2024届人教版高考生物一轮复习细胞呼吸作业（多项版）含答案

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第2课　细胞呼吸
[基础练透]
1．(2022·联考二模)细胞呼吸原理广泛应用于日常生活或生产实践中。下列有关采取的措施和对应目的的叙述错误的是(　　)
选项
应用
措施
目的
A
作物栽培
对土壤进行深耕
促进根部的生长和对无机盐的吸收
B
包扎伤口
用透气的纱布敷药包扎
避免伤口细胞缺氧而坏死
C
生产酿酒
初期通气处理
增强代谢，促进菌种繁殖
D
油料种子播种
浅播
为脂类物质分解提供充足氧气
解析：选B。作物栽培，需要对土壤进行深耕，促进根部细胞进行有氧呼吸，促进根部生长和对无机盐的吸收，A正确；用透气的纱布敷药包扎伤口，可增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，从而抑制厌氧菌的大量繁殖，B错误；酿酒是利用酵母菌的呼吸作用，酵母菌是兼性厌氧微生物，在初期通气处理，促进酵母菌进行有氧呼吸，增强代谢，促进菌种繁殖，C正确；油料种子中脂肪含量高，且脂肪碳氢比例高，所以需要浅播种子，为脂类物质分解提供充足氧气，D正确。
2．(2022·莱山区模拟)如图为细胞内葡萄糖分解的过程图，细胞色素c(CytC)是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的多肽。正常情况下，外源性CytC不能通过细胞膜进入细胞，但在缺氧时，细胞膜的通透性增加，外源性CytC便能进入细胞及线粒体内，提高氧的利用率。若给相对缺氧条件下培养的人体肌细胞补充外源性CytC，下列相关分析正确的是(　　)

A．补充外源性CytC会导致细胞质基质中[H]增多
B．CytC在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助
C．进入线粒体的外源性CytC参与②过程中生成CO2的反应
D．进入线粒体的外源性CytC促进②③过程
解析：选B。因为CytC是位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的多肽，即参与有氧呼吸第三阶段，24[H]＋6O2―→12H2O，细胞有氧呼吸增强，而[H]来源于细胞质基质及线粒体基质，所以消耗的[H]增加，细胞质基质的[H]减少，A错误；由于在缺氧时，细胞膜的通透性增加，外源性CytC便能进入细胞及线粒体内，提高氧的利用率，所以CytC在临床上可用于组织细胞缺氧急救的辅助，B正确；进入线粒体的外源性CytC参与②过程中生成水的反应，C错误；进入线粒体的外源性CytC促进②过程，③过程是无氧呼吸过程，发生在细胞质基质，D错误。
3．(2022·广东二模)研究发现，高强度运动时(如快跑、踢足球、打篮球等)肌细胞耗氧量约为安静时的10～20倍，在运动量相同情况下每周约75分钟的高强度运动比长时间慢运动(如步行、慢骑等)更有益健康。若细胞呼吸的底物均为葡萄糖，则有关高强度运动的叙述，正确的是(　　)
A．肌细胞中的肌糖原可直接分解为葡萄糖来供能
B．高强度运动后肌肉酸痛主要是因为丙酮酸积累
C．肌细胞的细胞质基质和线粒体均可产生CO2
D．细胞呼吸过程中产生的[H]，来自反应物中的葡萄糖和水
解析：选D。肌糖原不能直接分解为葡萄糖，必须先产生乳酸，经血液循环到肝脏，可以在肝脏内转变为肝糖原或合成为葡萄糖，A错误；高强度运动时，肌肉细胞有氧呼吸供能不足，会通过无氧呼吸补充能量的供应，而人类无氧呼吸的产物是乳酸，因此肌肉酸痛主要是因为乳酸积累，B错误；肌细胞的细胞质基质进行细胞呼吸的第一阶段，产生丙酮酸和[H]，或进行无氧呼吸产生乳酸，都不产生CO2，线粒体可产生CO2，C错误；细胞呼吸过程中产生的[H]，来自细胞呼吸的第一阶段葡萄糖的分解与有氧呼吸的第二阶段丙酮酸和水的分解，D正确。
4．(2022·湖北省联考)北欧鲫鱼能在冬季结冰的水底生活。研究发现酒精在－80 ℃条件下不会凝固。北欧鲫鱼在缺氧时将乳酸转变为酒精，再将酒精经鱼鳃排到水中，延缓周围水体结冰，还可避免乳酸堆积的问题，大大增加在严酷环境中的存活率。其细胞呼吸过程如图所示：

下列相关叙述错误的是(　　)
A．过程①②③均发生在细胞质基质
B．过程①②③均能产生ATP
C．北欧鲫鱼通过该代谢方式来适应低温缺氧的环境
D．取低温缺氧环境培养北欧鲫鱼的水样，加酸性重铬酸钾，水样出现灰绿色
解析：选B。乳酸发酵和酒精发酵的场所均在细胞质基质，A 正确；③阶段为无氧呼吸的第二阶段，不能产生 ATP, B 错误；北欧鲫鱼在缺氧时将乳酸转变为酒精，再将酒精经鱼鳃排到水中，延缓周围水体结冰，还可避免乳酸堆积的问题，所以北欧鲫鱼通过该代谢方式，适应低温缺氧的环境，C 正确；低温缺氧环境培养北欧鲫鱼无氧呼吸产生酒精，由于水样中含有酒精，加酸性重铬酸钾，水样出现灰绿色，D正确。
5．(2022·泉州模拟)氧化态的TTC呈无色，被NADH还原后呈红色，因此TTC可用于测定种子的活力。将鲜种子经不同处理后沿胚中央切开，用TTC处理后观察胚的颜色，如表。下列有关分析错误的是(　　)
项目
甲组
乙组
丙组
丁组
种子处理方式
晒干
适温的水浸泡8 h
沸腾的水浸泡30 min
不作处理
结果
＋
＋＋＋＋
－
？
注：“＋”表示出现红色，“＋”越多代表颜色越深，“－”表示不出现红色。
A．理论上丁组的实验结果可能为“＋＋＋”
B．丙组未呈现红色，原因是TTC在高温条件下被破坏
C．甲组结果说明晒干的种子可以进行微弱的细胞呼吸
D．实验结果表明水分和温度均能影响胚的细胞呼吸
解析：选B。理论上丁组的实验结果可能为“＋＋＋”，即种子可以进行正常的细胞呼吸，A正确；丙组未呈现红色，原因是种子中的酶在高温条件下被破坏，无法进行细胞呼吸产生NADH，B错误；甲组晒干的种子中出现了少量的红色，说明其产生了少量的NADH，说明晒干的种子可以进行微弱的细胞呼吸，C正确；通过甲、乙、丙、丁四组实验结果对照，表明水分和温度均能影响胚的细胞呼吸，D正确。
6.(2022·葫芦岛二模)某实验小组将小鼠的肝细胞研磨后分离出线粒体和细胞质基质，向三支试管中分别加入等量的细胞质基质、线粒体悬浮液和细胞匀浆(含细胞质基质和线粒体)，再向各试管中加入等量的葡萄糖溶液，在有氧等适宜的条件下培养。一段时间后，各试管中葡萄糖含量的变化如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．b试管中加入的是细胞质基质
B．a试管和c试管中都会释放二氧化碳
C．b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物相同
D．消耗相同质量的葡萄糖时，b试管释放的热量最多
解析：选A。b试管中葡萄糖含量减少较慢，说明加入的是细胞质基质，A正确；a试管中葡萄糖含量没有变化，说明加入的是线粒体悬浮液，葡萄糖在线粒体中不分解，故a试管不会释放二氧化碳，B错误；b试管和c试管中丙酮酸的代谢产物不同，前者无氧呼吸产生乳酸，后者有氧呼吸产生二氧化碳和水，C错误；a试管中不反应，b试管中进行无氧呼吸，c试管中进行有氧呼吸，因此消耗相同质量的葡萄糖时，c试管释放的热量最多，D错误。
7．(多选)将酵母菌细胞的研磨液除去ATP后，分别放入编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的3个锥形瓶中，经不同处理后将瓶口密封，置于20 ℃水浴箱中，处理方案和实验结果如图所示。相关叙述不正确的是(　　)

A．该实验的目的是探究有氧呼吸与无氧呼吸的条件
B．实验装置中红色液滴移动反映出装置内CO2的含量变化
C．Ⅰ、Ⅱ锥形瓶的液滴未移动，说明都发生了无氧呼吸
D．如果Ⅲ锥形瓶中没有CO2吸收剂，结果可能会与Ⅰ、Ⅱ锥形瓶的相同
解析：选ABC。实验的目的是探究酵母菌进行有氧呼吸所需的条件，A错误；由于存在CO2吸收剂，因此实验装置中红色液滴移动能反映出装置内O2的含量变化，B错误；由于Ⅰ、Ⅱ的锥形瓶中没有发生任何现象，故可以通过推断知道Ⅰ、Ⅱ的锥形瓶中没有进行细胞呼吸，C错误；由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2量与吸收的O2量相同，因此如果Ⅲ锥形瓶中没有CO2吸收剂，结果可能会与Ⅰ、Ⅱ锥形瓶的相同，即红色液滴不移动，D正确。
8．甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题：

甲　　　　　　乙

丙
(1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是______，如果呼吸强度不能用CO2的释放量表示，原因是______________________________________________。
(2)图乙中B点释放的CO2来自____________，当氧气浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是____________________________________。
(3)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的____________，图中无氧呼吸强度降为0时，其对应的氧气浓度为____________(填图中字母)。
(4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的氧气浓度是__________。
解析：(1)图甲中，呼吸强度不受氧气浓度影响，只可能是无氧呼吸。若呼吸强度不能以CO2的释放量表示，只可能是该生物的无氧呼吸不产生CO2，分解葡萄糖产生的是乳酸。(2)图乙中B点氧气浓度为零，其CO2来源只有无氧呼吸，而无氧呼吸场所是细胞质基质，当氧气浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是受呼吸酶的数量限制。(3)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，由图可知，YZ为无氧呼吸释放的CO2的量，设为4a，ZX为有氧呼吸释放的CO2的量，设为a，则有氧呼吸消耗的葡萄糖为1/6a，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为2a，则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗的1/6a÷(2a＋1/6a)＝1/13。由图可知，无氧呼吸强度降为0时，其氧气浓度是I点。(4)因为无氧呼吸分解有机物不彻底，细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低时应该是完全无氧呼吸时，即氧浓度为0时。
答案：(1)无氧呼吸　该生物无氧呼吸不产生CO2　(2)无氧呼吸　呼吸酶的数量有限　(3)1/13　I　(4)0
[能力提升]
9．(2022·辽宁模考)细胞内的磷酸果糖激酶(酶P)催化下列反应：果糖-6-磷酸＋ATP→果糖-1，6-二磷酸＋ADP。这是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应。如图为高、低两种ATP浓度下酶P与果糖-6-磷酸浓度的关系。下列叙述正确的是(　　)

A．细胞内酶P催化的反应发生在线粒体中
B．一定范围内，果糖-6-磷酸浓度与酶P活性呈负相关
C．低ATP浓度在一定程度上抑制了酶P的活性
D．酶P活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈调节
解析：选D。由题干可知，磷酸果糖激酶(酶P)催化的反应是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应，而细胞有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，因此细胞内酶P催化的反应发生在细胞质基质中，A错误；由题图可知，一定范围内，果糖-6-磷酸浓度升高，酶P活性升高，二者呈正相关，B错误；由题图可知，相同果糖-6-磷酸浓度下，一定范围内，低ATP浓度下，酶P的活性更高，说明低ATP浓度促进了酶P的活性，C错误；由题图可知，高ATP浓度下，酶P活性随果糖-6-磷酸浓度增大而升高至最大值，比低ATP浓度下增速小，所以酶P活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈调节，D正确。
10．某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率(Ⅰ)、O2消耗速率(Ⅱ)、酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行了相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是(　　)

A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失
B．若改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等
C．若S2∶S3＝2∶1，则S4∶S1＝8∶1时，O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1
D．若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则O～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
解析：选D。t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，即只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；若改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，O～t1产生的CO2＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的CO2量相同，即无氧呼吸产生的酒精量＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量，即有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4，即无氧呼吸产生的CO2＝S1＋S3，又因为酒精量S2＋S3＝CO2＋S1＋S3，所以S1和S2的值始终相等，B正确；由B项可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol CO2，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2，因此O～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比为2∶1，C正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸，酵母菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸和酒精的速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，则O～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。
11．(多选)(2022·日照市一模)他莫昔芬(Tam)是一种治疗乳腺癌的药物，患者长期使用后药效降低。科研人员测定了初次使用Tam乳腺癌患者的癌细胞(细胞系C)和长期使用Tam乳腺癌患者的癌细胞(细胞系R)在不同Tam浓度下的死亡率(图1)，以及细胞系C和细胞系R的氧气消耗速率及葡萄糖摄取速率(图2)。下列相关叙述正确的是(　　)

图1

图2
A．图1结果表明，长期使用Tam的患者癌细胞对Tam产生了抗药性
B．由图2可知，与细胞系C相比，细胞系R的有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱
C．长期服用Tam的患者，同时服用抑制有氧呼吸的药物可以使Tam的效果更好
D．患乳腺癌的大多为女性，由此推测雌激素可能促进乳腺癌细胞生长、抑制其凋亡
解析：选AD。长期使用Tam的患者癌细胞的死亡率下降，说明癌细胞对Tam产生了抗药性，A正确；从图2中可以看出细胞系R的氧气消耗速率降低，说明了其降低了有氧呼吸，增加了无氧呼吸，B错误；根据前面的解答，抗药性的产生是由于无氧呼吸的增强，所以在服用Tam的同时，服用抑制无氧呼吸的药物，抗癌效果更好，C错误；由于患乳腺癌的病人几乎都是女性，女性产生雌激素较多，因此推测雌激素对乳腺癌细胞生长起促进作用，对乳腺癌细胞的凋亡起抑制作用，D正确。
12．(2022·浙江诸暨市模拟)小鼠体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐色脂肪组织(BAT)，二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。研究人员对两类脂肪组织进行了相关研究。
(1)图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图，WAT转化为BAT之后，一方面________数量增加，细胞呼吸产热增加；另一方面______________________，易于分解产热，从而使细胞产热效率提高。

图1
(2)科研人员利用基因工程获得了基因缺陷小鼠(KO)。将野生型小鼠(WT)和基因缺陷小鼠(KO)同时暴露在4 ℃冷环境中进行实验，结果在第6小时KO小鼠全部死亡，而WT小鼠死亡率很低。说明该基因缺陷与小鼠抵御__________环境有关。检测两种小鼠在4 ℃冷环境中体内BAT和WAT的数量，计算其比值(BAT/WAT)，结果如图2，WT组该比值大的原因是______________。

图2
(3)利用分子生物学技术检测BAT细胞发现，KO小鼠的线粒体内膜上的一种物质UCP1显著低于WT小鼠，结合图3推测，UCP1的化学本质是__________，H＋通过UCP1回流时，有助于细胞呼吸释放的能量转化为__________。据此推测KO组小鼠线粒体内ATP产生量________(填“大于”“小于”或“等于”)WT组。

图3
(4)综上研究可知，WT组小鼠适应寒冷环境的方式是____________________。
解析：(1)根据题干信息可知：WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来，BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求；图中BAT内含有许多小的脂肪滴和线粒体，所以从结构和功能相适应的角度分析，WAT转化为BAT之后，产热效率提高的原因一方面是线粒体数量增多，产热增加；另一方面是脂肪滴变多，体积变小，相对面积增大，易于分解产热。(2)分析题意可知，将野生型小鼠(WT)和基因缺陷小鼠(KO)同时暴露在4 ℃冷环境中进行实验，结果在第6小时KO小鼠全部死亡，而WT小鼠死亡率很低，说明该基因缺陷与小鼠抵御寒冷环境有关。结合题意分析图2，寒冷环境中，WT组小鼠体内的WAT转化为BAT，使细胞产热效率提高以抵御寒冷，故WT组BAT/WAT的比值大。(3)分析图3可知，UCP1位于线粒体内膜上，是运输H＋的载体，其化学本质为蛋白质。H＋通过UCP1回流时，有助于细胞呼吸释放的化学能更大比例的转化为热能，同时减少ATP的合成，据此推测KO组小鼠UCP1显著低于WT组小鼠，其线粒体内ATP产生量大于WT组。(4)综上研究可知，WT组小鼠通过促进WAT转化为BAT，促进UCP-1基因的表达，使产热增加，从而使小鼠适应寒冷环境。
答案：(1)线粒体　脂肪滴变多，体积变小，相对面积增大　(2)寒冷　WT组小鼠体内的WAT转化为BAT　(3)蛋白质　热能　大于
(4)通过促进WAT转化为BAT，促进UCP-1基因的表达，使产热增加，从而使小鼠适应寒冷环境