周测10　细胞呼吸的原理及应用（含解析）高中生物学人教版（2019）必修1

周测10　细胞呼吸的原理及应用
一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·江苏盐城中学高一期末)如图为线粒体结构模式图,①~③表示线粒体的某结构。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.结构①中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
B.结构①的某些部位向内折叠形成嵴,增加了膜面积
C.结构②中含有能催化葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的酶
D.线粒体普遍存在于动、植物细胞中,是细胞的“动力车间”
2.(2024·重庆高一期中)乳酸脱氢酶(LDH)有多种类型,人的心肌细胞中主要是LDH1,催化乳酸转化为丙酮酸,生成的丙酮酸继续进行有氧氧化;骨骼肌细胞中主要是LDH5,缺氧条件下,催化丙酮酸转化为乳酸。下列叙述正确的是 (　　)
A.LDH1为乳酸转化为丙酮酸提供活化能
B.LDH5分布在骨骼肌细胞的线粒体内膜上
C.丙酮酸继续进行有氧氧化会产生大量[H]
D.骨骼肌细胞的CO2可以在细胞质基质和线粒体中产生
3.(2024·宜春高一检测)人体肌纤维分成快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维几乎不含线粒体,与短跑等剧烈运动有关,慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述正确的是 (　　)
A.消耗等量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少
B.快肌纤维无氧呼吸和慢肌纤维有氧呼吸均产生CO2
C.慢肌纤维的线粒体外膜上有转运葡萄糖的载体
D.快肌纤维产生的乳酸由丙酮酸氧化而来
4.关于利用同位素标记法研究动物体细胞有氧呼吸的过程,下列叙述错误的是 (　　)
A.用18O标记葡萄糖,产物H2O中能检测到18O
B.用18O标记氧气,产物中能检测到O和C18O2
C.用14C标记葡萄糖,产物CO2中能检测到放射性
D.用14C标记葡萄糖,在线粒体中能检测到放射性
5.如图为某生物小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式设计的实验装置。下列叙述正确的是 (　　)
A.实验的自变量为温度
B.乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2
C.气泵泵入的气体应先除去O2
D.该实验为对比实验,乙、丙两试管均为实验组
6.某兴趣小组拟采用如图所示的装置对酵母菌的呼吸方式进行探究。下列叙述错误的是 (　　)
A.甲组探究的是酵母菌的无氧呼吸,乙组探究的是酵母菌的有氧呼吸
B.培养液体积、温度等属于无关变量
C.一段时间后,甲、乙注射器活塞均会上移,且上移距离相同
D.一段时间后,取甲培养液的滤液加入含浓硫酸的重铬酸钾溶液,溶液变成灰绿色
7.若向A、B、C、D四支试管中分别加入不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物,经过一定时间的保温后,不产生CO2的试管为 (　　)
A.葡萄糖+细胞膜已破裂的细胞
B.葡萄糖+线粒体
C.丙酮酸+线粒体
D.葡萄糖+细胞质基质,并隔绝空气
8.GA指组织细胞在氧供应充分的条件下进行无氧呼吸的过程,肌肉锻炼时GA的存在有助于大脑保持活力。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.有氧呼吸第二阶段会产生[H],GA第二阶段不产生[H]
B.人体GA结束时,葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中
C.不同运动状态下,肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量
D.肌肉锻炼时GA的存在可能有利于脑细胞有氧呼吸
9.(2024·贵阳高一期末)短跑运动员在百米决赛冲刺过程中,剧烈运动时肌细胞需要消耗大量的能量,同时耗氧量约为安静时的10~20倍。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.剧烈运动时,肌细胞的线粒体直接分解葡萄糖供能
B.剧烈运动时,肌细胞产生CO2的场所只有线粒体
C.剧烈运动时,肌肉细胞会积累大量的ATP
D.剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等
10.如图为细胞呼吸的图解,数字表示生理过程,字母表示物质。下列叙述正确的是 (　　)
A.①②③过程释放的能量大部分用于e的合成
B.图中的b和c表示的是同一种物质
C.人体的骨骼肌细胞会发生图中所有的代谢过程
D.②③过程所需要的酶均位于线粒体基质
11.(2023·济南高一期中)细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH即[H]分解产生的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.线粒体内膜由1层磷脂双分子层参与构成
B.该过程发生在有氧呼吸第三阶段,该过程还生成H2O
C.H+通过质子泵和结构①的跨膜运输方式分别是主动运输和协助扩散
D.结构①可以维持线粒体基质与膜间隙的H+浓度差,保证ATP的顺利合成
12.人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累, 由此引发多种疾病。科研人员进行相关动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图分析,下列说法错误的是 (　　)
A.过程②发生在细胞质基质,该过程无ATP的生成
B.过程④将代谢物X消耗,避免代谢产物的积累,维持体内pH稳定
C.呼吸链受损会导致有氧呼吸异常,代谢物X是乳酸或酒精
D.过程⑤中酶B为过氧化氢酶,催化H2O2的分解,避免H2O2对细胞的毒害
13.如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度的影响。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质
B.2 ℃时光照对番茄果实呼吸的抑制作用比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸强度减弱,可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
14.天南星科植物在开花期,其肉穗状花序会释放大量热量,升高温度,形成所谓“开花生热”现象。“开花生热”发生的原理:使有氧呼吸[H]的氧化过程与ATP的合成过程解偶联,使该过程不能合成ATP。下列相关说法正确的是 (　　)
A.“开花生热”现象发生前后,等量有机物进行有氧呼吸释放的能量相等
B.“开花生热”释放的热量主要来自线粒体基质
C.若不发生“开花生热”,则植物有氧呼吸释放的能量大部分用于合成ATP
D.“开花生热”有利于无机盐等物质从细胞外被吸收进入细胞
15.(2024·重庆十八中高一期中)将新鲜的荔枝放入纸箱中密封保存,第3天将手伸进箱内取果时,会感觉到果实发热,存放时间长了,还可以闻到酒味。下列有关说法错误的是 (　　)
A.纸箱密封会使果实发热,说明无氧呼吸比有氧呼吸释放更多的热能
B.荔枝果实产生酒精的场所是细胞质基质,并且还伴随着CO2的释放
C.纸箱密封性能越好,荔枝细胞呼吸中释放的CO2和吸收O2的差值越大
D.对荔枝进行保鲜时,应将新鲜的荔枝置于低温、低氧且有一定湿度的环境中
16.细胞呼吸的基本过程如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.人体脂肪细胞在线粒体中进行②过程
B.人体骨骼肌细胞进行①③过程会释放少量的能量
C.①④过程中,葡萄糖中的能量大多数会保留在酒精中
D.②③④过程均会产生少量ATP
17.如图表示细胞有氧呼吸某阶段发生的电子传递过程,H+顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作,催化ADP和Pi合成ATP。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.该过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸释放能量最多的阶段
B.NADH代表还原型辅酶Ⅱ,既是能量的载体又是还原性物质
C.A侧面为线粒体基质,B侧面为细胞质基质,H+浓度A侧面>B侧面
D.硝化细菌能进行有氧呼吸,其线粒体上可能存在该电子传递的过程
18.(2024·山东德州第一中学高一月考)某生物兴趣小组向酵母菌培养液中通入不同浓度的O2后,CO2的产生量与O2的消耗量变化趋势如图所示(假设酵母菌的呼吸底物为葡萄糖)。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.O2浓度为a时,呼吸底物(葡萄糖)中的能量大多以热能形式散失
B.O2浓度为b时,酵母菌产生的CO2来自线粒体基质和细胞质基质
C.O2浓度为c时,约有3/5的葡萄糖用于酵母菌细胞的无氧呼吸过程
D.若实验中的酵母菌更换为乳酸菌,则曲线Ⅰ、Ⅱ趋势均不发生改变
19.如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图,以下分析错误的是 (　　)
A.从图甲可知,细胞呼吸最旺盛时的温度是b点对应的温度
B.图乙中曲线Ⅰ表示有氧呼吸,曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C.图乙中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D.图乙中曲线Ⅱ最终趋于平衡,可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
20.下列有关细胞呼吸在生产生活中应用的叙述中,正确的是 (　　)
A.制作酸奶时,应保持适当通气,有利于乳酸菌的繁殖
B.给含有酵母菌的发酵液连续通气,有利于提高产酒量
C.水稻种植中的适时晒田,有利于增强根系的有氧呼吸
D.用透气的消毒纱布包扎伤口,有利于组织细胞的有氧呼吸
二、非选择题(本题包括3小题,共40分。)
21.(12分)金鱼能在严重缺氧环境中生存若干天,肌细胞和其他细胞无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼在缺氧状态下细胞中的部分代谢途径,已知乳酸可在乳酸脱氢酶的作用下生成丙酮酸。请分析回答下列问题:
(1)(2分)物质X是　　　　(填物质名称),元素组成为　　　　。
(2)(2分)过程①~⑤中有ATP生成的是　　　　(填序号),有[H]产生的过程是　　　　(填序号)。
(3)(1分)物质X经过过程②产生酒精,同时还产生　　　　(填物质名称)。
(4)过程①发生的场所是 　,
过程④发生的场所是_______________________________________________________。
(5)(1分)金鱼肌细胞与其他细胞无氧呼吸产物不同的原因是_________________________。
(6)在严重缺氧环境中,金鱼肌细胞将乳酸转化为丙酮酸的意义是__________________
_________________________________________________________________________。
22.(14分)如图1表示樱桃的细胞呼吸过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2是一种利用樱桃测定呼吸速率的密闭装置。请结合图示回答下列问题:
(1)(6分)图1中A和C代表的物质分别是__________________________________、
　　　　　。图中有氧呼吸的完整过程包括　　　　　(填序号),过程④在　　　　　　上进行。
(2)关闭活塞,在适宜温度下30 min后,测得有色液滴向左移动了一定距离,则该移动通常由　　　　　　　　　　　　(填生理过程)引起。
(3)为了___________________________________________________________________,
必须对实验结果进行校正。校正装置的容器和试管中应分别放入　　　　　　、____________。
23.(14分)褐色脂肪组织外观呈褐色,细胞内含有大量的脂肪小滴及高浓度的线粒体。研究发现,脂肪的合成与线粒体直接相关。褐色脂肪组织的功能类似一个产热器,主要通过细胞内脂肪酸的氧化磷酸化分解产热,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)线粒体有内、外两层膜,内膜上的蛋白质含量远高于外膜,原因是内膜上含有大量　　　　　　　　　　　　　　。据图可知,线粒体的呼吸底物是　　　　　,氧化分解脂肪时耗氧量较多的原因是_______________________________________________
_______________________________________________________。
(2)在线粒体中生成的柠檬酸可在　　　　　　中转化为脂肪,脂肪在脂肪细胞中以脂肪小滴的形式存在,推测包裹脂肪小滴的膜结构和线粒体膜结构的差异是____________
________________________________________________。Ca2+在柠檬酸循环中具有重要作用,根据图示推测蛋白N的作用是_______________________________________。
(3)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有UCP-1蛋白,H+可以通过UCP-1蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例　　　　　(填“明显增大”“明显减小”或“不受影响”)。
参考答案及解析
一、选择题(本题包括20小题,每小题3分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.(2024·江苏盐城中学高一期末)如图为线粒体结构模式图,①~③表示线粒体的某结构。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.结构①中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
B.结构①的某些部位向内折叠形成嵴,增加了膜面积
C.结构②中含有能催化葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的酶
D.线粒体普遍存在于动、植物细胞中,是细胞的“动力车间”
答案　C
解析　结构①(线粒体内膜)的基本支架是磷脂双分子层,蛋白质镶嵌、贯穿于磷脂双分子层,磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的,A正确;结构②是线粒体基质,而催化葡萄糖分解为丙酮酸和[H]的酶分布在细胞质基质中,C错误;线粒体普遍存在于动、植物细胞中,是进行有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”,D正确。
题点　线粒体的结构
难度　基础题
2.(2024·重庆高一期中)乳酸脱氢酶(LDH)有多种类型,人的心肌细胞中主要是LDH1,催化乳酸转化为丙酮酸,生成的丙酮酸继续进行有氧氧化;骨骼肌细胞中主要是LDH5,缺氧条件下,催化丙酮酸转化为乳酸。下列叙述正确的是 (　　)
A.LDH1为乳酸转化为丙酮酸提供活化能
B.LDH5分布在骨骼肌细胞的线粒体内膜上
C.丙酮酸继续进行有氧氧化会产生大量[H]
D.骨骼肌细胞的CO2可以在细胞质基质和线粒体中产生
答案　C
解析　酶的作用机理是降低化学反应的活化能,LDH1为乳酸脱氢酶,能降低乳酸转化为丙酮酸所需的活化能,而不能提供活化能,A错误;骨骼肌细胞的LDH5在缺氧条件下催化丙酮酸转化为乳酸,场所在细胞质基质,B错误;丙酮酸继续进行有氧氧化属于有氧呼吸的第二阶段,会产生大量[H],C正确;骨骼肌细胞进行有氧呼吸时,在线粒体产生CO2,无氧呼吸时,在细胞质基质产生乳酸,不会产生CO2,D错误。
题点　有氧呼吸的过程
难度　基础题
3.(2024·宜春高一检测)人体肌纤维分成快肌纤维和慢肌纤维两种,快肌纤维几乎不含线粒体,与短跑等剧烈运动有关,慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述正确的是 (　　)
A.消耗等量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少
B.快肌纤维无氧呼吸和慢肌纤维有氧呼吸均产生CO2
C.慢肌纤维的线粒体外膜上有转运葡萄糖的载体
D.快肌纤维产生的乳酸由丙酮酸氧化而来
答案　A
解析　快肌纤维几乎不含线粒体,主要进行无氧呼吸,所以消耗等量的葡萄糖,快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP少,A正确;快肌纤维无氧呼吸产生乳酸,不产生CO2,B错误;线粒体不能分解葡萄糖,没有转运葡萄糖的载体,C错误;快肌纤维产生的乳酸由丙酮酸还原而来,D错误。
题点　有氧呼吸和无氧呼吸的比较
难度　基础题
4.关于利用同位素标记法研究动物体细胞有氧呼吸的过程,下列叙述错误的是 (　　)
A.用18O标记葡萄糖,产物H2O中能检测到18O
B.用18O标记氧气,产物中能检测到O和C18O2
C.用14C标记葡萄糖,产物CO2中能检测到放射性
D.用14C标记葡萄糖,在线粒体中能检测到放射性
答案　A
解析　用18O标记葡萄糖,在有氧呼吸过程中,葡萄糖中的18O进入CO2,不进入H2O,H2O中的氧来源于O2,因此产物CO2中能检测到18O,产物H2O中不能检测到18O,A错误;O2参与有氧呼吸第三阶段形成H2O的过程,用18O标记O2,产物中能检测到O,O参与有氧呼吸的第二阶段,其场所为线粒体基质,形成产物C18O2,B正确;用14C标记葡萄糖,葡萄糖中的14C进入有氧呼吸产生的CO2中,场所是线粒体基质,故在线粒体中能检测到放射性,C、D正确。
题点　有氧呼吸的过程
难度　中档题
5.如图为某生物小组为探究酵母菌细胞呼吸的方式设计的实验装置。下列叙述正确的是 (　　)
A.实验的自变量为温度
B.乙、丙两试管中液体应煮沸冷却除去O2
C.气泵泵入的气体应先除去O2
D.该实验为对比实验,乙、丙两试管均为实验组
答案　D
解析　该实验的自变量是O2的有无,A错误;乙试管是探究酵母菌有氧呼吸方式的,需要O2,所以不需要除去O2,B错误;气泵泵入的气体含有O2,但应先除去CO2,C错误。
题点　探究酵母菌细胞呼吸的方式
难度　基础题
6.某兴趣小组拟采用如图所示的装置对酵母菌的呼吸方式进行探究。下列叙述错误的是 (　　)
A.甲组探究的是酵母菌的无氧呼吸,乙组探究的是酵母菌的有氧呼吸
B.培养液体积、温度等属于无关变量
C.一段时间后,甲、乙注射器活塞均会上移,且上移距离相同
D.一段时间后,取甲培养液的滤液加入含浓硫酸的重铬酸钾溶液,溶液变成灰绿色
答案　C
解析　由题图可知,甲注射器内没有氧气,而乙注射器内有少许溶解氧,该实验为对比实验,实验中甲组和乙组都是实验组,分别探究的是酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸,A正确;本实验的自变量为有无氧气参与,培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果有影响,需保持相同且适宜,B正确;酵母菌在有氧和无氧条件下均能产生二氧化碳,但是产生速率不同,有氧呼吸产生二氧化碳的速率快,甲注射器内酵母菌进行的是无氧呼吸,而乙注射器内酵母菌进行的是有氧呼吸,因此一段时间后甲、乙注射器活塞均会上移,但上移距离不同,甲的上移距离小于乙的上移距离,C错误;甲培养液中,酵母菌会在无氧条件下产生二氧化碳和酒精,酒精能与酸性重铬酸钾溶液发生化学反应,使溶液变成灰绿色,D正确。
题点　探究酵母菌细胞呼吸的方式
难度　基础题
7.若向A、B、C、D四支试管中分别加入不同的化学物质和活性酵母菌细胞制备物,经过一定时间的保温后,不产生CO2的试管为 (　　)
A.葡萄糖+细胞膜已破裂的细胞
B.葡萄糖+线粒体
C.丙酮酸+线粒体
D.葡萄糖+细胞质基质,并隔绝空气
答案　B
解析　葡萄糖氧化分解产生的丙酮酸进入线粒体进一步反应,即线粒体不能直接利用葡萄糖,B符合题意。
题点　有氧呼吸的过程
难度　基础题
8.GA指组织细胞在氧供应充分的条件下进行无氧呼吸的过程,肌肉锻炼时GA的存在有助于大脑保持活力。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.有氧呼吸第二阶段会产生[H],GA第二阶段不产生[H]
B.人体GA结束时,葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中
C.不同运动状态下,肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量
D.肌肉锻炼时GA的存在可能有利于脑细胞有氧呼吸
答案　B
解析　有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都会产生[H],GA(无氧呼吸)只在第一阶段产生[H],A正确;GA是指组织细胞在氧供应充分的条件下进行无氧呼吸的过程,无氧呼吸时有机物氧化分解不彻底,大部分能量储存在乳酸中,B错误;人有氧呼吸时消耗的O2和释放的CO2相等,无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,C正确;GA有助于保持大脑活力可能是其促进了脑细胞的有氧呼吸,从而产生更多的能量,D正确。
题点　细胞呼吸过程
难度　基础题
9.(2024·贵阳高一期末)短跑运动员在百米决赛冲刺过程中,剧烈运动时肌细胞需要消耗大量的能量,同时耗氧量约为安静时的10~20倍。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.剧烈运动时,肌细胞的线粒体直接分解葡萄糖供能
B.剧烈运动时,肌细胞产生CO2的场所只有线粒体
C.剧烈运动时,肌肉细胞会积累大量的ATP
D.剧烈运动时,骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等
答案　B
解析　线粒体不能直接分解葡萄糖,葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸,丙酮酸进入线粒体中完成有氧呼吸第二、三阶段,A错误;肌细胞产生CO2的场所只有线粒体,即有氧呼吸第二阶段,无氧呼吸不产生CO2,B正确;ATP与ADP的相互转化是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的,ATP不会大量积累,C错误;无氧呼吸时生成ATP的量少于有氧呼吸,剧烈运动时,骨骼肌细胞既进行有氧呼吸,也进行无氧呼吸,因此剧烈运动时骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时只进行有氧呼吸生成ATP的量不相等,D错误。
题点　细胞呼吸过程
难度　基础题
10.如图为细胞呼吸的图解,数字表示生理过程,字母表示物质。下列叙述正确的是 (　　)
A.①②③过程释放的能量大部分用于e的合成
B.图中的b和c表示的是同一种物质
C.人体的骨骼肌细胞会发生图中所有的代谢过程
D.②③过程所需要的酶均位于线粒体基质
答案　B
解析　①②③过程释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分用于合成e(ATP),A错误;图中的b和c表示的都是H2O,B正确;人体的骨骼肌细胞无氧呼吸时产生乳酸,不会发生④过程,C错误;③过程为有氧呼吸第三阶段,所需的酶位于线粒体内膜,D错误。
题点　细胞呼吸过程
难度　基础题
11.(2023·济南高一期中)细胞呼吸过程中,线粒体内膜上的质子泵能将NADH即[H]分解产生的H+转运到膜间隙,使膜间隙中H+浓度增加,大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成,主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.线粒体内膜由1层磷脂双分子层参与构成
B.该过程发生在有氧呼吸第三阶段,该过程还生成H2O
C.H+通过质子泵和结构①的跨膜运输方式分别是主动运输和协助扩散
D.结构①可以维持线粒体基质与膜间隙的H+浓度差,保证ATP的顺利合成
答案　D
解析　磷脂双分子层是膜的基本支架,线粒体内膜由1层磷脂双分子层参与构成,A正确;有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上完成,将前两个阶段产生的[H]与氧结合生成H2O,并释放出大量的能量,B正确;H+通过质子泵从线粒体基质到达膜间隙是由低浓度一侧向高浓度一侧运输,属于主动运输,H+通过结构①从膜间隙向线粒体基质的跨膜运输是由高浓度一侧向低浓度一侧运输,属于协助扩散,C正确;由“大部分H+通过结构①回流至线粒体基质,同时驱动ATP的合成”可知,结构①不利于维持线粒体基质与膜间隙的H+浓度差,D错误。
题点　有氧呼吸的过程
难度　中档题
12.人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累, 由此引发多种疾病。科研人员进行相关动物实验发现,给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液,可发生如图所示的代谢反应,从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图分析,下列说法错误的是 (　　)
A.过程②发生在细胞质基质,该过程无ATP的生成
B.过程④将代谢物X消耗,避免代谢产物的积累,维持体内pH稳定
C.呼吸链受损会导致有氧呼吸异常,代谢物X是乳酸或酒精
D.过程⑤中酶B为过氧化氢酶,催化H2O2的分解,避免H2O2对细胞的毒害
答案　C
解析　过程②表示无氧呼吸的第二阶段,在小鼠细胞中,丙酮酸分解只能产生乳酸,此过程并不能产生ATP,A正确,C错误;X为乳酸,过程④可以将其分解,避免了乳酸的大量积累,维持体内的 pH 稳定, B 正确;酶B可以使H2O2分解为H2O和O2,所以酶B为过氧化氢酶,可以避免H2O2对细胞的毒害作用,D正确。
题点　细胞呼吸过程
难度　中档题
13.如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度的影响。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质
B.2 ℃时光照对番茄果实呼吸的抑制作用比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸强度减弱,可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
答案　B
解析　番茄果实细胞有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质,无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质,A错误;由题图可知,2 ℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸速率差值比15 ℃时大,即2 ℃时光照对番茄果实细胞呼吸的抑制作用更强,B正确;低温条件下呼吸强度较小,但此时黑暗条件下比光照条件下呼吸强度大,所以低温、光照条件下更有利于番茄果实的储存,C错误;低温仅抑制酶的活性,不破坏酶的空间结构,D错误。
题点　影响细胞呼吸的因素
难度　基础题
14.天南星科植物在开花期,其肉穗状花序会释放大量热量,升高温度,形成所谓“开花生热”现象。“开花生热”发生的原理:使有氧呼吸[H]的氧化过程与ATP的合成过程解偶联,使该过程不能合成ATP。下列相关说法正确的是 (　　)
A.“开花生热”现象发生前后,等量有机物进行有氧呼吸释放的能量相等
B.“开花生热”释放的热量主要来自线粒体基质
C.若不发生“开花生热”,则植物有氧呼吸释放的能量大部分用于合成ATP
D.“开花生热”有利于无机盐等物质从细胞外被吸收进入细胞
答案　A
解析　“开花生热”释放的热量主要来自线粒体内膜,B错误;若不发生“开花生热”,植物有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式释放,C错误;无机盐等物质从细胞外被吸收进入细胞,需要消耗细胞有氧呼吸供给的能量,“开花生热”导致产生的ATP减少,所以不利于无机盐等物质从细胞外被吸收进入细胞,D错误。
题点　有氧呼吸的过程
难度　中档题
15.(2024·重庆十八中高一期中)将新鲜的荔枝放入纸箱中密封保存,第3天将手伸进箱内取果时,会感觉到果实发热,存放时间长了,还可以闻到酒味。下列有关说法错误的是 (　　)
A.纸箱密封会使果实发热,说明无氧呼吸比有氧呼吸释放更多的热能
B.荔枝果实产生酒精的场所是细胞质基质,并且还伴随着CO2的释放
C.纸箱密封性能越好,荔枝细胞呼吸中释放的CO2和吸收O2的差值越大
D.对荔枝进行保鲜时,应将新鲜的荔枝置于低温、低氧且有一定湿度的环境中
答案　A
解析　有氧呼吸时释放的热量更多,A错误;荔枝无氧呼吸产生酒精和CO2,发生在细胞质基质,B正确;纸箱密封性能越好,O2含量越低,无氧呼吸速率越高,荔枝细胞呼吸中释放的CO2和吸收O2的差值越大,C正确;将新鲜的荔枝置于零上低温、低氧且有一定湿度的环境中,不仅可以保鲜,而且无氧呼吸速率和有氧呼吸速率均较低,消耗的有机物更少,D正确。
题点　细胞呼吸原理的应用
难度　基础题
16.细胞呼吸的基本过程如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.人体脂肪细胞在线粒体中进行②过程
B.人体骨骼肌细胞进行①③过程会释放少量的能量
C.①④过程中,葡萄糖中的能量大多数会保留在酒精中
D.②③④过程均会产生少量ATP
答案　D
解析　③过程表示生成乳酸的无氧呼吸第二阶段,④过程表示生成酒精的无氧呼吸第二阶段,③④过程不会产生ATP,D错误。
题点　细胞呼吸过程
难度　基础题
17.如图表示细胞有氧呼吸某阶段发生的电子传递过程,H+顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作,催化ADP和Pi合成ATP。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.该过程发生在线粒体内膜,是有氧呼吸释放能量最多的阶段
B.NADH代表还原型辅酶Ⅱ,既是能量的载体又是还原性物质
C.A侧面为线粒体基质,B侧面为细胞质基质,H+浓度A侧面>B侧面
D.硝化细菌能进行有氧呼吸,其线粒体上可能存在该电子传递的过程
答案　A
解析　NADH代表还原型辅酶Ⅰ,B错误；A侧面为线粒体基质,B侧面为线粒体膜间隙,H+顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作,H+浓度B侧面>A侧面,C错误;硝化细菌不含线粒体,但能进行有氧呼吸,推测其细胞膜上可能存在该电子传递的过程,D错误。
题点　有氧呼吸的过程
难度　中档题
18.(2024·山东德州第一中学高一月考)某生物兴趣小组向酵母菌培养液中通入不同浓度的O2后,CO2的产生量与O2的消耗量变化趋势如图所示(假设酵母菌的呼吸底物为葡萄糖)。下列相关叙述正确的是 (　　)
A.O2浓度为a时,呼吸底物(葡萄糖)中的能量大多以热能形式散失
B.O2浓度为b时,酵母菌产生的CO2来自线粒体基质和细胞质基质
C.O2浓度为c时,约有3/5的葡萄糖用于酵母菌细胞的无氧呼吸过程
D.若实验中的酵母菌更换为乳酸菌,则曲线Ⅰ、Ⅱ趋势均不发生改变
答案　B
解析　曲线Ⅰ表示酵母菌细胞呼吸CO2的产生量,曲线Ⅱ表示酵母菌有氧呼吸O2的消耗量,在O2浓度为a时,酵母菌细胞呼吸CO2的产生量大于O2的消耗量,因而可判断此时既存在有氧呼吸,也存在无氧呼吸,酵母菌有氧呼吸过程中释放的能量大部分以热能形式散失,而无氧呼吸消耗的葡萄糖中的能量大多储存在酒精中,A错误;O2浓度为b时,酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质,B正确;O2浓度为c时,酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖约占10/6÷[10/6+(12-10)/2]=5/8,约有1-5/8=3/8的葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸,C错误;乳酸菌只能进行无氧呼吸,其呼吸产物为乳酸,不产生CO2,若实验中的酵母菌更换为乳酸菌,则曲线Ⅰ、Ⅱ走势均会发生改变,D错误。
题点　细胞呼吸的有关计算
难度　中档题
19.如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图,以下分析错误的是 (　　)
A.从图甲可知,细胞呼吸最旺盛时的温度是b点对应的温度
B.图乙中曲线Ⅰ表示有氧呼吸,曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C.图乙中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D.图乙中曲线Ⅱ最终趋于平衡,可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
答案　B
解析　分析图甲可知,b点细胞呼吸的相对速率最高,该点对应的温度是细胞呼吸的最适温度,A正确;分析图乙可知,曲线Ⅰ表示无氧呼吸,曲线Ⅱ表示有氧呼吸,B错误;无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,利用的有机物都主要是葡萄糖,C正确;分析图乙中的曲线Ⅱ可知,当O2浓度达到一定值时,随O2浓度增加,细胞呼吸速率不再增加,此时的限制因素可能是温度或呼吸酶的数量,D正确。
题点　影响细胞呼吸的因素
难度　基础题
20.下列有关细胞呼吸在生产生活中应用的叙述中,正确的是 (　　)
A.制作酸奶时,应保持适当通气,有利于乳酸菌的繁殖
B.给含有酵母菌的发酵液连续通气,有利于提高产酒量
C.水稻种植中的适时晒田,有利于增强根系的有氧呼吸
D.用透气的消毒纱布包扎伤口,有利于组织细胞的有氧呼吸
答案　C
解析　乳酸菌是厌氧菌,因此用乳酸菌制作酸奶时,不需要通气,A错误;酵母菌酿酒是利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的特性,所以不能向发酵罐内连续通气,B错误;稻田定期排水、晒田能够为根细胞提供充足的氧气,有利于增强水稻根系的细胞呼吸,从而促进根对矿质元素的吸收,C正确;选择透气的消毒纱布包扎,可创造有氧环境,从而起到抑制厌氧菌繁殖的作用,D错误。
题点　细胞呼吸原理的应用
难度　基础题
二、非选择题(本题包括3小题,共40分。)
21.(12分)金鱼能在严重缺氧环境中生存若干天,肌细胞和其他细胞无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼在缺氧状态下细胞中的部分代谢途径,已知乳酸可在乳酸脱氢酶的作用下生成丙酮酸。请分析回答下列问题:
(1)(2分)物质X是　　　　(填物质名称),元素组成为　　　　。
(2)(2分)过程①~⑤中有ATP生成的是　　　　(填序号),有[H]产生的过程是　　　　(填序号)。
(3)(1分)物质X经过过程②产生酒精,同时还产生　　　　(填物质名称)。
(4)过程①发生的场所是 　,
过程④发生的场所是_______________________________________________________。
(5)(1分)金鱼肌细胞与其他细胞无氧呼吸产物不同的原因是_________________________。
(6)在严重缺氧环境中,金鱼肌细胞将乳酸转化为丙酮酸的意义是__________________
_________________________________________________________________________。
答案　(1)丙酮酸　C、H、O　(2)①　①③　(3)CO2　(4)细胞质基质　细胞质基质　(5)呼吸酶的种类不同　(6)金鱼的肌细胞将乳酸转化成丙酮酸,再将丙酮酸转化为酒精后可通过鳃血管排出体外,防止酸中毒,以维持细胞正常的代谢
解析　(1)根据无氧呼吸过程可知,过程①表示无氧呼吸的第一阶段,即1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,产生少量[H],所以图示中的物质X是丙酮酸,丙酮酸是葡萄糖分解的产物,其元素组成为C、H、O。(2)分析题图可知,图中过程①为细胞无氧呼吸的第一阶段,该阶段有[H]和ATP生成;过程②为细胞无氧呼吸的第二阶段,没有[H]和ATP生成;过程③为乳酸转化为丙酮酸和[H]的过程,没有ATP生成;过程④是细胞无氧呼吸的第二阶段,没有[H]和ATP生成;过程⑤为乳酸进入肌细胞的过程,没有[H]和ATP生成。综上所述,过程①~⑤中有ATP生成的是①,有[H]产生的过程是①③。(3)物质X是丙酮酸,②表示无氧呼吸的第二阶段,在酶的催化下,将丙酮酸转化为酒精和CO2。(4)过程①(无氧呼吸第一阶段)在细胞质基质中进行,过程④生成乳酸的无氧呼吸第二阶段也在细胞质基质中进行。(5)据图分析,金鱼在不同的细胞中进行无氧呼吸的产物不同,是由于催化反应的呼吸酶的种类不同。(6)金鱼其他细胞无氧呼吸产生乳酸,随着乳酸的积累,体内酸性不断增强,会影响金鱼体内酶的活性进而影响金鱼的生命活动。经过图中的转化过程,乳酸转化成丙酮酸,进而转化成酒精,酒精通过鳃血管排出体外,减少了乳酸的积累,有利于维持细胞的正常代谢。
题点　细胞呼吸过程
难度　基础题
22.(14分)如图1表示樱桃的细胞呼吸过程,A~E表示物质,①~④表示过程。图2是一种利用樱桃测定呼吸速率的密闭装置。请结合图示回答下列问题:
(1)(6分)图1中A和C代表的物质分别是__________________________________、
　　　　　。图中有氧呼吸的完整过程包括　　　　　(填序号),过程④在　　　　　　上进行。
(2)关闭活塞,在适宜温度下30 min后,测得有色液滴向左移动了一定距离,则该移动通常由　　　　　　　　　　　　(填生理过程)引起。
(3)为了___________________________________________________________________,
必须对实验结果进行校正。校正装置的容器和试管中应分别放入　　　　　　、____________。
答案　(1)H2O　[H](或NADH或还原型辅酶Ⅰ)　①③④　线粒体内膜　(2)樱桃的有氧呼吸　(3)排除外界物理因素对实验结果的影响　与实验组等量的消毒的无活力樱桃　与实验组等量(5 mL)的20%NaOH溶液
解析　(1)图中①为细胞呼吸的第一阶段,②是无氧呼吸的第二阶段,产物E是酒精、B是二氧化碳,③是有氧呼吸的第二阶段,A是H2O,C是[H](或NADH或还原型辅酶Ⅰ),④为有氧呼吸的第三阶段,在线粒体内膜上进行,D是氧气。(2)在适宜温度下,装置内的鲜樱桃可进行有氧呼吸,产生的二氧化碳被NaOH溶液吸收,同时会消耗装置内的氧气,因此装置中气体总量减少,有色液滴向左移动,进行无氧呼吸时不消耗氧气,产生的二氧化碳被吸收,瓶内压强不变,所以液滴左移由有氧呼吸引起。(3)外界温度等环境因素也会引起有色液滴的移动,因此为了排除外界物理因素对实验结果的影响,使测得的有色液滴移动数值更准确,必须设计校正装置,容器和试管中应分别放入与实验组等量的消毒的无活力(如加热后冷却)樱桃和与实验组等量(5 mL)的20%NaOH溶液。
题点　细胞呼吸综合
难度　基础题
23.(14分)褐色脂肪组织外观呈褐色,细胞内含有大量的脂肪小滴及高浓度的线粒体。研究发现,脂肪的合成与线粒体直接相关。褐色脂肪组织的功能类似一个产热器,主要通过细胞内脂肪酸的氧化磷酸化分解产热,过程如图所示。请回答下列问题:
(1)线粒体有内、外两层膜,内膜上的蛋白质含量远高于外膜,原因是内膜上含有大量　　　　　　　　　　　　　　。据图可知,线粒体的呼吸底物是　　　　　,氧化分解脂肪时耗氧量较多的原因是_______________________________________________
_______________________________________________________。
(2)在线粒体中生成的柠檬酸可在　　　　　　中转化为脂肪,脂肪在脂肪细胞中以脂肪小滴的形式存在,推测包裹脂肪小滴的膜结构和线粒体膜结构的差异是____________
________________________________________________。Ca2+在柠檬酸循环中具有重要作用,根据图示推测蛋白N的作用是_______________________________________。
(3)科研人员在哺乳动物体内发现了细胞内含有大量线粒体的棕色脂肪组织,其线粒体内膜含有UCP-1蛋白,H+可以通过UCP-1蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成。因此,棕色脂肪细胞被激活时,线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例　　　　　(填“明显增大”“明显减小”或“不受影响”)。
答案　(1)与有氧呼吸有关的酶　丙酮酸　脂肪分子中C、H的比例高,氧化分解时耗氧量大　(2)细胞质基质　包裹脂肪小滴的膜是由单层磷脂分子构成的膜,线粒体膜是由双层磷脂分子构成的膜　将Ca2+运出线粒体,维持线粒体基质中Ca2+浓度的相对稳定　(3)明显增大
解析　(1)线粒体内膜上含有大量与有氧呼吸第三阶段有关的酶,因此内膜上的蛋白质含量远高于外膜;线粒体的呼吸底物是丙酮酸,线粒体中能进行有氧呼吸的第二、三阶段,将丙酮酸彻底氧化分解;脂肪分子中C、H比例高,所以耗氧多,释放的能量多。(2)磷脂分子具有疏水的“尾”部和亲水的“头”部,脂肪细胞内包裹脂肪小滴的膜磷脂分子的亲脂(疏水)一端与脂肪相靠近,因此是单层磷脂分子,线粒体膜为双层磷脂分子;从图中可看出,蛋白N能协助Ca2+运出线粒体,维持线粒体基质中Ca2+浓度的相对稳定。(3)UCP-1蛋白是H+通道蛋白,H+可以通过UCP-1蛋白回流至线粒体基质,减少线粒体内膜上ATP的合成,因此棕色脂肪细胞被激活时,线粒体合成的ATP减少,释放的能量中热能所占比例明显增大。
题点　细胞呼吸综合
难度　中档题