2023-2024学年高一生物2019必修1试题3.3细胞呼吸能量的转化和利用

3.3细胞呼吸——能量的转化和利用一、单选题1．癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（

）A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少【答案】B【详解】A、由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能，A正确；B、无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，癌细胞中进行无氧呼吸时，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP，B错误；C、由题干信息和分析可知，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用，C正确；D、由分析可知，无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH，而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。2．下列有关实验的叙述正确的是（

）A．“探究酵母菌的呼吸方式”实验中，可以根据溴麝香草酚蓝水溶液是否变黄判断酵母菌的呼吸方式B．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，用8%的HCl处理可使组织细胞相互分离C．煮熟后冷却的豆浆中滴加双缩脲试剂后呈紫色D．“观察根尖分生区细胞有丝分裂”实验中，用盐酸酒精混合溶液解离后，经染色、漂洗、制片即可观察【答案】C【详解】A、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，“探究酵母菌的呼吸方式”实验中，可以根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，判断酵母菌的呼吸方式，A错误；B、“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中，用8%的HCl处理改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合，B错误；C、高温处理过的蛋白质发生了变性，空间结构被破坏，但肽键未被破坏，与双缩脲试剂混合并摇匀后，溶液仍可呈紫色，C正确；D、“观察根尖分生区细胞有丝分裂”实验中，用盐酸酒精混合溶液解离后，经漂洗、染色、制片即可观察，D错误。3．维生素B1与ATP反应生成焦磷酸硫胺素（TPP）。丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合，才能催化丙酮酸氧化分解。维生素B1缺乏的人丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸会被转化为乳酸，引起高乳酸血症。下列有关叙述正确的是（

）A．TPP主要在线粒体基质中起作用B．甲亢患者对维生素B1的需求量降低C．高乳酸血症患者无氧呼吸产生的CO2增多D．维生素B1缺乏导致供给丙酮酸氧化分解的活化能减少【答案】A【详解】A、分析题干信息可知，丙酮酸脱氢酶只有与TPP结合，才能催化丙酮酸氧化分解，丙酮酸氧化分解主要发生在线粒体中，故TPP主要在线粒体基质中起作用，A正确；B、维生素B1缺乏者，丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酸氧化分解供能减少，而甲亢患者甲状腺激素分泌较多，需要维生素B1促进丙酮酸的氧化分解，因此甲亢患者对维生素B1的需求量升高，B错误；C、高乳酸血症患者无氧呼吸不产生的CO2，C错误；D、维生素B1缺乏使丙酮酸脱氢酶活性降低，丙酮酸氧化分解反应所需的活化能升高，而不是供给丙酮酸氧化分解反应所需的活化能减少，D错误。4．ATP是细胞内的能量通货，下列有关ATP的说法正确的是（

）A．动物体温的维持和提升都依赖于ATP释放的能量B．葡萄糖和果糖形成蔗糖的过程，伴随有ATP的水解C．人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等D．细胞内的吸能反应一般与ATP的合成相联系【答案】B【详解】A、动物体温的维持是依赖细胞呼吸释放的热能，A错误；B、葡萄糖和果糖形成蔗糖是一个耗能的过程，需要ATP水解释放能量，B正确；C、剧烈运动时伴随着无氧呼吸，葡萄糖氧化不彻底，释放的ATP少于有氧呼吸(安静时)，C错误；D、细胞内的吸能反应一般与ATP的水解相联系，D错误。5．下图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况，下列叙述错误的是（

）①ab段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性②bc段细胞呼吸增强主要原因是O2浓度升高③a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同⑤b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体A．①③ B．②⑤ C．③④ D．④⑤【答案】D【详解】①马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸，有氧呼吸产生二氧化碳，即只有有氧呼吸产生二氧化碳，因此曲线ab段下降的原因可能是低温抑制了细胞的有氧呼吸，①正确；②bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度增加，导致有氧呼吸增强，所以产生的二氧化碳增多，②正确；③由于马铃落块茎细胞只有有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸过程中消耗的氧气量与产生的二氧化碳量相等，所以a点时马铃薯块茎吸收氧气的体积几乎等于放出二氧化碳的体积，③正确；④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件不一定相同，④错误；⑤马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体，⑤错误。6．下列有关光合作用和呼吸作用的叙述，正确的是A．光反应为暗反应提供的物质有NADPH和ATP，只有ATP能储存能量B．若突然降低环境中的CO2浓度，则短时间内C3减少，C5含量不变C．光照条件下，绿色植物叶肉细胞产生的CO2被利用至少穿过4层膜D．水稻的叶肉细胞与蓝细菌细胞中，参与光合作用的色素种类相同【答案】C【详解】A、光反应为暗反应提供的物质有NADPH和ATP，ATP能储存能量，为暗反应提供能量，NADPH既能提供能量，也能作还原剂，A错误；B、若突然降低环境中的CO2浓度，CO2与C5结合形成C3减少，光照不变，C3还原形成C5不变，即C3来源减少，去路不变，因此C3减少，C5来源不变，去路减少，因此C5增加，B错误；C、光照条件下，绿色植物叶肉细胞的线粒体内膜产生CO2，在叶绿体基质中被利用，至少穿过线粒体2层膜，叶绿体2层膜，共4层膜，C正确；D、叶肉细胞中参与光合作用的色素为叶绿素和类胡萝卜素，蓝细菌参与光合作用的色素为叶绿素和藻蓝素，因此参与光合作用的色素种类不完全相同，D错误。7．水是细胞结构内含量最多的化合物，也是参与化学反应最常见的物质之一。下列有关水参与化学反应的叙述，错误的是（

）A．水可以与细胞内其他物质结合，形成结合水发挥作用B．光合作用中，水可以参与光反应，水中的H最终进入有机物中C．有氧呼吸过程中，水可以参与第二阶段，水中的O最终进入生成物的水中D．蛋白质的水解过程中，肽键断裂后，水中的H最终进入氨基和羧基中【答案】C【详解】A、细胞中的一部分水与细胞内的其它物质相结合，叫做结合水，结合水是细胞结构的重要组成成分，A正确；B、光合作用过程中中，水可以参与光反应产生氧气和[H]，[H]参与三碳化合物的还原最终进入有机物中，B正确；C、有氧呼吸过程中，水可以参与第二阶段，6分子水与2分子丙酮酸反应生成6分子二氧化碳和20分子的[H]，因此水中的O最终进入生成物的二氧化碳中，C错误；D、根据氨基酸脱水缩合生成的水中的氢的来源分析可知，蛋白质的水解过程中，肽键断裂后，水中的2个H最终分别进入氨基和羧基中，D正确。8．绿色植物光合作用与呼吸作用的相同点是（

）①反应速率都受到光照和温度的影响②反应过程都需要酶参与③都会产生相同的还原性氢④反应过程都有ATP产生⑤都需要水的参与A．②③⑤ B．②④⑤ C．②③④ D．①④⑤【答案】B【详解】①光合作用受到光照强度的影响，光照强度不影响呼吸作用，①错误；②光合作用和呼吸作用都属于酶促反应，都需要多种酶的参与，②正确；③光合作用作用产生的还原剂是NADPH，呼吸作用产生的还原剂是NADH，两者并不是同一种物质，③错误；④光合作用的光反应能产生ATP，有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，因此都有ATP产生，④正确；⑤光合作用中有水的光解，呼吸作用的第二阶段需要水的参与，⑤正确；综上所述，绿色植物光合作用与呼吸作用的相同点是②④⑤，B正确，ACD错误。9．当细胞处于缺氧或无氧状态时，丙酮酸和NADH的代谢会相互关联，其代谢途径之一是在乳酸脱氢酶的作用下，丙酮酸被NADH还原成乳酸。下列相关叙述正确的是（

）A．该代谢途径在植物细胞内不能发生B．该代谢途径是乳酸菌合成ATP的主要途径C．动物细胞中乳酸脱氢酶分布于线粒体基质D．细胞内生成的NAD+参与葡萄糖转化成丙酮酸的反应【答案】D【详解】A、某些植物细胞（如玉米胚）无氧呼吸时也能产生乳酸，A错误；B、上述途径是无氧呼吸的第二阶段，此阶段不能产生ATP，B错误；C、乳酸脱氢酶参与乳酸生成，分布在细胞质基质中，C错误；D、葡萄糖转化成丙酮酸的反应会产生NADH，故NAD+可参与该反应，D正确。10．下列与细胞中能量代谢有关的叙述，正确的是A．白化玉米苗缺少光合色素，不能进行能量代谢B．人体成熟的红细胞不能产生酶，无法进行能量代谢C．高能磷酸键的形成可能伴随着放能反应的进行D．人剧烈运动时细胞呼吸消耗的氧气量小于产生的二氧化碳量【答案】C【详解】A、白化玉米苗缺少光合色素，不能进行光合作用，但是可以进行呼吸作用，可以进行能量代谢，A错误；B、人体成熟的红细胞可以进行无氧呼吸，可以进行能量代谢，B错误；C、高能磷酸键的形成可能伴随着放能反应（如呼吸作用）的进行，C正确；D、人剧烈运动时细胞呼吸消耗的氧气量=产生的二氧化碳量，只有有氧呼吸会产生二氧化碳，D错误。11．人体成熟红细胞能够运输O2和CO2，其部分结构和功能如图甲所示，①~⑤表示相关过程；图乙中曲线a、b表示物质跨膜运输的两种方式。下列叙述正确的是（

）A．血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是O2和CO2B．甲中①②④表示的物质跨膜运输方式与图乙中的a相对应C．甲中③表示的物质跨膜运输方式与细胞内的O2含量密切相关D．甲细胞表面大多数蛋白质处于不断流动状态，但一般不再更新【答案】D【详解】A、肌肉细胞需要氧气，产生CO2，因此甲图中的红细胞中的气体A为CO2，气体B为氧气，氧气流出，进入肌肉细胞，A错误；B、甲中①（自由扩散）、②（自由扩散）表示的物质跨膜运输方式与图乙中的a相对应，④（协助扩散）与b相对应，B错误；C、甲中③表示的物质跨膜运输方式消耗能量（ATP）与载体蛋白，红细胞为无氧呼吸，与细胞内的O2含量无关，C错误；D、甲细胞表面大多数蛋白质处于不断流动状态，但人体成熟红细胞高度分化，且细胞核和相关细胞器均退化，因此细胞膜一般不再更新，D正确。12．如图是真核细胞内呼吸作用的过程图解。下列叙述正确的是（

）A．人体内不能完成④⑤过程B．图中催化②③过程的酶存在于线粒体内膜上C．图中X表示O2，它可以通过植物的光合作用产生D．物质Y可使溴麝香草酚蓝水溶液颜色最终变为绿色【答案】C【详解】A、人体无氧呼吸产生乳酸，所以能完成④过程，但不能完成⑤产生酒精过程，A错误；B、图中催化②氧呼吸第二阶段的酶存在于线粒体基质中，催化③有氧呼吸第三阶段的酶存在于线粒体内膜上，B错误；C、图中X表示O2，植物的光合作用产生O2，C正确；D、物质Y为二氧化碳，可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变为绿色最后变为黄色，D错误。13．下列对细胞呼吸过程的叙述正确的是（

）A．细胞有氧呼吸产生的CO2中的氧全部来自葡萄糖B．人在剧烈运动时产生的CO2来自线粒体和细胞质基质C．细胞无氧呼吸第二阶段会释放少量能量并合成少量ATPD．无氧呼吸释放的能量较少是因为形成的不彻底氧化产物中含有大量能量【答案】D【详解】A、细胞有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水反应生成CO2，所以有氧呼吸产生的CO2中的氧来自葡萄糖和水，A错误；B、人在剧烈运动时只有有氧呼吸才能产生CO2，无氧呼吸不产生CO2，所以产生的CO2来自线粒体，B错误；C、细胞无氧呼吸第二阶段不释放能量，C错误；D、无氧呼吸释放的能量较少是因为形成的不彻底氧化产物（酒精或乳酸）中含有大量能量，D正确。14．为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是（）A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C．若降低10℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色【答案】C【详解】在t1~t2时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母菌的有氧呼吸速率不断下降，A正确；t3时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化，说明酵母菌基本不再进行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t1和t3产生CO2的速率相同，所以单位时间内产生相同量的CO2，所以单位时间内无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t3时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1时快，B正确；图示所给温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时间会变长，C错误；据图可知，酵母菌进行了无氧呼吸，无氧呼吸过程会产生酒精，酒精与酸性重铬酸钾溶液反应后变成灰绿色，D正确。15．下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。以下分析不正确的是（）A．从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在B点对应的温度。AB段可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快B．乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸类型，曲线Ⅱ表示有氧呼吸类型C．如果乙图中曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是乳酸D．曲线Ⅱ表示的生理过程在根尖分生区细胞内也会发生【答案】C【详解】分析题图可知，图甲是细胞呼吸速率随温度变化而变化的曲线，在一定的范围内，随温度升高，细胞呼吸速率增强，B点细胞呼吸速率最大，该点对应的温度为细胞呼吸的最适宜温度，超过最适宜温度后，随温度升高，细胞呼吸速率降低；图乙是细胞呼吸速率随氧气浓度变化而变化的曲线，曲线Ⅰ随氧气浓度升高呼吸速率逐渐降低，直至为0，因此Ⅰ为无氧呼吸曲线，Ⅱ曲线随氧气浓度升高，呼吸速率升高，当氧气浓度超过一定范围后，细胞呼吸速率趋于平衡，因此Ⅱ为有氧呼吸的曲线。A、由于每一种酶都有最适温度，从图中看出，最适温度是B点，所以细胞呼吸最旺盛时的温度在B点，由A～B可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快，A正确；B、氧浓度越高，对无氧呼吸的抑制就越强，有氧呼吸速率越大，所以乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸类型，曲线Ⅱ表示有氧呼吸类型，B正确；C、水稻根细胞的无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳，不是乳酸，C错误；D、曲线Ⅱ表示有氧呼吸的速率，有氧呼吸在根尖分生区细胞内也会发生，D正确。二、综合题16．将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题:(1)在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是_____________________________。(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻___（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是___________________（答出两点即可）。(3)若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有_________特性。【答案】(1)

能

种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成(2)

不能

光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；且每天光照时长大于12小时，植株不能开花(3)耐受酒精毒害【分析】种子萌发初期，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，有机物含量逐渐减少；当幼苗出土、形成绿叶后，开始通过光合作用合成有机物，但光合作用大于呼吸作用时，植株有机物开始增加。（1）种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2μmol/(s•m2)，每天光照时长为14小时，虽然光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。（2）将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/(s•m2)，等于光补偿点，每天光照时长为14小时，此时光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，且每天光照时长大于12小时，植株不能开花，因此该水稻不能繁育出新的种子。（3）该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田)，为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，此时种子获得氧气较少，可通过无氧呼吸分解有机物供能，无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用，推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。17．在植物叶肉细胞中会同时进行光合作用和呼吸作用两种生理过程，下面是相关物质变化示意图，其中A~E为生理过程，请回答：(1)上述A～E过程中，能够产生ATP的过程是___________（填字母），B过程中突然减少CO2的供应，C5的含量短时间内将___________（填“上升”、“下降”、“不变”），黑暗条件下，能产生ATP的场所是________。(2)过程A发生的场所是________。过程A为过程B提供的物质有________。(3)有氧呼吸与无氧呼吸的共同阶段是________（填字母），该阶段反应发生的场所是________；细胞呼吸过程中释放出能量最多的过程是________（填字母）过程。(4)若该细胞从相邻细胞的叶绿体中获得O2，需通过___________层膜结构，其跨膜运输的方式是___________【答案】(1)

A、C、D、E

上升

细胞质基质和线粒体(2)

类囊体薄膜

[H]和ATP（或还原氢和ATP或NADPH和ATP）(3)

C

细胞质基质

E(4)

6

自由扩散【分析】图中A有光参与的是在类囊体薄膜上进行光反应，该阶段产生的[H]和ATP用于在叶绿体基质中进行的暗反应即图中B，暗反应中CO2首先被固定为C3，然后被还原为有机物和C5。葡萄糖在细胞质基质中发生细胞呼吸(有氧、无氧呼吸共有)的第一阶段分解为丙酮酸即图中C，丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中反应产生CO2和[H]，即有氧呼吸的第二阶段图中的D，前两个阶段产生的还原氢在线粒体内膜上与氧气结合，同时释放大量能量。(1)根据有氧呼吸和光合作用的阶段反应式可以看出，产生ATP的是A(光反应)、C(有氧呼吸第一阶段)、D(有氧呼吸第二阶段)、E(有氧呼吸第三阶段)，B光合作用的暗反应阶段不产生ATP，如果突然终止CO2的供应，则C5的消耗减少，但短时间内C3的还原速率不变，所以C5的含量上升；黑暗条件下，不可进行光合作用，能进行呼吸作用，能产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。(2)A有光参与的是在类囊体薄膜上进行光反应，该阶段产生的[H]和ATP用于在叶绿体基质中进行的暗反应即图中B。(3)葡萄糖在细胞质基质中发生细胞呼吸(有氧、无氧呼吸共有)的第一阶段分解为丙酮酸即图中C，细胞呼吸过程中释放出能量最多的过程是E(有氧呼吸第三阶段)过程。(4)该细胞从相邻细胞的叶绿体中获得O2需通过2层叶绿体膜、1层相邻细胞的细