2023届高考生物二轮复习细胞呼吸作业含答案 (2)

这是一份2023届高考生物二轮复习细胞呼吸作业含答案 (2)，共31页。
专题5　细胞呼吸 A组
简单情境
1.高强度运动(2022广东二模,3)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 min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
答案　D　肌糖原不能直接分解为葡萄糖,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,因此高强度运动后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中能进行细胞呼吸的第一阶段产生丙酮酸和[H],不产生CO2,线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段可产生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。
复杂情境
2.肌酸激酶(2022茂名二模,13)短道速滑运动员在比赛前常会到缺氧的高原进行训练,以期提高运动成绩。如表为某女子短道速滑运动员在高原训练前后机体某些检测数据的变化情况:

最大摄
氧量/(L /min)
运动后血液中
乳酸含量/(mmol/L)
血清肌酸
激酶/(U/L)
高原训练前
2.67
12.3
163.2
高原训练后
2.88
8.2
309.2
注:肌酸激酶,催化磷酸肌酸形成ATP,存在于细胞质基质和线粒体中。
据表分析,下列说法正确的是(　　)
A.高原训练过程中所需的能量主要由乳酸分解产生
B.高原训练时丙酮酸不彻底氧化分解会导致[H]积累
C.缺氧可能会增加细胞膜通透性从而使血清肌酸激酶含量增加
D.高原训练时运动员骨骼肌产生的CO2可由无氧呼吸产生
答案　C　高原训练过程中的能量主要由有氧呼吸产生的ATP提供,而不是乳酸分解产生,A错误;无氧呼吸时,第一阶段产生的丙酮酸在第二阶段与[H]反应,所以[H]不会积累,B错误;由表可知,高原训练会使血清肌酸激酶含量增加,而肌酸激酶存在于细胞质基质和线粒体中,因此缺氧可能会增加细胞膜的通透性,使肌酸激酶转移到血清中,C正确;人体无氧呼吸只产生乳酸,不产生CO2,D错误。
复杂陌生情境
3.低氧环境(2022华附、省实、广雅、深中联考,13)高原鼠兔对高原低氧环境有很强的适应性。高原鼠兔细胞中部分糖代谢途径如图所示,骨骼肌和肝细胞中相关指标的数据如表所示。下列说法正确的是(　　)


LDH相对表达量
PC相对表达量
乳酸含量(mmol/L)
骨骼肌细胞
0.64
0
0.9
肝细胞
0.87
0.75
1.45
A.高原鼠兔骨骼肌消耗的能量来自丙酮酸生成乳酸的过程
B.肝细胞LDH相对表达量增加有助于乳酸转化为葡萄糖和糖原
C.低氧环境中高原鼠兔成熟红细胞吸收葡萄糖消耗无氧呼吸产生的ATP
D.高原鼠兔血清中PC含量异常增高的原因是骨骼肌细胞受损
答案　B　无氧呼吸的第二阶段不释放能量,所以高原鼠兔骨骼肌消耗的能量不会来自丙酮酸生成乳酸的过程,A错误;据图可知肝细胞LDH相对表达量增加,有助于乳酸转化为葡萄糖和糖原,B正确;高原鼠兔成熟红细胞通过协助扩散吸收葡萄糖,不消耗ATP,C错误;高原鼠兔骨骼肌细胞中不产生PC,血清中PC含量异常增高的原因可能是肝细胞受损,D错误。

专题5　细胞呼吸 B组
情境应用
简单情境
1.癌细胞的呼吸(2022衡阳师范祁东附中高考模拟卷二,16)(不定项)研究表明,有氧情况下,癌细胞用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍,但产生的ATP总量却无明显差异,二者产生的CO2的量有较大差异。下列说法错误的是(　　)
A.有氧条件下,癌细胞分解葡萄糖的场所是细胞质基质和线粒体,且产生的CO2量多于正常细胞
B.将肝癌细胞产生的CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中,可根据溶液变黄的时间判断其有氧呼吸的强度
C.癌细胞主要进行无氧呼吸,该过程释放的能量大部分以热能形式散失,从而导致合成的ATP少于有氧呼吸
D.癌细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸时均产生[H],但只在有氧呼吸过程消耗[H]
答案　ACD　葡萄糖不能进入线粒体,根据题干信息可推测癌细胞主要进行无氧呼吸,无氧呼吸不产生CO2,故有氧条件下,癌细胞产生的CO2量少于正常细胞,A错误;CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄,肝癌细胞只在有氧呼吸过程产生CO2,故根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间可判断其有氧呼吸的强度,B正确;癌细胞进行无氧呼吸时,大部分能量储存在乳酸中,故释放少量能量合成少量ATP,C错误;癌细胞无氧呼吸过程中会产生[H],也消耗[H],D错误。
复杂情境
2.杀虫剂对害虫呼吸的抑制(2022湖南隆回二中4月模拟考,14)(不定项)鱼藤酮广泛地存在于植物的根皮部,在毒理学上是一种专属性很强的杀虫剂,对昆虫尤其是菜粉蝶幼虫、小菜蛾和蚜虫具有强烈的触杀和胃毒作用,其作用机制主要是影响昆虫的呼吸作用,通过抑制NADH脱氢酶(该酶在线粒体内膜上发挥作用)的活性,从而降低害虫体内ATP的水平。下列有关叙述正确的是(　　)
A.菜粉蝶细胞进行无氧呼吸时,有机物中的能量主要储存在乳酸中
B.鱼藤酮主要抑制有氧呼吸的第一阶段和第二阶段,导致生成的NADH减少
C.小菜蛾有氧呼吸的三个阶段都生成ATP,其中第三阶段产生的ATP较多
D.使用杀虫剂后,蚜虫细胞内ATP的储存量由多降到很低
答案　AC　菜粉蝶细胞进行无氧呼吸时,葡萄糖分解不彻底,有机物中的能量主要储存在乳酸中,A正确;由题意可知,鱼藤酮主要抑制NADH脱氢酶(该酶在线粒体内膜上发挥作用)的活性,从而抑制细胞呼吸的第三阶段,B错误;细胞有氧呼吸的三个阶段都释放能量,生成ATP,其中第三阶段释放的能量较多,生成的ATP较多,C正确;蚜虫细胞内ATP的含量维持动态平衡,D错误。
3.开花生热现象(2022湖南师大附中一模,3)“开花生热现象”指一些植物的花器官在开花期能够在短期内迅速产生并累积大量热能,使花器官温度显著高于环境温度,促使花部气味挥发,吸引昆虫访花。研究表明该现象通过有氧呼吸的主呼吸链及交替氧化酶(AOX)参与的交替呼吸途径实现(如图所示)。其中交替呼吸途径不发生H+跨膜运输,故不能形成驱动ATP合成的膜质子势差。下列叙述错误的是(　　)

A.有机物经过交替呼吸途径氧化分解后大部分能量以热能的形式释放
B.图中膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ以及ATP合成酶均可以转运H+
C.图中表示的是线粒体内膜,建立膜两侧H+浓度差不需要消耗能量
D.寒冷早春,某些植物可以提高花细胞中AOX基因的表达以吸引昆虫传粉
答案　C　由题干可知,交替呼吸途径发生在有氧呼吸第三阶段,该阶段会产生大量的能量,而交替呼吸途径不发生H+跨膜运输,不能形成驱动ATP合成的膜质子势差,不会产生ATP,故有机物经过交替呼吸途径氧化分解后大部分能量以热能的形式释放,A正确;由图可知,膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ以及ATP合成酶都可以转运H+,B正确;图示为有氧呼吸第三阶段,故图中表示的是线粒体内膜,建立膜两侧H+浓度差,需要依靠膜蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输H+,为主动运输,需要消耗能量,C错误;寒冷早春,某些植物可以提高花细胞中AOX基因的表达,产生更多的AOX,从而发生交替呼吸,产生的热能增多,使花器官温度显著高于环境温度,促使花部气味挥发,吸引昆虫传粉,D正确。
复杂陌生情境
4.金鱼缺氧状态的呼吸(2022岳阳教学质量监测二,13)(不定项) 金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天,肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼缺氧状态下,细胞中部分代谢途径,下列相关叙述正确的是(　　)

A.过程①②均有能量释放,大部分用于合成ATP
B.②过程不需要O2的参与,产生的“物质X”是丙酮酸,由3种元素组成
C.过程③⑤产物不同的根本原因是细胞内所含的酶不同
D.若给肌细胞提供18O标记的O2,能在呼吸产物CO2中检测到18O
答案　BD　分析题图,过程②为细胞呼吸第一阶段,有能量释放,少部分用于合成ATP,A错误;分析可知,②为细胞呼吸第一阶段,不需要O2参与,“物质X”是丙酮酸,由C、H、O 3种元素组成,B正确;过程③⑤是无氧呼吸的第二阶段,产物不同的直接原因是控制该过程的酶不同,根本原因是基因的选择性表达,C错误;有氧条件下,肌细胞进行有氧呼吸,若给肌细胞提供18O标记的O2,则产生的水含有18O,含有18O的水参与有氧呼吸的第二阶段,产生的CO2中能检测到18O,D正确。
5.细胞呼吸过程中的电子传递和氧化磷酸化(2022湖南长沙一中月考九,14)(不定项)糖酵解时产生大量还原型高能化合物NADH,在有氧条件下,电子由电子载体所组成的电子传递链传递,最终被O2氧化。如图为细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。下列说法正确的是(　　)

A.H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙时需要转运蛋白的协助
B.有氧呼吸过程中在线粒体的内膜上产生H2O和ATP
C.线粒体内膜两侧H+梯度的形成与电子传递过程无关
D.NADH中的能量通过H+的电化学势能转移到ATP中
答案　ABD　分析题图可知,H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙时需要转运蛋白的协助,A正确;有氧呼吸第三阶段在线粒体的内膜上进行,前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水,同时释放大量能量,形成大量ATP,B正确;分析题图,NADH中的H+和电子被电子传递体接受,使线粒体内膜外侧H+浓度升高,在线粒体内膜两侧H+梯度,NADH中的能量变为H+的电化学势能,再通过H+向膜内跨膜运输变为ATP中的能量,C错误,D正确。

专题五　细胞呼吸 C组
情境应用
简单情境
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.氰化物对线粒体的影响(2022北京海淀一模,2)氰化物(CN-)对线粒体具有毒害作用,其对细胞膜电位的影响如图所示。下列相关分析,合理的是(　　)

A.线粒体产生ATP维持细胞膜电位
B.CN-对线粒体的损伤是不可逆的
C.CN-会导致细胞膜产生动作电位
D.CN-导致线粒体的外膜产生ATP
答案　A　线粒体能产生ATP,据题干和题图可知,氰化物(CN-)对线粒体具有毒害作用,加入CN-,细胞膜电位升高,移除CN-,细胞膜电位逐渐恢复到原来水平,据此推测线粒体产生ATP能维持细胞膜电位,且CN-对线粒体的损伤是可逆的,A正确,B错误;加入CN-后,细胞膜电位的绝对值变小,但膜电位没有发生逆转,不会产生动作电位,C错误;线粒体基质和内膜分别发生有氧呼吸的第二阶段和第三阶段产生ATP,线粒体外膜不会产生ATP,D错误。
2.温度对蓝莓果实呼吸作用的影响(2022北京朝阳一模,4)研究者探究了不同温度条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果如图1和图2。相关分析正确的是(　　)

图1

图2
A.蓝莓果实细胞的有氧呼吸只在线粒体中进行
B.蓝莓果实细胞无氧呼吸的产物是乳酸和CO2
C.0.5 ℃时CO2生成速率低是因为酶的活性较低
D.容器内CO2浓度升高会促进果实的细胞呼吸
答案　C　有氧呼吸第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜,A错误;大多植物细胞无氧呼吸产生酒精和CO2,B错误;根据题意和图示分析可知,细胞呼吸是酶促反应,酶的活性受温度影响,与25 ℃相比,0.5 ℃低温条件下细胞呼吸相关酶的活性降低,导致该温度时果实的CO2生成速率较低,C正确;随着呼吸作用的进行,容器内CO2浓度升高会抑制果实的细胞呼吸,D错误。
3.芒果成熟过程中呼吸作用的变化(2022北京石景山一模,3)芒果果实成熟到一定程度时,细胞呼吸突然增强至原来的35倍左右,而后又突然减弱,随后果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞呼吸时,葡萄糖在线粒体中被分解
B.细胞呼吸增强时,果实内乳酸含量上升
C.细胞呼吸减弱时,第一阶段产生的CO2减少
D.低O2或高CO2处理,有利于芒果的贮藏
答案　D　有氧呼吸第一阶段葡萄糖在细胞质基质中分解成丙酮酸和[H],释放少量ATP;第二阶段丙酮酸和水在线粒体基质中彻底分解成CO2和[H],释放少量ATP;第三阶段是氧气和[H]在线粒体内膜上反应生成水,释放大量ATP,A、C错误;芒果果实细胞有氧呼吸产生水和CO2,无氧呼吸产生酒精和CO2,不产生乳酸,B错误;低O2或高CO2处理能降低细胞呼吸速率,减少有机物的消耗,有利于芒果的贮藏,D正确。
4.微生物细胞呼吸与“自动酿酒综合征”(2022北京西城一模,2)“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。相关叙述错误的是(　　)
A.ABS患者肠道内产酒精微生物比例较高
B.肠道微生物主要通过有氧呼吸产生酒精
C.肠道内的酒精通过自由扩散进入内环境
D.减少糖类物质的食用可缓解ABS的病症
答案　B　由题意可知,患者消化道内微生物发酵产生的高浓度酒精能致其酒醉,所以自动酿酒综合征(ABS)患者肠道内产酒精微生物的比例较高,A正确;肠道微生物主要通过无氧呼吸产生酒精,B错误;酒精进入细胞的方式是自由扩散,C正确;细胞呼吸常利用的物质是葡萄糖,减少糖类物质的摄入可缓解ABS的病症,D正确。
复杂情境
5.斑马鱼的有氧运动能力研究(2022北京顺义二模,4)血液中乳酸浓度随运动强度的增加而增加,当运动强度达到某一负荷时,血液中乳酸浓度急剧增加的拐点表示机体从有氧运动向无氧运动转变。为探究斑马鱼的有氧运动能力,进行了相关实验,实验结果如图。由实验结果不能得出的结论是(　　)

A.随运动速度增加无氧呼吸逐渐增强
B.8月龄斑马鱼的有氧运动能力最强
C.相对运动速度低于0.8时斑马鱼进行有氧运动
D.不同月龄斑马鱼运动速度相同时有氧呼吸强度相同
答案　D　动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸,由图可知,随运动速度增加血液中乳酸含量增加,说明无氧呼吸逐渐增强,A正确;8月龄斑马鱼通过无氧呼吸产生乳酸的量一直都比3月龄和14月龄斑马鱼少,说明8月龄斑马鱼的无氧呼吸最弱,即有氧运动能力最强,B正确;血液中乳酸浓度急剧增加的拐点表示机体从有氧运动向无氧运动转变,相对运动速度低于0.8时乳酸含量没有急剧增加,说明斑马鱼进行有氧运动,C正确;当运动速度相同且都大于0.6时,不同月龄斑马鱼产生乳酸的量并不相同,可知它们的无氧呼吸强度不同,故有氧呼吸强度也不相同,D错误。
专题5　细胞呼吸 D组
情境应用
简单情境
1.植物染病部位的呼吸作用(2022泰安二模,3)植物的细胞代谢也受微生物的影响,被病原微生物感染后的植物,感染部位呼吸作用会大大加强。其原因一方面是病原微生物打破了植物细胞中酶和底物之间的间隔;另一方面是植物感染后,染病部位附近的糖类会集中到该部位,呼吸底物增多。下列说法错误的是(　　)
A.在有氧的条件下,呼吸底物氧化分解释放的能量去向主要是生成ATP
B.酶与底物的间隔被打破后能直接和底物接触,从而降低细胞呼吸的活化能
C.病原微生物和植物的呼吸产物不同,其直接原因在于两者的呼吸酶不同
D.染病组织呼吸作用加强可能会加快植物中毒素的分解,以减轻对细胞代谢的影响
答案　A　细胞进行有氧呼吸时,呼吸底物氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失,少部分用于ATP的合成,A错误;酶催化化学反应的机理是降低化学反应的活化能,B正确;病原微生物和植物属于不同的生物,其呼吸产物不同的根本原因在于两者的遗传信息(即基因)不同,直接原因在于两者的呼吸酶不同,C正确;染病组织呼吸作用加强会给细胞提供更多能量,加速新陈代谢,可能会加快植物中毒素的分解,以减轻对细胞代谢的影响,D正确。
复杂情境
2.脂肪的合成与有氧呼吸(2022枣庄二模,3)研究发现,细胞内脂肪的合成与有氧呼吸过程有关。内质网膜上的蛋白A可以在蛋白S的协助下促进Ca2+进入内质网,并最终进入线粒体。Ca2+促进丙酮酸在线粒体内转化成脂肪的合成原料柠檬酸,相关过程如图所示。有关叙述正确的是(　　)

A.Ca2+以协助扩散方式通过蛋白A进入内质网
B.M代表丙酮酸,在线粒体基质产生后参与柠檬酸循环
C.柠檬酸循环的产物N代表的物质是CO2和NADH
D.在有氧条件和无氧条件下,D代表的能量值相等
答案　D　由图可知,Ca2+进入内质网需要消耗ATP、需要载体且逆浓度梯度运输,故Ca2+以主动运输方式进入内质网,A错误;葡萄糖在细胞质基质中氧化分解为丙酮酸,M代表丙酮酸,B错误;柠檬酸循环属于有氧呼吸的第二阶段,由图可知,产物N被释放出线粒体,则N代表的物质是CO2,NADH要用于有氧呼吸的第三阶段,一般不会出线粒体,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段是相同的,故D代表的能量值相等,D正确。
知识归纳　在真核细胞中,有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H],合成少量ATP;第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H],合成少量ATP;第三阶段是氧气和[H]反应生成水,合成大量ATP。
3.线粒体融合对癌细胞糖代谢的调控(2022德州二模,16)(不定项)研究发现,恶性肿瘤内部细胞的DRP1s367位点发生磷酸化,促进了线粒体融合,使其线粒体长度明显长于边缘区域细胞的。为进一步研究在营养缺乏时线粒体融合对癌细胞糖代谢的调控,研究人员用肝癌细胞进行了以下实验。下列相关叙述正确的是(　　)
相对值
指标
线粒体
ATP产
生量
线粒体
嵴的
密度
线粒体内膜
呼吸链复合
体活性
细胞
耗氧
速率
甲组:常规培养
1.0
10.1
0.91
4.2
乙组:营养缺乏
1.4
17.5
2.39
5.6
丙组:营养缺乏+DRP1s367位点磷酸化抑制剂
0.8
9.8
1.22
3.1

注:线粒体嵴的密度=嵴的数目/线粒体长度
A.呼吸链复合体能够催化丙酮酸分解为[H]和CO2
B.肿瘤内部细胞比边缘区域细胞的葡萄糖分解速率快
C.肿瘤内部细胞线粒体融合增强,有利于适应营养缺乏的环境
D.促进DRP1s367位点磷酸化的药物能够有效地抑制肝癌的发展
答案　BC　呼吸链复合体是参与有氧呼吸第三阶段的酶,因此呼吸链复合体能够催化O2和[H]生成H2O,A错误;肿瘤内部细胞的线粒体比边缘区域细胞的线粒体长,因此肿瘤内部细胞比边缘区域细胞的葡萄糖分解速率快,B正确;DRP1s367位点磷酸化抑制剂会抑制肿瘤内部细胞线粒体融合,对比乙组和丙组可知,乙组线粒体嵴的密度更大、线粒体内膜呼吸链复合体活性更强、细胞耗氧速率更大、线粒体产生的ATP更多,说明肿瘤内部细胞线粒体融合增强,有利于适应营养缺乏的环境,C正确;促进DRP1s367位点磷酸化的药物能够促进线粒体融合,而线粒体融合增强有利于肝癌细胞适应营养缺乏的环境,因此促进DRP1s367位点磷酸化的药物不能有效地抑制肝癌的发展,D错误。
专题五　细胞呼吸 E组
情境应用
复杂情境
癌细胞与呼吸(2022天津和平一模,11—12)阅读以下材料,完成下面1、2小题。
线粒体是细胞内的“动力车间”,细胞生命活动所需的能量绝大部分来自线粒体。很多研究发现线粒体损伤导致的细胞能量代谢异常与癌症的发生密切相关。
正常情况下,细胞在有氧、无氧情况下分别进行有氧呼吸和无氧呼吸。肿瘤细胞无论在有氧还是无氧情况下,都主要通过无氧呼吸进行代谢,并释放大量乳酸。肿瘤细胞产生的乳酸可被单羧酸转运蛋白(MCT)转运出肿瘤细胞,以防止乳酸对细胞自身造成毒害。
研究发现,患者的肿瘤细胞中存在有缺陷的CcO(细胞色素c氧化酶,它参与氧气生成水的过程)。进一步研究发现仅破坏CcO的单个蛋白质亚基,可导致线粒体功能发生重大变化,引发线粒体激活应激信号到细胞核,细胞核中促进肿瘤发展基因的表达量均上升,进而细胞表现出癌细胞的所有特征。
基于这些发现,研究人员可找到一些肿瘤治疗的潜在药物作用靶点,从而达到控制和治疗癌症的目的。
1.对于上述材料中涉及的细胞呼吸过程,相关叙述不正确的是(　　)
A.肿瘤细胞生长旺盛,比正常细胞消耗的葡萄糖更多
B.正常细胞中葡萄糖在线粒体被氧化分解释放大量能量
C.肿瘤细胞生命活动所需的能量主要来源于细胞呼吸的第一阶段
D.肿瘤细胞主要通过无氧呼吸进行代谢
答案　B　细胞呼吸主要是以葡萄糖为消耗底物,肿瘤细胞生长旺盛,需消耗大量能量,且肿瘤细胞在有氧或无氧条件下,都主要通过无氧呼吸进行代谢,因此比正常细胞消耗的葡萄糖更多,A、D正确;正常细胞进行有氧呼吸时,葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸和[H],葡萄糖不进入线粒体中,B错误;肿瘤细胞主要通过无氧呼吸进行代谢,而无氧呼吸只在第一阶段释放能量,C正确。
2.结合材料推测以下说法不正确的是(　　)
A.CcO参与有氧呼吸的第三阶段
B.破坏CcO后可能引起细胞表面的糖蛋白减少
C.编码CcO的基因突变后可能会使细胞周期缩短
D.研究表明了细胞能量代谢异常是细胞癌变后导致的结果
答案　D　据材料可知,CcO(细胞色素c氧化酶)参与氧气生成水的过程,此过程属于有氧呼吸第三阶段,故CcO参与有氧呼吸的第三阶段,A正确;破坏CcO后可能引起细胞表现出癌细胞的所有特征,癌细胞细胞膜表面的糖蛋白减少,细胞之间的黏着性降低,B正确;分析材料可知,编码CcO的基因突变后,可能造成细胞癌变,使细胞周期缩短,C正确;分析材料可知,CcO是有氧呼吸的关键酶,由于破坏了CcO的单个蛋白质亚基,线粒体的能量代谢功能异常,因此引发细胞癌变,即细胞能量代谢异常是细胞癌变产生的原因,D错误。
3.Tam与乳腺癌(2022天津和平二模,13)请回答下列问题:
(1)他莫昔芬(Tam)是治疗乳腺癌的药物。患乳腺癌的病人几乎都是女性,雌激素能刺激乳腺癌细胞生长和抑制凋亡。雌激素的化学本质是　　　,主要是由女性的卵巢分泌的。 
(2)科研人员测定了初次使用Tam的乳腺癌患者的癌细胞(细胞系C)和长期使用Tam的乳腺癌患者的癌细胞(细胞系R)在不同Tam浓度下的死亡率,结果如图1。该实验结果表明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)为研究上述现象出现的原因,科研人员进一步测定细胞系C和R的氧气消耗速率及葡萄糖摄取速率,结果如图2。由该实验结果推测,由于细胞系R的呼吸发生了　　　　　　　　　　　　　的变化,从而促使细胞摄取葡萄糖速率明显提高。一种验证上述推测的方法是检测并比较细胞系C和R的　　　产生量。 

图1

图2
(4)根据以上研究,长期服用Tam的乳腺癌患者,可以同时服用　　　　　　的药物,使Tam的抗癌效果更好。 
答案　(1)固醇(脂质)　(2)长期使用Tam的乳腺癌患者的癌细胞对Tam产生了耐药性　(3)有氧呼吸减弱,无氧呼吸增强　乳酸　(4)抑制无氧呼吸
解析　(1)雌激素的化学本质是固醇(脂质)。(2)由图可知,长期使用Tam的患者癌细胞的死亡率下降,说明长期使用Tam的乳腺癌患者的癌细胞对Tam产生了耐药性,患者癌细胞对Tam的敏感性降低。(3)由图分析可知,细胞系R的氧气消耗速率降低,葡萄糖摄取速率增加,说明细胞系R降低了有氧呼吸强度,增加了无氧呼吸强度。由于人和动物细胞无氧呼吸的产物是乳酸,因此可以通过检测并比较细胞系C和R的乳酸的产生量验证推测。(4)细胞系R降低了有氧呼吸强度,增加了无氧呼吸强度,如果想抑制乳腺癌细胞无限增殖,在服用Tam的同时可服用抑制无氧呼吸的药物,使Tam的抗癌效果更好。
4.肝癌与细胞呼吸(2021天津南开中学4月月考,15改编)肝癌在我国的发病率较高,容易复发,远期疗效不满意,研究人员对肝癌细胞的结构及代谢进行相关的研究。
(1)癌细胞有　　　　　的特点,使得肿瘤增长速度大于血管新生的速度,这使恶性实体肿瘤内部逐渐形成慢性营养缺乏的微环境,因此肿瘤细胞需要通过调整细胞代谢才能继续生存。 
(2)如图是线粒体融合和分裂的示意图。


　图2
①葡萄糖在　　　　　　中分解为[H]和A,物质A是　　　　　　,A可以在乳酸脱氢酶的作用下形成乳酸,也可以进入线粒体彻底氧化分解。线粒体内膜上分布的呼吸链复合体是参与有氧呼吸第　　　　阶段的酶。 
②细胞质基质中DRP1的S616位点磷酸化,可以使DRP1定位于线粒体外膜上,促进线粒体　　　　　　(填“分裂”或“融合”)。 
③线粒体外膜上的蛋白　　　　　　、内膜融合蛋白OPA1共同作用实现了线粒体膜的融合,使线粒体的长度明显变长。 
(3)已有研究发现肝癌肿瘤中心区域细胞中线粒体融合增强,线粒体长度明显长于边缘区域细胞,这些变化与肝癌细胞适应营养缺乏有关。为研究在营养缺乏时线粒体融合对肝癌细胞糖代谢的调控。研究者用肝癌细胞进行了实验,实验结果如表:

相对值
指标
细胞
耗氧
速率
线粒
体ATP
产生量
胞外
乳酸
水平
线粒
体嵴
密度
呼吸链复
合体的
活性
乳酸脱
氢酶
的量
组
别
甲组:常规培养组
4.2
1.0
0.35
10.1
0.91
1.01
乙组:营养缺乏组
5.6
1.4
0.28
17.5
2.39
0.25
丙组:营养缺乏+抑制DRP1S637磷酸化组
3.1
0.8
0.38
9.8
1.22
1.22

注:线粒体嵴密度=嵴数目/线粒体长度
根据实验结果并结合(2),将下列选项对应的字母填入图中,完善肝癌细胞在营养缺乏条件下的代谢调控途径。

a.细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加
b.胞外乳酸水平减少
c.线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加
d.乳酸脱氢酶含量降低
e.线粒体融合增强
f.DRP1S637磷酸化增强
答案　(1)无限增殖　(2)①细胞质基质　丙酮酸　三　②分裂　③Mfn1/Mfn2　(3)f　e　c　a　d　b
解析　(1)癌细胞的特征包括无限增殖、细胞形态改变、细胞膜的成分改变等,其中无限增殖这一特点,使得肿瘤恶性增殖往往快于血管新生,随着细胞数目增多和体积增大,恶性实体肿瘤内部逐渐形成慢性营养缺乏的微环境,因此肿瘤细胞需要通过调整细胞代谢才能继续生存。(2)①葡萄糖在细胞质基质中分解为[H]和丙酮酸,物质A是丙酮酸,丙酮酸进入线粒体彻底氧化分解为二氧化碳和水。有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,所以线粒体内膜上分布的呼吸链复合体是参与有氧呼吸第三阶段的酶;②细胞质基质中DRP1的S616位点磷酸化,可以使DRP1定位于线粒体外膜上,促进线粒体的分裂;③线粒体外膜上的蛋白Mfn1/Mfn2和内膜融合蛋白OPA1共同作用实现了线粒体膜的融合,使线粒体的长度明显变长。(3)根据实验结果并结合(2)分析可知,肝癌细胞在营养缺乏条件下,为了适应环境,线粒体融合增强,首先DRP1S637磷酸化增强,促进线粒体融合,线粒体嵴密度增加、呼吸链复合体的活性增加,细胞耗氧速率增加、线粒体ATP产生量增加,乳酸脱氢酶含量降低,无氧呼吸速率下降,胞外乳酸水平减少,细胞的产能效率提高,从而适应营养缺乏的环境,所以各选项之间的关系如图:

专题5　细胞呼吸 F组
情境应用
简单情境
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.呼吸商(2022安徽合肥三模,3)呼吸商(RQ)是指生物体在同一时间内,氧化分解时释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值。如图是部分有机物完全氧化分解时的呼吸商。下列叙述错误的是(　　)

A.长期多食而肥胖的人,RQ值最接近1
B.与正常人相比,长期患糖尿病的人RQ值会增大
C.叶肉细胞缺氧时的RQ值高于氧气充足时的RQ值
D.脂肪O含量低而C、H含量高,故其RQ值低于1
答案　B　长期多食而肥胖的人体内糖类过剩,机体主要由葡萄糖供能,RQ值接近1,A正确;长期患糖尿病的人葡萄糖摄取与利用障碍,机体可依靠脂肪供能,RQ值在0.7左右,B错误;叶肉细胞以葡萄糖为呼吸底物时,有氧呼吸RQ=1,无氧呼吸不吸收O2,但释放CO2,RQ>1,C正确;脂肪中C、H含量高于葡萄糖,故同质量的脂肪氧化分解消耗的氧气多于葡萄糖,呼吸商低于1,D正确。
2.骨骼肌细胞中乳酸的去向(2022福建漳州一模,11)大多数脊椎动物骨骼肌无氧呼吸的产物是乳酸。缺氧时,金鱼的大部分组织(如大脑、肝脏和心脏)细胞中进行正常的乳酸发酵,生成的乳酸能够通过血液循环被运输到骨骼肌细胞中进行一系列物质转化,产生的终产物则是乙醇,其生理机制如图。下列相关分析错误的是(　　)

A.图中过程①②③均发生在细胞质基质中
B.金鱼体内同时存在催化产生乳酸和酒精的酶
C.金鱼的无氧呼吸方式避免了乳酸在体内积累导致的中毒
D.可把金鱼置于氧气充足的水中探究金鱼的这种呼吸机理
答案　D　过程①②③为无氧呼吸过程,均发生在细胞质基质中,A正确;缺氧时,金鱼大部分组织细胞可进行乳酸发酵,生成的乳酸再运输到骨骼肌细胞中生成乙醇,这说明金鱼体内同时存在催化产生乳酸和酒精的酶,这种无氧呼吸方式可避免乳酸积累导致的中毒,B、C正确;要探究金鱼的无氧呼吸机理,需要将其置于无氧环境下进行实验,D错误。
3.有氧运动(2022河北邯郸一模,11)“有氧运动”是一种运动时间不低于30分钟的低强度高“韵律性”运动,生理上是指人体吸入的氧气与需求相等的平衡状态。如图表示人体运动强度与血浆中乳酸含量和氧气消耗速率的关系,下列相关分析错误的是(　　)

A.进行有氧运动时,细胞内葡萄糖氧化分解释放的能量少数储存在ATP中
B.在运动强度为b时,肌细胞CO2的产生量明显大于O2的消耗量
C.在运动强度为c时,血浆中积累的部分乳酸能被缓冲物质所中和
D.随着人体运动强度的增大,细胞的有氧呼吸和无氧呼吸都会增强
答案　B　有氧呼吸释放的能量大多以热能的形式散失,少数储存在ATP中,A正确;运动强度为b时,细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸,人体细胞无氧呼吸不产生CO2,有氧呼吸产生的CO2量等于消耗的O2量,B错误;人体无氧呼吸产生的乳酸会被缓冲物质所中和,C正确;图中,随着人体运动强度的增大(一定范围内),O2消耗和乳酸产生都增多,有氧呼吸和无氧呼吸都增强,D正确。
易错辨析　无氧呼吸中乳酸的中和
　　无氧呼吸产生的乳酸会与NaHCO3中和生成乳酸钠和碳酸,碳酸可分解成二氧化碳和水,乳酸钠与大部分水通过泌尿系统排出体外。
复杂情境
4.癌细胞的呼吸特点(2022福建漳州二模,6)他莫昔芬(Tam)是一种治疗乳腺癌的药物,长期使用Tam的患者的癌细胞系R相比初次使用Tam的患者的癌细胞系C,死亡率明显下降,氧气消耗速率降低,葡萄糖摄取速率显著提高,有关细胞系R的推断不合理的是(　　)
A.线粒体数量减少
B.乳酸产生量降低
C.可能对Tam产生了耐药性
D.加快葡萄糖摄取以获取足够的物质和能量
答案　B　细胞系R氧气消耗速率降低,推测其线粒体数量减少,A正确;葡萄糖摄取速率显著提高,推测无氧呼吸增强,乳酸产生量应该增加,B错误;癌细胞系R细胞死亡率下降,推测已对Tam产生了耐药性,C正确;细胞系R加快葡萄糖摄取是为了获取足够的物质和能量,D正确。
5.呼吸跃变(2022福建泉州三模,10)呼吸跃变是指某些肉质果实成熟过程中呼吸速率急剧升高的现象。果实发生呼吸跃变后即进入衰老阶段。香蕉、番茄、芒果等果实均具有呼吸跃变,称为呼吸跃变型果实。柑桔、柠檬等果实不具有呼吸跃变,称为非呼吸跃变型果实。下列有关叙述错误的是(　　)
A.低温可使呼吸跃变型果实的呼吸跃变延迟
B.呼吸跃变型果实比非呼吸跃变型果实更不耐储存
C.非呼吸跃变型果实的成熟过程不受氧气浓度影响
D.乙烯利可促使呼吸跃变型果实的呼吸跃变提前
答案　C　低温可使呼吸酶活性降低,导致呼吸速率下降,呼吸跃变延迟,A正确;呼吸跃变型果实在发生呼吸跃变后即进入衰老阶段,因而不耐储存,B正确;非呼吸跃变型果实只是不具有呼吸跃变,但其果实成熟过程也与细胞呼吸有关,氧气浓度会影响细胞的呼吸速率,C错误;乙烯利能促进果实成熟,可促使呼吸跃变型果实的呼吸跃变提前,D正确。
复杂陌生情境
6.微生物燃料电池(2022江苏苏锡常镇二模,4)微生物燃料电池是一种利用产电微生物将有机污染物中的化学能转化成电能的装置,其简要工作原理如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A.该燃料电池涉及的化学反应发生在微生物细胞内
B.电能由产电微生物细胞呼吸产生的ATP转换而成
C.图中产电微生物在阳极室的氧化产物是CO2和H2O
D.阴极室内的电子受体和还原产物分别为O2和H2O
答案　D　图中,产电微生物发挥酶的作用将阳极室的有机污染物氧化产生e-和H+,该化学反应发生在微生物细胞外,A错误;电能由产电微生物氧化有机污染物产生的e-产生,B错误;产电微生物在阳极室(无氧环境)的氧化产物是CO2、H+和e-,C错误;有氧时,阴极室(有氧环境)内的电子受体是O2,e-、H+和O2结合生成H2O,D正确。
7.电子传递链(2022福建泉州二模,13)化学渗透学说认为,在线粒体内膜上存在电子传递链,在电子传递过程中,NADH脱下的H+转运至线粒体的内、外膜之间的膜间隙中,形成H+的质子梯度。H+顺浓度梯度沿ATP合成酶复合体的质子通道进入线粒体基质,并将ADP和Pi合成ATP。有关过程如图所示,下列相关叙述,错误的是(　　)

A.ATP合成酶复合体既具有催化功能又具有运输功能
B.H+通过ATP合成酶复合体进入线粒体基质属于主动运输
C.硝化细菌能进行有氧呼吸推测其细胞膜上可能存在电子传递链
D.蛋白质复合体将H+转运到膜间隙所需的能量来自NADH的氧化反应
答案　B　图中的ATP合成酶既可运输H+,还能催化ADP和Pi合成ATP,A正确;H+通过ATP合成酶复合体顺浓度梯度进入线粒体基质,方式为协助扩散,B错误;硝化细菌没有线粒体,但其细胞膜上存在电子传递链,仍可进行有氧呼吸,C正确;蛋白质复合体将H+逆浓度梯度转运到膜间隙,方式为主动运输,所需能量来自NADH的氧化反应,D正确。

专题5　细胞呼吸 G组
情境应用
简单情境
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.乙醇(酒精)发酵实验(2022浙江绍兴二模,9)下列关于“乙醇(酒精)发酵实验”的叙述,错误的是(　　)
A.干酵母在活化过程中会产生较多气泡
B.发酵前需要充分振荡,使酵母菌和葡萄糖混匀
C.混合液表面加液体石蜡的目的是阻止气体进出
D.发酵时30 ℃的水浴有利于保证酶较高活性
答案　C　干酵母在活化过程中通过需(有)氧呼吸会产生较多气泡(即CO2),A正确;发酵前充分振荡可使酵母菌和葡萄糖混匀,有利于发酵进行,B正确;混合液表面加液体石蜡的目的是阻止氧气进入发酵液,又能让乙醇(酒精)发酵产生的CO2溢出,C错误;发酵时30 ℃的水浴给酵母菌提供了适宜温度,保证酶较高活性,D正确。
2.细胞呼吸示意图(2022浙南名校联考,13)细胞内以葡萄糖为底物的氧化分解过程的示意图如图,①②③表示过程,X、Y表示物质。下列叙述错误的是(　　)

A.葡萄糖通过①过程只释放出少量能量
B.②过程有能量的释放但不一定有ATP产生
C.①②③可存在于需(有)氧呼吸过程中
D.Y可能是H2O或酒精或乳酸
答案　D　①过程为糖酵解,葡萄糖分解成丙酮酸释放出少量能量,A正确;②过程可表示丙酮酸脱去一分子CO2形成二碳化合物,该过程没有ATP产生,B正确;①②③可表示需(有)氧呼吸的三个阶段,C正确;Y可能表示需氧呼吸终产物H2O,也可能表示厌(无)氧呼吸产生的酒精,D错误。
复杂情境
3.玉米细胞呼吸(2022浙江宁波二模,9)如图表示某时刻玉米植株不同部位进行的细胞呼吸示意图,其中a、b、c为终产物。下列叙述错误的是(　　)

A.若供应18O2一段时间,仅可在物质b中检测到18O
B.玉米胚、根、绿叶的细胞呼吸过程中都会产生丙酮酸
C.物质c表示乳酸,葡萄糖转化为c的过程会生成少量ATP
D.物质a表示CO2,玉米根部进行的细胞呼吸最终没有[H]的积累
答案　A　若供应18O2一段时间,可在物质a(CO2)、b(H2O)中检测到18O,A错误;玉米胚、根、绿叶的细胞呼吸过程中,第一阶段都会产生丙酮酸,B正确;由示意图可知,该时刻玉米胚进行产生乳酸(物质c)的厌(无)氧呼吸,1分子葡萄糖转化为2分子乳酸的过程生成2分子ATP,C正确;玉米根进行产生酒精和CO2(物质a)的厌氧呼吸,玉米根部进行的厌氧呼吸产生的[H]用于将乙醛(丙酮酸脱去CO2生成乙醛)还原为乙醇,即酒精,该过程最终没有[H]的积累,D正确。
4.突变型酵母菌(2022浙江温州二模,12)图为某突变型酵母菌的细胞呼吸过程示意图(其他生理活动及对ATP的需求与野生型酵母菌基本相同),①②代表细胞呼吸的不同阶段。将适量突变型和野生型酵母菌悬液分别与葡萄糖溶液混合后,各自装入培养瓶中密闭培养。下列叙述正确的是(　　)

A.①阶段产生的 ATP量较②阶段的少
B.①阶段产生的[H]可用于②阶段的还原
C.突变型的细胞溶胶中将显著积累丙酮酸
D.突变型对葡萄糖的消耗量较野生型的少
答案　B　①阶段表示糖酵解,产生少量ATP,②阶段表示乙醇(酒精)发酵的第二阶段,不产生ATP,A错误;糖酵解产生的[H]可用于厌(无)氧呼吸第二阶段的还原,B正确;突变型酵母菌产生的丙酮酸通过厌氧呼吸第二阶段转化为乙醇,C错误;突变型酵母菌进行乙醇发酵,生成的ATP较少,需要消耗更多的葡萄糖来维持生命活动对能量的需求,D错误。
5.ATP合成酶(2022浙南名校联考,20)沃克因测定线粒体膜上ATP合成酶F1部分的空间构象并阐明了ATP合成酶的作用机理,而成为1997年诺贝尔化学奖获得者之一。研究证实ATP合成酶由F1和F0两部分构成。图示为在ATP合成酶的作用下,H+的运输驱动合成ATP的过程。下列叙述错误的是(　　)

A.该转运过程可使膜两侧H+的浓度差缩小
B.绿色植物类囊体膜上也会发生图示过程
C.细胞缺氧不影响图示中的H+的转运速率
D.H+转运过程中F1和F0会发生一定的形变
答案　C　线粒体膜两侧存在H+的浓度差,H+的顺浓度运输驱动了ATP的合成,该过程可使膜两侧H+的浓度差缩小,A正确;绿色植物类囊体膜上也存在ATP合成酶,通过H+的顺浓度运输驱动ATP的合成,B正确;细胞缺氧导致需(有)氧呼吸受抑制,线粒体膜两侧H+的浓度差受影响,从而影响图示中的H+的转运速率,C错误;F1和F0是ATP合成酶的组成部分,H+转运过程中F1和F0会发生一定的形变,D正确。