2026届高考生物学一轮专题复习练习：专题3 第2讲　细胞呼吸 习题及答案解析

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A.丙酮酸转化为酒精或乳酸的过程中不能产生ATP
B.当检测到玉米根细胞中有酒精时，根细胞同时有乳酸生成
C.玉米根细胞的酒精发酵途径和乳酸发酵途径均在细胞质基质中进行
D.酒精发酵能有效延缓酸中毒，使根细胞可以长时间处于缺氧状态
【解析】D 由题干可知，玉米根细胞在缺氧时先进行乳酸发酵，再进行酒精发酵，当检测到酒精时，根细胞有乳酸生成，B正确；根据题干信息可知，乳酸的生成导致细胞质基质pH降低，低pH时，乳酸发酵被抑制，细胞转为酒精发酵，该过程可减缓细胞酸中毒，但酒精对细胞也有毒害作用，不能使根细胞长时间处于缺氧状态，D错误。
2.湖南是水稻生产大省，每年可产生大量的水稻秸秆。某生物兴趣小组利用自制的水稻秸秆纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌来验证其可生产生物燃料乙醇（如下图）。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液以便检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由黄色变成蓝色，表明酵母菌已产生了CO2
C.仅根据该实验结果不能完全确定酵母菌细胞呼吸的方式
D.实验中增加初始酵母菌数量可以提高乙醇最大产量
【解析】C 应在充分反应后（葡萄糖消耗完），从甲瓶中取适量滤液，加入重铬酸钾以便检测乙醇生成，因为葡萄糖也能与酸性的重铬酸钾发生反应，且浓硫酸会杀死酵母菌，A错误；乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄，表明酵母菌已产生了CO2，B错误；用对比实验法（有氧条件和无氧条件）可以探究酵母菌的呼吸类型，仅根据该实验结果不能完全确定酵母菌细胞呼吸的方式，C正确；由于培养液中葡萄糖的含量一定，因此增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D错误。
3.（2024·湖南师大附中月考）某科研小组为探究高压静电场对黄瓜植株呼吸强度的影响，将植株分成3组，A、B组分别将植株每天置于50 kV/m、100 kV/m的高压静电场下培养1小时，其他时间放在无高压静电场的条件下贮藏，C组是对照组。A、B、C 3组的温度控制在0 ℃，实验结果如图所示。下列分析错误的是( )
A.呼吸强度可通过黑暗时植株CO2释放速率来表示
B.随着贮藏时间的推移，A、B、C组黄瓜植株呼吸强度都在变化
C.将温度提高10 ℃，3组植株的呼吸强度可能都会增大
D.随着高压静电场强度增大，植株的呼吸强度不断减弱
【解析】D 黑暗时植株只进行呼吸作用吸收O2，消耗有机物，释放CO2，呼吸强度可通过黑暗时植株CO2释放速率来表示，A正确；由题干信息可知，A、B、C 3组的温度控制在0 ℃，将温度提高10 ℃，与细胞呼吸有关的酶活性会升高，3组植株的呼吸强度可能都会增大，C正确；由题图分析可知：在0～6 d，无高压静电呼吸强度最大，而50 kV/m呼吸强度弱于100 kV/m的呼吸强度，D错误。
4.某实验小组以小麦耐旱品种Lngchun16和不耐旱品种98SN146的种子为材料进行相关实验，播种后，待幼苗长到7 d龄时，洗净根部，吸干表面水分，移入相同浓度的PEG溶液中进行根部干旱胁迫处理，温度、光照等条件相同且适宜，所得结果如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.在小麦叶肉细胞进行呼吸作用的过程中，线粒体基质中不能消耗水
B.由图可知，植物体的含水量可影响呼吸速率，不会影响光合速率
C.在上述实验时间内，Lngchun16的总呼吸速率的变化与相对含水量的变化趋势相似
D.随PEG溶液浓度的升高，耐旱小麦品种的总呼吸速率高于不耐旱品种的
【解析】C 有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，丙酮酸和水生成CO2和[H]，显然线粒体基质中消耗水，A错误；由实验结果可知，植物体的含水量可影响呼吸速率，水作为光合作用的原料，含水量的变化应该会影响光合速率，B错误；由实验结果可知，随着干旱胁迫时间的变化，Lngchun16的总呼吸速率的变化与相对含水量的变化趋势相似，C正确；本实验的自变量为用相同浓度的PEG溶液处理不同时间，无法推测不同浓度PEG溶液的相关实验结果，D错误。
5.将一些苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的O2时，其O2的消耗量和CO2的产生量如表所示。若细胞呼吸的底物都是葡萄糖，则下列叙述错误的是( )
A.O2浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行
B.O2浓度为c时，苹果产生酒精的速率为0.6 ml·min-1
C.O2浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵
D.O2浓度为b时，较适宜苹果的储藏
【解析】C O2浓度为a时，苹果的细胞呼吸为无氧呼吸，只在细胞质基质中进行，A正确；O2浓度为c时，无氧呼吸产生CO2的速率为1.3－0.7＝0.6 ml·min-1，所以苹果产生酒精的速率为0.6 ml·min-1，B正确；O2浓度为d时，有氧呼吸每分钟产生的CO2的量为1.2 ml，所以有氧呼吸每分钟消耗葡萄糖的量为0.2 ml，无氧呼吸每分钟产生的CO2的量为0.4 ml，所以无氧呼吸每分钟消耗葡萄糖的量为0.2 ml，故消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精发酵，C错误；由表可知，O2浓度为b时，呼吸作用强度最低，此浓度较适合苹果的储藏，D正确。
6.为研究影响豌豆幼苗细胞线粒体耗氧速率的因素，按图示顺序依次向测定仪中加入线粒体及相应物质，测定氧气浓度的变化，结果如图。下列分析正确的是( )
注：图中呼吸底物是指在呼吸过程中被氧化的物质。
A.加入的呼吸底物是葡萄糖
B.过程①没有进行有氧呼吸第三阶段
C.过程②比①耗氧速率低
D.过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足
【解析】D 线粒体中进行氧化分解的物质是丙酮酸，因此图中加入的呼吸底物是丙酮酸，A错误；由题图曲线可知，加入线粒体后，①过程氧气浓度略有下降，说明在线粒体中进行了有氧呼吸的第三阶段，消耗了氧气，B错误；据图示可知，过程②加入ADP后，耗氧速率明显增加，C错误；过程④氧气浓度降低的速率较慢，但加入ADP后，过程⑤氧气浓度的下降速率加快，说明过程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足，D正确。
7.MTT法是一种检测细胞是否存活的方法。其检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能将外源性淡黄色的MTT染料还原为蓝紫色结晶并沉积在细胞中，而死细胞无此功能。下列相关叙述错误的是( )
A.在一定细胞数范围内，检测MTT结晶的量可间接反映活细胞数量
B.MTT与台盼蓝检测细胞是否存活的原理不同
C.MTT法还能用于检测细胞的代谢强度
D.MTT法能够检测哺乳动物成熟红细胞是否存活
【解析】D MTT结晶是在线粒体中的琥珀酸脱氢酶的催化下产生的，因此MTT结晶的量一般可间接反映活细胞的数量，A正确；MTT检测的原理是酶催化产生有色物质，而台盼蓝检测细胞活性的原理是膜的选择透过性，显然二者检测的原理不同，B正确；MTT结晶是在线粒体中的琥珀酸脱氢酶的催化下产生的，因此MTT结晶的量可以反映线粒体中琥珀酸脱氢酶的数量及活性，从而反映细胞代谢的强度，C正确；哺乳动物成熟红细胞没有线粒体，故无法用MTT法检测其是否存活，D错误。
二、不定项选择题
8.（2024·湖南师大附中月考）目前科学家较为认可的衰老机制是线粒体学说。该学说的内容是：在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤，还能启动一系列的信号转导途径，促进细胞衰老；线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降，导致ATP生成减少，细胞能量代谢功能下降，从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用，科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述正确的是( )
A.线粒体产生的氧自由基可间接导致细胞中水分减少、细胞核体积增大
B.在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中没有发生信息交流
C.线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关，ATP合成酶只存在于线粒体中
D.推测雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体，发挥其抗细胞衰老的作用
【解析】AD 由题意可知，在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基能间接促进细胞衰老，而细胞中水分减少、细胞核体积增大都是细胞衰老的特点，A正确；由题意可知，在衰老过程中，线粒体产生的大量氧自由基能启动一系列的信号转导途径，促进细胞衰老，说明在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老的过程中会发生信息交流，B错误；线粒体合成ATP的能力与呼吸酶复合物的活性有关，细胞质基质中也含有ATP合成酶，C错误；由题意推测，许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体，雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体，从而发挥其抗细胞衰老的作用，D正确。
9.下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述不正确的是( )
A.三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2
B.生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系
C.乙酰CA在代谢途径中具有重要地位
D.物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失
【解析】A 由题图分析可知，三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗O2，A错误。
10.图甲为某单子叶植物种子萌发过程中干重的变化曲线，图乙为萌发过程中O2吸收量和CO2释放量的变化曲线。据图分析，可以得出的结论是( )
A.种子萌发干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物
B.初期以无氧呼吸为主
C.A点时萌发的种子开始进行光合作用
D.图乙两条曲线相交时，有氧呼吸与无氧呼吸速率相等
【解析】AB 种子萌发过程中不能进行光合作用，只进行呼吸作用消耗有机物，故干重减少的原因主要是呼吸作用分解有机物，A正确；图乙中，种子萌发初期，产生的CO2量明显大于消耗的O2量，说明种子萌发初期以无氧呼吸为主，B正确；萌发形成的幼苗刚开始进行光合作用时，由于光合速率小于呼吸速率，所以干重仍然减少，随着光合速率的增加，A点之后光合速率大于呼吸速率，植株干重增加，故A点时光合速率等于呼吸速率，C错误；图乙两条曲线相交时，表明吸收的O2量等于呼吸产生的CO2量，说明两曲线相交时无氧呼吸被完全抑制，此时只进行有氧呼吸，D错误。
三、非选择题
11.（2024·湖南高三质检）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 （填物质），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合酶是线粒体内膜上的重要结构，为鉴定ATP合酶的功能，研究人员进行了线粒体膜重建实验，过程如下，请完成下表。
上述实验结果表明，ATP合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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】(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)渗透作用 ATP合酶 分离内膜小泡 分离内膜小泡与ATP合酶颗粒无法在膜两侧形成ATP合成所需的H＋浓度梯度
12.（2024·雅礼中学月考）蓝细菌旧名为蓝藻或蓝绿藻，是能进行产氧性光合作用的大型单细胞原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH（呼吸过程中产生的[H]）和丙酮酸等中间代谢物。回答下列问题：
(1)蓝细菌光合作用与呼吸作用的控制中心为 ，光合作用与呼吸作用的场所与黑藻 （填“相同”或“不同”）。
(2)蓝细菌可通过D－乳酸脱氢酶(Ldh)，利用NADH将丙酮酸还原为D－乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D－乳酸产量，但结果并不理想，究其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)蓝细菌存在一种只产生ATP、不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D－乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如下表。
注：数据单位为pmlOD730。
由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段 （填“被抑制”“被促进”或“不受影响”），光反应中的水光解 （填“被抑制”“被促进”或“不受影响”）。研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D－乳酸，请根据表中数据推断可能的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________（至少写出2个原因）。
【答案】(1)拟核 不同 (2)细胞质中的NADH被大量用于有氧呼吸产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH (3)被抑制
不受影响 光合作用产生了更多ATP；有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH
【解析】(1)蓝细菌是原核生物，其进行光合作用与呼吸作用等代谢活动的控制中心是拟核；它进行光合作用与呼吸作用的场所主要是细胞质，而黑藻光合作用的场所是叶绿体，有氧呼吸的场所主要是线粒体，两者不同。(2)有氧呼吸第三阶段是前两个阶段产生的NADH与氧结合形成水，同时释放大量能量，因此蓝细菌细胞质中的NADH被大量用于有氧呼吸作用产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。(3)与初始蓝细菌相比，工程菌K的NADH较高，说明有氧呼吸第三阶段被抑制；与初始蓝细菌相比，工程菌K的NADPH含量相同，说明光反应中的水光解不受影响。工程菌K强化了只产生ATP但不参与水光解的光合作用途径，能使更多NADH用于生成D－乳酸，把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L，光合作用产生了更多ATP，为各项生命活动提供能量，有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH，工程菌L就能利用NADH将丙酮酸还原为D－乳酸，能积累更多的D－乳酸。
O2浓度/%
a
b
c
d
e
CO2产生量/(ml·min-1)
1.2
1.0
1.3
1.6
3.0
O2的消耗量/(ml·min-1)
0
0.5
0.7
1.2
3.0
实验目的
简易操作步骤
分离内膜包裹的基质
利用 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

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合酶的功能
加入pH缓冲液，光滑型小泡和ATP合酶颗粒均不能合成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
菌株
ATP
NADH
NADPH
初始蓝细菌
626
32
49
工程菌K
829
62
49