专题5 细胞呼吸的原理和应用-【十年高考】备战2027年高考生物真题分类解析与应试策略（Word版）

专题五　细胞呼吸的原理和应用 扫码获取 本专题 数字资源 考点 2017~2021年 2022年 2023年 2024年 2025年 2026年 合计 15.细胞呼吸的原理 4 3 1 5 8 6 27 16.影响细胞呼吸的因素及其应用 1 1 1 3 1 2 9 17.有关细胞呼吸的实验与探究 0 0 0 1 3 2 6 命题热度 本专题命题热度中等() 课程标准 备考策略 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量 　　近几年高考试题以选择题为主,主要围绕有氧呼吸过程和无氧呼吸过程、呼吸方式的实验探究和影响呼吸作用的因素以及应用等命题,也有对呼吸作用与光合作用的综合性考查。试题旨在考查考生的结构与功能观、物质与能量观等生命观念,以及情境信息题中涉及的呼吸过程的分析与推理、归纳与概括等科学思维。 在高考备考中,考生要结合教材呼吸作用过程图掌握呼吸作用的场所、原料与产物等,结合教材图片分析影响呼吸作用的因素;在做题中注意积累呼吸作用过程中电子传递链的相关知识,构建呼吸作用概念模型。 教学活动:探究酵母菌的呼吸方式 考点15细胞呼吸的原理答案P330　 1.(2026·山东,5,2分,难度★★)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后一段时间内,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,其中的能量大部分存留在乙醇中 2.(2026·山东,16,3分,难度★★★)(多选)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.(2026·广东,9,2分,难度★★)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 4.(2026·安徽,4,3分,难度★)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·陕晋宁青,4,3分,难度★★)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.60 s时,肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B.78.6 s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 6.(2025·北京,2,2分,难度★★)下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 7.(2025·黑吉辽内蒙古,16,3分,难度★★★)(多选)下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,①②③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 8.(2025·山东,4,2分,难度★★)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 9.(2025·江苏,2,2分,难度★★)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 10.(2025·贵州,3,3分,难度★★)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 11.(2025·河南,4,3分,难度★★)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 12.(2025·河北,14,3分,难度★★★)(多选)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 13.(2025·甘肃,3,3分,难度★★)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 14.(2024·江苏,6,2分,难度★★)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.②③分别是消耗O2、产生CO2的场所 15.(2024·福建,9,2分,难度★★)科研人员用CCK-8试剂盒检测化合物M对肝细胞增殖的作用效果。该试剂盒的检测原理:在活细胞线粒体脱氢酶催化产物的介导下,试剂盒中无色的WST-8被还原成橙黄色甲臜,通过检测反应液颜色深浅判定活细胞的相对数量。下列叙述正确的是 (　　) A.WST-8可影响肝细胞线粒体脱氢酶的专一性 B.线粒体脱氢酶参与肝细胞有氧呼吸的第一阶段 C.用该方法对肝细胞增殖情况检测无需控制反应温度 D.若M促进肝细胞增殖能力越强,则反应液颜色越深 16.(2024·广东,5,2分,难度★★)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 17.(2024·重庆,7,3分,难度★★)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在下图所示代谢过程。其中,PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物,进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放,琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力,若环境中存在乳酸,PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是 (　　) A.图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B.图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C.肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D.葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H] 18.(2024·安徽,3,3分,难度★★)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 19.(2023·山东,4,2分,难度★★)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 20.(2022·江苏,15,3分,难度★★★)(多选)下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 21.(2022·广东,10,2分,难度★★)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 22.(2022·海南,10,3分,难度★★)种子萌发过程中,储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物,为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是 (　　) A.种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响 B.种子萌发过程中呼吸作用增强,储藏的有机物的量减少 C.干燥条件下种子不萌发,主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活 D.种子子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪 23.(讲解 2021·广东,9,2分,难度★★★)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料,生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(下图)。下列叙述正确的是 (　　) A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2 C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布 D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 24.(讲解 2021·河北,14,3分,难度★★★)(多选)《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 25.(讲解 2020·山东,2,2分,难度★★)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是 (　　) A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少 26.(讲解 2017·海南,7,2分,难度★)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述,正确的是 (　　) A.分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小 B.若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸 C.适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗 D.利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收O2与释放CO2的摩尔数不同 27.(2026·贵州,17,11分,难度★★★)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NADH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　　　　(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:     　。  考点16影响细胞呼吸的因素及其应用答案P333　 1.(2026·云南,3,3分,难度★★)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 2.(2025·海南,8,3分,难度★★)某团队研究了水淹对植物A根系呼吸作用的影响,结果如图。下列有关叙述正确的是 (　　) A.图中两种酶的催化反应均发生在线粒体中 B.图中水淹时间越长,植物A根系的无氧呼吸速率越慢 C.水淹时,植物A根系的无氧呼吸既产生酒精,又产生乳酸 D.图中酶促反应产生的ATP逐渐增加 3.(讲解 2024·湖北,9,2分,难度★★★)磷酸盐体系(HP/H2P)和碳酸盐体系(HC/H2CO3)是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是 (　　) A.有氧呼吸的终产物在机体内可转变为HC B.细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关 C.缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞 D.过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限 4.(讲解 2024·甘肃,3,3分,难度★★)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 5.(讲解 2023·山东,17,3分,难度★★★)(多选)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 6.(2022·山东,16,3分,难度★★)(多选)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 7.(2021·湖南,12,2分,难度★)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是 (　　) A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 B.农作物种子入库储藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,储藏寿命显著延长 C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用 8.(2026·河北,19,12分,难度★★★★)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,科研人员利用拟南芥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。受到镉胁迫时,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　  　。  9.(2024·贵州,17,10分,难度★★★★)农业生产中,旱粮地低洼处易积水,影响作物根细胞的呼吸作用。据研究,某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关,水淹过程中其活性变化如图所示。 回答下列问题。 (1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,从物质和能量的角度分析,其代谢特点有　;  参与有氧呼吸的酶是　　　　(填“甲”或“乙”)。  (2)在水淹0~3 d阶段,影响呼吸作用强度的主要环境因素是　　　　;水淹第3天时,经检测,作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1,若不考虑乳酸发酵,无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的　　　　倍。  (3)若水淹3 d后排水,植株长势可在一定程度上得到恢复,从代谢角度分析,原因是  　(答出2点即可)。  考点17有关细胞呼吸的实验与探究答案P334　 1.(2026·河南,4,3分,难度★★) 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·陕晋宁青,5,3分,难度★)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 3.(2025·浙江,9,2分,难度★★)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 4.(2025·福建,13,4分,难度★★★)细胞呼吸产生的乳酸等物质的释放会引起胞外环境的酸化。为探究氧浓度对细胞呼吸的影响,科研人员将两组肿瘤细胞在不同氧浓度下短暂培养,在箭头所示的时间点更换新的无机盐缓冲液(不含葡萄糖),并分别添加相应的成分,其中a为足量的葡萄糖,b和c为有氧呼吸某一阶段的抑制剂,检测细胞外的酸化速率,结果如图。下列叙述错误的是 (　　) A.试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂 B.低氧组细胞对足量葡萄糖引发的无氧呼吸更强烈 C.①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸 D.②时间段正常氧组细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖多于低氧组 5.(2025·重庆,13,3分,难度★★★)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(　　) 图1 图2 A.可根据氧气的消耗速率计算产生的ATP总量 B.有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体内膜 C.在t1时,凋亡组产生的乳酸多于坏死组 D.在t3时,凋亡组产生的CO2多于坏死组 6.(2024·山东,16,3分,难度★★★)(多选)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 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题五　细胞呼吸的原理和应用 考点15　细胞呼吸的原理 1.C　本题考查无氧呼吸的过程、场所、物质与能量变化。由题图可知,只有反应①释放CO2,A项正确。无氧呼吸全过程均发生在细胞质基质,反应①②属于无氧呼吸第二阶段,场所均为细胞质基质,B项正确。无氧呼吸仅在第一阶段产生少量ATP,第二阶段反应①和②均不产生ATP,C项错误。水稻根细胞无氧呼吸产物为乙醇和CO2,葡萄糖中的大部分能量储存在乙醇中,仅有少量释放出来,其中少部分转化为ATP中的化学能,大部分以热能散失,D项正确。 2.BC　本题考查酵母菌呼吸方式的判断及气体变化曲线分析。由题图可知,从a到b时,O2的消耗速率与CO2的产生速率比一直是1,但酵母菌是在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中,以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用,故装置中O2浓度逐渐减小,且b点以后既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,因此从a到b时,有氧呼吸速率减小,A项错误。从b到d时,O2逐渐被消耗,无氧呼吸速率增大,B项正确。c时,呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比是3/4。假设O2的消耗速率是3x,则有氧呼吸产生CO2的速率是3x,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率是1/2x;无氧呼吸产生CO2的速率是x,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率是1/2x。有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等,C项正确。d时以后,由于该反应是在恒温密闭发酵罐中进行的,随着底物被消耗,代谢产生的酒精增加,会抑制酵母菌的生命活动,无氧呼吸速率会减小,D项错误。 3.A　本题结合鲫鱼骨骼肌缺氧代谢过程,考查细胞呼吸的过程、场所、产物与酶,以及生命观念、科学思维等学科素养。无论是鲫鱼该缺氧代谢过程还是人体无氧呼吸,第一阶段均为葡萄糖在细胞质基质分解生成丙酮酸与少量[H]、释放少量能量,二者第一阶段反应完全相同,A项符合题意。人体无氧呼吸全程均发生在细胞质基质中,鲫鱼缺氧代谢过程有线粒体参与反应,二者反应场所不完全相同,B项不符合题意。人体细胞无氧呼吸最终产物是乳酸,而鲫鱼该过程最终生成乙醇与CO2,二者最终产物不同,C项不符合题意。二者无氧呼吸第二阶段催化反应的酶种类存在差异,人体含乳酸脱氢酶,鲫鱼含有催化生成乙醛、乙醇的相关酶,催化反应的酶不相同,D项不符合题意。 4.B　本题以真核生物细胞呼吸为核心,从基础性的维度考查有氧呼吸与无氧呼吸的过程、物质与能量变化、场所等内容,主要考查理解能力与生命观念。真核细胞无氧呼吸分为两个阶段:第一阶段是葡萄糖分解为丙酮酸,同时生成少量ATP和NADH;第二阶段是丙酮酸在不同酶作用下转化为酒精和CO2或乳酸,无ATP的生成,A项正确。溴麝香草酚蓝溶液是用来检测CO2的一种指示剂,CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。某些真核生物无氧呼吸产生酒精和CO2(如酵母菌),但某些真核生物无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,B项错误。有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸和水反应生成CO2并产生大量NADH,即NADH主要形成于线粒体基质,C项正确。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,是葡萄糖分解为丙酮酸、产生少量NADH并释放少量能量的过程,故葡萄糖中的大部分化学能储存在丙酮酸中,D项正确。 5.B　本题考查细胞呼吸的类型、能量代谢、ATP的相关知识,以及生命观念、科学思维等学科素养。60 s时,有氧呼吸供能占比不足50%,肌细胞同时进行无氧呼吸,人体骨骼肌无氧呼吸的产物为乳酸,A项正确。78.6 s时有氧呼吸与无氧呼吸供能占比相等,但有氧呼吸分解1 mol葡萄糖释放的能量约为无氧呼吸的14倍,因此此时二者消耗的葡萄糖量不相等,无氧呼吸消耗的葡萄糖更多,B项错误。肌细胞中ATP水解生成的ADP和磷酸可通过呼吸作用重新合成ATP,实现循环利用,C项正确。运动后期供氧增加,有氧呼吸强度提升,促进了线粒体内丙酮酸等反应物的彻底氧化分解,D项正确。 6.C　题图中的部位1为线粒体基质,是有氧呼吸第二阶段的场所,在该阶段丙酮酸与水反应,产生CO2和[H]并释放少量能量,合成少量ATP;部位2为线粒体内膜,是有氧呼吸第三阶段的场所,在该阶段O2与[H]反应,产生水并释放大量能量,合成大量ATP;部位3为线粒体外膜,在该处不会发生细胞呼吸与合成ATP;部位4为细胞质基质,是有氧呼吸第一阶段的场所,该阶段将葡萄糖分解为丙酮酸并释放少量能量,合成少量ATP。综上所述,C项正确。 7.AB　①是细胞呼吸第一阶段,发生在细胞质基质;②是有氧呼吸第二阶段,③是有氧呼吸第三阶段,二者均发生在线粒体,A项正确。③(有氧呼吸第三阶段)中,NADH与O2结合,通过一系列化学反应生成水,B项正确。无氧条件下,③有氧呼吸第三阶段不能进行,②有氧呼吸第二阶段也无法正常进行,①可表示有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段,能正常进行,C项错误。无氧条件下,①产生的NADH参与无氧呼吸第二阶段,该阶段不产生ATP,NADH中的能量转移到酒精或乳酸中,D项错误。 8.B　有氧呼吸的前两个阶段不需要O2作为原料,第三阶段需要O2作为原料,A项错误。有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料,B项正确。无氧呼吸的第一阶段产生NADH,NADH在第二阶段被消耗,C项错误。经过无氧呼吸,葡萄糖分子中的大部分能量仍存留在乳酸或酒精中,D项错误。 9.C　在人体细胞和酵母细胞中,葡萄糖分解成丙酮酸(细胞呼吸第一阶段)的场所都是细胞质基质,A项错误。有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应,不需要O2参与,O2参与第三阶段,B项错误。有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都产生[H]和ATP,后续阶段也有对应物质产生,两种细胞呼吸作用都能产生[H]和ATP,C项正确。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,没有CO2;酵母细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2,D项错误。 10.C　本题主要考查细胞呼吸的相关知识,考查学生的逻辑推理能力。葡萄糖生成丙酮酸是糖酵解阶段,为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程,R848抑制此过程,直接影响无氧呼吸,A项正确。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生成量均减少,B项正确。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项错误。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项正确。 11.B　酶Ⅰ参与有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,该阶段不消耗O2。O2的消耗发生在有氧呼吸第三阶段,其场所是线粒体内膜,该阶段生成的ATP最多,A、C两项错误。酶的活性受温度影响,低温会抑制酶Ⅰ的活性,降低有氧呼吸第二阶段的反应速率,进而影响二氧化碳和NADH的生成速率,B项正确。由题意可知,酶Ⅰ的活性与甜菜根重呈正相关,在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制酶Ⅰ的活性,从而影响有氧呼吸的进行,不利于甜菜块根的生长,会导致甜菜产量降低,D项错误。 12.ACD　有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,产生的[H]可进入线粒体参与后续反应,所以线粒体中的[H]可来自细胞质基质,A项正确。有氧呼吸第二阶段在线粒体基质内进行,该过程发生丙酮酸的分解,突变体线粒体中丙酮酸的含量高于野生型,说明有氧呼吸第二阶段受抑制,B项错误。T蛋白缺失使线粒体内膜受损,线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,故突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻,C项正确。突变体的有氧呼吸因内膜受损等受影响,导致供能不足,且由题图可知,突变体无氧呼吸产物乳酸含量明显升高,说明突变体的无氧呼吸增强,D项正确。 13.C　本题考查细胞呼吸的相关知识,主要考查学生的识记和理解能力。若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率,则此时主要测定有氧呼吸第三阶段的速率,场所是线粒体内膜,需要氧气参与,A、B两项错误。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项正确。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项错误。 14.C　线粒体是有氧呼吸的主要场所,可以分解有机物产生ATP,同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等,需要消耗ATP,A项正确。线粒体外膜和内膜的功能不同,所以其上分布的蛋白质有所不同,B项正确。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,③是线粒体基质,C项错误。②是线粒体内膜,是有氧呼吸第三阶段的发生场所,该过程消耗O2、生成水,③是线粒体基质,是有氧呼吸第二阶段的发生场所,该过程丙酮酸和水反应生成CO2和[H],D项正确。 15.D　酶的专一性主要取决于酶本身的特性,WST-8是线粒体脱氢酶催化的底物,不会影响酶的专一性,A项错误。有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质中,线粒体脱氢酶参与肝细胞有氧呼吸的第二阶段,发生在线粒体基质中,B项错误。线粒体脱氢酶的活性受温度影响,因此检测时需要控制反应温度,否则会影响检测结果,C项错误。若M促进肝细胞增殖能力越强,则肝细胞数量越多,线粒体脱氢酶数量也就越多,被还原的WST-8越多,反应液颜色就越深,D项正确。 16.D　有氧呼吸的主要场所是线粒体,碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸,A项正确。有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体中,线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸强度下降,B项正确。与△sqr相比,WT体内正常线粒体数量更多,有氧条件下,WT能通过有氧呼吸获得更多的能量,生长速度比△sqr快,C项正确。无氧呼吸的场所是细胞质基质,与线粒体无关,所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同,D项错误。 17.D　由题图可知,图中三羧酸循环的代谢反应属于有氧呼吸的第二阶段,该阶段不需要氧,A项错误。由于三羧酸循环属于有氧呼吸的第二阶段,该阶段在线粒体基质中完成,故草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质,B项错误。由题意可知,若环境中存在乳酸,PC酶的活性会被抑制,而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放,琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力。肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量,从而抑制PC酶的活性,减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力,C项错误。图示反应产生[H]的过程有4步,葡萄糖有氧呼吸的第一阶段也产生[H],故葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H],D项正确。 18.D　细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸,包含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,根据酶的名称可判断PFK1的作用对象不是葡萄糖,A项错误。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项错误。当ATP/AMP浓度比较高时,促进ATP与PFK1结合,改变酶活性,抑制细胞呼吸;当ATP/AMP浓度比较低时,会解除酶抑制,促进细胞呼吸。因此,ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节,C项错误。运动时肌细胞消耗ATP增多,细胞中ATP减少,ADP和AMP会增多,从而导致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项正确。 19.B　由题干可知,水淹时液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,可推测正常细胞中H+在液泡中积累,液泡内pH低于细胞质基质,A项错误。玉米根细胞无氧呼吸和有氧呼吸都可产生CO2,因此不能根据CO2的产生判断是否有酒精生成,B项正确。无氧呼吸只在第一阶段产生ATP,因此转换为丙酮酸产酒精途径不会增加ATP的释放,不能缓解能量供应不足,C项错误。无氧呼吸只在第一阶段产生[H],产酒精途径与产乳酸途径消耗的[H]相同,D项错误。 判断细胞呼吸方式的三大依据 20.BC　由题图可知,三羧酸循环是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项错误。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项正确。丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂肪、核酸的代谢相互联系在一起,具有重要地位,C项正确。物质氧化时释放的能量大部分以热能的形式散失,只有少部分储存在ATP中,D项错误。 21.B　由题意可知,TTC(无色)进入活细胞后可被细胞呼吸产生的[H]还原成TTF(红色),细胞呼吸在有光、无光条件下都可以进行,A项错误。有氧呼吸第一、二阶段都可以产生[H],其场所分别为细胞质基质和线粒体基质,因此在细胞质基质中TTC可被[H]还原成TTF,B项正确。保温时间较长时,会有较多的TTC进入活细胞,生成较多的TTF,因此TTF生成量与保温时间有关,C项错误。细胞呼吸产生的[H]越多,则产生的TTF越多,红色越深,D项错误。 22.C　种子的萌发需要一定的环境条件,如适量的水分、适宜的温度和充足的氧气等,A项正确。种子萌发过程中,自由水含量增加,细胞呼吸增强,消耗储藏的淀粉、蛋白质等有机物,导致储藏的有机物的量减少,B项正确。缺少自由水会导致细胞代谢强度非常弱,细胞呼吸产生的能量非常少,不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求,C项错误。脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色,种子子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后,显微镜下观察到橘黄色颗粒,说明该种子含有脂肪,D项正确。 23.D　橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下,与乙醇发生化学反应,变成灰绿色,其具体做法是取甲瓶中的滤液2 mL注入干净的试管中,再向试管中滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液颜色的变化,A项错误。CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中,颜色变化为由蓝变绿再变黄,B项错误。观察线粒体时需要用健那绿染液进行染色,C项错误。乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖量有关,与酵母菌数量无关,D项正确。 24.ACD　荫坑和气调冷藏库均可降低温度,降低酶的活性,同时降低O2浓度,降低细胞呼吸强度,减少有机物和风味物质的分解,A项正确。有氧呼吸中第三阶段受抑制,第一、二阶段也会被抑制,B项错误。低温可以降低细胞质基质和线粒体中呼吸酶的活性,C项正确。乙烯会促进果实的成熟,清除乙烯可延长果蔬保鲜时间,D项正确。 果蔬的保鲜措施及原理 　　从题干中可以看出荫坑和大型封闭式气调冷藏库都会延长果蔬的保鲜时间,而果蔬保鲜的核心原理就是降低果蔬的呼吸消耗,结合影响呼吸的因素、细胞呼吸的过程及乙烯的作用就可以作出正确判断。 25.B　产生等量的ATP时,无氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸消耗的多,A项正确。无氧呼吸的第二阶段丙酮酸转化为乳酸过程中不生成ATP,无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段,B项错误。无氧呼吸过程中丙酮酸被利用生成乳酸发生在细胞质基质中,C项正确。癌细胞主要进行无氧呼吸,其产生NADH的过程仅发生在第一阶段,因此消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少,D项正确。 26.C　与成熟组织细胞相比,分生组织细胞代谢旺盛,呼吸速率大,A项错误。某些植物组织细胞无氧呼吸的产物为乳酸,该过程既不吸收O2也不放出CO2,B项错误。降低氧气浓度,可使有氧呼吸减弱,有机物消耗减少,C项正确。利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收O2与释放CO2的摩尔数相同,D项错误。 关于细胞呼吸的3个易错点 (1)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸,如哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。(2)有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成一定不是乳酸发酵。(3)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行有氧呼吸,如蓝细菌、硝化细菌等,它们的细胞中含有与有氧呼吸相关的酶。 27. (1)第一阶段、第二阶段　细胞质基质、线粒体基质 (2)不是　若ATP下降由NADH脱氢酶合成减少引起,则补充NADH前体物NR后,ATP水平无法回升至正常水平;而实验中IL-6+NR组ATP水平恢复至与对照组相近,说明IL-6是通过降低细胞内NADH含量导致ATP下降的,而非NADH脱氢酶合成减少 (3)将生理状态一致的心肌细胞随机分为三组,甲组不做处理作为空白对照,乙组用IL-6处理,丙组用IL-6处理并抑制PARP1蛋白的合成(或敲低PARP1基因);在相同且适宜的条件下培养相同时间后,分别测定三组心肌细胞中的ATP水平 解析 本题结合炎症因子对心肌细胞能量代谢的调控研究,考查有氧呼吸的过程、酶与底物的作用逻辑及实验设计等知识,以及科学思维、科学探究等学科素养。(1)有氧呼吸分解葡萄糖的过程中,第一阶段在细胞质基质中进行,葡萄糖分解为丙酮酸,同时产生少量NADH;第二阶段在线粒体基质中进行,丙酮酸与水彻底分解为CO2,同时产生大量NADH;第三阶段消耗前两个阶段产生的NADH,与O2结合生成水并释放大量能量,因此产生NADH的阶段为第一阶段和第二阶段。(2)NR是NADH的前体物,补充NR可提升细胞内NADH的含量。若IL-6通过减少NADH脱氢酶的合成导致ATP下降,那么即使补充NR,由于催化反应的酶不足,ATP水平也无法恢复;但实验结果显示,IL-6+NR组的ATP水平回升至正常水平,说明限制ATP合成的因素是NADH的含量不足,而非NADH脱氢酶的合成减少。(3)验证“IL-6通过促进PARP1的合成调控ATP水平”,核心是证明PARP1是IL-6发挥作用的必需介导因子,实验需设置三组:空白对照组、IL-6处理组、IL-6+PARP1抑制组,通过检测ATP水平判断PARP1的介导作用;若丙组ATP水平显著高于乙组并与甲组无显著差异,则可证明推测成立。 考点16　影响细胞呼吸的因素及其应用 1.D　本题考查细胞呼吸原理在果蔬储藏中的应用等知识,以及生命观念、科学思维等学科素养。高湿度环境与果实的湿度差值小,可减少果实水分蒸发,防止果实萎蔫,有利于果实保鲜,A项正确。细胞呼吸依赖呼吸酶的催化,低温能降低呼吸酶等酶的活性,从而降低果实细胞的呼吸速率,减少有机物消耗,B项正确。O2是有氧呼吸第三阶段的反应物,因此O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段,C项正确。有氧呼吸过程中,第二阶段消耗6分子水,第三阶段产生12分子水,产生水的量大于消耗水的量,不需要人工补水,D项错误。 不同实验中酒精浓度与作用的易混点 脂肪鉴定实验用50%酒精洗去浮色,色素提取用无水乙醇,卡诺氏液固定后用95%酒精冲洗,消毒常用70%酒精,需精准区分各实验对应的酒精浓度。 2.C　本题考查无氧呼吸的相关知识,主要考查学生的信息获取和处理能力。乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶均为无氧呼吸所需的酶,无氧呼吸的场所是细胞质基质,因此两种酶的催化反应均发生在细胞质基质中,A项错误。结合题图分析,水淹一定时间内,乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶比活力在增大,说明水淹时间越长,植物A根系的无氧呼吸速率越快,B项错误。结合题图可知,植物A根系呼吸作用过程中涉及乙醇脱氢酶和乳酸脱氢酶,说明水淹时,植物A根系的无氧呼吸既产生酒精,又产生乳酸,C项正确。题图所示的两种酶参与的是无氧呼吸的第二阶段,该阶段没有ATP产生,D项错误。 3.C　有氧呼吸终产物CO2和H2O结合生成H2CO3,H2CO3可解离生成H+和HC,A项正确。细胞呼吸过程中,ADP磷酸化形成ATP,B项正确。HC、HP和H2P通过主动运输进出细胞,H2CO3可分解为CO2和H2O通过自由扩散进出细胞,C项错误。缓冲体系的调节能力是有限的,D项正确。 4.B　大多数营养元素的吸收与植物根系代谢活动密切相关,这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量,浇水过多会使根系缺氧,导致细胞呼吸产生的能量减少,使养分吸收所需的能量不足,A项正确。根系吸收水分属于被动运输,不消耗能量,B项错误。浇水过多使土壤中的氧气含量下降,抑制了根系细胞的有氧呼吸,但促进了无氧呼吸,C项正确。根系细胞的无氧呼吸发生在细胞质基质中,无氧呼吸增强,产生的有害物质含量增加,D项正确。 5.BC　图中甲曲线在横轴O2浓度为0时,曲线数值较高,则不能表示O2吸收量而是表示CO2释放量,A项错误。图中乙曲线表示O2吸收量,当O2浓度为b时,O2吸收量和CO2释放量相同,只进行有氧呼吸,B项正确。O2浓度由0到b的过程中,O2吸收量逐渐增加,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加,C项正确。O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官,因为无氧呼吸会产生酒精,不一定能满足某些生物组织的储存,且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小,据图,此时气体交换相对值CO2为0.6,O2为0.3,其中CO2有0.3是有氧呼吸产生,有0.3是无氧呼吸产生。按有氧C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6,无氧呼吸C6H12O6∶CO2=1∶2,算得C6H12O6的相对消耗量为0.05+0.15=0.2。而无氧呼吸消失点时,O2和CO2的相对值为0.7,算得C6H12O6的相对消耗量为0.12,明显比a点时要低,所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小,D项错误。 6.BCD　与25 ℃时相比,4 ℃时耗氧量增加,有氧呼吸第三阶段增强,故线粒体内膜上的电子传递过程未受阻,A项错误。与25 ℃时相比,短时间4 ℃处理,耗氧量较多,ATP生成量较少,说明4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多,释放的能量较多地用于产热, B、C两项正确。DNP可使H+不经ATP合酶返回线粒体基质中,会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,ATP合成减少, D项正确。 7.B　40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可为种子萌发提供适量的水分、适宜的温度和充足的氧气,A项正确。种子无氧呼吸会消耗大量有机物,应贮藏在适宜氧气浓度条件下,即有氧呼吸较弱且无氧呼吸受抑制的状态,该状态下有机物消耗少,种子寿命长,B项错误。油料作物种子富含脂质,种子萌发需要更多的氧气,因此宜浅播,C项正确。塑料袋中氧气少,可降低柑橘的细胞呼吸速率,同时可减少水分散失,起到保鲜作用,D项正确。 8. (1)一　三 (2)高于　增强 (3)M缺失突变体丙酮酸进入线粒体受阻,需消耗更多谷氨酸维系有氧呼吸的正常运转,导致用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少,因此谷胱甘肽含量显著低于野生型;谷氨酸供能可维持有氧呼吸的能量输出,根生长的能量供应充足,故二者根长无显著差异 (4)更少　M蛋白缺失使丙酮酸无法进入线粒体参与有氧呼吸,ATP生成减少;镉胁迫下突变体中更多谷氨酸用于合成谷胱甘肽结合镉解毒,可进入三羧酸循环供能的谷氨酸进一步减少,有氧呼吸产能下降,ATP生成量不足,根生长受抑制更显著 解析 本题结合线粒体膜上丙酮酸转运蛋白对植物镉耐受性的调控实验,考查有氧呼吸的过程、物质跨膜运输与代谢调控等知识,以及科学思维、科学探究等学科素养。(1)有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行,葡萄糖分解为丙酮酸、[H]并产生少量ATP;第三阶段在线粒体内膜完成,[H]与氧气结合释放大量能量,生成大量ATP,是生成ATP的主要阶段。(2)M蛋白负责将细胞质基质中的丙酮酸转运进入线粒体,M缺失突变体无法正常转运丙酮酸,丙酮酸在细胞质基质中积累,因此含量高于野生型。镉胁迫下野生型通过主动运输排镉,主动运输消耗ATP,因此有氧呼吸强度会增强以提供更多能量。(3)谷氨酸可作为呼吸底物进入三羧酸循环,维系有氧呼吸运转。M缺失突变体丙酮酸供能受阻,会消耗更多谷氨酸维持有氧呼吸,使根的能量供应与野生型相当,故根长无差异;但用于合成谷胱甘肽的谷氨酸原料减少,因此谷胱甘肽含量显著低于野生型。(4)M缺失本身会导致丙酮酸供能途径中断,ATP生成减少;镉胁迫下突变体需动员更多谷氨酸合成谷胱甘肽解毒,可用于呼吸供能的谷氨酸进一步减少,有氧呼吸产能持续下降,因此根细胞中ATP生成量比野生型更少,根生长受抑制更明显,与题图中根长数据一致。 9. (1)将有机物彻底氧化分解,释放能量多、合成的ATP多　乙 (2)氧气含量　3 (3)植物能耐受此时无氧呼吸产生的酒精,细胞呼吸产生的ATP基本能满足生命活动的需求 解析 (1)与无氧呼吸相比,有氧呼吸可将有机物彻底氧化分解,释放能量多,产生的ATP多;在0~3 d内,随水淹天数的增加,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强,故可推知题图中乙酶参与有氧呼吸,甲酶参与无氧呼吸。(2)在水淹0~3 d阶段,随着水淹天数的增加,氧气含量减少,有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强,故影响呼吸作用强度的主要环境因素是氧气含量。当CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1时,只有有氧呼吸需要消耗氧气,因为有氧呼吸中葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量比值为1∶6∶6,所以有氧呼吸葡萄糖消耗量为 μmol·g-1·min-1;无氧呼吸中葡萄糖消耗量和CO2释放量比值为1∶2,因无氧呼吸产生CO2为0.2 μmol·g-1·min-1,故消耗葡萄糖0.1 μmol·g-1·min-1,所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。(3)水淹3 d后排水,若植物能耐受此时植物无氧呼吸积累的酒精,细胞呼吸产生的ATP基本能满足生命活动的需求,则植株长势可在一定程度上得到恢复。 考点17　有关细胞呼吸的实验与探究 1.D　本题结合酵母菌呼吸作用的实验装置,考查细胞呼吸的类型、过程及实验结果分析的知识,以及科学探究与科学思维等学科素养。实验前期小管内留存有氧气,酵母菌可进行有氧呼吸,将葡萄糖彻底氧化分解产生CO2和H2O,A项正确。实验过程中,酵母菌的呼吸速率随底物浓度、氧气含量的变化而改变,产生CO2的速率改变,因此液面高度的变化速率会发生改变;细胞呼吸释放的能量部分以热能形式散失,液体温度也会发生改变,B项正确。实验后期氧气耗尽,酵母菌进行无氧呼吸产生酒精,酒精可与酸性重铬酸钾溶液发生显色反应,由橙色变为灰绿色,C项正确。实验前期酵母菌的有氧呼吸消耗氧气,产生的CO2部分溶于培养液,小管内气体总量减少、气压降低,小管内液面上升、大管内液面下降;后期无氧呼吸持续产生CO2,小管内气体总量增多、气压升高,小管内液面下降、大管内液面上升。由于小管内初始氧气含量有限,大部分葡萄糖通过无氧呼吸分解,最终产生的CO2总量多于有氧呼吸消耗的氧气体积,小管内气体总量大于初始状态,因此实验结束后大管内液面升高,小管内液面降低,D项错误。 2.D　本题考查微生物分离、酶活性测定、还原糖检测及细胞呼吸测定等知识,以及科学探究、科学思维等学科素养。采用稀释涂布平板法检测果实细菌污染时,需将稀释液滴加到培养基表面后再用涂布器均匀涂布,而非滴到涂布器上,A项错误。测定果实淀粉酶活性时,应在淀粉酶的适宜温度下进行酶促反应,4 ℃低温会抑制酶的活性,无法准确测定淀粉酶活性,B项错误。斐林试剂与还原糖反应生成砖红色沉淀需要水浴加热,室温下无法通过测定砖红色沉淀量分析果实糖含量,C项错误。果实进行细胞呼吸消耗O2、释放CO2,探究果实储存状况时,可通过CO2和O2传感器监测密闭环境中二者浓度的变化速率来测定果实的呼吸速率,D项正确。 3.C　本题考查探究酵母菌细胞呼吸方式实验,主要考查学生的实验探究能力。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,而不是无关变量,A项错误。有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解,所以既进行有氧呼吸(产生CO2的场所是线粒体基质),又进行无氧呼吸(产生CO2的场所是细胞质基质);无氧组只进行无氧呼吸,产生CO2的场所是细胞质基质。所以有氧组产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质,无氧组产生CO2的场所是细胞质基质,B项错误。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。所以有氧组和无氧组均能检测到酒精,C项正确。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,所以有氧组产生的CO2量比仅进行有氧呼吸时少,那么有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于6∶2,即3∶1,D项错误。 4.D　本题考查细胞呼吸的相关知识,考查学生的识记图、信息获取与逻辑推理能力。细胞外环境的酸化是由无氧呼吸产生的乳酸导致的,有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同,加入试剂c后,两组细胞外酸化速率急剧降低,降至未加入葡萄糖时的水平,表明无氧呼吸被抑制,试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂,A项正确。细胞外环境的酸化速率反映无氧呼吸产生乳酸的速率。添加足量葡萄糖(a)后,低氧组的酸化速率显著高于正常氧组,说明低氧组无氧呼吸更强烈,B项正确。①时间段正常氧组的酸化速率不为0,说明存在无氧呼吸;同时正常氧环境下,细胞也可进行有氧呼吸。因此,①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸,C项正确。人体细胞无氧呼吸的反应式为C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量,即消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸。酸化速率与乳酸产生速率呈正相关,因此酸化速率越高,消耗的葡萄糖越多。②时间段低氧组的酸化速率高于正常氧组,说明低氧组无氧呼吸消耗的葡萄糖更多,D项错误。 5.A　本题考查呼吸作用与细胞死亡的相关知识,主要考查学生的识记和判断能力。图2中凋亡组的氧气消耗速率在t2、t3时显著高于坏死组,且图1中凋亡组ATP生成速率也更高,说明两者存在关联性。但T细胞是动物细胞,有氧呼吸产生水、二氧化碳、大量ATP,无氧呼吸产生乳酸和少量ATP,在无氧条件下,细胞无氧呼吸也可以产生ATP,因此只根据氧气的消耗速率无法计算产生的ATP总量,A项错误。有氧呼吸第三阶段消耗氧气,场所在线粒体内膜,B项正确。在t1时,凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等,凋亡组ATP生成速率大于坏死组,因此凋亡组无氧呼吸产生的乳酸多于坏死组,C项正确。在t3时,凋亡组氧气消耗速率大于坏死组,因此凋亡组产生的CO2多于坏死组,D项正确。 6.ABD　P点之前耗氧量下降,说明由于种皮的限制,种子内O2量下降,P点之后耗氧量上升,所以P点是种皮被胚根突破的时间点,O2进入种子,A项正确。Ⅰ阶段的O2快速消耗,Ⅱ阶段耗氧量下降,且种皮限制O2进入种子,使子叶的O2供应不足,有氧呼吸受到抑制,B项正确。Ⅲ阶段O2抑制了种子的无氧呼吸,合成乙醇的速率逐渐下降,C项错误。Q处种子无氧呼吸与有氧呼吸被氧化的NADH相等,此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $