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专题05 细胞呼吸的原理和应用
目录
1.命题趋势：明考情知方向
2.重难诠释：知重难、攻薄弱（核心背记+长难句作答）
3.创新情境练：知情境、练突破（10min 限时练)
4.限时提升练：综合能力提升（30min 限时练）
考点
三年考情分析
2025 考向预测
细胞呼吸
2024 山东T2、T16,
2024 安徽T3,2024 广东T5,
2024 北京T17,2023 全国乙T3,
2023 全国新课标T2,
2023 山东T4,2023 广东T7,
2022 全国甲T4,2022 山东T4、
T16,
2022 广东T10,2021 全国甲T2,
2021 山东T16,2021 河北T14
1.考点预测：该命题点旨在考查细胞呼吸的过程和原理、酵
母菌呼吸方式的探究实验。在高考命题中，立意主要有两
种。
一是直接考查考生对有氧呼吸三个阶段和无氧呼吸两个阶段
的物质变化、能量变化以及场所等基础知识的识记，考查考
生对探究酵母菌细胞呼吸方式的实验原理、实验步骤等知识
的识记。
二是考查考生能分析不同环境因素对细胞呼吸强度的影响，
说明细胞呼吸原理在生产生活实践中的应用，以及对不同条
件下的细胞呼吸底物和产物进行相关化学计算。
2.考法预测：题目情境的呈现或是文字描述，或是图表展
示。高考题目中涉及具体生产生活实践中的具体细胞的呼吸
过程，如水淹环境下的植物细胞呼吸、氰化物中毒与抗氰呼
吸、癌细胞的呼吸等；还有研究不同环境因子对某一特定细
胞呼吸速率的影响，题干中呈现实验的数据表格、坐标曲线
或柱状图等。该命题点的情境来源主要有两种，一是近期科
研人员的特定环境下某种细胞的呼吸原理相关研究论文；二
是大学教材中细胞呼吸的过程知识，如电子传递链(见下
图)、抗氰呼吸等。
环境因素
对细胞呼
吸速率的
影响
2024 贵州T17,
2024 山东卷 T16
2024 甘肃卷 T3
2023 山东T17
2022 浙江T12
2022 广东T12
重难点核心背记
1．细胞呼吸过程中物质和能量的变化规律分析
(1)从物质变化方面分析
①有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段完全相同，有相同的中间产物丙酮酸和NADH。
1
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②有氧呼吸中丙酮酸进入线粒体被彻底氧化分解成CO2和水，无氧呼吸中丙酮酸在细胞质基质中转变为乳
酸或酒精和CO2。
③有氧呼吸过程中的NADH 来自葡萄糖和水，无氧呼吸过程中的NADH 只来自葡萄糖。
(2)从能量变化方面分析
①有氧呼吸的三个阶段均能释放能量，生成ATP，其中第三阶段释放的能量最多。
②无氧呼吸仅在第一阶段释放出少量能量，生成少量ATP。
2．细胞(有氧)呼吸过程中能量的转化
(1)细胞质基质中的一种小分子物质——NAD＋(氧化型辅酶Ⅰ)能够与葡萄糖氧化过程中脱下来的H＋和e－结
合，形成NADH。
(2)NADH 在NADH
脱氢酶
的作用下生成H＋和高能电子(e－)，高能电子(e－)通过呼吸链传递。
(3)复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的作用：通过电子传递链将H＋定向转运至膜间隙，导致线粒体膜间隙中H＋浓度升高，
线粒体基质中H＋浓度降低，质子流再通过ATP 合成酶进入线粒体基质，驱动ATP 合成。
3．无氧呼吸的意义：缺氧条件下无氧呼吸为生命活动提供能量。
4．长时间无氧呼吸对植物的危害
(1)无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞中的蛋白质变性。
(2)利用葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量很少，植物要维持正常的生命活动就要消耗更多的有机物。
(3)无氧呼吸没有丙酮酸氧化过程，缺乏新物质合成的原料。
（建议用时：10 分钟）
创新情境 联系生活
一、单选题
1．（探究Ca2+对淹水根细胞呼吸作用的影响）乙醇脱氢酶（ADH）、乳酸脱氢酶（LDH）是植物细胞中无
氧呼吸的关键酶，其催化的代谢途径如图1 所示。为探究 Ca2+对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸作用的影
2
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响，研究人员设计丙组为实验组，甲、乙均为对照组，其中甲组是正常生长的幼苗，部分实验结果如图2
所示。下列说法正确的是（ ）
A．丙酮酸生成乳酸或酒精的过程中，利用NADH 的能量合成ATP
B．乙组辣椒幼苗根细胞产生乳酸的速率大于产生乙醇的速率
C．丙组的处理方式是选择生长状态一致的辣椒幼苗进行淹水处理
D．淹水时Ca2+影响ADH、LDH 的活性，减少乙醛和乳酸积累造成的伤害
2．（金鱼在低氧条件下的特殊代谢途径）金鱼能在冬季冰封池塘、极度缺氧的环境下存活数月。研究发
现金鱼有把乳酸转变成酒精排出体外的能力。下图为金鱼在低氧条件下的部分代谢途径，下列叙述不正确
的是（ ）
A．肌细胞与神经元均表达乳酸运输载体基因，实现乳酸的跨膜运输
B．若催化④过程的酶活性升高，会延长金鱼在低氧条件下的存活时间
C．通过图中③⑤过程，葡萄糖中的化学能大部分转化为了热能
D．金鱼将乳酸转化为酒精并排出可以避免酸中毒，但长期酒精刺激也会导致金鱼死亡
3．（呼吸电子传递链）如图所示，呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的
将电子传递到分子氧的“轨道”，以维持线粒体基质和膜间隙一个极大的H+浓度梯度，H+经F1-F0偶联因子
复合体合成ATP。同时也可能发生H+不经过F1-F0偶联因子复合体而进入线粒体基质，这种现象叫做质子漏，
质子漏发生过程中能量全部以热能的形式释放。下列分析错误的是（ ）
3
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A．图示过程发生在有氧呼吸的第三阶段
B．复合体Ⅰ-Ⅳ均在传递e-的同时转运H+，使膜间隙H+浓度高于线粒体基质
C．H+借助F0和F1，以协助扩散的方式进入线粒体基质
D．熊在冬眠时肝脏细胞线粒体内质子漏的速率可能会增大
二、多选题
4．（呼吸电子传递链）在有氧呼吸第三阶段，有机物中的电子经UQ、蛋白复合体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）传
递给O2生成水并释放能量，该过程为细胞色素途径，如图所示。氰化物能够抑制复合体Ⅴ的活性，而对
AOX（氧化酶）的活性无影响，使细胞在消耗等量呼吸底物的情况下比细胞色素途径产生更多的热量，这
种细胞呼吸方式称为抗氰呼吸。线粒体解偶联蛋白（UCP）是一类离子转运蛋白，UCP 可以将H+通过膜渗
漏到线粒体基质中，从而降低膜两侧的H+梯度，使能量以热能形式释放。下列说法正确的是（ ）
A．AOX 和蛋白复合体Ⅳ均能催化O2与NADPH 结合形成水
B．在消耗等量底物的情况下，抗氰呼吸过程产生的ATP 会明显增多
C．ATP 合成酶具有运输H+和催化ATP 合成的功能，并参与能量转换
D．据信息推测，UCP 的存在可以提高生物对寒冷环境的适应性
（建议用时：30 分钟）
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一、单选题
1．（2024·福建·高考真题）科研人员用CCK-8 试剂盒检测化合物M 对肝细胞增殖的作用效果。该试剂盒的
检测原理：在活细胞线粒体脱氢酶催化产物的介导下，试剂盒中无色的WST-8 被还原成橙黄色甲攒，通过
检测反应液颜色深浅判定活细胞的相对数量。下列叙述正确的是（ ）
A．WST-8 可影响肝细胞线粒体脱氢酶的专一性
B．线粒体脱氢酶参与肝细胞有氧呼吸的第一阶段
C．用该方法对肝细胞增殖情况检测无需控制反应温度
D．若M 促进肝细胞增殖能力越强则反应液颜色越深
2．（2024·江苏·高考真题）图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是（ ）
A．该细胞器既产生ATP 也消耗ATP
B．①②分布的蛋白质有所不同
C．有氧呼吸第一阶段发生在③
D．②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所
3．（2024·重庆·高考真题）肿瘤所处环境中的细胞毒性T 细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC 酶和PDH
酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC 酶的活性会增加琥珀酸的释放，
琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T 细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC 酶的活性会被抑制。下列叙
述正确的是（ ）
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A．图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧
B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A 均产生于线粒体内膜
C．肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T 细胞的杀伤能力
D．葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5 步会生成［H］
4．（2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，
养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（ ）
A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
5．（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr 基因后获得的突变株△sqr 中，线
粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（ ）
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr 的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT 比△sqr 的生长速度快
D．无氧条件下，WT 比△sqr 产生更多的ATP
6．（24-25 高三上·山东青岛·期中）某实验小组为探究细胞中ROCK1（一种蛋白激酶基因） 过度表达对细
胞呼吸的影响设置了两组实验，对照组为正常成肌细胞，实验组为ROCK1 基因过度表达的成肌细胞。向
体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率（OCR，可一定程度反映细胞呼吸情况），结果如图
所示。下列叙述正确的是（ ）
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注：寡霉素为 ATP 合酶抑制剂；FCCP 可作用于线粒体内膜，是线粒体解偶联剂，可使线粒体不能产生
ATP；抗霉素 A 为呼吸链抑制剂，可完全阻止线粒体耗氧。
A．加入寡霉素后，OCR 降低的值可代表机体有氧呼吸第三阶段用于 ATP 合成的耗氧量
B．FCCP 的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放
C．ROCK1 过度表达不仅增加细胞的基础呼吸，而且增加细胞 ATP 的产生
D．抗霉素 A 加入后，成肌细胞只能进行无氧呼吸，无法产生[H]和CO₂
7．（2024·湖北·一模）《齐民要术》中系统记载了古人在农牧、食品加工与贮藏等方面的经验，其中许多
做法都与生物代谢息息相关。下列相关叙述正确的是（ ）
A．“酒冷沸止，米有不消者，便是曲势尽”中“沸”是由于微生物有氧呼吸产生大量CO2
B．“极熟时，全房折取。于屋下作荫坑，凿壁为孔。”说明应在低温无氧条件下储存果蔬
C．“作盐水，令极咸，于盐水中洗菜，即内瓮中。”该泡菜制作过程中乳酸菌产生CO2的场所是细胞
质基质
D．“锄不厌数，勿以无草而中缀”中“锄”可以促进植物吸收更多的无机盐
8．（24-25 高三上·广东·阶段练习）SLC25A51 转运蛋白可以选择性地转运
，调控细胞内
水平，
是哺乳动物细胞产生ATP 所必需的。
最有可能被SLC25A51 转运到细胞内的部位是（ ）
A．细胞质基质
B．线粒体基质
C．线粒体内膜
D．液泡
9．（2024·浙江·模拟预测）在一个被洪水淹没的玉米田中，土壤中氧气含量急剧下降。此时玉米生长缓慢
且根系易变黑、腐烂。科研人员发现玉米根部细胞溶胶中既有乳酸脱氢酶，也含乙醇脱氢酶。下列叙述错
误的是（ ）
A．根系变黑、腐烂是由于厌氧呼吸产生的酒精等对细胞有毒害作用
B．生长缓慢是由于根细胞厌氧呼吸生成ATP 较少
C．厌氧呼吸释放出来的能量大部分以热能形式散失
D．玉米根每个细胞厌氧呼吸只能产生酒精或者乳酸一种产物
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10．（2024·陕西渭南·模拟预测）图甲表示几种类型的细胞呼吸过程中的部分物质变化示意图，图乙表示
温度对细胞呼吸速率的影响曲线。下列相关叙述正确的是（ ）
A．图甲中①过程进行时，NADH 在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗
B．人激烈运动时，肌细胞可进行①②④过程，其消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量
C．某生物进行图甲的③④过程时，C6H12O6中的能量大多以热能的形式散失
D．图乙中BC 段与细胞呼吸有关的酶的活性逐渐降低，B 点对应的温度最适合保存果蔬
二、非选择题
11．（2024·贵州·高考真题）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，
某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。
(1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有
；参与有氧呼吸的酶是 （选填“甲”或“乙”）。
(2)在水淹0～3d 阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第3d 时，经检测，作物根
的CO2释放量为0.4μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧
呼吸强度的 倍。
(3)若水淹3d 后排水、作物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 （答出2
点即可）。
12．（2024·湖北·模拟预测）如图表示葡萄糖在细胞内进行细胞呼吸（有氧呼吸或无氧呼吸）过程中发生
的变化。图中①②③④表示过程，请回答下列问题：
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(1)葡萄糖经①生成A，再经②生成二氧化碳和水的变化过程属于 （选填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”），
其中A 代表的物质是 。
(2)人体在剧烈运动时，肌细胞在缺氧状态下会通过过程①④生成乳酸。该过程是否需要酶的催化？
（选填“需要”或“不需要”）。在由葡萄糖到乳酸的过程中， （选填“没有”或“有”）能量释放。
(3)一些植物在生长期长期被水淹会烂根死亡，主要原因是根细胞无氧呼吸产生的 （选填“酒精”或
“CO2”）对其产生了毒害。
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