5.3 细胞呼吸的原理和利用（提升讲义）生物人教版2019必修1

第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 细胞呼吸的原理和利用 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验材料 （1）生物类型：真菌（真核生物）。 （2）代谢类型：异养兼性厌氧。 2．实验原理 （1）有氧： ①H2O：无法检测。 ②CO2：检验：澄清石灰水→变浑浊（现象）；溴麝香草酚蓝溶液→蓝→绿→黄（现象）。 （2）无氧： ①CO2：检验：溴麝香草酚蓝溶液→蓝→绿→黄（现象）。 ②酒精：检验：橙色重铬酸钾溶液（酸性条件下）→灰绿色（现象）。 3．实验设计思路——对比实验 4．实验步骤 （1）配制酵母菌培养液（酵母菌＋葡萄糖溶液）。 （2）检测CO2的产生，装置如图所示 （3）检测酒精的产生 自A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入两支干净的试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 【注意】葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 5．实验结果 观察项目 澄清石灰水出现浑浊所需时间及浑浊程度 溴麝香草酚蓝溶液变色情况、变化时间 酸性重铬酸钾溶液变色情况 甲组（有氧） 短且浑浊程度大 变黄且时间短 不变色 乙组（无氧） 长且浑浊程度小 变黄且时间长 由橙色变成灰绿色 6．实验结论 甲组（有氧） 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量CO2 乙组（无氧） 酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2 7．科学方法——对比实验 （1）对比实验概念：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 （2）对比实验实例：探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，有氧和无氧两种条件都是实验组，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 [例1]秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸方式（如下图）。下列叙述正确的是（　　） A．检测酒精的生成，应适当延长酵母菌的培养时间 B．用酵母菌完成该实验是因为酵母菌只进行无氧呼吸 C．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌产生了CO2 D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量能提高乙醇最大产量 【答案】A 【详解】A、甲瓶中酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，适当延长培养时间可以使酵母菌耗尽葡萄糖，避免葡萄糖影响酒精的检测，A正确； B、酵母菌是兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，B错误； C、溴麝香草酚蓝水溶液检测CO2时，颜色变化是由蓝色变为绿色再变为黄色，而非红色，C错误； D、乙醇的最大产量取决于底物（葡萄糖）的量，增加甲瓶酵母菌数量，只是加快反应速率，不能提高乙醇最大产量，D错误。 故选A。 [例2]酵母菌在有氧和无氧条件下都能生活。某兴趣小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如下实验装置。下列相关叙述错误的是（　　） A．将乙组澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液后，溶液由橙色变为绿色 B．甲装置中的NaOH溶液和澄清石灰水分别用于吸收和检测CO₂ C．甲组间歇性地通入空气时，间隔时间不能太长，否则会有酒精产生 D．该同学设计了甲、乙两种条件的对比实验，其中乙可作为对照组 【答案】A 【详解】A、将乙组澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液后，溶液会由蓝变绿再变黄，A错误； B、甲装置用于探究有氧呼吸，NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，澄清石灰水用于检测有氧呼吸的产物CO2，B正确； C、甲组间歇性地通入空气时，间隔时间不能太长，否则会因缺少氧气进行无氧呼吸产生酒精，C正确； D、甲（有氧条件）和乙（无氧条件）构成对比实验（通过两组实验结果的比较，探究氧气对酵母菌呼吸方式的影响），其中乙可作为对照组，D正确。 故选A。 [例3]某同学利用如图装置进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验。三种传感器可检测装置相应物质的变化。下列叙述错误的是（    ） A．O2传感器检测到数据变化时，CO2传感器检测的数据来源于有氧呼吸 B．O2传感器检测不到数据变化时，CO2传感器检测的数据来源于无氧呼吸 C．CO2传感器检测到数据变化时，酒精传感器检测的数据来源于有氧呼吸 D．O2和酒精传感器均检测到数据变化时，CO2传感器检测的数据来源于无氧呼吸 【答案】ACD 【详解】A、O2传感器检测到数据变化时，说明酵母菌消耗氧气，进行有氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则CO2传感器检测的数据来源于有氧呼吸或者有氧呼吸和无氧呼吸，A错误； B、O2传感器检测不到数据变化，说明酵母菌只进行无氧呼吸，CO2传感器检测的数据来源于无氧呼吸，B正确； C、CO2传感器检测到数据变化时，CO2可能来源于有氧呼吸或无氧呼吸，而酒精传感器检测的数据来源于无氧呼吸，C错误； D、O2、酒精传感器均检测到数据变化，说明酵母菌同时进行了无氧呼吸和有氧呼吸，则CO2传感器检测的数据来源于有氧呼吸和无氧呼吸，D错误。 故选ACD。 必会知识二 有氧呼吸 1．概念： 指细胞在氧的参与下，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．场所： 线粒体（提醒：内膜向内折叠形成嵴） 3．过程： 阶段 反应方程式 场所 第一阶段 C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量 细胞质基质 第二阶段 2C3H4O3＋6H2O20[H]＋6CO2＋少量能量 线粒体基质 第三阶段 24[H]＋6O212H2O＋大量能量 线粒体内膜 （1）能量不可写成ATP，有氧呼吸各个阶段释放的能量，均大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中以活跃的化学能形式存在，后者可以为多种生命活动提供能量。 （2）三个阶段中有[H]产生的是前一二阶段，[H]中的H来自葡萄糖和水，用于与O2反应生产水。 （3）葡萄糖中的化学能被转化成热能和ATP中活跃的化学能。（提醒：三个阶段都产生能量，其中产生能量最多的是第三阶段） 【注意】有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用；产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。 4．有氧呼吸总反应方程式与各元素的来源和去路 5．能量的去路与特点 （1）释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。（提醒：能量≠ATP，ATP是能量的载体） （2）特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。 [例1]下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①②③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是（　　） A．该示意图表示有氧呼吸过程 B．③会产生大量的ATP C．无氧条件下，①可进行 D．无氧呼吸第二阶段也可产生NADH 【答案】ABC 【详解】A、图示过程将葡萄糖彻底分解为CO2和水，表示有氧呼吸过程，A正确； B、③为有氧呼吸第三阶段，会产生大量的ATP，发生在线粒体内膜上，B正确； C、有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，即图中的①相同，都是将葡萄糖分解为丙酮酸，C正确； D、无氧呼吸第二阶段不会产生NADH，而是消耗NADH，D错误。 故选ABC。 [例2]人体的力量主要来源于肌肉，如图为肌肉细胞需氧呼吸过程示意图。 下列叙述正确的是（　　） A．物质乙能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 B．a阶段中葡萄糖中的能量大多数以热能的形式散失 C．b阶段发生在线粒体基质，该阶段释放的能量最多 D．c阶段中[H]经电子传递链传递的同时消耗大量的水 【答案】A 【详解】A、b为有氧呼吸第二阶段，物质乙为CO2，能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，A正确； B、a为有氧呼吸第一阶段，葡萄糖中的能量大多数保留在丙酮酸中，只有少量以热能的形式散失，B错误； C、b为有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质，该阶段释放的能量少，释放能量最多的是有氧呼吸第三阶段，C错误； D、c为有氧呼吸第三阶段，[H]经电子传递链传递的同时生成大量的水，D错误。 故选A。 [例3]番茄红素是一种脂溶性天然色素，主要存在于茄科植物番茄的成熟果实中。如图表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，图中柠檬酸循环即为有氧呼吸第二阶段。下列相关叙述正确的是（　　） A．物质X为丙酮酸，需进入线粒体才能参与细胞代谢 B．线粒体基质中进行的柠檬酸循环需要氧气直接参与 C．葡萄糖彻底氧化分解释放的能量，大部分储存在ATP中 D．细胞呼吸的中间产物可用于合成细胞内其他的物质 【答案】D 【详解】A、物质X为丙酮酸，丙酮酸可以在细胞质基质中参与无氧呼吸的第二阶段，并非一定进入线粒体才能参与细胞代谢，A错误； B、线粒体基质中进行的柠檬酸循环（即有氧呼吸第二阶段）不需要氧气直接参与，氧气直接参与的是有氧呼吸第三阶段，B错误； C、葡萄糖彻底氧化分解释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，C错误； D、由图可知，细胞呼吸产生的中间产物可以用于合成番茄红素、甘油三酯等细胞内其他物质，D正确。 故选D。 必会知识三 无氧呼吸 1．场所： 细胞质基质。（提醒：加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量） 2．过程： 酒精发酵 乳酸发酵 生物 酵母菌、大多数植物等 乳酸菌、高等动物、马铃薯块茎、水稻根、玉米胚等 第一阶段 C6H12O62C3H4O3＋4[H]＋少量能量 第二阶段 2C3H4O3＋4[H]2C2H5OH＋2CO2 2C3H4O3＋4[H]2C3H6O3 3．总反应式： （1）酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 （2）乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。（提醒：此过程不产生CO2） 4．能量转化(以产生乳酸为例)： 1 mol葡萄糖在分解成乳酸后释放196.65 kJ的能量，其中有61.08 kJ的能量储存在ATP中。 【注意】 （1）无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 （2）人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 （3）不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 5．细胞呼吸概念、实质和意义： （1）概念：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。 （2）实质：细胞内有机物氧化分解，并释放能量。 （3）意义 ①提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 ②是生物体代谢的枢纽。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。 所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量，细胞呼吸还被称为生物体代谢的枢纽，原因是细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，可以进一步形成葡萄糖，糖类、脂质和蛋白质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 [例1]图1和图2均为无氧呼吸的反应过程示意图，已知细胞中NAD+的含量不多，丙酮酸不能运出细胞。下列叙述错误的是（　　） A．图1和图2中所有反应过程发生的场所均为细胞质基质 B．无氧条件下，丙酮酸转化为酒精的过程中伴随有NAD+和ATP的产生 C．丙酮酸→乳酸过程若施加相关酶抑制剂，葡萄糖→丙酮酸过程也会受到影响 D．马铃薯被水淹时，其块茎细胞无氧呼吸时底物未释放出的能量主要储存在乳酸中 【答案】B 【详解】A、图1和图2为无氧呼吸的反应过程示意图，无氧呼吸发生的场所为细胞质基质，A正确； B、无氧条件下，丙酮酸转化为酒精为无氧呼吸第二阶段，该过程伴随有NAD+的产生，但不会产生ATP，B错误； C、若施加丙酮酸→乳酸过程相关酶抑制剂，NADH无法及时转化为NAD+，丙酮酸不能分解，也不能运出细胞，如果丙酮酸持续积累，也会影响细胞呼吸第一阶段的进行，C正确； D、马铃薯被水淹时，其块茎进行无氧呼吸产生乳酸，因此未释放出的能量主要储存在乳酸中，D正确。 故选B。 [例2]在剧烈运动后，通常感到肌肉酸痛，主要原因是肌细胞产生并积累了 （    ） A．二氧化碳 B．酒精 C．乳酸 D．丙酮酸 【答案】C 【详解】乳酸是人体肌细胞无氧呼吸的产物，剧烈运动时氧气不足，丙酮酸转化为乳酸并积累，导致肌肉酸痛，C正确，ABD错误。 故选C。 [例3]无氧条件下酵母菌以葡萄糖为底物进行细胞呼吸，部分物质和能量变化如图所示。下列正确的（  ） A．过程①和②的场所分别是线粒体基质和细胞质基质 B．在有氧条件下，过程①和过程②都会受到抑制 C．在酸性条件下，葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和ATP中 D．与酸性条件相比，碱性条件下酵母菌无氧呼吸生成的ATP更多 【答案】B 【详解】A、无氧条件下，过程①和②都产生了乙醇，酵母菌进行的是无氧呼吸，其场所都是细胞质基质，A错误； B、①和②都属于无氧呼吸过程，在有氧条件下，过程①和过程②都会受到抑制，B正确； C、在酸性条件下，葡萄糖中的能量除转移到了乙醇和ATP中，还有一部分以热能形式散失了，C错误； D、由图可知，与酸性条件相比，碱性条件下酵母菌无氧呼吸生成的ATP更少，D错误。 故选B。 必会知识四 细胞呼吸原理的应用 1．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布。 2．酿酒时要先通气后密封，通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖，密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。 3．对花盆里的土壤经常进行松土透气。 4．粮食储藏需要的条件是（零上）低温、低氧和干燥，蔬菜、水果储藏的条件是（零上）低温、低氧和适宜的湿度。 5．破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，皮肤破损较深时，需清理伤口并注射破伤风抗毒血清等。 6．提倡慢跑等有氧运动是因为有氧运动时，细胞进行有氧呼吸，能避免肌细胞因供氧不足而进行无氧呼吸，产生大量乳酸。 [例1]下列有关生活实例的叙述，错误的是（    ） A．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散 B．可通过降低温度、降低氧气含量的措施延长果蔬储藏时间 C．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果 D．施肥过多，外界溶液浓度过大，植物根毛细胞可能会因失水过多而死亡 【答案】C 【详解】A、甘油为脂溶性小分子，通过自由扩散进入细胞，无需载体和能量，A正确； B、低温抑制酶活性，低氧减弱呼吸作用，减少有机物消耗，从而延长储藏时间，B正确； C、果脯在腌制过程中细胞死亡，细胞失去选择透过性，糖分能直接进入细胞，C错误； D、施肥过多，外界溶液浓度过大，细胞液浓度相对较低，根毛细胞可能会因渗透失水而死亡，D正确。 故选C。 [例2]农耕文化是中国劳动人民几千年生产生活智慧的结晶，浸透着历史先贤的血汗，凝聚着我们民族的智慧。下列相关叙述正确的是（　　） A．“追肥在雨前，一夜长一拳”，一般在雨前施肥是因为矿质元素溶解在水中更容易被植物吸收 B．“干燥无氧储存水果”，能减弱水果的细胞呼吸，延长保质期 C．“水稻要水又怕水，水深淹垮稻的腿”，水稻怕水，适合在旱季种植 D．“耘田烤田”，烤田即为晒田，能促进根系细胞呼吸，有利于吸收土壤中的有机物 【答案】A 【详解】A、矿质元素必须溶解在水中才能被植物根系吸收，所以“追肥在雨前，一夜长一拳”，一般在雨前施肥是因为矿质元素溶解在水中更容易被植物吸收，A正确；    B、“干燥无氧储存水果”会导致水果无氧呼吸产生酒精，使水果腐烂，应在低氧、一定湿度下储存水果，以减弱水果的细胞呼吸，延长保质期，B错误；    C、水稻怕水是因为水稻根细胞缺氧会进行无氧呼吸产生酒精，酒精对根细胞有毒害作用，而不是适合在旱季种植，C错误；    D、“耘田烤田”能促进根系细胞呼吸，有利于吸收土壤中的无机盐，而土壤中的有机物不能被植物根系直接吸收，D错误。 故选A。 [例3]甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是（　　） A．酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B．低温抑制酶Ⅰ的活性，不会影响二氧化碳和NADH的生成速率 C．酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D．呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会降低甜菜产量 【答案】D 【详解】A、有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中进行，酶Ⅰ应分布在线粒体基质，而非线粒体内膜，该阶段反应不消耗氧气（氧气用于第三阶段），A错误； B、低温会降低酶Ⅰ活性，导致第二阶段反应速率下降，CO₂和NADH的生成速率均会降低，B错误； C、有氧呼吸第三阶段生成ATP最多，第二阶段仅生成少量ATP，C错误； D、酶Ⅰ活性与根重正相关，抑制其活性会减少呼吸作用产生的能量和中间产物，阻碍块根生长，从而降低甜菜产量，D正确。 故选D。 必会知识五 影响细胞呼吸的因素及应用 1．O2浓度对细胞呼吸速率的影响： （1）O2浓度对有氧呼吸速率的影响： 在一定范围内，随着O2浓度的增大，有氧呼吸速率增大，但当达到O2饱和点时，有氧呼吸速率不再随O2浓度的增大而增大。 （2）O2浓度对无氧呼吸速率的影响： 在一定范围内，随着O2浓度的增大，无氧呼吸速率减小，当O2浓度达到一定值时，无氧呼吸速率降为0。 2．温度对细胞呼吸速率的影响： 在一定范围内，细胞呼吸速率随温度的升高而增大，当达到并超过最适温度后，细胞呼吸速率随温度升高而减小。 3．CO2浓度对细胞呼吸的影响： 高浓度的CO2对细胞呼吸有明显的抑制效应。 4．含水量对细胞呼吸的影响： 在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增加。 [例1]杧果果实色美肉甜，营养价值高，但极不耐贮藏。呼吸跃变指某些肉质果实从生长停止到开始进入衰老之间的时期，呼吸速率突然升高，出现呼吸高峰。图1表示杧果果实的细胞呼吸过程，A～E表示物质，①～④表示过程。研究人员以杧果果实为实验材料，探究了室温条件下中草药黄芩提取物对杧果果实呼吸强度的影响，结果如图2所示。下列叙述正确的是（    ） A．杧果细胞产生B物质的场所是细胞质基质 B．杧果果实厌氧呼吸进行乙醇发酵，①～④过程均有ATP产生 C．当黄芩提取液质量浓度为25mg/g时，最有利于贮存杧果果实 D．图中不同质量浓度的黄芩提取液均推迟杧果果实的呼吸跃变出现的时间 【答案】D 【详解】A、图1是细胞呼吸过程，图中物质B是二氧化碳，杧果细胞产生B物质的场所是细胞质基质和线粒体基质，A错误； B、杧果果实厌氧呼吸进行的是乙醇发酵，该过程的第二阶段②不产生ATP，图中①③④过程均有ATP释放，B错误； C、结合图示可知，当黄芩提取液质量浓度为25mg/g时，杧果果实呼吸强度大，消耗的有机物多且储存的时间短，C错误； D、由图可看出，不同质量浓度的黄芩提取液均可推迟杧果果实的呼吸跃变出现的时间，因而可知，黄芩提取液能延长储存期，D正确。 故选D。 [例2]将动物的完整线粒体悬浮于含有呼吸底物、氧气和无机磷酸的溶液中，并适时加入ADP、DNP和DCCD三种化合物，测得氧气浓度的变化如图。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．悬浮液中含有的呼吸底物是葡萄糖 B．图示反应发生于线粒体基质 C．ADP和DNP都能抑制细胞呼吸且抑制效率相同 D．DCCD能够抑制细胞呼吸可能是由于抑制ATP合成 【答案】D 【详解】A、进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段的底物是丙酮酸，不是葡萄糖，A错误； B、图示反应消耗氧气，该场所为线粒体内膜，B错误； C、ADP和DNP加入后，曲线下降的斜率不同，所以促进细胞呼吸的效率不同，C错误； D、图示中显示加入DCCD后，氧气浓度不再下降，则推测DCCD作用为抑制ATP合成，D正确。 故选D。 [例3]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。下列说法错误的是（　　） A．p 点为种皮被突破的时间点 B．q 点种子有氧呼吸比无氧呼吸分解的葡萄糖多 C．Ⅱ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．Ⅳ阶段子叶耗氧量下降可能与 NADH 生成减少有关 【答案】B 【详解】A、种皮会限制O2进入种子，由图可知，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； B、q 点种子有氧呼吸和无氧呼吸被氧化的NADH相等，产生等量NADH，无氧呼吸需要消耗更多的葡萄糖，故q点种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，B错误； C、结合题图可知，Ⅱ阶段乙醇脱氢酶活性上升，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加，C正确； D、氧气与NADH发生反应在有氧呼吸第三阶段反应，Ⅳ阶段子叶耗氧量下降可能与NADH生成减少有关，D正确。 故选B。 难点知识一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理： （1）酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，来确定酵母菌细胞呼吸的方式。（提醒：有氧无氧均产生CO2） ①有氧条件：葡萄糖CO2+H2O+能量 ②无氧条件：葡萄糖酒精+CO2+能量 （2）CO2和酒精的检测 检测产物 所用试剂 现象 二氧化碳 澄清的石灰水 变混浊 溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄 酒精 酸性重铬酸钾溶液 橙色变成灰绿色 2．实验步骤： （1）酵母菌培养液的配制：取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中。分别向瓶中注入240m质量分数为5%的葡萄糖溶液。 （2）实验装置图 【注意】 ①A瓶前的锥形瓶中加入的试剂是NaOH溶液，目的是使进入A瓶的空气先经过NaOH的处理，除去其中的CO2，排除其对实验结果的干扰。 ②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再与盛有澄清石灰水的锥形瓶连通，以确保通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。 ③该实验的自变量是氧气的有无，因变量是酵母菌的呼吸产物。该实验为相互对照实验，有氧和无氧条件下的实验都为实验组。 ④由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据是否有CO2产生判断酵母菌细胞呼吸的类型，但可以以CO2产生的多少作为检测指标 （3）检测CO2的产生：根据石灰水混浊的程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 【注意】酵母菌无氧呼吸也产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体（CO2）。 （4）检测酒精的产生：各取2mLA、B瓶酵母菌培养液的滤液→分别注入编号为a、b的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)→轻轻振荡，使它们混合均匀→观察试管中溶液的颜色变化。 【注意】 ①检测酒精的生成，应取酵母菌培养液的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化；而非向无氧组的酵母菌培养液中加入重铬酸钾。 ②葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 3．实验现象： 甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中混浊程度较高。b试管中溶液由橙色变成灰绿色，a试管无颜色变化。 4．实验结论： 酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸。有氧时，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2和水；无氧时，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2。 5．实验方法——对比实验： （1）设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 （2）该实验为对比实验，分析各种变量： ①自变量为氧气的有无。 ②因变量为CO2产生的速率；酒精产生的速率。CO2的鉴定：CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。 酒精的鉴定：酒精与橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下发生化学反应，变成灰绿色。 ③无关变量：温度、试剂用量等，要遵循等量原则。 命题角度1 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌在有氧和无氧条件下都能生活。某兴趣小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如下实验装置。下列相关叙述错误的是（　　） A．将乙组澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液后，溶液由橙色变为绿色 B．甲装置中的NaOH溶液和澄清石灰水分别用于吸收和检测CO2 C．甲组间歇性地通入空气时，间隔时间不能太长，否则会有酒精产生 D．乙装置酵母菌培养的时间控制在8～10h，主要是为了检测酒精 【答案】A 【详解】A、将乙组澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液后，溶液会由蓝变绿再变黄，A错误； B、甲装置用于探究有氧呼吸，NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，澄清石灰水用于检测有氧呼吸的产物CO2，B正确； C、甲组间歇性地通入空气时，间隔时间不能太长，否则会因缺少氧气进行无氧呼吸产生酒精，C正确； D、乙装置中酵母菌培养的时间控制为8～10h，目的是消耗掉葡萄糖，防止葡萄糖与重铬酸钾进行反应，以便于检测酒精，D正确。 故选A。 命题角度2 探究酵母菌细胞呼吸的方式实验注意事项 下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述错误的是（    ） A．A瓶中加入NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2 B．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲组和乙组都是实验组 C．若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄 D．可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生情况 【答案】C 【详解】A、在探究酵母菌呼吸方式的实验中，空气中可能含有CO2，会干扰实验结果，A瓶中加入NaOH溶液，NaOH会与CO2发生反应，从而吸收空气中的CO2，A正确； B、该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲组是有氧条件，乙组是无氧条件，两组都是实验组，相互对比，B正确； C、酸性重铬酸钾用于检测酒精，D瓶中由于缺乏O2而进行无氧呼吸产生酒精，而B中因为有O2而进行有氧呼吸，不能产生酒精，但没有反应完全的葡萄糖也会和酸性重铬酸钾反应，所以B、D瓶内的溶液都会变成灰绿色，C错误； D、CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，可以检测CO2的产生情况，变黄时间短说明产生CO2快，D正确。 故选C。 命题角度3 对比实验 下列关于生物学研究中的科学方法和技术的叙述，错误的是（　　） A．证明基因在染色体上和探究DNA复制方式的实验都使用了假说-演绎法 B．探究酵母菌呼吸方式和噬菌体侵染细菌的实验都是对比实验 C．分离细胞器和DNA粗提取的实验都只进行了一次离心操作 D．微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养过程都需采用无菌技术 【答案】C 【分析】同位素标记法：同位素可用于追踪物质运行和变化的规律，例如噬菌体侵染细菌的实验、验证DNA半保留复制的实验。 【详解】A、摩尔根等人利用果蝇眼色遗传实验证明了“基因在染色体上”，采用的方法是假说—演绎法，探究DNA复制方式的实验也使用了该方法，A正确； B、对比实验，每组都是实验组，探究酵母菌呼吸方式和噬菌体侵染细菌的实验都是对比实验，B正确； C、分离细胞器用差速离心法，使用了多次离心操作，DNA粗提取可用两次离心，C错误； D、微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养过程都需采用无菌技术，以避免杂菌污染，D正确。 故选C。 难点知识二 细胞呼吸方式的判断 1．细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例)： 2．“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式： （1）探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。 （2）实验原理 ①装置一：NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。 ②装置二：着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。 （3）实验结果及结论 实验结果 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 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 （4）实验的注意事项和误差校正 ①注意事项：若所放植物组织为绿色组织，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。为防止微生物呼吸对实验结果造成干扰，应将装置进行灭菌处理。 ②误差校正：为使实验结果准确，防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，还应设置对照(装置三)。对照实验中将所测定的生物材料灭活(将种子煮熟)，其他条件均不变。 命题角度1 细胞呼吸方式的判断（三看法） 某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是（　　） A．装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B．有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精 D．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3：1 【答案】C 【详解】A、本实验研究酵母菌的细胞呼吸方式，有氧气或无氧气是实验的自变量，而不是无关变量，A错误； B、有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解，所以既进行有氧呼吸（CO2的场所是线粒体基质），又进行无氧呼吸（产生CO2的场所是细胞质基质）；无氧组只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质。所以有氧组产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质，无氧组是细胞质基质，B错误； C、有氧组虽然进行有氧呼吸，但也进行无氧呼吸（因为氧气不足），无氧呼吸会产生酒精；无氧组进行无氧呼吸，也产生酒精。所以有氧组和无氧组均能检测到酒精，C正确； D、有氧呼吸时，1分子葡萄糖产生6分子CO2；无氧呼吸时，1分子葡萄糖产生2分子CO2。由于有氧组同时进行有氧和无氧呼吸，所以有氧组产生的CO2量比仅进行有氧呼吸时少，那么有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于6:2=3:1，D错误。 故选C。 命题角度2 细胞呼吸方式的判断（实验法） 如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置（假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响），下列有关说法错误的是（    ） A．装置1中液滴向左移动的距离，可代表酵母菌有氧呼吸过程中氧气的消耗量 B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸 C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴不移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸 D．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 【答案】C 【详解】A、该实验的目的是通过液滴的移动方向和移动距离探究酵母菌的细胞呼吸类型，结合题图可知，装置1中NaOH溶液的作用是除去酵母菌呼吸释放的CO2，因此装置1中液滴移动的距离代表酵母菌有氧呼吸消耗的O2量，A正确； B、有氧呼吸释放的CO2量与消耗的O2量相同，由于清水既不吸收气体，也不释放气体，若用水代替NaOH溶液设置装置2，则通过该装置液滴的移动情况可用于探究酵母菌是否进行无氧呼吸，移动距离代表酵母菌无氧呼吸释放的CO2量，B正确； CD、用水代替NaOH溶液设置装置2，若装置1中液滴左移，可说明酵母菌进行了有氧呼吸，若装置2中液滴不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸；若装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，C错误；D正确。 故选C。 安徽是全国重要产茶省份之一，某研究小组为测定茶树种子萌发时的呼吸方式，设计了如图1所示的装置。实验开始前，着色液滴均停留在初始位置，随后关闭活塞。在黑暗、温度等适宜的环境下，经过20分钟后读取刻度管中着色液滴移动的距离，假设a（mm）、b（mm）分别定义装置1和装置2的着色液滴向左移动的距离。根据测定推算的结果，绘制出茶树种子萌发过程中CO2释放量及O2吸收量的变化曲线，如图2所示（设细胞呼吸的底物是葡萄糖）。回答下列问题： (1)图1中的X应是 ，为了排除非生物因素对测量结果的干扰，参照装置2增设的对照组装置3应是 。 (2)图2中第18h的结果应是装置1的着色液滴 ，装置2的着色液滴 。图2中第42h茶树种子细胞的呼吸方式主要是 。 (3)若某个时刻（1）中增设的对照组着色液滴未移动，有氧呼吸消耗的葡萄糖占1/3，a=12，则b= （用“+、-”表示方向）。 【答案】(1)NaOH溶液5mL 将发芽种子换成等量煮熟的种子，其余的设置与装置2一样 (2)左移 右移 有氧呼吸 (3)-8 【分析】图1装置是为测定茶树种子萌发时的呼吸方式设计的，图1装置1的试管内应该装有NaOH，吸收呼吸释放的二氧化碳，因此1中液滴的移动是由氧气的变化决定的；装置2中容器中装的是蒸馏水，液滴的移动是由氧气变化与二氧化碳的变化共同决定的，二氧化碳的释放量是装置2与装置1液滴移动的距离差。 【详解】（1）图1装置 1 测的应是呼吸作用 O2 吸收值，装置 2 测的应是 CO2-O2 值，故 X 是 5mL NaOH 溶液，用于吸收装置1中的CO2 ，容器中气体体积的改变便是 O2 减少值；要排除非生物因素对测量结果的干扰，对装置 2 设置的对照装置3应是将发芽种子换成等量煮熟的种子，其余的设置与装置 2 一样，对照组着色液的移动代表的是实验过程中外界环境的干扰情况。 （2）装置 1 测的是 O2 吸收值，装置 2 测的是 CO2-O2 值，图2中第 18h种子释放的 CO2>吸收的 O2>0，CO2-O2>0，装置 1 的着色液滴左移，装置 2 的着色液滴右移， 图2中第 42h 种子吸收的 O2=释放的 CO2 ，故只进行有氧呼吸。 （3）有氧呼吸消耗的葡萄糖占1/3，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为 x mol，则无氧呼吸消耗的葡萄糖为 2x mol，装置1液滴左移，装置2液滴右移，a为正数，则b为负数，根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式推测：a =O2= 6x = 12，x = 2，CO2= 6x+4x，b = -（CO2-O2 ）= -（6x+4x-6x）= -8。 难点知识三 有氧呼吸和无氧呼吸过程 1．总方程式和过程： （1）有氧呼吸： ①总方程式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 ②过程： 阶段 反应方程式 场所 第一阶段 C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量 细胞质基质 第二阶段 2C3H4O3＋6H2O20[H]＋6CO2＋少量能量 线粒体基质 第三阶段 24[H]＋6O212H2O＋大量能量 线粒体内膜 （2）无氧呼吸： ①总反应式： 酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。（提醒：此过程不产生CO2） ②过程： 酒精发酵 乳酸发酵 生物 酵母菌、大多数植物等 乳酸菌、高等动物、马铃薯块茎、水稻根、玉米胚等 第一阶段 C6H12O62C3H4O3＋4[H]＋少量能量 第二阶段 2C3H4O3＋4[H]2C2H5OH＋2CO2 2C3H4O3＋4[H]2C3H6O3 【注意】 ①有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。 ②真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 ③原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 ④人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。 2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较： （1）有氧呼吸与无氧呼吸异同： 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区别 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解， 生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底， 生成乳酸或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行； 本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP （2）细胞呼吸反应式中各物质的比例关系（提醒：呼吸底物为葡萄糖） ①有氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(O2)∶n(CO2)＝1∶6∶6。 ②无氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(CO2)∶n(C2H5OH)＝1∶2∶2或n(C6H12O6)∶n(C3H6O3)＝1∶2。 ③有氧呼吸和无氧呼吸(产酒精)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。 ④有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为有氧呼吸∶无氧呼吸＝1∶3。 命题角度1 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 如图所示为细胞内进行的生理过程。下列叙述正确的是（　　） A．消耗等摩尔葡萄糖时，②④过程产生的CO2量相等 B．原核细胞没有线粒体不能发生②过程 C．②过程释放大量能量，③④过程释放少量能量 D．②③④过程不能发生在同一个细胞中 【答案】D 【详解】A、有氧呼吸1mol葡萄糖分解产生6molCO2，而无氧呼吸产生2molCO2，故消耗等摩尔葡萄糖时，②过程产生的CO2量是④过程的3倍，A错误； B、原核细胞没有线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，也能进行有氧呼吸，如蓝藻，B错误； C、有氧呼吸第一、第二阶段产生的能量少，第三阶段产生的能量多；③④无氧呼吸的第二阶段无能量产生，C错误； D、③④过程为两种不同的无氧呼吸，不能发生在同一个细胞中，D正确。 故选D。 下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，错误的是（　　） A．所有活细胞都能通过细胞呼吸生成 ATP B．人体内产生 CO2的细胞呼吸一定是有氧呼吸 C．若利用葡萄糖进行无氧呼吸，大部分能量以热能形式散失 D．人体利用葡萄糖进行有氧呼吸，可将其进行彻底氧化分解 【答案】C 【详解】A、所有活细胞都需要能量维持生命活动，细胞呼吸（无论有氧或无氧）的第一阶段均能产生少量ATP，A正确； B、人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO₂；CO₂只能在线粒体基质中通过有氧呼吸产生，B正确； C、无氧呼吸中葡萄糖分解不彻底，释放的能量少，其中大部分仍储存在有机物（如乳酸或酒精）中，仅少部分转化为ATP和热能，C错误； D、有氧呼吸将葡萄糖彻底分解为CO₂和H₂O，实现彻底氧化分解，D正确。 故选C。 命题角度2 有氧呼吸与无氧呼吸相关计算 为探究硅藻的呼吸方式，该小组将等量硅藻置于密闭黑暗的容器中，定期测定容器内O₂、CO₂相对含量，结果如下表。下列分析正确的是（　　） 0min 5min 10min 15min 20min 25min CO2相对含量 1 4 5.6 6.7 7.7 9.1 O2相对含量 20 17 15.8 15.0 14.6 14.4 A．0-5min硅藻进行有氧呼吸，NADPH的消耗过程都伴随着产生ATP B．若在10min时给予适宜光照，容器中的CO2含量会持续下降 C．15-20min产生的CO2最少，10-15min参与呼吸作用的葡萄糖最少 D．随着O2含量降低，硅藻开始进行无氧呼吸，产物为乳酸和CO2 【答案】C 【详解】A、0-5min，消耗的O2的量等于产生的CO2的量，说明植物进行有氧呼吸，呼吸作用过程中无NADPH的产生和消耗，在有氧呼吸第三阶段，NADH的消耗过程都伴随着产生 ATP，A错误； B、若在10min给予植物适宜的光照，CO2含量一般先降低后稳定，B错误； C、有氧呼吸的方程式为：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量；无氧呼吸产生CO2的方程式为：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量，15~20min装置中产生的CO2最少，为1，O2的消耗量为0.4，按照比例关系可求得，该时段葡萄糖的消耗量为22/60；10-15min时，CO2的产生量为1.1，O2的消耗量为0.8，依据比例关系，可求得葡萄糖的消耗量为17/60，根据反应式可求得各时段的葡萄糖消耗量都大于10-15min的消耗量，即10-15min参与呼吸作用的葡萄糖最少，C正确； D、产CO2的无氧呼吸不产生乳酸，D错误。 故选C。 在a、b、c、d四种不同条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下图。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是（　　） A．a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精或乳酸 B．c、d两种不同条件下，种子呼吸消耗的葡萄糖相等 C．b条件下，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶6 D．d条件下，产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质 【答案】B 【详解】A、由图可知，a条件下，O2吸收量0，CO2释放量为10，说明此过程不进行有氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精，没有乳酸，A错误； B、c条件下，O2吸收量为3，因此有氧呼吸产生的CO2为3，有氧呼吸消耗的葡萄糖为1/2；CO2释放量为4，因此无氧呼吸产生的CO2是1，无氧呼吸消耗葡萄糖1/2，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等，B正确； C、b条件下，O2吸收量为2，根据有氧呼吸的反应式，有氧呼吸消耗葡萄糖1/3，无氧呼吸产生的CO2是6，无氧呼吸消耗葡萄糖3，所以有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶9，C错误； D、d条件下，O2吸收量与CO2释放量相等，只进行有氧呼吸，有氧呼吸第二阶段产生CO2，场所在线粒体基质，D错误。 故选B。 难点知识四 糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化 细胞的有氧呼吸过程需要经过一系列复杂的化学反应，它们可以概括为糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化三个阶段。 1．糖酵解： 发生在细胞质基质中，经过糖酵解，1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，如下图所示。 2．三羧酸循环（柠檬酸循环）： 该过程发生在线粒体基质中，糖酵解终产物丙酮酸经扩散作用进入线粒体，在酶的作用下脱去1分子CO2，转化为1分子乙酰辅酶A（二碳单位）和1分子NADH，乙酰辅酶A进入柠檬酸循环，该循环的第一个产物柠檬酸含有3个羧基，因此也称为三羧酸循环。在多种酶的催化作用下，在水分子的参与下，丙酮酸彻底分解为CO2和[H]，并释放出少量的能量。 3．电子传递和ATP的合成： 电子传递和ATP的合成发生在线粒体内膜上，其上含有很多种类的膜蛋白，它们紧密地排列在一起，共同参与[H]释放的高能电子的传递和能量的转化，称为电子传递链。 （1）[H]在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成了H2O。 （2）线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。 （3）H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成（在一定范围内，线粒体内膜两侧的H＋浓度差越大，ATP合成越多）。 命题角度1 糖酵解 早餐中白粥或面包等食品中含有淀粉，经消化分解，能为机体细胞呼吸提供葡萄糖，保证能量的供应。下图为人体细胞在有氧呼吸过程中碳原子的转移途径（“C—C—C”为丙酮酸，“C—C”为二碳化合物），其糖酵解（第一阶段）的第一步反应需要己糖激酶催化，反应过程为：葡萄糖+己糖激酶葡萄糖-6-磷酸+ADP+Pi。下列叙述正确的是（    ） A．葡萄糖分解为丙酮酸过程有ATP消耗 B．哺乳动物成熟的红细胞没有己糖激酶 C．淀粉水解为葡萄糖时伴随ATP的生成 D．图中过程③的反应发生在线粒体内膜 【答案】A 【分析】有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段均是在细胞质基质进行的，由葡萄糖分解生成丙酮酸，产生2分子ATP的过程。 【详解】A、葡萄糖分解为丙酮酸过程（糖酵解）是细胞呼吸第一阶段，该过程存在己糖激酶的催化，有ATP消耗，A正确； B、动物成熟的红细胞进行无氧呼吸，也会发生糖酵解，需要己糖激酶的催化，B错误； C．淀粉水解为葡萄糖不属于细胞呼吸，没有ATP生成，C错误； D、过程③产生CO2，发生在线粒体基质，D错误。 故选A。 葡萄糖在人体细胞中通过糖酵解变成丙酮酸，生成少量ATP和［H］。下列叙述正确的是（    ） A．［H］在线粒体基质与氧结合生成水 B．降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶活性会降低 C．糖酵解过程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中 D．糖酵解产生的丙酮酸可在线粒体中氧化分解 【答案】D 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、［H］与氧结合生成水发生在线粒体内膜，A错误； B、人体是恒温动物，降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶活性基本不变，B错误； C、糖酵解过程中产生丙酮酸，无乳酸生成，若为无氧环境，丙酮酸在细胞质基质中与［H］进一步转化为乳酸，C错误； D、有氧呼吸和无氧呼吸都会发生糖酵解，糖酵解产生的丙酮酸可在线粒体基质中进一步氧化分解，D正确。 故选D。 命题角度2 三羧酸循环 在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A进入三羧酸循环。三羧酸循环的大致过程为乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经过脱氢等过程，最终生成CO2、ATP等，并且重新生成草酰乙酸。高浓度柠檬酸可促进脂肪酸的合成代谢，脂肪营养不良会导致线粒体中三羧酸循环活性下降。下列说法错误的是（    ） A．治疗脂肪营养不良可在食物中适量添加柠檬酸 B．三羧酸循环过程中会产生还原型辅酶I C．正常生理条件下，利用14C标记的丙酮酸可追踪三羧酸循环中各产物的生成 D．乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸的过程发生在线粒体基质中 【答案】C 【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段是丙酮酸和H2O反应生成CO2和[H]，释放少量能量；第三阶段是O2和[H]反应生成水，释放大量能量。 【详解】A、据题意可知，高浓度柠檬酸可促进脂肪酸的合成代谢，所以柠檬酸水平与脂肪生成呈正相关，在食物中适量添加柠檬酸能直接提高柠檬酸水平，能有效治疗脂肪营养不良，A正确； B、据题意可知，三羧酸循环属于有氧呼吸的第二阶段，会产生还原型辅酶Ⅰ，B正确； C、利用14C标记的丙酮酸可追踪三羧酸循环中含C产物的生成，不能追踪不含C产物的生成，C错误； D、乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸属于有氧呼吸第二阶段，发生在线体基质中，D正确。 故选C。 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。下列相关叙述不正确的是（    ） A．图中三羧酸循环的代谢反应不需要氧直接参与 B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质 C．肿瘤细胞无氧呼吸会减弱细胞毒性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4步会生成[H] 【答案】D 【分析】由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加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，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，从而减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力。 【详解】A、由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A正确； B、有氧呼吸三羧酸循环发生的场所是线粒体基质，因此草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B正确； C、由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加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，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C正确； 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］，分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步，D错误。 故选D。 命题角度3 电子传递和ATP的合成 电子传递链是位于线粒体内膜上的一系列酶复合体和递氢/递电子体构成的链式反应体系，其核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成 ATP。如图表示细胞呼吸的部分过程及部分细胞结构。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体的外膜和内膜对丙酮酸的通透性存在较大差异 B．位于线粒体内膜上的 ATP 合成酶只能与 ADP 和 Pi 结合 C．在有氧呼吸过程中，NADH 能释放电子，O2能接受电子 D．若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生 ATP 受阻 【答案】B 【详解】A、线粒体外膜通过孔蛋白转运丙酮酸，外膜对丙酮酸的通透性较大，而内膜通过丙酮酸转运体主动运输丙酮酸，内膜对丙酮酸的通透性较小，A正确； B、由图可知，位于线粒体内膜上的 ATP 合成酶还可以转运H+，B错误； C、有氧呼吸过程中，NAD+接受H+和电子形成NADH，NADH 能释放电子，O2能接受电子，C正确； D、题干信息：电子传递链核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成 ATP；若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生 ATP 受阻，D正确。 故选B。 进行细胞呼吸时，NADH等物质产生的电子经线粒体电子传递链传递给氧并生成H2O，同时利用电子传递过程中释放的能量来建立线粒体内膜两侧的H+高浓度差用于驱动合成ATP。将完整的离体线粒体放在缓冲液中，加入不同物质后检测O2消耗速率和ATP合成速率，结果如图所示。已知氰化物可以阻断电子的传递。下列分析错误的是（    ） A．仅加入ADP和Pi时，ATP合成速率低可能是由于缺乏NADH B．丙酮酸在线粒体内膜上氧化分解，生成NADH、CO2 C．加入丙酮酸后，线粒体基质和内膜的ATP合成速率快速增大 D．氰化物抑制了电子传递和线粒体内膜两侧H+高浓度差的建立，从而抑制ATP合成 【答案】B 【分析】有氧呼吸过程：有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH，释放少量的能量；第二阶段，在线粒体基质，丙酮酸和水彻底分解成CO2和NADH，释放少量的能量；第三阶段，在线粒体内膜，前两个阶段产生的NADH，经过一系列反应，与O2结合生成水，释放出大量的能量。 【详解】A、进行细胞呼吸时，NADH等物质产生的电子经线粒体电子传递链传递给氧并生成H2O，同时利用电子传递过程释放的能量建立线粒体膜两侧的H+浓度差用于驱动合成ATP。仅加入ADP和Pi时，由于没有NADH提供电子，电子传递链不能正常进行，也就无法有效地建立线粒体膜两侧的H+浓度差来驱动ATP合成，所以ATP合成速率低，A正确； B、丙酮酸的氧化分解发生在线粒体基质中，其过程包括丙酮酸和水反应生成NADH、CO2等，而不是在线粒体内膜上，B错误； C、加入丙酮酸后，丙酮酸可在线粒体中进行有氧呼吸的第二、三阶段。第二阶段在线粒体基质中进行，产生NADH等，第三阶段在线粒体内膜上进行，NADH等物质产生的电子经线粒体电子传递链传递，释放能量建立线粒体膜两侧的H+浓度差，用于驱动ATP合成，所以线粒体基质和内膜的ATP合成速率会快速增大，C正确； D、已知氰化物可以阻断电子的传递。加入氰化物后，电子传递无法正常进行，也就不能利用电子传递过程释放的能量建立线粒体膜两侧的H+浓度差，进而抑制了ATP合成，D正确。 故选B。 难点知识五 细胞呼吸的影响因素及应用 1．温度对细胞呼吸的影响： （1）原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶活性进而影响细胞呼吸速率。 （2）应用 ①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。 ②提高产量：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。 2．O2浓度对细胞呼吸的影响： （1）原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有促进(填“促进”或“抑制”)作用。 ①A点：O2浓度＝0，只进行无氧呼吸。 ②B点：B点之前，无氧呼吸和有氧呼吸同时进行；B点及B点之后，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。 ③C点：无氧呼吸消失。 ④P点：低氧浓度，有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑制，CO2释放总量最少，有机物消耗总量最少，最适合于储藏。 ⑤Q点：有氧呼吸与无氧呼吸的CO2释放量相等(不等同于有氧呼吸与无氧呼吸速率相等)。 ⑥面积M：无氧呼吸过程中CO2的释放总量。 （2）应用 ①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧病菌的无氧呼吸。 ②作物栽培中中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。 ③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 ④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根死亡。 3．CO2浓度对细胞呼吸的影响： （1）原理：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，适当增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 4．水对细胞呼吸的影响： （1）原理 ①间接影响：细胞内的许多生化反应需要水的参与，自由水含量升高，细胞呼吸加快。 ②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。 （2）应用 ①抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，有利于储藏。 ②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。 【注意】 ①果蔬和种子储存条件不同：果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分（低温保存可以抑制微生物的生命活动）；种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件（种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存）。 ②影响植物细胞呼吸的内部因素：①植物种类水生植物＞旱生植物阳生植物＞阴生植物；②器官种类：生殖器官（花、果实、种子）＞营养器官（根、茎、叶）；③生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。 ③干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中缺水，特别是缺少自由水，导致细胞代谢强度非常弱，细胞呼吸产生的能量非常少，不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求。 命题角度1 温度对细胞呼吸的影响 研究人员选取大小、成熟度一致且无损伤的冬枣若干，放在不同温度条件下储藏，检测乙醇含量，结果如图。下列推断错误的是（    ） A．受损伤冬枣易滋生微生物而腐烂 B．储藏的冬枣细胞呼吸不产生CO2 C．乙醇是冬枣细胞无氧呼吸的产物 D．低温利于延长冬枣贮藏保鲜期 【答案】B 【详解】A、受损伤冬枣失去果皮保护更容易滋生微生物，微生物分解会加速其腐烂变质，A正确； B、据图可知，储藏的冬枣会产生乙醇，则同时会产生CO2，B错误； C、冬枣无氧呼吸会产生乙醇和二氧化碳，C正确； D、由图可知，低温下，产生的乙醇少，消耗的有机物少，更有利于延长冬枣贮藏保鲜期，D正确。 故选B。 命题角度2 O2浓度对细胞呼吸的影响 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．甲曲线表示无氧呼吸过程中CO2释放量 B．O2浓度为b时，细胞中丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 C．O2浓度为0时，细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中 D．储存新鲜蔬菜时，应将氧气浓度控制在a点以减少有机物的消耗 【答案】D 【详解】A、图中横坐标是氧气浓度，据图可知，当氧气浓度为0时，甲曲线仍有气体交换值，说明甲表示CO2的释放量（既包括有氧呼吸也包括无氧呼吸），乙表示O2吸收量，A错误； B、O2浓度为b时，只进行有氧呼吸，细胞中丙酮酸分解成CO2和[H]的过程属于有氧呼吸第二阶段，该阶段不需要O2的直接参与，B错误； C、O2浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸，释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，C错误； D、a点CO2的释放量最少，故储存新鲜蔬菜时，应将氧气浓度控制在a点以减少有机物的消耗，D正确。 故选D。 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O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率（①）、O2消耗速率（II）、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，Si、S2、S₃、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行了相同的实验，实验装置和条件不变，得到乳酸产生速率（IV）的曲线。下列相关叙述错误的是（    ） A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失 B．若改变温度条件，S1和S2的值始终相等 C．若S2：S₃=2：1，则S₄：S1=8：1时，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和曲线Ⅲ两者完全重合，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 【答案】D 【详解】A、t1时刻，酒精产生速率为0 ，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，即只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确； B、0～t1无氧呼吸产生的二氧化碳量为S2+S3或S1+S3，因此S2=S1，若改变温度条件，S1和S2的值始终相等，B正确； C、由B选项可知，S1=S2，若S2：S3=2:1、S4：S1=8:1时，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1mol葡萄糖产生6mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳，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； D、乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌无氧呼吸时乳酸和酒精的产生速率相等，即无氧呼吸速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，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。 故选D。 命题角度3 CO2浓度对细胞呼吸的影响 四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窖中，贮藏时间可以达到4～5个月之久；哈尔滨等地利用大窖套小窖的办法，可使黄瓜贮存期达到3个月，这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”的说法，错误的是 A．自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但其易受外界环境的影响 B．在自体保藏法中如能控制温度在1～5℃，贮藏时间会更长 C．自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的二氧化碳抑制自身的呼吸作用 D．在密闭环境中，二氧化碳浓度越高，抑制呼吸作用的效果越好 【答案】D 【分析】密闭环境中，二氧化碳浓度越高，有氧呼吸被抑制的越彻底，但无氧呼吸的强度增大，消耗的有机物也会增多，其产物酒精还会伤害植物细胞。 【详解】A. “自体保藏法”是一种简便的果蔬贮藏法，但易受外界环境的影响，如温度、密闭程度等，A正确； B. 控制温度在1～5℃，呼吸强度会更低，贮藏时间会更长，B正确； C. 水果和蔬菜等细胞呼吸会产生CO2，果蔬呼吸释放的CO2会抑制自身的有氧呼吸作用，减少有机物的消耗，C正确； D. 在密闭环境中，CO2浓度保持较高水平，但浓度过高会使无氧呼吸增强，无氧呼吸产物对果蔬品质造成影响，所以不是CO2浓度越高，贮藏效果越好，D错误。 命题角度4 水对细胞呼吸的影响 抑制作物种子的呼吸作用是减少损耗的有效手段。研究表明，作物种子呼吸速率与其含水量密切相关，如下图所示，下列叙述正确的是（    ） A．种子含水量降至14%以下时，呼吸速率微弱的原因是种子的结合水含量较少，细胞线粒体损伤 B．种子含水量升至16%左右时，作物1种子较作物2种子更耐贮藏 C．种子含水量低时，呼吸速率微弱的原因是种子的自由水含量较少，细胞发生了质壁分离 D．种子含水量高时，呼吸速率增强的原因是种子的自由水含量增加，细胞代谢水平增强 【答案】D 【分析】细胞内的水以自由水和结合水的形式存在，结合水是细胞结构的主要组成成分，自由水是细胞内良好的溶剂，是许多化学反应的介质，水还是许多化学反应的反应物或生成物，水能自由移动，对于运输营养物质和代谢废物具有重要作用；自由水与结合水的比值越高，细胞新陈代谢越旺盛，抗逆性越差，反之亦然。 【详解】A、种子含水量降至14%以下时，呼吸速率微弱的原因是种子的结合水含量相对较多，代谢较慢，A错误； B、种子含水量升至16%左右时，作物2种子呼吸速率较低，更耐贮藏，B错误； C、种子含水量低时，呼吸速率微弱的原因是种子的自由水含量较少，但细胞并未发生质壁分离，C错误； D、种子含水量高时，呼吸速率增强的原因是种子的自由水含量增加，细胞新陈代谢越旺盛，D正确。 故选D。 1．某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法错误的是（    ） A．该实验中，注射器A为实验组，注射器B也为实验组 B．若注射器A中的气体体积大于25mL，说明酵母菌进行了无氧呼吸 C．取少量注射器B中酵母菌培养液，用酸性重铬酸钾检测，若溶液变为灰绿色，则一定是酵母菌无氧呼吸产生了酒精 D．将注射器A中产生的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄 【答案】C 【详解】A、本实验目的是探究酵母菌的呼吸方式，注射器A探究有氧呼吸，注射器B探究无氧呼吸，都是实验组，该实验是对比实验，A正确； B、若酵母菌只进行有氧呼吸，气体体积不变，而注射器A中的气体体积大于25mL，说明酵母菌开始进行无氧呼吸（无氧呼吸产生CO₂，导致气体体积增加），B正确； C、取少量注射器B中酵母菌培养液，用酸性重铬酸钾检测，溶液变为灰绿色，不一定是酒精，还可能是葡萄糖，所以要延长培养时间可确保葡萄糖被完全消耗，避免残留葡萄糖干扰酒精检测，C错误； D、注射器A中产生的气体是二氧化碳，二氧化碳通入溴麝香草酚蓝溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄，D正确。 故选C。 2．下图实验装置用于探究酵母菌细胞呼吸的方式，下列关于该实验叙述错误的是（　　） A．该实验的自变量是氧气 B．甲乙两组实验结果未知，属于对比实验 C．两装置中的澄清石灰水，甲变浑浊，乙不变浑浊 D．装置甲中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2 【答案】C 【详解】A、该实验的自变量为是否有氧气，因变量为反应产物的不同，A正确； B、甲、乙两组实验分别研究有氧条件和无氧条件下酵母菌的呼吸，属于对比实验，B正确； C、两装置中的澄清石灰水均变浑浊，因为酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物中均有 二氧化碳，C错误； D、装置甲中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，进而可以避免空气中的二氧化碳对实验结果的干扰，D正确。 故选C。 3．氧气充足时，肿瘤细胞大量摄取葡萄糖，通过特殊的糖代谢途径为自身生命活动提供能量，这种现象称为瓦氏效应，其过程如图所示。肿瘤细胞的Pkm2维持低活性状态，有利于细胞在细胞质中积累丙酮酸。丙酮酸的去向是细胞选择糖代谢类型的关键，主要由Pdk调控。下列叙述正确的是（    ） 注：“→”表示促进作用，“”表示抑制作用。Pkm2是M2型丙酮酸激酶，可催化PEP生成丙酮酸；Pdk是丙酮酸脱氢酶激酶，抑制丙酮酸在线粒体中的氧化分解。 A．丙酮酸彻底氧化分解的场所是细胞质基质 B．可推测肿瘤细胞内的Pdk活性通常较高 C．癌细胞通过此代谢途径可产生大量ATP D．发生瓦氏效应会使细胞内乳酸积累过多 【答案】B 【详解】A、丙酮酸彻底氧化分解发生在线粒体基质，A错误； B、Pdk活性高可抑制丙酮酸进入线粒体氧化，使其更多转为乳酸，符合瓦氏效应特点，B正确； C、瓦氏效应下癌细胞的葡萄糖主要通过无氧酵解途径产生少量ATP，C错误； D、图示表明丙酮酸可转为乳酸，乳酸可通过Mct4转运蛋白运出细胞，不会使细胞内乳酸积累过多，D错误。 故选B。 4．酵母菌利用葡萄糖发酵过程中的部分生理过程如图所示，A~E表示相应化学物质，①~④表示相关生理过程，下列说法错误的是（　　） A．如果有酒味，是酵母菌进行了过程①②产生了E所致 B．把酵母菌破碎离心后得到只含酵母菌细胞器的沉淀，加入发酵液，在有氧条件下能持续产生CO2但不能产酒精 C．图中②③④过程发生场所分别为酵母菌细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质 D．若通入18O标记的D 至发酵液中，一段时间后会在 B 中检测到18O 【答案】B 【详解】A、如果有酒味，说明酵母菌进行了无氧呼吸，即过程①②，产生了酒精（E），A正确； B、把酵母菌破碎离心后得到只含细胞器的沉淀，由于葡萄糖不能直接进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体完成后续有氧呼吸过程，无氧呼吸和有氧呼吸都需要细胞质基质，而此时细胞质基质已不存在，故有氧条件下不能产生CO2，在无氧条件下也不能产酒精，B错误； C、②表示无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质，③有氧呼吸第三阶段和④有氧呼吸第二阶段分别在线粒体内膜和线粒体基质内发生，C正确； D、若通入18O标记的氧气（D），参与有氧呼吸第三阶段生成水，水又可参与有氧呼吸第二阶段产生二氧化碳，一段时间后会在二氧化碳（B）中检测到18O，D正确。 故选B。 5．细胞呼吸除了能为生物体提供能量外，还是生物体代谢的枢纽。下列叙述错误的是（　　） A．人体细胞呼吸产生的CO2均来自线粒体基质 B．蛋白质、糖类和脂质的代谢，可以通过细胞呼吸过程联系起来 C．小白兔成熟的红细胞逆浓度梯度吸收K⁺受氧气浓度的影响 D．夜晚适当降低大棚温度能减少蔬菜有机物消耗，利于增产 【答案】C 【详解】A、人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO₂；有氧呼吸的CO₂产生于线粒体基质（第二阶段丙酮酸分解），因此所有CO₂均来自线粒体基质，A正确； B、细胞呼吸的中间产物（如丙酮酸、乙酰辅酶A等）可作为合成其他有机物（如脂肪、氨基酸）的原料，故蛋白质、糖类、脂质代谢可通过呼吸过程联系，B正确； C、小白兔成熟红细胞无线粒体，依赖无氧呼吸供能。逆浓度梯度吸收K⁺（主动运输）所需能量由无氧呼吸提供，而氧气浓度不影响无氧呼吸速率，因此该过程不受氧气浓度影响，C错误； D、夜晚降低温度可抑制呼吸酶活性，减少呼吸作用消耗有机物，从而提高蔬菜净产量，D正确。 故选C。 6．在科学研究中常用呼吸熵（RQ=放出的二氧化碳的量/吸收的氧气的量）反映细胞呼吸的底物类型和呼吸方式。如图是测定某作物种子呼吸熵的装置，下列有关分析错误的是（　　） A．若测得甲、乙装置红墨水滴向左移动的距离分别为200mm和30mm，则该种子的RQ=1.15 B．氧化分解时等质量的脂肪比糖类耗氧量高，从而使花生种子比小麦种子RQ值更低 C．当甲装置中红墨水滴左移，乙装置中红墨水滴右移时，种子的RQ>1 D．当甲装置中红墨水滴不动，乙装置中红墨水滴右移时，说明种子只进行无氧呼吸 【答案】A 【详解】A、由图示可知，甲装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量”，乙装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量-放出的二氧化碳的量”，因此该种子的RQ=（200-30）/200=0.85，A错误； B、脂肪中C、H比例高，O比例低，氧化分解时耗氧量比糖类高，释放的CO2相对少。花生种子（脂肪含量高）比小麦种子（淀粉含量高，属于糖类）的RQ更低（因RQ=CO2/O2，脂肪耗O2多、产生CO2少，故RQ小），B正确； C、当甲装置中红墨水滴左移，乙装置中红墨水滴右移时，说明作物种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，放出的二氧化碳的量多于吸收的氧气的量，故种子的RQ值大于1，C正确； D、当甲装置中红墨水滴不动（表明不吸收氧气），乙装置中红墨水滴右移时（表明释放了二氧化碳），说明种子只进行无氧呼吸，D正确。 故选A。 7．如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，测得的CO2释放量和O2吸收量的变化情况（假设只由葡萄糖提供能量）。下列相关分析正确的是（    ） A．当O2浓度为a时只有无氧呼吸，最适于储藏该植物器官 B．当O2浓度为b时无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的1.5倍 C．当O2浓度为c时无氧呼吸最弱，有酒精或乳酸产生 D．当O2浓度为d时只进行有氧呼吸，释放的能量最多 【答案】D 【详解】A、分析题图可知：氧气浓度为a时，CO2释放量较大，O2的吸收量为0，说明该植物器官细胞只进行无氧呼吸，该点不适宜贮藏该植物器官，贮存该植物器官应选择CO2释放量最低的点，A错误； B、由题图知：氧气浓度为b时，细胞有氧呼吸消耗的O2量是3，产生的二氧化碳是3，则无氧呼吸释放的二氧化碳是8﹣3=5，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖（消耗1mol葡萄糖生成2molCO2）∶有氧呼吸消耗的葡萄糖（消耗1mol葡萄糖生成6molCO2）为（5÷2）∶（3÷6）=5∶1，即无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍，B错误； C、氧气浓度为c时，细胞呼吸产生的CO2多于吸收的O2，即细胞进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，O2浓度为d时，细胞呼吸产生的二氧化碳等于吸收的氧气，说明细胞只进行有氧呼吸，故氧浓度为d 时，无氧呼吸最弱（为0），C错误； D、氧气浓度为d时，细胞呼吸产生的CO2和吸收O2的量相等，说明细胞只进行有氧呼吸，释放的能量也最多，D正确。 故选D。 8．线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶（COX）呼吸途径的电子传递链密切相关，如图所示。该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）等传递，传递过程释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，最终ATP合成酶利用这一浓度差合成ATP。下列有关分析错误的是（    ） A．植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡 B．电子传递的整个过程中都会受低温胁迫影响 C．跨膜H+梯度的建立需要ATP供能 D．ATP合成酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能 【答案】C 【详解】A、根部细胞无法进行光合作用，因此只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量可维持动态平衡，这是细胞进行正常生命活动的前提，A正确； B、低温胁迫影响膜流动性，还会影响酶活性，因而可能破坏线粒体中电子传递链，从而抑制跨膜H+梯度的建立，B正确； C、根据图示，NADH分解时要释放电子，释放的电子驱动了H+梯度的建立，C错误； D、图中显示，线粒体内膜上ATP合成酶可顺浓度梯度转运氢离子，该过程驱动了ATP的产生，而ATP的产生需要ATP合酶的催化，即ATP合成酶能降低反应的活化能，D正确。 故选C。 9．呼吸作用的强度受多种因素的影响，通过控制这些因素可以改变呼吸作用强度，有利于生物生命活动的正常进行。呼吸熵（RQ=CO2释放量/O2吸收量）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响，图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸熵。下列说法正确的是（　　） A．由甲图可知，冬季适当升高室内温度可以升高人体温度，从而促进人体呼吸作用 B．若乙图D点开始只进行有氧呼吸，则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量一定相等 C．据丙图分析，c点以后呼吸作用的强度不再随氧分压的增大而变化 D．综合以上分析，蔬菜和水果应储存于零上低温和低氧的环境中 【答案】D 【详解】A、由甲图可知，在一定的温度范围内，温度越高，呼吸速率越快。但人是恒温哺乳动物，外界温度变化，机体可通过自身调节维持体温稳定，A错误； B、细胞呼吸一般以葡萄糖为底物，但底物也可能是脂肪等其他物质，消耗脂肪时CO2产生量小于O2消耗量，所以若乙图D点开始只进行有氧呼吸，D点后CO2释放量和O2吸收量不一定相等，B错误； C、RQ=CO2释放量/O2吸收量，当RQ=1时，CO2释放量等于O2吸收量，若底物为葡萄糖，则RQ=1时，说明细胞只进行有氧呼吸，一定范围的氧气浓度下，有氧呼吸强度会随着氧气浓度增加而增加，因此c点以后呼吸作用的强度会随氧分压的增大而变化，C错误； D、蔬菜、水果应储存于零上低温和低氧的环境中，此时细胞呼吸强度最低，D正确。 故选D。 10．蓝莓的细胞呼吸强度可直接影响果实的甜度、耐储存性等品质。研究发现，NADH脱氢酶在蓝莓细胞呼吸过程中起着重要的催化作用，它可接收NADH传递来的电子，同时建立膜两侧的质子梯度以合成ATP。在果实形成期，细胞呼吸作用不仅为生命活动供能，其产生的中间产物还是合成蔗糖、果糖等甜味物质的重要原料。下列有关叙述正确的是（　　） A．NADH脱氢酶主要分布在线粒体基质中，催化的反应需要消耗水 B．低温会降低NADH脱氢酶活性，进而影响O2和NADH的消耗速率 C．果实形成期，用NADH脱氢酶抑制剂处理有利于提高果实甜度 D．果实储存时缺氧，NADH脱氢酶活性会升高以加速NADH的消耗 【答案】B 【详解】A、NADH脱氢酶参与有氧呼吸第三阶段，位于线粒体内膜而非基质，且该阶段消耗的是H2O分解产生的H+，而非直接消耗水，A错误； B、低温会降低酶活性，导致电子传递链受阻，O2的消耗速率下降，同时NADH因无法被氧化而消耗减少，B正确； C、NADH脱氢酶抑制剂会抑制电子传递链，从而抑制有氧呼吸的进行。如果呼吸作用被抑制，那么细胞获得的能量（ATP）减少；同时，呼吸作用产生的中间代谢产物也会减少，而这些正是合成蔗糖、果糖等甜味物质的重要原料。所以，抑制NADH脱氢酶，会抑制甜味物质的合成，不利于提高甜度，反而可能降低甜度，C错误； D、缺氧条件下，​有氧呼吸受到抑制，电子传递链无法正常运行，因为​氧气是电子传递链的最终电子受体。NADH脱氢酶是电子传递链的起始酶，如果下游缺氧，电子无法继续传递，NADH不能被正常氧化，会导致NADH积累。在缺氧情况下，细胞可能转向无氧呼吸（发酵）​，但​无氧呼吸不依赖NADH脱氢酶，且其速率通常也较低。所以，缺氧不会导致NADH脱氢酶活性升高，反而因为缺乏氧气，其作用受阻，活性无法发挥或被抑制，D错误。 故选B。 11．为测定某批次小麦种子的呼吸速率，取10g种子样品收入500mL广口瓶中，广口瓶置于25℃水浴，并与测定系统连接、每隔2min测定瓶内CO2浓度，经计算获得从0min至每个测定时间点的呼吸速率平均值，结果如图。 回答下列问题: (1)细胞呼吸包括两种类型，其中有O2参与的是 。该类型的细胞呼吸过程中，O2用于生成 。 (2)第8-10min广口瓶内种子的呼吸速率约为 (A．6.52  B．6.66  C．6.77)μmolCO2·g-1·h-1。第12-14min呼吸速率较低，主要原因是随着时间延长， 含量降低。 (3)若利用上述装置测定小麦种子在4℃储藏条件下的呼吸速率，由于4℃条件下细胞呼吸较弱，可采用适当增加种子数量和 等措施，使实验现象更明显。 (4)若小麦种子在储藏期间受潮，种子的细胞呼吸增强，会产生较多的水和 ，导致细胞呼吸加剧，不利于储藏。 【答案】(1) 有氧呼吸 H2O (2) C O2 (3)适当延长测量时间 (4)热量 【分析】细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程称为细胞呼吸。 【详解】（1）细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸，其中有氧呼吸需要氧气的参与，氧气用于第三阶段与NADH反应产生水。 （2）实验结果显示，第0-8 min的呼吸速率为6.77μmolCO2·g-1·h-1，第0-10 min的呼吸速率为6.77μmolCO2·g-1·h-1，说明第8-10 min期间，广口瓶内种子的呼吸速率约为6.77μmolCO2·g-1·h-1，故选C。第12-14 min呼吸速率较低，主要原因是随着时间延长，广口瓶内的O2含量降低，限制了呼吸作用的进行。 （3）若利用上述装置测定小麦种子在4℃储藏条件下的呼吸速率，实验需要在4℃条件下测定。由于4℃条件下细胞呼吸较弱，瓶内的CO2浓度增加太慢，可导致测定数据有较大的误差和不稳定性。因此适当增加种子数量，可使广口瓶内的CO2浓度增加速率加快，通过适当延长测量时间，可使广口瓶内CO2浓度的增加幅度加大。 （4）若小麦种子在储藏期间受潮，种子的细胞呼吸增强，会产生较多的水和热量。种子含水量增加和温度提高，导致细胞呼吸进一步加快，同时，高温、高湿还会导致种子霉变。因此小麦种子受潮不利于储藏。 12．下图是真核生物细胞呼吸过程的图解，①~⑤表示过程。据图回答下列问题： (1)物质Y可用 （填试剂名称）鉴定。②和⑤过程中物质Y产生的场所依次是 、 。 (2)细胞中产生的物质X中的氧元素进入Y的分子中需要依次经过图中 （填序号）过程。 (3)人体在剧烈运动时进行的过程有 （填序号）。①②③过程的细胞呼吸类型的化学反应式概括为 。 (4)超市里过期的酸奶出现胀袋现象可能与图中 （填序号）过程有关，此种无氧呼吸方式的化学反应式可以概括为 。 (5)图中是外界条件（O2浓度）对该作物呼吸作用相对速率影响的曲线图。 ①图中曲线Ⅰ表示 呼吸类型。 ②图中曲线Ⅰ中DE段快速下降，其原因是 。 【答案】(1)澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液 线粒体基质 细胞质基质 (2)③② (3)①②③④ C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量 (4)⑤ C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量 (5)无氧 随氧气浓度增加，无氧呼吸受到的抑制作用增强 【分析】1、第1个图图中①表示呼吸作用第一阶段，②表示有氧呼吸第二阶段，③表示有氧呼吸第三阶段，④表示乳酸发酵的第二阶段，⑤表示酒精发酵的第二阶段。 2、第2个图分析：该图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。 【详解】（1）物质Y表示CO2，可用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液进行鉴定，②有氧呼吸第二阶段和⑤酒精发酵第二阶段中物质Y（CO2）产生的场所依次是线粒体基质、细胞质基质。 （2）物质X为氧气，物质Y为二氧化碳，叶绿体产生的氧气中的氧进入线粒体中到产生的二氧化碳中，应先通过需氧呼吸第三阶段③到水中，水参与有氧呼吸第二阶段②到产生的二氧化碳中。 （3）人在进行剧烈运动时进行的过程有有氧呼吸①②③和乳酸发酵①④。②③过程的细胞呼吸类型为有氧呼吸，化学反应式概括为C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。 （4）超市里过期的酸奶出现胀袋现象可能与图中⑤过程进行酒精发酵产生CO2有关，此种无氧呼吸过程可用下列反应式表示：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。 （5），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；曲线Ⅰ中随氧气浓度增加，无氧呼吸受到的抑制作用增强，所以DE段快速下降 13．如图甲表示甜菜幼苗的根细胞内葡萄糖分解代谢过程图解，其中①~⑤表示过程、A~F表示物质；图乙表示该植物幼苗的根细胞在水淹条件下经呼吸作用生成CO2的速率变化，从O点开始水淹，随着水淹时间的延长，甜菜根细胞呼吸方式会发生转变。请回答下列问题： (1)图甲中A、B、C、D代表的物质分别是 ，产生B的场所有 ，产生ATP的过程有 。 (2)若给该植物幼苗的根细胞提供18O2，则图甲中的 （填字母）可出现18O。 (3)与图乙中a点之前对应的呼吸过程为图甲中的 ，与图乙中ab段对应的呼吸过程为图甲中的 ，则图甲中的F为 ，图乙中产生酒精的时间段为 。 【答案】(1)水、二氧化碳、NADH、氧气 细胞质基质和线粒体基质 ①③④ (2)A、B (3)①③④ ①⑤ 乳酸 bc 【分析】1、分析图甲可知，图中①为有氧或者无氧呼吸的第一阶段， ②⑤代表无氧呼吸第二阶段，③代表有氧呼吸第二阶段，④代表有氧呼吸第三阶段，因此A是水，B是二氧化碳，C是NADH，D是氧气，E是酒精，F是乳酸。 2、分析图乙可知， 从O点开始水淹，Oa阶段主要进行有氧呼吸，a点开始进入无氧环境，进行无氧呼吸，且ab阶段无CO2产生，即进行乳酸式无氧呼吸；b点后产生CO2，即进行酒精式无氧呼吸。 【详解】（1）分析图甲可知，图中①为有氧或者无氧呼吸的第一阶段， ②⑤代表无氧呼吸第二阶段，③代表有氧呼吸第二阶段，④代表有氧呼吸第三阶段，因此A是水，B是二氧化碳，C是NADH，D是氧气，细胞呼吸中可以产生CO2的阶段有无氧呼吸和有氧呼吸第二阶段，因此产生场所有细胞质基质和线粒体基质，细胞呼吸中有氧呼吸第一阶段，第二阶段、第三阶段均能产生ATP，无氧呼吸第一阶段也能产生ATP，因此产生ATP的过程有①③④。 （2）给该植物幼苗的根细胞提供18O2，则在④有氧呼吸第三阶段参与形成水（A），水又可以参与有氧呼吸第二阶段形成CO2（B），因此在图甲中的A、B可出现18O。 （3）分析图乙可知， 从O点开始水淹，CO2的生成速率一直在下降，说明Oa阶段主要进行有氧呼吸，同时也进行了产乳酸的无氧呼吸，与图乙中a点之前对应的呼吸过程为图甲中的①③④和①②，a点开始进入无氧环境，只进行无氧呼吸，且ab阶段无CO2产生，即进行产乳酸的无氧呼吸，对应图甲中的①⑤，图甲中的F为乳酸，b点后产生CO2，即进行产酒精的无氧呼吸，所以图乙中产生酒精的时间段为bc。 14．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”，如图甲所示。为研究短时低温对有氧呼吸第三阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图乙所示。已知DNP不影响电子传递，可使H⁺进入线粒体基质时不经过ATP合酶。回答下列问题： (1)图甲中电子的供体是 ，最终受体是 。线粒体内膜上蛋白Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的作用是 。 (2)在线粒体内膜上消耗的NADH来自 （填场所）。葡萄糖通过有氧呼吸氧化分解释放的能量的去向是 。 (3)由图乙结果可知，4℃低温对黄瓜幼苗的影响是 ，造成该影响的原因可能是 。25℃下用DNP处理黄瓜幼苗，会使黄瓜幼苗的耗氧量增加，但ATP合成量减少，其原因是 。 【答案】(1)NADH O2 传递电子；运出H+ (2)细胞质基质、线粒体基质 合成ATP、以热能的形式散失 (3)使黄瓜幼苗ATP生成量减少，耗氧量增加 低温条件下，有机物分解释放的能量大多用于抵御寒冷，以热能形式散失（合理即可） DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，ATP合成减少，为满足细胞的能量需求，有氧呼吸分解有机物速率加快，耗氧量增加 【分析】有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。 【详解】（1）图甲显示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”，结合图示可知，电子的供体是NADH；H+与氧气反应生成水，氧气为H+的最终受体；线粒体内膜上蛋白Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以将电子进行传递，可将H+从膜间隙运出，形成ATP。 （2）在线粒体内膜上消耗的NADH来自细胞质基质进行的有氧呼吸的第一阶段和线粒体基质进行的有氧呼吸的第二阶段；葡萄糖通过有氧呼吸氧化分解，将其化学能转变为ATP中的的化学能和热能。 （3）与25℃相比，4℃时黄瓜幼苗ATP生成量减少，耗氧量增加；可能是低温条件下，有机物分解释放的能量大多用于抵御寒冷，以热能形式散失；DNP使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，ATP合成减少，为满足细胞的能量需求，有氧呼吸分解有机物速率加快，耗氧量增加，产生更多的ATP用于各项生命活动。 15．种子生活力是种子的发芽潜在能力和胚所具有的生命力，是检测种子质量最重要的指标之一。以下是检测小麦种子生活力的两种方法和有关实验，请回答有关问题： (1)BTB(溴麝香草酚蓝)法：活种子在细胞呼吸过程中，产生的CO2能够使BTB(溴麝香草酚蓝) 颜色变化。 (2)TTC法：已知染料TTC在氧化态时为无色，还原态时为红色。将煮熟的小麦种子(甲组)和未煮的小麦种子(乙组)纵切后分别放入TTC 溶液，适宜温度下保温一段时间，取出后置于滤纸上观察胚的颜色。预期乙组的胚为红色，原因是 。 (3)科学家常用呼吸熵(呼吸作用释放的CO₂体积/O₂的消耗体积)表示生物有氧呼吸能源物质的不同或者呼吸方式的不同。测定呼吸熵的装置如图所示，实验材料及装置均已消毒。请回答下列问题： ①若以小麦种子为生物材料，萌发时只以糖类为能量来源，测得装置甲中液滴左移200个单位，装置乙中液滴右移30个单位，其呼吸熵为 ，则小麦种子在萌发过程中的呼吸方式为 。 ②准备A、B两组装置甲，A组生物材料是萌发的油菜种子，B组生物材料是等量萌发的小麦种子，实验过程中A、B两组实验现象不同的是：单位时间内A组比B组 。 ③装置丙作为对照组，其中放入的生物材料为相应等量煮熟的种子，则设置装置丙的目的是 。 【答案】(1)由蓝变绿再变黄 (2)活种子的胚细胞呼吸产生 [H]，能将无色的 TTC 还原为红色 (3) 1.15 有氧呼吸和无氧呼吸 液滴左移速度更快 排除物理因素（如温度、气压）对实验结果的干扰 【分析】分析实验装置图：装置甲中，氢氧化钠溶液的作用是吸收呼吸作用产生的二氧化碳，所以装置甲测量的是呼吸作用消耗的氧气的量；装置乙中，蒸馏水不能吸收气体，也不释放气体，所以装置乙测量的是呼吸作用释放的二氧化碳体积和消耗氧气体积的差值，装置丙用等量死亡的生物材料作为对照，矫正物理误差，排除环境因素（如温度、气压等）对实验结果的干扰。二氧化碳可使BTB (溴麝香草酚蓝)水溶液由蓝变绿再变黄。 【详解】（1）二氧化碳可用BTB (溴麝香草酚蓝)水溶液进行检测，活种子在细胞呼吸过程中，产生的CO2能够使BTB (溴麝香草酚蓝)由蓝变绿再变黄。 （2）染料TTC在氧化态时为无色，还原态时为红色。由于未煮小麦种子(乙组)的胚是活细胞，胚在细胞呼吸过程中产生的还原剂氢（[H]或 NADH ）能使 TTC 还原，故预期乙组的胚为红色。 （3）①当呼吸底物只有糖类时，进行有氧呼吸时，吸收的氧气量等于释放的二氧化碳量。若以小麦种子为生物材料，萌发时只以糖类为能量来源，测得装置甲中液滴左移200个单位，则有氧呼吸消耗的氧气体积为200个单位；装置乙中液滴右移30个单位，则呼吸作用产生的二氧化碳体积比消耗的氧气的体积多30个单位，故呼吸作用产生的二氧化碳体积=200+30=230个单位，其呼吸熵=呼吸作用释放的CO2体积/O2的消耗体积=230/200=1.15。装置甲左移，说明消耗了氧气，装置乙右移，说明产生的二氧化碳比消耗的氧气多，故小麦种子在萌发过程中同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 ②油菜种子脂肪含量高，小麦种子淀粉含量高，同等质量的脂肪比糖类含氢多，在氧化分解时，脂肪耗氧更多。准备A、B两组装置甲，A组生物材料是萌发的油菜种子，B组生物材料是等量萌发的小麦种子，故实验过程中A、B两组实验现象不同的是：单位时间内A组比B组有色液滴向左移动的距离更快（因为A组有脂肪的氧化分解，耗氧更多）。 ③装置丙作为对照，用等量煮熟的种子代替活种子，其目的是纠（校）正环境因素（如温度、气压的变化）引起的实验测量误差。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 细胞呼吸的原理和利用 （必会知识+难点强化+必刷好题，三层提升） 必会知识一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验材料 （1）生物类型：真菌（真核生物）。 （2）代谢类型：异养________。 2．实验原理 （1）有氧： ①H2O：无法检测。 ②CO2：检验：澄清石灰水→变浑浊（现象）；______草酚蓝溶液→蓝→______→______（现象）。 （2）无氧： ①CO2：检验：溴麝香草酚蓝溶液→蓝→绿→黄（现象）。 ②酒精：检验：橙色重铬酸钾溶液（酸性条件下）→灰绿色（现象）。 3．实验设计思路——对比实验 4．实验步骤 （1）配制酵母菌培养液（酵母菌＋______溶液）。 （2）检测CO2的产生，装置如图所示 （3）检测酒精的产生 自A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入两支干净的试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的______溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 【注意】葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 5．实验结果 观察项目 澄清石灰水出现浑浊所需时间及浑浊程度 溴麝香草酚蓝溶液变色情况、变化时间 酸性重铬酸钾溶液变色情况 甲组（有氧） ______________ 变黄且时间短 不变色 乙组（无氧） 长且浑浊程度小 ____________ ________________ 6．实验结论 甲组（有氧） 酵母菌在有氧条件下进行________，产生大量____________ 乙组（无氧） 酵母菌在无氧条件下进行________，无氧呼吸的产物有______，同时也产生少量的____________ 7．科学方法——对比实验 （1）对比实验概念：设置两个或两个以上的______，通过对结果的比较分析，来探究________________________，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 （2）对比实验实例：探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，有氧和无氧两种条件都是实验组，这两个实验组的结果都是________的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 [例1]秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸方式（如下图）。下列叙述正确的是（　　） A．检测酒精的生成，应适当延长酵母菌的培养时间 B．用酵母菌完成该实验是因为酵母菌只进行无氧呼吸 C．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌产生了CO2 D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量能提高乙醇最大产量 [例2]酵母菌在有氧和无氧条件下都能生活。某兴趣小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如下实验装置。下列相关叙述错误的是（　　） A．将乙组澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液后，溶液由橙色变为绿色 B．甲装置中的NaOH溶液和澄清石灰水分别用于吸收和检测CO₂ C．甲组间歇性地通入空气时，间隔时间不能太长，否则会有酒精产生 D．该同学设计了甲、乙两种条件的对比实验，其中乙可作为对照组 [例3]某同学利用如图装置进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验。三种传感器可检测装置相应物质的变化。下列叙述错误的是（    ） A．O2传感器检测到数据变化时，CO2传感器检测的数据来源于有氧呼吸 B．O2传感器检测不到数据变化时，CO2传感器检测的数据来源于无氧呼吸 C．CO2传感器检测到数据变化时，酒精传感器检测的数据来源于有氧呼吸 D．O2和酒精传感器均检测到数据变化时，CO2传感器检测的数据来源于无氧呼吸 必会知识二 有氧呼吸 1．概念： 指细胞在氧的参与下，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____________，释放能量，生成____________的过程。 2．场所： 线粒体（提醒：内膜向内折叠形成嵴） 3．过程： 阶段 反应方程式 场所 第一阶段 C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量 细胞质基质 第二阶段 2C3H4O3＋6H2O20[H]＋6CO2＋少量能量 线粒体基质 第三阶段 24[H]＋6O212H2O＋大量能量 线粒体内膜 （1）能量不可写成ATP，有氧呼吸各个阶段释放的能量，均大部分以______形式散失，少部分转移到______中以活跃的化学能形式存在，后者可以为多种生命活动提供能量。 （2）三个阶段中有[H]产生的是前______阶段，[H]中的H来自__________，用于与O2反应生产______。 （3）葡萄糖中的化学能被转化成热能和ATP中活跃的化学能。（提醒：三个阶段都产生能量，其中产生能量最多的是第三阶段） 【注意】有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用；产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。 4．有氧呼吸总反应方程式与各元素的来源和去路 5．能量的去路与特点 （1）释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以______形式散失，少部分储存在______中。（提醒：能量≠ATP，ATP是能量的载体） （2）特点：在温和的条件下进行，能量______释放，彻底氧化分解。 [例1]下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图，图中NADH可储存能量，①②③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是（　　） A．该示意图表示有氧呼吸过程 B．③会产生大量的ATP C．无氧条件下，①可进行 D．无氧呼吸第二阶段也可产生NADH [例2]人体的力量主要来源于肌肉，如图为肌肉细胞需氧呼吸过程示意图。 下列叙述正确的是（　　） A．物质乙能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 B．a阶段中葡萄糖中的能量大多数以热能的形式散失 C．b阶段发生在线粒体基质，该阶段释放的能量最多 D．c阶段中[H]经电子传递链传递的同时消耗大量的水 [例3]番茄红素是一种脂溶性天然色素，主要存在于茄科植物番茄的成熟果实中。如图表示番茄细胞合成番茄红素等代谢过程，图中柠檬酸循环即为有氧呼吸第二阶段。下列相关叙述正确的是（　　） A．物质X为丙酮酸，需进入线粒体才能参与细胞代谢 B．线粒体基质中进行的柠檬酸循环需要氧气直接参与 C．葡萄糖彻底氧化分解释放的能量，大部分储存在ATP中 D．细胞呼吸的中间产物可用于合成细胞内其他的物质 必会知识三 无氧呼吸 1．场所： __________。（提醒：加热不能降低化学反应的活化能，但是可以为反应提供能量） 2．过程： 酒精发酵 乳酸发酵 生物 酵母菌、大多数______等 ______、高等动物、马铃薯块茎、水稻根、玉米胚等 第一阶段 C6H12O62C3H4O3＋________＋少量能量 第二阶段 2C3H4O3＋4[H]________________________________________________ 2C3H4O3＋4[H]____________________________________ 3．总反应式： （1）酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 （2）乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。（提醒：此过程不产生CO2） 4．能量转化(以产生乳酸为例)： 1 mol葡萄糖在分解成乳酸后释放196.65 kJ的能量，其中有61.08 kJ的能量储存在ATP中。 【注意】 （1）无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 （2）人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 （3）不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 5．细胞呼吸概念、实质和意义： （1）概念：细胞呼吸是指______在______经过一系列的________，生成__________________，释放______并生成______的过程。 （2）实质：细胞内______氧化分解，并释放能量。 （3）意义 ①提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 ②是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和______的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量，细胞呼吸还被称为生物体代谢的______，原因是细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，可以进一步形成葡萄糖，糖类、脂质和蛋白质的代谢都可以通过________过程联系起来。 [例1]图1和图2均为无氧呼吸的反应过程示意图，已知细胞中NAD+的含量不多，丙酮酸不能运出细胞。下列叙述错误的是（　　） A．图1和图2中所有反应过程发生的场所均为细胞质基质 B．无氧条件下，丙酮酸转化为酒精的过程中伴随有NAD+和ATP的产生 C．丙酮酸→乳酸过程若施加相关酶抑制剂，葡萄糖→丙酮酸过程也会受到影响 D．马铃薯被水淹时，其块茎细胞无氧呼吸时底物未释放出的能量主要储存在乳酸中 [例2]在剧烈运动后，通常感到肌肉酸痛，主要原因是肌细胞产生并积累了 （    ） A．二氧化碳 B．酒精 C．乳酸 D．丙酮酸 [例3]无氧条件下酵母菌以葡萄糖为底物进行细胞呼吸，部分物质和能量变化如图所示。下列正确的（  ） A．过程①和②的场所分别是线粒体基质和细胞质基质 B．在有氧条件下，过程①和过程②都会受到抑制 C．在酸性条件下，葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和ATP中 D．与酸性条件相比，碱性条件下酵母菌无氧呼吸生成的ATP更多 必会知识四 细胞呼吸原理的应用 1．包扎伤口时，需要选用______的消毒纱布。 2．酿酒时要先通气后密封，通气的目的是______________________________，密封的目的是________________________________。 3．对花盆里的土壤经常进行________。 4．粮食储藏需要的条件是________________________，蔬菜、水果储藏的条件是______________________________。 5．破伤风芽孢杆菌可通过________进行大量繁殖，皮肤破损较深时，需清理伤口并注射破伤风抗毒血清等。 6．提倡慢跑等有氧运动是因为有氧运动时，细胞进行________，能避免肌细胞因供氧不足而进行无氧呼吸，产生大量______。 [例1]下列有关生活实例的叙述，错误的是（    ） A．护肤品中的甘油进入皮肤细胞的过程属于自由扩散 B．可通过降低温度、降低氧气含量的措施延长果蔬储藏时间 C．果脯在腌制中慢慢变甜，是细胞通过主动运输吸收糖分的结果 D．施肥过多，外界溶液浓度过大，植物根毛细胞可能会因失水过多而死亡 [例2]农耕文化是中国劳动人民几千年生产生活智慧的结晶，浸透着历史先贤的血汗，凝聚着我们民族的智慧。下列相关叙述正确的是（　　） A．“追肥在雨前，一夜长一拳”，一般在雨前施肥是因为矿质元素溶解在水中更容易被植物吸收 B．“干燥无氧储存水果”，能减弱水果的细胞呼吸，延长保质期 C．“水稻要水又怕水，水深淹垮稻的腿”，水稻怕水，适合在旱季种植 D．“耘田烤田”，烤田即为晒田，能促进根系细胞呼吸，有利于吸收土壤中的有机物 [例3]甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是（　　） A．酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B．低温抑制酶Ⅰ的活性，不会影响二氧化碳和NADH的生成速率 C．酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D．呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会降低甜菜产量 必会知识五 影响细胞呼吸的因素及应用 1．O2浓度对细胞呼吸速率的影响： （1）O2浓度对有氧呼吸速率的影响： 在一定范围内，随着O2浓度的______，有氧呼吸速率______，但当达到____________时，有氧呼吸速率不再随O2浓度的增大而增大。 （2）O2浓度对无氧呼吸速率的影响： 在一定范围内，随着O2浓度的增大，无氧呼吸速率______，当O2浓度达到一定值时，无氧呼吸速率降为0。 2．温度对细胞呼吸速率的影响： 在一定范围内，细胞呼吸速率随温度的升高而______，当达到并超过______温度后，细胞呼吸速率随温度升高而______。 3．CO2浓度对细胞呼吸的影响： 高浓度的CO2对细胞呼吸有明显的抑制效应。 4．含水量对细胞呼吸的影响： 在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增加。 [例1]杧果果实色美肉甜，营养价值高，但极不耐贮藏。呼吸跃变指某些肉质果实从生长停止到开始进入衰老之间的时期，呼吸速率突然升高，出现呼吸高峰。图1表示杧果果实的细胞呼吸过程，A～E表示物质，①～④表示过程。研究人员以杧果果实为实验材料，探究了室温条件下中草药黄芩提取物对杧果果实呼吸强度的影响，结果如图2所示。下列叙述正确的是（    ） A．杧果细胞产生B物质的场所是细胞质基质 B．杧果果实厌氧呼吸进行乙醇发酵，①～④过程均有ATP产生 C．当黄芩提取液质量浓度为25mg/g时，最有利于贮存杧果果实 D．图中不同质量浓度的黄芩提取液均推迟杧果果实的呼吸跃变出现的时间 [例2]将动物的完整线粒体悬浮于含有呼吸底物、氧气和无机磷酸的溶液中，并适时加入ADP、DNP和DCCD三种化合物，测得氧气浓度的变化如图。据图分析，下列说法正确的是（　　） A．悬浮液中含有的呼吸底物是葡萄糖 B．图示反应发生于线粒体基质 C．ADP和DNP都能抑制细胞呼吸且抑制效率相同 D．DCCD能够抑制细胞呼吸可能是由于抑制ATP合成 [例3]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。下列说法错误的是（　　） A．p 点为种皮被突破的时间点 B．q 点种子有氧呼吸比无氧呼吸分解的葡萄糖多 C．Ⅱ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．Ⅳ阶段子叶耗氧量下降可能与 NADH 生成减少有关 难点知识一 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理： （1）酵母菌是______真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于________菌。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的______，来确定酵母菌细胞呼吸的方式。（提醒：有氧无氧均产生CO2） ①有氧条件：葡萄糖CO2+H2O+能量 ②无氧条件：葡萄糖酒精+CO2+能量 （2）CO2和酒精的检测 检测产物 所用试剂 现象 二氧化碳 澄清的石灰水 变混浊 ____________水溶液 由蓝变绿再变______ 酒精 ____________溶液 橙色变成______色 2．实验步骤： （1）酵母菌培养液的配制：取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中。分别向瓶中注入240m质量分数为5%的葡萄糖溶液。 （2）实验装置图 【注意】 ①A瓶前的锥形瓶中加入的试剂是NaOH溶液，目的是使进入A瓶的空气先经过NaOH的处理，除去其中的CO2，排除其对实验结果的干扰。 ②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再与盛有澄清石灰水的锥形瓶连通，以确保通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。 ③该实验的自变量是氧气的有无，因变量是酵母菌的呼吸产物。该实验为相互对照实验，有氧和无氧条件下的实验都为实验组。 ④由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO2，故不能依据是否有CO2产生判断酵母菌细胞呼吸的类型，但可以以CO2产生的多少作为检测指标 （3）检测CO2的产生：根据石灰水混浊的程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的________，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 【注意】酵母菌无氧呼吸也产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体（CO2）。 （4）检测酒精的产生：各取2mLA、B瓶酵母菌培养液的滤液→分别注入编号为a、b的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)→轻轻振荡，使它们混合均匀→观察试管中溶液的颜色变化。 【注意】 ①检测酒精的生成，应取酵母菌培养液的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化；而非向无氧组的酵母菌培养液中加入重铬酸钾。 ②葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 3．实验现象： 甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中混浊程度较高。b试管中溶液由橙色变成______，a试管__________。 4．实验结论： 酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸。有氧时，酵母菌通过细胞呼吸产生大量__________________；无氧时，酵母菌通过细胞呼吸产生______________________。 5．实验方法——对比实验： （1）设置两个或两个以上的______，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫________实验。 （2）该实验为对比实验，分析各种变量： ①自变量为__________。 ②因变量为________________________________。CO2的鉴定：CO2可使__________变混浊，也可使____________溶液由蓝变绿再变黄。 酒精的鉴定：酒精与橙色的________溶液在酸性条件下发生化学反应，变成______。 ③无关变量：______________等，要遵循______原则。 命题角度1 探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌在有氧和无氧条件下都能生活。某兴趣小组为探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如下实验装置。下列相关叙述错误的是（　　） A．将乙组澄清石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液后，溶液由橙色变为绿色 B．甲装置中的NaOH溶液和澄清石灰水分别用于吸收和检测CO2 C．甲组间歇性地通入空气时，间隔时间不能太长，否则会有酒精产生 D．乙装置酵母菌培养的时间控制在8～10h，主要是为了检测酒精 命题角度2 探究酵母菌细胞呼吸的方式实验注意事项 下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述错误的是（    ） A．A瓶中加入NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2 B．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲组和乙组都是实验组 C．若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄 D．可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生情况 命题角度3 对比实验 下列关于生物学研究中的科学方法和技术的叙述，错误的是（　　） A．证明基因在染色体上和探究DNA复制方式的实验都使用了假说-演绎法 B．探究酵母菌呼吸方式和噬菌体侵染细菌的实验都是对比实验 C．分离细胞器和DNA粗提取的实验都只进行了一次离心操作 D．微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养过程都需采用无菌技术 难点知识二 细胞呼吸方式的判断 1．细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例)： 2．“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式： （1）探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。 （2）实验原理 ①装置一：NaOH溶液的作用是______________________________，着色液滴移动的距离代表细胞呼吸________________________。 ②装置二：着色液滴移动的距离代表细胞呼吸________________________________________________。 （3）实验结果及结论 实验结果 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 ________________________ 不动 右移 只进行________的无氧呼吸 左移 右移 同时进行有氧呼吸和产生______的无氧呼吸 左移 不动 只进行______呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 （4）实验的注意事项和误差校正 ①注意事项：若所放植物组织为绿色组织，整个装置必须______处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。为防止微生物呼吸对实验结果造成干扰，应将装置进行______处理。 ②误差校正：为使实验结果准确，防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，还应设置对照(装置三)。对照实验中将所测定的生物材料______(将种子煮熟)，其他条件均______。 命题角度1 细胞呼吸方式的判断（三看法） 某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是（　　） A．装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B．有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精 D．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3：1 命题角度2 细胞呼吸方式的判断（实验法） 如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置（假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响），下列有关说法错误的是（    ） A．装置1中液滴向左移动的距离，可代表酵母菌有氧呼吸过程中氧气的消耗量 B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸 C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴不移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸 D．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 安徽是全国重要产茶省份之一，某研究小组为测定茶树种子萌发时的呼吸方式，设计了如图1所示的装置。实验开始前，着色液滴均停留在初始位置，随后关闭活塞。在黑暗、温度等适宜的环境下，经过20分钟后读取刻度管中着色液滴移动的距离，假设a（mm）、b（mm）分别定义装置1和装置2的着色液滴向左移动的距离。根据测定推算的结果，绘制出茶树种子萌发过程中CO2释放量及O2吸收量的变化曲线，如图2所示（设细胞呼吸的底物是葡萄糖）。回答下列问题： (1)图1中的X应是 ，为了排除非生物因素对测量结果的干扰，参照装置2增设的对照组装置3应是 。 (2)图2中第18h的结果应是装置1的着色液滴 ，装置2的着色液滴 。图2中第42h茶树种子细胞的呼吸方式主要是 。 (3)若某个时刻（1）中增设的对照组着色液滴未移动，有氧呼吸消耗的葡萄糖占1/3，a=12，则b= （用“+、-”表示方向）。 难点知识三 有氧呼吸和无氧呼吸过程 1．总方程式和过程： （1）有氧呼吸： ①总方程式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 ②过程： 阶段 反应方程式 场所 第一阶段 C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量 细胞质基质 第二阶段 2C3H4O3＋6H2O20[H]＋6CO2＋少量能量 线粒体基质 第三阶段 24[H]＋6O212H2O＋大量能量 线粒体内膜 （2）无氧呼吸： ①总反应式： 酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。（提醒：此过程不产生CO2） ②过程： 酒精发酵 乳酸发酵 生物 酵母菌、大多数______等 ______、高等动物、马铃薯块茎、水稻根、玉米胚等 第一阶段 C6H12O62C3H4O3＋________＋少量能量 第二阶段 2C3H4O3＋4[H]________________________________________________ 2C3H4O3＋4[H]____________________________________ 【注意】 ①有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。 ②真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 ③原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 ④人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。 2．有氧呼吸与无氧呼吸的比较： （1）有氧呼吸与无氧呼吸异同： 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区别 场所 __________________ 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解， 生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底， 生成______或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放______能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行； 本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP （2）细胞呼吸反应式中各物质的比例关系（提醒：呼吸底物为葡萄糖） ①有氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(O2)∶n(CO2)＝______________________________。 ②无氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(CO2)∶n(C2H5OH)＝______________________________或n(C6H12O6)∶n(C3H6O3)＝__________________。 ③有氧呼吸和无氧呼吸(产酒精)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝__________________。 ④有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为有氧呼吸∶无氧呼吸＝__________________。 命题角度1 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 如图所示为细胞内进行的生理过程。下列叙述正确的是（　　） A．消耗等摩尔葡萄糖时，②④过程产生的CO2量相等 B．原核细胞没有线粒体不能发生②过程 C．②过程释放大量能量，③④过程释放少量能量 D．②③④过程不能发生在同一个细胞中 下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，错误的是（　　） A．所有活细胞都能通过细胞呼吸生成 ATP B．人体内产生 CO2的细胞呼吸一定是有氧呼吸 C．若利用葡萄糖进行无氧呼吸，大部分能量以热能形式散失 D．人体利用葡萄糖进行有氧呼吸，可将其进行彻底氧化分解 命题角度2 有氧呼吸与无氧呼吸相关计算 为探究硅藻的呼吸方式，该小组将等量硅藻置于密闭黑暗的容器中，定期测定容器内O₂、CO₂相对含量，结果如下表。下列分析正确的是（　　） 0min 5min 10min 15min 20min 25min CO2相对含量 1 4 5.6 6.7 7.7 9.1 O2相对含量 20 17 15.8 15.0 14.6 14.4 A．0-5min硅藻进行有氧呼吸，NADPH的消耗过程都伴随着产生ATP B．若在10min时给予适宜光照，容器中的CO2含量会持续下降 C．15-20min产生的CO2最少，10-15min参与呼吸作用的葡萄糖最少 D．随着O2含量降低，硅藻开始进行无氧呼吸，产物为乳酸和CO2 在a、b、c、d四种不同条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下图。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是（　　） A．a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精或乳酸 B．c、d两种不同条件下，种子呼吸消耗的葡萄糖相等 C．b条件下，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶6 D．d条件下，产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体基质 难点知识四 糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化 细胞的有氧呼吸过程需要经过一系列复杂的化学反应，它们可以概括为糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化三个阶段。 1．糖酵解： 发生在细胞质基质中，经过糖酵解，1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，如下图所示。 2．三羧酸循环（柠檬酸循环）： 该过程发生在线粒体基质中，糖酵解终产物丙酮酸经扩散作用进入线粒体，在酶的作用下脱去1分子CO2，转化为1分子乙酰辅酶A（二碳单位）和1分子NADH，乙酰辅酶A进入柠檬酸循环，该循环的第一个产物柠檬酸含有3个羧基，因此也称为三羧酸循环。在多种酶的催化作用下，在水分子的参与下，丙酮酸彻底分解为CO2和[H]，并释放出少量的能量。 3．电子传递和ATP的合成： 电子传递和ATP的合成发生在线粒体内膜上，其上含有很多种类的膜蛋白，它们紧密地排列在一起，共同参与[H]释放的高能电子的传递和能量的转化，称为电子传递链。 （1）[H]在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成了H2O。 （2）线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。 （3）H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成（在一定范围内，线粒体内膜两侧的H＋浓度差越大，ATP合成越多）。 命题角度1 糖酵解 早餐中白粥或面包等食品中含有淀粉，经消化分解，能为机体细胞呼吸提供葡萄糖，保证能量的供应。下图为人体细胞在有氧呼吸过程中碳原子的转移途径（“C—C—C”为丙酮酸，“C—C”为二碳化合物），其糖酵解（第一阶段）的第一步反应需要己糖激酶催化，反应过程为：葡萄糖+己糖激酶葡萄糖-6-磷酸+ADP+Pi。下列叙述正确的是（    ） A．葡萄糖分解为丙酮酸过程有ATP消耗 B．哺乳动物成熟的红细胞没有己糖激酶 C．淀粉水解为葡萄糖时伴随ATP的生成 D．图中过程③的反应发生在线粒体内膜 葡萄糖在人体细胞中通过糖酵解变成丙酮酸，生成少量ATP和［H］。下列叙述正确的是（    ） A．［H］在线粒体基质与氧结合生成水 B．降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶活性会降低 C．糖酵解过程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中 D．糖酵解产生的丙酮酸可在线粒体中氧化分解 命题角度2 三羧酸循环 在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A进入三羧酸循环。三羧酸循环的大致过程为乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，经过脱氢等过程，最终生成CO2、ATP等，并且重新生成草酰乙酸。高浓度柠檬酸可促进脂肪酸的合成代谢，脂肪营养不良会导致线粒体中三羧酸循环活性下降。下列说法错误的是（    ） A．治疗脂肪营养不良可在食物中适量添加柠檬酸 B．三羧酸循环过程中会产生还原型辅酶I C．正常生理条件下，利用14C标记的丙酮酸可追踪三羧酸循环中各产物的生成 D．乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成柠檬酸的过程发生在线粒体基质中 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。下列相关叙述不正确的是（    ） A．图中三羧酸循环的代谢反应不需要氧直接参与 B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质 C．肿瘤细胞无氧呼吸会减弱细胞毒性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4步会生成[H] 命题角度3 电子传递和ATP的合成 电子传递链是位于线粒体内膜上的一系列酶复合体和递氢/递电子体构成的链式反应体系，其核心功能是通过电子传递偶联氧化磷酸化，将代谢物脱下的氢和电子传递给氧生成水，同时合成 ATP。如图表示细胞呼吸的部分过程及部分细胞结构。下列叙述错误的是（　　） A．线粒体的外膜和内膜对丙酮酸的通透性存在较大差异 B．位于线粒体内膜上的 ATP 合成酶只能与 ADP 和 Pi 结合 C．在有氧呼吸过程中，NADH 能释放电子，O2能接受电子 D．若使氧化磷酸化解偶联，则会导致线粒体产生 ATP 受阻 进行细胞呼吸时，NADH等物质产生的电子经线粒体电子传递链传递给氧并生成H2O，同时利用电子传递过程中释放的能量来建立线粒体内膜两侧的H+高浓度差用于驱动合成ATP。将完整的离体线粒体放在缓冲液中，加入不同物质后检测O2消耗速率和ATP合成速率，结果如图所示。已知氰化物可以阻断电子的传递。下列分析错误的是（    ） A．仅加入ADP和Pi时，ATP合成速率低可能是由于缺乏NADH B．丙酮酸在线粒体内膜上氧化分解，生成NADH、CO2 C．加入丙酮酸后，线粒体基质和内膜的ATP合成速率快速增大 D．氰化物抑制了电子传递和线粒体内膜两侧H+高浓度差的建立，从而抑制ATP合成 难点知识五 细胞呼吸的影响因素及应用 1．温度对细胞呼吸的影响： （1）原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响______进而影响细胞呼吸速率。 （2）应用 ①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可______保鲜时间。 ②提高产量：温室中栽培蔬菜时，夜间适当______温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。 2．O2浓度对细胞呼吸的影响： （1）原理：O2是________所必需的，且O2对无氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用。 ①A点：O2浓度＝0，只进行______呼吸。 ②B点：B点之前，无氧呼吸和有氧呼吸同时进行；B点及B点之后，______呼吸消失，只进行______呼吸。 ③C点：______呼吸消失。 ④P点：低氧浓度，有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑制，______________最少，有机物消耗总量最少，最适合于储藏。 ⑤Q点：有氧呼吸与无氧呼吸的CO2释放量______(不等同于有氧呼吸与无氧呼吸速率相等)。 ⑥面积M：无氧呼吸过程中CO2的________。 （2）应用 ①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧病菌的______呼吸。 ②作物栽培中中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。 ③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生______。 ④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生______，防止烂根死亡。 3．CO2浓度对细胞呼吸的影响： （1）原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会____________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，适当______CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 4．水对细胞呼吸的影响： （1）原理 ①间接影响：细胞内的许多生化反应需要水的参与，______含量升高，细胞呼吸加快。 ②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。 （2）应用 ①抑制细胞呼吸：晒干的种子______含量降低，细胞呼吸减慢，有利于储藏。 ②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。 【注意】 ①果蔬和种子储存条件不同：果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分（低温保存可以抑制微生物的生命活动）；种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件（种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存）。 ②影响植物细胞呼吸的内部因素：①植物种类水生植物＞旱生植物阳生植物＞阴生植物；②器官种类：生殖器官（花、果实、种子）＞营养器官（根、茎、叶）；③生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。 ③干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中缺水，特别是缺少自由水，导致细胞代谢强度非常弱，细胞呼吸产生的能量非常少，不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求。 命题角度1 温度对细胞呼吸的影响 研究人员选取大小、成熟度一致且无损伤的冬枣若干，放在不同温度条件下储藏，检测乙醇含量，结果如图。下列推断错误的是（    ） A．受损伤冬枣易滋生微生物而腐烂 B．储藏的冬枣细胞呼吸不产生CO2 C．乙醇是冬枣细胞无氧呼吸的产物 D．低温利于延长冬枣贮藏保鲜期 命题角度2 O2浓度对细胞呼吸的影响 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．甲曲线表示无氧呼吸过程中CO2释放量 B．O2浓度为b时，细胞中丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 C．O2浓度为0时，细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中 D．储存新鲜蔬菜时，应将氧气浓度控制在a点以减少有机物的消耗 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O2浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时CO2产生速率（①）、O2消耗速率（II）、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，Si、S2、S₃、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行了相同的实验，实验装置和条件不变，得到乳酸产生速率（IV）的曲线。下列相关叙述错误的是（    ） A．在t1时刻，由于O2浓度较高，无氧呼吸消失 B．若改变温度条件，S1和S2的值始终相等 C．若S2：S₃=2：1，则S₄：S1=8：1时，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和曲线Ⅲ两者完全重合，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 命题角度3 CO2浓度对细胞呼吸的影响 四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窖中，贮藏时间可以达到4～5个月之久；哈尔滨等地利用大窖套小窖的办法，可使黄瓜贮存期达到3个月，这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”的说法，错误的是 A．自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但其易受外界环境的影响 B．在自体保藏法中如能控制温度在1～5℃，贮藏时间会更长 C．自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的二氧化碳抑制自身的呼吸作用 D．在密闭环境中，二氧化碳浓度越高，抑制呼吸作用的效果越好 命题角度4 水对细胞呼吸的影响 抑制作物种子的呼吸作用是减少损耗的有效手段。研究表明，作物种子呼吸速率与其含水量密切相关，如下图所示，下列叙述正确的是（    ） A．种子含水量降至14%以下时，呼吸速率微弱的原因是种子的结合水含量较少，细胞线粒体损伤 B．种子含水量升至16%左右时，作物1种子较作物2种子更耐贮藏 C．种子含水量低时，呼吸速率微弱的原因是种子的自由水含量较少，细胞发生了质壁分离 D．种子含水量高时，呼吸速率增强的原因是种子的自由水含量增加，细胞代谢水平增强 1．某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法错误的是（    ） A．该实验中，注射器A为实验组，注射器B也为实验组 B．若注射器A中的气体体积大于25mL，说明酵母菌进行了无氧呼吸 C．取少量注射器B中酵母菌培养液，用酸性重铬酸钾检测，若溶液变为灰绿色，则一定是酵母菌无氧呼吸产生了酒精 D．将注射器A中产生的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄 2．下图实验装置用于探究酵母菌细胞呼吸的方式，下列关于该实验叙述错误的是（　　） A．该实验的自变量是氧气 B．甲乙两组实验结果未知，属于对比实验 C．两装置中的澄清石灰水，甲变浑浊，乙不变浑浊 D．装置甲中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2 3．氧气充足时，肿瘤细胞大量摄取葡萄糖，通过特殊的糖代谢途径为自身生命活动提供能量，这种现象称为瓦氏效应，其过程如图所示。肿瘤细胞的Pkm2维持低活性状态，有利于细胞在细胞质中积累丙酮酸。丙酮酸的去向是细胞选择糖代谢类型的关键，主要由Pdk调控。下列叙述正确的是（    ） 注：“→”表示促进作用，“”表示抑制作用。Pkm2是M2型丙酮酸激酶，可催化PEP生成丙酮酸；Pdk是丙酮酸脱氢酶激酶，抑制丙酮酸在线粒体中的氧化分解。 A．丙酮酸彻底氧化分解的场所是细胞质基质 B．可推测肿瘤细胞内的Pdk活性通常较高 C．癌细胞通过此代谢途径可产生大量ATP D．发生瓦氏效应会使细胞内乳酸积累过多 4．酵母菌利用葡萄糖发酵过程中的部分生理过程如图所示，A~E表示相应化学物质，①~④表示相关生理过程，下列说法错误的是（　　） A．如果有酒味，是酵母菌进行了过程①②产生了E所致 B．把酵母菌破碎离心后得到只含酵母菌细胞器的沉淀，加入发酵液，在有氧条件下能持续产生CO2但不能产酒精 C．图中②③④过程发生场所分别为酵母菌细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质 D．若通入18O标记的D 至发酵液中，一段时间后会在 B 中检测到18O 5．细胞呼吸除了能为生物体提供能量外，还是生物体代谢的枢纽。下列叙述错误的是（　　） A．人体细胞呼吸产生的CO2均来自线粒体基质 B．蛋白质、糖类和脂质的代谢，可以通过细胞呼吸过程联系起来 C．小白兔成熟的红细胞逆浓度梯度吸收K⁺受氧气浓度的影响 D．夜晚适当降低大棚温度能减少蔬菜有机物消耗，利于增产 6．在科学研究中常用呼吸熵（RQ=放出的二氧化碳的量/吸收的氧气的量）反映细胞呼吸的底物类型和呼吸方式。如图是测定某作物种子呼吸熵的装置，下列有关分析错误的是（　　） A．若测得甲、乙装置红墨水滴向左移动的距离分别为200mm和30mm，则该种子的RQ=1.15 B．氧化分解时等质量的脂肪比糖类耗氧量高，从而使花生种子比小麦种子RQ值更低 C．当甲装置中红墨水滴左移，乙装置中红墨水滴右移时，种子的RQ>1 D．当甲装置中红墨水滴不动，乙装置中红墨水滴右移时，说明种子只进行无氧呼吸 7．如图表示某植物的非绿色器官在O2浓度为a、b、c、d时，测得的CO2释放量和O2吸收量的变化情况（假设只由葡萄糖提供能量）。下列相关分析正确的是（    ） A．当O2浓度为a时只有无氧呼吸，最适于储藏该植物器官 B．当O2浓度为b时无氧呼吸消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的1.5倍 C．当O2浓度为c时无氧呼吸最弱，有酒精或乳酸产生 D．当O2浓度为d时只进行有氧呼吸，释放的能量最多 8．线粒体中的ATP合成与细胞色素氧化酶（COX）呼吸途径的电子传递链密切相关，如图所示。该途径中内膜上电子经CoQ、蛋白复合体（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）等传递，传递过程释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差，最终ATP合成酶利用这一浓度差合成ATP。下列有关分析错误的是（    ） A．植物根部细胞只能通过呼吸作用产生ATP，其ATP含量维持动态平衡 B．电子传递的整个过程中都会受低温胁迫影响 C．跨膜H+梯度的建立需要ATP供能 D．ATP合成酶同时具有转运物质和降低反应活化能的功能 9．呼吸作用的强度受多种因素的影响，通过控制这些因素可以改变呼吸作用强度，有利于生物生命活动的正常进行。呼吸熵（RQ=CO2释放量/O2吸收量）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响，图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸熵。下列说法正确的是（　　） A．由甲图可知，冬季适当升高室内温度可以升高人体温度，从而促进人体呼吸作用 B．若乙图D点开始只进行有氧呼吸，则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量一定相等 C．据丙图分析，c点以后呼吸作用的强度不再随氧分压的增大而变化 D．综合以上分析，蔬菜和水果应储存于零上低温和低氧的环境中 10．蓝莓的细胞呼吸强度可直接影响果实的甜度、耐储存性等品质。研究发现，NADH脱氢酶在蓝莓细胞呼吸过程中起着重要的催化作用，它可接收NADH传递来的电子，同时建立膜两侧的质子梯度以合成ATP。在果实形成期，细胞呼吸作用不仅为生命活动供能，其产生的中间产物还是合成蔗糖、果糖等甜味物质的重要原料。下列有关叙述正确的是（　　） A．NADH脱氢酶主要分布在线粒体基质中，催化的反应需要消耗水 B．低温会降低NADH脱氢酶活性，进而影响O2和NADH的消耗速率 C．果实形成期，用NADH脱氢酶抑制剂处理有利于提高果实甜度 D．果实储存时缺氧，NADH脱氢酶活性会升高以加速NADH的消耗 11．为测定某批次小麦种子的呼吸速率，取10g种子样品收入500mL广口瓶中，广口瓶置于25℃水浴，并与测定系统连接、每隔2min测定瓶内CO2浓度，经计算获得从0min至每个测定时间点的呼吸速率平均值，结果如图。 回答下列问题: (1)细胞呼吸包括两种类型，其中有O2参与的是 。该类型的细胞呼吸过程中，O2用于生成 。 (2)第8-10min广口瓶内种子的呼吸速率约为 (A．6.52  B．6.66  C．6.77)μmolCO2·g-1·h-1。第12-14min呼吸速率较低，主要原因是随着时间延长， 含量降低。 (3)若利用上述装置测定小麦种子在4℃储藏条件下的呼吸速率，由于4℃条件下细胞呼吸较弱，可采用适当增加种子数量和 等措施，使实验现象更明显。 (4)若小麦种子在储藏期间受潮，种子的细胞呼吸增强，会产生较多的水和 ，导致细胞呼吸加剧，不利于储藏。 12．下图是真核生物细胞呼吸过程的图解，①~⑤表示过程。据图回答下列问题： (1)物质Y可用 （填试剂名称）鉴定。②和⑤过程中物质Y产生的场所依次是 、 。 (2)细胞中产生的物质X中的氧元素进入Y的分子中需要依次经过图中 （填序号）过程。 (3)人体在剧烈运动时进行的过程有 （填序号）。①②③过程的细胞呼吸类型的化学反应式概括为 。 (4)超市里过期的酸奶出现胀袋现象可能与图中 （填序号）过程有关，此种无氧呼吸方式的化学反应式可以概括为 。 (5)图中是外界条件（O2浓度）对该作物呼吸作用相对速率影响的曲线图。 ①图中曲线Ⅰ表示 呼吸类型。 ②图中曲线Ⅰ中DE段快速下降，其原因是 。 13．如图甲表示甜菜幼苗的根细胞内葡萄糖分解代谢过程图解，其中①~⑤表示过程、A~F表示物质；图乙表示该植物幼苗的根细胞在水淹条件下经呼吸作用生成CO2的速率变化，从O点开始水淹，随着水淹时间的延长，甜菜根细胞呼吸方式会发生转变。请回答下列问题： (1)图甲中A、B、C、D代表的物质分别是 ，产生B的场所有 ，产生ATP的过程有 。 (2)若给该植物幼苗的根细胞提供18O2，则图甲中的 （填字母）可出现18O。 (3)与图乙中a点之前对应的呼吸过程为图甲中的 ，与图乙中ab段对应的呼吸过程为图甲中的 ，则图甲中的F为 ，图乙中产生酒精的时间段为 。 14．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”，如图甲所示。为研究短时低温对有氧呼吸第三阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图乙所示。已知DNP不影响电子传递，可使H⁺进入线粒体基质时不经过ATP合酶。回答下列问题： (1)图甲中电子的供体是 ，最终受体是 。线粒体内膜上蛋白Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的作用是 。 (2)在线粒体内膜上消耗的NADH来自 （填场所）。葡萄糖通过有氧呼吸氧化分解释放的能量的去向是 。 (3)由图乙结果可知，4℃低温对黄瓜幼苗的影响是 ，造成该影响的原因可能是 。25℃下用DNP处理黄瓜幼苗，会使黄瓜幼苗的耗氧量增加，但ATP合成量减少，其原因是 。 15．种子生活力是种子的发芽潜在能力和胚所具有的生命力，是检测种子质量最重要的指标之一。以下是检测小麦种子生活力的两种方法和有关实验，请回答有关问题： (1)BTB(溴麝香草酚蓝)法：活种子在细胞呼吸过程中，产生的CO2能够使BTB(溴麝香草酚蓝) 颜色变化。 (2)TTC法：已知染料TTC在氧化态时为无色，还原态时为红色。将煮熟的小麦种子(甲组)和未煮的小麦种子(乙组)纵切后分别放入TTC 溶液，适宜温度下保温一段时间，取出后置于滤纸上观察胚的颜色。预期乙组的胚为红色，原因是 。 (3)科学家常用呼吸熵(呼吸作用释放的CO₂体积/O₂的消耗体积)表示生物有氧呼吸能源物质的不同或者呼吸方式的不同。测定呼吸熵的装置如图所示，实验材料及装置均已消毒。请回答下列问题： ①若以小麦种子为生物材料，萌发时只以糖类为能量来源，测得装置甲中液滴左移200个单位，装置乙中液滴右移30个单位，其呼吸熵为 ，则小麦种子在萌发过程中的呼吸方式为 。 ②准备A、B两组装置甲，A组生物材料是萌发的油菜种子，B组生物材料是等量萌发的小麦种子，实验过程中A、B两组实验现象不同的是：单位时间内A组比B组 。 ③装置丙作为对照组，其中放入的生物材料为相应等量煮熟的种子，则设置装置丙的目的是 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $