資源簡介

專題五　細胞呼吸的原理和應用
考典1015細胞的能量“貨幣”ATP與細胞呼吸的原理
A、五年高考真題（2020-2024）
（山東五年三考）
1.(2024·全國甲,2,6分,難度★★)ATP可為代謝提供能量,也參與RNA的合成,ATP結構如圖所示,圖中~表示高能磷酸鍵,下列敘述錯誤的是( )
A.ATP轉化為ADP可為離子的主動運輸提供能量
B.用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵不能在細胞核中斷裂
D.光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵
2.(2023·重慶,10,3分,難度★★)哺乳動物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+,進而轉化為NADH([H])。研究者以小鼠為模型,探究了哺乳動物與腸道菌群之間NAD+代謝的關系,如下圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A.靜脈注射標記的NA,腸腔內會出現標記的NAM
B.靜脈注射標記的NAM,細胞質基質會出現標記的NADH
C.食物中缺乏NAM時,組織細胞仍可用NAM合成NAD+
D.腸道中的厭氧菌合成ATP所需的能量主要來自NADH
3.(2023·全國乙,3,6分,難度★★★)植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環境。在無氧條件下,某種植物幼苗的根細胞經呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關敘述錯誤的是( )
A.在時間a之前,植物根細胞無CO2釋放,只進行無氧呼吸產生乳酸
B.a~b時間內植物根細胞存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程
C.每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP比產生乳酸時的多
D.植物根細胞無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸的過程不需要消耗ATP
4.(2023·廣東,7,2分,難度★★)在游泳過程中,參與呼吸作用并在線粒體內膜上作為反應物的是( )　　　　　　　　　　
A.還原型輔酶Ⅰ B.丙酮酸
C.氧化型輔酶Ⅰ D.二氧化碳
5.(2023·浙江,11,3分,難度★★★)小曲白酒清香純正,以大米、大麥、小麥等為原料,以小曲為發酵劑釀造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厭氧型微生物酵母菌,還有乳酸菌、醋酸菌等細菌。釀酒的原理主要是酵母菌在無氧條件下利用葡萄糖發酵產生酒精。傳統釀造工藝流程如圖所示。
小曲白酒的釀造過程中,酵母菌進行了有氧呼吸和無氧呼吸。關于酵母菌的呼吸作用,下列敘述正確的是( )
A.有氧呼吸產生的[H]與O2結合,無氧呼吸產生的[H]不與O2結合
B.有氧呼吸在線粒體中進行,無氧呼吸在細胞質基質中進行
C.有氧呼吸有熱能的釋放,無氧呼吸沒有熱能的釋放
D.有氧呼吸需要酶催化,無氧呼吸不需要酶催化
6.(2023·山東,4,2分,難度★★)水淹時,玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應不足,使液泡膜上的H+轉運減緩,引起細胞質基質內H+積累,無氧呼吸產生的乳酸也使細胞質基質pH降低。pH降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產乳酸途徑轉換為丙酮酸產酒精途徑,延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是( )
A.正常玉米根細胞液泡內pH高于細胞質基質
B.檢測到水淹的玉米根有CO2的產生不能判斷是否有酒精生成
C.轉換為丙酮酸產酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應不足
7.(2023·北京,2,2分,難度★★)運動強度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如圖顯示在不同強度體育運動時,骨骼肌消耗的糖類和脂類的相對量。對這一結果正確的理解是( )
A.低強度運動時,主要利用脂肪酸供能
B.中等強度運動時,主要供能物質是血糖
C.高強度運動時,糖類中的能量全部轉變為ATP
D.肌糖原在有氧條件下才能氧化分解提供能量
8.(2023·天津,1,4分,難度★)衣原體缺乏細胞呼吸所需的酶,則其需要從宿主細胞體內攝取的物質是( )
A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
9.(2022·全國甲,4,6分,難度★★)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發現,經常運動的人肌細胞中線粒體數量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關的敘述,錯誤的是( )
A.有氧呼吸時細胞質基質和線粒體中都能產生ATP
B.線粒體內膜上的酶可以參與[H]和氧反應形成水的過程
C.線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與
D.線粒體中的DNA能夠通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成
10.(2022·北京,3,2分,難度★★)在北京冬奧會的感召下,一隊初學者進行了3個月高山滑雪集訓,成績顯著提高,而體重和滑雪時單位時間的攝氧量均無明顯變化。檢測集訓前后受訓者完成滑雪動作后血漿中的乳酸濃度,結果如右圖。與集訓前相比,滑雪過程中受訓者在單位時間內( )
A.消耗的ATP不變
B.無氧呼吸增強
C.所消耗的ATP中來自有氧呼吸的增多
D.骨骼肌中每克葡萄糖產生的ATP增多
11.(2022·北京,14,2分,難度★★★)有氧呼吸會產生少量超氧化物,超氧化物積累會氧化生物分子引發細胞損傷。將生理指標接近的青年志愿者按吸煙與否分為兩組,在相同條件下進行體力消耗測試,受試者血漿中蛋白質被超氧化物氧化生成的產物量如右圖。基于此結果,下列說法正確的是( )
A.超氧化物主要在血漿中產生
B.煙草中的尼古丁導致超氧化物含量增加
C.與不吸煙者比,蛋白質能為吸煙者提供更多能量
D.本實驗為“吸煙有害健康”提供了證據
12.(2022·山東,4,2分,難度★★)植物細胞內10%~25%的葡萄糖經過一系列反應,產生NADPH、CO2和多種中間產物,該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產物可進一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說法錯誤的是( )
A.磷酸戊糖途徑產生的NADPH與有氧呼吸產生的還原型輔酶不同
B.與有氧呼吸相比,葡萄糖經磷酸戊糖途徑產生的能量少
C.正常生理條件下,利用14C標記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產物的生成
D.受傷組織修復過程中所需要的原料可由該途徑的中間產物轉化生成
13.(2022·河北,4,2分,難度★★)下列關于細胞呼吸的敘述,正確的是( )
A.酵母菌無氧呼吸不產生使溴麝香草酚藍水溶液變黃的氣體
B.種子萌發時需要有氧呼吸為新器官的發育提供原料和能量
C.有機物徹底分解、產生大量ATP的過程發生在線粒體基質中
D.通氣培養的酵母菌液過濾后,向濾液中加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后變為灰綠色
14.(2022·江蘇,8,2分,難度★★)下列關于細胞代謝的敘述,正確的是( )
A.光照下,葉肉細胞中的ATP均源于光能的直接轉化
B.供氧不足時,酵母菌在細胞質基質中將丙酮酸轉化為乙醇
C.藍細菌沒有線粒體,只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP
D.供氧充足時,真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產生大量ATP
15.(2022·江蘇,15,3分,難度★★★)(多選)下圖為生命體內部分物質與能量代謝關系示意圖。下列敘述正確的有( )
A.三羧酸循環是代謝網絡的中心,可產生大量的[H]和CO2并消耗O2
B.生物通過代謝中間物,將物質的分解代謝與合成代謝相互聯系
C.乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位
D.物質氧化時釋放的能量都儲存于ATP
16.(2022·廣東,10,2分,難度★★)種子質量是農業生產的前提和保障。生產實踐中常用TTC法檢測種子活力,TTC(無色)進入活細胞后可被[H]還原成TTF(紅色)。大豆充分吸脹后,取種胚浸于0.5%TTC溶液中,30 ℃保溫一段時間后部分種胚出現紅色。下列敘述正確的是( )
A.該反應需要在光下進行
B.TTF可在細胞質基質中生成
C.TTF生成量與保溫時間無關
D.不能用紅色深淺判斷種子活力高低
17.(2022·湖北,11,2分,難度★★)關于白酒、啤酒和果酒的生產,下列敘述錯誤的是( )
A.在白酒、啤酒和果酒的發酵初期需要提供一定的氧氣
B.白酒、啤酒和果酒釀制的過程也是微生物生長繁殖的過程
C.葡萄糖轉化為乙醇所需的酶既存在于細胞質基質,也存在于線粒體
18.(2022·重慶,8,2分,難度★★)下圖為兩種細胞代謝過程的示意圖。轉運到神經元的乳酸過多會導致其損傷。下列敘述錯誤的是( )
A.抑制MCT可降低神經元損傷
B.Rheb蛋白失活可降低神經元損傷
C.乳酸可作為神經元的能源物質
D.自由基累積可破壞細胞內的生物分子
19.(2021·全國甲,2,6分,難度★★)某同學將酵母菌接種在馬鈴薯培養液中進行實驗,不可能得到的結果是( )
A.該菌在有氧條件下能夠繁殖
B.該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產生
C.該菌在無氧條件下能夠產生乙醇
D.該菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2
20.(2021·北京,1,2分,難度★)ATP是細胞的能量“通貨”,關于ATP的敘述錯誤的是( )
A.含有C、H、O、N、P
B.必須在有氧條件下合成
C.胞內合成需要酶的催化
D.可直接為細胞提供能量
解析 ATP的結構簡式是“A-P~P~P”,ATP的組成元素是C、H、O、N、P,A項正確;有氧呼吸和無氧呼吸都可以合成ATP,B項錯誤;細胞內合成ATP的生理過程是光合作用和細胞呼吸,因此需要酶的催化,C項正確;生命活動的直接能源物質是ATP,D項正確。
21.(2021·海南,14,2分,難度★★)研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞,1~2 min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記,并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是( )
A.該實驗表明,細胞內全部ADP都轉化成ATP
B.32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性
C.32P在ATP的3個磷酸基團中出現的概率相等
D.ATP與ADP相互轉化速度快,且轉化主要發生在細胞核內
22.(2021·浙江,10,2分,難度★)需氧呼吸必須有氧的參加,此過程中氧的作用是( )
A.在細胞溶膠中,參與糖酵解過程
B.與丙酮酸反應,生成CO2
C.進入檸檬酸循環,形成少量ATP
D.電子傳遞鏈中,接受氫和電子生成H2O
23.(2021·福建,9,2分,難度★★)運動可促進機體產生更多新的線粒體,加速受損、衰老、非功能線粒體的特異性消化降解,維持線粒體數量、質量及功能的完整性,保證運動刺激后機體不同部位對能量的需求。下列相關敘述正確的是( )
A.葡萄糖在線粒體中分解釋放大量能量
B.細胞中不同線粒體的呼吸作用強度均相同
C.衰老線粒體被消化降解導致正常細胞受損
D.運動后線粒體的動態變化體現了機體穩態的調節
24.(2021·廣東,9,2分,難度★★★)秸稈的纖維素經酶水解后可作為生產生物燃料乙醇的原料,生物興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養酵母菌并探究其細胞呼吸(下圖)。下列敘述正確的是( )
A.培養開始時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成
B.乙瓶的溶液由藍色變成紅色,表明酵母菌已產生了CO2
C.用甲基綠溶液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布
D.實驗中增加甲瓶的酵母菌數量不能提高乙醇最大產量
25.(2021·河北,14,3分,難度★★★★)(多選)《齊民要術》中記載了利用蔭坑貯存葡萄的方法(如圖)。目前我國果蔬主產區普遍使用大型封閉式氣調冷藏庫(充入氮氣替換部分空氣),延長了果蔬保鮮時間,增加了農民收益。下列敘述正確的是( )
A.蔭坑和氣調冷藏庫環境減緩了果蔬中營養成分和風味物質的分解
B.蔭坑和氣調冷藏庫貯存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧氣參與的第一、二階段正常進行,第三階段受到抑制
C.氣調冷藏庫中的低溫可以降低細胞質基質和線粒體中酶的活性
D.氣調冷藏庫配備的氣體過濾裝置及時清除乙烯,可延長果蔬保鮮時間
26.(2020·全國1,2,6分,難度★★)種子儲藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖,下列關于種子呼吸作用的敘述,錯誤的是( )
A.若產生的CO2與乙醇的分子數相等,則細胞只進行無氧呼吸
B.若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等
C.若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放
D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數比釋放CO2的多
27.(2020·山東,2,2分,難度★★)癌細胞即使在氧氣供應充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產生ATP,這種現象稱為“瓦堡效應”。下列說法錯誤的是( )
A.“瓦堡效應”導致癌細胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量ATP
C.癌細胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細胞質基質中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌細胞呼吸作用產生的NADH比正常細胞少
28.(2020·浙江,6,2分,難度★)下列關于細胞的需氧呼吸與厭氧呼吸的敘述,正確的是( )
A.細胞的厭氧呼吸產生的ATP比需氧呼吸的多
B.細胞的厭氧呼吸在細胞溶膠和線粒體嵴上進行
C.細胞的需氧呼吸與厭氧呼吸過程中都會產生丙酮酸
D.若適當提高蘋果果實儲藏環境中的O2濃度會增加酒精的生成量
29.(2020·江蘇,30,8分,難度★★★)研究發現,線粒體內的部分代謝產物可參與調控核內基因的表達,進而調控細胞的功能。下圖為T細胞中發生上述情況的示意圖,請據圖回答下列問題。
(1)丙酮酸進入線粒體后先經氧化脫羧形成乙酰輔酶A,再徹底分解成　　　　和[H]。[H]經一系列復雜反應與　　　　結合,產生水和大量的能量,同時產生自由基。
(2)線粒體中產生的乙酰輔酶A可以進入細胞核,使染色質中與　　　　結合的蛋白質乙酰化,激活干擾素基因的轉錄。
(3)線粒體內產生的自由基穿過線粒體膜到　　　　　　　　中,激活NFAT等調控轉錄的蛋白質分子,激活的NFAT可穿過　　　　進入細胞核,促進白細胞介素基因的轉錄。轉錄后形成的　　　　分子與核糖體結合,經　　　　過程合成白細胞介素。
(4)T細胞內乙酰輔酶A和自由基調控核內基因的表達,其意義是　　　　　　　　　　　。
B、二年山東一模試題（2024-2025）
1．（2025 臨沂一模）在線粒體內膜電子傳遞過程中，復合物泵出質子，形成了跨膜質子梯度，ATP合成酶利用質子梯度驅動ATP合成。OSCP是ATP合成酶中的一個重要亞基，位于催化區頂部，確保亞基之間的功能偶聯，寡霉素作為呼吸抑制劑可破壞此偶聯。當ATP合成酶處于活躍狀態時，OSCP會形成一個穩定的質子通道。下列說法錯誤的是（ ）
A．寡霉素可能阻塞質子通道，抑制質子流入線粒體基質
B．細胞培養中加入寡霉素，線粒體有氧呼吸釋放的能量中熱能比例減小
C．ATP合成酶不活躍時，OSCP關閉質子通道，線粒體基質中ADP含量上升
D．深入研究OSCP結構和功能，有助于為線粒體功能障礙引發的疾病治療提供新思路
2. （2025菏澤一模）YBX1蛋白可與丙酮酸轉運蛋白相互作用，影響細胞呼吸。科研人員對敲除了YBX1基因的小鼠細胞應用13C標記的葡萄糖示蹤技術。檢測到線粒體中部分物質的含量發生異常變化，且細胞的耗氧速率是正常水平的2倍。下列說法正確的是（ ）
A. 線粒體中13C標記的葡萄糖和丙酮酸的含量高于正常水平
B. 丙酮酸轉運蛋白主要在線粒體內膜上和線粒體基質中
C. 敲除YBX1基因的小鼠細胞，在無氧條件下細胞呼吸產生乳酸和CO2的量會增多
D. 若YBX1蛋白的含量增多，細胞消耗O2的速率會下降
3. （2025泰安一模）“呼吸爆發”指巨噬細胞吞噬病原體后，會將細胞質中NADPH攜帶的電子跨膜傳遞給吞噬小泡中的氧氣，產生大量氧自由基，導致氧氣快速消耗。氧自由基在相關酶的催化下，產生更具殺傷活力的過氧化氫、次氯酸等物質，以殺死包裹在吞噬小泡中的病原體，同時會造成細胞損傷。下列說法錯誤的是（ ）
A. 巨噬細胞無氧呼吸過程中，底物中的絕大部分能量存留在其生成物中
B. “呼吸爆發”過程發生在巨噬細胞的線粒體內膜上
C. 若細胞中的氧自由基異常積累可能會加速巨噬細胞的衰老
D. 若巨噬細胞未發生“呼吸爆發”，則不能有效殺死其吞噬的病原體
4.（2025煙臺德州東營一模）磷酸戊糖途徑的主要功能之一是產生NADPH,NADPH的部分功能如圖所示。超氧陰離子可殺死入侵的微生物，GSH 為紅細胞內重要的抗氧化劑，可保護蛋白質和脂質免受氧化損傷。下列說法錯誤的是（ ）
A.生物合成旺盛的細胞中磷酸戊糖途徑較為活躍
B.磷酸戊糖途徑障礙可導致機體易感染病原體
C.紅細胞內NADPH 含量下降可導致血紅蛋白攜氧能力下降
D.NADPH含量的變化直接影響細胞呼吸過程中ATP的產生
5. （2025山東名校考試聯盟聯考）毛地黃苷可以將酵母菌線粒體的內外膜完全分開。lubrol可以進一步使線粒體質體的膜與基質分離。將線粒體各部分分離后便可以分別對其完整的酶系統進行定位分析，具體操作過程如下圖所示。下列說法正確的是（　　）
A. 分離過程中可以選用胰蛋白酶替代毛地黃苷或 lubrol
B. 相比較離心過程Ⅲ，離心過程Ⅰ需要更高的轉速
C. 膜①上的酶可催化 NADPH 的氧化，同時生成大量的ATP
D. 酵母菌進行有氧呼吸時，催化CO2生成的酶位于線粒體質體或上清液②中
6.（2024濰坊濱州一模）GTP（鳥苷三磷酸） 的作用與ATP類似，線粒體分裂依賴于細胞質基質中具有 GTP酶活性的發動蛋白。線粒體分裂時，在其他蛋白的介導下，發動蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上，組裝成環線粒體的纖維狀結構。該結構縊縮，使線粒體一分為二。下列說法正確的是（　　）
A. GTP 因含有三個特殊化學鍵而具有較高能量
B. 線粒體分裂體現了發動蛋白具有催化、運動等功能
C. 一般情況下，發動蛋白結合到線粒體外膜上等待激活
D. 環線粒體的纖維狀結構由單糖脫水縮合而成
7.（2024菏澤一模）細胞中生命活動絕大多數所需要的能量都是由ATP直接提供的，ATP是細胞的能量“貨幣”。研究發現，ATP還可以傳導信號和作為神經遞質發揮作用，其轉運到細胞外的方式如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A. ATP通過途徑①轉運到細胞外的過程不需要消耗能量，但要與通道蛋白結合
B. ATP通過途徑②轉運到細胞外時會發生載體蛋白構象的改變
C. 若ATP作為神經遞質，需要經過途徑③，既消耗能量也需要載體
D. ATP的能量主要貯存在腺苷和磷酸之間的特殊化學鍵中
8.（2024實驗中學一模）癌細胞即使在氧氣充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產生ATP，這種現象稱為“瓦堡效應”。研究表明，癌細胞和正常分化的細胞在有氧條件下產生的ATP總量沒有明顯差異，但癌細胞從內環境中攝取并用于細胞呼吸的葡萄糖的量和正常細胞不同。下圖是癌細胞在有氧條件下葡萄糖的部分代謝過程，下列敘述正確的是（　　）
A. 癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量的ATP
B. ③過程會消耗少量的還原氫，④過程不一定都在生物膜上完成
C. 發生“瓦堡效應”的癌細胞吸收的葡萄糖比正常細胞的少，且過程③④可同時進行
D. 若研制藥物抑制癌癥患者體內細胞的異常代謝途徑，可選用圖中①④為作用位點
9.（2025淄博濱州一模，不定項）真核生物的有氧呼吸依次經過糖酵解，TCA循環和氧化磷酸化三個階段。IDH是TCA循環的關鍵酶，可催化生成α-KG及CO2。IDH基因突變可引起α-KG減少，進一步促進HIF-1α積聚并激活相關信號通路，引起下游VEGF基因等腫瘤相關基因高表達，共同促進腫瘤的發生與發展。正常細胞在細胞周期調控過程中可通過表達Skp2蛋白，降解IDH，使細胞的主要供能方式發生改變。下列說法正確的是（ ）
A. 真核生物中糖酵解和TCA循環均發生在線粒體基質中
B. 若在細胞中添加Skp2蛋白抑制劑，則VEGF基因的表達量會減少
C. 腫瘤細胞可通過增加Skp2基因的表達，使細胞供能方式由TCA循環向糖酵解轉變
D. 無氧條件下，腫瘤細胞通過糖酵解過程將葡萄糖中的能量都轉移到乳酸和ATP中
10.（2025濟南一模，不定項）糖酵解是指由葡萄糖或果糖轉變為丙酮酸的一系列反應,磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶是該過程中的2個重要調節酶。使酶活性增加的分子稱為正效應物，使酶活性降低的分子稱為負效應物。相比無氧條件,有氧條件下 ATP、檸檬酸的濃度較高。下圖是糖酵解的調節過程,下列說法正確的是
A.糖酵解過程在有氧條件下的速度會快于無氧條件
B.磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的正效應物完全相同
C.磷酸烯醇式丙酮酸形成丙酮酸的過程中會合成ATP
D.正效應物類藥物有助于治療或減緩組織細胞缺氧癥狀
11.（2025濟寧一模，不定項） 將動物細胞的完整線粒體懸浮于含有丙酮酸、氧氣和無機磷酸的溶液中，并適時加入等量的ADP、DNP和DCCD三種化合物，測得氧氣濃度的變化如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A. DCCD可能破壞線粒體內膜上的ATP合成酶
B. ADP和DNP都能促進細胞呼吸但促進效率不同
C. 加入DNP后，線粒體內膜上散失的熱能將增加
D. 化合物DCCD與DNP對細胞呼吸影響機理相同
12.（2025青島一模，不定項）Brooks提出了關于細胞內乳酸穿梭模型，如下圖所示。當細胞處于高濃度乳酸環境時，丙酮酸還原為乳酸的過程受到抑制。下列說法錯誤的是（ ）
A. 圖中“？”代表的物質是二氧化碳和水
B. 劇烈運動時，細胞內NAD+/NADH的比值降低
C. 丙酮酸都是在細胞質基質內產生，丙酮酸轉化成乳酸需要消耗能量
D. 乳酸除上述去向外，還可運輸到肝臟細胞轉化成葡萄糖再被利用
13.（2025濟南協作校聯考，不定項）腫瘤中常有兩種癌細胞，一種以糖酵解為主要產能方式（A型），另一種以線粒體氧化為主要產能方式（B型）。研究發現，多種癌細胞高表達MCT1、MCT4載體，連接兩種癌細胞，形成協同代謝，促進腫瘤的發生與發展，相關機理如圖所示。下列敘述正確的是（　　）
A. 理論上A型癌細胞攝取葡萄糖的速率高于B型
B. 抑制癌細胞中MCT1和MCT4的功能可能抑制腫瘤的生長
C. 在有氧氣參與下，癌細胞線粒體中葡萄糖可被氧化分解形成水和CO2
D. MCT1、MCT4參與癌細胞間能量物質
14.（2024青島一模，不定項）動物體內棕色脂肪細胞含有大量線粒體。研究發現細胞內脂肪的合成與有氧呼吸過程有關，Ca2+參與調控線粒體基質內的代謝過程，H+可以通過F0-F1和UCP2蛋白進行跨膜運輸，相關機理如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. Ca2+進入內質網消耗的ATP來自于細胞呼吸
B. Ca2+在線粒體中參與調控有氧呼吸第二階段的反應
C. H+順濃度梯度通過F0-F1和UCP2蛋白進行跨膜運輸
D. 線粒體雙層膜結構上均存在F0-F1和UCP2蛋白
15.（2024日照一模，不定項）真核細胞有氧呼吸的主要階段是在線粒體內進行的，其部分過程如圖1所示。解偶劑能增大線粒體內膜對H+的通透性，消除H+梯度，因而抑制ATP生成，如圖2所示。下列敘述正確的是（ ）
A. 圖1中線粒體基質與細胞質基質間的H'濃度差驅動ATP合成
B. H+通過解偶聯劑進入線粒體基質的跨膜運輸方式是主動運輸
C. 加入解偶聯劑后，有機物分解釋放的能量會更多的以熱能形式散失
D. 可以利用解偶聯劑來開發殺蟲劑、殺真菌劑以及研發減肥藥物
16.（2025煙臺德州東營一模）(9分)鉤蟲貪銅菌是一種細菌，能通過不同的代謝途徑合成儲能物質PHA。在有機物充足的環境中，該菌株可通過有氧呼吸進行異養代謝，該過程中產生的中間產物乙酰輔酶A可作為原料合成PHA; 在有機物缺乏的環境中，該菌株可通過氧化H 獲得能量進行化能自養，過程如圖所示。
(1)圖示膜結構應為 (填“線粒體內膜”“類囊體膜”或“細胞膜”),物質X表示 。據圖分析，鉤蟲貪銅菌在進行化能自養時，若膜上氫化酶活性被抑制，物質X的含量會 (填“升高”“降低”或“不變”),其原因是 。
(2)兩種途徑產生的乙酰輔酶A既可進一步徹底分解，又可合成PHA。從細胞能量供應和利用的角度分析，這兩種去向的意義是
(3).PHA 能用于人工心臟瓣膜、血管等材料的制備，鉤蟲貪銅菌可應用于工業生產PHA。通過基因工程提高該菌的羧化酶活性，可以提高經濟效益和生態效益，理由是 。
C、山東考題原創預測
【命題趨勢】
1. 情境多樣性：涵蓋癌細胞代謝（瓦堡效應）、涵蓋運動生理（短跑供能）、農業生產、醫療研究（線粒體藥物）、傳統發酵、環境脅迫、實驗探究（光照與ATP關系）等真實情境，體現“真實問題解決”導向；
2. 圖表結合：通過數據表格和結構示意圖考查信息轉化與邏輯推理能力；
3. 學科素養導向：突出科學探究（實驗設計）、生命觀念（能量與物質觀）和社會責任（農業生產應用）。
4.試題符合山東省新高考“強化關鍵能力考查”和“情境載體多元化”的命題趨勢。
（一）單項選擇題
1.（運動生理）運動員在短跑沖刺時，肌細胞通過劇烈收縮消耗大量ATP。下列相關敘述正確的是（ ）
A. 肌細胞中的ATP全部來自線粒體內膜上的呼吸作用
B. ATP水解為ADP時，斷裂的高能磷酸鍵可為肌肉收縮直接供能
C. 劇烈運動時，肌細胞中ATP與ADP的轉化速率顯著加快但總量保持動態平衡
D. ATP分子中的“A”由脫氧核糖和腺嘌呤組成，與RNA中的“A”含義相同
（實驗數據分析）某實驗研究不同光照條件下植物葉片細胞中ATP的含量變化，結果如下表：
光照條件 黑暗處理5分鐘 光照處理5分鐘 光照后黑暗處理5分鐘
ATP濃度（μmol/g） 0.2 1.8 0.5
下列分析錯誤的是（ ）
A. 黑暗處理時ATP含量低，說明細胞呼吸速率小于光下ATP合成速率
B. 光照后ATP濃度驟增，與光反應階段產生ATP有關
C. 再次黑暗處理ATP下降，可能因暗反應持續消耗ATP
D. 該實驗可證明光反應與暗反應在空間上是分離的
3.（瓦堡效應與癌細胞代謝）研究發現，癌細胞即使在氧氣充足的條件下也主要依賴無氧呼吸供能（瓦堡效應）。下列敘述錯誤的是（ ）
A. 癌細胞線粒體功能可能受損，導致丙酮酸無法進入線粒體
B. 無氧呼吸中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量ATP
C. 瓦堡效應使癌細胞需要大量攝取葡萄糖以滿足能量需求
D. 抑制癌細胞中乳酸轉運蛋白的活性可減緩其增殖速率
4.（微生物發酵與工業生產）傳統釀酒工藝中，蒸熟的糯米需攤涼后加入酒曲，并在前期保持半封閉狀態。下列敘述錯誤的是（ ）
A. 攤涼可防止高溫殺死酒曲中的微生物
B. 半封閉環境利于酵母菌進行無氧呼吸產酒精
C. 釀酒過程中pH下降僅由乳酸菌代謝引起
D. 酒精生成速率與糯米中淀粉的分解速率有關
5.（種子萌發與呼吸方式）將小麥種子浸泡后切開，分別用TTC（顯紅色）檢測胚和胚乳的活性，結果胚呈紅色而胚乳無色。下列推測正確的是（ ）
A. 胚細胞進行無氧呼吸，胚乳細胞無呼吸作用
B. 胚細胞線粒體功能完整，胚乳細胞線粒體受損
C. 胚乳細胞中無呼吸酶，無法催化反應生成[H]
D. 胚細胞呼吸產生還原劑，胚乳細胞呼吸產物無還原性
6.（環境脅迫與植物呼吸）淹水條件下，植物根系細胞中丙酮酸轉化為酒精或乳酸。某實驗發現，施加KNO 可緩解根系腐爛，原因可能是（ ）
A. KNO 提供氧氣促進有氧呼吸
B. K 和NO -參與維持細胞滲透壓
C. NO -作為無氧呼吸的替代底物
D. K 抑制酒精脫氫酶活性減少毒素積累
7.有氧呼吸的過程中,電子由電子載體所組成的電子傳遞鏈傳遞,電子傳遞至氧分子(O2),O2作為終端電子受體與質子和電子結合,被還原生成水(H2O),過程如圖所示。下列敘述錯誤的是
A.有氧呼吸第一和第二階段存在生成NADH的過程
B.圖中所示過程是有氧呼吸中產生ATP最多的階段
C.藍細菌沒有線粒體,不能進行電子傳遞,O2不能被還原生成H2O
D.ATP合成酶可將膜間隙的H+運輸到線粒體基質,同時催化ATP的合成
8.下圖為有氧呼吸中部分復雜的物質和能量變化,圖中Ⅰ~Ⅴ為生物膜上不同功能的蛋白質。研究發現動物褐色脂肪組織中的UCP1能增加機體產熱,其作用機制與圖示有關。下列敘述正確的是 (　　)
A.上圖A側為細胞質基質,圖中的NADH來自A側葡萄糖分解為丙酮酸階段
B.圖中NADH分解為NAD+過程中,產生的e-有序傳遞能提高B側H+濃度
C.據圖可知,通過V運輸H+可將NADH和O2反應釋放的能量全部儲存在ATP
D.UCP1可能使圖中H+不經過V運輸,通過減少合成ATP以增加機體產熱量
（二）不定項選擇題（每題3分，少選得1分，錯選不得分）
9.（醫療研究）線粒體功能障礙會導致細胞能量供應異常。研究發現，藥物X可抑制線粒體內膜上的ATP合成酶活性，其作用機理如圖：
下列敘述正確的是（ ）
A. 藥物X會使線粒體內膜兩側的H+濃度差增大
B. 使用藥物X后，細胞質基質中ATP的生成量減少
C. 線粒體功能障礙時，細胞可能通過無氧呼吸快速生成ATP
D. ATP合成酶具有催化功能，同時參與H+的主動運輸
10.（農業生產與呼吸調控）某農戶將收獲的玉米種子晾曬后貯藏于低溫、低氧的糧倉中。下列分析錯誤的是（ ）
A. 晾曬主要減少自由水以抑制種子細胞呼吸
B. 低氧環境促進種子無氧呼吸，減少有機物消耗
C. 低溫通過破壞呼吸酶的空間結構降低呼吸速率
D. 貯藏期間種子細胞中CO 的產生量等于O 的消耗量
11.（線粒體功能障礙與疾病）線粒體DNA突變會導致呼吸鏈復合物缺陷，進而引發能量代謝障礙。患者肌肉細胞中可能出現的現象是（ ）
A. 大量丙酮酸積累在細胞質基質
B. 葡萄糖分解速率顯著加快
C. 乳酸生成量減少，ATP合成正常
D. O 消耗量與CO 生成量比值不變
12.某運動員在劇烈運動時，腿部肌肉細胞通過有氧呼吸和無氧呼吸共同供能。下列相關敘述正確的是（ ）
A. 線粒體內膜上生成的CO 通過自由擴散進入細胞質基質
B. 線粒體基質和嵴上分布著與有氧呼吸相關的酶
C. 肌細胞無氧呼吸產生的乳酸由丙酮酸轉化而來，此過程不產生ATP
D. 細胞質基質中產生的[H]最終與氧氣結合生成水
13.（科研情境） 研究發現，Mfn1蛋白是線粒體外膜融合的關鍵因子。若該蛋白功能異常，線粒體無法融合形成網絡結構，導致能量供應不足。某患者出現肌無力癥狀，其肌肉細胞中檢測到Mfn1蛋白含量顯著降低。下列分析正確的是（）
A. 線粒體無法融合會減少ATP的合成場所
B. 肌細胞無氧呼吸增強以補償能量缺口
C. Mfn1蛋白的合成需核糖體和線粒體共同參與
D. 該患者的線粒體DNA復制和基因表達不受影響
14.（實驗設計與誤差分析）呼吸熵（RQ）是指植物組織在一定時間內，釋放二氧化碳的量與吸收氧氣的量的比值。為測定某植物種子萌發時的呼吸熵，設計如圖裝置。下列操作會導致結果偏小的是（ ）
A. 未用死亡的種子作為對照組
B. NaOH溶液濃度過高吸收CO 不完全
C. 實驗環境溫度波動較大
D. 種子消毒不徹底存在微生物呼吸
15.（數據表格分析）下表為不同處理下酵母菌培養液中CO 生成量的比較（單位：mmol）。下列分析錯誤的是（ ）
處理組 初始葡萄糖量 2h后CO 量
甲 10g/L 12.0
乙 20g/L 13.5
丙 10g/L（添加呼吸抑制劑） 6.0
A. 甲組酵母菌同時進行有氧和無氧呼吸
B. 乙組CO 增量低可能與酒精積累抑制菌種活性有關
C. 丙組數據表明呼吸抑制劑僅抑制有氧呼吸
D. 三組實驗說明葡萄糖濃度與呼吸速率呈正相關
16.玉米根細胞缺氧期間，葡萄糖分解產生的丙酮酸最初轉化為乳酸，導致細胞質基質pH降低。在低pH時，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。下列說法錯誤的是（ ）
A. 丙酮酸轉化為酒精或乳酸的過程中不能產生ATP
B. 檢測到玉米根細胞中有乳酸時一定有酒精生成
C. 玉米根細胞的酒精發酵途徑和乳酸發酵途徑均在細胞質基質中進行
D. 酒精發酵能有效延緩酸中毒，使根細胞可以長時間處于缺氧狀態
17.為了滿足快速增殖的能量需求和生物合成過程，癌細胞通常消耗葡萄糖的速率遠高于正常細胞。即使在氧氣充足的條件下，癌細胞也會進行旺盛的無氧呼吸。請根據所學內容及材料回答下列問題：
（1）癌細胞的無氧呼吸發生在__________，第一階段反應的產物是__________，第二階段反應時__________（填“能”或“不能”）產生ATP。
（2）與有氧呼吸相比，癌細胞中等量的葡萄糖經過無氧呼吸釋放的總能量較少的主要原因是：_____。
（3）進一步研究發現，癌細胞內的酶M和酶L均能催化NAD+的再生，以保證糖酵解（有氧或無氧呼吸第一階段反應）的正常進行。但酶M僅存在于線粒體中，酶L僅存在于細胞質基質中。科研人員用溶劑N配制不同濃度2DG（糖酵解抑制劑）溶液，處理正在分裂的癌細胞組織。測量在不同濃度2DG溶液下，癌細胞內酶M和酶L活性相對值。
①該實驗表明，糖酵解速率相對值較低時，癌細胞優先進行_____（填“有氧”或“無氧”）呼吸
②糖酵解速率相對值超過60時，酶M的活性達到飽和，酶L的活性迅速提高。若糖酵解速率繼續提高時，癌細胞則會表現為進行較旺盛的__________（填“有氧”或“無氧”）呼吸。
③綜上所述，癌細胞在氧氣充足的條件下還能進行旺盛無氧呼吸的原因是：__________。
（4）針對上述癌細胞糖代謝特點提出一條抗癌治療策略：__________。
【附】2015-2019年高考
1.(2018·浙江,10,2分,難度★★)ATP是細胞中的能量通貨。下列敘述正確的是( )
A.ATP中的能量均來自細胞呼吸釋放的能量
B.ATP—ADP循環使得細胞儲存了大量的ATP
C.ATP水解形成ADP時釋放能量和磷酸基團
D.ATP分子中的2個高能磷酸鍵不易斷裂水解
2.(2017·海南,5,2分,難度★)下列關于生物體內能量代謝的敘述,正確的是 ( )
A.淀粉水解成葡萄糖時伴隨有ATP的生成
B.人體大腦活動的能量主要來自脂肪的有氧氧化
C.葉肉細胞中合成葡萄糖的過程是需要能量的過程
D.硝化細菌主要從硝酸還原成氨的過程中獲取能量
3.(2017·海南,3,2分,難度★)ATP是直接為細胞生命活動提供能量的有機物。關于ATP的敘述,錯誤的是( )
A.酒精發酵過程中有ATP生成
B.ATP可為物質跨膜運輸提供能量
C.ATP中高能磷酸鍵水解可釋放能量
D.ATP由腺嘌呤、脫氧核糖和磷酸組成
4.(2019·全國3,4,6分,難度★)若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發,得到n株黃化苗。那么,與萌發前的這n粒干種子相比,這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現為( )
A.有機物總量減少,呼吸強度增強
B.有機物總量增加,呼吸強度增強
C.有機物總量減少,呼吸強度減弱
D.有機物總量增加,呼吸強度減弱
5.(2019·全國2,2,6分,難度★★)馬鈴薯塊莖儲藏不當會出現酸味,這種現象與馬鈴薯塊莖細胞的無氧呼吸有關。下列敘述正確的是( )
A.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產物是乳酸和葡萄糖
B.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產生的乳酸是由丙酮酸轉化而來
C.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產生丙酮酸的過程不能生成ATP
D.馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產生
6.(2019·浙江,27,2分,難度★★★)生物利用的能源物質主要是糖類和油脂,油脂的氧原子含量較糖類中的少而氫的含量多。可用一定時間內生物產生CO2的摩爾數與消耗O2的摩爾數的比值來大致推測細胞呼吸底物的種類。下列敘述錯誤的是( )
A.將果蔬儲藏于充滿氮氣的密閉容器中,上述比值低于1
B.嚴重的糖尿病患者與其正常時相比,上述比值會降低
C.富含油脂的種子在萌發初期,上述比值低于1
D.某動物以草為食,推測上述比值接近1
7.(2017·海南,7,2分,難度★)下列有關植物細胞呼吸作用的敘述,正確的是 ( )
A.分生組織細胞的呼吸速率通常比成熟組織細胞的小
B.若細胞既不吸收O2也不放出CO2,說明細胞已停止無氧呼吸
C.適當降低氧濃度可降低果實的有氧呼吸進而減少有機物的消耗
D.利用葡萄糖進行有氧呼吸時,吸收O2與釋放CO2的摩爾數不同
8.(2016·江蘇,23,3分,難度★★★)(多選)突變酵母的發酵效率高于野生型,常在釀酒工業發酵中使用。右圖為呼吸鏈突變酵母呼吸過程,下列相關敘述錯誤的是( )
A.突變酵母乙醇代謝途徑未變
B.突變酵母幾乎不能產生[H]
C.氧氣充足時,野生型酵母種群增殖速率大于突變體
D.通入氧氣后,突變酵母產生ATP的主要部位是線粒體
參考答案與詳細解析
專題五　細胞呼吸的原理和應用
考典1015細胞的能量“貨幣”ATP與細胞呼吸的原理
A、五年高考真題（2020-2024）
（山東五年三考）
1.(2024·全國甲,2,6分,難度★★)ATP可為代謝提供能量,也參與RNA的合成,ATP結構如圖所示,圖中~表示高能磷酸鍵,下列敘述錯誤的是 (C)
A.ATP轉化為ADP可為離子的主動運輸提供能量
B.用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA
C.β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵不能在細胞核中斷裂
D.光合作用可將光能轉化為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵
解析 ATP水解為ADP和Pi,釋放的能量可以用于細胞的主動運輸,A項正確。ATP水解斷裂兩個高能磷酸鍵后,得到RNA的基本單位之一——腺嘌呤核糖核苷酸,故用α位32P標記的ATP可以合成帶有32P的RNA,B項正確。β位和γ位的兩個磷酸基團之間的高能磷酸鍵斷裂后形成ADP和Pi,釋放的能量可以用于細胞核中的吸能反應,C項錯誤。光合作用的光反應中,ADP與Pi結合形成ATP,光能轉變為化學能儲存于β和γ位磷酸基團之間的高能磷酸鍵,D項正確。
2.(2023·重慶,10,3分,難度★★)哺乳動物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+,進而轉化為NADH([H])。研究者以小鼠為模型,探究了哺乳動物與腸道菌群之間NAD+代謝的關系,如下圖所示。下列敘述錯誤的是 (D)
A.靜脈注射標記的NA,腸腔內會出現標記的NAM
B.靜脈注射標記的NAM,細胞質基質會出現標記的NADH
C.食物中缺乏NAM時,組織細胞仍可用NAM合成NAD+
D.腸道中的厭氧菌合成ATP所需的能量主要來自NADH
解析 由圖可知,靜脈注射標記的NA可以在組織細胞內轉化為NAD+,NAD+可以在組織細胞內轉化為NAM,從而合成NAD+,進而轉化為NADH,因此細胞質基質會出現標記的NADH,且NAM可以被腸道菌群利用,因此腸腔內會出現標記的NAM,A、B正確;由圖可知,食物中缺乏NAM時,血液中的NAM可進行轉化,組織細胞仍可用NAM合成NAD+,C正確;腸道中的厭氧菌合成ATP所需的能量主要來自細胞呼吸(無氧呼吸),D錯誤。
3.(2023·全國乙,3,6分,難度★★★)植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環境。在無氧條件下,某種植物幼苗的根細胞經呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關敘述錯誤的是 (C)
A.在時間a之前,植物根細胞無CO2釋放,只進行無氧呼吸產生乳酸
B.a~b時間內植物根細胞存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程
C.每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP比產生乳酸時的多
D.植物根細胞無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸的過程不需要消耗ATP
解析 乳酸型無氧呼吸過程中1分子葡萄糖分解產生2分子乳酸,不產生CO2;酒精型無氧呼吸過程中1分子葡萄糖分解產生2分子酒精和2分子CO2。分析題圖可知,在無氧條件下,時間a之前無CO2釋放,說明此時是乳酸型無氧呼吸,A項正確。a~b時間內,CO2釋放速率逐漸升高,說明酒精型無氧呼吸強度增大,其產物中除了CO2外還有酒精,B項正確。每分子葡萄糖經乳酸型無氧呼吸或酒精型無氧呼吸都只在第一階段產生2分子的ATP,第二階段不產生ATP,C項錯誤。酒精的跨膜運輸方式是自由擴散,不需要消耗ATP,D項正確。
4.(2023·廣東,7,2分,難度★★)在游泳過程中,參與呼吸作用并在線粒體內膜上作為反應物的是 (A)　　　　　　　　　　
A.還原型輔酶Ⅰ B.丙酮酸
C.氧化型輔酶Ⅰ D.二氧化碳
解析 參與有氧呼吸第三階段的[H]是NADH,是還原型輔酶Ⅰ。
5.(2023·浙江,11,3分,難度★★★)小曲白酒清香純正,以大米、大麥、小麥等為原料,以小曲為發酵劑釀造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厭氧型微生物酵母菌,還有乳酸菌、醋酸菌等細菌。釀酒的原理主要是酵母菌在無氧條件下利用葡萄糖發酵產生酒精。傳統釀造工藝流程如圖所示。
小曲白酒的釀造過程中,酵母菌進行了有氧呼吸和無氧呼吸。關于酵母菌的呼吸作用,下列敘述正確的是 (A)
A.有氧呼吸產生的[H]與O2結合,無氧呼吸產生的[H]不與O2結合
B.有氧呼吸在線粒體中進行,無氧呼吸在細胞質基質中進行
C.有氧呼吸有熱能的釋放,無氧呼吸沒有熱能的釋放
D.有氧呼吸需要酶催化,無氧呼吸不需要酶催化
解析 有氧呼吸產生的[H]在第三階段與O2結合生成水,無氧呼吸產生的[H]用于第二階段丙酮酸的還原,不與O2結合,A項正確。有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜,無氧呼吸的兩個階段都在細胞質基質中進行,B項錯誤。酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸過程中釋放的能量均大多以熱能的形式散失,C項錯誤。有氧呼吸和無氧呼吸過程都需要酶的催化,只是所需酶的種類不同,D項錯誤。
6.(2023·山東,4,2分,難度★★)水淹時,玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應不足,使液泡膜上的H+轉運減緩,引起細胞質基質內H+積累,無氧呼吸產生的乳酸也使細胞質基質pH降低。pH降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產乳酸途徑轉換為丙酮酸產酒精途徑,延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是 (B)
A.正常玉米根細胞液泡內pH高于細胞質基質
B.檢測到水淹的玉米根有CO2的產生不能判斷是否有酒精生成
C.轉換為丙酮酸產酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應不足
D.轉換為丙酮酸產酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒
解析 由題干可知,水淹時液泡膜上的H+轉運減緩,引起細胞質基質內H+積累,可推測正常細胞中H+在液泡中積累,液泡內pH低于細胞質基質,A項錯誤;玉米根細胞無氧呼吸和有氧呼吸都可產生CO2,因此不能根據CO2的產生判斷是否有酒精生成,B項正確;無氧呼吸都只在第一階段產生ATP,因此轉換為丙酮酸產酒精途徑不會增加ATP的釋放,不能緩解能量供應不足,C項錯誤;無氧呼吸都只在第一階段產生[H],產酒精途徑與產乳酸途徑消耗的[H]相同,D項錯誤。
判斷細胞呼吸方式的三大依據
7.(2023·北京,2,2分,難度★★)運動強度越低,骨骼肌的耗氧量越少。如圖顯示在不同強度體育運動時,骨骼肌消耗的糖類和脂類的相對量。對這一結果正確的理解是 (A)
A.低強度運動時,主要利用脂肪酸供能
B.中等強度運動時,主要供能物質是血糖
C.高強度運動時,糖類中的能量全部轉變為ATP
D.肌糖原在有氧條件下才能氧化分解提供能量
解析 由題圖可知,當運動強度較低時,主要利用脂肪酸供能,A正確;中等強度運動時,主要供能物質是肌糖原,其次是脂肪酸,B錯誤;高強度運動時,機體主要進行無氧呼吸,無氧呼吸時,糖類中的能量大部分儲存在乳酸中,C錯誤;高強度運動時,肌糖原在無氧條件下氧化分解提供能量,D錯誤。
8.(2023·天津,1,4分,難度★)衣原體缺乏細胞呼吸所需的酶,則其需要從宿主細胞體內攝取的物質是 (D)
A.葡萄糖 B.糖原 C.淀粉 D.ATP
解析 由題干可知,衣原體缺乏細胞呼吸所需的酶,則不能進行細胞呼吸,因此衣原體缺乏由細胞呼吸所產生的產物,題中D選項ATP是細胞呼吸產物,且ATP是驅動細胞生命活動的直接能源物質,因此衣原體需要從宿主細胞體內攝取的物質是ATP,D符合題意。
9.(2022·全國甲,4,6分,難度★★)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發現,經常運動的人肌細胞中線粒體數量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關的敘述,錯誤的是 (C)
A.有氧呼吸時細胞質基質和線粒體中都能產生ATP
B.線粒體內膜上的酶可以參與[H]和氧反應形成水的過程
C.線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與
D.線粒體中的DNA能夠通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成
解析 有氧呼吸第一階段的場所為細胞質基質,第二、三階段的場所為線粒體,三個階段都能產生ATP,A項正確;[H]和氧反應形成水的過程發生在線粒體內膜上,故催化該過程的酶也位于線粒體內膜上,B項正確;丙酮酸分解成CO2和[H]是有氧呼吸的第二階段,O2直接參與的反應是有氧呼吸的第三階段,C項錯誤;線粒體是半自主性細胞器,其中含有的DNA能夠通過轉錄和翻譯控制某些蛋白質的合成,D項正確。
10.(2022·北京,3,2分,難度★★)在北京冬奧會的感召下,一隊初學者進行了3個月高山滑雪集訓,成績顯著提高,而體重和滑雪時單位時間的攝氧量均無明顯變化。檢測集訓前后受訓者完成滑雪動作后血漿中的乳酸濃度,結果如右圖。與集訓前相比,滑雪過程中受訓者在單位時間內(B)
A.消耗的ATP不變
B.無氧呼吸增強
C.所消耗的ATP中來自有氧呼吸的增多
D.骨骼肌中每克葡萄糖產生的ATP增多
解析 滑雪過程中,受訓者耗能增多,故消耗的ATP增多,A項錯誤;人體無氧呼吸的產物是乳酸,題圖中集訓后受訓者血漿中乳酸濃度增加,可推測滑雪過程中受訓者在單位時間內無氧呼吸增強,B項正確;由題干可知,滑雪時單位時間的攝氧量無明顯變化,則有氧呼吸不變,而無氧呼吸增強,可判斷所消耗的ATP中來自無氧呼吸的增多,C項錯誤;消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸產生的ATP多于無氧呼吸,而滑雪過程中受訓者在單位時間內無氧呼吸增強,故骨骼肌中每克葡萄糖產生的ATP減少,D項錯誤。
有氧呼吸與無氧呼吸的比較
項目 有氧呼吸 無氧呼吸
不 同 點 條件 需氧 不需氧
場所 細胞質基質(第一階段)、 線粒體(第二、三階段) 細胞質基質
分解 程度 葡萄糖被徹底分解 葡萄糖分解 不徹底
產物 CO2、H2O 乳酸或酒 精和CO2
能量 釋放 大量能量 少量能量
相 同 點 反應 條件 需酶和適宜溫度
本質 氧化分解有機物,釋放能量,生成ATP供生命活動所需
過程 第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同
意義 為生物體的各項生命活動提供能量
11.(2022·北京,14,2分,難度★★★)有氧呼吸會產生少量超氧化物,超氧化物積累會氧化生物分子引發細胞損傷。將生理指標接近的青年志愿者按吸煙與否分為兩組,在相同條件下進行體力消耗測試,受試者血漿中蛋白質被超氧化物氧化生成的產物量如右圖。基于此結果,下列說法正確的是 (D)
A.超氧化物主要在血漿中產生
B.煙草中的尼古丁導致超氧化物含量增加
C.與不吸煙者比,蛋白質能為吸煙者提供更多能量
D.本實驗為“吸煙有害健康”提供了證據
解析 超氧化物是有氧呼吸產生的,而有氧呼吸發生在細胞內,A項錯誤;據題中柱形圖可知,吸煙可能導致超氧化物含量增加,但不能證明是尼古丁的作用,B項錯誤;由題圖可知,吸煙組血漿中的蛋白質被超氧化物氧化生成的產物量比不吸煙組高,只能說明吸煙者會產生更多的超氧化物,而非蛋白質為吸煙者提供了更多的能量,C項錯誤;超氧化物積累會氧化生物分子引發細胞損傷,因此,本實驗為“吸煙有害健康”提供了證據,D項正確。
12.(2022·山東,4,2分,難度★★)植物細胞內10%~25%的葡萄糖經過一系列反應,產生NADPH、CO2和多種中間產物,該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產物可進一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說法錯誤的是(C)
A.磷酸戊糖途徑產生的NADPH與有氧呼吸產生的還原型輔酶不同
B.與有氧呼吸相比,葡萄糖經磷酸戊糖途徑產生的能量少
C.正常生理條件下,利用14C標記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產物的生成
D.受傷組織修復過程中所需要的原料可由該途徑的中間產物轉化生成
解析 有氧呼吸產生的還原型輔酶是NADH,A項正確;葡萄糖經磷酸戊糖途徑氧化分解不徹底,因此產生的能量少,B項正確;磷酸戊糖途徑產生的中間代謝產物可能有不含C的物質(如水等),故不能利用14C標記的葡萄糖追蹤磷酸戊糖途徑中各產物的生成,C項錯誤;氨基酸和核苷酸等物質是受傷組織修復過程中所需要的原料,可由該途徑的中間產物轉化生成,D項正確。
13.(2022·河北,4,2分,難度★★)下列關于細胞呼吸的敘述,正確的是 (B)
A.酵母菌無氧呼吸不產生使溴麝香草酚藍水溶液變黃的氣體
B.種子萌發時需要有氧呼吸為新器官的發育提供原料和能量
C.有機物徹底分解、產生大量ATP的過程發生在線粒體基質中
D.通氣培養的酵母菌液過濾后,向濾液中加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后變為灰綠色
解析 酵母菌無氧呼吸可產生CO2,CO2能使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃,A項錯誤;種子萌發時,種子中的有機物經有氧呼吸氧化分解,可為新器官的發育提供原料和能量,B項正確;有機物徹底分解、產生大量ATP的過程是有氧呼吸第三階段,場所是線粒體內膜,C項錯誤;通氣培養的酵母菌進行有氧呼吸,不產生酒精,故向酵母菌液過濾后的濾液中加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后不會出現灰綠色,D項錯誤。
14.(2022·江蘇,8,2分,難度★★)下列關于細胞代謝的敘述,正確的是 (B)
A.光照下,葉肉細胞中的ATP均源于光能的直接轉化
B.供氧不足時,酵母菌在細胞質基質中將丙酮酸轉化為乙醇
C.藍細菌沒有線粒體,只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP
D.供氧充足時,真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產生大量ATP
解析 光照下,葉肉細胞可以進行光合作用和有氧呼吸,光合作用中產生的ATP來源于光能的直接轉化,有氧呼吸中產生的ATP來源于有機物的氧化分解,A項錯誤;酵母菌為兼性厭氧型生物,供氧不足時,酵母菌在細胞質基質中進行無氧呼吸,將丙酮酸轉化為乙醇和二氧化碳 ,B項正確;藍細菌屬于原核生物,沒有線粒體,但能進行有氧呼吸,可通過有氧呼吸分解葡萄糖產生ATP,C項錯誤;供氧充足時,真核生物進行有氧呼吸,并在線粒體內膜上氧化[H]產生大量ATP,D項錯誤。
15.(2022·江蘇,15,3分,難度★★★)(多選)下圖為生命體內部分物質與能量代謝關系示意圖。下列敘述正確的有 (BC)
A.三羧酸循環是代謝網絡的中心,可產生大量的[H]和CO2并消耗O2
B.生物通過代謝中間物,將物質的分解代謝與合成代謝相互聯系
C.乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位
D.物質氧化時釋放的能量都儲存于ATP
解析 由題圖可知,三羧酸循環是有氧呼吸的第二階段,是代謝網絡的中心,可產生大量的[H]和CO2,但不消耗O2,A項錯誤;代謝產生的中間物如丙酮酸、乙酰CoA等可以合成其他物質,因而可將物質的分解代謝與合成代謝相互聯系,B項正確;丙酮酸、乙酰CoA在代謝途徑中將蛋白質、糖類、脂肪、核酸的代謝相互聯系在一起,具有重要地位,C項正確;物質氧化時釋放的能量大部分以熱能的形式散失,只有少部分儲存在ATP中,D項錯誤。
16.(2022·廣東,10,2分,難度★★)種子質量是農業生產的前提和保障。生產實踐中常用TTC法檢測種子活力,TTC(無色)進入活細胞后可被[H]還原成TTF(紅色)。大豆充分吸脹后,取種胚浸于0.5%TTC溶液中,30 ℃保溫一段時間后部分種胚出現紅色。下列敘述正確的是 (B)
A.該反應需要在光下進行
B.TTF可在細胞質基質中生成
C.TTF生成量與保溫時間無關
D.不能用紅色深淺判斷種子活力高低
解析 由題意可知,TTC(無色)進入活細胞后可被細胞呼吸產生的[H]還原成TTF(紅色),細胞呼吸在有光、無光條件下都可以進行,A項錯誤;細胞呼吸第一、二階段都可以產生[H],其場所分別為細胞質基質和線粒體基質,因此在細胞質基質中TTC可被[H]還原成TTF,B項正確;保溫時間較長時,會有較多的TTC進入活細胞,生成較多的TTF,因此TTF生成量與保溫時間有關,C項錯誤;細胞呼吸產生的[H]越多,則產生的TTF越多,紅色越深,D項錯誤。
17.(2022·湖北,11,2分,難度★★)關于白酒、啤酒和果酒的生產,下列敘述錯誤的是 (C)
A.在白酒、啤酒和果酒的發酵初期需要提供一定的氧氣
B.白酒、啤酒和果酒釀制的過程也是微生物生長繁殖的過程
C.葡萄糖轉化為乙醇所需的酶既存在于細胞質基質,也存在于線粒體
D.生產白酒、啤酒和果酒的原材料不同,但發酵過程中起主要作用的都是酵母菌
解析 發酵初期需要提供一定的氧氣,讓酵母菌大量繁殖,再進行酒精發酵,A項正確;白酒、啤酒和果酒釀制的過程也是微生物生長繁殖的過程,如發酵初期酵母菌大量繁殖,B項正確;酒精發酵利用的菌種是酵母菌,葡萄糖轉化為乙醇所需的酶存在于細胞質基質,不存在于線粒體,C項錯誤,D項正確。
18.(2022·重慶,8,2分,難度★★)下圖為兩種細胞代謝過程的示意圖。轉運到神經元的乳酸過多會導致其損傷。下列敘述錯誤的是 (B)
A.抑制MCT可降低神經元損傷
B.Rheb蛋白失活可降低神經元損傷
C.乳酸可作為神經元的能源物質
D.自由基累積可破壞細胞內的生物分子
解析 由圖可知,MCT為乳酸轉運載體,若抑制MCT,可減少乳酸進入神經元,減少自由基的產生,從而降低神經元損傷,A項正確;圖中Rheb蛋白能促進丙酮酸進入線粒體氧化分解供能,而Rheb蛋白失活會導致更多丙酮酸產生乳酸,更多乳酸進入神經元導致產生更多的自由基,使神經元損傷加劇,B項錯誤;圖中乳酸能進入神經元的線粒體分解,產生ATP,故可作為神經元的能源物質,C項正確;自由基可使蛋白質活性降低,可攻擊DNA分子導致DNA損傷,故自由基累積可破壞細胞內的生物分子,D項正確。
19.(2021·全國甲,2,6分,難度★★)某同學將酵母菌接種在馬鈴薯培養液中進行實驗,不可能得到的結果是 (B)
A.該菌在有氧條件下能夠繁殖
B.該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產生
C.該菌在無氧條件下能夠產生乙醇
D.該菌在有氧和無氧條件下都能產生CO2
解析 酵母菌在有氧條件下進行有氧呼吸,能夠進行繁殖,A項不符合題意;酵母菌在無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段都有丙酮酸產生,B項符合題意;酵母菌在無氧條件下進行無氧呼吸產生乙醇和CO2,C項不符合題意;酵母菌在有氧呼吸的第二階段和無氧呼吸的第二階段都有CO2產生,D項不符合題意。
酵母菌和乳酸菌無氧呼吸產物不同的原因
　　酵母菌無氧呼吸的底物是葡萄糖,產物是酒精和CO2,乳酸菌無氧呼吸的底物是葡萄糖,產物是乳酸,兩種生物無氧呼吸產物不同的原因是酵母菌和乳酸菌中催化無氧呼吸的酶不同。
20.(2021·北京,1,2分,難度★)ATP是細胞的能量“通貨”,關于ATP的敘述錯誤的是 (B)
A.含有C、H、O、N、P
B.必須在有氧條件下合成
C.胞內合成需要酶的催化
D.可直接為細胞提供能量
解析 ATP的結構簡式是“A-P~P~P”,ATP的組成元素是C、H、O、N、P,A項正確;有氧呼吸和無氧呼吸都可以合成ATP,B項錯誤;細胞內合成ATP的生理過程是光合作用和細胞呼吸,因此需要酶的催化,C項正確;生命活動的直接能源物質是ATP,D項正確。
細胞內產生與消耗ATP的常見生理過程
轉化場所 常見的生理過程
細胞膜 消耗ATP:主動運輸、胞吞、胞吐
細胞質基質 產生ATP:細胞呼吸第一階段
葉綠體 產生ATP:光反應 消耗ATP:暗反應和自身DNA復制、轉錄、翻譯等
線粒體 產生ATP:有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP:自身DNA復制、轉錄、翻譯等
核糖體 消耗ATP:蛋白質的合成
細胞核 消耗ATP:DNA復制、轉錄等
21.(2021·海南,14,2分,難度★★)研究人員將32P標記的磷酸注入活的離體肝細胞,1~2 min后迅速分離得到細胞內的ATP。結果發現ATP的末端磷酸基團被32P標記,并測得ATP與注入的32P標記磷酸的放射性強度幾乎一致。下列有關敘述正確的是 (B)
A.該實驗表明,細胞內全部ADP都轉化成ATP
B.32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性
C.32P在ATP的3個磷酸基團中出現的概率相等
D.ATP與ADP相互轉化速度快,且轉化主要發生在細胞核內
解析 細胞內ADP未都轉化成ATP,A項錯誤;32P標記的ATP水解產生的腺苷沒有放射性,B項正確;放射性幾乎只出現在ATP末端的磷酸基團,C項錯誤;該實驗不能說明轉化主要發生在細胞核內,D項錯誤。
22.(2021·浙江,10,2分,難度★)需氧呼吸必須有氧的參加,此過程中氧的作用是 (D)
A.在細胞溶膠中,參與糖酵解過程
B.與丙酮酸反應,生成CO2
C.進入檸檬酸循環,形成少量ATP
D.電子傳遞鏈中,接受氫和電子生成H2O
解析 需氧呼吸的一、二階段都不需要氧氣參與,氧氣只參與第三階段,在電子傳遞過程中,接受氫和電子生成H2O,D項正確。
23.(2021·福建,9,2分,難度★★)運動可促進機體產生更多新的線粒體,加速受損、衰老、非功能線粒體的特異性消化降解,維持線粒體數量、質量及功能的完整性,保證運動刺激后機體不同部位對能量的需求。下列相關敘述正確的是 (D)
A.葡萄糖在線粒體中分解釋放大量能量
B.細胞中不同線粒體的呼吸作用強度均相同
C.衰老線粒體被消化降解導致正常細胞受損
D.運動后線粒體的動態變化體現了機體穩態的調節
解析 線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所,線粒體不能直接利用葡萄糖,正常細胞中葡萄糖在細胞質基質中分解為丙酮酸,丙酮酸在線粒體中被徹底氧化分解,釋放大量能量,A項錯誤;不同部位對能量的需求不同,線粒體的呼吸強度也不相同,B項錯誤;受損、衰老、非功能線粒體的特異性消化降解,有利于維持線粒體數量、質量及功能的完整性,不會導致正常細胞受損,C項錯誤;運動后線粒體的動態變化是機體穩態調節的結果,D項正確。
24.(2021·廣東,9,2分,難度★★★)秸稈的纖維素經酶水解后可作為生產生物燃料乙醇的原料,生物興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養酵母菌并探究其細胞呼吸(下圖)。下列敘述正確的是 (D)
A.培養開始時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成
B.乙瓶的溶液由藍色變成紅色,表明酵母菌已產生了CO2
C.用甲基綠溶液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布
D.實驗中增加甲瓶的酵母菌數量不能提高乙醇最大產量
解析 橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下,與乙醇發生化學反應,變成灰綠色,其具體做法是取甲瓶中的濾液2 mL注入干凈的試管中,再向試管中滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液并輕輕振蕩,使它們混合均勻,觀察試管中溶液顏色的變化,A項錯誤;CO2通入溴麝香草酚藍溶液中,顏色變化為由藍變綠再變黃,B項錯誤;觀察線粒體時需要用健那綠染液進行染色,C項錯誤;乙醇的最大產量與容器中的葡萄糖量有關,與酵母菌數量無關,D項正確。
25.(2021·河北,14,3分,難度★★★★)(多選)《齊民要術》中記載了利用蔭坑貯存葡萄的方法(如圖)。目前我國果蔬主產區普遍使用大型封閉式氣調冷藏庫(充入氮氣替換部分空氣),延長了果蔬保鮮時間,增加了農民收益。下列敘述正確的是 (ACD)
A.蔭坑和氣調冷藏庫環境減緩了果蔬中營養成分和風味物質的分解
B.蔭坑和氣調冷藏庫貯存的果蔬,有氧呼吸中不需要氧氣參與的第一、二階段正常進行,第三階段受到抑制
C.氣調冷藏庫中的低溫可以降低細胞質基質和線粒體中酶的活性
D.氣調冷藏庫配備的氣體過濾裝置及時清除乙烯,可延長果蔬保鮮時間
解析 蔭坑和氣調冷藏庫均可降低溫度,降低酶的活性,同時降低O2濃度,降低細胞呼吸強度,減少有機物和風味物質的分解,A項正確;有氧呼吸中第三階段受抑制,第一、二階段也會被抑制,B項錯誤;低溫可以降低細胞質基質和線粒體中呼吸酶的活性,C項正確;乙烯會促進果實的成熟,清除乙烯可延長果蔬保鮮時間,D項正確。
果蔬的保鮮措施及原理
　　從題干中可以看出蔭坑和大型封閉式氣調冷藏庫都會延長果蔬的保鮮時間,而果蔬的保鮮就是降低果蔬的呼吸消耗,結合影響呼吸的因素、細胞呼吸的過程及乙烯的作用就可以做出正確判斷。
26.(2020·全國1,2,6分,難度★★)種子儲藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質是淀粉分解產生的葡萄糖,下列關于種子呼吸作用的敘述,錯誤的是 (D)
A.若產生的CO2與乙醇的分子數相等,則細胞只進行無氧呼吸
B.若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等
C.若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放
D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數比釋放CO2的多
解析 有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產生6 mol CO2,無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產生2 mol乙醇和2 mol CO2,因此,若呼吸作用產生的CO2與乙醇的分子數相等,則細胞只進行無氧呼吸,A項正確;有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖和6 mol O2產生6 mol CO2,因此,若細胞只進行有氧呼吸,則吸收O2的分子數與釋放CO2的相等,B項正確;產乳酸的無氧呼吸,既不消耗O2,也不產生CO2,因此,若細胞只進行無氧呼吸且產物是乳酸,則無O2吸收也無CO2釋放,C項正確;若細胞同時進行有氧呼吸和產乳酸的無氧呼吸,則吸收O2的分子數等于釋放CO2的分子數;若同時進行有氧呼吸和產酒精的無氧呼吸,則吸收O2的分子數比釋放CO2的少,D項錯誤。
27.(2020·山東,2,2分,難度★★)癌細胞即使在氧氣供應充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產生ATP,這種現象稱為“瓦堡效應”。下列說法錯誤的是 (B)
A.“瓦堡效應”導致癌細胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量ATP
C.癌細胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細胞質基質中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌細胞呼吸作用產生的NADH比正常細胞少
解析 產生等量的ATP時,無氧呼吸消耗的葡萄糖比有氧呼吸消耗的多,A項正確;無氧呼吸的第二階段丙酮酸轉化為乳酸過程中不生成ATP,無氧呼吸生成ATP的過程僅發生在第一階段,B項錯誤;無氧呼吸過程中丙酮酸被利用生成乳酸發生在細胞質基質中,C項正確;癌細胞主要進行無氧呼吸,其產生NADH的過程僅發生在第一階段,因此消耗等量的葡萄糖,癌細胞呼吸作用產生的NADH比正常細胞少,D項正確。
28.(2020·浙江,6,2分,難度★)下列關于細胞的需氧呼吸與厭氧呼吸的敘述,正確的是 (C)
A.細胞的厭氧呼吸產生的ATP比需氧呼吸的多
B.細胞的厭氧呼吸在細胞溶膠和線粒體嵴上進行
C.細胞的需氧呼吸與厭氧呼吸過程中都會產生丙酮酸
D.若適當提高蘋果果實儲藏環境中的O2濃度會增加酒精的生成量
解析 細胞的需氧呼吸是有機物徹底氧化分解,釋放能量,產生大量ATP的過程,細胞的厭氧呼吸的產物乳酸或乙醇中都含有可利用的能量,產生少量ATP,A項錯誤;細胞的厭氧呼吸只在細胞溶膠(細胞質基質)中進行,B項錯誤;細胞的需氧呼吸和厭氧呼吸的第一階段一樣,進行糖酵解,葡萄糖被分解成丙酮酸,C項正確;提高蘋果貯藏環境中的O2濃度會抑制蘋果的厭氧呼吸,不會增加酒精的生成量,D項錯誤。
29.(2020·江蘇,30,8分,難度★★★)研究發現,線粒體內的部分代謝產物可參與調控核內基因的表達,進而調控細胞的功能。下圖為T細胞中發生上述情況的示意圖,請據圖回答下列問題。
(1)丙酮酸進入線粒體后先經氧化脫羧形成乙酰輔酶A,再徹底分解成　　　　和[H]。[H]經一系列復雜反應與　　　　結合,產生水和大量的能量,同時產生自由基。
(2)線粒體中產生的乙酰輔酶A可以進入細胞核,使染色質中與　　　　結合的蛋白質乙酰化,激活干擾素基因的轉錄。
(3)線粒體內產生的自由基穿過線粒體膜到　　　　　　　　中,激活NFAT等調控轉錄的蛋白質分子,激活的NFAT可穿過　　　　進入細胞核,促進白細胞介素基因的轉錄。轉錄后形成的　　　　分子與核糖體結合,經　　　　過程合成白細胞介素。
(4)T細胞內乙酰輔酶A和自由基調控核內基因的表達,其意義是　　　　　　　　　　　。
答案 (1)CO2　O2　(2)DNA　(3)細胞質基質
核孔　mRNA　翻譯　(4)提高機體的免疫力
解析 (1)丙酮酸在線粒體基質內被徹底分解成CO2和[H],[H]和O2在線粒體內膜上反應生成水和大量能量,同時產生自由基。(2)分析題圖可知線粒體產生的乙酰輔酶A通過細胞質基質進入細胞核,使染色質中與DNA結合的蛋白質乙酰化,激活干擾素基因的轉錄。(3)分析題圖可知,線粒體內產生的自由基穿過線粒體膜到達細胞質基質中,激活NFAT等調控轉錄的蛋白質分子,激活的NFAT穿過核孔到達細胞核,促進白細胞介素基因的轉錄,轉錄后形成的mRNA分子與核糖體結合,經翻譯合成白細胞介素。(4)T細胞是免疫細胞,蛋白質是細胞功能的主要承擔者,T細胞內的乙酰輔酶A和自由基調控核內基因的表達,其意義是提高機體的免疫力。B、二年山東一模試題（2024-2025）
1．（2025 臨沂一模）在線粒體內膜電子傳遞過程中，復合物泵出質子，形成了跨膜質子梯度，ATP合成酶利用質子梯度驅動ATP合成。OSCP是ATP合成酶中的一個重要亞基，位于催化區頂部，確保亞基之間的功能偶聯，寡霉素作為呼吸抑制劑可破壞此偶聯。當ATP合成酶處于活躍狀態時，OSCP會形成一個穩定的質子通道。下列說法錯誤的是（ ）
A．寡霉素可能阻塞質子通道，抑制質子流入線粒體基質
B．細胞培養中加入寡霉素，線粒體有氧呼吸釋放的能量中熱能比例減小
C．ATP合成酶不活躍時，OSCP關閉質子通道，線粒體基質中ADP含量上升
D．深入研究OSCP結構和功能，有助于為線粒體功能障礙引發的疾病治療提供新思路
【答案】B
【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、 線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量ATP。
【詳解】A、題意顯示，OSCP是ATP合成酶中的一個重要亞基，位于催化區頂部，確保亞基之間的功能偶聯，寡霉素作為呼吸抑制劑可破壞此偶聯，當ATP合成酶處于活躍狀態時，OSCP會形成一個穩定的質子通道，據此推測，寡霉素可能阻塞質子通道，抑制質子流入線粒體基質，A正確；
B、結合A項可知，細胞培養中加入寡霉素，寡霉素可能阻塞質子通道，抑制質子流入線粒體基質，進而減少了ATP的產生，導致線粒體有氧呼吸釋放的能量中熱能比例增加，B錯誤；
C、題意顯示，當ATP合成酶處于活躍狀態時，OSCP會形成一個穩定的質子通道，此時“當質子通過該通道進入基質時，驅動ATP合成”，因此，當ATP合成酶不活躍時，OSCP關閉質子通道，ATP合成減少，此時線粒體基質中ADP含量上升，C正確；
D、題意顯示，OSCP是ATP合成酶中的一個重要亞基，位于催化區頂部，且在ATP合成酶處于活躍狀態時，OSCP會形成一個穩定的質子通道，驅動了ATP的生成，可見OSCP在有氧呼吸產生ATP的過程中具有重要作用，因此，深入研究OSCP結構和功能，有助于為線粒體功能障礙引發的疾病治療提供新思路，D正確。
故選B。
2. （2025菏澤一模）YBX1蛋白可與丙酮酸轉運蛋白相互作用，影響細胞呼吸。科研人員對敲除了YBX1基因的小鼠細胞應用13C標記的葡萄糖示蹤技術。檢測到線粒體中部分物質的含量發生異常變化，且細胞的耗氧速率是正常水平的2倍。下列說法正確的是（ ）
A. 線粒體中13C標記的葡萄糖和丙酮酸的含量高于正常水平
B. 丙酮酸轉運蛋白主要在線粒體內膜上和線粒體基質中
C. 敲除YBX1基因的小鼠細胞，在無氧條件下細胞呼吸產生乳酸和CO2的量會增多
D. 若YBX1蛋白的含量增多，細胞消耗O2的速率會下降
【答案】D
【解析】
【分析】高等植物的細胞呼吸可以分為有氧呼吸和無氧呼吸兩類，有氧呼吸分為三個階段，分別為葡萄糖在細胞質基質分解為丙酮酸和[H]，丙酮酸在線粒體基質分解為二氧化碳和[H]，氧氣和[H]在線粒體內膜上生成水三個過程。而無氧呼吸是在沒有氧氣的條件下，第一階段產生的丙酮酸在細胞質基質被分解為酒精和二氧化碳。
【詳解】A、葡萄糖不能進入線粒體，A錯誤；
B、丙酮酸轉運蛋白主要在線粒體內、外膜上，B錯誤；
C、小鼠無氧呼吸的產物是乳酸，不產生CO2，C錯誤；
D、敲除了YBX1基因的小鼠細胞的耗氧速率是正常水平的2倍，說明YBX1蛋白抑制細胞呼吸，若YBX1蛋白的含量增多，細胞消耗O2的速率會下降，D正確。
故選D。
3. （2025泰安一模）“呼吸爆發”指巨噬細胞吞噬病原體后，會將細胞質中NADPH攜帶的電子跨膜傳遞給吞噬小泡中的氧氣，產生大量氧自由基，導致氧氣快速消耗。氧自由基在相關酶的催化下，產生更具殺傷活力的過氧化氫、次氯酸等物質，以殺死包裹在吞噬小泡中的病原體，同時會造成細胞損傷。下列說法錯誤的是（ ）
A. 巨噬細胞無氧呼吸過程中，底物中的絕大部分能量存留在其生成物中
B. “呼吸爆發”過程發生在巨噬細胞的線粒體內膜上
C. 若細胞中的氧自由基異常積累可能會加速巨噬細胞的衰老
D. 若巨噬細胞未發生“呼吸爆發”，則不能有效殺死其吞噬的病原體
【答案】B
【解析】
【分析】無氧呼吸：細胞在無氧條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物不徹底地氧化分解，產生乙醇和CO2或乳酸，釋放出少量能量，生成少量ATP的過程。
【詳解】A、巨噬細胞無氧呼吸產生乳酸，無氧呼吸過程中，底物中的絕大部分能量存留在乳酸（生成物）中，A正確；
B、根據題意，巨噬細胞吞噬病原體后，會將細胞質中NADPH攜帶的電子跨膜傳遞給吞噬小泡中的氧氣，產生大量氧自由基，導致氧氣快速消耗，即“呼吸爆發”過程發生在吞噬小泡，B錯誤；
C、根據題意，氧自由基在相關酶的催化下，產生更具殺傷活力的過氧化氫、次氯酸等物質，以殺死包裹在吞噬小泡中的病原體，同時會造成細胞損傷，由此可推知，細胞中的氧自由基異常積累可能會加速巨噬細胞的衰老，C正確；
D、由題干“氧自由基在相關酶的催化下，產生更具殺傷活力的過氧化氫、次氯酸等物質，以殺死包裹在吞噬小泡中的病原體”可知，若巨噬細胞未發生“呼吸爆發”，則不能產生氧自由基，進而不能有效殺死其吞噬的病原體，D正確。
故選B。
4.（2025煙臺德州東營一模）磷酸戊糖途徑的主要功能之一是產生NADPH,NADPH的部分功能如圖所示。超氧陰離子可殺死入侵的微生物，GSH 為紅細胞內重要的抗氧化劑，可保護蛋白質和脂質免受氧化損傷。下列說法錯誤的是（ ）
A.生物合成旺盛的細胞中磷酸戊糖途徑較為活躍
B.磷酸戊糖途徑障礙可導致機體易感染病原體
C.紅細胞內NADPH 含量下降可導致血紅蛋白攜氧能力下降
D.NADPH含量的變化直接影響細胞呼吸過程中ATP的產生
答案：D
解析：生物合成旺盛的細胞需要大量的NADPH作為供氫體參與多種物質的合成，而磷酸戊糖途徑能產生NADPH，所以生物合成旺盛的細胞中磷酸戊糖途徑較為活躍，A正確。磷酸戊糖途徑障礙會導致NADPH生成減少，超氧陰離子產生不足，殺菌能力下降，機體易感染病原體，B正確。紅細胞內NADPH含量下降，GSH生成減少，血紅蛋白易被氧化，從而導致其攜氧能力下降，C正確。細胞呼吸過程中 ATP的產生主要與糖酵解、三羧酸循環等途徑有關，NADPH含量的變化不直接影響細胞呼吸過程中ATP的產生，D錯誤。
5. （2025山東名校考試聯盟聯考）毛地黃苷可以將酵母菌線粒體的內外膜完全分開。lubrol可以進一步使線粒體質體的膜與基質分離。將線粒體各部分分離后便可以分別對其完整的酶系統進行定位分析，具體操作過程如下圖所示。下列說法正確的是（　　）
A. 分離過程中可以選用胰蛋白酶替代毛地黃苷或 lubrol
B. 相比較離心過程Ⅲ，離心過程Ⅰ需要更高的轉速
C. 膜①上的酶可催化 NADPH 的氧化，同時生成大量的ATP
D. 酵母菌進行有氧呼吸時，催化CO2生成的酶位于線粒體質體或上清液②中
【答案】D
【解析】
【分析】差速離心法采取的是逐漸提高離心速率的方法分離不同大小的細胞器，起始的離心速率較低，讓較大的顆粒沉降到管底，小的顆粒仍然懸浮在上清液中，然后收集沉淀，改用較高的離心速率離心上清液，將較小的顆粒沉降，以此類推。
【詳解】A、胰蛋白酶是一種能夠水解蛋白質的酶，其作用是將蛋白質分解為多肽和氨基酸等。 毛地黃苷和lubrol的作用是將線粒體的不同結構分離，而不是水解蛋白質。 所以胰蛋白酶不能替代毛地黃苷和lubrol進行線粒體結構的分離，A錯誤；
B、離心過程Ⅰ是將線粒體從細胞勻漿中分離出來，得到線粒體；離心過程Ⅱ是將線粒體的膜和基質分離；離心過程Ⅲ是進一步分離線粒體膜和上清液。 一般來說，隨著分離的物質顆粒越來越小，需要的離心轉速越來越高，所以離心過程Ⅲ的轉速更高，B錯誤；
C、膜①是線粒體的膜結構，在線粒體中催化NADPH氧化的過程發生在葉綠體中，而不是線粒體中。 線粒體中進行的是NADH的氧化，同時生成大量ATP，C錯誤；
D、酵母菌進行有氧呼吸時，第二階段產生CO2，該階段的場所是線粒體基質。 由圖可知，線粒體基質在離心后存在于線粒體體或上清液②中，所以催化CO2生成的酶位于線粒體體或上清液②中，D正確。
故選D。
6.（2024濰坊濱州一模）GTP（鳥苷三磷酸） 的作用與ATP類似，線粒體分裂依賴于細胞質基質中具有 GTP酶活性的發動蛋白。線粒體分裂時，在其他蛋白的介導下，發動蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上，組裝成環線粒體的纖維狀結構。該結構縊縮，使線粒體一分為二。下列說法正確的是（　　）
A. GTP 因含有三個特殊化學鍵而具有較高能量
B. 線粒體分裂體現了發動蛋白具有催化、運動等功能
C. 一般情況下，發動蛋白結合到線粒體外膜上等待激活
D. 環線粒體的纖維狀結構由單糖脫水縮合而成
【答案】B
【解析】
【分析】ATP分子的結構式可以簡寫成A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團， ATP的化學性質不穩定，在有關酶的催化作用下，ATP分子遠離A P就脫離開來，形成游離的Pi,同時釋放出大量的能量，ATP就轉化成了ADP。
【詳解】A、分析題意，GTP（鳥苷三磷酸） 的作用與ATP類似，推測其結構簡式應為G-P～P～P，含有兩個特殊化學鍵，A錯誤；
B、結合題意分析可知，發動蛋白具有 GTP酶活性，說明其具有催化作用，且線粒體分裂時發動蛋白有序的排布到線粒體分裂面的外膜上，該過程體現了發動蛋白具有運動功能，B正確；
C、結合題干信息“線粒體分裂依賴于細胞質基質中具有 GTP酶活性的發動蛋白”可知，一般情況下，發動蛋白在細胞質基質中等待激活，C錯誤；
D、分析題意可知，環線粒體的纖維狀結構是由發動蛋白等組成的，蛋白質是由氨基酸經脫水縮合形成，D錯誤。
故選B。
7.（2024菏澤一模）細胞中生命活動絕大多數所需要的能量都是由ATP直接提供的，ATP是細胞的能量“貨幣”。研究發現，ATP還可以傳導信號和作為神經遞質發揮作用，其轉運到細胞外的方式如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A. ATP通過途徑①轉運到細胞外的過程不需要消耗能量，但要與通道蛋白結合
B. ATP通過途徑②轉運到細胞外時會發生載體蛋白構象的改變
C. 若ATP作為神經遞質，需要經過途徑③，既消耗能量也需要載體
D. ATP的能量主要貯存在腺苷和磷酸之間的特殊化學鍵中
【答案】B
【解析】
【分析】許多吸能反應與ATP水解反應相聯系，由ATP水解提供能量；許多放能反應與ATP合成相聯系，釋放的能量儲存在ATP中，用來為吸能反應直接供能。 ATP水解得到ADP和Pi，并釋放出能量，直接為各項生命活動供能。
【詳解】A、ATP經過途徑①是不需要與通道蛋白結合的，屬于協助擴散、不消耗能量，A錯誤；
B、ATP通過途徑②轉運到細胞外時需要與載體蛋白結合，會發生載體蛋白構象的改變，B正確；
C、若ATP作為神經遞質，需要經過途徑③胞吐的方式，該方式需要消耗能量但不需要載體，C錯誤；
D、ATP的能量主要貯存在相鄰的磷酸基團之間的特殊化學鍵中，D錯誤。
故選B。
8.（2024實驗中學一模）癌細胞即使在氧氣充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產生ATP，這種現象稱為“瓦堡效應”。研究表明，癌細胞和正常分化的細胞在有氧條件下產生的ATP總量沒有明顯差異，但癌細胞從內環境中攝取并用于細胞呼吸的葡萄糖的量和正常細胞不同。下圖是癌細胞在有氧條件下葡萄糖的部分代謝過程，下列敘述正確的是（　　）
A. 癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程會生成少量的ATP
B. ③過程會消耗少量的還原氫，④過程不一定都在生物膜上完成
C. 發生“瓦堡效應”的癌細胞吸收的葡萄糖比正常細胞的少，且過程③④可同時進行
D. 若研制藥物抑制癌癥患者體內細胞的異常代謝途徑，可選用圖中①④為作用位點
【答案】B
【解析】
【分析】分析題圖可知，①②過程是葡萄糖進入細胞后轉化成五碳化合物以及氧化分解為丙酮酸的過程，③過程是癌細胞無氧呼吸過程（乳酸發酵類型），④過程是癌細胞的有氧呼吸過程（有氧呼吸第二、第三階段）。
【詳解】A、癌細胞中丙酮酸轉化為乳酸的過程不會生成ATP，A錯誤；
B、③過程為無氧呼吸第二階段的反應，會消耗少量的氫；④過程是有氧呼吸第二、三階段的反應，分別發生在線粒體基質和線粒體內膜上，B正確；
C、根據題意“癌細胞和正常分化的細胞在有氧條件下產生的ATP總量沒有明顯差異”可知，發生“瓦堡效應”的癌細胞吸收的葡萄糖比正常細胞的多，且過程③和④可同時進行，C錯誤；
D、分析題圖可知，①④是正常細胞所必須的，所以若要研制藥物來抑制癌癥患者細胞中的異常代謝途徑，圖中的①④不宜選為作用位點，D錯誤。
故選B。
9.（2025淄博濱州一模，不定項）真核生物的有氧呼吸依次經過糖酵解，TCA循環和氧化磷酸化三個階段。IDH是TCA循環的關鍵酶，可催化生成α-KG及CO2。IDH基因突變可引起α-KG減少，進一步促進HIF-1α積聚并激活相關信號通路，引起下游VEGF基因等腫瘤相關基因高表達，共同促進腫瘤的發生與發展。正常細胞在細胞周期調控過程中可通過表達Skp2蛋白，降解IDH，使細胞的主要供能方式發生改變。下列說法正確的是（ ）
A. 真核生物中糖酵解和TCA循環均發生在線粒體基質中
B. 若在細胞中添加Skp2蛋白抑制劑，則VEGF基因的表達量會減少
C. 腫瘤細胞可通過增加Skp2基因的表達，使細胞供能方式由TCA循環向糖酵解轉變
D. 無氧條件下，腫瘤細胞通過糖酵解過程將葡萄糖中的能量都轉移到乳酸和ATP中
【答案】BC
【解析】
【分析】有氧呼吸和無氧呼吸都屬于細胞呼吸。細胞呼吸是指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放能量并生成ATP的過程。所有生物的生存，都離不開細胞呼吸釋放的能量。
【詳解】A、真核生物細胞中糖酵解發生在細胞質中，A錯誤；
B、依題意，IDH基因突變會引起α-KG減少，進而促進HIF-1α積聚并激活相關信號通路，導致VEGF基因等腫瘤相關基因高表達。Skp2蛋白可以降解IDH，如果添加Skp2蛋白抑制劑，IDH的降解會減少，α-KG的生成可能會增加，從而減少HIF-1α的積聚，進而減少VEGF基因的表達，B正確；
C、依題意，正常細胞通過表達Skp2蛋白降解IDH，如果腫瘤細胞增加Skp2基因的表達，IDH的降解會增加，α-KG的生成會減少，進而促進HIF-1α的積聚，可能導致細胞供能方式由TCA循環向糖酵解轉變，C正確；
D、糖酵解過程還產生熱能，D錯誤。
故選BC。
10.（2025濟南一模，不定項）糖酵解是指由葡萄糖或果糖轉變為丙酮酸的一系列反應,磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶是該過程中的2個重要調節酶。使酶活性增加的分子稱為正效應物，使酶活性降低的分子稱為負效應物。相比無氧條件,有氧條件下 ATP、檸檬酸的濃度較高。下圖是糖酵解的調節過程,下列說法正確的是
A.糖酵解過程在有氧條件下的速度會快于無氧條件
B.磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的正效應物完全相同
C.磷酸烯醇式丙酮酸形成丙酮酸的過程中會合成ATP
D.正效應物類藥物有助于治療或減緩組織細胞缺氧癥狀
答案：CD。
解析：
A項：由圖可知，有氧條件下，ATP、檸檬酸是磷酸果糖激酶的負效應物，會使磷酸果糖激酶活性降低，進而使糖酵解過程減慢，由題干細心“相比無氧條件,有氧條件下 ATP、檸檬酸的濃度較高”可知：糖酵解過程在有氧條件下的速度會慢于無氧條件，A錯誤。
B項：磷酸果糖激酶的正效應物是K+、Mg+、ADP，丙酮酸激酶的正效應物是K+、Mg+、Pi，不完全相同，B錯誤。
C項：糖酵解過程中，磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶作用下形成丙酮酸，同時合成ATP，C正確。
D項：正效應物可使磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶活性增加，加快糖酵解過程，在組織細胞缺氧時能加快無氧呼吸產生 ATP，有助于治療或減緩組織細胞缺氧癥狀，D正確。
11.（2025濟寧一模，不定項） 將動物細胞的完整線粒體懸浮于含有丙酮酸、氧氣和無機磷酸的溶液中，并適時加入等量的ADP、DNP和DCCD三種化合物，測得氧氣濃度的變化如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A. DCCD可能破壞線粒體內膜上的ATP合成酶
B. ADP和DNP都能促進細胞呼吸但促進效率不同
C. 加入DNP后，線粒體內膜上散失的熱能將增加
D. 化合物DCCD與DNP對細胞呼吸影響機理相同
【答案】ABC
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸第一 階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量ATP。
【詳解】A、從圖中可以看出，加入DCCD后，氧氣濃度不再改變，說明呼吸作用停止。由于線粒體內膜是進行有氧呼吸第三階段產生大量ATP的場所，而ATP的合成需要ATP合成酶的參與，DCCD抑制呼吸作用，很可能是破壞了線粒體內膜上的ATP合成酶，從而影響了ATP的合成和呼吸作用的進行，A正確；
B、加入ADP后，氧氣濃度下降速率加快，說明ADP能促進細胞呼吸；加入DNP后，氧氣濃度下降速率也加快，從圖中可以明顯看出，加入DNP后氧氣濃度下降的斜率與加入ADP后不同，說明二者促進細胞呼吸的效率不同，B正確；
C、加入DNP后，氧氣濃度下降速率加快，細胞呼吸增強，釋放的能量增多，其中一部分能量以熱能形式散失，所以線粒體內膜上散失的熱能將增加，C正確；
D、由A、B選項分析可知，DCCD可能破壞線粒體內膜上的ATP合成酶從而抑制呼吸作用；而DNP是促進細胞呼吸，二者對細胞呼吸的影響機理是不同的，D錯誤。
故選ABC。
12.（2025青島一模，不定項）Brooks提出了關于細胞內乳酸穿梭模型，如下圖所示。當細胞處于高濃度乳酸環境時，丙酮酸還原為乳酸的過程受到抑制。下列說法錯誤的是（ ）
A. 圖中“？”代表的物質是二氧化碳和水
B. 劇烈運動時，細胞內NAD+/NADH的比值降低
C. 丙酮酸都是在細胞質基質內產生，丙酮酸轉化成乳酸需要消耗能量
D. 乳酸除上述去向外，還可運輸到肝臟細胞轉化成葡萄糖再被利用
【答案】AC
【解析】
【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和NADH，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三階段是氧氣和NADH反應生成水，合成大量ATP。
【詳解】A、圖中“？”代表的物質是有氧呼吸第二階段的產物，為二氧化碳和還原氫，即圖中“？”代表的物質是還原氫和二氧化碳， A錯誤；
B、劇烈運動時，機體所需要的能量需要無氧呼吸提供，無氧呼吸的產物是乳酸，當細胞處于高濃度乳酸環境時，丙酮酸還原為乳酸的過程受到抑制，導致NADH增加，因此，細胞中NAD+/NADH的值降低，B正確；
C、結合圖示可知，丙酮酸可在細胞質基質內產生，還可在線粒體膜間隙中產生，C錯誤；
D、乳酸除上述去向外，還可運輸到肝臟細胞轉化成葡萄糖再被利用，滿足機體對能量的需求，D正確。
故選AC。
13.（2025濟南協作校聯考，不定項）腫瘤中常有兩種癌細胞，一種以糖酵解為主要產能方式（A型），另一種以線粒體氧化為主要產能方式（B型）。研究發現，多種癌細胞高表達MCT1、MCT4載體，連接兩種癌細胞，形成協同代謝，促進腫瘤的發生與發展，相關機理如圖所示。下列敘述正確的是（　　）
A. 理論上A型癌細胞攝取葡萄糖的速率高于B型
B. 抑制癌細胞中MCT1和MCT4的功能可能抑制腫瘤的生長
C. 在有氧氣參與下，癌細胞線粒體中葡萄糖可被氧化分解形成水和CO2
D. MCT1、MCT4參與癌細胞間能量物質
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、無氧呼吸的二階段：第一階段：和有氧呼吸第一階段相同。第二階段：在細胞質基質中丙酮酸重新生成乳酸，一般植物細胞內生成酒精和二氧化碳；
2、細胞癌變的根本原因是原癌基因和抑癌基因發生基因突變，其中原癌基因負責調節細胞周期，控制細胞生長和分裂的過程，抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。
【詳解】A、A型癌細胞只通過糖酵解釋放少量能量，B型癌細胞能進行TCA循環產生更多能量，為了維持正常的生命活動，理論上A型癌細胞攝取葡萄糖的速率高于B型，A正確；
B、抑制癌細胞中MCT1和MCT4的功能，A型癌細胞乳酸排出受阻，可對A型細胞造成毒害，B型癌細胞的代謝也受到影響，從而可抑制腫瘤生長，B正確；
C、葡萄糖先在細胞質基質中進行分解，形成丙酮酸后才能進入線粒體進一步被氧化分解，C錯誤；
D、癌細胞代謝旺盛，需要大量的能量，MCT1、MCT4參與癌細胞間能量物質的分配，以適應快速增殖對能量的需要，D正確。
故選ABD。
14.（2024青島一模，不定項）動物體內棕色脂肪細胞含有大量線粒體。研究發現細胞內脂肪的合成與有氧呼吸過程有關，Ca2+參與調控線粒體基質內的代謝過程，H+可以通過F0-F1和UCP2蛋白進行跨膜運輸，相關機理如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A. Ca2+進入內質網消耗的ATP來自于細胞呼吸
B. Ca2+在線粒體中參與調控有氧呼吸第二階段的反應
C. H+順濃度梯度通過F0-F1和UCP2蛋白進行跨膜運輸
D. 線粒體雙層膜結構上均存在F0-F1和UCP2蛋白
【答案】ABC
【解析】
【分析】由題圖可知，脂肪的合成過程：鈣離子進入內質網，由內質網進入線粒體，在線粒體內，丙酮酸形成檸檬酸，檸檬酸從線粒體進入細胞質基質，在細胞中基質中形成脂肪。
【詳解】A、由圖可知，Ca2＋進入內質網腔的方式需要轉運蛋白的協助，還需要ATP提供能量，是主動運輸方式，該過程所需的ATP來自細胞呼吸，A正確；
B、由于有氧呼吸的第二階段發生在線粒體基質中，因此Ca2＋在線粒體基質發揮作用，B正確；
C、據圖可知，H+通過F0-F1和UCP2蛋白進行跨膜運輸，且該過程伴隨ATP的生成，說明是順濃度梯度進行的，C正確；
D、據圖可知，H+可以通過F0-F1和UCP2蛋白進行跨膜運輸并生成ATP，線粒體內膜能夠進行有氧呼吸第三階段生成ATP，故F0-F1和UCP2蛋白存在于線粒體內膜上，D錯誤。
故選ABC。
15.（2024日照一模，不定項）真核細胞有氧呼吸的主要階段是在線粒體內進行的，其部分過程如圖1所示。解偶劑能增大線粒體內膜對H+的通透性，消除H+梯度，因而抑制ATP生成，如圖2所示。下列敘述正確的是（ ）
A. 圖1中線粒體基質與細胞質基質間的H'濃度差驅動ATP合成
B. H+通過解偶聯劑進入線粒體基質的跨膜運輸方式是主

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