内容正文:
课时 巩固提高
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1.(2026·江苏南通模拟)丙酮酸脱氢酶(PDH)在线粒体中参与催化丙酮酸彻底氧化分解。下列关于PDH的叙述,正确的是 ( )
A.化学元素组成为C、H、O
B.是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体
C.在真核细胞中的加工场所是内质网和高尔基体
D.在真核细胞中既参与有氧呼吸又参与无氧呼吸
B
解析:蛋白质的元素组成一般是C、H、O、N等,有的还有S等元素,A错误;丙酮酸脱氢酶的化学本质是蛋白质,是由多个氨基酸通过肽键连接而成的多聚体,B正确;丙酮酸脱氢酶属于胞内蛋白,在真核细胞中不需要内质网和高尔基体加工,C错误;丙酮酸脱氢酶在线粒体中参与催化丙酮酸彻底氧化分解,故在真核细胞中只参与有氧呼吸而不参与无氧呼吸,D错误。
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2.(2026·河南洛阳模拟)线粒体内膜上存在线粒体内丙酮酸载体(MPC),丙酮酸借助该载体蛋白能逆浓度梯度进入线粒体基质。下列说法错误的是 ( )
A.MPC运输丙酮酸的方式为主动运输
B.MPC在运输丙酮酸的过程中,空间结构会发生变化
C.葡萄糖不能直接进入线粒体,需先在细胞质基质中分解成CO2和丙酮酸
D.抑制MPC的功能,可能会促进动物细胞产生乳酸
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解析:丙酮酸逆浓度梯度进入线粒体基质需要载体和能量,属于主动运输,A正确;载体蛋白在运输物质时会发生构象改变,MPC运输丙酮酸时空间结构会发生变化,B正确;葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸,CO2在线粒体中产生,C错误;抑制MPC的功能会阻碍丙酮酸进入线粒体,可能导致动物细胞无氧呼吸增强,乳酸生成增加,D正确。
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3.(2026·河北石家庄模拟)哺乳动物细胞的有氧呼吸需要依赖电子传递链完成,细胞色素c氧化酶(COX)是电子传递链的末端酶,可以将呼吸底物的电子传递给O2,下列推测不合理的是 ( )
A.COX是含氮有机物
B.COX位于线粒体内膜上
C.COX能催化[H]生成
D.COX缺乏症患者乳酸产生量增加
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解析:酶的化学本质大多数是蛋白质,少数是RNA,蛋白质和RNA都含有氮元素,所以COX作为一种酶,是含氮有机物,A正确;有氧呼吸电子传递链发生在线粒体内膜,COX是电子传递链的末端酶,所以COX位于线粒体内膜上,B正确;[H]是有氧呼吸第一、二阶段的产物,而 COX 是电子传递链(有氧呼吸第三阶段)的末端酶,不能催化[H]生成,C错误;COX 缺乏症患者,有氧呼吸电子传递链受阻,细胞会更多地进行无氧呼吸产生乳酸,导致血液乳酸含量增加,D正确。
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4.有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式,坚持耐力性运动训练,肌细胞中线粒体数量会出现适应性变化。下列叙述正确的是 ( )
A.肌细胞进行有氧呼吸时,葡萄糖进入线粒体内氧化分解形成二氧化碳和水
B.若肌细胞进行呼吸作用消耗1 mol 氧气,产生的二氧化碳可能大于1 mol
C.耐力性运动时肝、脑成为主要的产热器官,通过呼吸作用释放大量的热量
D.每周坚持耐力性运动会使线粒体数量适当增多,对预防肥胖有一定的效果
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解析:葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸后,丙酮酸进入线粒体进一步氧化分解为二氧化碳和水,而葡萄糖不能直接进入线粒体,A错误;肌细胞进行有氧呼吸时,消耗1 mol氧气的同时会产生1 mol二氧化碳,进行无氧呼吸则不会产生二氧化碳(只产生乳酸),因此,二氧化碳总量不可能超过1 mol,B错误;耐力性运动时,骨骼肌是主要的产热器官,C错误;耐力性运动需要有氧呼吸大量供能,线粒体数量适当增多可提高能量供应效率,促进脂肪分解,从而预防肥胖,D正确。
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5.(2026·湖北黄冈模拟)水淹胁迫下,某植物经糖酵解过程(细胞呼吸第一阶段)分解葡萄糖产生丙酮酸,丙酮酸可以进一步转化成乙醇或乳酸以响应水淹胁迫。下列叙述正确的是 ( )
A.葡萄糖分解生成丙酮酸的过程只能在无氧条件下进行
B.在水淹胁迫下该植物细胞产生乙醇或乳酸的场所相同
C.长时间水淹会导致糖酵解过程产生的[H]在细胞中积累
D.无氧呼吸过程中,有机物中的能量大部分以热能形式散失
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解析:葡萄糖分解生成丙酮酸的过程为细胞呼吸的第一阶段,有氧呼吸和无氧呼吸均能进行,A错误;在水淹胁迫下该植物细胞产生乙醇的场所是细胞质基质,产生乳酸的场所也是细胞质基质,B正确;糖酵解过程产生的[H]在无氧条件下与丙酮酸反应生成乙醇或乳酸,不会在细胞中积累,C错误;无氧呼吸时葡萄糖分子中的能量大部分留在酒精或乳酸中,D错误。
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6.氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)不仅参与细胞呼吸,也可作为反应物通过DNA修复酶参与DNA修复。研究发现,提高小鼠体内的eNAMPT(合成NAD+的关键酶)含量可逆转小鼠身体机能的衰老。下列说法正确的是 ( )
A.细胞质基质和线粒体基质中均可利用NAD+合成NADH
B.NAD+在有氧呼吸第三阶段被消耗,同时生成大量ATP
C.eNAMPT能提供合成氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)所需的活化能
D.增加细胞内eNAMPT的数量可加快小鼠细胞的衰老进程
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解析:NAD+可参与有氧呼吸第一、二阶段的反应,生成NADH,第一阶段场所是细胞质基质,第二阶段场所是线粒体基质,A正确;第三阶段为前两个阶段产生的[H]经过一系列的化学反应与氧结合形成水,同时释放出大量的能量,其中[H]指NADH,B错误;据题意可知eNAMPT是一种酶,酶的作用原理是降低化学反应所需要的活化能,不能提供活化能,C错误;据题意可知,提高eNAMPT(合成NAD+的关键酶)的含量可逆转小鼠身体机能的衰老,因此细胞内eNAMPT数量的增加可减缓小鼠细胞的衰老进程,D错误。
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7.(2026·安徽合肥模拟)某种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,下列叙述错误的是 ( )
A.真核细胞发生途径一须具备线粒体结构
B.途径二和途径三的存在,提升了酵母菌对
环境的适应力
C.途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇、少量ATP和热能中
D.酵母菌酿酒过程中,葡萄糖转化为乙醇所需的酶存在于细胞质基质和线粒体
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解析:途径一是有氧呼吸,真核细胞中,有
氧呼吸的第二、三阶段在线粒体中进行,
所以真核细胞发生途径一须具备线粒体
结构,A正确;途径二是无氧条件酸性环境
下的无氧呼吸,途径三是无氧条件碱性环境下的无氧呼吸,不同环境下有不同的呼吸途径,提升了酵母菌对环境的适应力,B正确;途径二是无氧呼吸,葡萄糖中的能量一部分转移到乙醇中,一部分用于合成少量ATP,还有一部分以热能形式散失,C正确;酵母菌酿酒过程中,葡萄糖转化为乙醇是无氧呼吸,无氧呼吸的场所是细胞质基质,所需的酶存在于细胞质基质中,D错误。
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8.(2026·安徽芜湖模拟)如图是线粒体的部分结构及有氧呼吸某阶段简化示意图。下列分析错误的是( )
A.图中的膜结构是线粒体内膜
B.还原剂NADH是一种电子供体
C.H+从基质到膜间隙的运输方式为协助扩散
D.图中物质A是ADP和Pi
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解析:图示的膜上消耗氧气形成了水,表示有
氧呼吸的第三阶段,为线粒体内膜,由题图可
知,还原剂NADH能够提供电子,是一种电子供
体,A、B正确;当H+从膜间隙运输到线粒体基
质的同时,在ATP合成酶的催化下,合成ATP,说明该运输过程是不消耗能量的协助扩散,即膜间隙中的H+浓度大于线粒体基质,故图中H+从线粒体基质到膜间隙的运输,为逆浓度梯度的主动运输,C错误;合成ATP需要ADP和Pi参与,故物质A是ADP和Pi,D正确。
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9.(2026·江西南昌模拟)在厌氧胁迫下,玉米根细胞中乙醇脱氢酶(ADH)催化乙醇合成,乳酸脱氢酶(LDH)催化乳酸合成,两者的活性随处理时间变化的情况如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.ADH基因和LDH基因在玉米植株的体细胞中
普遍存在
B.ADH和LDH均在细胞质基质中发挥作用
C.厌氧胁迫下,乙醇和乳酸可在线粒体中彻底氧化分解
D.厌氧胁迫下,玉米根细胞产生乙醇的速率大于产生乳酸的
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解析:ADH基因和LDH基因在玉米植株的体细胞中普遍存在,在根细胞中选择性表达,A正确;ADH催化乙醇合成,LDH催化乳酸合成,这两个过程均发生在细胞质基质中,B正确;乙醇和乳酸是无氧呼吸的产物,不能进入线粒体中彻底氧化分解,C错误;依据题图可知,随着处理时间的延长,ADH的活性比LDH的活性更高,玉米根细胞产生乙醇的速率大于产生乳酸的,D正确。
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10.(2026·安徽合肥模拟)如图表示人体细胞中谷氨酸的部分代谢途径,其中TCA循环(三羧酸循环)表示有氧代谢途径。下列叙述错误的是 ( )
A.谷氨酸为人体的非必需氨基酸,可以作为能源物质
B.谷氨酸转变成谷胱甘肽属于化合反应,需要消耗ATP
C.TCA循环产生的NADH可与O2结合生成H2O
D.α-酮戊二酸经TCA循环在线粒体和细胞质基质中产生CO2
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解析:谷氨酸属于非必需氨基酸,可以作为能源物质来缓解脂肪分解供能的不足,A正确;谷氨酸转变成谷胱甘肽(三肽)属于化合反应,需消耗ATP,B正确;TCA循环为有氧呼吸的第二阶段,发生于线粒体中,TCA循环产生的NADH可与O2结合生成H2O,C正确;α-酮戊二酸经TCA循环产生CO2的过程发生在线粒体基质中,D错误。
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11.(2026·山东烟台模拟)线粒体外膜含有亲水性的通道蛋白,分子量小于
1 000的物质可以自由通过,线粒体内膜通透性较小。葡萄糖通过糖酵解产生的丙酮酸可以进入线粒体基质,经一系列反应产生NADH。NADH分解产生的电子通过线粒体内膜上的蛋白质传递给O2并生成水,电子传递过程会驱动H+的逆浓度运输,其过程如图所示。
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(1)糖酵解进行的场所是 ,其产物除丙酮酸外,还有______。
解析:糖酵解过程是葡萄糖生成丙酮酸的过程,该过程为有氧呼吸第一阶
段,场所是细胞质基质,其产物除丙酮酸外还有NADH。
(2)缺氧条件下,糖酵解产生的丙酮酸难以进入线粒体,原因是___________
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___________________。
解析:由题图可知,在缺氧条件下,电子传递受到抑制,内膜两侧不能形成H+浓度差,丙酮酸无法借助H+浓度梯度进入线粒体。
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细胞质基质
NADH
缺氧条件下电子传递受到抑制,内膜两侧不能形成H+浓度差,丙酮酸无法借助H+浓度梯度进入线粒体
(3)丙酮酸在线粒体内通过一系列反应产生NADH和 。糖类中稳定的化学能最终转变为 。
解析:丙酮酸与H2O反应生成NADH和CO2,同时释放少量能量,该过程是有氧呼吸第二阶段,发生的场所是线粒体基质。最终糖类中稳定的化学能转变为ATP中活跃的化学能和热能。
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CO2
ATP中活跃的化学能和热能
(4)植物细胞线粒体内膜上存在交替氧化酶(AOX)呼吸途径,它可以直接将电子传递给氧气生成水而不伴随跨膜H+浓度梯度的产生。在低温条件下,细胞主要进行AOX呼吸途径,其意义是__________________________
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解析:AOX呼吸途径能直接将电子传递给氧气,生成水而不伴随跨膜H+浓度梯度的产生,为细胞节省能量。在低温条件下,细胞主要进行AOX呼吸途径,其意义是通过AOX呼吸途径细胞不产生ATP,释放大量的热能,有利于植物适应低温环境。
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通过AOX呼吸途径细胞不产生ATP,而释放大量的热能,有利于植物适应低温环境
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