專(zhuān)題3細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第2講細(xì)胞呼吸1.（2024·江西月考改編）玉米根細(xì)胞缺氧期間，葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸最初轉(zhuǎn)化為乳酸，導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。在低pH時(shí)，乳酸脫氫酶活性被抑制，丙酮酸脫羧酶被激活，引起酒精含量增加，生成的乳酸含量減少。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.丙酮酸轉(zhuǎn)化為酒精或乳酸的過(guò)程中不能產(chǎn)生ATPB.當(dāng)檢測(cè)到玉米根細(xì)胞中有酒精時(shí)，根細(xì)胞同時(shí)有乳酸生成C.玉米根細(xì)胞的酒精發(fā)酵途徑和乳酸發(fā)酵途徑均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行D.酒精發(fā)酵能有效延緩酸中毒，使根細(xì)胞可以長(zhǎng)時(shí)間處于缺氧狀態(tài)一、單項(xiàng)選擇題D【解析】D由題干可知，玉米根細(xì)胞在缺氧時(shí)先進(jìn)行乳酸發(fā)酵，再進(jìn)行酒精發(fā)酵，當(dāng)檢測(cè)到酒精時(shí)，根細(xì)胞有乳酸生成，B正確；根據(jù)題干信息可知，乳酸的生成導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH降低，低pH時(shí)，乳酸發(fā)酵被抑制，細(xì)胞轉(zhuǎn)為酒精發(fā)酵，該過(guò)程可減緩細(xì)胞酸中毒，但酒精對(duì)細(xì)胞也有毒害作用，不能使根細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間處于缺氧狀態(tài)，D錯(cuò)誤。2.湖南是水稻生產(chǎn)大省，每年可產(chǎn)生大量的水稻秸稈。某生物興趣小組利用自制的水稻秸稈纖維素水解液（含5%葡萄糖）培養(yǎng)酵母菌來(lái)驗(yàn)證其可生產(chǎn)生物燃料乙醇（如下圖）。下列敘述正確的是()A.培養(yǎng)開(kāi)始時(shí)向甲瓶中加入溶有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液以便檢測(cè)乙醇生成B.乙瓶的溶液由黃色變成藍(lán)色，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2C.僅根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能完全確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式D.實(shí)驗(yàn)中增加初始酵母菌數(shù)量可以提高乙醇最大產(chǎn)量答案：C【解析】C應(yīng)在充分反應(yīng)后（葡萄糖消耗完），從甲瓶中取適量濾液，加入重鉻酸鉀以便檢測(cè)乙醇生成，因?yàn)槠咸烟且材芘c酸性的重鉻酸鉀發(fā)生反應(yīng)，且濃硫酸會(huì)殺死酵母菌，A錯(cuò)誤；乙瓶的溶液由藍(lán)變綠再變黃，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2，B錯(cuò)誤；用對(duì)比實(shí)驗(yàn)法（有氧條件和無(wú)氧條件）可以探究酵母菌的呼吸類(lèi)型，僅根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能完全確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，C正確；由于培養(yǎng)液中葡萄糖的含量一定，因此增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量，D錯(cuò)誤。3.（2024·湖南師大附中月考）某科研小組為探究高壓靜電場(chǎng)對(duì)黃瓜植株呼吸強(qiáng)度的影響，將植株分成3組，A、B組分別將植株每天置于50kV/m、100kV/m的高壓靜電場(chǎng)下培養(yǎng)1小時(shí)，其他時(shí)間放在無(wú)高壓靜電場(chǎng)的條件下貯藏，C組是對(duì)照組。A、B、C3組的溫度控制在0℃，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是()A.呼吸強(qiáng)度可通過(guò)黑暗時(shí)植株CO2釋放速率來(lái)表示B.隨著貯藏時(shí)間的推移，A、B、C組黃瓜植株呼吸強(qiáng)度都在變化C.將溫度提高10℃，3組植株的呼吸強(qiáng)度可能都會(huì)增大D.隨著高壓靜電場(chǎng)強(qiáng)度增大，植株的呼吸強(qiáng)度不斷減弱答案：D【解析】D黑暗時(shí)植株只進(jìn)行呼吸作用吸收O2，消耗有機(jī)物，釋放CO2，呼吸強(qiáng)度可通過(guò)黑暗時(shí)植株CO2釋放速率來(lái)表示，A正確；由題干信息可知，A、B、C3組的溫度控制在0℃，將溫度提高10℃，與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶活性會(huì)升高，3組植株的呼吸強(qiáng)度可能都會(huì)增大，C正確；由題圖分析可知：在0～6d，無(wú)高壓靜電呼吸強(qiáng)度最大，而50kV/m呼吸強(qiáng)度弱于100kV/m的呼吸強(qiáng)度，D錯(cuò)誤。4.某實(shí)驗(yàn)小組以小麥耐旱品種Longchun16和不耐旱品種98SN146的種子為材料進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，播種后，待幼苗長(zhǎng)到7d齡時(shí)，洗凈根部，吸干表面水分，移入相同濃度的PEG溶液中進(jìn)行根部干旱脅迫處理，溫度、光照等條件相同且適宜，所得結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A.在小麥葉肉細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用的過(guò)程中，線(xiàn)粒體基質(zhì)中不能消耗水B.由圖可知，植物體的含水量可影響呼吸速率，不會(huì)影響光合速率C.在上述實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，Longchun16的總呼吸速率的變化與相對(duì)含水量的變化趨勢(shì)相似D.隨PEG溶液濃度的升高，耐旱小麥品種的總呼吸速率高于不耐旱品種的答案：C【解析】C有氧呼吸第二階段發(fā)生在線(xiàn)粒體基質(zhì)中，丙酮酸和水生成CO2和[H]，顯然線(xiàn)粒體基質(zhì)中消耗水，A錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，植物體的含水量可影響呼吸速率，水作為光合作用的原料，含水量的變化應(yīng)該會(huì)影響光合速率，B錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著干旱脅迫時(shí)間的變化，Longchun16的總呼吸速率的變化與相對(duì)含水量的變化趨勢(shì)相似，C正確；本實(shí)驗(yàn)的自變量為用相同濃度的PEG溶液處理不同時(shí)間，無(wú)法推測(cè)不同濃度PEG溶液的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，D錯(cuò)誤。5.將一些蘋(píng)果儲(chǔ)藏在密閉容器中，較長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)聞到酒香。當(dāng)通入不同濃度的O2時(shí)，其O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量如表所示。若細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖，則下列敘述錯(cuò)誤的是()O2濃度/%abcdeCO2產(chǎn)生量/(mol·min-1)1.21.01.31.63.0O2的消耗量/(mol·min-1)00.50.71.23.0A.O2濃度為a時(shí)，蘋(píng)果的細(xì)胞呼吸只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行B.O2濃度為c時(shí)，蘋(píng)果產(chǎn)生酒精的速率為0.6mol·min-1C.O2濃度為d時(shí)，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精發(fā)酵D.O2濃度為b時(shí)，較適宜蘋(píng)果的儲(chǔ)藏答案：C【解析】CO2濃度為a時(shí)，蘋(píng)果的細(xì)胞呼吸為無(wú)氧呼吸，只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，A正確；O2濃度為c時(shí)，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的速率為1.3－0.7＝0.6mol·min-1，所以蘋(píng)果產(chǎn)生酒精的速率為0.6mol·min-1，B正確；O2濃度為d時(shí)，有氧呼吸每分鐘產(chǎn)生的CO2的量為1.2mol，所以有氧呼吸每分鐘消耗葡萄糖的量為0.2mol，無(wú)氧呼吸每分鐘產(chǎn)生的CO2的量為0.4mol，所以無(wú)氧呼吸每分鐘消耗葡萄糖的量為0.2mol，故消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精發(fā)酵，C錯(cuò)誤；由表可知，O2濃度為b時(shí)，呼吸作用強(qiáng)度最低，此濃度較適合蘋(píng)果的儲(chǔ)藏，D正確。6.為研究影響豌豆幼苗細(xì)胞線(xiàn)粒體耗氧速率的因素，按圖示順序依次向測(cè)定儀中加入線(xiàn)粒體及相應(yīng)物質(zhì)，測(cè)定氧氣濃度的變化，結(jié)果如圖。下列分析正確的是()注：圖中呼吸底物是指在呼吸過(guò)程中被氧化的物質(zhì)。A.加入的呼吸底物是葡萄糖B.過(guò)程①?zèng)]有進(jìn)行有氧呼吸第三階段C.過(guò)程②比①耗氧速率低D.過(guò)程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足答案：D【解析】D線(xiàn)粒體中進(jìn)行氧化分解的物質(zhì)是丙酮酸，因此圖中加入的呼吸底物是丙酮酸，A錯(cuò)誤；由題圖曲線(xiàn)可知，加入線(xiàn)粒體后，①過(guò)程氧氣濃度略有下降，說(shuō)明在線(xiàn)粒體中進(jìn)行了有氧呼吸的第三階段，消耗了氧氣，B錯(cuò)誤；據(jù)圖示可知，過(guò)程②加入ADP后，耗氧速率明顯增加，C錯(cuò)誤；過(guò)程④氧氣濃度降低的速率較慢，但加入ADP后，過(guò)程⑤氧氣濃度的下降速率加快，說(shuō)明過(guò)程④比③耗氧速率低的主要原因是ADP不足，D正確。7.MTT法是一種檢測(cè)細(xì)胞是否存活的方法。其檢測(cè)原理為活細(xì)胞線(xiàn)粒體中的琥珀酸脫氫酶能將外源性淡黃色的MTT染料還原為藍(lán)紫色結(jié)晶并沉積在細(xì)胞中，而死細(xì)胞無(wú)此功能。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.在一定細(xì)胞數(shù)范圍內(nèi)，檢測(cè)MTT結(jié)晶的量可間接反映活細(xì)胞數(shù)量B.MTT與臺(tái)盼藍(lán)檢測(cè)細(xì)胞是否存活的原理不同C.MTT法還能用于檢測(cè)細(xì)胞的代謝強(qiáng)度D.MTT法能夠檢測(cè)哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞是否存活答案：D【解析】DMTT結(jié)晶是在線(xiàn)粒體中的琥珀酸脫氫酶的催化下產(chǎn)生的，因此MTT結(jié)晶的量一般可間接反映活細(xì)胞的數(shù)量，A正確；MTT檢測(cè)的原理是酶催化產(chǎn)生有色物質(zhì)，而臺(tái)盼藍(lán)檢測(cè)細(xì)胞活性的原理是膜的選擇透過(guò)性，顯然二者檢測(cè)的原理不同，B正確；MTT結(jié)晶是在線(xiàn)粒體中的琥珀酸脫氫酶的催化下產(chǎn)生的，因此MTT結(jié)晶的量可以反映線(xiàn)粒體中琥珀酸脫氫酶的數(shù)量及活性，從而反映細(xì)胞代謝的強(qiáng)度，C正確；哺乳動(dòng)物成熟紅細(xì)胞沒(méi)有線(xiàn)粒體，故無(wú)法用MTT法檢測(cè)其是否存活，D錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題8.（2024·湖南師大附中月考）目前科學(xué)家較為認(rèn)可的衰老機(jī)制是線(xiàn)粒體學(xué)說(shuō)。該學(xué)說(shuō)的內(nèi)容是：在衰老過(guò)程中，線(xiàn)粒體產(chǎn)生的大量氧自由基不僅會(huì)對(duì)細(xì)胞造成直接損傷，還能啟動(dòng)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，促進(jìn)細(xì)胞衰老；線(xiàn)粒體呼吸酶復(fù)合物的活性隨年齡增長(zhǎng)而下降，導(dǎo)致ATP生成減少，細(xì)胞能量代謝功能下降，從而導(dǎo)致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在許多組織細(xì)胞的線(xiàn)粒體內(nèi)均存在雌激素受體。下列敘述正確的是()A.線(xiàn)粒體產(chǎn)生的氧自由基可間接導(dǎo)致細(xì)胞中水分減少、細(xì)胞核體積增大B.在線(xiàn)粒體產(chǎn)生的氧自由基促進(jìn)細(xì)胞衰老過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生信息交流C.線(xiàn)粒體合成ATP的能力與呼吸酶復(fù)合物的活性有關(guān)，ATP合成酶只存在于線(xiàn)粒體中D.推測(cè)雌激素可能通過(guò)與線(xiàn)粒體內(nèi)的受體結(jié)合來(lái)保護(hù)線(xiàn)粒體，發(fā)揮其抗細(xì)胞衰老的作用答案：AD【解析】AD由題意可知，在衰老過(guò)程中，線(xiàn)粒體產(chǎn)生的大量氧自由基能間接促進(jìn)細(xì)胞衰老，而細(xì)胞中水分減少、細(xì)胞核體積增大都是細(xì)胞衰老的特點(diǎn)，A正確；由題意可知，在衰老過(guò)程中，線(xiàn)粒體產(chǎn)生的大量氧自由基能啟動(dòng)一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，促進(jìn)細(xì)胞衰老，說(shuō)明在線(xiàn)粒體產(chǎn)生的氧自由基促進(jìn)細(xì)胞衰老的過(guò)程中會(huì)發(fā)生信息交流，B錯(cuò)誤；線(xiàn)粒體合成ATP的能力與呼吸酶復(fù)合物的活性有關(guān)，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中也含有ATP合成酶，C錯(cuò)誤；由題意推測(cè)，許多組織細(xì)胞的線(xiàn)粒體內(nèi)均存在雌激素受體，雌激素可能通過(guò)與線(xiàn)粒體內(nèi)的受體結(jié)合來(lái)保護(hù)線(xiàn)粒體，從而發(fā)揮其抗細(xì)胞衰老的作用，D正確。9.下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)系示意圖。下列敘述不正確的是()A.三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2B.生物通過(guò)代謝中間物，將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系C.乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位D.物質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量一部分儲(chǔ)存于ATP中，一部分以熱能的形式散失答案：A【解析】A由題圖分析可知，三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸鏈會(huì)消耗O2，A錯(cuò)誤。10.圖甲為某單子葉植物種子萌發(fā)過(guò)程中干重的變化曲線(xiàn)，圖乙為萌發(fā)過(guò)程中O2吸收量和CO2釋放量的變化曲線(xiàn)。據(jù)圖分析，可以得出的結(jié)論是()A.種子萌發(fā)干重減少的原因主要是呼吸作用分解有機(jī)物B.初期以無(wú)氧呼吸為主C.A點(diǎn)時(shí)萌發(fā)的種子開(kāi)始進(jìn)行光合作用D.圖乙兩條曲線(xiàn)相交時(shí)，有氧呼吸與無(wú)氧呼吸速率相等答案：AB【解析】AB種子萌發(fā)過(guò)程中不能進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作用消耗有機(jī)物，故干重減少的原因主要是呼吸作用分解有機(jī)物，A正確；圖乙中，種子萌發(fā)初期，產(chǎn)生的CO2量明顯大于消耗的O2量，說(shuō)明種子萌發(fā)初期以無(wú)氧呼吸為主，B正確；萌發(fā)形成的幼苗剛開(kāi)始進(jìn)行光合作用時(shí)，由于光合速率小于呼吸速率，所以干重仍然減少，隨著光合速率的增加，A點(diǎn)之后光合速率大于呼吸速率，植株干重增加，故A點(diǎn)時(shí)光合速率等于呼吸速率，C錯(cuò)誤；圖乙兩條曲線(xiàn)相交時(shí)，表明吸收的O2量等于呼吸產(chǎn)生的CO2量，說(shuō)明兩曲線(xiàn)相交時(shí)無(wú)氧呼吸被完全抑制，此時(shí)只進(jìn)行有氧呼吸，D錯(cuò)誤。三、非選擇題11.（2024·湖南高三質(zhì)檢）葡萄糖是真核細(xì)胞能量的主要來(lái)源，如圖為動(dòng)物細(xì)胞中糖類(lèi)代謝過(guò)程示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，葡萄糖分解產(chǎn)生________________________（填物質(zhì)），如果缺氧，丙酮酸將被轉(zhuǎn)化為

。(2)線(xiàn)粒體對(duì)多數(shù)親水性物質(zhì)透性極低，因此在有O2存在時(shí)，丙酮酸需要在膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的幫助下進(jìn)入

，脫羧后與輔酶A(CoA)連接，產(chǎn)生

進(jìn)入TCA循環(huán)。丙酮酸、NADH、ATP乳酸線(xiàn)粒體基質(zhì)乙酰CoA(3)葡萄糖分解和TCA循環(huán)產(chǎn)生的

中含有高能電子，這些電子通過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜中的電子傳遞鏈，最終傳遞給

。(4)線(xiàn)粒體本身遺傳信息有限，大多數(shù)蛋白由核基因編碼，這些蛋白在____________________上合成后運(yùn)輸?shù)骄€(xiàn)粒體，研究發(fā)現(xiàn)它們的轉(zhuǎn)運(yùn)與氨基端的信號(hào)序列有關(guān)，這些信號(hào)序列基本不含帶負(fù)電荷的酸性氨基酸，且具有特定構(gòu)象，其意義是__________________________________。NADHO2

細(xì)胞質(zhì)的游離核糖體有利于其穿過(guò)線(xiàn)粒體的雙層膜(5)ATP合酶是線(xiàn)粒體內(nèi)膜上的重要結(jié)構(gòu)，為鑒定ATP合酶的功能，研究人員進(jìn)行了線(xiàn)粒體膜重建實(shí)驗(yàn)，過(guò)程如下，請(qǐng)完成下表。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮?jiǎn)易操作步驟分離內(nèi)膜包裹的基質(zhì)利用

的原理，使線(xiàn)粒體的外膜先吸水漲破，經(jīng)離心后取沉淀物獲取內(nèi)膜小泡用超聲波處理使線(xiàn)粒體破裂，破裂的線(xiàn)粒體內(nèi)膜能夠自封閉成內(nèi)膜小泡，其上結(jié)合有_______________

用脲處理使內(nèi)膜上附著的酶顆粒脫落，將處理后的樣品離心后，分別收集沉淀和上清液鑒定ATP合酶的功能加入pH緩沖液，光滑型小泡和ATP合酶顆粒均不能合成ATP；將分離的酶顆粒與內(nèi)膜小泡重新結(jié)合，小泡具有ATP合成的能力滲透作用ATP合酶分離內(nèi)膜小泡上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ATP合酶的正常功能是附著在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上進(jìn)行ATP的合成，若是脫離了內(nèi)膜則無(wú)法合成，推測(cè)原因是_____________________________________________________________________。

分離內(nèi)膜小泡與ATP合酶顆粒無(wú)法在膜兩側(cè)形成ATP合成所需的H＋濃度梯度12.（2024·雅禮中學(xué)月考）藍(lán)細(xì)菌舊名為藍(lán)藻或藍(lán)綠藻，是能進(jìn)行產(chǎn)氧性光合作用的大型單細(xì)胞原核生物，細(xì)胞質(zhì)中同時(shí)含有ATP、NADPH、NADH（呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的[H]）和丙酮酸等中間代謝物?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)藍(lán)細(xì)菌光合作用與呼吸作用的控制中心為_(kāi)________，光合作用與呼吸作用的場(chǎng)所與黑藻_________（填“相同”或“不同”）。(2)藍(lán)細(xì)菌可通過(guò)D－乳酸脫氫酶(Ldh)，利用NADH將丙酮酸還原為D－乳酸這種重要的工業(yè)原料。研究者構(gòu)建了大量表達(dá)外源Ldh基因的工程藍(lán)細(xì)菌，以期提高D－乳酸產(chǎn)量，但結(jié)果并不理想，究其原因是____________________________________________________________________________。擬核不同

細(xì)胞質(zhì)中的NADH被大量用于有氧呼吸產(chǎn)生ATP，無(wú)法為L(zhǎng)dh提供充足的NADH(3)藍(lán)細(xì)菌存在一種只產(chǎn)生ATP、不參與水光解的光合作用途徑。研究者構(gòu)建了該途徑被強(qiáng)化的工程菌K，以補(bǔ)充ATP產(chǎn)量，使更多NADH用于生成D－乳酸。測(cè)定初始藍(lán)細(xì)菌、工程菌K中細(xì)胞質(zhì)ATP、NADH和NADPH含量，結(jié)果如下表。菌株ATPNADHNADPH初始藍(lán)細(xì)菌6263249工程菌K8296249注：數(shù)據(jù)單位為pmolOD730。由表可知，與初始藍(lán)細(xì)菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三階段

（填“被抑制”“被促進(jìn)”或“不受影響”），光反應(yīng)中的水光解

（填“被抑制”