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5.3细胞呼吸的原理和应用——2024-2025学年高一生物学人教版（2019）必修一同步训练
一、单选题
1．NADH是细胞呼吸过程中的重要物质。氧气充足条件下，蚕豆叶肉细胞中，NADH参与生成大量ATP的场所是( )
A.细胞质基质 B.线粒体基质 C.线粒体内膜 D.叶绿体类囊体薄膜
2．2023年8月1日，在成都第31届大学生夏季运动会田径女子10000米决赛中，中国选手贵州姑娘夏雨雨夺得冠军，为实现中华民族伟大复兴注入了青春力量。下列叙述错误的是( )
A.细胞呼吸的强度与人体的运动强度密切相关
B.在有氧呼吸过程中水既是产物也是反应物
C.在10000长跑运动中机体主要依靠有氧呼吸提供能量
D.剧烈运动时，骨骼肌细胞产生CO2的场所是细胞质基质
3．要检验绿色植物在呼吸作用过程中放出二氧化碳，以下哪一项实验是必要的( )
A.要用一株叶子多的植物 B.要在黑暗条件下进行
C.把植物淹没在水中 D.用一株幼小植物
4．不同生物的细胞呼吸场所和类型存在一定的差异性。下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A.蓝细菌没有线粒体，但能进行需氧呼吸
B.乳酸菌的细胞呼吸过程只在细胞溶胶进行
C.人体呼吸作用释放的CO2中的氧全部来自葡萄糖
D.酵母菌在有氧和无氧条件下都能将葡萄糖氧化分解
5．肺炎克雷伯菌（Kpn）存在于某些人群的肠道中，可通过细胞呼吸不断产生大量乙醇，引起内源性酒精性肝病。下列叙述正确的是( )
A.Kpn在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇并产生大量ATP
B.Kpn无氧呼吸使有机物中稳定的化学能大部分转化为热能
C.乳酸菌、酵母菌、Kpn都可以引起内源性酒精性肝病
D.高糖饮食可能会加重内源性酒精性肝病患者的病情
6．“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”，患者肺部显影常呈现大片白色。“白肺”患者的血氧饱和度降低，临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等，通过吸氧可缓解相关症状。下列叙述正确的是( )
A.患者部分细胞厌氧呼吸，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
B.患者部分细胞厌氧呼吸产生的乳酸可运至血浆再生成葡萄糖
C.患者吸氧后“白肺”患者肺泡细胞线粒体内的葡萄糖消耗量增加
D.患者细胞需氧呼吸第一、二阶段过程中都有[H]、ATP的产生
7．下图为某同学进行“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验装置图。下列相关叙述正确的是( )
A.甲装置中的澄清石灰水不变混浊
B.可用溴麝香草酚蓝溶液检测甲中是否有酒精产生
C.乙装置中NaOH溶液的作用是吸收酵母菌有氧呼吸产生的CO2
D.甲装置培养液A上可滴加几滴花生油形成油脂层以创造无氧条件
8．下列各项应用中，不是主要利用细胞呼吸原理的是( )
A.贮存种子 B.糖渍、盐渍食品
C.果蔬保鲜 D.用透气的消毒纱布包扎伤口
9．下图表示一植物的非绿色器官在不同的氧浓度下气体交换的相对值的变化，下列有关叙述正确的是( )
A.图中曲线QR区段下降的主要原因是氧气浓度增加，有氧呼吸受抑制
B.Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸
C.若图中的AB段与BC段的距离等长，此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量等于无氧呼吸
D.氧浓度应调节到Q点的对应浓度，更有利于水果的运输
10．“自动酿酒综合征（ABS）”是由肠道微生物紊乱引起的罕见疾病，患者消化道内微生物发酵产生的高浓度酒精能致其酒醉，长期持续会导致肝功能衰竭。下列叙述错误的是( )
A.ABS患者肠道内产酒精微生物比例较高
B.肠道微生物通过无氧呼吸产生酒精
C.肠道内的大多数酒精进入人体骨骼肌细胞被氧化分解成水和CO2
D.减少糖类物质的食用可在一定程度上缓解ABS的病症
11．下列有关实验和其科学史的叙述，正确的是( )
A.观察有丝分裂时，统计视野中各时期的细胞数目，可计算出细胞周期的时长
B.在对照实验中，控制无关变量可以采用“加法原理”或“减法原理”
C.鲁宾和卡门利用放射性同位素标记法，证明了光合作用释放的氧气来自水
D.葡萄糖、酒精均可与酸性重铬酸钾发生颜色反应
12．下列设计的各组实验中可以产生ATP的是( )
A.丙酮酸+人体细胞质基质+充足氧气 B.葡萄糖+人体线粒体基质+无氧
C.丙酮酸+人体细胞质基质+无氧 D.葡萄糖+人体细胞质基质+充足氧气
13．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
14．种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发的实验中，子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性分别对应的细胞内被氧化的NADH的相对值如图所示。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阶段种子内无氧呼吸速率在减小
C.q点种子无氧呼吸和有氧呼吸强度相等
D.乙醇脱氢酶参与无氧呼吸的第二阶段，该过程有ATP的生成
15．所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。下列关于细胞呼吸过程及应用的叙述，正确的是( )
A.选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以抑制厌氧病菌的繁殖
B.种子贮存时，为降低细胞呼吸强度需晒干以除去所有的水分
C.过期酸奶出现“胀袋”现象可能是乳酸菌厌氧呼吸产生气体造成的
D.需氧呼吸第一阶段是糖酵解，将葡萄糖中的大部分化学能转化为热能
二、多选题
16．下图是真核细胞中葡萄糖氧化分解的示意图。下列有关叙述错误的是( )
A.物质甲表示乳酸和CO2
B.①②③④过程所需的酶相同
C.人体细胞内可发生的过程有①②③
D.葡萄糖在线粒体中彻底分解为CO2和H2O
17．下列有关细胞呼吸的应用，正确的是( )
A.提倡有氧运动，避免肌细胞产生大量乳酸
B.创可贴要透气，抑制破伤风杆菌的厌氧呼吸
C.马铃薯块茎应低氧条件贮存，减少厌氧呼吸产生乙醇
D.中耕松土有利于需氧呼吸，促进植物根细胞对土壤中离子的吸收
三、读图填空题
18．为研究K通道开放剂对缺血、缺氧条件下脑细胞凋亡的保护作用机制，研究人员进行了实验。回答下列问题：
(1)有研究发现，脑细胞代谢非常旺盛，耗氧量大，因此缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于___________过程产生ATP，不仅ATP生成量少，也会造成____________在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些信号分子，在这些分子的调控下，细胞出现一系列变化，最终凋亡。
(2)科研人员利用离体培养的神经元进行实验，处理及结果如下图所示。
①本实验乙的处理是培养液中不加入血清，并在无氧条件下培养。丙组加入中所示物质外，其它培养条件与___________(填“甲”或“乙”)组相同。
②由实验结果可知，正常培养条件下，细胞凋亡率____________。乙组结果与甲组结果比较，说明缺血、缺氧能够____________。由实验结果判断，K+通道开放剂能___________缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
19．下列为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置，据图回答下列问题：
（1）图中甲装置探究的呼吸方式是_____________，瓶中10%的NaOH溶液的作用是_____________；图中乙装置探究的呼吸方式是_____________。
（2）甲装置与乙装置中澄清石灰水的浑浊程度高的是_____________组装置，产生酒精的是_____________组装置。
20．细胞的生命活动是需要能量来驱动的。细胞通过呼吸作用分解有机物，释放能量。图为线粒体的电镜照片。回答下列问题：
（1）细胞呼吸可分为_________两种类型。
（2）有氧呼吸在氧的参与下，通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生_________，释放能量。其中有氧呼吸第三阶段释放出大量能量，发生的场所在图中_________（填“①”或“②”）处。
(3)无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量最后保留在_________中。
(4)细胞呼吸不仅能为生物体提供_________,还是生物体代谢的枢纽。
参考答案
1．答案：C
解析：本题主要考查细胞呼吸，考查学生的理解能力。有氧呼吸的第三阶段，NADH参与生成大量ATP，场所是线粒体内膜，C项符合题意。
2．答案：D
解析：A.运动不仅能直接影响细胞呼吸的强度，还能通过提高呼吸系统的功能间接影响细胞呼吸的效率，A正确。B.在有氧呼吸的整个过程中，水既是反应物(在第二阶段作为丙酮酸与水的反应中的一部分)，也是生成物(在第三阶段，通过[H]与氧气的反应生成)，B正确。C.当进行长跑时(比如说5000跑或10000米跑)，此时为需氧运动，此过程中供能的主要方式是有氧呼吸，C正确。D.剧烈运动时，骨骼肌细胞产生CO2的场所是线粒体基质，D错误。故选D。
3．答案：B
解析：由于植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，因此要检验绿色植物在呼吸过程中放出CO2，必须去除光合作用的影响，即在黑暗的条件下进行。故选B。
4．答案：C
解析：A、蓝细菌是原核生物，没有线粒体，但有相关的酶，进行需氧呼吸，A正确;B、乳酸菌进行的是厌氧呼吸，在细胞溶胶中进行，B正确;C、人体只有需氧呼吸能产生CO2,0来自于葡萄糖和水，C错误;D、酵母菌是兼性厌氧型生物，有氧和无氧条件下都能将葡萄糖氧化分解，D正确。故选C。
5．答案：D
解析：A、Kpn在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇并产生少量ATP，A错误；B、Kpn无氧呼吸使有机物中稳定的化学能大部分储存在有机物中，少部分转化为热能，B错误；C、乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生酒精，不能引起内源性酒精性肝病，C错误；D、高糖环境提供了丰富的碳源，促进了无氧呼吸产生乙醇的过程，故高糖饮食可能会加重内源性酒精性肝病患者的病情，D正确。故选D。
6．答案：D
解析：A、患者部分细胞厌氧呼吸，葡萄糖中的能量大部分留在产物乳酸中，A错误；B、患者部分细胞厌氧呼吸产生的乳酸可通过血浆运输到肝脏后再生成葡萄糖，B错误；C、葡萄糖在细胞质基质中反应生成丙酮酸，不会进入线粒体，C错误；D、需氧呼吸第一、二阶段的过程中均有[H]、ATP产生，第三阶段[H]与氧气结合形成水，D正确。故选D。
7．答案：D
解析：A、由题图可知，装置甲探究的是酵母菌的无氧呼吸，酵母菌无氧呼吸也能产生CO2，使澄清石灰水变混浊，A错误；B、溴麝香草酚蓝溶液可用于检测是否有CO2产生，酒精可用酸性重铬酸钾溶液进行检测，B错误；C、乙装置中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，C错误；D、甲装置装培养液A的试管中有少量空气（氧气），因此在培养液A上可滴加几滴花生油形成油脂层以创造无氧条件，使结论更加严谨，D正确。故选D。
8．答案：B
9．答案：B
解析：A、图中曲线QR区段下降的主要原因是O2浓度增加，无氧呼吸受抑制，有氧呼吸较弱，A错误；B、Q点不吸收O2，说明只进行无氧呼吸。P点O2吸收量等于CO2生成量，说明只进行有氧呼吸，B正确；C、若图中的AB段与BC段的距离等长，说明有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，有氧呼吸消耗一分子葡萄糖产生6分子CO2，而无氧呼吸消耗一分子葡萄糖产生两分子CO2，故此时有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是1∶3，C错误；D、图中R点时CO2的释放量表现为最低，则有机物的分解量最少，即呼吸作用最弱，该点O2浓度更有利于蔬菜、水果的运输和储存，D错误。故选B。
10．答案：C
解析：A、由题意知，ABS患者消化道内微生物发酵产生的高浓度酒精能致其酒醉，所以患者肠道内产酒精微生物比例较高，A正确；B、肠道微生物为厌氧型的，肠道微生物通过无氧呼吸产生酒精，B正确；C、人体分解酒精的器官主要是肝脏，C错误；D、呼吸作用最常利用的物质是葡萄糖，所以减少糖类物质的摄入可缓解ABS的病症，D正确。故选C。
11．答案：D
解析：A、观察有丝分裂时，统计视野中各时期的细胞数目，可计算出细胞周期中各个时期占细胞周期总时长的比例，A错误； B、在对照实验中，“加法原理”或“减法原理”用于控制自变量，无关变量控制一致且适宜即可，B错误； C、鲁宾和卡门利用18O标记水和二氧化碳，证明了光合作用释放的氧气来自水，但18O是无放射性的同位素，C错误； D、葡萄糖、酒精具有还原性，均可与酸性重铬酸钾发生颜色反应，D正确。
故选：D。
12．答案：D
解析：A.细胞质基质是有氧呼吸第一阶和无氧呼吸第一阶段的场所，丙酮酸在线粒体中氧化分解，在有充足的氧气条件下进行有氧呼吸产生ATP，故A错误； B.葡萄糖在细胞质基质中氧化分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体基质进行氧化分解释放能量，葡萄糖不能进入线粒体氧化分解，故B错误； C.细胞质基质是有氧呼吸第一阶和无氧呼吸第一阶段的场所，葡萄糖在细胞质基质中氧化分解为丙酮酸，在缺氧的条件下，丙酮酸在细胞质基质进行无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，故C错误； D.细胞质基质是有氧呼吸第一阶和无氧呼吸第一阶段的场所，葡萄糖在细胞质基质中氧化分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体基质进行氧化分解释放能量，产生ATP，故D正确。
13．答案：A
解析：A．抗氰呼吸是彻底的氧化分解，该过程主要以放热为主，产生的ATP含量较少，故A错误
14．答案：A
解析：A、由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；
B、由图可知，Ⅱ阶段种子内乙醇脱氢酶活性增强，说明无氧呼吸速率在增大，B错误；
C、q点之后有氧呼吸增强，但不能说明种子无氧呼吸和有氧呼吸强度相等，C错误；
D、乙醇脱氢酶参与无氧呼吸的第二阶段，无氧呼吸第二阶段不产生ATP,D错误。
故选A。
15．答案：A
解析：A、由于氧气的存在能抑制厌氧病菌的繁殖，所以选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，A正确;B、种子贮存时，为降低细胞呼吸强度需晒干以除去大量的自由水，进而抑制细胞呼吸过程，减少有机物的消耗，延长储存时间，B错误;C、乳酸菌细胞呼吸不产生气体，其无氧呼吸的产物是乳酸，C错误;D、需氧呼吸第一阶段是糖酵解，将葡萄糖中的大部分化学能储存在丙酮酸中，D错误。故选A。
16．答案：ABD
17．答案：ABD
解析：A、人体细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸，积累大量的乳酸，使肌肉产生酸胀乏力的感觉，提倡有氧运动，避免肌细胞产生大量乳酸，A正确；B、由于氧气的存在能抑制厌氧病菌的繁殖，所以选用透气的消毒纱布包扎伤口，可以避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈，B正确；C、马铃薯块茎应低氧条件贮存，减少厌氧呼吸产生乳酸，C错误；D、中耕松土能够增加土壤的通气量，有利于植物的根系进行有氧呼吸，促进植物根细胞对土壤中离子的吸收，D正确。故选ABD。
18．答案：(1)无氧呼吸；乳酸
(2)乙；很低且无明显增长；明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高；部分缓解
解析：（1）动物细胞在缺氧条件下进行无氧呼吸，释放少量能量，合成少量ATP，无氧呼吸的产物是乳酸，故会造成乳酸在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些信号分子，在这些分子的调控下，细胞出现一系列变化，最终凋亡。
（2）①由柱形图可知，甲是对照组，乙丙丁是实验组；乙组表示缺血、缺氧，因此乙培养液中不能加血清，且要在无氧条件下培养；丙、丁组自变量是加入物质不同，除加入图中所示物质外其他属于无关变量，应该与乙组相同。
②由柱形图可知，甲组是正常培养条件，细胞凋亡率低，且随着时间变化无明显增长现象；与甲组对照，乙组凋亡率高，且随着培养时间延长，凋亡率增大，说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高；与乙组对照，丙组钾离子通道开放，细胞凋亡率下降，说明K+通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
19．答案：（1）有氧呼吸；除去或吸收空气中CO2；无氧呼吸
（2）甲；乙
解析：(1)由甲装置连接有气泵或橡皮球可知，甲装置是有氧条件，用于探究有氧呼吸;NaOH能与二氧化碳反应，因此瓶中10%的NaOH溶液用来除去或吸收空气中CO2;乙装置没有注入气体，用于探究无氧呼吸。
(2)同等条件下，有氧呼吸产生的二氧化碳速率大于无氧呼吸，甲装置与乙装置中澄清石灰水的浑浊程度高的是甲:乙装置中无氧气，产生酒精和二氧化碳。
20．答案：(1)有氧呼吸和无氧呼吸
(2)二氧化碳和水;①
(3)酒精或乳酸
(4)能量
解析：（1）根据呼吸作用是否消耗氧气等，可将细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
（2）有氧呼吸在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量：其中有氧呼吸第三阶段释放出大量能量，发生的场所是线粒体内膜，对应图中的①。
（3）无氧呼吸只在第一阶段释放出少量能量，生成沙量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量最后保留在酒精或乳酸中。
（4）细胞呼吸能够分解有机物，产生能量，不仅能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。

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