資源簡介

專題五　細胞呼吸的原理和應用
考典1116影響細胞呼吸的因素及應用、有關細胞呼吸的實驗與探究
A、五年高考真題（2020-2024）
（山東五年三考）
1.(2024·山東,16,3分,難度★★★)(多選)種皮會限制O2進入種子。豌豆干種子吸水萌發實驗中子葉耗氧量、乙醇脫氫酶活性與被氧化的NADH的關系如圖所示。已知無氧呼吸中,乙醇脫氫酶催化生成乙醇,與此同時NADH被氧化。下列說法正確的是( )
A.P點為種皮被突破的時間點
B.Ⅱ階段種子內O2濃度降低限制了有氧呼吸
C.Ⅲ階段種子無氧呼吸合成乙醇的速率逐漸增加
D.Q處種子無氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
2.(2024·湖北,9,2分,難度★★★)磷酸鹽體系(HP/H2P)和碳酸鹽體系(HC/H2CO3)是人體內兩種重要的緩沖體系。下列敘述錯誤的是( )
A.有氧呼吸的終產物在機體內可轉變為HC
B.細胞呼吸生成ATP的過程與磷酸鹽體系有關
C.緩沖體系的成分均通過自由擴散方式進出細胞
D.過度劇烈運動會引起乳酸中毒說明緩沖體系的調節能力有限
3.(2023·全國新課標,2,6分,難度★★★)我國勞動人民在漫長的歷史進程中,積累了豐富的生產、生活經驗,并在實踐中應用。生產和生活中常采取的一些措施如下。
①低溫儲存,即果實、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放　②春化處理,即對某些作物萌發的種子或幼苗進行適度低溫處理　③風干儲藏,即小麥、玉米等種子收獲后經適當風干處理后儲藏　④光周期處理,即在作物生長的某一時期控制每天光照和黑暗的相對時長　⑤合理密植,即栽種作物時做到密度適當,行距、株距合理　⑥間作種植,即同一生長期內,在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物
關于這些措施,下列說法合理的是( )
A.措施②④分別反映了低溫和晝夜長短與作物開花的關系
B.措施③⑤的主要目的是降低有機物的消耗
C.措施②⑤⑥的主要目的是促進作物的光合作用
D.措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強度
4.(2023·山東,17,3分,難度★★★)(多選)某種植株的非綠色器官在不同O2濃度下,單位時間內O2吸收量和CO2釋放量的變化如圖所示。若細胞呼吸分解的有機物全部為葡萄糖,下列說法正確的是( )
A.甲曲線表示O2吸收量
B.O2濃度為b時,該器官不進行無氧呼吸
C.O2濃度由0到b的過程中,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐漸增加
D.O2濃度為a時最適合保存該器官,該濃度下葡萄糖消耗速率最小
5.(2022·山東,16,3分,難度★★)(多選)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使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
6.(2022·浙江,12,2分,難度★★)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.梨果肉細胞厭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
7.(2021·福建,7,2分,難度★★)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
8.(2021·湖南,12,2分,難度★)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.農作物種子入庫儲藏時,在無氧和低溫條件下呼吸速率降低,儲藏壽命顯著延長
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
9.(2021·湖北,10,2分,難度★★)采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應,逐漸褐變。密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的儲藏期。下列敘述錯誤的是( )
A.常溫下鮮梨含水量大,環境溫度較高,呼吸代謝旺盛,不耐儲藏
B.密封條件下,梨細胞呼吸導致O2減少,CO2增多,利于保鮮
C.冷藏時,梨細胞的自由水增多,導致各種代謝活動減緩
D.低溫抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐變減緩
10.(2022·全國乙,29,10分,難度★★)農業生產中,農作物生長所需的氮素可以N的形式由根系從土壤中吸收。一定時間內作物甲和作物乙的根細胞吸收N的速率與O2濃度的關系如圖所示。回答下列問題。
(1)由圖可判斷N進入根細胞的運輸方式是主動運輸,判斷的依據是 　。
(2)O2濃度大于a時作物乙吸收N速率不再增加,推測其原因是 　。
(3)作物甲和作物乙各自在N最大吸收速率時,作物甲根細胞的呼吸速率大于作物乙,判斷的依據是 　。
(4)據圖可知,在農業生產中,為促進農作物根對N的吸收利用,可以采取的措施是　　　　　　(答出1點即可)。
11.(2021·重慶,21,10分,難度★★★)人線粒體呼吸鏈受損可導致代謝物X的積累,由此引發多種疾病。動物實驗發現,給呼吸鏈受損小鼠注射適量的酶A和酶B溶液,可發生如下圖所示的代謝反應,從而降低線粒體呼吸鏈受損導致的危害。據圖回答以下問題。
(1)呼吸鏈受損會導致　　　　(填“有氧”或“無氧”)呼吸異常,代謝物X是　　　　。
(2)過程⑤中酶B的名稱為　　　　　　　　,使用它的原因是　 　。
(3)過程④將代謝物X消耗,對內環境穩態的作用和意義是 　。
B、二年山東一模試題（2024-2025）
1. （2025棗莊一模）下圖表示某生物組織離體培養時，單位時間O2的吸收量和CO2釋放量的變化，下列說法正確的是（　　）
A. CO2釋放量最低點時釋放的能量最少
B. 培養動物細胞不會得到上述兩條曲線
C. 無氧呼吸消失時對應的氧氣濃度是有氧呼吸的最適氧濃度
D. 該曲線是通過逐漸增加離體組織培養液中O2濃度得到的
2.（2025聊城一模） 線粒體正常的形態和數量與其融合、裂變相關，該過程受DRP-1和FZO-1等基因的調控。肌肉細胞衰老過程中線粒體碎片化會增加。下圖是研究運動對線蟲衰老肌肉細胞線粒體的影響結果。下列敘述錯誤的是（ ）
A. 衰老肌肉細胞的主要供能方式是有氧呼吸
B. DRP-1和FZO-1基因都會抑制線粒體碎片化
C. 運動可減緩野生型線蟲衰老引起的線粒體碎片化
D. 與突變體相比較，運動對野生型防止線粒體碎片化效果更好
3.（2025齊魯名校聯考，不定項）很多物質會影響細胞呼吸過程，進而造成中毒癥狀，例如2-脫氧葡萄糖可與葡萄糖競爭性結合酶活性位點，抑制酶的功能；砷能抑制線粒體基質中某些酶的活性；氰化鉀會影響線粒體內膜的功能等。某中毒者肌肉細胞中的丙酮酸濃度正常、NADH濃度偏高。下列說法正確的是（ ）
A. 2-脫氧葡萄糖只影響有氧呼吸第一階段中ATP的產生
B. 砷中毒可能影響細胞中甘油三酯、氨基酸等物質的合成
C. 該中毒者可能是砷中毒
D. 氰化鉀中毒者的線粒體可能無法利用O2
4．（2025 臨沂一模，不定項）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如下圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A．該幼苗的根細胞可以分別進行產生乳酸或酒精的無氧呼吸
B．從a到b該幼苗根細胞無氧呼吸產生酒精的速率逐漸增加
C．從a到b該幼苗根細胞內相同質量的葡萄糖產生的ATP增多
D．無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸的方式是自由擴散
5.（2025日照一模，不定項）線粒體中細胞呼吸生成 H 0的階段，H+經蛋白復合體 IV 從內膜基質側跨膜轉運至內外膜之間的膜間隙，以維持內膜兩側H+的濃度度差。H+經線粒體的 ATP 合酶進入基質合成 ATP。研究發現,黃瓜幼苗在低溫條件下耗氧量比常溫條件下高,但 ATP的合成量卻較低。下列敘述錯誤的是
A.黃瓜幼苗在低溫條件下比常溫條件下消耗的葡萄糖量少
B.線粒體膜間隙的H+可以不通過 ATP 合酶復合體進入基質
C.低溫條件下 ATP 合成量較低可能是由于能量以熱能形式釋放的較多
D.低溫條件完全抑制 ATP 合酶的活性后，黃瓜的細胞呼吸不再消耗氧氣
6. （2025菏澤一模，不定項）ADH（乙醇脫氫酶）和LDH（乳酸脫氫酶）是無氧呼吸的關鍵酶。科研人員探究（Ca2+對淹水脅迫辣椒幼苗根無氧呼吸的影響，辣椒幼苗細胞內部分代謝途徑如圖甲所示，實驗結果如圖乙所示。下列說法錯誤的是（ ）
A. 檢測到水淹的辣椒幼苗根有CO2的產生，不能判斷是否有酒精生成
B. 辣椒幼苗根每個細胞無氧呼吸只能產生乳酸或乙醇一種產物
C. Ca2+影響ADH、LDH的活性，能減少乙醛和乳酸積累造成的傷害
D. ADH和LDH催化反應釋放的能量，大部分以熱能形式散失少部分合成ATP
7.（2025聊城一模，不定項）寒冷促進褐色脂肪細胞中UCP1的表達，一方面UCP1與MCU結合激活MCU，促進Ca2+進入線粒體基質，促進TCA循環；另一方面H+通過UCP1時產熱但不產ATP，過程如下圖。相關敘述正確的是（　　）
A. TCA循環除產生NADH外，還產生CO2等
B. 參與電子傳遞鏈的NADH除來自于線粒體基質外，還來自于細胞質基質
C. 寒冷條件下褐色脂肪細胞高表達UCP1，增加了產熱，減少了ATP的合成
D. 促進脂肪細胞中MCU-UCP1的形成，抑制線粒體攝取鈣，可治療肥胖
8.（2024淄博一模，不定項）丙酮酸在不同酶催化下生成的產物不同（如圖），植物普遍存在乙醇脫氫酶（ADH）、乳酸脫氫酶（LDH）。科研人員研究了淹水脅迫對某植物根系呼吸酶活性的影響，結果如圖。下列說法錯誤的是（ ）
A. 酒精發酵和乳酸發酵可實現 NAD+的再生 B. 酒精發酵和乳酸發酵時合成ATP的能量來自 NADH
C. 淹水脅迫時，該植物根細胞可產生乳酸和酒精 D. 淹水脅迫時，該植物根細胞以乳酸發酵途徑為主
9.（2024泰安一模，不定項）甜瓜是一種耐淹性較強的植物。為研究其耐淹性機理，研究人員將甜瓜幼苗進行水淹處理，一段時間后檢測幼苗根部和葉片細胞中酶a和酶b的活性，結果如圖1；圖2為甜瓜幼苗細胞中存在的部分代謝途徑。下列說法錯誤的是（　　）
A. 酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗細胞的細胞質基質中
B. Ⅱ、Ⅲ過程在甜瓜幼苗細胞中均能發生且產生少量ATP
C. 水淹前后、甜瓜幼苗無氧呼吸的產物主要是酒精和CO2
D. 水淹時間越長，酶a和酶b的活性越高，葉的無氧呼吸強度更高
C、山東考題原創預測
【命題趨勢】
1. 情境多元：涵蓋農業生產（地窖貯藏）、健康生活（運動調節）、科研數據（呼吸熵分析）等真實情境；
2. 圖表結合：坐標圖、數據表格強化信息提取能力考查；
3. 高階思維：實驗設計、數據推理體現科學探究素養；
4. 應用導向：所有題目均要求將知識遷移至實際問題解決中，如貯藏措施、運動健康等。
（一）單項選擇題
1.（腫瘤代謝與藥物研發）癌細胞線粒體功能缺陷，依賴無氧呼吸產生ATP（瓦堡效應）。科研人員發現，藥物M可抑制細胞膜上葡萄糖載體蛋白活性，藥物N可特異性結合線粒體內膜復合物Ⅲ。若對癌細胞分別用兩種藥物處理，24小時后細胞內ATP濃度變化為（　）
A. 藥物M組顯著下降，藥物N組無變化
B. 藥物M組顯著下降，藥物N組輕微下降
C. 藥物M組輕微下降，藥物N組顯著下降
D. 兩組均顯著下降
2.（呼吸速率影響因素）下圖表示溫度對某植物細胞呼吸速率的影響，下列敘述正確的是（ ）
A. A點限制因素可能是酶活性或底物濃度
B. B點時呼吸速率最大，說明該溫度是酶最適溫度
C. C點后呼吸速率下降與高溫破壞酶結構有關
D. 曲線走勢可反映變溫動物的呼吸速率變化特點
3.（水稻抗澇機制研究）水稻根細胞在長期水淹時，細胞質基質中積累的丙酮酸可分別通過乳酸脫氫酶（LDH）和乙醇脫氫酶（ADH）催化生成乳酸或乙醇。研究發現，水淹12小時后，根細胞中LDH活性下降，ADH活性上升，液泡膜上H -ATP酶活性降低。此時細胞呼吸的生理意義主要是（　）
A. 加快葡萄糖分解以維持能量供應
B. 減少乳酸積累，避免細胞質基質酸化
C. 促進丙酮酸進入線粒體進行徹底分解
D. 通過產酒精消耗更多NADH以維持氧化還原平衡
4.（科研情境·實驗設計）為研究水稻根細胞在淹水條件下的呼吸方式，科研人員將等量水稻根尖分別置于三組裝置中培養（裝置內初始氧氣濃度均為5%），結果如下表：
組別 處理方式 CO 釋放量（μmol/h）
甲 正常通氣 12
乙 完全淹水 18
丙 淹水+呼吸抑制劑X 6
下列說法錯誤的是（ ）
A. 乙組CO 釋放量高于甲組，說明無氧呼吸強度大于有氧呼吸
B. 丙組數據表明抑制劑X可能同時抑制兩種呼吸方式
C. 乙組根細胞中丙酮酸轉化為酒精的過程不生成ATP
D. 長時間淹水會導致水稻爛根，與無氧呼吸產物積累有關
5.（實驗分析與數據解讀）下圖表示密閉容器中水蜜桃果肉細胞在不同溫度下的氧氣消耗速率曲線。下列敘述錯誤的是（ ）
A. 20℃時，細胞呼吸的場所有細胞質基質和線粒體
B. 30℃條件下，60h后呼吸速率為零是因氧氣耗盡
C. 15℃時呼吸速率較低，可能與酶活性下降有關
D. 該實驗無法直接測定果肉細胞無氧呼吸強度
6.（科研成果·數據推理）某團隊研究不同氧氣濃度下馬鈴薯塊莖的呼吸熵（RQ=CO 釋放量/O 吸收量），結果如圖。下列分析正確的是（ ）
A. O 濃度為b時，塊莖同時進行有氧和無氧呼吸
B. RQ=1時，塊莖呼吸消耗的底物可能包含脂肪
C. O 濃度超過c后，RQ穩定說明僅進行有氧呼吸
D. 貯藏馬鈴薯應選擇RQ最低的氧氣濃度以減少有機物消耗
（二）不定項選擇題（每題3分，少選得1分，錯選不得分）
7.（種子萌發實驗分析）將豌豆種子浸泡后置于密閉容器中萌發，測定CO 釋放速率（R ）和O 吸收速率（R ）的變化如圖。下列敘述正確的是（　）
A. ab段種子僅進行無氧呼吸，bc段僅進行有氧呼吸
B. c點時種子中有機物總量最低，呼吸消耗的底物為脂肪
C. de段R /R =1，說明此時呼吸底物僅為葡萄糖
D. 若種子含脂肪，e點后R /R 可能小于1
8.（社會熱點·健康生活）2024年巴黎奧運會期間，運動員在長跑訓練中需科學調節呼吸節奏。下列相關敘述正確的是（ ）
A. 劇烈運動時肌細胞CO 釋放量等于O 吸收量，說明僅進行有氧呼吸
B. 提倡慢跑可避免肌細胞無氧呼吸產生大量乳酸導致酸中毒
C. 運動員訓練后補充葡萄糖可促進線粒體中丙酮酸的氧化分解
D. 能量供應不足時，細胞質基質中ATP與ADP的轉化速率加快
9.（生產情境·坐標圖分析）某研究團隊為探究不同貯藏條件對蘋果呼吸強度的影響，繪制了如圖所示的曲線。下列說法正確的是（ ）
A. 貯藏蘋果時應將溫度控制在35℃以延長保鮮期
B. 低溫貯藏的原理是徹底抑制酶的活性
C. 5℃條件下蘋果呼吸強度低，有機物消耗最少
D. 該實驗未考慮CO 濃度對呼吸作用的影響
10. （線粒體呼吸鏈與活性氧調控）線粒體內膜上的電子傳遞鏈若受阻，會導致超氧化物（ROS）大量積累，損傷細胞。交替氧化酶（AOX）可將電子直接傳遞給氧氣生成水，減少ROS產生，但該過程不驅動ATP合成。某實驗對兩組植物根細胞進行處理：甲組添加AOX激活劑，乙組添加AOX抑制劑，檢測結果如下表：
| 組別 |ROS含量（相對值）|ATP生成量（相對值）|
|-------|-----------------|--------------------|
| 甲組 | 35 | 82 |
| 乙組 | 120 | 95 |
下列說法正確的是（　）
A. 甲組中AOX途徑增強，減輕了氧化損傷
B. 乙組線粒體內膜電子傳遞效率高于甲組
C. AOX的存在導致呼吸鏈能量轉化效率降低
D. 乙組細胞質基質中NADH/NAD 比值升高
（三）非選擇題
11.（綜合探究·實驗設計） 材料：某農戶發現自家地窖貯藏的甘薯腐爛率較高，查閱資料得知腐爛與呼吸作用有關。為探究地窖中O 濃度對甘薯呼吸方式的影響，科研小組設計如下實驗：
步驟：
① 取生長狀態相同的甘薯隨機分為5組，分別置于密閉容器中；
② 調節容器內初始O 濃度依次為0%、3%、6%、9%、12%；
③ 在25℃條件下培養48小時后，測定各組CO 生成量和酒精生成量。
結果：
O 濃度（%） 0 3 6 9 12
CO （mg） 18 24 30 28 26
酒精（mg） 12 8 2 0 0
問題：
（1）本實驗的自變量是______，無關變量需控制______（至少答兩點）。
（2）O 濃度為9%時，甘薯細胞呼吸的產物是______，判斷依據是______。
（3）根據地窖中甘薯腐爛的原因，提出兩項貯藏改進措施：______。
（4）實驗結果能否支持“低氧條件抑制無氧呼吸”？請結合數據說明理由。
12.（實驗探究與模型構建）研究發現，綠蘿葉片在黑暗條件下可釋放CO ，但長時間黑暗后釋放速率下降。為探究其機制，科研人員設計實驗并檢測相關指標。 （1）實驗設計：
將生長狀況相同的綠蘿葉片均分為三組：
A組：黑暗處理0h，立即測定CO 釋放速率；
B組：黑暗處理12h，立即測定CO 釋放速率；
C組：黑暗處理12h后，光照1h，再黑暗測定CO 釋放速率。
實驗結果：
組別 CO 釋放速率（μmol·m ·s ）
A 2.0
B 1.2
C 1.8
問題：
① B組CO 釋放速率低于A組，推測原因是___________。
② C組CO 釋放速率高于B組，說明光照的作用可能是___________。
（2）進一步探究：測定B組葉片中丙酮酸和乙醇的含量，發現均顯著高于A組。據此推測長時間黑暗導致綠蘿葉片細胞___________（填“有氧”或“無氧”）呼吸增強，判斷依據是___________。
（3）實踐應用：結合上述結論，提出一條大棚種植綠蘿時減少夜間有機物消耗的措施：___________。
13.（細胞呼吸與作物抗逆性研究）為探究外源NO對水淹脅迫下玉米根系呼吸代謝的影響，科研人員進行實驗，處理及結果如下：
對照組（CK）：正常通氣培養
水淹組（FL）：根部完全水淹
水淹+NO組（FL+NO）：水淹并添加NO供體
測定根系細胞中相關物質含量如下表：
| 組別 | 乳酸（μg/g）| 乙醇（μg/g）| ATP（μmol/g）|液泡pH |
|--------|--------------|--------------|---------------|--------|
| CK | 12.3 | 5.2 | 28.5 | 5.8 |
| FL | 68.7 | 15.4 | 9.6 | 4.3 |
| FL+NO | 24.5 | 32.1 | 18.7 | 5.1 |
（1）水淹導致FL組ATP含量顯著下降的原因是________。
（2）與FL組相比，FL+NO組乳酸減少、乙醇增加，推測NO的作用是________。
（3）FL+NO組液泡pH高于FL組，從H 轉運角度解釋：________。
（4）進一步實驗發現，FL+NO組線粒體內膜上細胞色素c氧化酶活性恢復。據此提出NO緩解水淹脅迫的機制：________。
【附】2015-2019年高考
1.(2018·天津,5,6分,難度★★)為探究酵母菌的呼吸方式,在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養液,密封后在最適溫度下培養。培養液中的O2和CO2相對含量變化見下圖。有關分析錯誤的是( )
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降
B.t3時,培養液中葡萄糖的消耗速率比t1時快
C.若降低10 ℃培養,O2相對含量達到穩定所需時間會縮短
D.實驗后的培養液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色
2.(2018·浙江,12,2分,難度★★)以酵母菌和葡萄糖為材料進行“乙醇發酵實驗”,裝置圖如下。下列關于該實驗過程與結果的敘述,錯誤的是( )
A.將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的甲試管后需振蕩混勻
B.在甲試管內的混合液表面需滴加一薄層液體石蠟以制造富氧環境
C.乙試管中澄清的石灰水渾濁可推知酵母菌細胞呼吸產生了CO2
D.拔掉裝有酵母菌與葡萄糖混合液的甲試管塞子后可聞到酒精的氣味
參考答案與詳細解析
考典1116影響細胞呼吸的因素及應用、有關細胞呼吸的實驗與探究
A、五年高考真題（2020-2024）
（山東五年三考）
1.(2024·山東,16,3分,難度★★★)(多選)種皮會限制O2進入種子。豌豆干種子吸水萌發實驗中子葉耗氧量、乙醇脫氫酶活性與被氧化的NADH的關系如圖所示。已知無氧呼吸中,乙醇脫氫酶催化生成乙醇,與此同時NADH被氧化。下列說法正確的是 (ABD)
A.P點為種皮被突破的時間點
B.Ⅱ階段種子內O2濃度降低限制了有氧呼吸
C.Ⅲ階段種子無氧呼吸合成乙醇的速率逐漸增加
D.Q處種子無氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
解析 P點時乙醇脫氫酶活性開始下降,說明自P點開始無氧呼吸減弱,即此時胚突破了種皮的限制,A項正確;Ⅰ階段的O2快速消耗,且種皮限制O2進入種子,使子葉的O2供應不足,有氧呼吸受到抑制,B項正確;Ⅲ階段O2抑制了種子的無氧呼吸,合成乙醇的速率逐漸下降,C項錯誤;Q處種子無氧呼吸與有氧呼吸被氧化的NADH相等,此時無氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多,D項正確。
2.(2024·湖北,9,2分,難度★★★)磷酸鹽體系(HP/H2P)和碳酸鹽體系(HC/H2CO3)是人體內兩種重要的緩沖體系。下列敘述錯誤的是 (C)
A.有氧呼吸的終產物在機體內可轉變為HC
B.細胞呼吸生成ATP的過程與磷酸鹽體系有關
C.緩沖體系的成分均通過自由擴散方式進出細胞
D.過度劇烈運動會引起乳酸中毒說明緩沖體系的調節能力有限
解析 有氧呼吸終產物CO2和H2O結合生成H2CO3,H2CO3可解離生成H+和HC,A項正確;細胞呼吸過程中,ADP磷酸化形成ATP,B項正確;HC、HP和H2P通過主動運輸進出細胞,H2CO3可分解為CO2和H2O通過自由擴散進出細胞,C項錯誤;緩沖體系的調節能力是有限的,D項正確。
3.(2023·全國新課標,2,6分,難度★★★)我國勞動人民在漫長的歷史進程中,積累了豐富的生產、生活經驗,并在實踐中應用。生產和生活中常采取的一些措施如下。
①低溫儲存,即果實、蔬菜等收獲后在低溫條件下存放　②春化處理,即對某些作物萌發的種子或幼苗進行適度低溫處理　③風干儲藏,即小麥、玉米等種子收獲后經適當風干處理后儲藏　④光周期處理,即在作物生長的某一時期控制每天光照和黑暗的相對時長　⑤合理密植,即栽種作物時做到密度適當,行距、株距合理　⑥間作種植,即同一生長期內,在同一塊土地上隔行種植兩種高矮不同的作物
關于這些措施,下列說法合理的是 (A)
A.措施②④分別反映了低溫和晝夜長短與作物開花的關系
B.措施③⑤的主要目的是降低有機物的消耗
C.措施②⑤⑥的主要目的是促進作物的光合作用
D.措施①③④的主要目的是降低作物或種子的呼吸作用強度
解析 ①果實、蔬菜低溫下存放可降低呼吸強度,減少有機物的氧化分解;②春化處理反映了低溫對作物開花的影響;③風干處理降低了種子中水的含量,抑制種子的細胞呼吸,還能抑制微生物的生長和繁殖,延長儲藏時間;④光周期處理反映了光周期對作物開花的影響;⑤合理密植可以充分利用光照,提高作物的光合效率;⑥間作種植可以合理充分利用光照、空間等資源。根據以上分析可知A項合理。
4.(2023·山東,17,3分,難度★★★)(多選)某種植株的非綠色器官在不同O2濃度下,單位時間內O2吸收量和CO2釋放量的變化如圖所示。若細胞呼吸分解的有機物全部為葡萄糖,下列說法正確的是 (BC)
A.甲曲線表示O2吸收量
B.O2濃度為b時,該器官不進行無氧呼吸
C.O2濃度由0到b的過程中,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐漸增加
D.O2濃度為a時最適合保存該器官,該濃度下葡萄糖消耗速率最小
解析 圖中甲曲線在橫軸O2濃度為0時,曲線數值較高,則不能表示O2吸收量而是CO2釋放量,A項錯誤;圖中乙曲線表示O2吸收量,當O2濃度為b時,O2吸收量和CO2釋放量相同,只進行有氧呼吸,B項正確;O2濃度由0到b的過程中,O2吸收量逐漸增加,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐漸增加,C項正確;O2濃度為a時最適合保存該器官,因為該濃度下CO2釋放量最低,有機物的損耗最小,但不是在該濃度下葡萄糖消耗速率最小,D項錯誤。
5.(2022·山東,16,3分,難度★★)(多選)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使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。下列相關說法正確的是 (BCD)
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
解析 與25 ℃時相比,4 ℃時耗氧量增加,有氧呼吸第三階段增強,故線粒體內膜上的電子傳遞過程未受阻,A項錯誤;與25 ℃時相比,短時間4 ℃處理,耗氧量較多,ATP生成量較少,說明4 ℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多,釋放的能量較多的用于產熱, B、C兩項正確;DNP可使H+不經ATP合酶返回線粒體基質中,會使線粒體內外膜間隙中H+濃度降低,ATP合成減少, D項正確。
6.(2022·浙江,12,2分,難度★★)下列關于細胞呼吸的敘述,錯誤的是 (B)
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.梨果肉細胞厭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
解析 人體骨骼肌細胞厭氧呼吸的產物是乳酸,人體劇烈運動會導致骨骼肌細胞產生較多的乳酸,A項正確;乳酸菌厭氧呼吸的產物是乳酸,不會產生CO2,B項錯誤;厭氧呼吸和需氧呼吸產生的能量都是大部分以熱能形式散失,少部分用于合成ATP,C項正確;酵母菌既能進行需氧呼吸,也能進行厭氧呼吸,隨O2濃度升高,厭氧呼吸強度逐漸減弱,進而影響乙醇的生成量,D項正確。
7.(2021·福建,7,2分,難度★★)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(C)
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
解析 實驗Ⅰ不需要將實驗結果轉化為數學模型進行分析,A項錯誤;在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”的實驗Ⅰ中,需用NaOH除去空氣中的二氧化碳,B項錯誤;實驗Ⅰ中,有氧組和無氧組都產生二氧化碳,因此都能使澄清石灰水變渾濁,C項正確;實驗Ⅱ中,將酵母菌培養液滴在蓋玻片一側,讓培養液自行滲入計數室,D項錯誤。
8.(2021·湖南,12,2分,難度★)下列有關細胞呼吸原理應用的敘述,錯誤的是 (B)
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.農作物種子入庫儲藏時,在無氧和低溫條件下呼吸速率降低,儲藏壽命顯著延長
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
解析 40 ℃左右溫水淋種并時常翻種,可為種子萌發提供適量的水分、適宜的溫度和充足的氧氣,A項正確;種子無氧呼吸會消耗大量有機物,應貯藏在適宜氧氣濃度條件下,即有氧呼吸較弱且無氧呼吸受抑制的狀態,該狀態下有機物消耗少,種子壽命長,B項錯誤;油料作物種子富含脂質,種子萌發需要更多的氧氣,因此宜淺播,C項正確;塑料袋中氧氣少,可降低柑橘的細胞呼吸速率,同時可減少水分散失,起到保鮮作用,D項正確。
9.(2021·湖北,10,2分,難度★★)采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應,逐漸褐變。密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的儲藏期。下列敘述錯誤的是 (C)
A.常溫下鮮梨含水量大,環境溫度較高,呼吸代謝旺盛,不耐儲藏
B.密封條件下,梨細胞呼吸導致O2減少,CO2增多,利于保鮮
C.冷藏時,梨細胞的自由水增多,導致各種代謝活動減緩
D.低溫抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐變減緩
解析 常溫下鮮梨含水量大,環境溫度較高,呼吸代謝旺盛,細胞消耗的有機物增多,不耐儲藏,A項正確;密封條件下,梨細胞呼吸導致O2減少,CO2增多,抑制呼吸作用,有氧呼吸減弱,消耗的有機物減少,故利于保鮮,B項正確;冷藏時細胞中自由水的含量減少,細胞代謝減緩,C項錯誤;酶活性的發揮需要適宜的溫度等條件,結合題意“果肉中的酚氧化酶與底物接觸發生氧化反應,逐漸褐變”可知,低溫抑制了梨的酚氧化酶活性,果肉褐變減緩,D項正確。
10.(2022·全國乙,29,10分,難度★★)農業生產中,農作物生長所需的氮素可以N的形式由根系從土壤中吸收。一定時間內作物甲和作物乙的根細胞吸收N的速率與O2濃度的關系如圖所示。回答下列問題。
(1)由圖可判斷N進入根細胞的運輸方式是主動運輸,判斷的依據是 　。
(2)O2濃度大于a時作物乙吸收N速率不再增加,推測其原因是 　。
(3)作物甲和作物乙各自在N最大吸收速率時,作物甲根細胞的呼吸速率大于作物乙,判斷的依據是 　。
(4)據圖可知,在農業生產中,為促進農作物根對N的吸收利用,可以采取的措施是　　　　　　(答出1點即可)。
答案 (1)O2濃度小于a時,根細胞對N 的吸收速率與O2濃度呈正相關,說明根細胞吸收N 需要細胞呼吸提供能量　(2)受根細胞膜上N載體蛋白數量的限制　(3)達到N最大吸收速率時,作物甲所需O2濃度大,消耗的O2多　(4)定期松土
解析 (1)根據曲線可知,O2濃度小于a時,隨O2濃度的增大, 根細胞對N 的吸收速率逐漸增大,說明根細胞對N 的吸收需要細胞呼吸提供能量,N進入根細胞的運輸方式是主動運輸。(2)主動運輸需要載體蛋白和能量,O2濃度大于a時作物乙吸收N的速率不再增加,說明能量不再是限制因素,原因是受載體蛋白數量的限制。(3)根據曲線可知,作物甲和作物乙各自在N最大吸收速率時,作物甲需要的O2濃度大于作物乙,說明作物甲根細胞的呼吸速率大于作物乙。(4)定期松土可提高土壤中的O2濃度,提高根細胞的呼吸速率,促進農作物對N的吸收利用。
11.(2021·重慶,21,10分,難度★★★)人線粒體呼吸鏈受損可導致代謝物X的積累,由此引發多種疾病。動物實驗發現,給呼吸鏈受損小鼠注射適量的酶A和酶B溶液,可發生如下圖所示的代謝反應,從而降低線粒體呼吸鏈受損導致的危害。據圖回答以下問題。
(1)呼吸鏈受損會導致　　　　(填“有氧”或“無氧”)呼吸異常,代謝物X是　　　　。
(2)過程⑤中酶B的名稱為　　　　　　　　,使用它的原因是　 　。
(3)過程④將代謝物X消耗,對內環境穩態的作用和意義是 　。
答案 (1)有氧　乳酸(C3H6O3)　(2)過氧化氫酶
催化過氧化氫的分解,避免過氧化氫對細胞的毒害　(3)避免代謝產物的積累,維持細胞內的pH;內環境中pH的相對穩定是機體進行正常生命活動的條件
解析 (1)有氧呼吸第一階段發生在細胞質基質,第二、三階段發生在線粒體,而無氧呼吸發生在細胞質基質。由題圖可知,呼吸鏈受損發生在線粒體內,故呼吸鏈受損會導致有氧呼吸異常,人體細胞進行無氧呼吸,將丙酮酸轉化為乳酸(C3H6O3),故代謝物X是乳酸。(2)酶B可以使過氧化氫分解為水和氧氣,所以為過氧化氫酶,它可催化過氧化氫的分解,避免過氧化氫對細胞的毒害作用。(3)代謝物X為乳酸,過程④可以將其分解,避免了乳酸的大量積累,維持細胞內的pH穩定;內環境中pH的相對穩定是機體進行正常生命活動的必要條件。
B、二年山東一模試題（2024-2025）
1. （2025棗莊一模）下圖表示某生物組織離體培養時，單位時間O2的吸收量和CO2釋放量的變化，下列說法正確的是（　　）
A. CO2釋放量最低點時釋放的能量最少
B. 培養動物細胞不會得到上述兩條曲線
C. 無氧呼吸消失時對應的氧氣濃度是有氧呼吸的最適氧濃度
D. 該曲線是通過逐漸增加離體組織培養液中O2濃度得到的
【答案】B
【解析】
【分析】在無氧的條件下(O點)，生物體只能進行無氧呼吸，且產物是酒精和CO2。氧氣濃度為10%時，該生物體只進行有氧呼吸。
【詳解】A、無氧呼吸只在第一階段釋放少量的能量，CO2釋放量最低點既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸，釋放的能量比只進行無氧呼吸釋放的能量多，A錯誤；
B、動物細胞無氧呼吸的產物是乳酸，因此不會存在上述兩條曲線，B正確；
C、無氧呼吸消失時對應的氧氣濃度是10%，圖中氧氣濃度10%時，隨著氧氣濃度的增加，有氧呼吸的強度繼續增加，因此無氧呼吸消失時對應的氧氣濃度不是有氧呼吸的最適氧濃度，C錯誤；
D、該曲線是在不同的氧氣濃度下測得的O2吸收量與CO2釋放量的變化，是一系列的氧氣濃度下測得，而不是逐漸增加離體組織培養液中O2濃度得到的，D錯誤。
故選B。
2.（2025聊城一模） 線粒體正常的形態和數量與其融合、裂變相關，該過程受DRP-1和FZO-1等基因的調控。肌肉細胞衰老過程中線粒體碎片化會增加。下圖是研究運動對線蟲衰老肌肉細胞線粒體的影響結果。下列敘述錯誤的是（ ）
A. 衰老肌肉細胞的主要供能方式是有氧呼吸
B. DRP-1和FZO-1基因都會抑制線粒體碎片化
C. 運動可減緩野生型線蟲衰老引起的線粒體碎片化
D. 與突變體相比較，運動對野生型防止線粒體碎片化效果更好
【答案】C
【解析】
【分析】線粒體是有氧呼吸的主要場所。有氧呼吸過程分為三個階段，第一階段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和[H]，發生在細胞質基質中；有氧呼吸的第二階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳和[H]，發生在線粒體基質中；有氧呼吸的第三階段是[H]與氧氣反應形成水，發生在線粒體內膜上。無氧呼吸只在細胞質基質中進行，有氧呼吸釋放的能量遠遠多于無氧呼吸。
【詳解】A、有氧呼吸釋放的能量和產生的ATP更多，因此衰老肌肉細胞的主要供能方式是有氧呼吸，A正確；
B、由題意可知，野生型線蟲線粒體的變化過程受DRP-1和FZO-1等基因的調控，drp-1的對照組與野生型對照組相比較，線粒體碎片化程度較高，說明DRP-1基因抑制線粒體碎片化；同理，可得FZO-1基因能抑制線粒體碎片化，B正確。
C、通過與野生型對照組比較，可發現運動會使5日齡的線粒體碎片化程度降低，但會增加10日齡野生型線蟲衰老引起的線粒體碎片化，C錯誤；
D、對比10日齡的野生型線蟲與突變體的對照組和運動組，可發現運動會增加突變體線粒體碎片化細胞比例，降低野生型線粒體碎片化細胞的比例，D正確。
故選C。
3.（2025齊魯名校聯考，不定項）很多物質會影響細胞呼吸過程，進而造成中毒癥狀，例如2-脫氧葡萄糖可與葡萄糖競爭性結合酶活性位點，抑制酶的功能；砷能抑制線粒體基質中某些酶的活性；氰化鉀會影響線粒體內膜的功能等。某中毒者肌肉細胞中的丙酮酸濃度正常、NADH濃度偏高。下列說法正確的是（ ）
A. 2-脫氧葡萄糖只影響有氧呼吸第一階段中ATP的產生
B. 砷中毒可能影響細胞中甘油三酯、氨基酸等物質的合成
C. 該中毒者可能是砷中毒
D. 氰化鉀中毒者的線粒體可能無法利用O2
【答案】BD
【解析】
【分析】①有氧呼吸第一階段物質變化：葡萄糖丙酮酸+[H]+少量ATP，發生場所為細胞質基質；
②有氧呼吸第二階段物質變化：丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量ATP，發生場所為線粒體基質；
③有氧呼吸第三階段物質變化：[H]+O2H2O+大量ATP，發生場所為線粒體內膜。
【詳解】A、根據題目信息“2-脫氧葡萄糖可與葡萄糖競爭性結合酶活性位點，抑制酶的功能”可知，2-脫氧葡萄糖會影響有氧呼吸和無氧呼吸第一階段，A錯誤；
B、根據題目信息“砷能抑制線粒體基質中某些酶的活性”可知，砷中毒會使線粒體呼吸作用減弱，產生ATP減少，而細胞中甘油三酯、氨基酸等物質的合成均需要ATP提供能量，因此砷中毒可能影響細胞中甘油三酯、氨基酸等物質的合成，B正確；
C、根據題目信息“某中毒者肌肉細胞中的丙酮酸濃度正常、NADH濃度偏高”可推測該患者應該是有氧呼吸第一、二階段正常，第三階段[H]與O2反應生成水無法正常進行，從而出現NADH濃度偏高的現象，題干中說砷能抑制線粒體基質中某些酶的活性，影響的是有氧呼吸第二階段，與該中毒者情況不符，C錯誤；
D、根據題目信息“氰化鉀會影響線粒體內膜的功能”可知，氰化鉀影響的是有氧呼吸第三階段[H]與O2反應生成水的過程，因此氰化鉀中毒者的線粒體可能無法利用O2，D正確。
故選BD。
4．（2025 臨沂一模，不定項）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如下圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A．該幼苗的根細胞可以分別進行產生乳酸或酒精的無氧呼吸
B．從a到b該幼苗根細胞無氧呼吸產生酒精的速率逐漸增加
C．從a到b該幼苗根細胞內相同質量的葡萄糖產生的ATP增多
D．無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸的方式是自由擴散
【答案】ABD
【分析】1、 無氧呼吸分為兩個階段：第一階段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并釋放少量能量；第二階段丙酮酸在不同酶的作用下轉化成乳酸或酒精和二氧化碳，不釋放能量。整個過程都發生在細胞質基質。
2、 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、圖中在時間a之前，植物根細胞無CO2釋放，題意顯示，植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環境，據此推知在時間a之前，植物進行的是產生乳酸的無氧呼吸，a點之后有二氧化碳的釋放，說明此時進行的是產生酒精的無氧呼吸，A正確；
B、由圖可知，a~b時間內CO2的釋放速率隨時間的變化而增大，故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，且從a到b該幼苗根細胞無氧呼吸產生酒精的速率逐漸增加，B正確；
C、從a到b該幼苗根細胞內可能同時進行產生酒精的無氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸，且無氧呼吸無論產生酒精，還是乳酸，第一階段都是相同的，且只有第一階段釋放少量能量，故從a到b該幼苗根細胞內相同質量的葡萄糖產生的ATP不變，C錯誤；
D、酒精跨膜運輸方式是自由擴散，該過程不需要消耗載體和ATP，D正確。
故選ABD。
5.（2025日照一模，不定項）線粒體中細胞呼吸生成 H 0的階段，H+經蛋白復合體 IV 從內膜基質側跨膜轉運至內外膜之間的膜間隙，以維持內膜兩側H+的濃度度差。H+經線粒體的 ATP 合酶進入基質合成 ATP。研究發現,黃瓜幼苗在低溫條件下耗氧量比常溫條件下高,但 ATP的合成量卻較低。下列敘述錯誤的是
A.黃瓜幼苗在低溫條件下比常溫條件下消耗的葡萄糖量少
B.線粒體膜間隙的H+可以不通過 ATP 合酶復合體進入基質
C.低溫條件下 ATP 合成量較低可能是由于能量以熱能形式釋放的較多
D.低溫條件完全抑制 ATP 合酶的活性后，黃瓜的細胞呼吸不再消耗氧氣
答案為 AD。
解析：
A 選項：根據有氧呼吸的反應式，1 分子葡萄糖徹底氧化分解消耗 6 分子氧氣，由于黃瓜幼苗在低溫條件下耗氧量比常溫條件下高，說明其在低溫下有氧呼吸消耗的葡萄糖量更多，而不是少，該選項錯誤。
B 選項：由題中信息可知，H 經蛋白復合體 Ⅳ 從內膜基質側跨膜轉運至內外膜之間的膜間隙，而 H 經線粒體的 ATP 合酶進入基質合成 ATP，說明存在其他途徑使膜間隙的 H 進入基質，即線粒體膜間隙的 H 可以不通過 ATP 合酶復合體進入基質，該選項正確。
C 選項：低溫條件下，ATP 合成量較低，可能是因為低溫影響了酶的活性等，使得能量更多地以熱能形式釋放，而用于合成 ATP 的能量減少，該選項正確。
D 選項：低溫條件完全抑制 ATP 合酶的活性后，只是影響了 ATP 的合成，但電子傳遞鏈仍可進行，氧氣仍可作為電子受體被消耗，細胞呼吸仍會消耗氧氣，該選項錯誤。
6. （2025菏澤一模，不定項）ADH（乙醇脫氫酶）和LDH（乳酸脫氫酶）是無氧呼吸的關鍵酶。科研人員探究（Ca2+對淹水脅迫辣椒幼苗根無氧呼吸的影響，辣椒幼苗細胞內部分代謝途徑如圖甲所示，實驗結果如圖乙所示。下列說法錯誤的是（ ）
A. 檢測到水淹的辣椒幼苗根有CO2的產生，不能判斷是否有酒精生成
B. 辣椒幼苗根每個細胞無氧呼吸只能產生乳酸或乙醇一種產物
C. Ca2+影響ADH、LDH的活性，能減少乙醛和乳酸積累造成的傷害
D. ADH和LDH催化反應釋放的能量，大部分以熱能形式散失少部分合成ATP
【答案】BD
【解析】
【分析】酶的特性：
①高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。
②專一性：每一種酶只能催化一種或者一類化學反應。
③酶的作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。
【詳解】A、有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸過程，都會產生CO2，故檢測到水淹的辣椒幼苗根有CO2的產生，不能判斷是否有酒精生成，A正確；
B、辣椒幼苗根每個細胞中都含有ADH和LDH，故無氧呼吸既能產生乳酸，也可產生乙醇，B錯誤；
C、由圖乙可知，與淹水組相比較，Ca2+能減弱LDH的活性，增強ADH的活性，結合甲圖可知，LDH能催化乳酸生成，ADH能催化乙醛生成乙醇，故Ca2+影響ADH、LDH 的活性，能減少乙醛和乳酸積累造成的傷害，C正確；
D、ADH和LDH參與的是無氧呼吸第二階段的化學反應，該階段不會釋放能量，能量轉移到了不徹底的氧化產物乙醇和乳酸中，D錯誤。
故選BD。
7.（2025聊城一模，不定項）寒冷促進褐色脂肪細胞中UCP1的表達，一方面UCP1與MCU結合激活MCU，促進Ca2+進入線粒體基質，促進TCA循環；另一方面H+通過UCP1時產熱但不產ATP，過程如下圖。相關敘述正確的是（　　）
A. TCA循環除產生NADH外，還產生CO2等
B. 參與電子傳遞鏈的NADH除來自于線粒體基質外，還來自于細胞質基質
C. 寒冷條件下褐色脂肪細胞高表達UCP1，增加了產熱，減少了ATP的合成
D. 促進脂肪細胞中MCU-UCP1的形成，抑制線粒體攝取鈣，可治療肥胖
【答案】ABC
【解析】
【分析】正常情況下，線粒體內膜外側H+濃度高于膜內側，H+通過載體蛋白順濃度梯度內流，產生的電化學勢能驅動ADP合成為ATP。UCP1也能介導H+內流卻不與ATP合成過程偶聯，因此UCP1蛋白的增加最終導致有氧呼吸釋放的能量更多地以熱能形式耗散。
【詳解】A、由題干可知，TCA循環即有氧呼吸第二階段，該階段能產生NADH和CO2等，A正確；
B、有氧呼吸第一、二階段都能產生NADH，其場所分別為細胞質基質和線粒體基質，因此，參與電子傳遞鏈的NADH除來自于線粒體基質外，還來自于細胞質基質，B正確；
C、由題干可知，寒冷促進褐色脂肪細胞中UCP1的表達，H+通過UCP1時產熱但不產ATP，因此，寒冷條件下褐色脂肪細胞高表達UCP1，增加了產熱，減少了ATP的合成，C正確；
D、由題干可知，寒冷促進褐色脂肪細胞中UCP1的表達，一方面UCP1與MCU結合激活MCU，促進Ca2+進入線粒體基質，促進TCA循環。因此促進脂肪細胞中MCU-UCP1的形成，能促進線粒體攝取鈣，而不是抑制，D錯誤。
故選ABC。
8.（2024淄博一模，不定項）丙酮酸在不同酶催化下生成的產物不同（如圖），植物普遍存在乙醇脫氫酶（ADH）、乳酸脫氫酶（LDH）。科研人員研究了淹水脅迫對某植物根系呼吸酶活性的影響，結果如圖。下列說法錯誤的是（ ）
A. 酒精發酵和乳酸發酵可實現 NAD+的再生 B. 酒精發酵和乳酸發酵時合成ATP的能量來自 NADH
C. 淹水脅迫時，該植物根細胞可產生乳酸和酒精 D. 淹水脅迫時，該植物根細胞以乳酸發酵途徑為主
【答案】BD
【解析】
【分析】有氧呼吸的能量變化：有機物中的化學能經氧化分解大部分以熱能形式散失，少部分合成ATP。無氧呼吸能量大部分留在不徹底氧化產物中，少部分在ATP中。
【詳解】A、由圖可知，乙醛和NADH在ADH的催化下可以生成乙醇和NAD+，丙酮酸和NADH在LDH的催化下可以生成乳酸和NAD+，所以酒精發酵和乳酸發酵可實現 NAD+的再生，A正確；
B、酒精發酵和乳酸發酵時合成ATP的能量來自葡萄糖中的化學能，而圖中由丙酮酸在不同酶的催化下生成乳酸和乙醇的過程，沒有能量的釋放，B錯誤；
C、由圖可知，水淹組和對照組相比，水淹組ADH和LDH的活性均高于對照組，而ADH和LDH是催化丙酮酸轉化為乳酸和乙醇的關鍵酶，所以淹水脅迫時，該植物根細胞可產生乳酸和酒精，C正確；
D、由圖可知，水淹組和對照組相比，水淹組ADH和LDH的活性均高于對照組，但ADH活性的增加量要遠遠大于LDH，所以淹水脅迫時，該植物根細胞以酒精發酵途徑為主，D錯誤。
故選BD。
9.（2024泰安一模，不定項）甜瓜是一種耐淹性較強的植物。為研究其耐淹性機理，研究人員將甜瓜幼苗進行水淹處理，一段時間后檢測幼苗根部和葉片細胞中酶a和酶b的活性，結果如圖1；圖2為甜瓜幼苗細胞中存在的部分代謝途徑。下列說法錯誤的是（　　）
A. 酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗細胞的細胞質基質中
B. Ⅱ、Ⅲ過程在甜瓜幼苗細胞中均能發生且產生少量ATP
C. 水淹前后、甜瓜幼苗無氧呼吸的產物主要是酒精和CO2
D. 水淹時間越長，酶a和酶b的活性越高，葉的無氧呼吸強度更高
【答案】BD
【解析】
【分析】1、無氧呼吸的場所是細胞質基質，無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸的第一階段相同。
2、無氧呼吸由于不同生物體中相關的酶不同，在植物細胞和酵母菌中產生酒精和二氧化碳，在動物細胞和乳酸菌中產生乳酸。
【詳解】A、圖2表示無氧呼吸的兩個途徑，無氧呼吸發生在細胞質基質中，即酶a和酶b存在部位是細胞質基質，A正確；
B、Ⅱ、Ⅲ過程表示無氧呼吸的第二階段，該階段不產生ATP，B錯誤；
C、水淹一段時間后酶a和酶b活性增加，但酶a活性遠遠大于酶b活性，說明根部和葉片的無氧呼吸速率增強，甜瓜幼苗無氧呼吸生成的最主要代謝產物為酒精和CO2，C正確；
D、水淹時間越長，植物體內積累的酒精會對甜瓜幼苗的葉片細胞和根部都產生嚴重的傷害，甚至會導致植物死亡，葉的無氧呼吸強度可能會降低，D錯誤。
故選BD。
C、山東考題原創預測
【命題趨勢】
1. 情境多元：涵蓋農業生產（地窖貯藏）、健康生活（運動調節）、科研數據（呼吸熵分析）等真實情境；
2. 圖表結合：坐標圖、數據表格強化信息提取能力考查；
3. 高階思維：實驗設計、數據推理體現科學探究素養；
4. 應用導向：所有題目均要求將知識遷移至實際問題解決中，如貯藏措施、運動健康等。
（一）單項選擇題
1.（腫瘤代謝與藥物研發）癌細胞線粒體功能缺陷，依賴無氧呼吸產生ATP（瓦堡效應）。科研人員發現，藥物M可抑制細胞膜上葡萄糖載體蛋白活性，藥物N可特異性結合線粒體內膜復合物Ⅲ。若對癌細胞分別用兩種藥物處理，24小時后細胞內ATP濃度變化為（　）
A. 藥物M組顯著下降，藥物N組無變化
B. 藥物M組顯著下降，藥物N組輕微下降
C. 藥物M組輕微下降，藥物N組顯著下降
D. 兩組均顯著下降
答案：B
解析：癌細胞依賴無氧呼吸產生 ATP，但無氧呼吸第一階段也需要葡萄糖進入細胞，而藥物 M 可抑制細胞膜上葡萄糖載體蛋白活性，這樣會阻止葡萄糖進入細胞，從而使無氧呼吸也無法正常進行，ATP生成顯著減少。雖然癌細胞主要依賴無氧呼吸，但線粒體仍然有一定功能，藥物N可特異性結合線粒體內膜復合物Ⅲ，會抑制有氧呼吸第三階段，由于癌細胞有氧呼吸本來就較弱，所以用藥物N處理后，ATP濃度會有輕微下降。故藥物M組ATP濃度顯著下降，藥物N組輕微下降。
2.（呼吸速率影響因素）下圖表示溫度對某植物細胞呼吸速率的影響，下列敘述正確的是（ ）
A. A點限制因素可能是酶活性或底物濃度
B. B點時呼吸速率最大，說明該溫度是酶最適溫度
C. C點后呼吸速率下降與高溫破壞酶結構有關
D. 曲線走勢可反映變溫動物的呼吸速率變化特點
答案：C
解析：A 點時溫度較低，酶活性較低，此時限制呼吸速率的主要因素是溫度，而不是底物濃度，A 錯誤。B 點時呼吸速率最大，但不能說明該溫度就是酶的最適溫度，因為在該實驗中，可能還有其他未檢測到的溫度下酶活性更高，B 錯誤。 C 點后隨著溫度升高，呼吸速率下降，是因為高溫破壞了酶的空間結構，使酶活性降低甚至失活，從而影響呼吸速率，C 正確。變溫動物的體溫會隨環境溫度變化而變化，其呼吸速率不僅受溫度影響，還受自身代謝等多種因素影響，且變溫動物在一定溫度范圍內會通過自身調節來維持相對穩定的代謝水平，所以該曲線走勢不能完全反映變溫動物的呼吸速率變化特點，D 錯誤。
3.（水稻抗澇機制研究）水稻根細胞在長期水淹時，細胞質基質中積累的丙酮酸可分別通過乳酸脫氫酶（LDH）和乙醇脫氫酶（ADH）催化生成乳酸或乙醇。研究發現，水淹12小時后，根細胞中LDH活性下降，ADH活性上升，液泡膜上H -ATP酶活性降低。此時細胞呼吸的生理意義主要是（　）
A. 加快葡萄糖分解以維持能量供應
B. 減少乳酸積累，避免細胞質基質酸化
C. 促進丙酮酸進入線粒體進行徹底分解
D. 通過產酒精消耗更多NADH以維持氧化還原平衡
答案：B
解析：水淹條件下，無論生成乳酸還是乙醇，都是無氧呼吸過程，產生的能量都較少，且題干中未表明此時葡萄糖分解加快，主要目的不是維持能量供應，A錯誤。由題干可知，水淹 12 小時后，LDH 活性下降，ADH 活性上升，即生成乳酸的途徑減弱，生成乙醇的途徑增強，且液泡膜上H -ATP酶活性降低，會使液泡轉運H 的能力下降，此時減少乳酸生成可避免細胞質基質酸化，B正確。在水淹條件下，水稻根細胞進行無氧呼吸，丙酮酸主要在細胞質基質中生成乳酸或乙醇，而不是進入線粒體進行徹底分解，C錯誤。無論是產生乳酸還是酒精，消耗的NADH量是相同的，產酒精不是為了消耗更多NADH維持氧化還原平衡，D錯誤。
4.（科研情境·實驗設計）為研究水稻根細胞在淹水條件下的呼吸方式，科研人員將等量水稻根尖分別置于三組裝置中培養（裝置內初始氧氣濃度均為5%），結果如下表：
組別 處理方式 CO 釋放量（μmol/h）
甲 正常通氣 12
乙 完全淹水 18
丙 淹水+呼吸抑制劑X 6
下列說法錯誤的是（ ）
A. 乙組CO 釋放量高于甲組，說明無氧呼吸強度大于有氧呼吸
B. 丙組數據表明抑制劑X可能同時抑制兩種呼吸方式
C. 乙組根細胞中丙酮酸轉化為酒精的過程不生成ATP
D. 長時間淹水會導致水稻爛根，與無氧呼吸產物積累有關
答案：A
解析：乙組 CO 釋放量高于甲組，只能說明在完全淹水條件下，水稻根細胞的無氧呼吸增強，但不能直接說明無氧呼吸強度大于有氧呼吸。因為不知道乙組中無氧呼吸和有氧呼吸各自產生 CO 的具體量，所以無法比較兩者的強度大小，A 錯誤。丙組在淹水條件下加入呼吸抑制劑 X 后，CO 釋放量仍有 6μmol/h，小于乙組的 18μmol/h，說明抑制劑 X 對無氧呼吸有抑制作用；同時，6μmol/h 小于甲組正常通氣時的 12μmol/h，說明抑制劑 X 對有氧呼吸也有抑制作用，即抑制劑 X 可能同時抑制兩種呼吸方式，B 正確。乙組根細胞進行無氧呼吸，丙酮酸轉化為酒精的過程屬于無氧呼吸的第二階段，該階段不生成 ATP，C 正確。 長時間淹水，水稻根細胞進行無氧呼吸產生酒精，酒精積累會導致細胞中毒，從而引起水稻爛根，D 正確。
5.（實驗分析與數據解讀）下圖表示密閉容器中水蜜桃果肉細胞在不同溫度下的氧氣消耗速率曲線。下列敘述錯誤的是（ ）
A. 20℃時，細胞呼吸的場所有細胞質基質和線粒體
B. 30℃條件下，60h后呼吸速率為零是因氧氣耗盡
C. 15℃時呼吸速率較低，可能與酶活性下降有關
D. 該實驗無法直接測定果肉細胞無氧呼吸強度
答案：B
解析：20℃時，細胞進行有氧呼吸，有氧呼吸的場所是細胞質基質（進行有氧呼吸第一階段）和線粒體（進行有氧呼吸第二、三階段），A正確。30℃條件下，60h 后呼吸速率為零，可能是氧氣耗盡，也可能是其他原因導致細胞呼吸停止，如細胞代謝紊亂、酶失活等，不能直接得出是因為氧氣耗盡，B錯誤。15℃時溫度較低，酶活性下降，從而影響了細胞呼吸的速率，C正確。該實驗是通過測定氧氣消耗速率來反映細胞呼吸速率，而無氧呼吸不消耗氧氣，所以無法直接測定果肉細胞無氧呼吸強度，D正確。
6.（科研成果·數據推理）某團隊研究不同氧氣濃度下馬鈴薯塊莖的呼吸熵（RQ=CO 釋放量/O 吸收量），結果如圖。下列分析正確的是（ ）
A. O 濃度為b時，塊莖同時進行有氧和無氧呼吸
B. RQ=1時，塊莖呼吸消耗的底物可能包含脂肪
C. O 濃度超過c后，RQ穩定說明僅進行有氧呼吸
D. 貯藏馬鈴薯應選擇RQ最低的氧氣濃度以減少有機物消耗
答案：A
解析：當O 濃度為 b 時， RQ>1 ，說明CO 釋放量大于O 吸收量。因為有氧呼吸時CO 釋放量等于O 吸收量，而無氧呼吸不吸收O 但會產生 CO ，所以此時塊莖同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，A 正確。RQ=1時，說明 CO 釋放量等于O 吸收量。由于脂肪中 C 、 H 比例高，氧化分解時消耗的O 多于產生的 CO ，所以呼吸消耗的底物不包含脂肪，B 錯誤。O 濃度超過 c 后， RQ 等于 1 ，可能仍存在一定程度的無氧呼吸，只是無氧呼吸強度較弱，C 錯誤。貯藏馬鈴薯應選擇呼吸作用最弱即O 吸收量和 CO 釋放量都較低的氧氣濃度，而不是 RQ 最低的氧氣濃度。因為 RQ 最低時可能無氧呼吸較強，會消耗大量有機物，D 錯誤。
（二）不定項選擇題（每題3分，少選得1分，錯選不得分）
7.（種子萌發實驗分析）將豌豆種子浸泡后置于密閉容器中萌發，測定CO 釋放速率（R ）和O 吸收速率（R ）的變化如圖。下列敘述正確的是（　）
A. ab段種子僅進行無氧呼吸，bc段僅進行有氧呼吸
B. c點時種子中有機物總量最低，呼吸消耗的底物為脂肪
C. de段R /R =1，說明此時呼吸底物僅為葡萄糖
D. 若種子含脂肪，e點后R /R 可能小于1
答案：CD
解析：ab 段種子CO 釋放速率遠大于O 吸收速率，說明此時種子既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸；bc段CO 釋放速率增加緩慢，O 吸收速率逐漸上升，說明有氧呼吸逐漸增強，無氧呼吸逐漸減弱，但不是僅進行有氧呼吸，故A錯誤。 種子在萌發過程中不斷消耗有機物，所以在萌發過程中有機物總量一直減少；且根據題干信息，無法得出呼吸消耗的底物為脂肪，一般情況下，種子萌發初期呼吸消耗的底物主要是葡萄糖，故B錯誤。當呼吸底物僅為葡萄糖時，有氧呼吸消耗的氧氣量等于產生的二氧化碳量，即R /R =1，de 段 R /R = 1，說明此時呼吸底物僅為葡萄糖，故C正確。由于脂肪中 C、H 比例高，氧化分解時消耗的氧氣多于產生的二氧化碳，若種子含脂肪，e點后隨著脂肪參與氧化分解，R /R 可能小于1，D正確。
8.（社會熱點·健康生活）2024年巴黎奧運會期間，運動員在長跑訓練中需科學調節呼吸節奏。下列相關敘述正確的是（ ）
A. 劇烈運動時肌細胞CO 釋放量等于O 吸收量，說明僅進行有氧呼吸
B. 提倡慢跑可避免肌細胞無氧呼吸產生大量乳酸導致酸中毒
C. 運動員訓練后補充葡萄糖可促進線粒體中丙酮酸的氧化分解
D. 能量供應不足時，細胞質基質中ATP與ADP的轉化速率加快
答案：BD
解析：劇烈運動時，肌細胞同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。有氧呼吸消耗氧氣并產生二氧化碳，而無氧呼吸不消耗氧氣也不產生二氧化碳（人體無氧呼吸產生乳酸），所以即使肌細胞二氧化碳釋放量等于氧氣吸收量，也不能說明僅進行有氧呼吸，A 錯誤。慢跑屬于有氧運動，提倡慢跑可避免肌細胞因無氧呼吸產生大量乳酸，從而防止乳酸積累導致酸中毒，B 正確。葡萄糖不能進入線粒體，在細胞質基質中分解為丙酮酸后，丙酮酸進入線粒體被氧化分解，C 錯誤。能量供應不足時，細胞會通過加快 ATP 與 ADP 的轉化速率來滿足能量需求，而細胞質基質是細胞呼吸第一階段的場所，也是 ATP 合成的場所之一，所以細胞質基質中 ATP 與 ADP 的轉化速率加快，D 正確。
9.（生產情境·坐標圖分析）某研究團隊為探究不同貯藏條件對蘋果呼吸強度的影響，繪制了如圖所示的曲線。下列說法正確的是（ ）
A. 貯藏蘋果時應將溫度控制在35℃以延長保鮮期
B. 低溫貯藏的原理是徹底抑制酶的活性
C. 5℃條件下蘋果呼吸強度低，有機物消耗最少
D. 該實驗未考慮CO 濃度對呼吸作用的影響
答案：CD
解析：從圖中可以看出，35℃時蘋果的呼吸強度較大，有機物消耗快，不利于蘋果的保鮮，貯藏蘋果時應選擇呼吸強度較低的溫度條件，而不是 35℃， A 錯誤。 低溫貯藏的原理是抑制酶的活性，但不是徹底抑制，酶在低溫下活性降低，但仍有一定的活性，當溫度恢復適宜時，酶的活性可以恢復，B 錯誤。由圖可知，5℃條件下蘋果呼吸強度相對較低，在一定時間內有機物消耗相對較少，有利于蘋果的貯藏， C 正確。該實驗只研究了不同溫度和氧氣濃度對蘋果呼吸強度的影響，沒有提及 CO 濃度對呼吸作用的影響， D 正確。
10. （線粒體呼吸鏈與活性氧調控）線粒體內膜上的電子傳遞鏈若受阻，會導致超氧化物（ROS）大量積累，損傷細胞。交替氧化酶（AOX）可將電子直接傳遞給氧氣生成水，減少ROS產生，但該過程不驅動ATP合成。某實驗對兩組植物根細胞進行處理：甲組添加AOX激活劑，乙組添加AOX抑制劑，檢測結果如下表：
| 組別 |ROS含量（相對值）|ATP生成量（相對值）|
|-------|-----------------|--------------------|
| 甲組 | 35 | 82 |
| 乙組 | 120 | 95 |
下列說法正確的是（　）
A. 甲組中AOX途徑增強，減輕了氧化損傷
B. 乙組線粒體內膜電子傳遞效率高于甲組
C. AOX的存在導致呼吸鏈能量轉化效率降低
D. 乙組細胞質基質中NADH/NAD 比值升高
答案：ACD
解析：甲組添加了 AOX 激活劑，AOX 可將電子直接傳遞給氧氣生成水，減少ROS 產生。從表中數據可知，甲組ROS含量相對值為35，明顯低于乙組的120，說明甲組中AOX途徑增強，減輕了氧化損傷，A選項正確。乙組添加了AOX抑制劑，抑制了AOX途徑，更多電子通過線粒體內膜上的電子傳遞鏈傳遞，但是電子傳遞鏈受阻會導致ROS大量積累，乙組ROS含量高，說明電子傳遞鏈受阻更嚴重，所以乙組線粒體內膜電子傳遞效率低于甲組，B選項錯誤。AOX途徑不驅動ATP合成，而正常的線粒體內膜電子傳遞鏈可驅動ATP合成，所以AOX的存在使部分電子不通過正常的電子傳遞鏈傳遞，導致呼吸鏈能量轉化效率降低，C選項正確。
乙組線粒體內膜電子傳遞鏈受阻，NADH不能順利將電子傳遞給氧氣，導致細胞質基質中NADH積累，NAD 生成減少，所以NADH/NAD 比值升高，D選項正確。
（三）非選擇題
11.（綜合探究·實驗設計） 材料：某農戶發現自家地窖貯藏的甘薯腐爛率較高，查閱資料得知腐爛與呼吸作用有關。為探究地窖中O 濃度對甘薯呼吸方式的影響，科研小組設計如下實驗：
步驟：
① 取生長狀態相同的甘薯隨機分為5組，分別置于密閉容器中；
② 調節容器內初始O 濃度依次為0%、3%、6%、9%、12%；
③ 在25℃條件下培養48小時后，測定各組CO 生成量和酒精生成量。
結果：
O 濃度（%） 0 3 6 9 12
CO （mg） 18 24 30 28 26
酒精（mg） 12 8 2 0 0
問題：
（1）本實驗的自變量是______，無關變量需控制______（至少答兩點）。
（2）O 濃度為9%時，甘薯細胞呼吸的產物是______，判斷依據是______。
（3）根據地窖中甘薯腐爛的原因，提出兩項貯藏改進措施：______。
（4）實驗結果能否支持“低氧條件抑制無氧呼吸”？請結合數據說明理由。
答案：
（1）氧氣濃度；溫度、甘薯生理狀態、培養時間等（合理即可）
（2）CO 和H O；酒精含量為0，說明僅進行有氧呼吸
（3）適當增加O 濃度至9%、控制地窖溫度（低溫抑制呼吸）
（4）支持。3% O 時酒精量（8mg）低于0%組（12mg），說明低氧部分抑制無氧呼吸
解析：（1）本實驗的自變量是容器內的O 濃度。無關變量是除自變量外可能影響實驗結果的變量，需要控制相同且適宜，如甘薯的生長狀態、培養溫度、培養時間、容器的大小和材質等。
（2）O 濃度為 9% 時，甘薯細胞呼吸的產物是 CO 和 H O。 判斷依據是此時酒精生成量為 0 ，說明甘薯只進行有氧呼吸，有氧呼吸的產物是 C 和H O。 （3） 地窖中甘薯腐爛是因為呼吸作用產生的酒精對細胞有毒害作用，以及高濕度和微生物滋生等原因。可采取的貯藏改進措施有：適當降低地窖中的O 濃度，抑制呼吸作用；將甘薯進行晾曬，降低其含水量，減少呼吸底物，同時抑制微生物滋生。
（4）實驗結果能支持 “低氧條件抑制無氧呼吸”。理由如下：從實驗數據可以看出，隨著容器內O 濃度的升高，酒精生成量逐漸減少。當O 濃度為 0% 時，酒精生成量為 12mg ；O 濃度為 3% 時，酒精生成量降為 8mg ；O 濃度為 6% 時，酒精生成量進一步降為 2mg ；當O 濃度達到 9% 及以上時，酒精生成量為 0 ，即無氧呼吸被完全抑制。這表明低氧條件能夠抑制甘薯的無氧呼吸。
12.（實驗探究與模型構建）研究發現，綠蘿葉片在黑暗條件下可釋放CO ，但長時間黑暗后釋放速率下降。為探究其機制，科研人員設計實驗并檢測相關指標。 （1）實驗設計：
將生長狀況相同的綠蘿葉片均分為三組：
A組：黑暗處理0h，立即測定CO 釋放速率；
B組：黑暗處理12h，立即測定CO 釋放速率；
C組：黑暗處理12h后，光照1h，再黑暗測定CO 釋放速率。
實驗結果：
組別 CO 釋放速率（μmol·m ·s ）
A 2.0
B 1.2
C 1.8
問題：
① B組CO 釋放速率低于A組，推測原因是___________。
② C組CO 釋放速率高于B組，說明光照的作用可能是___________。
（2）進一步探究：測定B組葉片中丙酮酸和乙醇的含量，發現均顯著高于A組。據此推測長時間黑暗導致綠蘿葉片細胞___________（填“有氧”或“無氧”）呼吸增強，判斷依據是___________。
（3）實踐應用：結合上述結論，提出一條大棚種植綠蘿時減少夜間有機物消耗的措施：___________。
答案：
① 長時間黑暗導致呼吸底物（葡萄糖）消耗減少，呼吸速率下降
② 光照促進儲存的有機物（如淀粉）分解為可呼吸底物，短期內提高呼吸速率
（2）無氧；丙酮酸和乙醇積累表明無氧呼吸增強
（3）夜間適當補充光照或增施CO
解析：
（1）① 長時間黑暗處理，葉片中光合作用合成的有機物被大量消耗，呼吸底物減少，同時可能由于長時間黑暗導致呼吸相關酶活性降低，所以 B 組 CO 釋放速率低于 A 組。② C 組 CO 釋放速率高于 B 組，說明光照的作用可能是使呼吸相關酶的活性升高，或者是光照促進了光合作用的光反應產生了 ATP 和 [H]，為呼吸作用提供了能量和物質，從而使呼吸作用增強，也可能是光照使細胞內的某些信號通路被激活，促進了呼吸相關基因的表達，進而增加了呼吸酶的合成量，提高了呼吸速率。
（2）測定 B 組葉片中丙酮酸和乙醇的含量，發現均顯著高于 A 組。據此推測長時間黑暗導致綠蘿葉片細胞無氧呼吸增強。判斷依據是丙酮酸是有氧呼吸和無氧呼吸的中間產物，而乙醇是植物細胞無氧呼吸的產物，B 組丙酮酸和乙醇含量顯著高于 A 組，說明在長時間黑暗條件下，綠蘿葉片細胞無氧呼吸過程加強，產生了更多的乙醇和丙酮酸。
（3）根據上述結論，大棚種植綠蘿時減少夜間有機物消耗的措施可以是：在夜間適當延長光照時間，或者在夜間給予一定時長的弱光照射。這樣可以使綠蘿葉片的呼吸酶保持較高活性，不至于因長時間黑暗導致呼吸速率過度下降，使呼吸作用能夠相對正常地進行，減少無氧呼吸的發生，從而減少有機物的消耗。同時，也可避免因無氧呼吸產生過多酒精對植物細胞造成傷害。
13.（細胞呼吸與作物抗逆性研究）為探究外源NO對水淹脅迫下玉米根系呼吸代謝的影響，科研人員進行實驗，處理及結果如下：
對照組（CK）：正常通氣培養
水淹組（FL）：根部完全水淹
水淹+NO組（FL+NO）：水淹并添加NO供體
測定根系細胞中相關物質含量如下表：
| 組別 | 乳酸（μg/g）| 乙醇（μg/g）| ATP（μmol/g）|液泡pH |
|--------|--------------|--------------|---------------|--------|
| CK | 12.3 | 5.2 | 28.5 | 5.8 |
| FL | 68.7 | 15.4 | 9.6 | 4.3 |
| FL+NO | 24.5 | 32.1 | 18.7 | 5.1 |
（1）水淹導致FL組ATP含量顯著下降的原因是________。
（2）與FL組相比，FL+NO組乳酸減少、乙醇增加，推測NO的作用是________。
（3）FL+NO組液泡pH高于FL組，從H 轉運角度解釋：________。
（4）進一步實驗發現，FL+NO組線粒體內膜上細胞色素c氧化酶活性恢復。據此提出NO緩解水淹脅迫的機制：________。
答案：
（1）無氧呼吸ATP產率低，且乳酸抑制酶活性
（2）促進丙酮酸向酒精代謝轉化，減少乳酸積累。
（3）NO增強液泡膜H -ATP酶活性，將H 轉運至液泡內，提高細胞質基質pH。
（4）NO修復線粒體電子傳遞鏈功能，恢復有氧呼吸，提供更多ATP并減少無氧呼吸產物積累。
解析：（1）植物根系在水淹條件下，氧氣供應不足，有氧呼吸的第三階段（電子傳遞鏈）無法正常進行，使有氧呼吸產生的ATP大幅減少，而無氧呼吸產生的能量遠遠少于有氧呼吸，乳酸抑制酶活性，因此FL組ATP含量顯著下降。
（2）FL組在水淹條件下主要進行產生乳酸的無氧呼吸，而FL+NO組添加NO供體后，乳酸減少、乙醇增加，說明NO改變了無氧呼吸的途徑，促使細胞更多地進行產生乙醇的無氧呼吸，即NO促進了無氧呼吸由乳酸發酵向酒精發酵轉變。
（3）液泡pH升高，說明液泡內酸性減弱，即H 濃度降低。從H 轉運角度推測，NO 可能影響了液泡膜上H 轉運蛋白的功能，抑制其將細胞質中的H 轉運進入液泡，故FL+NO組液泡pH高于FL組。
（4）因為線粒體內膜上細胞色素c氧化酶活性恢復，可使有氧呼吸的電子傳遞鏈得以正常進行，進而促進有氧呼吸，增加ATP的生成。同時，NO還能促使無氧呼吸向產生乙醇的方向轉變，減少乳酸積累，避免乳酸過多對細胞造成傷害，從這兩方面緩解水淹脅迫對玉米根系的不利影響。
【附】2015-2019年高考
1.(2018·天津,5,6分,難度★★)為探究酵母菌的呼吸方式,在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中,加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養液,密封后在最適溫度下培養。培養液中的O2和CO2相對含量變化見下圖。有關分析錯誤的是(C)
A.t1→t2,酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降
B.t3時,培養液中葡萄糖的消耗速率比t1時快
C.若降低10 ℃培養,O2相對含量達到穩定所需時間會縮短
D.實驗后的培養液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成灰綠色
解析 溫度若降低10 ℃,則不再是酵母菌呼吸作用的最適溫度,呼吸速率會減慢,O2消耗速率慢,到達相對穩定時所需時間會延長,C項錯誤。
2.(2018·浙江,12,2分,難度★★)以酵母菌和葡萄糖為材料進行“乙醇發酵實驗”,裝置圖如下。下列關于該實驗過程與結果的敘述,錯誤的是 (B)
A.將溫水化開的酵母菌懸液加入盛有葡萄糖液的甲試管后需振蕩混勻
B.在甲試管內的混合液表面需滴加一薄層液體石蠟以制造富氧環境
C.乙試管中澄清的石灰水渾濁可推知酵母菌細胞呼吸產生了CO2
D.拔掉裝有酵母菌與葡萄糖混合液的甲試管塞子后可聞到酒精的氣味
解析 在甲試管內的混合液表面滴加一薄層石蠟可以制造無氧環境,B項錯誤。

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