【备考2026】高考生物一轮复习资源：第3单元 课时练11 细胞呼吸的原理和应用（课时精练）（学生版）

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选择题1～6题，每小题4分，7～14题，每小题5分，共64分。
一、选择题
1．(2023·天津，1)衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是( )
A．葡萄糖 B．糖原 C．淀粉 D．ATP
2．(2022·重庆，12)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( )
注：箭头表示气流方向。
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
3.(2024·江苏，6)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．有氧呼吸第一个阶段发生在③
D．②③分别是消耗O2、产生CO2的场所
4．(2024·安徽，3)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
5．(2025·广东广信中学检测)研究发现，FCCP能作用于线粒体内膜，使线粒体内膜上释放的能量不变，但不合成ATP；抗霉素A是有氧呼吸第三阶段的抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是( )
A．NAD＋是氧化型辅酶Ⅰ，其还原的场所只有线粒体基质
B．加入FCCP，耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放
C．加入抗霉素A，细胞只能进行无氧呼吸，无法产生NADH
D．加入FCCP后，细胞完成正常生命活动消耗的葡萄糖量增加
6．(2023·山东，4)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
7．(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
8.(2024·廊坊期末)如图为细胞呼吸过程简图，甲、乙方框表示不同呼吸方式，Ⅰ、Ⅱ表示相关生理过程。下列相关分析错误的是( )
A．酵母细胞中发生Ⅰ过程的场所是细胞质基质
B．在紫色洋葱根细胞中甲、乙两种方式均可发生
C．伤口较深时用透气纱布包扎的主要目的是抑制甲
D．乙过程的中间产物可将糖类、脂质等代谢联系起来
9．(2024·黄石调研)细胞呼吸除了能为生物体提供能量外，还是生物体代谢的枢纽，如细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，而非糖物质又可以通过一系列反应转化为葡萄糖。下列有关说法正确的是( )
A．细胞中的物质都可作为细胞呼吸的底物，为生物代谢提供能量
B．脂类物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均不发生改变
C．与燃烧相比，有氧呼吸释放的能量有一部分储存在ATP中
D．在人体细胞中，细胞呼吸的中间产物可能转化为必需氨基酸
10.(2024·宜昌期末)某科学家对青蛙细胞的线粒体内、外膜及其组成成分进行了离心分离，如图所示。下列叙述正确的是( )
A．青蛙细胞进行各项生命活动所需的ATP主要来自线粒体
B．线粒体外膜先破裂是因为外膜上蛋白质的含量比内膜少
C．处理线粒体过程中，可能会出现葡萄糖、核苷酸和氨基酸
D．细胞呼吸产生的ATP均与含F0－F1颗粒的内膜小泡密切相关
11.如图为人体运动强度与血液中乳酸水平和O2消耗速率的关系曲线。下列叙述错误的是( )
A．运动强度从a→d，无氧呼吸的强度越来越强
B．运动强度从a→d，ADP与ATP转化越来越快
C．运动强度从a→d，释放热量的速率越来越大
D．运动强度从a→d，产生CO2的速率越来越大
12．(2022·山东，4)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
13.(2025·孝感期中)如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化情况，下列叙述正确的是( )
A．N点时，该器官的O2吸收量和CO2释放量相等，说明其只进行有氧呼吸
B．M点时，若AB＝BM，则此时有氧呼吸的强度等于无氧呼吸的强度
C．该器官细胞呼吸过程中有非糖物质氧化分解
D．O点时，该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
14.(2024·菏泽二模)抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶COX(复合体Ⅳ)活性的氰化物时，仍能继续进行的呼吸，该过程产生的ATP较少，抗氰呼吸与交替氧化酶(AOX)密切相关，其作用机理如图所示。不能进行抗氰呼吸的植物缺乏AOX。研究发现，生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶。下列相关叙述错误的是( )
A．抗氰呼吸是一种不彻底的氧化分解，因此该过程生成的ATP较少
B．细胞色素氧化酶和交替氧化酶均能催化O2与NADH结合生成水
C．与细胞色素氧化酶相比，交替氧化酶对氰化物的敏感性较低
D．臭崧花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉
二、非选择题
15．(24分)(2024·鄂州质检)葡萄糖是真核细胞能量的主要来源，如图为动物细胞中糖类代谢过程示意图，请回答下列问题：
(1)在细胞质基质中，葡萄糖分解产生__________________(物质)，如果缺氧，丙酮酸将被转化为________________________________________________________________________。
(2)线粒体对多数亲水性物质透性极低，因此在有O2存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入____________，脱羧后与辅酶A(CA)连接，产生________进入TCA循环。
(3)葡萄糖分解和TCA循环产生的__________中含有高能电子，这些电子通过线粒体内膜中的电子传递链，最终传递给________。
(4)线粒体本身遗传信息有限，大多数蛋白由核基因编码，这些蛋白在____________________上合成后运输到线粒体，研究发现它们的转运与氨基端的信号序列有关，这些信号序列基本不含带负电荷的酸性氨基酸，且具有特定构象，其意义是______________________。
(5)ATP合成酶是线粒体内膜上的重要结构，为鉴定ATP合成酶的功能，研究人员进行了线粒体膜重建实验，过程如下，请完成表格。
上述实验结果表明，ATP合成酶的正常功能是附着在线粒体内膜上进行ATP的合成，若是脱离了内膜则无法合成，推测原因是__________________________________________。
16．(12分)(2024·贵州，17)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 d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4 μml·g－1·min－1，O2吸收量为0.2 μml·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)(4分)若水淹3 d后排水，植物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)。
答案精析
1．D [细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D符合题意。]
2．B [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，要注意通气体的管子应该长进短出，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，以免溢出，装置组合是②→③，B正确。]
3．C [有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质，而不是③线粒体基质，C错误。]
4．D [细胞呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，由题意可知，PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，该过程需要多种酶参与，A错误；PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变，但仍有活性，B错误；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；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，使AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，导致细胞中ATP含量增加，从而维持能量供应，D正确。]
5．D [NAD＋是氧化型辅酶Ⅰ，其还原的场所有细胞质基质和线粒体基质，A错误；FCCP作用于线粒体内膜，使线粒体内膜上释放的能量不变，但不合成ATP，也就是说线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，但是第一、二阶段释放的能量可以有一部分储存在ATP中，B错误；抗霉素A是有氧呼吸第三阶段的抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧，有氧呼吸第一阶段反应不受影响，能产生NADH，C错误；加入FCCP后，有氧呼吸第三阶段释放的能量不能用于合成ATP为生命活动供能，所以需要消耗更多的葡萄糖为生命活动供能，D正确。]
6．B [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，说明细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度运输，液泡中H＋浓度高，故正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；如果玉米根部短时间水淹，根部O2含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，因此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，B正确；无氧呼吸第二阶段不产生ATP，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]量与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]量相同，D错误。]
7．D [有氧呼吸的主要场所为线粒体，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；Δsqr中正常线粒体数量减少，导致其有氧呼吸减弱，B正确；与Δsqr相比，WT的正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT有氧呼吸比Δsqr的强，能获取更多的能量，故WT的生长速度比Δsqr快，C正确；无氧呼吸的场所为细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下，WT和Δsqr只进行无氧呼吸产生ATP，两者产生的ATP的量应相同，D错误。]
8．A [图中Ⅰ过程可表示产物为酒精和CO2的无氧呼吸，也可表示有氧呼吸的第一、二阶段，故酵母菌若通过无氧呼吸发生Ⅰ过程，则其场所为细胞质基质，若通过有氧呼吸发生Ⅰ过程，则场所为细胞质基质和线粒体基质，A错误。]
9．C [细胞中，不是所有物质都可作为细胞呼吸的底物，如核糖、脱氧核糖等物质不能作为细胞呼吸的底物，A错误；与糖类相比，脂类物质中O的含量低，而C、H的含量高，且糖类一般只含有C、H、O三种元素，而脂类中不仅含有C、H、O三种元素，有的还含有N、P，故脂类物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均可能发生改变，B错误；与燃烧相比，有氧呼吸释放出的能量大部分以热能的形式散失，小部分储存在ATP中，C正确；人体细胞不能合成必需氨基酸，必须从食物中获取，D错误。]
10．A [线粒体外膜先破坏是因为外膜的面积比内膜小，B错误；线粒体不能直接利用葡萄糖，所以不会出现葡萄糖，C错误；有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，而F0－F1颗粒的内膜小泡上有与有氧呼吸第三阶段有关的酶，所以细胞呼吸产生的ATP不是都与该小泡有关，D错误。]
11．D [人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，有氧呼吸过程中O2的消耗量与CO2的释放量相等，因此运动强度从a→c，产生CO2的速率增大，从c→d，产生CO2的速率不变，D错误。]
12．C [正常生理条件下，只有10%～25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物外，还会追踪到参与其他代谢反应的含碳产物，C错误。]
13．C [N点后，O2吸收量大于CO2释放量，说明呼吸底物不是只有糖，可能还有脂质等物质。脂质在有氧条件下进行氧化分解时，消耗的氧气量大于释放的二氧化碳量，故N点时，该器官的O2吸收量和CO2释放量相等，不能确定其只进行有氧呼吸，A错误，C正确；假设M点时的呼吸底物是糖类物质，AM可表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的总二氧化碳量，BM可表示有氧呼吸释放的二氧化碳量，则AB段可表示无氧呼吸释放的二氧化碳量。M点时，若AB＝BM，则此时有氧呼吸的强度小于无氧呼吸的强度，且实际情况是在M点时的呼吸底物有非糖物质，非糖物质在有氧条件下氧化分解时消耗的氧气量大于产生的二氧化碳量，B错误；据图可知，O点O2浓度为0，此时只有无氧呼吸，无氧呼吸的场所在细胞质基质，D错误。]
14．A [抗氰呼吸也是彻底的氧化分解，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量更多，则合成的ATP就更少，A错误。]
15．(1)丙酮酸、NADH、ATP 乳酸 (2)线粒体基质
乙酰CA (3)NADH O2 (4)细胞质的游离核糖体 有利于其穿过线粒体的双层膜 (5)①渗透作用
②ATP合成酶 ③分离内膜小泡 分离内膜小泡与ATP合成酶颗粒无法在膜两侧形成ATP合成所需的H＋浓度梯度
16．(1)将有机物彻底氧化分解、释放能量、生成大量ATP 乙 (2)O2的含量 3 (3)无氧呼吸积累的乙醇量较少，对细胞毒害较小；0～3 d细胞呼吸产生的能量维持了植物基本的生命活动；有氧呼吸酶活性并未完全丧失
解析 (2)在水淹0～3 d阶段，随着水淹天数的增加，O2含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4 μml·g－1·min－1，O2吸收量为0.2 μml·g－1·min－1，有氧呼吸过程中，葡萄糖的消耗量、O2吸收量和CO2释放量的比例为1∶6∶6，所以有氧呼吸过程中葡萄糖消耗1/30 μml·g－1·min－1；无氧呼吸过程中，葡萄糖的消耗量和CO2释放量的比例为1∶2，无氧呼吸产生0.2 μml·g－1·min－1 CO2，消耗葡萄糖为1/10 μml·g－1·min－1，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。
实验目的
简易操作步骤
分离内膜包裹的基质
利用①____________的原理，使线粒体的外膜先吸水涨破，经离心后取沉淀物
获取内膜小泡
用超声波处理使线粒体破裂，破裂的线粒体内膜能够自封闭成内膜小泡，其上结合有②________
③______
用脲处理使内膜上附着的酶颗粒脱落，将处理后的样品离心后，分别收集沉淀和上清液
鉴定ATP合成酶的功能
加入pH缓冲液，光滑型小泡和ATP合成酶颗粒均不能合成ATP；将分离的酶颗粒与内膜小泡重新结合，小泡具有ATP合成的能力