09 必修1 第二单元 第9讲 细胞呼吸的原理和应用-【名师导航】2026年高考生物一轮总复习教师用书（人教版）

该高中生物学讲义聚焦细胞呼吸的原理和应用，涵盖有氧呼吸与无氧呼吸过程、酵母菌呼吸方式探究、影响因素及应用等高考核心考点，以考点梳理、方法指导、真题训练、分层练习的教学流程，帮助学生构建知识网络，突破重难点，体现复习的系统性和针对性。 讲义突出科学思维与探究实践，设计酵母菌线粒体功能验证等实验分析活动，通过对比有氧与无氧呼吸物质比例关系培养逻辑推理能力，配套分层练习和易错警示，助力学生高效掌握解题方法，为教师提供系统复习框架，提升复习效率与应考能力。

第9讲　细胞呼吸的原理和应用 　1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。　2.实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 考点1　细胞呼吸的方式和过程 一、细胞呼吸 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。其实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。 二、有氧呼吸 1．概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 2．过程 3．有氧呼吸的总反应式 (标出氧元素的来源和去路)。 4．同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有的不同特点 (1)反应过程：温和。 (2)能量释放：有机物中的能量逐步释放。 (3)能量转化：释放的能量有相当一部分储存在ATP中。 5．放能：1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放2 870 kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。 1．(必修1 P93“相关信息”)细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。 三、无氧呼吸 1．概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。 2．场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。 3．过程 4．反应式 (1)产物为酒精：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。 (2)产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 5．能量 (1)只在第一阶段释放少量能量，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．不同生物或器官的无氧呼吸产物 2．(必修1 P94“相关信息”)无氧呼吸的过程中，葡萄糖中的能量的主要去向和葡萄糖彻底氧化分解释放的能量的主要去向分别是存留在酒精或乳酸中，以热能的形式散失。 3．(必修1 P94“正文信息”)蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 4．(必修1 P96“思维训练”)科学家就真核细胞线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。 细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系 (1)反应式 ①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 ②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量； C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 (2)相关物质间量的比例关系 ①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 ②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH(酒精)＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3(乳酸)＝1∶2。 ③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。 ④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。 1．没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸。(　×　) 提示：原核细胞没有线粒体也能进行有氧呼吸。 2．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。(　×　) 提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2。 3．同有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少。(　×　) 提示：无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量。 4．无氧呼吸不需要O2参与，最终有[H]的积累。(　×　) 提示：无氧呼吸第二阶段消耗[H]，[H]被用于还原丙酮酸。 5．人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。(　√　) 6．细胞呼吸是细胞代谢的枢纽。(　√　) 7．细胞呼吸产生的能量大部分储存在ATP中。(　×　) 提示：细胞呼吸产生的能量大部分以热能形式散失。 8．有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程。(　×　) 提示：葡萄糖不能在线粒体中彻底氧化分解，线粒体只能利用葡萄糖在细胞质基质中分解后的产物丙酮酸。 9．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧时。(　×　) 提示：葡萄糖转化成丙酮酸和[H]的反应是有氧呼吸和无氧呼吸共有的。 10．O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合形成水，同时释放出大量能量。(　√　) 1．某同学做了如下实验：取A、B两支试管。在A管中加入煮熟的蚕豆子叶，B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液(注：甲烯蓝氧化态为蓝色，接受氢后为无色)，一段时间后倒出溶液，两管中的子叶都呈蓝色，然后，两管分别加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量的石蜡油，37 ℃保温一段时间后，发现A管中的子叶不变色，B管中的子叶蓝色变浅。请思考分析： (1)B管中子叶蓝色变浅的原因是B管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原。 (2)A管中子叶不变色的原因是A管中子叶细胞的酶失活，无呼吸作用，实验中设置A管的目的是作对照实验。 2．为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况，现以酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验。 组别 步骤一 步骤二 步骤三 实验1 加入线粒体 加入葡萄糖 加入溴麝香草酚蓝溶液，一段时间后观察溶液颜色的变化情况 实验2 加入线粒体 加入丙酮酸 (1)从酵母菌细胞中分离得到线粒体常用的实验方法是差速离心法。 (2)实验1和实验2的结果分别是蓝色、由蓝变绿再变黄，判断的理由是实验1中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用，所以无CO2生成，实验2中丙酮酸可进入线粒体被利用，生成CO2。 细胞呼吸的方式和过程 1．肌肉细胞的有氧呼吸和无氧呼吸是人体在不同活动水平上根据需氧供氧的不同情况而进行的两种供能方式，只不过两者比例有所不同而已。在400 m跑中，有88%左右的能量是依靠有机物的无氧呼吸供能。下列有关叙述正确的是(　　) A．400 m跑中，腿部肌肉细胞中CO2的产生场所有细胞质基质和线粒体基质 B．400 m跑中，腿部肌肉细胞中ATP的含量远高于安静时细胞内ATP的含量 C．400 m跑中，腿部肌肉细胞无氧呼吸消耗的有机物远多于有氧呼吸 D．400 m跑中，腿部肌肉细胞每摩尔葡萄糖生成的ATP的量比安静时多 C　[人体细胞中CO2只能经过有氧呼吸产生，故在400 m跑中，运动员腿部肌肉细胞中CO2的产生场所只有线粒体基质，A错误；ATP和ADP是可以快速转化的，运动员在参加400 m跑比赛时细胞内ATP的含量与安静时细胞内ATP的含量几乎相同，都比较少，B错误；在400 m跑中，有88%左右的能量是依靠有机物的无氧呼吸供能，这说明无氧呼吸分解的有机物更多，C正确；400 m跑中，运动员腿部肌肉细胞主要进行无氧呼吸，每摩尔葡萄糖生成的ATP的量比安静时少，D错误。] 2．鲫鱼能够在寒冷、缺氧的水环境中生存数天。其细胞呼吸过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　) A．鲫鱼细胞无氧呼吸的终产物可以是酒精和CO2 B．鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失 C．骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与 D．图示两种细胞线粒体中与呼吸作用有关的酶不完全相同 B　[由题图可知，鲫鱼细胞无氧呼吸的终产物可以是酒精和CO2，A正确；鲫鱼细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分留存在乳酸或酒精中，B错误；由题图可知，骨骼肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程均需要线粒体参与，C正确；因为酶具有专一性，图示两种细胞线粒体中呼吸作用的产物不同，故与呼吸作用有关的酶不完全相同，D正确。] 　细胞呼吸的场所与过程的四点提醒 (1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但需氧型原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸。 (2)无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞等。 (3)细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分以化学能的形式储存在ATP中。 (4)人体内产生的CO2只来自有氧呼吸，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。　　　　　　　　　　　　　　 有氧呼吸和无氧呼吸的综合分析 3．将一批刚采摘的大小及生理状况均相近的新鲜蓝莓均分为两份，一份用高浓度的CO2处理48 h(处理组)后，贮藏在温度为1 ℃的冷库内，另一份则直接贮藏在1 ℃的冷库内。从采摘后算起，每10天定时定量取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值，得到如图所示曲线。下列叙述与实验结果一致的是(　　) A．曲线中比值大于1时，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 B．第20 d对照组蓝莓产生的乙醇量低于CO2处理组 C．第40 d对照组蓝莓无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多 D．贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理适宜时间，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸 ACD　[蓝莓有氧呼吸时O2的吸收量与CO2的释放量相等，无氧呼吸时不吸收O2只释放CO2，CO2释放量和O2吸收量的比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，A正确。第20 d，处理组CO2释放量和O2吸收量的比值等于1，只进行有氧呼吸；对照组比值大于1，存在无氧呼吸，因此对照组产生的乙醇量高于CO2处理组，B错误。第40 d，对照组CO2释放量和O2吸收量的比值等于2，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x，无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，则有关系式(6x＋2y)÷6x＝2，解得x∶y＝1∶3，无氧呼吸消耗的葡萄糖多，C正确。贮藏10 d后，处理组蓝莓的CO2释放量和O2吸收量的比值小于对照组，说明贮藏蓝莓前用高浓度的CO2处理适宜时间，能一定程度上抑制其在贮藏时的无氧呼吸，D正确。] 4．某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率(Ⅰ)、O2消耗速率(Ⅱ)，以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是(　　) A．t1时刻，O2浓度较高，无氧呼吸消失 B．如果改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等 C．若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1,0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1 D．若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合，则0～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等 D　[t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，说明酵母菌只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，0～t1产生的CO2＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的CO2量相同，即无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸产生的CO2量，即有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，B正确；由上述分析可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol CO2，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2，因此0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，C正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol酒精，若曲线Ⅳ和Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸且乳酸和酒精的产生速率相等，但酵母菌同时可进行有氧呼吸，则0～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。] 　　判断细胞呼吸方式的三大依据 结合实验或图示信息考查细胞呼吸的过程 5．某研究小组为验证酵母菌细胞呼吸作用发生的场所，将部分酵母菌破碎并离心处理，得到只含有细胞质基质的上清液和只含有细胞器的沉淀物两部分，并进行如下实验。下列叙述错误的是(　　) 试管 细胞物质 培养条件 结果检测 甲 只含有酵母菌细胞质基质的上清液 加入等量、等浓度的葡萄糖溶液，向乙、丙试管中通入氧气 澄清石灰水变浑浊 乙 只含有酵母菌细胞器的沉淀物 澄清石灰水无变化 丙 未离心的酵母菌培养液 澄清石灰水变浑浊 A．试管甲中可以发生无氧呼吸的全过程 B．此实验说明线粒体不能分解葡萄糖 C．试管丙中既有水的消耗也有水的生成 D．试管甲与丙中释放能量的反应相同 D　[试管甲中的物质为只含有酵母菌细胞质基质的上清液，而在细胞质基质中可发生无氧呼吸的全过程，产生酒精和CO2，A正确；试管乙中的物质为只含有酵母菌细胞器的沉淀物，结果澄清石灰水无变化，可知不产生CO2，而试管甲和丙都能产生CO2，说明葡萄糖不能进入线粒体参与反应，即线粒体不能分解葡萄糖，B正确；试管丙可进行有氧呼吸的全过程，在有氧呼吸第二阶段有水的消耗，第三阶段有水的生成，C正确；试管甲中可进行无氧呼吸的全过程，仅在第一阶段释放少量能量，试管丙中的物质为未离心的酵母菌培养液，可进行有氧呼吸的全过程，三个阶段均释放能量，D错误。] 考点2　探究酵母菌细胞呼吸的方式 一、实验原理 二、实验步骤 1．配制酵母菌培养液：酵母菌＋质量分数为5%的葡萄糖溶液，分别装入A、B两锥形瓶中。 2．设计对比实验 (1)甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是去除空气中的CO2。 (2)乙组中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是耗尽瓶中原有的氧气。 (3)CO2检测：观察两组装置中澄清石灰水的变化。 (4)酒精检测：取A、B瓶中滤液各2 mL分别注入两支干净的试管中，向两试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。 3．实验现象 条件 澄清石灰水的变化 两试管的变化 甲组 变浑浊快 无变化 乙组 变浑浊慢 出现灰绿色 4.实验结论 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量的CO2。 1．(必修1　P90～91“探究·实践”)在检测酒精的实验中，要将酵母菌培养时间适当延长，原因是葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。 2．(必修1　P92“科学方法”)对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有①②③(填序号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式　②鲁宾和卡门的同位素标记法实验　③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验　④比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 (1)细胞呼吸速率的测定 ①实验装置 ②实验原理：细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。 ③误差的校正 为排除温度、气压等无关变量的干扰，可设置对照装置。对照装置与上述装置相比，不同点是用等量的死亡的种子代替萌发的小麦种子，其余均相同。 (2)细胞呼吸方式的实验探究 ①实验装置(以萌发种子为例) ②实验原理 a．装置一中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，着色液滴移动的距离代表萌发种子细胞呼吸吸收O2的量。 b．装置二中着色液滴移动的距离代表萌发种子细胞呼吸产生CO2的量与吸收O2量的差值。 ③实验现象和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 左移 左移 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质 ④误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“萌发种子”，其余均相同。 1．在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(　×　) 提示：应该是由橙色变成灰绿色。 2．检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(　√　) 3．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。 (　×　) 提示：应各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支试管中，加酸性的重铬酸钾溶液检测。 4．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水变浑浊的快慢判断细胞呼吸的方式。 (　√　) 5．探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，需设置有氧和无氧两种条件，这两个实验，一个是实验组，一个是对照组。(　×　) 提示：该实验为对比实验，都是实验组。 下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。 (1)本实验的自变量是氧气的有无，石蜡(油)的作用是将液体与空气隔绝，空气泵中进入乙的空气的要求是应除去CO2。 (2)实验的因变量是乙、丙中产生CO2的多少，检测的结果是甲中石灰水变浑浊快，丁中石灰水变浑浊慢。 (3)实验的无关变量有酵母菌和葡萄糖溶液的量、温度等环境因素。 教材基础实验 1．为探究酵母菌细胞呼吸的方式，某生物小组制作了下图a～f所示装置，下列判断不合理的是 (　　) A．若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸 B．若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行有氧呼吸 C．连接e→c→d，给装置通空气，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸 D．f放置一段时间后，连接f→d，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸 B　[若a装置液滴左移，说明a装置中有氧气的消耗，b装置液滴右移，说明产生的二氧化碳量大于消耗的氧气量，综合可得，酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，B不合理。] 2．酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖反应都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不合理的是 (　　) A．可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生 B．培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化 C．可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完 D．适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定 B　[该装置的B瓶中可加入澄清石灰水，根据是否变浑浊检测CO2的产生，A合理；培养一段时间后，从A瓶中取少许培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化来判断有无酒精产生，B不合理；斐林试剂可检测葡萄糖的有无，故可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完，C合理；酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，故应适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行酒精的鉴定，D合理。] 细胞呼吸实验的拓展 3．下图是“探究有活性的水稻种子呼吸作用”实验的实验装置。下列叙述错误的是(　　) A．将种子浸透的目的是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作用 B．实验开始时，红色小液滴位于0点，在适宜条件下一段时间后，红色小液滴将向右移动 C．红色小液滴停止移动后，种子的呼吸方式是无氧呼吸 D．为证明红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置 B　[将种子浸透的目的是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作用，提高其呼吸作用，A正确；实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，由于种子呼吸会消耗氧气，而产生的二氧化碳会被KOH溶液吸收，故红色小液滴将向左移动，B错误；红色小液滴停止移动后，说明种子不再消耗氧气，即只进行无氧呼吸，C正确；为证明红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置，观察红色小液滴是否移动，D正确。] 考点3　细胞呼吸的影响因素及应用 一、温度 1．影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。 2．应用 (1)低温储存食品。 (2)大棚栽培在夜间和阴天适当降温。 (3)温水和面发得快。 二、氧气 1．影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 (1)O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。 (2)0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 (3)O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。 2．应用 (1)中耕松土促进植物根部有氧呼吸。 (2)无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。 (3)低氧储存粮食、水果和蔬菜。 (4)选用透气的消毒纱布包扎伤口。 (5)提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 (6)稻田定期排水，防止酒精中毒，烂根死亡。 三、CO2浓度 1．CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。 2．应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。 四、含水量 1．一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。 2．应用 (1)粮食储存前要进行晒干处理。 (2)水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。 1．同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异。(　√　) 2．严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。(　×　) 提示：无氧环境中，细胞无氧呼吸消耗的有机物较多。 3．粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。(　×　) 提示：粮食种子应储藏在干燥环境中。 4．温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。(　√　) 5．破伤风芽孢杆菌易在锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。(　√　) 6．剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(　×　) 提示：剧烈运动时，肌细胞主要进行有氧呼吸。 7．中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。(　√　) 为研究温度的变化对贮藏器官呼吸作用的影响，研究人员以马铃薯块茎为材料，进行了如下实验： 实验一：将两组相同的马铃薯块茎，分别置于低温(4 ℃)和室温(22 ℃)条件下贮藏10天，发现低温组块茎中淀粉酶含量显著高于室温组。 实验二：将马铃薯块茎从20 ℃移到0 ℃后，再回到20 ℃环境中，测定CO2的释放速率的变化，结果如图所示。 (1)当马铃薯块茎从20 ℃移到0 ℃环境中，CO2的释放速率下降，其原因是温度降低导致酶的活性下降，呼吸作用产生的CO2减少。 (2)当马铃薯块茎重新移回到20 ℃环境中，与之前20 ℃环境相比，CO2的释放速率明显升高。综合上述实验，如何解释这一现象？ 在0 ℃环境中淀粉酶含量增加，催化淀粉水解生成的还原糖增加，为之后20 ℃条件下呼吸作用提供更多的底物，呼吸作用较之前20 ℃时强。 环境因素对细胞呼吸的影响 1．(不定项)(2023·山东卷)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是(　　) A．甲曲线表示O2吸收量 B．O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸 C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D．O2浓度为a时，最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 BC　[据题图可知，当氧气浓度为0时，甲曲线对应的数值不为0，说明甲表示CO2的释放量，乙表示O2吸收量，A错误；O2浓度为b时，两曲线相交，说明此时O2的吸收量和CO2的释放量相等，细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时植物只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B正确；O2浓度为0时，植物只进行无氧呼吸，氧气浓度为a时，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，氧气浓度为b时，植物只进行有氧呼吸，故O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C正确；O2浓度为a时，并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存，且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小， 据题图可知，此时气体交换相对值CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生， 按有氧呼吸中C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸中C6H12O6∶CO2＝1∶2，算得C6H12O6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05＋0.15＝0.2，而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6H12O6的相对消耗量约为0.12，明显比a点时要低，所以a点时葡萄糖的消耗速率不是最小，D错误。] 细胞呼吸原理的应用 2．粮食储备在古代中国是基本国策，有关仓窖的法令渊源久远。唐《仓库令》记载，租粮受纳入仓的程序和规定中，“皆令干净”为首要要求；出仓时“每出一屋一窖尽”，意思是必须出尽一窖才能打开动用下一个仓窖的粮食。下列叙述错误的是(　　) A．入仓时晒“干”粮食，降低了种子中自由水含量 B．入仓时粮仓和粮食“净”可减少虫害滋生 C．仓库密闭是为了防止种子进行呼吸作用 D．出仓时避免多次开启仓窖可减少粮食变质腐烂 C　[入仓时晒“干”粮食，降低了种子中自由水含量，此时细胞代谢减弱，种子抗逆能力会增强，以便更好地储存粮食，A正确；入仓时粮仓和粮食“净”不利于害虫的生存，可减少虫害滋生，B正确；仓库密闭是为了降低种子的有氧呼吸，C错误；出仓时避免多次开启仓窖可减少种子的呼吸作用，防止粮食变质腐烂，D正确。] 1．(不定项)(2024·山东卷)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是(　　) A．p点为种皮被突破的时间点 B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 ABD　[由题图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧量降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。] 2．(2024·广东卷)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 D　[有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。] 3．(不定项)(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于负反馈调节 D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 CD　[细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C正确；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP增多，因此AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。] 4．(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是(　　) A．还原型辅酶Ⅰ　　 B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 A　[游泳过程中主要通过有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。] 5．(2022·北京卷)在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如下图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内(　　) A．消耗的ATP不变 B．无氧呼吸增强 C．所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多 D．骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多 B　[滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；人体无氧呼吸的产物是乳酸，分析题图可知，与集训前相比，集训后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，受训者在滑雪过程中单位时间内无氧呼吸增强，所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，B正确，C错误；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸，而受训者在滑雪过程中单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。] 6．(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP C　[在时间a之前，因为没有CO2释放，所以不可能是产生酒精的无氧呼吸过程，只能是产生乳酸的无氧呼吸过程，A正确；因为a～b时间内仍然处于无氧呼吸的状态，产生CO2表明进行了产生酒精和CO2的过程，B正确；两个无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量，两个第一阶段都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以产生的ATP一样多，C错误；酒精跨膜运输的方式是自由扩散，不消耗能量，D正确。] 7．(2023·山东卷)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 B　[根据题述信息“玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累”，说明细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H＋浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；玉米根部短时间水淹，根部含少量氧气，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；丙酮酸产酒精途径与丙酮酸产乳酸途径均无ATP的产生，且消耗的[H]含量相同，C、D错误。] 8．(2022·山东卷)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是(　　) A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同 B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少 C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成 D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成 C　[根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是合成其他物质的还原剂，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；正常生理条件下，只有10%～25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；受伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。] 9．(2022·河北卷)关于呼吸作用的叙述，正确的是(　　) A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体 B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量 C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中 D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾溶液和浓硫酸后变为灰绿色 B　[能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；种子萌发时，种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾溶液和浓硫酸后不会变为灰绿色，D错误。] 课时分层作业(九) (建议用时：45分钟；本试卷共60分。单项选择题每小题3分，不定项选择题每小题5分) 1．(2023·浙江1月选考)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　) A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 C　[酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。] 2．2022年10月1日，中国女篮勇夺女篮世界杯亚军。比赛过程中，运动员的肌肉细胞中进行有氧呼吸和无氧呼吸。若呼吸底物均为葡萄糖，下列相关分析正确的是(　　) A．比赛过程中，运动员肌肉细胞内丙酮酸产生并消耗于细胞质基质 B．比赛过程中，运动员肌肉细胞释放CO2的量明显多于吸收O2的量 C．比赛过程中，运动员消耗的葡萄糖中的化学能大部分以热能形式散失 D．比赛结束后，运动员血浆pH将长时间明显低于血浆正常pH范围 C　[比赛过程中，运动员肌肉细胞内丙酮酸产生于细胞质基质，其中有氧呼吸过程丙酮酸消耗于线粒体，无氧呼吸过程丙酮酸消耗于细胞质基质，A错误；由题意可知，运动员的肌肉细胞中进行有氧呼吸和无氧呼吸，由于人体细胞无氧呼吸的产物只有乳酸，CO2是有氧呼吸的产物，故CO2的产生量等于O2的消耗量，B错误；运动员无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量大部分未被消耗，而是储存于乳酸中，有氧呼吸过程中，消耗的葡萄糖中的化学能大部分以热能形式散失，所以比赛过程中，运动员消耗的葡萄糖中的化学能大部分以热能形式散失，C正确；由于缓冲对的存在，比赛结束后，运动员血浆pH不会明显低于血浆正常pH范围，D错误。] 3．(2020·山东卷)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ATP C．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 B　[无氧呼吸消耗1分子葡萄糖只产生少量ATP，因此癌细胞要满足其生命活动，需大量吸收葡萄糖，A正确；无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸转化为乳酸的过程中不生成ATP，无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段，B错误；无氧呼吸过程中丙酮酸转化为乳酸的场所为细胞质基质，C正确；癌细胞主要进行无氧呼吸，其产生NADH的过程仅发生在第一阶段，因此消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。] 4．(2025·内蒙古模拟)某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是(　　) A．途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B．途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C．酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D．生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 C　[有氧呼吸是在氧气充足的条件下，细胞彻底氧化分解有机物产生二氧化碳和水同时释放能量的过程，有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖酵解产生丙酮酸和还原氢的过程，发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应形成二氧化碳和还原氢的过程，发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气结合形成水的过程，发生在线粒体内膜上；无氧呼吸是在无氧条件下，有机物不彻底氧化分解，产生二氧化碳和酒精或者乳酸，同时释放少量能量的过程，第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，第二阶段是丙酮酸和还原氢在不同酶的作用下形成二氧化碳和酒精或者乳酸，两个阶段都发生在细胞质基质中。途径二为无氧呼吸，葡萄糖中的能量大部分储存在乙醇中，少部分转移到ATP中，还有一部分以热能形式散失，A错误；途径二和途径三的存在，使酵母菌在无氧环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应力，B错误；途径三为无氧条件，产生的ATP较少，因此仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量，C正确；途径一过程也可发生在不含线粒体的细胞中，如硝化细菌、蓝细菌等，D错误。] 5．2,4-二硝基苯酚(DNP)能抑制线粒体内膜合成ATP，但不影响此部位[H]与O2的结合以及放能。将部分酵母菌破碎后获取线粒体和细胞质基质，进行下表所示各组实验。下列有关叙述正确的是(　　) 组别 反应条件 甲组 1 mol葡萄糖＋线粒体＋充足氧气 乙组 1 mol葡萄糖＋细胞质基质＋缺乏氧气 丙组 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋充足氧气 丁组 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋缺乏氧气 戊组 1 mol葡萄糖＋完整酵母菌＋充足氧气＋DNP A．甲组、丙组和戊组中产生的丙酮酸都能在线粒体中分解产生CO2 B．乙组和丁组都可以进行无氧呼吸，两组产生的酒精分子数大致相同 C．丙组和丁组中葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量 D．丙组和戊组都可以进行有氧呼吸，丙组产生的H2O、CO2和ATP的量都多于戊组 B　[甲组实验中线粒体不能分解葡萄糖，丙组和戊组中丙酮酸能在线粒体中分解产生CO2，A错误。据表格信息可知，只有乙组和丁组缺乏氧气，因此只有乙组和丁组能进行无氧呼吸产生酒精，两组产生的酒精分子数大致相同，B正确。丙组进行的是有氧呼吸，葡萄糖彻底分解，葡萄糖分解后的能量去路只有热能和ATP中储存的能量；而丁组进行的是无氧呼吸，葡萄糖分解后的能量去路有热能、ATP中储存的能量和酒精中含有的能量，C错误。丙组和戊组进行的都是有氧呼吸，由于2,4-二硝基苯酚(DNP)只抑制线粒体内膜合成ATP，但不影响此部位[H]与O2的结合以及放能，故丙组和戊组产生相同数量的H2O和CO2，但丙组未用DNP处理，产生的ATP总量多于戊组，D错误。] 6．人体棕色脂肪细胞(BAT)和骨骼肌细胞(SMC)都含有大量线粒体，BAT线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质，同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能(如图所示)，其活性受ATP/ADP的值变化影响。下列说法正确的是(　　) A．BAT和SMC都富含线粒体，产生大量ATP B．UCP蛋白的活性越高，ATP/ADP的值越大 C．寒冷条件下，UCP蛋白对H＋的通透性增大 D．脂肪在脂肪细胞中以脂滴存在，脂滴膜最可能由磷脂双分子层构成 C　[人体棕色脂肪细胞(BAT)富含线粒体，但是其内膜上通道蛋白UCP的存在会使得脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能，因此不可能产生大量的ATP，A错误；ATP合酶将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质，同时合成ATP，而UCP可与ATP合酶竞争膜间隙的H＋，导致ATP合成减少，因此，UCP蛋白的活性越高，ATP/ADP的比值越小，B错误；寒冷条件下，需要增多产热，UCP蛋白对H＋的通透性增大，C正确；脂肪在脂肪细胞中以脂滴存在，脂滴膜最可能由磷脂单分子层构成，且磷脂脂溶性尾部与油脂侧相近，D错误。] 7．(不定项)细胞呼吸过程中，丙酮酸进入线粒体后，被丙酮酸脱氢酶(PDH)催化生成CO2和NADH。PDH的活性受代谢物和可逆磷酸化的双重调节。丙酮酸可抑制PDH激酶活性，而NADH则可抑制PDH磷酸酯酶活性，调节机制如图所示。下列说法正确的是(　　) A．丙酮酸分解过程发生在线粒体基质中 B．丙酮酸可促进ATP末端的磷酸基团移至PDH C．PDH去磷酸化可导致其空间结构发生改变而失去活性 D．丙酮酸与其产物可形成反馈调节来调控有氧呼吸过程 AD　[丙酮酸分解过程发生在线粒体基质中，A正确；丙酮酸可抑制PDH激酶活性，而ATP水解过程需要PDH激酶的催化，同时伴随着ATP末端的磷酸基团移至PDH，可见丙酮酸可抑制ATP末端的磷酸基团移至PDH，B错误；PDH去磷酸化会恢复活性，即PDH去磷酸化过程引起的其空间结构发生的改变会导致其活性恢复，C错误；丙酮酸被丙酮酸脱氢酶(PDH)催化生成CO2和NADH，而丙酮酸可抑制PDH激酶活性，NADH可抑制PDH磷酸酯酶活性，可见丙酮酸与其产物可形成反馈调节来调控有氧呼吸过程，D正确。] 8．(13分)体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，如短跑等。有氧运动能够增强心肺功能，提高肌肉的耐力，还能增加胰岛素敏感性，预防糖尿病的发生。无氧运动能够增加肌肉体积，增强肌肉力量。下图为有氧呼吸的某个阶段示意图。回答下列问题： (1)人体短跑时，产生CO2的具体部位是__________________。而人体在慢跑时，消耗的O2在细胞呼吸中的用途是__________________________ ______________________________________________。 (2)据图可知，H＋沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动某物质(A)合成ATP，则A为________。有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，使得H＋回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康，具体危害是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (3)有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化产生的，与无氧呼吸相比，从能量的角度分析，有氧呼吸能___________________________________________ ____________________________________________________________________，其在进化地位上更为高等。 (4)为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式，请写出大体实验思路：_________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析：(1)人体短跑时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，但只在有氧呼吸的第二个阶段产生CO2，其场所是线粒体基质。人体在慢跑时，消耗的O2用于有氧呼吸的第三个阶段与[H]结合生成水，并释放大量能量。(2)据题图可知，A在ATP合成酶的作用下合成ATP，据此推断，物质A为ADP和Pi。ATP合成酶生成的ATP量减少，导致细胞供能不足和体温过高。(3)与无氧呼吸相比，有氧呼吸能更充分地将有机物中的能量释放出来供细胞使用。(4)若判断人体是否进行有氧呼吸，观测指标为O2的消耗速率；若判断细胞是否进行无氧呼吸，观测指标为血浆中乳酸的含量。 答案：(1)线粒体基质　与[H]结合生成水(并释放大量能量)　(2)ADP和Pi　导致细胞供能不足和体温过高(写出其中一点即可)　(3)更充分地将有机物中的能量释放出来供细胞使用(关键词：更充分，有机物中的能量)　(4)同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后，测定不同运动强度下的O2消耗速率和血浆中乳酸的含量 9．种子活力的高低决定了种子的品质和使用价值，高活力的种子是农业高产的前提。生产实践中常用TTC法检测种子活力。TTC(2,3，5-三苯基氯化四氮唑，无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆种子充分吸胀后，取种胚浸于0.5%的TTC溶液中，在30 ℃条件下保温一段时间后，部分种胚出现红色。下列相关叙述错误的是(　　) A．细胞呼吸产生NADH的阶段都会生成ATP B．TTF是在活种子的线粒体基质中生成的 C．检测后，若种胚红色深，则种子活力高 D．TTC进入活细胞体现了细胞膜控制物质进出的有限性 B　[种子细胞呼吸过程中，可在细胞质基质和线粒体基质中产生NADH，因此TTF是在活种子的细胞质基质和线粒体基质中生成的，B错误。] 10．生物学的原理在生产和生活中得到了广泛的应用。下列有关叙述正确的是(　　) A．种子入库前的干燥脱水处理能减小种子中结合水与自由水的比值 B．相对于玉米种子，等质量的花生种子萌发时需要更多氧气，宜浅播 C．在密闭的环境中，O2浓度越低，CO2浓度越高，贮藏粮食的效果越理想 D．制作面包时加入酵母后应始终维持密封状态，以利于酵母菌产生更多的CO2 B　[种子入库前干燥脱水处理，使自由水含量减少，种子中结合水与自由水的比值增大，A错误；玉米种子营养物质中淀粉含量比较高，花生种子中脂肪含量比较高，由于相同质量的糖类和脂肪有氧呼吸时脂肪耗氧量大，所以花生种子耗氧更多，宜浅播，B正确；无氧条件下，细胞无氧呼吸消耗有机物较多，不利于储存，因此贮藏粮食时O2浓度并不是越低越好，C错误；酵母菌是兼性厌氧微生物，有氧呼吸也会产生CO2，因此做面包时加入酵母后不需要维持密闭状态，D错误。] 11．(不定项)突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。下图为呼吸链突变酵母呼吸过程。下列有关叙述正确的是(　　) A．突变酵母细胞中具有双层膜结构的细胞器是线粒体 B．氧气充足时，野生型酵母增殖速率大于突变酵母 C．氧气充足时，突变酵母细胞中不消耗[H] D．丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质中分解都可产生ATP AB　[酵母菌是真核生物中的真菌，因此细胞中具有双层膜结构的细胞器是线粒体，A正确；氧气充足时，野生型酵母可以进行有氧呼吸，产生更多能量，增殖速率大于突变酵母，B正确；突变酵母细胞只进行无氧呼吸，无氧呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H]，C错误；丙酮酸在细胞质基质中分解为无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，在线粒体基质中分解为有氧呼吸的第二阶段，可产生ATP，D错误。] 12．(13分)某课题小组同学利用如图1所示装置探究酵母菌的细胞呼吸方式。实验开始时，利用调节螺旋将U形管右侧液面高度调至参考点后，关闭三通活栓。实验中定时记录右侧液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。取甲、乙两套该装置设计实验。 装置 反应瓶内加入的材料 中心小杯内加入的材料 液面高度变化的含义 甲 酵母菌培养液1 mL＋适量葡萄糖溶液 适量NaOH溶液 ① 乙 酵母菌培养液1 mL＋等量葡萄糖溶液 等量蒸馏水 细胞呼吸时CO2的释放量与O2吸收量的差值 (1)①表示的含义_________________________________________________ _______________________。 (2)将甲、乙装置均置于28 ℃恒温条件下进行实验(实验过程中微生物保持活性)，60 min后读数。若装置中的酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，那么甲装置U形管右侧液面将__________，乙装置U形管右侧液面将________。 (3)若图2中YZ∶ZX＝4∶1，则对应O2浓度下有氧呼吸消耗的葡萄糖量占总消耗量的__________，图2中无氧呼吸强度降为0的点对应的O2浓度是__________________________________________________________________。 (4)在O2浓度为J点对应浓度前，限制呼吸作用CO2释放量的主要因素是________。 (5)若图2中EL＝LH，则说明O2浓度为H点对应浓度时，有氧呼吸和无氧呼吸____________________相等。 解析：(1)根据甲装置中所放的材料可以判断，反应瓶中细胞呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收，同时消耗O2，所以液面高度变化的含义是细胞呼吸时O2的吸收量。(2)将甲、乙装置均置于28 ℃恒温条件下进行实验(实验过程中微生物保持活性)，60 min后读数。若装置中的酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，那么甲装置反应瓶中由于CO2被NaOH溶液吸收，导致气压降低，所以U形管右侧液面将上升；乙装置反应瓶中有氧呼吸CO2释放量和O2的吸收量相等，而无氧呼吸不消耗O2，同时产生的CO2不能被蒸馏水吸收，导致气压上升，所以U形管右侧液面将下降。(3)若图2中YZ∶ZX为4∶1，由图可知，YZ为无氧呼吸释放的CO2的量，设为4a，ZX为有氧呼吸释放的CO2的量，设为a，则有氧呼吸消耗的葡萄糖为1/6a，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量为2a，则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的1/6a÷(2a＋1/6a)＝1/13。由图2可知，无氧呼吸强度降为0的点，其O2浓度是I点对应的浓度。(4)在O2浓度为J点对应浓度前，限制呼吸作用CO2释放量的主要因素是O2浓度。(5)若图2中EL＝LH，则说明O2浓度为H点对应浓度时，有氧呼吸和无氧呼吸CO2的释放量相等。 答案：(1)细胞呼吸时O2的吸收量　(2)上升　下降　(3)1/13　I点对应的浓度　(4)O2浓度　(5)CO2的释放量 学科网（北京）股份有限公司 $$