資源簡介

【備考2024】一輪新人教版生物學學案
第三單元　細胞代謝
第3講　細胞呼吸的原理和應用
考點1　細胞呼吸的方式和過程
一、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。其實質是細胞內的有機物氧化分解，并釋放能量。
二、有氧呼吸
1．概念：細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。
2．過程
3．有氧呼吸的總反應式
(標出氧元素的來源和去路)。
4．同有機物在生物體外燃燒相比，有氧呼吸具有的不同特點
(1)反應過程：溫和。
(2)能量釋放：有機物中的能量逐步釋放。
(3)能量轉化：釋放的能量有相當一部分儲存在ATP中。
5．放能：1 mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2 870 kJ的能量，可以使977.28 kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。
三、無氧呼吸
1．概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經過不完全分解，釋放少量能量的過程，就是無氧呼吸。
2．場所：全過程都是在細胞質基質中進行的。
3．過程
4．反應式
(1)產物為酒精：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
(2)產物為乳酸：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
5．能量
(1)只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。
(2)葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
6．不同生物或器官的無氧呼吸產物
1．線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，其在結構上有哪些特點與功能相適應？(必修1　P92“圖5－8”)
提示：(1)線粒體具有內、外兩層膜，內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊形成嵴，嵴使內膜的表面積大大增加。(2)線粒體的內膜上和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。
2．1 mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只釋放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量儲存在ATP中。據此分析在進行無氧呼吸過程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向是什么？(必修1　P94“相關信息”)
提示：無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要轉移到乳酸或酒精中沒有釋放出來，而氧化分解釋放的能量主要以熱能形式散失了。
3．與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級釋放能量的，這對于生物體來說具有什么意義？(必修1　P93“思考·討論”)
提示：有氧呼吸逐級緩慢釋放能量能保證有機物中的能量得到充分的利用，主要表現在兩個方面：(1)可以使有機物中的能量逐步轉移到ATP中；(2)能量緩慢有序地釋放，有利于維持細胞的相對穩定狀態。
1．沒有線粒體的細胞一定不能進行有氧呼吸。 (×)
提示：原核細胞沒有線粒體也能進行有氧呼吸。
2．線粒體將葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。 (×)
提示：葡萄糖不能進入線粒體，其在細胞質基質中分解為丙酮酸，丙酮酸進入線粒體。
3．檢測酵母菌培養過程中是否產生CO2可判斷其呼吸方式。(×)
提示：酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產生CO2。
4．同有氧呼吸相比，無氧呼吸的兩個階段釋放的能量較少。 (×)
提示：無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量。
5．無氧呼吸不需要O2參與，最終有[H]的積累。 (×)
提示：無氧呼吸第二階段消耗[H]，[H]被用于還原丙酮酸。
6．人在劇烈運動時產生的CO2全部來自有氧呼吸。 (√)
7．細胞呼吸是細胞代謝的樞紐。 (√)
1．糧食儲藏過程中有時會發生糧堆濕度增大現象，其原因是_____________________________________________________________________。
提示：種子有氧呼吸過程中產生了水
2．如果是以脂肪為底物進行有氧呼吸，消耗O2的量要大于產生CO2的量，其原因是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：與葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于產生CO2的量
1．有氧呼吸與無氧呼吸中[H]和ATP的來源和去路
(1)有氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
(2)無氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
無氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一階段產生的，場所是細胞質基質。其中[H]在第二階段被全部消耗，ATP則用于各項生命活動。
2．細胞呼吸反應式中各物質量的比例關系
(1)反應式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②無氧呼吸：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量；
C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
(2)相關物質間量的比例關系
①有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②產生酒精的無氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。
③消耗等量的葡萄糖時，產生酒精的無氧呼吸與有氧呼吸產生的CO2摩爾數之比為1∶3。
1．為驗證酵母菌細胞中線粒體對葡萄糖和丙酮酸的利用情況，現從酵母菌細胞中分離得到的具有活性的線粒體為實驗材料進行如下實驗(除下表所示不同外，其他條件相同且適宜)。
組別 步驟一 步驟二 步驟三
1 加入線粒體 加入葡萄糖 加入溴麝香草酚藍溶液，一段時間后觀察溶液顏色的變化情況
2 加入線粒體 加入丙酮酸
(1)從酵母菌細胞中分離得到線粒體的常用方法是什么？
(2)請預期兩組實驗的實驗結果，并簡述判斷理由(實驗結果中要寫出具體的顏色變化)。
提示：(1)差速離心法。
(2)第1組溶液為藍色，第2組溶液顏色由藍變綠再變黃。第1組中由于葡萄糖不能進入線粒體被利用，所以無CO2生成，第2組丙酮酸可進入線粒體被利用，生成CO2。
2．某同學做了如下實驗：取A、B兩支試管。在A管中加入煮熟的蠶豆子葉，B管中加入發芽的蠶豆子葉。在兩管中分別加入甲烯藍溶液(注：甲烯藍氧化態為藍色，接受氫后為無色)，一段時間后倒出溶液，兩管中的子葉都呈藍色，然后，兩管分別加水淹沒子葉、抽氣、在水面上覆蓋適量的石蠟油，37 ℃保溫一段時間后，發現A管中的子葉不變色，B管中的子葉藍色變淺。請思考分析：
(1)B管中子葉藍色變淺的原因是什么？
(2)A管子葉為什么不變色？實驗中設置A管的目的是什么？
提示：(1)B管中子葉在無氧呼吸過程中產生的[H]能使甲烯藍還原。
(2)A管中子葉細胞的酶失活，無呼吸作用。實驗中設置A管的目的是作對照實驗。
考查細胞呼吸的方式和過程
1．(2022·江蘇揚州中學檢測)人體的骨骼肌纖維可分為慢肌纖維和快肌纖維兩大類，慢肌纖維含有更高密度的線粒體和肌紅蛋白，血液的供應較充足，更能抵抗疲勞；快肌纖維無氧代謝能力強，有較高的糖原儲備。下列敘述正確的是(　　)
A．快肌纖維無氧呼吸會產生大量乳酸、CO2以及少量ATP
B．慢肌纖維中產生的ATP主要來自線粒體中葡萄糖的分解
C．慢肌纖維和快肌纖維在細胞代謝過程中都可以產生丙酮酸和[H]
D．與非耐力項目運動員相比，耐力項目運動員骨骼肌中快肌纖維的占比較高
C　[快肌纖維無氧呼吸能力強，進行無氧呼吸產生大量乳酸和少量ATP，不產生CO2，A錯誤；慢肌纖維中線粒體多，主要進行有氧呼吸，在[H]和氧氣結合成水的階段會產生大量ATP，且葡萄糖不能在線粒體中分解，B錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段相同，都是在細胞質基質中進行的，把葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，故慢肌纖維和快肌纖維在細胞代謝過程中都可以產生丙酮酸和[H]，C正確；根據題意可知：快肌纖維主要進行無氧呼吸，負責缺氧的劇烈運動，慢肌纖維主要進行有氧呼吸，負責有氧運動，故與非耐力項目運動員相比，耐力項目運動員骨骼肌中慢肌纖維的占比較高，D錯誤。]
2．(2023·江蘇南通聯考)杏仁中含有的苦杏仁苷是一種氰化物，它能與線粒體內膜中傳遞電子的蛋白質結合，阻斷ATP的生成。苦杏仁苷能抑制(　　)
A．葡萄糖分解為丙酮酸和[H]
B．丙酮酸徹底分解為二氧化碳和[H]
C．[H]和氧氣結合生成水
D．有氧呼吸過程中有關酶的合成
C　[電子傳遞鏈是有氧呼吸的第三階段，苦杏仁苷能與線粒體內膜中傳遞電子的蛋白質結合，從而抑制有氧呼吸的第三階段，即抑制[H]和氧氣結合生成水，因此，C正確，A、B、D錯誤。]
　細胞呼吸的場所與過程的四點提醒
(1)線粒體是進行有氧呼吸的主要場所，但需氧型原核生物無線粒體，也能進行有氧呼吸。
(2)無線粒體的真核生物(或細胞)只能進行無氧呼吸，如蛔蟲、哺乳動物成熟的紅細胞等。
(3)細胞呼吸釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少部分以化學能的形式儲存在ATP中。
(4)人體內產生的CO2只來自有氧呼吸，人體無氧呼吸的產物是乳酸，無CO2。
有氧呼吸和無氧呼吸的綜合分析
3．(2022·山東濰坊四中檢測)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作為描述細胞呼吸過程中氧氣供應狀態的一種指標。如圖是酵母菌氧化分解葡萄糖過程中氧分壓與呼吸熵的關系。下列敘述正確的是(　　)
A．呼吸熵越大，細胞有氧呼吸越強，無氧呼吸越弱
B．B點有氧呼吸的強度大于A點有氧呼吸的強度
C．為延長水果保存的時間，最好將氧分壓調至C點
D．C點以后，細胞呼吸強度不隨氧分壓的變化而變化
B　[呼吸熵越大，吸收的O2量相對越少，細胞有氧呼吸越弱，無氧呼吸越強，A錯誤；呼吸熵越小，細胞有氧呼吸越強，因此B點有氧呼吸的強度大于A點有氧呼吸的強度，B正確；C點時，細胞只進行有氧呼吸，此時細胞消耗的有機物較多，因此為延長水果的保存時間，最好將氧分壓調至C點以下，C錯誤；C點以后酵母菌只進行有氧呼吸，無論有氧呼吸的強度是否變化，呼吸熵均不變，所以呼吸熵不變，不能說明細胞呼吸強度不再隨氧分壓的變化而變化，D錯誤。]
4．(2022·山東濰坊五縣聯考)某科學興趣小組以酵母菌作為實驗材料，以葡萄糖作為能量來源，在一定條件下，通過控制氧氣濃度的變化，得到了酵母菌進行細胞呼吸時CO2產生速率(Ⅰ)、O2消耗速率(Ⅱ)、以及酒精產生速率(Ⅲ)隨著時間變化的三條曲線，實驗結果如圖所示，t1時刻Ⅰ、Ⅱ兩條曲線重合，S1、S2、S3、S4分別表示圖示面積。該興趣小組還利用乳酸菌作為實驗材料進行相同的實驗，實驗裝備和條件不變，得到乳酸產生速率(Ⅳ)的曲線。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．t1時刻，O2濃度較高，無氧呼吸消失
B．如果改變溫度條件，t1會左移或右移，但是S1和S2的值始終相等
C．若S2∶S3＝2∶1，S4∶S1＝8∶1時，0～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1
D．若曲線Ⅳ和Ⅲ完全重合，則0～t1時間段酵母菌和乳酸菌細胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
D　[t1時刻，酒精產生速率為0，Ⅰ、Ⅱ兩條曲線重合，說明酵母菌只進行有氧呼吸，無氧呼吸消失，A正確；如果改變溫度條件，酶的活性會升高或降低，t1會左移或右移，0～t1產生的CO2＝S1＋S2＋S3＋S4，無氧呼吸產生的酒精量與無氧呼吸產生的CO2量相同，即無氧呼吸產生的CO2＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸產生的CO2量，即有氧呼吸產生的CO2＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始終相等，B正確；由上述分析可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1時，則S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸產生的CO2＝S2＋S4＝9S2，無氧呼吸產生的CO2＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸產生的CO2∶無氧呼吸產生的CO2＝6∶1，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 CO2，因此0～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1，C正確；乳酸菌進行無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產生2 mol乳酸，酵母菌無氧呼吸消耗1 mol葡萄糖產生2 mol酒精，若曲線Ⅳ和曲線Ⅲ兩者完全重合，說明酵母菌和乳酸菌進行無氧呼吸且乳酸和酒精的產生速率相等，但酵母菌同時進行有氧呼吸，則0～t1時間段酵母菌細胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D錯誤。]
　判斷細胞呼吸方式的三大依據
結合實驗或圖示信息考查細胞呼吸的過程
5．(2022·湖北黃岡高三調研)2，4 二硝基苯酚(DNP)能抑制線粒體內膜合成ATP，但不影響此部位[H]與O2的結合以及放能。將部分酵母菌破碎后獲取線粒體和細胞質基質，進行下表所示各組實驗。下列有關敘述正確的是(　　)
組別 反應條件
甲組 1 mol葡萄糖＋線粒體＋充足氧氣
乙組 1 mol葡萄糖＋細胞質基質＋缺乏氧氣
丙組 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋充足氧氣
丁組 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋缺乏氧氣
戊組 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋充足氧氣＋DNP
A．甲組、丙組和戊組中產生的丙酮酸都能在線粒體中分解產生CO2
B．乙組和丁組都可以進行無氧呼吸，兩組產生的酒精分子數大致相同
C．丙組和丁組中葡萄糖分解后的能量去路只有熱能和ATP中儲存的能量
D．丙組和戊組都可以進行有氧呼吸，丙組產生的H2O、CO2和ATP的量都多于戊組
B　[甲組實驗中線粒體不能分解葡萄糖，丙組和戊組中丙酮酸能在線粒體中分解產生CO2，A錯誤。據題干信息可知，只有乙組和丁組缺乏氧氣，因此只有乙組和丁組能進行無氧呼吸產生酒精，兩組產生的酒精分子數大致相同，B正確。丙組進行的是有氧呼吸，葡萄糖徹底分解，葡萄糖分解后的能量去路只有熱能和ATP中儲存的能量；而丁組進行的是無氧呼吸，葡萄糖分解后的能量去路有熱能、ATP中儲存的能量和酒精中含有的能量，C錯誤。丙組和戊組都進行的是有氧呼吸，由于2，4 二硝基苯酚(DNP)只抑制線粒體內膜合成ATP，但不影響此部位[H]與O2結合放能，故反應完成后丙組和戊組產生相同數量的H2O和CO2，但丙組未用DNP處理，產生ATP總量多于戊組，D錯誤。]
6．(2023·湖北七市聯考)糖酵解時產生大量還原型高能化合物NADH，在有氧條件下，電子由電子載體所組成的電子傳遞鏈傳遞，最終被O2氧化。下圖為真核細胞呼吸過程中電子傳遞鏈和氧化磷酸化過程。下列說法錯誤的是(　　)
A．H＋由線粒體基質進入線粒體膜間隙時需要載體蛋白的協助
B．有氧呼吸在線粒體的內膜產生H2O
C．電子傳遞鏈對線粒體內膜兩側H＋濃度梯度的形成起抑制作用
D．H＋在跨膜運輸進入線粒體基質的過程中部分能量轉移到ATP中儲存
C　[分析題圖可知，H＋由線粒體基質進入線粒體膜間隙時需要載體蛋白的協助，A正確；有氧呼吸過程中，第三階段在線粒體的內膜上進行，前兩個階段產生的NADH與O2反應生成水，B正確；分析題圖可知，NADH中的H＋和電子被電子傳遞體所接受，結果使得線粒體內膜外側H＋濃度升高，線粒體內膜兩側形成H＋濃度梯度，即電子傳遞鏈對線粒體內膜兩側H＋濃度梯度的形成起促進作用，C錯誤；分析題圖， NADH中的能量變為H＋的電化學勢能，再通過H＋向膜內跨膜運輸變為ATP中的能量，即H＋在跨膜運輸進入線粒體基質的過程中部分能量轉移到ATP中儲存，D正確。]
考點2　影響細胞呼吸的因素及應用
一、溫度對細胞呼吸的影響
1．原理
細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性進而影響細胞呼吸速率。
2．應用
(1)保鮮：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延長保鮮時間。
(2)提高產量：溫室中栽培蔬菜時，夜間適當降低溫度，可降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高蔬菜的產量。
二、氧氣濃度對細胞呼吸的影響
1．原理
O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制(填“促進”或“抑制”)作用，對有氧呼吸過程有促進(填“促進”或“抑制”)作用。
2．應用
(1)選用透氣消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。
(2)作物栽培中的中耕松土，保證根的正常細胞呼吸。
(3)提倡慢跑，防止肌細胞無氧呼吸產生乳酸。
(4)稻田定期排水，抑制無氧呼吸產生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。
三、二氧化碳濃度對細胞呼吸的影響
1．原理
CO2是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。
2．應用
在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。
四、水對細胞呼吸的影響
1．原理
(1)間接影響：許多生化反應需要在水中才能進行，自由水含量升高，細胞呼吸加快。
(2)直接影響：水是有氧呼吸的反應物之一。
2．應用
(1)抑制細胞呼吸：曬干的種子自由水含量降低，細胞呼吸減慢，更有利于儲存。
(2)促進細胞呼吸：浸泡種子有利于種子的萌發。
水果、蔬菜和種子儲存條件有何不同？(必修1　P95“思考·討論”)
提示：水果、蔬菜需要低溫(零上)、低氧、高CO2濃度、適宜水分條件下儲存；種子需要低溫、低氧、高CO2濃度、干燥條件儲存。
1．同一葉片在不同生長發育時期，其細胞呼吸速率有差異。 (√)
2．嚴格的無氧環境有利于水果保鮮是因為此條件下細胞呼吸分解有機物最少。 (×)
提示：無氧環境中，細胞無氧呼吸消耗的有機物較多。
3．糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環境中儲藏。 (×)
提示：糧食種子應儲藏在干燥環境中。
4．溫室大棚中，可以通過夜間適當降溫來提高農作物的產量。 (√)
5．破傷風桿菌易在銹釘扎過的傷口深處繁殖，原因是傷口深處氧氣缺乏。 (√)
6．劇烈運動時，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產生乳酸。 (×)
提示：劇烈運動時，肌細胞主要進行有氧呼吸。
1．密封地窖能長時間儲存水果、地瓜、馬鈴薯的原因是____________________
_____________________________________________________________________。
提示：密封的地窖CO2濃度高，能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗
2．松土能增進肥效的道理是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：松土能促進植物根細胞的細胞呼吸，促進根對土壤中礦質元素的吸收
1．內部因素對細胞呼吸的影響
2．溫度對細胞呼吸的影響曲線
(1)a點為該酶的最適溫度，細胞呼吸速率最快。
(2)溫度低于a點時，隨溫度降低，酶活性下降，細胞呼吸受抑制。
(3)溫度高于a點時，隨溫度升高，酶活性下降，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。
3．O2濃度對細胞呼吸的影響曲線(細胞呼吸以糖類為底物)
(1)A點時，O2濃度為零，細胞進行無氧呼吸。
(2)O2濃度為0～10%時，隨O2濃度的升高，無氧呼吸速率減慢；O2濃度為10%時，無氧呼吸停止。
(3)O2濃度在0～20%時，隨O2濃度升高，有氧呼吸速率逐漸增強。
(4)隨O2濃度的升高，細胞呼吸速率先減慢后加快，最后趨于穩定。
(5)O2濃度為5%左右時，細胞呼吸強度最弱。
為研究溫度的變化對貯藏器官呼吸作用的影響，研究人員以馬鈴薯塊莖為材料，進行了如下實驗：
實驗一：將兩組相同的馬鈴薯塊莖，分別置于低溫(4 ℃)和室溫(22 ℃)條件下貯藏10天，發現低溫組塊莖中淀粉酶含量顯著高于室溫組。
實驗二：將馬鈴薯塊莖從20 ℃移到0 ℃后，再回到20 ℃環境中，測定CO2的釋放速率的變化，結果如圖所示。
(1)當馬鈴薯塊莖從20 ℃移到0 ℃環境中，CO2的釋放速率下降，其原因是什么？
(2)當馬鈴薯塊莖重新移回到20 ℃環境中，與之前20 ℃環境相比，CO2的釋放速率明顯升高。綜合上述實驗，如何解釋這一現象。
提示：(1)溫度降低導致酶的活性下降，呼吸作用產生的CO2減少。
(2)在0 ℃環境中淀粉酶含量增加，催化淀粉水解生成的還原糖增加，為之后20 ℃條件下呼吸作用提供更多的底物，呼吸作用較之前20 ℃時強。
考查環境因素對細胞呼吸的影響
1．(2022·江蘇南京一模)種子庫在適當的低溫下保存植物的種子。入庫保存前需對種子進行清洗、干燥等處理，然后密封包裝存入－18 ℃的冷庫。下列有關敘述正確的是(　　)
A．入庫前干燥處理主要是除去大量的結合水
B．冷庫中－18 ℃的低溫會造成種子細胞中呼吸酶變性失活
C．密封包裝袋中需要充入充足的氧氣，以維持種子的活性
D．建立種子庫可以保存瀕危生物的種子，保護生物多樣性
D　[自由水與代謝的強弱有關，入庫前干燥處理主要是除去大量的自由水，降低細胞呼吸，以利于儲存，A錯誤；冷庫中－18 ℃的低溫通過抑制酶的活性來降低呼吸速率，不會破壞酶的空間結構，不會變性失活，B錯誤；密封包裝袋中需要降低氧氣濃度，減弱細胞呼吸，以利于種子的保存，C錯誤；建立種子庫可以保存瀕危生物的種子，防止生物滅絕，保護生物多樣性，D正確。]
2．(2022·湖北黃岡高三調研)《齊民要術》中記載了利用蔭坑貯存葡萄的方法：“極熟時，全房折取，于屋下作蔭坑，坑內近地，鑿壁為孔，插枝于孔中，還筑孔使堅，屋子置土覆之，經冬不異也。”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。下列有關敘述錯誤的是(　　)
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可及時調整氣體的濃度及比例，延長果蔬保鮮時間
B　[蔭坑和氣調冷藏庫環境里溫度低、缺氧，抑制了細胞的呼吸作用，進而減緩了果蔬中營養成分和風味物質的分解，A正確；蔭坑和氣調冷藏庫環境里溫度低，抑制了酶的活性，故有氧呼吸的第一、二階段的酶促反應也會受到抑制，B錯誤；氣調冷藏庫環境里溫度低，可以降低細胞呼吸過程中相關酶的活性，C正確；氣調冷藏庫配備的氣體過濾裝置可及時調整氣體的濃度及比例，延長果蔬保鮮時間，D正確。]
細胞呼吸原理的應用
3．(2021·湖南選擇性考試)下列有關細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是(　　)
A．南方稻區早稻浸種后催芽過程中，常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣
B．農作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長
C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發時呼吸作用需要大量氧氣
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失，降低呼吸速率，起到保鮮作用
B　[早稻浸種后催芽過程中，常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種，目的是給種子的細胞呼吸過程提供有利條件，即水分、適宜的溫度和氧氣，A正確；農作物種子入庫貯藏時，為延長貯藏時間，應在零上低溫、低氧條件下貯藏，種子無氧呼吸產生的酒精對細胞有毒害作用，B錯誤；油料作物細胞中脂肪等含量較高，H元素含量較高，細胞呼吸時需要更多的氧氣，因此油料作物種子播種時宜淺播，C正確；柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失，降低細胞呼吸速率，減少有機物的消耗，能起到保鮮作用，D正確。]
4．(2022·湖北武漢調研)甘薯(又稱“紅薯”“苕”等)在明代嘉靖年間傳入我國，至萬歷年間，勞動人民在生產實踐中就總結出了貯藏甘薯的要領?！掇r政全書》指出“藏種之難，一懼濕，一懼凍”，“欲避冰凍，莫如窖藏”。下列敘述正確的是(　　)
A．在潮濕環境中，病毒和細菌容易在甘薯細胞表面繁殖，進而侵染甘薯，造成傷害
B．甘薯細胞的結合水含量高，低溫條件下細胞液容易結冰而使細胞產生機械性傷害
C．窖藏過程中，甘薯呼吸作用釋放的能量大部分轉化為熱能，可影響窖室內的溫度
D．窖藏過程中，窖室內保持嚴格的無氧環境，甘薯呼吸作用消耗的有機物的量最少
C　[病毒無細胞結構，必須寄生在活細胞內才能進行生長繁殖，A錯誤；甘薯細胞的結合水含量高，低溫條件下細胞液不容易結冰，B錯誤；細胞呼吸釋放的能量大部分轉化為熱能，小部分用于合成ATP，釋放的能量會影響窖室內的溫度，C正確；由于在有氧條件下無氧呼吸受抑制，因此無氧條件下細胞呼吸較低氧條件下旺盛，故嚴格的無氧環境不利于甘薯保鮮，D錯誤。]
考點3　細胞呼吸的相關實驗
探究酵母菌的細胞呼吸方式
1．實驗原理
2．實驗步驟
(1)配制酵母菌培養液：酵母菌＋質量分數為5%的葡萄糖溶液，分別裝入A、B兩錐形瓶中。
(2)設計對比實驗
①甲組中空氣先通過NaOH溶液的目的是去除空氣中的CO2。
②乙組中B瓶先密封放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是耗盡瓶中原有的氧氣。
③CO2檢測：觀察兩組裝置中澄清石灰水的變化。
④酒精檢測：取A、B瓶中濾液各2 mL分別注入兩支干凈的試管中，向兩試管中分別滴加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，觀察試管中溶液的顏色變化。
(3)實驗現象
條件 澄清石灰水的變化 兩試管的變化
甲組 變渾濁快 無變化
乙組 變渾濁慢 出現灰綠色
(4)實驗結論
①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。
②在有氧條件下產生CO2多而快，在無氧條件下產生酒精，還產生少量的CO2。
1．在檢測酒精的實驗中，要將酵母菌培養時間適當延長，原因是什么？(必修1　P91～92“探究·實踐”)
提示：因為葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應發生顏色變化。
2．對比實驗中兩組都是實驗組，兩組之間相互對照。教材中對比實驗的實例有________(填序號)。(必修1　P92“科學方法”)
①探究酵母菌細胞呼吸的方式?、隰斮e和卡門的同位素標記法實驗?、酆諣栂：筒趟共捎梅派湫酝凰貥擞汿2噬菌體侵染細菌的實驗?、鼙容^過氧化氫在不同條件下的分解實驗
提示：①②③
1．在酸性條件下，酒精會使重鉻酸鉀溶液由藍變綠再變黃。 (×)
提示：應該是由橙色變成灰綠色。
2．檢測CO2的產生除澄清石灰水外，還可以用溴麝香草酚藍溶液檢測。 (√)
3．在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中可直接向酵母菌培養液中添加酸性的重鉻酸鉀溶液檢測酒精。 (×)
提示：應各取2 mL酵母菌培養液的濾液，分別注入2支試管中，加酸性的重鉻酸鉀溶液檢測。
4．在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中可依據澄清石灰水的變渾濁快慢判斷細胞呼吸的方式。 (√)
1．在測定細胞呼吸速率的實驗中，如果實驗材料為綠色植物，實驗裝置應怎樣處理？目的是什么？__________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：實驗裝置應遮光(黑暗)處理。目的是排除光合作用的影響
2．在測定細胞呼吸速率的實驗中，如果實驗材料是植物的種子，常對實驗裝置和種子進行消毒處理，目的是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：排除微生物的呼吸作用對實驗結果的影響
1．細胞呼吸速率的測定
(1)實驗裝置
(2)實驗原理：組織細胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內氣體壓強減小，刻度管內的液滴左移。單位時間內液滴左移的體積即表示呼吸速率。
(3)誤差的校正
為排除溫度、氣壓等無關變量的干擾，可設置對照裝置。對照裝置與上述裝置相比，不同點是用等量的死亡的種子代替萌發的小麥種子，其余均相同。
2．細胞呼吸方式的實驗探究
(1)實驗裝置(以萌發種子為例)
(2)實驗原理
①裝置一中NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸所產生的CO2，著色液滴移動的距離代表萌發種子細胞呼吸吸收O2的量。
②裝置二中著色液滴移動的距離代表萌發種子細胞呼吸產生CO2的量與吸收O2量的差值。
(3)實驗現象和結論
實驗現象 結論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進行產生乳酸的無氧呼吸
不動 右移 只進行產生酒精的無氧呼吸
左移 右移 進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸
左移 不動 進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸
下面是探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置。
(1)本實驗的自變量是什么？石蠟(油)的作用是什么？空氣泵進入乙的空氣有什么要求？
(2)實驗的因變量是什么？檢測的結果是什么？
(3)實驗的無關變量有哪些？
提示：(1)自變量是氧氣的有無。石蠟(油)的作用是將液體與空氣隔絕?？諝獗眠M入乙的空氣應除去CO2。
(2)實驗的因變量是乙、丙中產生CO2的多少。檢測的結果是甲中石灰水變渾濁快，乙中石灰水變渾濁慢。
(3)實驗的無關變量有酵母菌和葡萄糖溶液的量、溫度等環境因素。
探究酵母菌細胞呼吸方式的教材實驗
1．下列關于探究酵母菌細胞呼吸方式實驗的敘述，正確的是(　　)
A．選擇酵母菌為實驗材料是因為酵母菌是自養、兼性厭氧型微生物，易于培養
B．通過設置有氧(對照組)和無氧(實驗組)的對照，易于判斷酵母菌的呼吸方式
C．將進氣管、排氣管與錐形瓶連接后需要進行氣密性檢查，確保不漏氣
D．實驗的因變量是澄清石灰水是否變渾濁和加入酸性重鉻酸鉀溶液后樣液的顏色變化
C　[在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中，選擇酵母菌作為實驗材料是因為酵母菌具有兼性厭氧且易于培養的特點，但它不是自養型微生物，A錯誤；在該實驗中所設置的有氧組和無氧組都是實驗組，是為了相互對比，易于判斷酵母菌的呼吸方式，B錯誤；為了保證實驗結果的準確性，將進氣管、排氣管與錐形瓶連接后通常需要進行氣密性檢查，確保不漏氣，C正確；本實驗的因變量是酵母菌CO2產生的快慢和是否有酒精生成，D錯誤。]
2．(2021·廣東選擇性考試改編)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(如圖)。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．用臺盼藍染色后，染成藍色的為活酵母菌
D．實驗中增加甲瓶的酵母菌數量不能提高乙醇最大產量
D　[檢測乙醇的生成，應取甲瓶中的濾液2 mL注入試管中，再向試管中加入0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，使它們混合均勻，觀察試管中溶液顏色的變化，A錯誤；CO2可以使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，因此乙瓶的溶液不會變成紅色，B錯誤；由于細胞膜具有選擇透過性，被染成藍色的為死酵母菌，C錯誤；乙醇最大產量與甲瓶中葡萄糖的量有關，因甲瓶中葡萄糖的量是一定的，因此實驗中增加甲瓶的酵母菌數量不能提高乙醇最大產量，D正確。]
考查探究細胞呼吸方式的拓展實驗
3．(2023·廣東茂名檢測)如圖是測量種子萌發時錐形瓶中氣體體積變化的實驗裝置。在一次測量種子呼吸強度的實驗中，實驗開始時U形管左側與右側的液面相平，然后每隔半小時利用標尺量出右側管內的液面高度，以下關于該實驗的分析正確的是(　　)
A．為排除物理因素對實驗的影響，必須用等量清水代替氫氧化鉀溶液作對照
B．此實驗的目的是測定種子萌發時有氧呼吸及無氧呼吸的速率
C．一定時間后右側液面高度不再變化說明種子細胞呼吸完全停止
D．實驗所用種子應先進行消毒處理
D　[最好是用等量浸泡過的死種子代替裝置中的活種子設置對照組，A錯誤；種子有氧呼吸吸收氧氣，釋放二氧化碳，二氧化碳被氫氧化鉀濃溶液吸收，右側液面升高，所以可以測定有氧呼吸速率，無氧呼吸不吸收氧氣，釋放的二氧化碳被氫氧化鉀濃溶液吸收，液面不發生變化，所以不能測定無氧呼吸速率，B錯誤；一段時間后右側液面高度不再變化，說明種子有氧呼吸完全停止，但是無氧呼吸仍在進行，無氧呼吸釋放的二氧化碳被氫氧化鉀濃溶液吸收，不會導致液面變化，C錯誤；為了排除微生物呼吸作用對實驗結果的影響，需要先進行消毒處理，D正確。]
(教師用書獨具)
(2022·湖北黃岡高三調研)關于探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗，下列相關敘述正確的是(　　)
A　　　　　　 B
C　　 D　 　　　　E
A．裝置A中有充足的氧氣，裝置D中保持無氧狀態
B．裝置A、B組成對照組，裝置C、D、E組成實驗組
C．一段時間后，從裝置A中取出一部分液體可使酸性重鉻酸鉀溶液變為灰綠色
D．若將裝置B和E中的清水換成澄清的石灰水，則一段時間后裝置B中的溶液先變渾濁
C　[裝置A中的石蠟油具有隔絕空氣的作用，因此溶液中保持無氧或缺氧狀態；裝置C中產生的氧氣能通入裝置D，因此裝置D中有充足的氧氣，A錯誤。本實驗目的是探究酵母菌細胞的呼吸方式，則應是裝置A的無氧呼吸和裝置D的有氧呼吸形成對照，兩者均為實驗組，B錯誤。裝置A中酵母菌進行的是無氧呼吸，產物是酒精和二氧化碳，其中酒精可使酸性重鉻酸鉀溶液變為灰綠色，C正確。裝置A中酵母菌進行的是無氧呼吸，裝置D中酵母菌進行的是有氧呼吸，由于消耗等量葡萄糖時，有氧呼吸釋放的二氧化碳多于無氧呼吸，因此若將裝置B和E中的清水換成澄清的石灰水，則一段時間后裝置E中的溶液先變渾濁，D錯誤。]
1．核心概念
(1)(必修1 P93)有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。
(2)(必修1 P94)酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫作發酵。產生酒精的叫作酒精發酵，產生乳酸的叫作乳酸發酵。
(3)(必修1 P94)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。2．結論語句
(1)(必修1 P92)有氧呼吸的主要場所是線粒體。線粒體的內膜上和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。
(2)(必修1 P94)無氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP。
(3)(必修1 P94)細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。
1．(2022·廣東選擇性考試)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
B　[大豆種子充分吸水脹大，此時子葉未形成葉綠體，不能進行光合作用，該反應不需要在光下進行，A錯誤；細胞質基質中可通過細胞呼吸第一階段產生[H]，TTF可在細胞質基質中生成，B正確；保溫時間較長時，較多的TTC進入活細胞，生成較多的TTF，C錯誤；相同時間內，種胚出現的紅色越深，說明種胚代謝旺盛，據此可判斷種子活力的高低，D錯誤。]
2．(2022·全國甲卷)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
C　[有氧呼吸的第一階段場所是細胞質基質，第二、三階段場所是線粒體，三個階段均可產生ATP，故有氧呼吸時細胞質基質和線粒體都可產生ATP，A正確；線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所，該階段氧和[H]反應生成水，該過程需要酶的催化，B正確；丙酮酸分解為CO2和[H]是有氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質，該過程需要水的參與，不需要O2的參與，C錯誤；線粒體是半自主性細胞器，其中含有少量DNA，可以通過轉錄和翻譯控制蛋白質的合成，D正確。]
3．(2022·北京等級考)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乳酸濃度，結果如圖。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
B　[滑雪過程中，受訓者耗能增多，故消耗的ATP增多，A錯誤；人體無氧呼吸的產物是乳酸，分析題圖可知，與集訓前相比，集訓后受訓者血漿中乳酸濃度增加，由此可知，與集訓前相比，滑雪過程中受訓者在單位時間內無氧呼吸增強，B正確；分析題圖可知，與集訓前相比，集訓后受訓者血漿中乳酸濃度增加，與集訓前相比，滑雪過程中受訓者在單位時間內無氧呼吸增強，故所消耗的ATP中來自無氧呼吸的增多，C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不會增多，D錯誤。]
4．(2022·河北選擇性考試)關于呼吸作用的敘述，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，濾液加入重鉻酸鉀溶液和濃硫酸后變為灰綠色
B　[能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃的成分是二氧化碳，酵母菌無氧呼吸可產生二氧化碳，A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錯誤；酸性的重鉻酸鉀可用于檢測酒精，兩者反應呈灰綠色，而通氣培養時酵母菌進行有氧呼吸，不產生酒精，故酵母菌液過濾后的濾液加入重鉻酸鉀溶液和濃硫酸后不會變為灰綠色，D錯誤。]
5．(2022·江蘇選擇性考試)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
B　[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錯誤；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正確；藍細菌屬于原核生物，沒有線粒體，但進行有氧呼吸，此外，其還可以通過光合作用產生ATP，C錯誤；供氧充足時，真核生物在線粒體內膜上氧化[H]產生大量ATP，D錯誤。]
(教師用書獨具)
1．(2021·福建選擇性考試)下列關于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”(實驗Ⅰ)和“培養液中酵母菌種群數量的變化”(實驗Ⅱ)的敘述，正確的是(　　)
A．實驗Ⅰ、Ⅱ都要將實驗結果轉化為數學模型進行分析
B．實驗Ⅰ、Ⅱ通氣前都必須用NaOH去除空氣中的CO2
C．實驗Ⅰ中，有氧組和無氧組都能使澄清石灰水變渾濁
D．實驗Ⅱ中，可用濾紙在蓋玻片另一側吸引培養液進入計數室
C　[實驗Ⅰ不需要將實驗結果轉化為數學模型進行分析，可以根據澄清石灰水變渾濁的情況判斷酵母菌細胞呼吸的方式，A錯誤；實驗Ⅱ中CO2不是影響種群數量變化的因素，不會干擾實驗結果，所以不需要通氣前用NaOH去除空氣中的CO2，B錯誤；實驗Ⅰ中，酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸產物中都有CO2，所以都能使澄清石灰水變渾濁，C正確；實驗Ⅱ中，用血細胞計數板對酵母菌計數時，應先放置蓋玻片，在蓋玻片的邊緣滴加培養液，待培養液從邊緣處自行滲入計數室，再吸去多余培養液，最后進行計數，D錯誤。]
2．(2022·山東等級考改編)在有氧呼吸第三階段，線粒體基質中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子，電子經線粒體內膜最終傳遞給O2，電子傳遞過程中釋放的能量驅動H＋從線粒體基質移至內外膜間隙中，隨后H＋經ATP合酶返回線粒體基質并促進ATP合成，然后與接受了電子的O2結合生成水。為研究短時低溫對該階段的影響，將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結果如圖所示。已知DNP可使H＋進入線粒體基質時不經過ATP合酶。下列相關說法不正確的是(　　)
A．4 ℃時線粒體內膜上的電子傳遞受阻
B．與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸產熱多
C．與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP導致線粒體內外膜間隙中H＋濃度降低，生成的ATP減少
A　[與25 ℃時相比，4 ℃時耗氧量增加，根據題意，電子經線粒體內膜最終傳遞給O2，說明電子傳遞未受阻，A錯誤；與25 ℃時相比，短時間低溫4 ℃處理后ATP合成量較少，耗氧量較多，說明4 ℃時有氧呼吸釋放的能量較多的用于產熱，消耗的葡萄糖量多，B、C正確；DNP使H＋不經過ATP合酶返回線粒體基質中，會導致線粒體內外膜間隙中H＋濃度降低，ATP合成減少，D正確。]
課時分層作業(八)　細胞呼吸的原理和應用
1．(2022·浙江6月選考)下列關于細胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　)
A．人體劇烈運動會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸
B．制作酸奶過程中乳酸菌可產生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉細胞無氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇發酵過程中通入O2會影響乙醇的生成量
B　[劇烈運動時人體可以進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物是乳酸，故人體劇烈運動時會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸，A正確；制作酸奶利用的是乳酸菌厭氧發酵的原理，乳酸菌無氧呼吸的產物是乳酸，無CO2產生，B錯誤；梨果肉細胞無氧呼吸第一階段能產生少量能量，該部分能量大部分以熱能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正確；酵母菌乙醇發酵是利用酵母菌在無氧條件產生乙醇的原理，故發酵過程中通入O2會導致其無氧呼吸受抑制而影響乙醇的生成量，D正確。]
2．(2022·山東新泰一中檢測)下列有關人體細胞利用葡萄糖進行細胞呼吸的敘述中，正確的是(　　)
A．無氧呼吸時，葡萄糖中能量的主要去向是以熱能形式散失
B．劇烈運動時，人體產生的CO2來自細胞質基質和線粒體基質
C．用18O標記葡萄糖，在生成的水中檢測不到18O
D．無氧呼吸過程中有[H]積累，有氧呼吸過程中沒有[H]積累
C　[無氧呼吸時，葡萄糖中的能量主要去向是儲存在不徹底的分解產物——有機物中，如酒精，A錯誤；骨骼肌細胞無氧呼吸產生乳酸，其產生的CO2只能來自有氧呼吸，場所是線粒體基質，故劇烈運動時，人體產生的CO2來自線粒體基質，B錯誤；用18O標記葡萄糖，產物二氧化碳中能檢測到放射性，水中檢測不到放射性，C正確；人體細胞無氧呼吸過程和有氧呼吸過程中均無[H]的積累，D錯誤。]
3．(2022·重慶巴蜀中學檢測)如圖為探究酵母菌細胞呼吸方式的示意圖，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．如果試劑甲是溴麝香草酚藍溶液，現象Ⅰ是由藍變黃再變綠
B．條件Y下，線粒體利用丙酮酸的速率與其周圍的O2濃度有關
C．相同的葡萄糖在條件X下生成的ATP較少，原因是大部分能量留存在物質b中
D．該探究實驗中運用的科學方法是設置對比實驗
A　[如果試劑甲是溴麝香草酚藍溶液，現象Ⅰ是由藍變綠再變黃，A錯誤；由題意分析可知，條件Y為有氧條件，線粒體是有氧呼吸的主要場所，其利用丙酮酸的速率與其周圍的O2濃度有關，B正確；在條件X(無氧條件)下，細胞進行無氧呼吸，葡萄糖中大部分能量仍儲存在未徹底分解的物質b(酒精)中，釋放出的能量大部分以熱能的形式散失，C正確；該探究實驗中運用的科學方法是設置對比實驗，即有氧和無氧形成對比，D正確。]
4．(2022·濰坊臨朐一中檢測)下圖為某一類型無氧呼吸過程中物質和能量變化的簡圖。下列相關說法正確的是(　　)
A．圖示過程是馬拉松長跑時所需能量的主要來源
B．無氧呼吸第一階段葡萄糖分解產生的能量全部儲存于ATP中
C．丙酮酸變為乳酸的過程沒有中間產物，故不需要酶催化
D．細胞代謝中的物質代謝總要伴隨著能量代謝
D　[馬拉松長跑時所需能量的主要來源是有氧呼吸，其間會伴隨著無氧呼吸的進行，A錯誤；無氧呼吸第一階段葡萄糖分解產生的能量少部分儲存于ATP中，大部分以熱能的形式散失，B錯誤；無氧呼吸中在不同酶的催化下，丙酮酸轉化為酒精和二氧化碳或乳酸，故丙酮酸變為乳酸的過程，需要酶催化，C錯誤；物質是能量的載體，能量是物質循環的動力，故細胞代謝中的物質代謝總要伴隨著能量代謝，D正確。]
5．下面三個裝置可用于研究萌發種子的呼吸作用方式及其產物，有關分析錯誤的是(　　)
甲　　　　乙　　　　　　 丙
A．甲裝置可用于探究呼吸作用是否釋放熱量
B．乙裝置有色液滴向左移動，說明種子萌發只進行有氧呼吸
C．丙裝置可用于探究萌發的種子的呼吸作用是否產生CO2
D．三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗
B　[甲裝置中含有溫度計，可用于探究呼吸作用是否產生熱量，A正確；乙裝置中NaOH溶液可吸收呼吸作用產生的CO2，則有色液滴移動的距離代表呼吸作用消耗O2的量，因此該裝置可用于探究萌發的種子是否進行有氧呼吸，但不能說明種子萌發只進行有氧呼吸，B錯誤；丙裝置中澄清石灰水可檢測CO2，因此該裝置可用于探究萌發的種子的呼吸作用是否產生CO2，C正確；微生物也會進行呼吸作用，所以三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，都需要設置對照實驗，D正確。]
6．(2021·河北衡水中學檢測)在自然界中，洪水、灌溉不均勻等極易使植株根系供氧不足，造成“低氧脅迫”。不同植物品種對低氧脅迫的耐受能力不同，研究人員采用無土栽培的方法，研究了低氧脅迫對兩個黃瓜品種(A、B)根系細胞呼吸的影響，測得第6天時根系中丙酮酸和酒精含量，結果如表所示。
(1)黃瓜細胞產生的丙酮酸轉變為酒精的過程________(填“能”或“不能”)生成ATP。
(2)由表中信息可知，正常通氣情況下，黃瓜根系細胞的呼吸方式為_______________，低氧脅迫下，黃瓜________受阻。
(3)實驗結果表明，低氧脅迫條件下，催化丙酮酸轉變為酒精的酶活性更高的最可能是品種________。
(4)長期處于低氧脅迫條件下，植物吸收無機鹽的能力下降，根系可能變黑、腐爛的原因分別是__________________________________和____________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)在無氧條件下，丙酮酸轉變為酒精的過程中，不釋放能量，不能生成ATP。(2)由表中信息可知，正常通氣情況下，黃瓜根系細胞產生了酒精，說明其呼吸方式為有氧呼吸和無氧呼吸，低氧脅迫下，酒精產量升高，說明有氧呼吸受阻，黃瓜根系通過加強無氧呼吸來提供能量。(3)實驗結果表明，低氧脅迫條件下，品種A根細胞中丙酮酸增加量小于品種B，酒精增加量大于品種B，說明品種A根細胞中丙酮酸更多的轉變為酒精。(4)長期處于低氧脅迫條件下，無氧呼吸產生的能量減少，影響主動運輸過程，植物吸收無機鹽的能力下降；無氧呼吸產生的酒精對根細胞產生毒害作用，根系可能變黑、腐爛。
[答案]　(1)不能　(2)有氧呼吸與無氧呼吸　有氧呼吸　(3)A　(4)無氧呼吸產生的能量少，影響主動運輸過程　無氧呼吸產生的酒精對根細胞產生毒害作用
7．(2022·湖南長郡中學期中)體育運動大體可以分為有氧運動和無氧運動。有氧運動過程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。無氧運動過程中骨骼肌除進行有氧呼吸外，還會進行無氧呼吸，如短跑等。有氧運動能夠增強心肺功能，提高肌肉的耐力，還能增加胰島素敏感性，預防糖尿病的發生。無氧運動能夠增加肌肉體積，增強肌肉力量。如圖為有氧呼吸的某個階段示意圖?；卮鹣铝袉栴}：
(1)人體短跑時，產生的CO2具體部位是____________。而人體在慢跑時，消耗的O2在細胞呼吸中的用途是___________________。
(2)據圖可知，H＋沿著線粒體內膜上的ATP合成酶內部的通道流回線粒體基質，推動某物質(A)合成ATP，則A為________。有的減肥藥物能夠增加線粒體內膜對H＋的通透性，使得H＋回滲到線粒體基質，推動ATP合成酶生成的ATP量減少，該藥物能夠加快體內有機物的消耗，但會嚴重危害健康，具體危害是____
_____________________________________________________________________。
(3)有氧呼吸是在無氧呼吸的基礎上進化產生的，與無氧呼吸相比，從能量的角度分析，有氧呼吸能________________________________________________，
其在進化地位上更為高等。
(4)為判斷不同運動強度(高運動強度、中運動強度、低運動強度)下細胞呼吸的方式，請寫出大體實驗思路：_____________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)人體短跑時，同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，但只在有氧呼吸的第二個階段產生CO2，其場所是線粒體基質。人體在慢跑時，消耗的O2用于有氧呼吸的第三個階段與[H]結合生成水，并釋放大量能量。
(2)據圖可知，A在ATP合成酶的作用下合成ATP，據此推斷，物質A為ADP和Pi。ATP合成酶生成的ATP量減少，導致細胞供能不足；細胞合成ATP減少，會導致體溫過高。
(3)與無氧呼吸相比，有氧呼吸能更充分地將有機物中的能量釋放出來供細胞使用。
(4)若判斷人體是否進行有氧呼吸，觀測指標為O2的消耗速率；若判斷細胞是否進行無氧呼吸，觀測指標為血漿中乳酸含量。
[答案]　(1)線粒體基質　與[H]結合生成水(并釋放大量能量)　(2)ADP和Pi　導致細胞供能不足和體溫過高(寫出其中一點即可)　(3)更充分地將有機物中的能量釋放出來供細胞使用(關鍵詞：更充分，有機物中的能量)　(4)將同一個體分別在三種不同運動強度(高、中、低)下運動相同一段時間后，測定不同運動強度下的O2消耗速率和血漿中乳酸含量
8．(2022·山東濰坊五縣聯考)人乳腺細胞(M)和乳腺癌細胞(Mc)葡萄糖攝取情況如圖甲所示，用特異性作用于線粒體內膜的呼吸酶抑制劑分別處理M和Mc，與對照組(未用抑制劑處理)細胞數的比例如圖乙所示。下列說法正確的是(　　)
圖甲　　　　　　　圖乙
A．Mc細胞膜上糖蛋白的數量多于M細胞
B．實驗組Mc細胞呼吸產生乳酸的速率高于M細胞
C．Mc細胞膜上葡萄糖轉運蛋白的數量少于M細胞
D．該呼吸酶抑制劑在細胞有氧呼吸第二階段起作用
B　[癌細胞的特征之一是細胞膜上的糖蛋白減少，所以Mc細胞膜上糖蛋白的數量少于M細胞，A錯誤；根據題圖可知，呼吸酶抑制劑對人乳腺細胞的抑制作用更大，而對乳腺癌細胞的抑制作用較小，且呼吸酶抑制劑作用于線粒體內膜，說明呼吸酶抑制劑抑制的是有氧呼吸，進而說明乳腺癌細胞可以更多地利用無氧呼吸供能，因此實驗組Mc細胞呼吸產生乳酸的速率高于M細胞，B正確；圖甲顯示乳腺癌細胞(Mc)每天攝取葡萄糖的量多于人乳腺細胞(M)，說明Mc細胞膜上葡萄糖轉運蛋白的數量多于M細胞，C錯誤；該呼吸酶抑制劑作用于線粒體內膜，說明其在細胞有氧呼吸第三階段起作用，D錯誤。]
9．(2023·廣東六校聯考)某實驗小組為探究細胞中ROCK1(一種蛋白激酶基因)過度表達對細胞呼吸的影響，通過對體外培養的成肌細胞中加入不同物質檢測細胞耗氧率(OCR，可一定程度地反映細胞呼吸情況)，設置對照組：AD GFP組，實驗組：AD ROCK1(ROCK1過度表達)。兩組進行實驗，實驗結果如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
注：寡霉素：ATP合酶抑制劑；FCCP：作用于線粒體內膜，線粒體解偶聯劑，不能產生ATP；抗霉素A：呼吸鏈抑制劑，完全阻止線粒體耗氧。
A．加入寡霉素后，OCR降低值代表機體用于ATP合成的耗氧量
B．FCCP的加入使細胞耗氧量增加，細胞產生的能量均以熱能形式釋放
C．ROCK1過度表達只增加細胞的基礎呼吸，而不增加ATP的產生量
D．成肌細胞加入抗霉素A后只能進行無氧呼吸，無法產生[H]和CO2
A　[圖中0～17 min，加入寡霉素前可代表細胞的正常耗氧率，寡霉素是ATP合酶抑制劑，加入寡霉素后，OCR值降低，故OCR降低值代表細胞用于ATP合成的耗氧量，間接反映細胞此時的ATP產量，A正確；FCCP作用于線粒體內膜，大量耗氧，不能產生 ATP，故 FCCP 的加入使細胞耗氧量增加，線粒體內膜上產生的能量均以熱能形式釋放，而細胞質基質和線粒體基質中的能量還可儲存在 ATP中，B錯誤；ROCK1 過度表達不僅增加細胞的基礎呼吸，而且也增加細胞 ATP 的產生，C錯誤；成肌細胞加入抗霉素A后，阻止了線粒體耗氧，無法產生ATP，但細胞質基質中進行的反應不受影響，能產生[H], D錯誤。]
10．(2023·廣東廣州檢測)某研究小組為驗證酵母菌細胞呼吸發生的場所，將部分酵母菌破碎并離心處理，得到只含有細胞質基質的上清液和只含有細胞器的沉淀物兩部分，并進行如下實驗。下列敘述錯誤的是(　　)
試管 細胞物質 培養條件 結果檢測
甲 只含有酵母菌細胞質基質的上清液 加入等量、等濃度的葡萄糖溶液，向其中乙、丙試管中通入氧氣 澄清石灰水變渾濁
乙 只含有酵母菌細胞器的沉淀物 澄清石灰水無變化
丙 未離心的酵母菌培養液 澄清石灰水變渾濁
A．試管甲中可以發生無氧呼吸的全過程
B．此實驗可以說明葡萄糖不能進入線粒體參與反應
C．試管丙中既有水的消耗也有水的生成
D．試管甲與試管丙中釋放能量的反應相同
D　[試管甲中的物質為只含有酵母菌細胞質基質的上清液，而在細胞質基質中可發生無氧呼吸的全過程，產生酒精和CO2，A項正確；試管乙中的物質為只含有酵母菌細胞器的沉淀物，結果檢測澄清石灰水無變化，可知不產生CO2，而試管甲和試管丙都能產生CO2，說明葡萄糖不能進入線粒體參與反應，B項正確；試管丙可進行有氧呼吸的全過程，在有氧呼吸第二階段有水的消耗，第三階段有水的生成，C項正確；試管甲中可進行無氧呼吸的全過程，僅在第一階段釋放少量能量，試管丙中的物質為未離心的酵母菌培養液，可進行有氧呼吸的全過程，三個階段均釋放能量，D 項錯誤。]
11．(2022·山東新泰一中檢測)某課題小組同學利用如圖1所示裝置探究酵母菌的細胞呼吸方式。實驗開始時，利用調節螺旋將U形管右側液面高度調至參考點后，關閉三通活栓。實驗中定時記錄右側液面高度相對于參考點的變化(忽略其他原因引起的容積變化)。取甲、乙兩套該裝置設計實驗。
圖1
圖2
裝置 反應瓶內加入的材料 中心小杯內加入的材料 液面高度變化的含義
甲 酵母菌培養液1 mL＋適量葡萄糖溶液 適量NaOH溶液 ①
乙 酵母菌培養液1 mL＋等量葡萄糖溶液 等量蒸餾水 細胞呼吸時CO2的釋放量與O2吸收量的差值
(1)①表示的含義_____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)將甲、乙裝置均置于28 ℃恒溫條件下進行實驗(實驗過程中微生物保持活性)，60 min后讀數。若裝置中的酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，那么甲裝置U形管右側液面將________，乙裝置U形管右側液面將________。
(3)若圖2中YZ∶ZX＝4∶1，則對應O2濃度下有氧呼吸消耗的葡萄糖量占總消耗量的________，圖2中無氧呼吸強度降為0的點對應的O2濃度是________。
(4)在O2濃度為J點對應濃度前，限制呼吸作用CO2釋放量的主要因素是________。
(5)若圖2中EL＝LH，則說明O2濃度為H點對應濃度時，有氧呼吸和無氧呼吸____________相等。
[解析]　(1)根據甲裝置中所放的材料、試劑可以判斷，反應瓶中細胞呼吸釋放的CO2被NaOH溶液吸收，同時消耗O2，所以液面高度變化的含義是細胞呼吸時氧氣吸收量。(2)將甲、乙裝置均置于28 ℃恒溫條件下進行實驗(實驗過程中微生物保持活性)，60 min后讀數。若裝置中的酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，那么甲裝置反應瓶中由于CO2被NaOH溶液吸收，導致氣壓降低，所以U形管右側液面將上升；乙裝置反應瓶中由于無氧呼吸不消耗O2，同時產生的CO2不能被蒸餾水吸收，導致氣壓上升，所以U形管右側液面將下降。(3)若圖2中YZ∶ZX為4∶1，由圖可知，YZ為無氧呼吸釋放的CO2的量，設為4a，ZX為有氧呼吸釋放的CO2的量，設為a，則有氧呼吸消耗的葡萄糖為1/6a，無氧呼吸消耗的葡萄糖的量為2a，則有氧呼吸消耗的葡萄糖占總消耗的1/6a÷(2a＋1/6a) ＝1/13。由圖可知，無氧呼吸強度降為0的起點，其O2濃度是I點對應的濃度。(4)在O2濃度為J點對應濃度前，限制呼吸作用CO2釋放量的主要因素是O2濃度。(5)若圖2中EL＝LH，則說明O2濃度為H點對應濃度時，有氧呼吸和無氧呼吸CO2釋放量相等。
[答案]　(1)細胞呼吸時O2吸收量　(2)上升　下降　(3)1/13　I點對應的濃度　(4)O2濃度　(5)CO2釋放量
(教師用書獨具)
1．(2022·重慶巴蜀中學檢測)雙氯芬酸是一種全球性環境污染物。研究發現，雙氯芬酸對傘藻(一種單細胞綠藻)有氧呼吸的三個階段均有抑制作用。下列敘述錯誤的是(　　)
A．傘藻單個細胞就能完成各種生命活動
B．傘藻有氧呼吸的三個階段均會釋放出能量
C．雙氯芬酸污染對傘藻的無氧呼吸不產生影響
D．雙氯芬酸污染對傘藻吸收無機鹽能力產生影響
C　[單細胞生物單個細胞就能完成各種生命活動，傘藻是單細胞綠藻，單個細胞也能完成各項生命活動，A正確；傘藻有氧呼吸的三個階段均會釋放出能量，合成ATP，B正確；雙氯芬酸污染對傘藻有氧呼吸各階段均產生影響，而有氧呼吸與無氧呼吸第一階段相同，因此對無氧呼吸也會產生影響，C錯誤；雙氯芬酸污染對傘藻有氧呼吸產生影響，ATP產生受影響，進而對主動運輸吸收無機鹽的能力產生影響，D正確。]
2．(2022·湖北七市聯考)《齊民要術》記載：“世人云：‘米過酒甜’此乃不解法候(法候：方法)。酒冷沸(沸：起泡)止，米有不消者，便是曲(酒曲)勢盡?！毕铝袛⑹鲥e誤的是(　　)
A．“米過酒甜”是因為米中糖類物質過量，發酵停止時仍未完全消耗
B．釀酒中期起泡現象是微生物無氧呼吸產生的CO2釋放形成的
C．“酒冷沸止”說明酵母菌的代謝過程逐漸停止
D．“曲勢盡”的原因可能是發酵過程pH升高或營養物質含量下降
D　[釀造米酒的原料富含糖類，“米過酒甜”是因為米中有糖類物質未被完全消耗，A正確；起泡是由于微生物進行呼吸作用產生的CO2釋放形成的，釀酒過程主要是無氧呼吸產生的，B正確；“酒冷沸止”說明酵母菌的代謝產熱和釋放CO2過程逐漸停止，C正確；微生物無氧呼吸會產生CO2，導致發酵液pH降低，“曲勢盡”的原因可能是發酵過程pH降低或發酵液中酒精含量升高，D錯誤。]
3．(2022·江蘇南京一模)某小組探究酵母菌和乳酸菌的呼吸方式，實驗裝置如下圖所示。①～③裝置中溴麝香草酚藍(BTB)溶液的最終顏色依次是(　　)
A．黃色、黃色、藍色　　　　 B．黃色、藍色、藍色
C．藍色、黃色、藍色 D．藍色、黃色、黃色
A　[①和②裝置中的酵母菌分別進行了有氧呼吸和無氧呼吸，都有CO2的產生，所以都能使溴麝香草酚藍溶液變為黃色，③裝置中的乳酸菌進行無氧呼吸沒有CO2的產生，所以溴麝香草酚藍溶液最終顏色為藍色，綜上所述，A正確。]
4．(2023·廣東惠州聯考)金魚能在嚴重缺氧的環境中生存若干天，肌細胞和其他組織細胞中無氧呼吸的產物不同。如圖表示金魚缺氧狀態下，細胞中的部分代謝途徑，下列相關敘述正確的是(　　)
A．過程②需要O2的參與，產生的“物質X”是丙酮酸
B．過程①②③⑤均有能量釋放，大部分用于合成ATP
C．過程③⑤無氧呼吸產物不同，其根本原因是細胞中基因的種類不同
D．在肌細胞中將乳酸轉化成酒精并排出能防止乳酸中毒
D　[過程②為細胞呼吸第一階段，不需要O2參與，“物質X”是丙酮酸，A錯誤；過程①②均有能量釋放，少部分用于合成ATP，過程③⑤是無氧呼吸第二階段，不產生ATP，B錯誤；過程③⑤無氧呼吸產物不同，其根本原因是基因的選擇性表達，C錯誤；由圖可知，乳酸在肌細胞中轉化為酒精并通過鰓血管排出，能防止乳酸積累導致乳酸中毒，D正確。]
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