影响细胞呼吸;恢复血液灌注后,短时间内大量的O2会激活膜外的NADPH氧化酶,进而产生带电的自由基,损伤细胞。下列叙述正确的是( )
A. 缺血时,无氧呼吸积累大量CO2,细胞pH下降,酶的活性降低
B. 缺血时,细胞的Na+运出受阻,胞内渗透压升高,导致细胞肿胀
C. 再灌注后,NADPH氧化酶催化产生的自由基以自由扩散方式进入细胞
D. 再灌注后,细胞核内DNA因与蛋白质紧密结合,不受自由基攻击破坏
【答案】B
【解析】解:A、人体细胞无氧呼吸产物只有乳酸,不产生CO2,A错误;
B、Na+运出细胞依靠钠钾泵,属于主动运输,需要细胞呼吸供能。缺血时,细胞的Na+运出受阻,胞内渗透压升高,导致细胞肿胀,B正确;
C、自由基带电,带电微粒无法自由扩散跨膜运输,C错误;
D、自由基具有强氧化性,可攻击生物膜、核酸、蛋白质。染色质是DNA与蛋白质结合形成,但无法隔绝自由基,自由基仍可损伤DNA,D错误。
故选:B。
4.【2025·贵州卷3·高考真题】R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是( )
A. R848能影响X精子的无氧呼吸 B. R848会导致X精子ATP生成量减少
C. R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D. R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的
【答案】C
【解析】解:A、葡萄糖生成丙酮酸为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程,R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程,由此可知R848能影响X精子的无氧呼吸,A正确;
B、糖酵解和线粒体活性被抑制,导致有氧呼吸和无氧呼吸的ATP生成均减少,B正确;
C、线粒体活性被抑制会阻碍有氧呼吸第三阶段(电子传递链),减少O2的消耗量,因此R848会影响O2消耗量,C错误;
D、X精子因ATP生成减少导致运动能力下降,可通过此差异筛选精子类型,D正确。
故选:C。
5. 【2025·河北卷14·高考真题】(多选题)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶,T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳,研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量,结果如图。下列分析正确的是( )
A. 线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B. 突变体中有氧呼吸的第二阶段增强
C. 突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D. 突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强
【答案】ACD
【解析】解:A、在细胞呼吸过程中,葡萄糖在细胞质基质中分解产生丙酮酸和少量[H],丙酮酸进入线粒体继续进行有氧呼吸,所以线粒体中的[H]可来自细胞质基质,A正确;
B、由题干可知T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损,有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行,而有氧呼吸第二阶段产生的[H]要在第三阶段与氧气结合生成水,由于第三阶段受阻,会影响第二阶段的进行,使第二阶段减弱,而不是增强,B错误;
C、因为T蛋白缺失造成线粒体内膜受损,有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行,所以突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段(有氧呼吸第三阶段)受阻,C正确;
D、从图中可以看出,突变体中乳酸含量增加,说明无氧呼吸增强。由于突变体有氧呼吸强度因线粒体内膜受损而减弱,细胞为了满足能量需求,会增强无氧呼吸,D正确。
故选:ACD。
6.【2025·河南卷4·高考真题】甜菜是我国重要的经济作物之一,根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长,其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是( )
A. 酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上,催化的反应需要消耗氧气
B. 低温抑制酶Ⅰ的活性,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率
C. 酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段
D. 呼吸作用会消耗糖分,因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量
【答案】B
【解析】解:A、酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中,催化的反应不需要消耗氧气,需要消耗水和丙酮酸,A错误;
B、有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH,故低温抑制酶Ⅰ的活性,导致有氧呼吸的第二阶段减慢,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率,B正确;
C、酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少,有氧呼吸过程中生成ATP最多的是在第三阶段,C错误;
D、酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能,该酶活性与甜菜根重呈正相关,所以如果在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸,生成ATP减少,细胞生长发育活动受抑制,减少甜菜产量,D错误。
故选:B。
7.【2024·甘肃卷3·高考真题】梅兰竹菊为花中四君子,很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护,养护不当会影响花卉的生长,如兰花会因浇水过多而死亡,关于此现象,下列叙述错误的是( )
A. 根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
【答案】B
【解析】解:A、根系吸收矿质元素等养分主要是通过主动运输的方式,需要消耗能量,故根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足,A正确;
B、根系吸收水分是通过自由扩散或协助扩散的方式,不需要消耗能量,故根系呼吸产生的能量减少不会影响水分的吸收,B错误;
C、浇水过多会使土壤含氧量减少,从而抑制了根细胞的有氧呼吸,促进了无氧呼吸,C正确;
D、根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中,会产生酒精等有害物质,即根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加,D正确。
故选:B。
8.【2024·广东卷5·高考真题】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△sqr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△sqr的有氧呼吸减弱
C. 有氧条件下,WT比△sqr的生长速度快 D. 无氧条件下,WT比△sqr产生更多的ATP
【答案】D
【解析】解:A、线粒体是有氧呼吸的主要场所,碎片化的线粒体无法为有氧呼吸提供场所,不能正常进行有氧呼吸,A正确;
B、有氧呼吸第二、三阶段分别发生在线粒体基质和线粒体内膜,线粒体数量减少使△sqr 的有氧呼吸减弱,B正确;
C、线粒体是有氧呼吸的主要场所,是细胞的动力车间,与△sqr相比,WT正常线粒体数量更多,有氧条件下,WT能获取更多的能量,生长速度比△sqr快,C正确;
D、无氧呼吸发生在细胞质基质,且只在第一阶段产生少量能量,与线粒体无关,故无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同,D错误。
故选:D。
9.【2024·山东卷2·高考真题】心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞,随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小,引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是( )
A. 细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量
B. 转运ITA时,载体蛋白L的构象会发生改变
C. 该巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸产生CO2的速率增大
D. 被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解
【答案】C
【解析】解:A、巨噬细胞吞噬死亡细胞为胞吞作用,需要呼吸作用供能,A正确;
B、载体蛋白在转运物质时,构象会发生改变,B正确;
C、由题干“随后该巨噬细胞线粒体中NAD+浓度降低,生成NADH的速率减小”可知,巨噬细胞清除死亡细胞后,有氧呼吸减弱,产生CO2的速率降低,C错误;
D、溶酶体可分解衰老、损伤的细胞器、吞噬并杀死侵入细胞的病菌、病毒等,故被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解,D正确。
故选:C。
10.【2023·6月浙江卷11·高考真题】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】解:A、有氧呼吸产生的[H]在第三阶段与O2结合生成水,无氧呼吸产生的[H]不与O2结合,A正确;
B、有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,第二和第三阶段分别在线粒体基质和线粒体内膜中进行,无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行,B错误;
C、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸过程中释放的能量均大多以热能散失,但无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程,大部分能量存留在酒精,C错误;
D、有氧呼吸和无氧呼吸过程都需要酶的催化,只是酶的种类不同,D错误。
故选A。
11.【2022·广东卷10·高考真题】种子质量是农业生产的前提和保障。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。下列叙述正确的是( )
A. 该反应需要在光下进行 B. TTF可在细胞质基质中生成
C. TTF生成量与保温时间无关 D. 不能用红色深浅判断种子活力高低
【答案】B
【解析】解:A、与TTC反应的是呼吸作用产生的[H],呼吸作用不需要光照也能进行,A错误;
B、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质进行,产物是丙酮酸和[H],所以TTF可在细胞质基质中生成,B正确;
CD、30℃保温一段时间可以让TTC充分进入细胞与[H]结合,所以TTF的生成量与保温时间有关,并且在相同时间内,种子活力越高,呼吸作用越强,生成的TTF越多,红色越深,CD错误。
故选:B。
12.【2022·北京卷3·高考真题】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】】解:A、滑雪过程中,受训者耗能增多,故消耗的ATP增多,A错误;
B、人体无氧呼吸的产物是乳酸,分析题图可知,与集训前相比,集训后受训者血浆中乳酸浓度增加,由此可知,与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,B正确;
C、分析题图可知,与集训前相比,集训后受训者血浆中乳酸浓度增加,由此可知,与集训前相比,滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多,C错误;
D、消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸,而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强,故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少,D错误。
故选B。
13.【2022·北京卷14·高考真题】有氧呼吸会产生少量超氧化物,超氧化物积累会氧化生物分子引发细胞损伤。将生理指标接近的青年志愿者按吸烟与否分为两组,在相同条件下进行体力消耗测试,受试者血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量如图。基于此结果,下列说法正确的是( )
A. 超氧化物主要在血浆中产生 B. 烟草中的尼古丁导致超氧化物含量增加
C. 与不吸烟者比,蛋白质能为吸烟者提供更多能量 D. 本实验为“吸烟有害健康”提供了证据
【答案】D
【解析】解:A、有氧呼吸会产生少量超氧化物,而有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,可见超氧化物主要在活细胞中产生,A错误;
B、实验结果可说明吸烟可能导致超氧化物含量增加,但不能证明是尼古丁的作用,B错误;
C、蛋白质是生命活动的主要承担者,在细胞中一般不作为能源物质提供能量,C错误;
D、据柱形图可知,吸烟组血浆中蛋白质被超氧化物氧化生成的产物量高于不吸烟者,而超氧化物氧化生物分子生成物量的积累会引发细胞损伤,因此,本实验为“吸烟有害健康”提供了证据,D正确。
故选D。
14.【2022·湖南卷7·高考真题】“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂。借问酒家何处有,牧童遥指杏花村。”徜徉古诗意境,思考科学问题。下列观点错误的是( )
A. 纷纷细雨能为杏树开花提供必需的水分 B. 杏树开花体现了植物生长发育的季节周期性
C. 花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联 D. “杏花村酒”的酿制,酵母菌只进行无氧呼吸
【答案】D
【解析】解:A、细雨能为杏树开花提供必需的水分,A正确;
B、杏树在清明节开花体现了植物生长发育的季节性与周期性,B正确;
C、花开花落与细胞生长和细胞凋亡相关联,以完成正常发育,C正确;
D、“杏花村酒”的酿制,酵母菌先进行有氧呼吸增加酵母菌的数量,消耗完氧气后再进行酒精发酵,D错误;
故选:D。
考点03 细胞呼吸方式的探究及呼吸速率的测定(共7题)
1.【2026·河南卷4·高考真题】为探究酵母菌的呼吸作用,研究人员将注满酵母菌和葡萄糖混合液的小管倒置于大管中,并对大管的液面进行油封处理,装置如图所示,液面高度不再变化时终止实验。下列推断错误的是( )
A. 实验前期,葡萄糖可彻底氧化分解并产生CO2和H2O
B. 实验过程中,液面高度的变化速率和液体温度可发生改变
C. 实验后期,管内液体与酸性重铬酸钾溶液可发生颜色反应
D. 实验结束后,大管内的液面降低,小管内的液面升高
【答案】D
【解析】解:A、实验前期小管顶部存在空气,酵母菌可以进行有氧呼吸,将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2和H2O,A正确;
B、实验过程中酵母菌呼吸速率随底物浓度变化、氧气含量的改变,产生CO2的速率改变,因此液面高度变化速率改变,且细胞呼吸会释放热量,可导致液体温度发生改变,B正确;
C、实验后期O2耗尽,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,酒精与酸性重铬酸钾溶液发生颜色反应,C正确;
D、有氧呼吸消耗的O2的量和产生的CO2的量相等,气体体积不变;无氧呼吸不消耗O2产生CO2,小管内气体量增加、气压增大,会将小管内的液体压入大管,因此小管内液面降低,大管内液面升高,D错误。
故选:D。
2.【2026·山东卷17·高考真题】(多选题)在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中,酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用,随着时间的延长,呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是( )
A. 从a到b时,有氧呼吸速率不变 B. 从b到d时,无氧呼吸速率增大
C. c时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D. d时以后,无氧呼吸速率始终不变
【答案】BC
【解析】解:A、从a到b时,O2消耗速率与CO2产生速率的比值为1,仅能说明酵母菌只进行有氧呼吸,但无法判断有氧呼吸速率是否不变(如酵母菌繁殖时种群数量增加,有氧呼吸总速率会上升,只要仅进行有氧呼吸,比值就始终为1),A错误;
B、从b到d时,速率比逐渐减小至0,说明O2消耗逐渐减少至0,有氧呼吸逐渐减弱,总CO2产生中来自无氧呼吸的比例不断升高,因此无氧呼吸速率增大,B正确;
C、c点时速率比为3/4,设O2消耗速率为3x,则有氧呼吸产生CO2速率为3x,总CO2产生速率为4x,可得无氧呼吸产生CO2速率为x。有氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生6molCO2,消耗葡萄糖速率为3x/6=x/2;无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖产生2molCO2,消耗葡萄糖速率为x/2,二者相等,C正确;
D、d时以后,虽然O2消耗为0,酵母菌只进行无氧呼吸,但随着酒精等代谢废物积累、培养液pH下降,酵母菌活性会被抑制,无氧呼吸速率会逐渐下降,并非始终不变,D错误。
故选BC
3.【2025·甘肃卷3·高考真题】线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,下列叙述正确的是( )
A. 状态3呼吸不需要氧气参与
B. 状态3呼吸的反应场所是线粒体基质
C. 以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0
D. 相比NADH,以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大
【答案】C
【解析】解:A、线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸,若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜,所以需要氧气参与,A错误;
B、若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜,B错误;
C、葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解,需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体,所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0,C正确;
D、NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段,而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段,所以相比丙酮酸,以NADH为底物的状态3呼吸速率较大,D错误。
故选:C。
4.【2025·6月浙江卷9·高考真题】某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式,设置有氧组和无氧组,装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是( )
A. 装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量
B. 有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质
C. 若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组均可检测到酒精
D. 若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3:1
【答案】C
【解析】解:A、本实验研究酵母菌的细胞呼吸方式,有氧气或无氧气是实验的自变量,该实验是对比实验,A错误;
B、有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解,故既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质;无氧组只进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质,B错误;
C、有氧组虽然进行有氧呼吸,但也进行无氧呼吸(因为氧气不足),无氧呼吸会产生酒精;无氧组进行无氧呼吸,也产生酒精,故有氧组和无氧组均能检测到酒精,C正确;
D、有氧呼吸时,1分子葡萄糖产生6分子CO2,无氧呼吸时,1分子葡萄糖产生2分子CO2,由于有氧组同时进行有氧和无氧呼吸,有氧组产生的CO2量比仅进行有氧呼吸时少,则有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于6:2=3:1,D错误。
故选:C。
5.【2023·1月浙江卷16·高考真题】为探究酵母菌的细胞呼吸方式,可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A. 酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B. 酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C. 可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D. 不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
【答案】C
【解析】解:A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量,A错误;
B、氧气的有无是自变量,B错误;
C、有氧呼吸不产生酒精,无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1,因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标,C正确;
D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底,释放能量多,无氧呼吸氧化分解不彻底,大部分能量还储存在酒精中,释放能量少,D错误;
故选:C。
6. 【2023·山东卷17·高考真题】(多选题)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列说法正确的是( )
A. 甲曲线表示O2吸收量
B. O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸
C. O2浓度由0到b的过程中,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D. O2浓度为a时最适合保存该器官,该浓度下葡萄糖消耗速率最小
【答案】BCD
【解析】解:A、氧气浓度为0时,吸收氧气的量应该为0,因此乙曲线表示O2吸收量,A错误;
B、O2浓度为b时,该器官氧气的吸收量等于二氧化碳的释放量,说明此时只进行有氧呼吸,即不进行无氧呼吸,B正确;
C、O2浓度由0到b的过程中,氧气浓度升高,有氧呼吸速率加快,则有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加,C正确;
D、O2浓度为a时二氧化碳的释放量最少,此时细胞呼吸速率最低,消耗有机物最少,因此该浓度下最适合保存该器官,D正确。
故选:BCD。
7.【2022·重庆卷12·高考真题】从如图中选取装置,用于探究酵母菌细胞呼吸方式,正确的组合是( )
A. ⑤→⑧→⑦和⑥→③ B. ⑧→①→③和②→③
C. ⑤→⑧→③和④→⑦ D. ⑧→⑤→③和⑥→⑦
【答案】B
【解析】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物,既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时,先用NaOH去除空气中的CO2,再将空气通入酵母菌培养液,最后连接澄清石灰水检测CO2的生成,通气体的管子要注意长进短出,装置组合是⑧→①→③;无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连,装酵母菌溶液的瓶子不能太满,装置组合是②→③。B正确,A、C、D错误。
故选:B。
2、 非选择题
1. 【2026·贵州卷17·高考真题】有氧呼吸过程中NADH在NADH脱氢酶的作用下生成,经过一系列反应释放出大量能量。炎症因子IL-6可以影响细胞中ATP水平。现用IL-6、NR(只作为NAD+的前体物,不考虑其他影响)处理心肌细胞,测定心肌细胞中的ATP水平,结果如图。回答下列问题:
(1) 心肌细胞有氧呼吸分解葡萄糖的三个阶段中产生NADH的阶段依次是 ,具体场所分别为 。
(2) 据图分析,IL-6处理组ATP水平下降 (选填“是”或“不是”)由NADH脱氢酶合成减少所引起,理由是 。
(3)经过进一步研究,推测IL-6还可能通过促进蛋白质PARP1的合成调控ATP水平,以心肌细胞为材料,设计实验验证上述推测,写出实验思路 。
【答案】(1)第一阶段、第二阶段 细胞质基质、线粒体基质
(2)不是 若IL-6通过减少NADH脱氢酶合成来降低ATP,则补充NAD⁺前体NR后,NADH脱氢酶仍应不足,ATP水平不应恢复。但图中显示IL-6+NR组的ATP水平高于IL-6单独处理组(甚至接近对照组)
(3)将心肌细胞分为甲、乙、丙三组,甲组不做处理(对照组);乙组加入IL-6处理;丙组加入IL-6+PARP1抑制剂(或敲除PARP1基因)。在相同条件下培养一段时间后,分别检测并比较三组细胞中PARP1蛋白含量和ATP水平
【解析】解:(1)有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,第二阶段丙酮酸进入线粒体的基质中,分解为二氧化碳、大量的[H]和少量能量,第三阶段在线粒体的内膜上,[H]和氧气结合,形成水和大量能量,由此可知心肌细胞有氧呼吸分解葡萄糖的三个阶段中产生NADH的阶段依次是第一阶段、第二阶段,场所分别是细胞质基质、线粒体基质。
(2)若IL-6通过减少NADH脱氢酶合成来降低ATP,则补充NAD⁺前体NR后,NADH脱氢酶仍应不足,ATP水平不应恢复。但图中显示IL-6+NR组的ATP水平高于IL-6单独处理组(甚至接近对照组),说明IL-6可能是通过消耗NAD⁺来影响ATP,不是由NADH脱氢酶合成减少所致。
(3)为验证IL-6还可能通过促进蛋白质PARP1的合成调控ATP水平,可以将心肌细胞分为甲、乙、丙三组,甲组不做处理(对照组);乙组加入IL-6处理;丙组加入IL-6+PARP1抑制剂(或敲除PARP1基因)。在相同条件下培养一段时间后,分别检测并比较三组细胞中PARP1蛋白含量和ATP水平。
故答案为:
(1)第一阶段、第二阶段 细胞质基质、线粒体基质
(2)不是 若IL-6通过减少NADH脱氢酶合成来降低ATP,则补充NAD⁺前体NR后,NADH脱氢酶仍应不足,ATP水平不应恢复。但图中显示IL-6+NR组的ATP水平高于IL-6单独处理组(甚至接近对照组)
(3)将心肌细胞分为甲、乙、丙三组,甲组不做处理(对照组);乙组加入IL-6处理;丙组加入IL-6+PARP1抑制剂(或敲除PARP1基因)。在相同条件下培养一段时间后,分别检测并比较三组细胞中PARP1蛋白含量和ATP水平
2. 【2026·河北卷19·高考真题】M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响,利研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。回答下列问题:
(1) 利用葡萄糖进行有氧呼吸时,丙酮酸是第______ 阶段的产物,ATP主要在第______ 阶段生成。
(2) 无镉胁迫时,M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量______ 野生型。受到大幅胁迫时,拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害,推测此时野生型中有氧呼吸强度会______ 。
(3) 谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料,在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转,无镉胁迫时,M缺失突变体和野生型的根长无显著差异,而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型,推测造成此现象的原因是______ 。
(4)拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时,M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型,结合下图根长数据分析,相较于野生型,此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量______ ,其原因是______ 。
【答案】(1)一 三
(2)高于 增强
(3)M蛋白缺失导致丙酮酸进入线粒体减少,细胞质基质中丙酮酸积累,抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径(或谷氨酸更多用于维持有氧呼吸,而非合成谷胱甘肽)
(4)较少 M蛋白缺失导致丙酮酸进入线粒体受阻,有氧呼吸第二、三阶段受抑制,ATP生成量减少,因此用于主动运输排出镉的ATP不足,根生长受抑制更明显
【解析】解:(1)有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行,一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量,所以丙酮酸是第一阶段的产物,ATP在三个阶段均有产生,但是第三阶段产量最多,所以ATP主要在第三阶段生成。
(2)M蛋白是转运丙酮酸进入线粒体的载体。突变体缺失M,丙酮酸进入线粒体受阻,滞留在细胞质基质中,所以其含量高于野生型。镉胁迫时,主动运输排出镉需要消耗能量(ATP),因此细胞会加强有氧呼吸来提供更多能量,所以有氧呼吸强度会增强。
(3)谷胱甘肽由谷氨酸等合成。丙酮酸供应不足时,谷氨酸可转为丙酮酸来维持呼吸。突变体因丙酮酸进不了线粒体,细胞质中丙酮酸积累,反而抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成方向,更多谷氨酸被用于弥补呼吸底物不足,因此谷胱甘肽合成减少。
(4)图中突变体根长更短,说明耐受性更差。M蛋白缺失导致丙酮酸进入线粒体受阻,有氧呼吸第二、三阶段受抑制,ATP生成量减少,因此用于主动运输排出镉的ATP不足,根生长受抑制更明显。
故答案为:
(1)一 三
(2)高于 增强
(3)M蛋白缺失导致丙酮酸进入线粒体减少,细胞质基质中丙酮酸积累,抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径(或谷氨酸更多用于维持有氧呼吸,而非合成谷胱甘肽)
(4)较少 M蛋白缺失导致丙酮酸进入线粒体受阻,有氧呼吸第二、三阶段受抑制,ATP生成量减少,因此用于主动运输排出镉的ATP不足,根生长受抑制更明显
3.【2025·云南卷17·高考真题】不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏,如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响,研究人员分别用压实的土壤(压实组)和未压实的土壤(疏松组)种植黄瓜,得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如下。
组别
苹果酸/(μmol•g-1)
酒精/(μmol•g-1)
压实组
0.271±0.005
6.114±0.013
疏松组
0.467±0.004
2.233±0.040
回答下列问题:
(1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成,由此可推测,其为______(填“有氧”或“无氧”)呼吸的中间产物。
(2)相较于疏松组,压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强,依据是______,为维持根系细胞正常生命活动,压实组消耗的有机物总量更______(填“多”或“少”),原因是______;根吸收水分的能力减弱,叶片气孔______,光合作用______阶段首先受抑制,有机物合成减少。最终导致有机物积累减少,黄瓜生长缓慢。
(3)为解决土壤紧实的问题,可以采取的措施有______(答出2点即可)。
【答案】(1)有氧
(2)压实组黄瓜根系中酒精含量更高 多 压实组无氧呼吸强,无氧呼吸释放能量少 关闭 暗反应
(3)合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等
【解析】(1)有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中,本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成,由此可推测,其为有氧呼吸的中间产物。
(2)相较于疏松组,压实组黄瓜根系中酒精含量更高,而酒精是植物细胞无氧呼吸的产物,所以压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强。为维持根系细胞正常生命活动,由于压实组无氧呼吸强,无氧呼吸释放的能量较少,为获得足够能量维持生命活动,压实组消耗的有机物总量更多。根吸收水分的能力减弱,叶片气孔关闭,二氧化碳进入减少,光合作用暗反应阶段首先受到抑制,有机物合成减少。最终导致有机物积累减少,黄瓜生长缓慢。
(3)为解决土壤紧实的问题,可以采取的措施有合理施肥,避免不当施肥导致土壤结构破坏;适度翻耕,疏松土壤;减少大型农业机械的不必要碾压等。
故答案为:
(1)有氧
(2)压实组黄瓜根系中酒精含量更高 多 压实组无氧呼吸强,无氧呼吸释放能量少 关闭 暗反应
(3)合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等
4.【2025·安徽卷16·高考真题】为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响,科研小组测定了油菜的野生型(WT)及NtPIP基因过量表达株(OE)在正常供氧(AT)和低氧(HT,模拟涝渍)条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度,结果见图1。回答下列问题。
(1) 据图1分析,低氧胁迫下,NPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸 ______,原因是 ______。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为 ______中储存的能量。
(2) 科学家早期在探索有氧呼吸第二阶段代谢路径时发现,在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时,E增多并累积(图2a);当加入F、G或H时,E也同样累积(图2b)。根据此结果,针对有氧呼吸第二阶段代谢路径提出假设:______。
(3) 科研小组还发现,低氧条件下,NtPIP基因过量表达株的叶片净光合速率高于野生型。结合根细胞呼吸速率的变化分析,其原因是 ______。
(4)光合作用光反应实质是光能引起的氧化还原反应,最终接受电子的物质(最终电子受体)是 ______,而最终提供电子的物质(最终电子供体)是 ______。
【答案】(1)增强;NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的水分吸收能力,增加了氧气浓度,利于有氧呼吸进行;NADH
(2)丙二酸的加入会导致E积累;分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化为E,表明有氧呼吸第二阶段代谢路径具有循环性
(3)低氧条件下,NtPIP基因过量表达株,根有氧呼吸增强,消耗了更多的有机物,需要更多的光合产物输出
(4)NADP+;H2O
【解析】(1)据图1分析,与野生型相比,NtPIP基因过量表达株(OE)组氧气浓度升高且呼吸速率增加,故低氧胁迫下,NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的水分吸收能力,增加了氧气浓度,利于有氧呼吸进行。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为NADH储存的能量。
(2)在添加丙二酸的组织悬浮液中加入分子A、B或C时,E增多并累积;当加入F、G或H时,E也同样累积,再结合根据图2中显示的代谢路径,可知丙二酸的加入会导致E积累;分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化为E,表明有氧呼吸第二阶段代谢路径具有循环性。
(3)低氧条件下,NtPIP基因过量表达株,根有氧呼吸增强,消耗了更多的有机物,需要更多的光合产物输出。
(4)光反应中水在光下分解为H+、O2和e-,H++NADP++e-→NADPH,故光反应中最终的电子供体是H2O,最终的电子受体是NADP+。
故答案为:
(1)增强;NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的水分吸收能力,增加了氧气浓度,利于有氧呼吸进行;NADH
(2)丙二酸的加入会导致E积累;分子A、B、C和F、G、H均为E的前体或可通过代谢转化为E,表明有氧呼吸第二阶段代谢路径具有循环性
(3)低氧条件下,NtPIP基因过量表达株,根有氧呼吸增强,消耗了更多的有机物,需要更多的光合产物输出
(4)NADP+;H2O
5.【2024·福建卷16·高考真题】脂肪酸和甘油合成脂肪存储于脂滴中。糖类代谢异常时,脂肪可分解为脂肪酸为机体供能。为研究脂肪酸供能的转运路径,科研人员让小鼠成纤维细胞摄入红色荧光标记的外源脂肪酸后,分别置于细胞培养液和无机盐缓冲液中培养,用绿色荧光、蓝色荧光分别标记细胞的脂滴和线粒体,分析荧光重合程度,结果如图所示。
回答下列问题:
(1)用无机盐缓冲液培养的目的是使细胞处于营养匮乏状态,动员 为细胞供能。 (2)据图分析,标记的脂肪酸能被细胞吸收并存储于脂滴中,依据是 ;在无机盐缓冲液培养的细胞中,脂肪酸的转运路径是 。
(3)实验结果发现,在一定时间内,无机盐缓冲液培养的细胞中脂滴的数量增加。推测脂滴中的脂肪酸来源与溶酶体参与的细胞自噬有关,理由是 。 欲为该推测提供实验证据,利用小鼠成纤维细胞和3-MA(一种自噬抑制剂)为材料设计实验,完善实验思路并写出支持推测的预期结果。
①实验思路:对照组的小鼠成纤维细胞置于 中培养;实验组的小鼠成纤维细胞置于 中培养。一段时间后,观察并比较两组 。
②预期结果: 。
(4)在营养匮乏状态下,有些细胞的细胞质基质中会出现游离脂肪酸的过量堆积,导致脂毒性的发生。从脂肪酸转运路径的角度推测,细胞出现脂毒性的原因是 (答出1点)。
【答案】(1)脂肪
(2)红色荧光与绿色荧光重合程度高;从脂滴转运到线粒体
(3)在营养匮乏时,溶酶体可降解受损或功能退化的细胞结构释放脂肪酸
①不含有3-MA的无机盐缓冲液;含有3-MA的无机盐缓冲液;细胞中脂滴的数量;②实验组细胞中脂滴的数量少于对照组
(4)脂肪酸无法及时转运到脂滴(或脂肪酸无法及时转运到线粒体)
【解析】解:(1)在无机盐缓冲液中培养的目的是使细胞处于营养匮乏状态,此时细胞需要动员自身储存的物质来供能。因为糖类代谢异常时,脂肪可分解为脂肪酸供能,所以这里动员的是脂肪为细胞供能。
(2)据图分析,标记的脂肪酸能被细胞吸收并存储于脂滴中,依据是在0h时就有红绿荧光重合,这表明标记的脂肪酸能被细胞吸收并存储于脂滴中,因为绿色荧光标记脂滴,红色荧光标记外源脂肪酸,两者重合说明脂肪酸进入了脂滴。在无机盐缓冲液培养的细胞中,从图中可以看出红蓝荧光重合度随时间增加,红绿荧光重合度随时间降低,所以脂肪酸的转运路径是从脂滴转运到线粒体。
(3)溶酶体参与细胞自噬,可分解细胞内的受损或功能退化的细胞结构,若脂滴中的脂肪酸来源与溶酶体参与的细胞自噬有关,那么在无机盐缓冲液培养下,营养匮乏时,细胞自噬过程中溶酶体分解细胞内受损或功能退化的细胞结构产生脂肪酸,从而使脂滴数量增加。欲为该推测提供实验证据,利用小鼠成纤维细胞和3-MA(一种自噬抑制剂)为材料设计实验,实验的自变量是是否添加3-MA,因变量是细胞中脂滴的数量。①实验思路:对照组的小鼠成纤维细胞置于不含有3-MA的无机盐缓冲液中培养,实验组的小鼠成纤维细胞置于含有3-MA的无机盐缓冲液中培养。一段时间后,观察并比较两组脂滴的数量。②预期结果:实验组细胞中脂滴的数量少于对照组。因为如果脂滴中的脂肪酸来源与溶酶体参与的细胞自噬有关,那么抑制自噬后,脂滴数量就不会增加或者增加很少。
(4)从脂肪酸转运路径的角度推测,细胞出现脂毒性的原因可能是脂肪酸无法及时转运到脂滴(或脂肪酸无法及时转运到线粒体),导致细胞质基质中游离脂肪酸不能及时被转运到线粒体供能而过量堆积,从而发生脂毒性。
故答案为:
(1)脂肪
(2)红色荧光与绿色荧光重合程度高;从脂滴转运到线粒体
(3)在营养匮乏时,溶酶体可降解受损或功能退化的细胞结构释放脂肪酸
①不含有3-MA的无机盐缓冲液;含有3-MA的无机盐缓冲液;细胞中脂滴的数量;②实验组细胞中脂滴的数量少于对照组
(4)脂肪酸无法及时转运到脂滴(或脂肪酸无法及时转运到线粒体)
试卷第1页,共3页
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