5.3 细胞呼吸的原理和应用 第1课时 细胞呼吸的方式、有氧呼吸（分层作业）生物人教版2019必修1

5.3细胞呼吸的原理和应用 第1课时 细胞呼吸的方式、有氧呼吸 （分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：8min） 1．下列关于教材“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验叙述正确的是（　　） A．通过检测是否有 CO2产生可以确定酵母菌细胞呼吸的方式 B．通入氧气前先将空气通入 NaOH溶液是为了测定初始二氧化碳的含量 C．检测无氧呼吸产物酒精时，可在实验开始时加入酸性的重铬酸钾溶液 D．检测CO2可使用溴麝香草酚蓝溶液，因为CO2能使其由蓝变绿再变黄 2．下面是用于探究酵母菌细胞呼吸方式的备选装置。探究酵母菌有氧和无氧呼吸方式装置的正确排序分别为（    ）（同一装置数量不限） 注：箭头→表示气流方向 A．①→⑧→③、⑥→③ B．⑧→①→③、②→③ C．⑧→⑤→⑦、②→③ D．⑧→①→⑦、④→③ 3．1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论进行了6组实验，其中4组如下表，A溶液只含有酵母汁中的各类生物大分子，B溶液只含有酵母汁中的各类小分子和离子。下列叙述错误的是（    ） 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 - ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ 葡萄糖溶液+A溶液 - ④ 葡萄糖溶液+B溶液 - 注:“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成。 A．乙醇发酵需拧松瓶盖定期排气，产物乙醇可用酸性重铬酸钾溶液检测 B．组①和组②都是对照组 C．除表中4组外，其他2组的实验处理分别是:葡萄糖溶液+酵母汁，葡萄糖溶液+A溶液+B溶液 D．为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是葡萄糖溶液+去除了离子M的B溶液 4．制作馒头时，通常需要把面粉、温水和酵母菌按比例混合后揉成面团。面团需要“醒”一段时间，才能制作出松软的馒头。面团若发酵过久，则会产生淡淡的酒味。下列有关叙述错误的是（　　） A．适当提高环境温度可缩短“醒”面的时间 B．“醒”面时，细胞呼吸释放热能会使面团发热 C．馒头松软主要是细胞呼吸产生的水所致 D．面团产生酒味是无氧呼吸产生的乙醇所致 5．天南星科植物的线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX）。低温条件下，天南星科植物体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响。细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，这种呼吸方式称为抗氰呼吸。下列叙述正确的是（　　） A．COX和AOX参与催化有氧呼吸第二阶段的相关反应 B．线粒体中AOX的存在有利于天南星科植物适应低温条件 C．低温条件下COX合成缺陷型植株无法完成葡萄糖的氧化分解 D．消耗等量有机物抗氰呼吸比COX催化的有氧呼吸生成的ATP更多 6．如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a~c表示物质，①~④表示过程。下列有关叙述正确的是（    ） A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中 B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生 C．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2 D．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中c为ATP 7．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（    ） A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 C．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 D．线粒体中的DNA能够控制某些蛋白质的合成 8．耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。为探究耐力性运动训练中肌纤维出现的适应性变化，研究人员进行了相关实验。人体肌细胞有呼吸的过程如图1所示，其中A~C表示相关物质。请回答下列问题。    (1)写出耐力性运动中能量供应的主要方式的化学反应式： （以葡萄糖为呼吸底物）。 (2)线粒体是有氧呼吸的主要场所，结合结构与功能相适应的生命观念分析可知，线粒体作为有氧呼吸的主要场所的结构特点主要是 。 (3)肌细胞在进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是 。图1中物质A是 ，能量①、②、③中最多的是 ，物质 A与水反应生成物质 B的场所是 。 (4)在耐力性运动训练中，若肌细胞进行有氧呼吸时产生30molCO2，则消耗的葡萄糖为 mol。 (5)为探究耐力性运动训练中肌纤维出现的适应性变化，研究人员检测了肌纤维中线粒体的数量，实验结果如图2所示。由图2可知，坚持训练会使肌纤维中线粒体数量 ，停止训练5周后线粒体数量降至原来的水平。 （限时：8min） 9．下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的说法，错误的是（    ） A．该实验与T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验均属于对比实验 B．可让通入的空气先经NaOH溶液，再经澄清石灰水检测以确保其中无CO2 C．密闭容器培养酵母菌时容器内O2/CO2的值随培养时间延长先减小后增大 D．若欲利用酵母菌处理废水中的有机物，则可先通入O2以获得大量酵母菌 10．某科研小组欲通过以下实验装置检测酵母菌的呼吸方式，下列叙述错误的是（    ） A．该实验应加设一组对照装置排除物理因素对实验结果的影响 B．乙组左管液面升高，变化量表示细胞呼吸产生CO2的量 C．甲组右管液面升高，乙组液面不变，说明细胞只进行有氧呼吸 D．用两装置测定花生种子呼吸方式，仅有氧呼吸时均右管液面升高 11．研究发现，敲除野生型酵母菌sqr基因后获得的突变型酵母菌中，线粒体出现碎片化现象，且线粒体数量减少。下列叙述错误的是（　　） A．无氧条件下，突变型酵母菌糖酵解释放的能量大部分以热能散失 B．无氧条件下，野生型酵母菌比突变型酵母菌产生更多的ATP C．氧气充足时，野生型酵母菌种群增殖速率大于突变型酵母菌 D．氧气充足时，野生型酵母菌培养液过滤后，滤液中加入重铬酸钾酸溶液显橙色 12．生物兴趣小组为探究酵母菌的呼吸方式，将接种酵母菌的葡萄糖培养液密封后置于适宜温度下培养，并测定锥形瓶中CO₂和O₂的含量变化，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．第100 s时，酵母菌细胞呼吸作用消耗的O₂量等于产生的CO₂量 B．实验使用的葡萄糖培养液需要高温煮沸，可以避免杂菌污染 C．可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄来判断酵母菌的呼吸方式 D．300~400 s间酵母菌细胞内葡萄糖分子中的能量主要以热能形式散失 13．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等因素易使植物根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。研究人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和酒精的含量，结果如表所示。下列叙述错误的是（    ） 实验处理 正常通气、品种 A 低氧、品种 A 正常通气、品种 B 低氧、品种 B 丙酮酸/（μmol•g-1） 0.18 0.20 0.19 0.34 酒精 /（μmol•g-1） 2.45 6.00 2.49 4.50 A．该实验的自变量是通气量和黄瓜品种 B．使用酸性的重铬酸钾溶液检测酒精时，溶液由橙色变为灰绿色 C．在洪水、灌溉不均匀的情况下，根系更容易腐烂的是品种 B D．正常通气时，品种 A、B的有氧呼吸和无氧呼吸均在进行 14．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 15．将酵母细胞破碎后，经离心处理，获取只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未处理过的酵母细胞培养液分别加入甲、乙、丙三支试管中，同时滴入等量且足量的葡萄糖溶液。前期无氧处理，后期有氧处理，期间检测各试管的CO2释放速率及温度变化。下列叙述与实验预期不相符的是（    ） A．无氧处理时，甲、丙两试管均能释放CO2 B．有氧处理时，甲、乙和丙试管均能释放CO2 C．丙试管在前期处理时CO2释放速率低，后期高 D．实验结束时，丙试管的升温幅度可能最大 16．研究发现，菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶（一种催化[H]与氧反应的酶）对广泛存在于植物根部中的鱼藤酮十分敏感，鱼藤酮易与NADH脱氢酶与辅酶Q之间的某一成分发生作用。生产上常利用鱼藤酮来防治菜粉蝶幼虫。下列说法错误的是（    ） A．可用双缩脲试剂或蛋白酶鉴定NADH脱氢酶的化学本质 B．鱼藤酮会抑制农作物的有氧呼吸并对其产生毒害作用 C．NADH脱氢酶分布在菜粉蝶细胞的线粒体内膜上 D．鱼藤酮发生作用后会降低菜粉蝶幼虫体内的ATP水平 17．细胞呼吸是指糖类等有机物在细胞内氧化分解并释放能量的过程。图1表示细胞呼吸中葡萄糖的分解代谢过程，其中①—④表示不同的反应过程，a—d代表不同的物质。图2表示小麦种子萌发过程中气体的变化情况。    (1)图1中物质a代表 ，③过程发生的场所是 。b代表 ，②过程中b物质生成的场所是 。 (2)据图2分析，在种子萌发的Ⅰ、Ⅱ阶段，细胞呼吸的方式是 （填“需氧呼吸”或“厌氧呼吸”或“需氧呼吸和厌氧呼吸”），处于该阶段的细胞可以发生图1中的 （填序号）反应。 (3)在种子萌发的Ⅲ阶段后期，吸收速率高于释放速率，说明细胞呼吸的底物除了葡萄糖外，还可能有 等。 (4)图3所示，线粒体内膜上的质子泵能将NADH分解产生的转运到线粒体内外膜间隙，使内外膜间隙中H⁺浓度增加；结构①能将运回线粒体基质，同时催化ATP的合成。膜上质子泵的作用可以 （填“增大”或“减少”）。线粒体两侧的浓度差，形成势能驱动ATP的合成。UCP也是一种分布在线粒体内膜上的转运蛋白，UCP的存在能够使ATP合成效率降低，能量更多以热能形式释放，请推测UCP转运的方向是 。有些大鼠在摄入高脂肪食物时不会发生肥胖，这些大鼠细胞中UCP含量高于其他大鼠。推测这些大鼠未出现肥胖现象的原因是 。    18．《中国居民营养与慢性病状况报告（2020年）》显示，中国成年居民超重肥胖率超过50%。专家分析，能量摄入和能量支出不平衡是导致个体超重肥胖的直接原因。如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。回答下列有关问题： (1)图中参与构成脂肪的成分X是 用苏丹III溶液检测生物组织中的脂肪颗粒时，会呈现 色，制片时所用酒精溶液的作用是 。 (2)细胞呼吸过程中，图中过程②发生在 （填具体场所），此过程会释放 （填“少量”或“大量”）能量。丙酮酸、二碳化合物属于中间产物，经一系列过程转化成物质X、脂肪酸等，据此推测细胞呼吸在生物体中的作用有 （答出2点）。 (3)某肥胖患者要减肥，制定了高淀粉低脂的减肥餐，据图评价该方案 （填“有效”或“无效”），据图回答依据是 。 （限时：8min） 19．抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶（COX）活性的氰化物时，仍能继续进行的呼吸。该过程产生的ATP较少，抗氰呼吸与交替氧化酶（AOX）密切相关，其作用机理如图所示。研究发现，生长在低寒地带的沼泽植物臭菘的花序中含有大量的AOX。下列叙述错误的是（    ） A．AOX和COX均能催化O2与NADH结合生成水 B．抗氰呼吸是不彻底的氧化分解，因此该过程生成的ATP较少 C．AOX与COX对氰化物敏感性不同的直接原因是空间结构不同 D．臭菘花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉 20．如图所示，在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上的F0F1蛋白复合物可利用H+的跨膜运输驱动ATP的合成。当棕色脂肪细胞被肌苷激活时，线粒体内外膜间隙中的H+通过UCP1进入线粒体基质，最终有氧呼吸释放的热能明显增大。下列叙述正确的是（    ） A．①侧和线粒体内膜上含多种有氧呼吸相关的酶 B．有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失后用于各种生命活动 C．肌苷使棕色脂肪细胞有氧呼吸产生的ATP增加，释放热能增多 D．生活在寒冷地区的动物，UCP1基因的表达量会增加以利于抵御寒冷 21．有氧呼吸第三阶段电子传递链如下图所示。电子在传递的过程中，H+通过复合物I、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H+势能差，驱动ATP合成酶顺H+浓度梯度运输，同时产生大量的ATP；UCP是一种特殊的H+通道，可介导H+顺浓度梯度运输。下列叙述错误的是（　　） A．真核细胞中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上 B．电子传递过程中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ的空间结构会发生改变 C．在H+顺浓度梯度的运输过程中，ATP合成酶能催化ATP合成 D．若细胞中的UCP表达量增高，则ATP的合成速率上升 22．酵母菌是研究细胞呼吸常用的实验材料。 (1)酵母菌有氧呼吸过程中生成的水中的氢来自于反应物中的 。适宜温度下，在锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封（如图1），图2曲线中能正确表示实验结果的是 （填图中序号）。 (2)某研究小组利用如图3所示装置进行酵母菌细胞呼吸的研究。图中刻度玻璃管可以用来读取液面的高度（假设水压对气体体积变化的影响忽略不计）。 实验步骤： a．将10mL酵母菌培养液和10mL加热煮沸后冷却的酵母菌培养液分别加入甲、乙两个烧杯中。 b．将甲、乙两个烧杯分别放入气密性完好的两个气球中，排尽空气后分别向两个气球内注入等量且适量的氧气，扎紧气球保持密闭状态，再分别放入如图3实验装置中。 c． 两组装置均放入20℃恒温水浴中。从注水口注入等量的温水，调节刻度玻璃管液面至起始刻度。 d．记录实验结果。 实验分析： ①该实验的自变量是 ，因变量是 。                                         ②实验刚开始的短时间内，甲组装置的刻度玻璃管液面不发生变化。请写出相关的反应式： 。 ③实验刚开始的短时间内，乙组装置的刻度玻璃管液面不发生变化的原因是： 。 ④一段时间后，装有甲烧杯的装置中刻度玻璃管液面 （上升、 下降、不变），原因是 。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.3细胞呼吸的原理和应用 第1课时 细胞呼吸的方式、有氧呼吸 （分层作业） 基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练 （限时：8min） 1．下列关于教材“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验叙述正确的是（　　） A．通过检测是否有 CO2产生可以确定酵母菌细胞呼吸的方式 B．通入氧气前先将空气通入 NaOH溶液是为了测定初始二氧化碳的含量 C．检测无氧呼吸产物酒精时，可在实验开始时加入酸性的重铬酸钾溶液 D．检测CO2可使用溴麝香草酚蓝溶液，因为CO2能使其由蓝变绿再变黄 【答案】D 【详解】A、有氧呼吸和无氧呼吸均会产生CO₂，仅检测CO₂无法区分两种呼吸方式，A错误；   B、通入氧气前用NaOH溶液处理空气的目的是吸收空气中的CO₂，排除外界CO₂对实验结果的干扰，而非测定初始CO₂含量，B错误； C、检测酒精需在酸性条件下与重铬酸钾反应，但实验过程中需先让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，实验结束后再取样检测。若实验开始时加入试剂会杀死酵母菌，影响实验结果，C错误；   D、溴麝香草酚蓝溶液遇CO₂会由蓝变绿再变黄，且颜色变化时间与CO₂浓度相关，D正确。   故选D。 2．下面是用于探究酵母菌细胞呼吸方式的备选装置。探究酵母菌有氧和无氧呼吸方式装置的正确排序分别为（    ）（同一装置数量不限） 注：箭头→表示气流方向 A．①→⑧→③、⑥→③ B．⑧→①→③、②→③ C．⑧→⑤→⑦、②→③ D．⑧→①→⑦、④→③ 【答案】B 【详解】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，先用NaOH去除空气中的CO2，排除空气中二氧化碳对实验结果的影响，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的生成，通气体的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧一①一③；无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②一③，B正确，ACD错误。 故选B。 3．1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论进行了6组实验，其中4组如下表，A溶液只含有酵母汁中的各类生物大分子，B溶液只含有酵母汁中的各类小分子和离子。下列叙述错误的是（    ） 组别 实验处理 实验结果 ① 葡萄糖溶液+无菌水 - ② 葡萄糖溶液+酵母菌 + ③ 葡萄糖溶液+A溶液 - ④ 葡萄糖溶液+B溶液 - 注:“+”表示有乙醇生成，“-”表示无乙醇生成。 A．乙醇发酵需拧松瓶盖定期排气，产物乙醇可用酸性重铬酸钾溶液检测 B．组①和组②都是对照组 C．除表中4组外，其他2组的实验处理分别是:葡萄糖溶液+酵母汁，葡萄糖溶液+A溶液+B溶液 D．为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是葡萄糖溶液+去除了离子M的B溶液 【答案】D 【分析】本实验的目的是为验证无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”，所给实验材料中，葡萄糖溶液为反应的底物，在此实验中为无关变量，其用量应一致。酵母菌为细胞生物，与其对应的酵母汁无细胞结构，可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”，而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。 【详解】A、乙醇发酵产生CO2，需拧松瓶盖定期排气，乙醇可用酸性重铬酸钾溶液检测，A正确； B、组①是空白对照组，组②是其他实验组的对照组，B正确； C、为验证无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵，以及乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助，还需要加设两组实验：一组为葡萄糖溶液+酵母汁，预计有乙醇生成；一组为葡萄糖溶液+A溶液（含有酵母汁中的各类生物大分子，包括酶）+B溶液（含有酵母汁中的各类小分子和离子），预期该组有乙醇生成，C正确； D、为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液，D错误。 故选D。 4．制作馒头时，通常需要把面粉、温水和酵母菌按比例混合后揉成面团。面团需要“醒”一段时间，才能制作出松软的馒头。面团若发酵过久，则会产生淡淡的酒味。下列有关叙述错误的是（　　） A．适当提高环境温度可缩短“醒”面的时间 B．“醒”面时，细胞呼吸释放热能会使面团发热 C．馒头松软主要是细胞呼吸产生的水所致 D．面团产生酒味是无氧呼吸产生的乙醇所致 【答案】C 【分析】本题考查酵母菌的呼吸方式及其在馒头制作中的应用。酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生CO₂和H₂O；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生CO₂和C₂H₅OH（乙醇）。面团松软主要由CO₂导致，酒味由无氧呼吸产生的乙醇引起。 【详解】A、适当提高温度可加快酶活性，促进酵母菌呼吸作用，缩短“醒”面时间，A正确； B、细胞呼吸过程中，部分能量以热能形式释放，导致面团发热，B正确； C、馒头松软是因酵母菌有氧呼吸产生的CO₂形成气孔，而非水（水为液态，无法支撑结构），C错误； D、面团发酵过久时，氧气耗尽，酵母菌进行无氧呼吸产生乙醇，导致酒味，D正确。 故选C。 5．天南星科植物的线粒体内膜上具有细胞色素氧化酶（COX）和交替氧化酶（AOX）。低温条件下，天南星科植物体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响。细胞在AOX作用下消耗等量呼吸底物比正常情况产生更多热量，这种呼吸方式称为抗氰呼吸。下列叙述正确的是（　　） A．COX和AOX参与催化有氧呼吸第二阶段的相关反应 B．线粒体中AOX的存在有利于天南星科植物适应低温条件 C．低温条件下COX合成缺陷型植株无法完成葡萄糖的氧化分解 D．消耗等量有机物抗氰呼吸比COX催化的有氧呼吸生成的ATP更多 【答案】B 【详解】A、COX和AOX位于线粒体内膜，参与催化有氧呼吸第三阶段（电子传递链）的反应，而非第二阶段（丙酮酸分解为CO2和[H]发生在基质中），A错误； B、低温抑制COX活性时，AOX可维持电子传递链运行，抗氰呼吸释放更多热量，帮助植物适应低温，B正确； C、由题干信息可知，低温条件下其体内产生的氰化物可抑制COX的活性而对AOX的活性无影响，COX合成缺陷型植株，但其他的酶合成正常，依然可以完成葡萄糖的氧化分解，C错误； D、抗氰呼吸中电子传递链缩短，部分能量以热能形式散失，导致ATP生成减少，D错误。 故选B。 6．如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a~c表示物质，①~④表示过程。下列有关叙述正确的是（    ） A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中 B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生 C．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2 D．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中c为ATP 【答案】C 【详解】A、②表示无氧呼吸的第二阶段，在细胞质基质中进行；④表示有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，A错误； B、图中物质c为[H]，它能在有氧呼吸、无氧呼吸过程中产生，B错误； C、据图分析可知，①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2，C正确； D、图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中c为[H]，D错误。 故选C。 7．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（    ） A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 C．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 D．线粒体中的DNA能够控制某些蛋白质的合成 【答案】B 【详解】A、有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中产生少量ATP，第二、三阶段在线粒体中产生大量ATP，A正确； B、丙酮酸分解为CO₂和[H]的过程属于有氧呼吸第二阶段，发生在线粒体基质中，此过程不需要O₂的直接参与，O₂用于第三阶段与[H]结合生成水，B错误； C、线粒体内膜是第三阶段的场所，其上的酶催化[H]与O₂反应生成水，C正确； D、线粒体含有DNA，可通过转录和翻译合成部分自身所需的蛋白质，D正确。 故选B。 8．耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、慢跑、骑行等，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式。为探究耐力性运动训练中肌纤维出现的适应性变化，研究人员进行了相关实验。人体肌细胞有呼吸的过程如图1所示，其中A~C表示相关物质。请回答下列问题。    (1)写出耐力性运动中能量供应的主要方式的化学反应式： （以葡萄糖为呼吸底物）。 (2)线粒体是有氧呼吸的主要场所，结合结构与功能相适应的生命观念分析可知，线粒体作为有氧呼吸的主要场所的结构特点主要是 。 (3)肌细胞在进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是 。图1中物质A是 ，能量①、②、③中最多的是 ，物质 A与水反应生成物质 B的场所是 。 (4)在耐力性运动训练中，若肌细胞进行有氧呼吸时产生30molCO2，则消耗的葡萄糖为 mol。 (5)为探究耐力性运动训练中肌纤维出现的适应性变化，研究人员检测了肌纤维中线粒体的数量，实验结果如图2所示。由图2可知，坚持训练会使肌纤维中线粒体数量 ，停止训练5周后线粒体数量降至原来的水平。 【答案】(1)C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。 (2)内膜的某些部位向内折叠形成嵴，增大了与有氧呼吸相关的酶的附着膜面积 (3) 细胞质基质、线粒体（线粒体基质和线粒体内膜） 丙酮酸 ③ 线粒体基质 (4)5 (5)先增加后保持稳定 【分析】图1表示有氧呼吸的过程，其中A是丙酮酸，B是CO2，C是O2，①②③分别表示有氧呼吸三个阶段释放的能量。 【详解】（1）根据题意可知，有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，最常利用的物质是葡萄糖，有氧呼吸的总反应式为：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。 （2）线粒体作为有氧呼吸的主要场所，其内膜的某些部位向内折叠形成嵴，增大了与有氧呼吸相关的酶的附着膜面积。 （3）有氧呼吸的全过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。第一阶段是1分子的葡萄糖分解生成2分子的丙酮酸和少量的[H]，并释放出少量的能量，场所是细胞质基质；第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放出少量的能量，场所是线粒体基质；第三阶段是上述两个阶段产生的[H]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量，场所是线粒体内膜。所以肌细胞在进行有氧呼吸时，能产生ATP的场所是细胞质基质、线粒体，图1中物质A是丙酮酸。①②③分别表示有氧呼吸三个阶段释放的能量，第三阶段释放的能量（③）最多。物质A（丙酮酸）与水反应生成物质B（CO2）的过程是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质。 （4）有氧呼吸时消耗1mol葡萄糖，能产生6mol的CO2，因此若肌细胞进行有氧呼吸时产生30molCO2，则消耗5mol的葡萄糖。 （5）由图2可知，坚持训练时，随着训练时间的延长，肌纤维中线粒体数量的相对值先增加后保持稳定。 （限时：8min） 9．下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的说法，错误的是（    ） A．该实验与T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验均属于对比实验 B．可让通入的空气先经NaOH溶液，再经澄清石灰水检测以确保其中无CO2 C．密闭容器培养酵母菌时容器内O2/CO2的值随培养时间延长先减小后增大 D．若欲利用酵母菌处理废水中的有机物，则可先通入O2以获得大量酵母菌 【答案】C 【详解】A、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验通过设置不同条件（有氧、无氧）进行对比，属于对比实验；T2噬菌体侵染实验通过标记不同成分（DNA和蛋白质）进行对比，也属于对比实验，A正确； B、通入的空气先经NaOH溶液吸收CO₂，再经澄清石灰水检测剩余气体中是否含CO₂，可确保进入培养瓶的空气不含CO₂，避免干扰实验结果，B正确； C、密闭容器中，酵母菌初期进行有氧呼吸（消耗O₂，产生CO₂），O₂/CO₂比值减小；当O₂耗尽后转为无氧呼吸（仅产生CO₂），此时O₂为0，CO₂持续增加，比值无法增大，而是趋近于0，C错误； D、酵母菌在有氧条件下繁殖快，通入O₂可使其大量增殖，从而更高效地分解废水中的有机物，D正确。 故选C。 10．某科研小组欲通过以下实验装置检测酵母菌的呼吸方式，下列叙述错误的是（    ） A．该实验应加设一组对照装置排除物理因素对实验结果的影响 B．乙组左管液面升高，变化量表示细胞呼吸产生CO2的量 C．甲组右管液面升高，乙组液面不变，说明细胞只进行有氧呼吸 D．用两装置测定花生种子呼吸方式，仅有氧呼吸时均右管液面升高 【答案】B 【详解】A、该实验应加设一组对照装置，将酵母菌换成死的酵母菌，排除物理因素对实验结果的影响，A正确； B、乙组装置中，酵母菌进行呼吸作用，若左管液面升高，是因为装置内气体压强变化，由于乙组装置中没有NaOH溶液吸收CO2，所以液面变化量表示的是酵母菌呼吸作用产生CO2与消耗O2的差值，而不是单纯产生CO2的量，B错误； C、若只进行有氧呼吸，甲组中的NaOH吸收细胞呼吸产生的CO2，O2被消耗，气体体积变小，右管压力变小，液面升高，乙组细胞呼吸产生CO2的量和消耗O2的量相等，气体体积不变，液面不变，C正确； D、花生种子中脂肪比较多，含有的H多，消耗O2的量增多，多于产生CO2的量，甲乙两组均右管液面升高，D正确。 故选B。 11．研究发现，敲除野生型酵母菌sqr基因后获得的突变型酵母菌中，线粒体出现碎片化现象，且线粒体数量减少。下列叙述错误的是（　　） A．无氧条件下，突变型酵母菌糖酵解释放的能量大部分以热能散失 B．无氧条件下，野生型酵母菌比突变型酵母菌产生更多的ATP C．氧气充足时，野生型酵母菌种群增殖速率大于突变型酵母菌 D．氧气充足时，野生型酵母菌培养液过滤后，滤液中加入重铬酸钾酸溶液显橙色 【答案】B 【详解】A、糖酵解阶段释放的能量大部分以热能散失，少量转化为ATP，A正确； B、无氧呼吸仅发生在细胞质基质中，与线粒体无关，野生型和突变型酵母菌无氧呼吸产生的ATP量相同，B错误； C、氧气充足时，野生型线粒体功能正常，有氧呼吸效率高，提供更多能量支持增殖，而突变型线粒体受损，增殖速率较低，C正确； D、氧气充足时，酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，滤液中无乙醇，加入重铬酸钾酸溶液不会显灰绿色（保持橙色），D正确。 故选B。 12．生物兴趣小组为探究酵母菌的呼吸方式，将接种酵母菌的葡萄糖培养液密封后置于适宜温度下培养，并测定锥形瓶中CO₂和O₂的含量变化，结果如下图所示。下列叙述正确的是（　　） A．第100 s时，酵母菌细胞呼吸作用消耗的O₂量等于产生的CO₂量 B．实验使用的葡萄糖培养液需要高温煮沸，可以避免杂菌污染 C．可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄来判断酵母菌的呼吸方式 D．300~400 s间酵母菌细胞内葡萄糖分子中的能量主要以热能形式散失 【答案】B 【详解】A、第100s时，由于酵母菌可能存在无氧呼吸，O₂的消耗量不一定等于CO₂的释放量，A错误； B、实验使用的葡萄糖溶液要高温煮沸以杀死培养液中的微生物，避免其他杂菌细胞呼吸对实验造成干扰，B正确； C、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO₂，通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄不能判断酵母菌的呼吸方式，C错误； D、300~400s间酵母菌主要进行无氧呼吸，葡萄糖中的能量主要储存在酒精中，D错误。 故选B。 13．在自然界中，洪水、灌溉不均匀等因素易使植物根系供氧不足，造成“低氧胁迫”。研究人员采用无土栽培的方法，研究了“低氧胁迫”对两个黄瓜品种(A、B)根系细胞呼吸的影响，测得第6天时根系细胞中丙酮酸和酒精的含量，结果如表所示。下列叙述错误的是（    ） 实验处理 正常通气、品种 A 低氧、品种 A 正常通气、品种 B 低氧、品种 B 丙酮酸/（μmol•g-1） 0.18 0.20 0.19 0.34 酒精 /（μmol•g-1） 2.45 6.00 2.49 4.50 A．该实验的自变量是通气量和黄瓜品种 B．使用酸性的重铬酸钾溶液检测酒精时，溶液由橙色变为灰绿色 C．在洪水、灌溉不均匀的情况下，根系更容易腐烂的是品种 B D．正常通气时，品种 A、B的有氧呼吸和无氧呼吸均在进行 【答案】C 【详解】A、自变量是实验中人为改变的因素，由表中信息可知，该实验的自变量是黄瓜品种和通气情况，A正确； B、检测酒精需在酸性条件下与重铬酸钾反应，颜色变化为橙色→灰绿色，B正确； C、低氧胁迫下，品种A的酒精含量（6.00）高于品种B（4.50），说明A的无氧呼吸更强，酒精积累更多，更易导致根系腐烂，C错误； D、正常通气时，两品种的酒精含量均不为零，说明同时存在有氧呼吸和无氧呼吸，D正确。 故选C。 14．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。 15．将酵母细胞破碎后，经离心处理，获取只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未处理过的酵母细胞培养液分别加入甲、乙、丙三支试管中，同时滴入等量且足量的葡萄糖溶液。前期无氧处理，后期有氧处理，期间检测各试管的CO2释放速率及温度变化。下列叙述与实验预期不相符的是（    ） A．无氧处理时，甲、丙两试管均能释放CO2 B．有氧处理时，甲、乙和丙试管均能释放CO2 C．丙试管在前期处理时CO2释放速率低，后期高 D．实验结束时，丙试管的升温幅度可能最大 【答案】B 【分析】酵母菌是真菌的一种，属于真核生物．酵母菌为兼性厌氧型，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。酵母菌在无氧条件下只能进行无氧呼吸，无氧呼吸全过程为：第一阶段：在细胞质的基质中，与有氧呼吸的第一阶段完全相同，即一分子的葡萄糖在酶的作用下分解成两分子的丙酮酸，过程中释放少量的[H]和少量能量；第二阶段：在细胞质的基质中，丙酮酸在不同酶的催化下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸，无氧呼吸第二阶段不产生能量。 【详解】A、无氧处理时，酵母细胞在细胞质基质中可以完成产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，因此，甲与丙两支试管都能释放二氧化碳，与实验预期相符，A不符合题意； B、有氧处理时，甲中只有酵母细胞质基质，无法完成有氧呼吸，不能产生二氧化碳；乙只有细胞器，没有细胞质基质，也无法完成有氧呼吸，不能产生二氧化碳；丙是完整的酵母细胞，可以完成有氧呼吸，产生二氧化碳，与实验预期不相符，B符合题意； C、丙试管含有完整的酵母细胞，前期通过无氧呼吸产生二氧化碳，速率低；后期通过有氧呼吸产生二氧化碳，速率高，与实验预期相符，C不符合题意； D、因为丙试管前期进行无氧呼吸，后期进行有氧呼吸，两种呼吸方式都可以产生释放能量，因此，丙试管升温幅度可能最大，与实验预期相符，D不符合题意。 故选B。 16．研究发现，菜粉蝶幼虫细胞中NADH脱氢酶（一种催化[H]与氧反应的酶）对广泛存在于植物根部中的鱼藤酮十分敏感，鱼藤酮易与NADH脱氢酶与辅酶Q之间的某一成分发生作用。生产上常利用鱼藤酮来防治菜粉蝶幼虫。下列说法错误的是（    ） A．可用双缩脲试剂或蛋白酶鉴定NADH脱氢酶的化学本质 B．鱼藤酮会抑制农作物的有氧呼吸并对其产生毒害作用 C．NADH脱氢酶分布在菜粉蝶细胞的线粒体内膜上 D．鱼藤酮发生作用后会降低菜粉蝶幼虫体内的ATP水平 【答案】B 【分析】有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质进行，第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜。 【详解】A、NADH脱氢酶的化学本质为蛋白质，可用双缩脲试剂或蛋白酶鉴定NADH脱氢酶的化学本质，A正确； B、鱼藤酮广泛存在于植物的根中，说明其对农作物是没有害处的，B错误； C、NADH脱氢酶是一种催化[H]与氧反应的酶，是有氧呼吸的第三阶段，主要分布在线粒体内膜上，C正确； D、呼吸产生ATP，鱼藤酮影响呼吸，会降低虫体内的ATP水平，D正确。 故选B。 17．细胞呼吸是指糖类等有机物在细胞内氧化分解并释放能量的过程。图1表示细胞呼吸中葡萄糖的分解代谢过程，其中①—④表示不同的反应过程，a—d代表不同的物质。图2表示小麦种子萌发过程中气体的变化情况。    (1)图1中物质a代表 ，③过程发生的场所是 。b代表 ，②过程中b物质生成的场所是 。 (2)据图2分析，在种子萌发的Ⅰ、Ⅱ阶段，细胞呼吸的方式是 （填“需氧呼吸”或“厌氧呼吸”或“需氧呼吸和厌氧呼吸”），处于该阶段的细胞可以发生图1中的 （填序号）反应。 (3)在种子萌发的Ⅲ阶段后期，吸收速率高于释放速率，说明细胞呼吸的底物除了葡萄糖外，还可能有 等。 (4)图3所示，线粒体内膜上的质子泵能将NADH分解产生的转运到线粒体内外膜间隙，使内外膜间隙中H⁺浓度增加；结构①能将运回线粒体基质，同时催化ATP的合成。膜上质子泵的作用可以 （填“增大”或“减少”）。线粒体两侧的浓度差，形成势能驱动ATP的合成。UCP也是一种分布在线粒体内膜上的转运蛋白，UCP的存在能够使ATP合成效率降低，能量更多以热能形式释放，请推测UCP转运的方向是 。有些大鼠在摄入高脂肪食物时不会发生肥胖，这些大鼠细胞中UCP含量高于其他大鼠。推测这些大鼠未出现肥胖现象的原因是 。    【答案】(1) 丙酮酸（和[H]） 细胞质基质 二氧化碳 线粒体基质 (2) 需氧呼吸和厌氧呼吸 ①②③ (3)脂肪 (4) 增大 线粒体内外膜间隙转运至线粒体基质 这些大鼠细胞中UCP含量高于其他大鼠，因而能将线粒体内外膜间隙的H+顺浓度梯度转运至线粒体基质，但该过程中没有驱动ATP的产生，因而导致机体消耗更多的葡萄糖，甚至消耗脂肪供能 【分析】题图分析，图1中①表示细胞呼吸的第一阶段，②表示有氧呼吸的第二、第三阶段，③④表示无氧呼吸第二阶段；a为丙酮酸，b为二氧化碳，c为H2O，d酒精。 【详解】（1）图中物质a是葡萄糖经分解产生的物质，表示丙酮酸（和[H]）；③表示产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸第二阶段，不产生能量，场所是细胞质基质；b在无氧呼吸和有氧呼吸过程中都能产生，表示二氧化碳；②过程表示有氧呼吸的第二、第三阶段，其中二氧化碳是有氧呼吸第二阶段产生的，场所是线粒体基质。 （2）据图2分析，在种子萌发的I、II阶段，二氧化碳的释放速率大于氧气的吸收速率，细胞呼吸的方式是需氧呼吸和厌氧呼吸；该阶段无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，故处于该阶段的细胞可以发生图1中的①②③。 （3）在种子萌发的Ⅲ阶段后期， 氧气的吸收速率明显升高，说明细胞呼吸主要以有氧呼吸为主；若呼吸底物全为葡萄糖，则呼吸时释放的二氧化碳应≥吸收的氧气，图中氧气的吸收速率＞二氧化碳的释放，说明细胞呼吸的底物除了葡萄糖外，还可能有脂肪等。 （4）图3所示，线粒体内膜上的质子泵能将NADH分解产生的H+转运到线粒体内外膜间隙，使内外膜间隙中H⁺浓度增加；结构①能将H+运回线粒体基质，同时催化ATP的合成。图中H+通过质子泵的跨膜运输方式是主动运输，而通过结构①的跨膜运输是顺浓度梯度进行的，为协助扩散，因此，通过膜上质子泵的作用可以增大”线粒体内膜两侧H+的浓度差，进而为结构①能将氢离子进行顺浓度梯度转运，并且能催化ATP的产生创造条件，线粒体两侧H+的浓度差，形成势能驱动ATP的合成。UCP也是一种分布在线粒体内膜上的H+转运蛋白，UCP的存在能够使ATP合成效率降低，能量更多以热能形式释放，因而推测UCP转运H+的方向是顺浓度梯度进行的，即由线粒体内外膜间隙转运至线粒体基质。有些大鼠在摄入高脂肪食物时不会发生肥胖，是因为这些大鼠细胞中UCP含量高于其他大鼠，因而能将线粒体内外膜间隙的H+顺浓度梯度转运至线粒体基质，但该过程中没有驱动ATP的产生，因为UCP不具有催化ATP合成的作用，因而导致机体消耗更多的葡萄糖，甚至消耗脂肪供能，故这些大鼠体内摄入的糖类不能转变成脂肪，且脂肪被消耗，因而不会发胖。 18．《中国居民营养与慢性病状况报告（2020年）》显示，中国成年居民超重肥胖率超过50%。专家分析，能量摄入和能量支出不平衡是导致个体超重肥胖的直接原因。如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。回答下列有关问题： (1)图中参与构成脂肪的成分X是 用苏丹III溶液检测生物组织中的脂肪颗粒时，会呈现 色，制片时所用酒精溶液的作用是 。 (2)细胞呼吸过程中，图中过程②发生在 （填具体场所），此过程会释放 （填“少量”或“大量”）能量。丙酮酸、二碳化合物属于中间产物，经一系列过程转化成物质X、脂肪酸等，据此推测细胞呼吸在生物体中的作用有 （答出2点）。 (3)某肥胖患者要减肥，制定了高淀粉低脂的减肥餐，据图评价该方案 （填“有效”或“无效”），据图回答依据是 。 【答案】(1) 甘油 橘黄 洗去浮色 (2) 线粒体基质 少量 为生物体（细胞）生命活动提供能量、生物体代谢的枢纽、为其他有机物的合成提供原料等 (3) 无效 淀粉彻底水解后形成葡萄糖，在葡萄糖供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪 【分析】分析题图：①是细胞呼吸（有氧呼吸或无氧呼吸）的第一阶段，②是细胞呼吸的第二阶段。在细胞呼吸过程中产生的中间产物（如丙酮酸、二碳化合物），可以转化成脂肪酸和X所示的甘油，脂肪酸和甘油反应形成脂肪。 【详解】（1）脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油发生反应而形成的酯。图中参与构成脂肪的成分 X 是甘油。脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色。用苏丹Ⅲ溶液检测生物组织中的脂肪颗粒时，制片时所用酒精溶液的浓度是体积分数为 50%，作用是洗去浮色。 （2）细胞呼吸过程中，图中过程②是丙酮酸分解产生 CO2的过程，发生在线粒体基质中，此过程会释放少量能量。丙酮酸、二碳化合物的转化过程表明细胞呼吸的作用有：为生物体（细胞）的生命活动提供能量、生物体代谢的枢纽、为其他有机物的合成提供原料等。 （3） 淀粉彻底水解后形成葡萄糖，在葡萄糖供应充足的情况下，可以大量转化为脂肪，因此，该方案无效。 （限时：8min） 19．抗氰呼吸是指当植物体内存在影响细胞色素氧化酶（COX）活性的氰化物时，仍能继续进行的呼吸。该过程产生的ATP较少，抗氰呼吸与交替氧化酶（AOX）密切相关，其作用机理如图所示。研究发现，生长在低寒地带的沼泽植物臭菘的花序中含有大量的AOX。下列叙述错误的是（    ） A．AOX和COX均能催化O2与NADH结合生成水 B．抗氰呼吸是不彻底的氧化分解，因此该过程生成的ATP较少 C．AOX与COX对氰化物敏感性不同的直接原因是空间结构不同 D．臭菘花序可能产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉 【答案】B 【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NADH，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和NADH，合成少量ATP；第三阶段是氧气和NADH反应生成水，合成大量ATP。 【详解】A、据题图可知，细胞色素氧化酶COX和交替氧化酶AOX均参与细胞呼吸的第三阶段，能催化O2与NADH结合生成水，A正确； B、抗氰呼吸也是彻底的氧化分解，抗氰呼吸比正常呼吸产生的热量更多，则合成的ATP就更少，B错误； C、AOX与COX对氰化物敏感性不同，直接原因是空间结构不同，根本原因是基因不同，C正确； D、生长在低寒地带的沼泽植物臭崧的花序中含有大量的交替氧化酶（AOX），可通过抗氰呼吸产生更多的热量促进挥发物质挥发，吸引昆虫传粉，D正确。 故选B。 20．如图所示，在有氧呼吸第三阶段，线粒体内膜上的F0F1蛋白复合物可利用H+的跨膜运输驱动ATP的合成。当棕色脂肪细胞被肌苷激活时，线粒体内外膜间隙中的H+通过UCP1进入线粒体基质，最终有氧呼吸释放的热能明显增大。下列叙述正确的是（    ） A．①侧和线粒体内膜上含多种有氧呼吸相关的酶 B．有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失后用于各种生命活动 C．肌苷使棕色脂肪细胞有氧呼吸产生的ATP增加，释放热能增多 D．生活在寒冷地区的动物，UCP1基因的表达量会增加以利于抵御寒冷 【答案】D 【详解】A、ATP可在线粒体内膜上合成，因此①侧为线粒体两层膜的间隙，②侧为线粒体内膜的内侧，即线粒体基质，在线粒体基质和线粒体内膜上含有与有氧呼吸有关的酶，即②侧和线粒体内膜上含多种有氧呼吸相关的酶，A错误； B、有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少量转移到ATP中，ATP用于各种生命活动，B错误； C、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，如图所示，H+利用化学势能差，通过F0F1ATP合成酶的作用将H+化学势能转变为ATP的化学能，H+在线粒体内的浓度低于线粒体外的浓度。当棕色脂肪细胞被肌苷激活时，线粒体内外膜间隙中的H+通过UCP1进入线粒体基质，使线粒体内膜两侧H+的浓度差减小，ATP合成减少，最终有氧呼吸释放的热能明显增大，C错误； D、生活在寒冷地区的动物，增加UCP1基因的表达量可使有氧呼吸释放的热能明显增加，有利于抵御寒冷，D正确。 故选D。 21．有氧呼吸第三阶段电子传递链如下图所示。电子在传递的过程中，H+通过复合物I、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H+势能差，驱动ATP合成酶顺H+浓度梯度运输，同时产生大量的ATP；UCP是一种特殊的H+通道，可介导H+顺浓度梯度运输。下列叙述错误的是（　　） A．真核细胞中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上 B．电子传递过程中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ的空间结构会发生改变 C．在H+顺浓度梯度的运输过程中，ATP合成酶能催化ATP合成 D．若细胞中的UCP表达量增高，则ATP的合成速率上升 【答案】D 【分析】对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 【详解】A、依题意可知，复合物I、Ⅲ、Ⅳ在有氧呼吸第三阶段起电子传递作用，真核细胞的有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，所以在真核细胞中，复合物I、Ⅲ、Ⅳ分布在线粒体内膜上，A正确； B、电子传递过程中，各种复合体蛋白只容许与自身结合部位相适应的分子或离子通过，每次转运时都会发生自身构象的改变，B正确； C、依题意“H+通过复合物I、Ⅲ、Ⅳ逆浓度梯度运输，建立膜H+势能差，驱动ATP合成酶顺H⁺浓度梯度运输，同时产生大量的ATP”，说明在H+顺浓度梯度的运输过程中，ATP合成酶能催化ATP合成，C正确； D、依题意，UCP是一种特殊的H+通道，由图可知，H+通过UCP运输会产生大量热量，若细胞中的UCP表达量增高，则更多的H+通过UCP运输，则通过ATP合成酶运输的H+减少，ATP的合成速率会下降，D错误。 故选D。 22．酵母菌是研究细胞呼吸常用的实验材料。 (1)酵母菌有氧呼吸过程中生成的水中的氢来自于反应物中的 。适宜温度下，在锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封（如图1），图2曲线中能正确表示实验结果的是 （填图中序号）。 (2)某研究小组利用如图3所示装置进行酵母菌细胞呼吸的研究。图中刻度玻璃管可以用来读取液面的高度（假设水压对气体体积变化的影响忽略不计）。 实验步骤： a．将10mL酵母菌培养液和10mL加热煮沸后冷却的酵母菌培养液分别加入甲、乙两个烧杯中。 b．将甲、乙两个烧杯分别放入气密性完好的两个气球中，排尽空气后分别向两个气球内注入等量且适量的氧气，扎紧气球保持密闭状态，再分别放入如图3实验装置中。 c． 两组装置均放入20℃恒温水浴中。从注水口注入等量的温水，调节刻度玻璃管液面至起始刻度。 d．记录实验结果。 实验分析： ①该实验的自变量是 ，因变量是                                                         ②实验刚开始的短时间内，甲组装置的刻度玻璃管液面不发生变化。请写出相关的反应式： 。 ③实验刚开始的短时间内，乙组装置的刻度玻璃管液面不发生变化的原因是：                                         ④一段时间后，装有甲烧杯的装置中刻度玻璃管液面 （上升、 下降、不变），原因是 。 【答案】(1) 葡萄糖和水 ② (2) 酵母菌培养液是否煮沸 是否产生气体或刻度玻璃管液面高度 乙中酵母菌死亡，不能进行细胞呼吸 上升 甲中酵母菌无氧呼吸产生的CO2使气球体积增大 【分析】1、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。 2、该实验的自变量是是否有酵母菌（酵母菌是否煮沸），酵母菌有氧呼吸时产生的CO2等于消耗的O2，不会使气球内气体体积变化；酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，使气球体积膨胀，刻度玻璃管液面升高，即因变量是刻度玻璃管液面高度。 【详解】（1）酵母菌有氧呼吸过程第三阶段是第一、二阶段产生的[H]与氧结合生成水，[H]来自于有氧呼吸第一阶段中糖酵解和第二阶段水与丙酮酸反应产生的[H]，因此水中的氢来自于反应物中的葡萄糖和水；适宜温度下，在锥形瓶中加入含有酵母菌的葡萄糖溶液并密封，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，因此酒精浓度会逐渐升高然后达到平衡，①错误；酵母菌呼吸作用消耗葡萄糖，因此葡萄糖的剩余量减少，②正确；酵母菌无氧呼吸产生了二氧化碳，二氧化碳溶解于水中，使溶液PH逐渐降低，③错误，因此图2曲线中能正确表示实验结果的是②。 （2）①由题意知，该实验的自变量是酵母菌的有无，可通过酵母菌是否煮沸控制，因变量是是否产生气体，通过刻度玻璃管液面高度衡量。 ②实验刚开始，甲装置中的酵母菌进行有氧呼吸，消耗氧气与释放的二氧化碳的量相等，气球体积不变，所以刻度玻璃管液面不变化。有氧呼吸的反应式为 。 ③由于乙中酵母菌死亡，不能进行细胞呼吸，故实验刚开始的短时间内，乙组装置的刻度玻璃管液面不发生变化。 ④一段时间后，甲装置中的酵母菌进行无氧呼吸，释放二氧化碳，气球体积增大，刻度玻璃管液面上升。 【点睛】本题考查呼吸作用，考查细胞呼吸的具体过程和场所，探究酵母菌的呼吸方式，主要考查学生设计并分析实验，预期实验结果获取实验 结论的能力。解答此题，可根据反应式判断有氧呼吸和无氧呼吸过程中气体体积的变化，根据气体体积变化判断酵母菌呼吸方式。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $