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通用版高考生物学一轮复习
课时突破练12　细胞呼吸
必备知识基础练
一、单项选择题
考点1　细胞呼吸的方式及过程
1.(2025山东1月模拟)膜两侧离子分布不均与很多生命活动有关。比如,有氧呼吸第三阶段,NADH释放的电子在线粒体内膜上传递,可引起线粒体内膜两侧的H+浓度差,该浓度差可驱动ATP的合成。下列说法正确的是(　　)
A.为第三阶段提供电子的NADH全部在线粒体基质中产生
B.有氧呼吸释放的总能量等于转移到ATP中的总能量
C.线粒体内膜两侧存在H+浓度差依赖生物膜的选择透过性
D.有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜处消耗O2产生CO2
2.如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程,a~c表示物质,①~④表示过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生
C.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
D.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,其中c为ATP
3.(2024山东青岛三模)细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列氧化分解释放能量的过程,下图表示真核生物细胞以葡萄糖为底物进行细胞呼吸的图解。下列说法正确的是(　　)
A.糖酵解只发生于真核细胞的无氧呼吸过程中,可以提供少量能量
B.在真核细胞中,丙酮酸只能在线粒体基质中被分解产生CO2
C.三羧酸循环存在于有氧呼吸过程中,该过程不需要水的参与
D.电子传递链在真核细胞中分布于线粒体内膜,消耗O2并产生大量ATP
4.(2023山东)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
5.(2024山东聊城一模)用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸。首先对酵母菌培养液离心处理,然后将获取的酵母菌沉淀破碎并再次离心,把含酵母菌细胞质基质的上清液、只含酵母菌细胞器的沉淀物及未离心处理过的酵母菌培养液分装在甲、乙、丙3支试管内,同时向各试管中加入等量、等浓度的葡萄糖溶液,均供氧充足,一段时间后,得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.图1对应试管甲,其产生的CO2中氧来自葡萄糖和水
B.图2对应试管丙,反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精
C.图3对应试管乙,实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体分解
D.图1和图2对应的试管中消耗等量的葡萄糖释放的能量相等
考点2　探究酵母菌细胞呼吸的方式
6.关于呼吸作用的叙述正确的是(　　)
A.酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体
B.种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C.有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D.通气培养的酵母菌液过滤后,滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
考点3　影响细胞呼吸的因素及应用
7.(2025山东青岛1月期末)《齐民要术》中系统记载了古人在农牧、食品加工与贮藏等方面的经验,其中许多做法都与微生物代谢息息相关。下列说法正确的是(　　)
A.“酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽”,沸止的原因是液体pH和酒精浓度升高
B.“于屋下作荫坑,凿壁为孔”,说明应在低温、干燥、低氧条件下储存果蔬
C.“其洗菜盐水,泻著瓮中,令没菜把即止”,有利于做泡菜时酵母菌的无氧呼吸
D.“锄不厌数,勿以无草而中缀”中“锄”可以促进土壤中的尿素分解菌分解尿素
8.《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。下列叙述错误的是(　　)
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
关键能力提升练
二、不定项选择题
9.(2024山东)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
10.(2025八省联考云南卷改编)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD+/NADH的比值呈正相关。下列说法错误的是(　　)
A.NADH转化为NAD+过程通常伴随O2产生
B.NADH转化成NAD+过程通常伴随磷酸产生
C.科学运动增加NADH相对含量,可以延缓衰老
D.适度寒冷增加NAD+相对含量,可以延缓衰老
三、非选择题
11.(2024贵州)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 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)。
参考答案
1.C　在有氧呼吸过程中,第一阶段葡萄糖分解产生丙酮酸和少量NADH,发生在细胞质基质,第二阶段丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量NADH,发生在线粒体基质,所以为第三阶段提供电子的NADH并非全部在线粒体基质中产生,细胞质基质中也能产生部分NADH,A项错误;有氧呼吸释放的总能量大部分以热能形式散失,只有少部分转移到ATP中,二者不相等,B项错误;线粒体内膜两侧能存在H+浓度差,是因为生物膜对H+具有选择透过性,能控制H+的运输,使得内膜两侧H+分布不均,C项正确;有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜处,O2与前两阶段产生的NADH反应生成水,CO2是在有氧呼吸第二阶段产生的,D项错误。
2.C　②表示无氧呼吸的第二阶段,在细胞质基质中进行;④表示有氧呼吸的第二阶段,在线粒体基质中进行,A项错误;图中物质c为[H],在有氧呼吸、无氧呼吸过程中均产生,B项错误;①④③过程为有氧呼吸的三个阶段,其中物质a、d分别是丙酮酸和O2,图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期,C项正确、D项错误。
3.D　糖酵解为细胞呼吸的第一阶段,可以生成少量ATP,既可以发生在无氧呼吸过程中,也可以发生在有氧呼吸过程中,A项错误;在很多植物细胞中,无氧呼吸的产物是酒精和CO2,即丙酮酸也可以在细胞质基质中被分解成酒精和CO2,B项错误;三羧酸循环是有氧呼吸的第二阶段,该过程需要水的参与,C项错误;电子传递链发生在有氧呼吸的第三阶段,在真核细胞中的场所是线粒体内膜,需要消耗O2并产生大量ATP,D项正确。
4.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;无氧呼吸都只在第一阶段产生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;无氧呼吸都只在第一阶段产生[H],产酒精途径与产乳酸途径消耗的[H]相同,D项错误。
5.C　试管甲含有酵母菌细胞质基质的上清液,可进行无氧呼吸,无氧呼吸产生的CO2中的氧来自葡萄糖,A项错误;试管丙中含有未离心处理过的酵母菌培养液,供氧充足,可进行有氧呼吸,不会产生酒精,B项错误;试管乙只含酵母菌细胞器的沉淀物,对应图3,乙试管葡萄糖无消耗,实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体分解,C项正确;图1代表有氧呼吸,图2代表无氧呼吸,消耗等量的葡萄糖,前者释放的能量多于后者,D项错误。
6.B　酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸均会产生二氧化碳,二氧化碳与溴麝香草酚蓝溶液作用,可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,A项错误;种子萌发时,种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解,可为新器官的发育提供原料和能量,B项正确;有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段,场所是线粒体内膜,C项错误;酸性的重铬酸钾可用于检测酒精,两者反应呈灰绿色,而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸,不产生酒精,故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色,D项错误。
7.D　“酒冷沸止,米有不消者,便是曲势尽”,沸止的原因是随着发酵进行,酒精浓度升高对酵母菌产生毒害作用,同时发酵过程中产生的二氧化碳减少,并不是因为液体pH升高,A项错误;“于屋下作荫坑,凿壁为孔”,荫坑可提供低温条件,凿壁为孔可适当通气,说明应在低温、一定湿度、低氧条件下储存果蔬,而不是干燥条件,干燥会使果蔬失去水分,B项错误;做泡菜时主要利用的是乳酸菌的无氧呼吸,而不是酵母菌,且酵母菌无氧呼吸产生酒精,不是泡菜制作所需的发酵过程,C项错误;“锄不厌数,勿以无草而中缀”中“锄”可以增加土壤透气性,促进土壤中需氧型的尿素分解菌分解尿素,D项正确。
8.B　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,第二阶段也受影响,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。
9.ABD　P点时乙醇脱氢酶活性开始下降,说明自P点开始无氧呼吸减弱,即此时胚突破了种皮的限制,A项正确;Ⅰ阶段的O2快速消耗,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。
10.ABC　有氧呼吸第一、二阶段均会生成NADH,并合成少量ATP,NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的,该阶段NADH转化为NAD+过程通常伴随ATP的生成与O2消耗,ATP的合成消耗磷酸,因此该过程通常伴随磷酸消耗,A、B项错误;根据题意可知Sirt1激活程度与NAD+/NADH的比值呈正相关,增加NADH相对含量时,NAD+/NADH的比值会减小,则Sirt1激活程度就会降低,减缓细胞衰老的作用就会较弱,所以科学运动增加NADH相对含量,不能延缓衰老,C项错误;增加NAD+相对含量时,NAD+/NADH的比值会变大,则Sirt1激活程度就会增加,减缓细胞衰老的作用就会较强,所以适度寒冷增加NAD+相对含量,可以延缓衰老,D项正确。
11.答案 (1)有氧条件下,将葡萄糖彻底氧化分解产生能量　乙
(2)O2的含量　3
(3)无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作用,3 d后排水可以将酒精排除,减轻毒害作用;3 d后排水可以使有氧呼吸增强,增加产能
解析 (1)正常情况下,作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸,有氧呼吸是在氧气充足的情况下,将葡萄糖彻底氧化分解,将能量释放出来。随着水淹天数的增多,乙的活性降低,说明乙是与有氧呼吸有关的酶。(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。CO2释放量为0.4 μmol·g-1· min-1,O2吸收量为0.2 μmol·g-1· min-1,有氧呼吸需要消耗氧气,葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量比值为1∶6∶6,无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比值为1∶2,无氧呼吸产生0.2 μmol·g-1· min-1 CO2,通过计算可得无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。(3)若水淹3 d后排水,植物长势可在一定程度上得到恢复,一方面是排水后氧气含量上升,有氧呼吸增强,产生的能量增多;另一方面,由图可知,第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低,可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度,之后就很难恢复,所以要在水淹3天排水。
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