第三单元 第13课时 细胞呼吸的方式和有氧呼吸（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（人教版 江苏专用）

第13课时　细胞呼吸的方式和有氧呼吸 课标要求 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。 考情分析 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式 2022·河北·T4　2022·重庆·T12　2021·全国甲·T2　2021·福建·T7 2.有氧呼吸 2023·重庆·T10　2023·广东·T7　2023·天津·T1　2022·全国甲·T4 2022·山东·T4　2022·山东·T16 考点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理 2．实验思路——对比实验 提醒　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：①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素示踪法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验；④探究温度(pH)对酶活性的影响。 3．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产生量的装置如图所示。 (3)检测酒精的产生：从A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 提醒　由于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。 4．实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度高/快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度低/慢 出现灰绿色 5.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)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。 判断正误 (1)探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2(　√　) (2)对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的(　√　) (3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可用酸性重铬酸钾溶液检测二氧化碳的含量(　×　) 提示　检测二氧化碳除了用澄清的石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液，酸性重铬酸钾溶液用于检测酒精。 (4)培养开始时向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾溶液以便检测酒精生成(　×　) 提示　检测酒精的生成，应取酵母菌培养液的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g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。 考向一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．(2023·浙江1月选考，16)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．氧气的有无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 答案　C 解析　酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量，A错误；氧气的有无是本实验的自变量，B错误；等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放的能量多，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．(2023·常州高三期末)某同学连通橡皮球(或气泵)让少量空气间歇性地依次通过如图装置中的3个锥形瓶。下列相关叙述正确的是(　　) A．若增加橡皮球(或气泵)的通气量，澄清石灰水变浑浊的速率一定会加快 B．在瓶A中的培养液加入酸性重铬酸钾溶液后需要水浴加热才会产生灰绿色 C．酒精检测前，需要延长酵母菌的培养时间以排除葡萄糖对实验结果的影响 D．将瓶A置于微型振荡器上培养可以提高瓶内酵母菌细胞产生酒精的速率 答案　C 解析　酒精与酸性重铬酸钾发生化学反应，变成灰绿色，不需要进行水浴加热，B错误；由于葡萄糖也可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，C正确；将瓶A置于微型振荡器上培养，是为了让瓶中的氧气充分溶解在酵母菌培养液中，氧气的存在会抑制无氧呼吸，从而降低酵母菌细胞产生酒精的速率，D错误。 考点二　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．过程 3．写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) 4．能量的释放与特点 (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。 (2)特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。 思维训练　就线粒体的起源，科学家提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。结合真核细胞有氧呼吸的场所，可以判断需氧细菌有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。 判断正误 (1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质(　×　) 提示　有氧呼吸的反应物是有机物和氧气，有机物中以糖类物质为主，当然脂肪和蛋白质等有机物也可以在细胞内彻底氧化分解。 (2)真核细胞都进行有氧呼吸(　×　) 提示　哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸。 (3)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸(　×　) 提示　有些没有线粒体的细胞，含有有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸。 (4)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。 1．辨析 “NADH”和“NAD＋” 生物利用的能量来自糖类等有机物中的化学能，细胞需通过有机物的逐步氧化分解，将有机物中的能量一部分储存在ATP中，成为细胞能直接利用的能量形式。有机物的氧化是逐步脱氢和失电子的过程。NAD＋(填“NADH”或“NAD＋”)是电子和氢离子的载体，能够与糖氧化过程中脱下来的氢离子和电子结合，形成NADH(填“NADH”或“NAD＋”)。 2．有氧呼吸的第三阶段：NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获和传递，O2为最终的电子受体，生成H2O。 请据图分析ATP生成的过程是什么？ 提示　内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H＋泵出，构建H＋浓度梯度，H＋通过线粒体内膜上的ATP合酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。 考向二　有氧呼吸的过程分析 3．(2022·全国甲，4)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．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 C．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 D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 答案　C 解析　有氧呼吸第一阶段的场所是细胞质基质，第二、三阶段的场所是线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都可产生ATP，A正确；线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段O2和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要O2的直接参与，C错误；线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，D正确。 4．(多选)(2022·山东，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2，结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，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所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是(　　) A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多 C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少 答案　BCD 解析　与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给O2，说明电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时低温4 ℃处理，ATP生成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多地用于产热，消耗的葡萄糖量多，B、C正确；DNP使H＋不经ATP合酶返回线粒体基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，导致ATP生成减少，D正确。 1．(必修1 P91)探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，实验的自变量是有无氧气。 2．(必修1 P91)请分析该实验的因变量并完善下表。 因变量 检测方法 CO2产生的多少 澄清石灰水变浑浊的程度 溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短 是否有酒精产生 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，使溶液变成灰绿色。可通过观察溶液颜色是否变化来确定 3.(必修1 P91)在检测酒精的实验中，将酵母菌培养的时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖的原因是葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。 4．(必修1 P93)有氧呼吸：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。 5. (必修1 P92～93)真核细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，产物为丙酮酸、[H]、少量能量；第二阶段在线粒体基质中进行，需要消耗水，产物为CO2、[H]、少量能量；第三阶段在线粒体内膜上进行，需要消耗O2，能产生水，并产生大量能量。 6．(必修1 P92)请写出有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 7．有氧呼吸过程中葡萄糖中能量的去向为大部分以热能的形式散失，少部分转化为ATP中的化学能。 课时精练 一、单项选择题 1．(2022·重庆，12)从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是(　　) 注：箭头表示气流方向。 A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③ C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦ 答案　B 解析　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，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→①→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→③，B正确。 2．(2022·河北，4)关于细胞呼吸的叙述，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，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色 答案　B 解析　能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的气体是二氧化碳，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；酸性的重铬酸钾与酒精发生化学反应，呈现灰绿色，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浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。 3．(2023·天津，1)衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，则其需要从宿主细胞体内摄取的物质是(　　) A．葡萄糖 B．糖原 C．淀粉 D．ATP 答案　D 解析　细胞生命活动所需的能量主要是由细胞呼吸提供的，衣原体缺乏细胞呼吸所需的酶，不能进行细胞呼吸，缺乏能量，ATP是直接能源物质，因此衣原体需要从宿主细胞体内摄取的物质是ATP，D符合题意。 4.如图为某细胞器的结构模式图，下列反应发生在该细胞器内的是(　　) A．葡萄糖分解为丙酮酸 B．O2与[H]反应产生水 C．葡萄糖分解产生乳酸 D．水在光下分解产生O2 答案　B 解析　葡萄糖不在线粒体中氧化分解，A、C不符合题意；水在光下分解发生在叶绿体类囊体薄膜上，D不符合题意。 5．(2023·无锡高三调研)糖酵解是糖分解为丙酮酸的过程，普遍存在于细胞中。下列叙述正确的是(　　) A．糖酵解的过程需要消耗氧气 B．糖酵解发生在线粒体基质中 C．糖酵解产生的丙酮酸可能转化为乳酸 D．糖酵解释放的能量主要用于合成ATP 答案　C 解析　糖酵解是糖分解为丙酮酸的过程，该过程发生在细胞呼吸的第一阶段，不消耗氧气，A错误；糖酵解过程发生在细胞质基质中，B错误；糖酵解释放的能量大部分以热能形式散失了，少部分用于合成ATP，D错误。 6．如图表示丙酮酸进入线粒体过程模型。丙酮酸先由线粒体外膜上孔蛋白构成的通道顺浓度梯度进入膜间隙，然后利用内膜两侧H＋电化学梯度提供的能量，依靠H＋载体蛋白通过内膜进入线粒体基质。下列叙述错误的是(　　) A．线粒体内膜上既有丙酮酸的载体蛋白，也有分解丙酮酸的酶 B．丙酮酸经孔蛋白进入线粒体膜间隙的方式属于协助扩散 C．丙酮酸从膜间隙进入线粒体基质的方式属于主动运输 D．降低膜间隙H＋浓度会降低线粒体外膜对丙酮酸运输的速率 答案　A 解析　丙酮酸的分解发生在线粒体基质，分解丙酮酸的酶在线粒体基质中，A错误；根据“丙酮酸先由线粒体外膜上孔蛋白构成的通道顺浓度梯度进入膜间隙”可知，丙酮酸经过孔蛋白进入线粒体膜间隙需要蛋白质协助，且是顺浓度梯度运输，所以属于协助扩散，B正确；丙酮酸通过内膜进入线粒体基质时，需要借助H＋载体蛋白，并且由内膜两侧H＋顺浓度梯度运输产生的势能提供能量，所以属于主动运输，C正确；降低膜间隙H＋浓度，H＋顺浓度梯度运输产生的势能会降低，线粒体内膜上丙酮酸的运输速率下降，膜间隙中丙酮酸浓度增大，外膜与膜间隙丙酮酸浓度差减小，所以线粒体外膜对丙酮酸运输的速率会下降，D正确。 7．研究发现，在线粒体内膜两侧存在H＋浓度差。H＋顺浓度梯度经ATP合酶转移至线粒体基质的同时，驱动ATP的合成(如图所示)。 根据图示得出的下列结论，错误的是(　　) A．ATP合酶中存在跨膜的H＋通道 B．H＋可直接穿过内膜磷脂双分子层 C．此过程发生在有氧呼吸第三阶段 D．线粒体的内、外膜功能存在差异 答案　B 解析　H＋通过ATP合酶中的H＋通道穿过内膜磷脂双分子层，而不是直接穿过内膜磷脂双分子层，B错误。 8．(2023·重庆，10)哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD＋，进而转化为NADH([H])。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD＋代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAM B．静脉注射标记的NAM，细胞质基质会出现标记的NADH C．食物中缺乏NAM时，组织细胞仍可用NAM合成NAD＋ D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自NADH 答案　D 解析　静脉注射标记的NA，NA可以在组织细胞内转化为NAD＋，NAD＋可以在组织细胞内转化为NAM，NAM可以进入肠腔进而被肠道菌群利用，A正确；静脉注射标记的NAM，NAM可以在组织细胞内转化为NAD＋，NAD＋可以在组织细胞内转化为NADH，因此细胞质基质会出现标记的NADH，B正确；若食物中含有NA时，肠道菌可以将其转化为NAM，可供组织细胞用来合成NAD＋，C正确；肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自细胞呼吸(无氧呼吸)，D错误。 9．细胞呼吸过程中产生的氢可与NAD＋结合，形成NADH。细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶(eNAMPT)的催化产物NMN是合成NAD＋的原料。研究发现，人和哺乳动物的衰老过程与组织中NAD＋水平的下降直接相关。下列说法正确的是(　　) A．有氧呼吸过程中NADH的氢全部来自葡萄糖和丙酮酸 B．人体细胞产生NADH的场所有细胞质基质和线粒体内膜 C．体内的NMN合成量增多可能导致哺乳动物早衰 D．促进小鼠体内eNAMPT的产生可能延长其寿命 答案　D 解析　有氧呼吸过程中NADH的氢来自前两个阶段，可来自葡萄糖、丙酮酸和水，A错误；有氧呼吸过程中NADH的氢来自有氧呼吸前两个阶段，场所是细胞质基质和线粒体基质，线粒体内膜消耗NADH，B错误；NMN是合成NAD＋的原料，人和哺乳动物衰老过程与组织中NAD＋水平的下降直接相关，因此体内的NMN合成量下降可能导致哺乳动物早衰，C错误。 10．(2022·广东，10)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是(　　) A．该反应需要在光下进行 B．TTF可在细胞质基质中生成 C．TTF生成量与保温时间无关 D．不能用红色深浅判断种子活力高低 答案　B 解析　大豆种子充分吸水膨胀，此时子叶未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。 11．(2022·山东，4)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 答案　C 解析　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，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外，还会追踪到参与其他代谢反应的含碳产物，C错误。 二、多项选择题 12．(2024·扬州高三期中)在做“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验时，有人用血糖仪对稀释10倍后培养液中的葡萄糖浓度进行定量分析，并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法错误的是(　　) 序号 时间(min) 稀释10倍的培养液中葡萄糖浓度 1 0 初始 24.5 mmol/L 2 15 有氧1 18.6 mmol/L 无氧1 21.3 mmol/L 3 30 有氧2 9.9 mmol/L 无氧2 13.5 mmol/L A.该实验属于对照实验，其中有氧组为实验组，无氧组为对照组 B．该实验也可用澄清的石灰水检测CO2的产生情况，以浑浊程度为实验指标 C．每升培养液中酵母菌前15 min的有氧呼吸速率为0.393 mmol/min D．随着时间的变化，装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降 答案　ACD 解析　该实验属于对比实验，有氧组与无氧组均属于实验组，A错误；消耗等量的葡萄糖，酵母菌进行有氧呼吸产生的CO2是无氧呼吸的3倍，因此该实验也可用澄清的石灰水检测CO2的产生情况，以浑浊程度为实验指标，B正确；在0～15 min时间段，有氧呼吸的速率为(24.5－18.6)×10÷15≈3.93 mmol/min，在15～30 min时间段，有氧呼吸速率为(18.6－9.9)×10÷15＝5.8 mmol/min；在0～15 min时间段，无氧呼吸速率为(24.5－21.3)×10÷15≈2.13 mmol/mim，在15～30 min时间段，无氧呼吸速率为(21.3－13.5)×10÷15＝5.2 mmol/min，因此随着时间变化，装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐上升，C、D错误。 13．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是(　　) A．酵母菌释放等量CO2时，有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的1/3 B．发菜和硝化细菌进行有氧呼吸时，外界环境中的O2只需要穿过1层生物膜即可参与反应 C．油菜种子细胞进行有氧呼吸时会出现消耗O2比释放CO2多的情况 D．在密闭容器中用葡萄糖培养液培养动物细胞时，气体体积不发生变化可以判断其只进行有氧呼吸 答案　ABC 解析　发菜和硝化细菌都是原核生物，没有线粒体，进行有氧呼吸时O2只需要穿过细胞膜即可参与反应，B正确；油菜种子富含脂肪，等质量的脂肪比糖类含有的C和H多，故细胞进行有氧呼吸时会出现消耗O2比释放CO2多的情况，C正确；动物细胞进行无氧呼吸产生乳酸，既不消耗O2也不释放CO2，密闭容器中用葡萄糖培养液培养动物细胞时，气体体积不发生变化不能判断其是否只进行有氧呼吸，D错误。 14．(2024·苏州高三联考)正常情况下，线粒体内膜上H＋的氧化与ATP合成相偶联，如图所示。研究发现，FCCP作为解偶联剂作用于线粒体内膜，使外膜内膜之间空腔中的质子不通过ATP合酶，而是通过解偶联蛋白通道直接回到基质中；抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是(　　) A．有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给氧气 B．加入抗霉素A，细胞由有氧呼吸转为无氧呼吸，产生酒精和CO2 C．FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，两者作用机理相同 D．加入FCCP后，可使线粒体内膜合成ATP减少，释放热能增加 答案　AD 解析　有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子通过电子传递链最终传递给氧气，生成水，A正确；加入抗霉素A，完全阻止线粒体耗氧，细胞只能进行无氧呼吸，若为动物细胞无氧呼吸，则产生乳酸，不能产生酒精和CO2，B错误；FCCP作为解偶联剂能作用于线粒体内膜，抗霉素A是呼吸链抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧，所以FCCP和抗霉素A均作用于线粒体内膜，但作用机理不相同，C错误；细胞呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中，由题意可知，FCCP作为解偶联剂使线粒体合成的ATP减少，则加入FCCP后，细胞呼吸产生的能量更多的以热能形式散失，D正确。 三、非选择题 15．(2024·苏州高三质检)葡萄糖是真核细胞能量的主要来源，如图为动物细胞中糖类代谢过程示意图，请回答下列问题： (1)在细胞质基质中，葡萄糖分解产生________________(物质)，如果缺氧，丙酮酸将被转化为________。 (2)线粒体对多数亲水性物质透性极低，因此在有O2存在时，丙酮酸需要在膜转运蛋白的帮助下进入____________，脱羧后与辅酶A(CoA)连接，产生____________进入TCA循环。 (3)葡萄糖分解和TCA循环产生的________中含有高能电子，这些电子通过线粒体内膜中的电子传递链，最终传递给________。 (4)线粒体本身遗传信息有限，大多数蛋白由核基因编码，这些蛋白在____________________合成后运输到线粒体，研究发现它们的转运与氨基端的信号序列有关，这些信号序列基本不含带负电荷的酸性氨基酸，且具有特定构象，其意义是____________________________。 (5)ATP合酶是线粒体内膜上的重要结构，为鉴定ATP合酶的功能，研究人员进行了线粒体膜重建实验，过程如下，请完成下表。 实验目的 简易操作步骤 分离内膜包裹的基质 利用________的原理，使线粒体的外膜先吸水涨破，经离心后取沉淀物 获取内膜小泡 用超声波处理使线粒体破裂，破裂的线粒体内膜能够自封闭成内膜小泡，其上结合有________ 用脲处理使内膜上附着的酶颗粒脱落，将处理后的样品离心后，分别收集沉淀和上清液 鉴定ATP合酶的功能 加入pH缓冲液，光滑型小泡和ATP合酶颗粒均不能合成ATP；将分离的酶颗粒与内膜小泡重新结合，小泡具有ATP合成的能力 上述实验结果表明，ATP合酶的正常功能是附着在线粒体内膜上进行ATP的合成，若是脱离了内膜则无法合成，推测原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)丙酮酸、NADH、ATP　乳酸　(2)线粒体基质　乙酰CoA　(3)NADH　O2　(4)细胞质的游离核糖体　有利于其穿过线粒体的双层膜　(5)渗透作用　ATP合酶　分离内膜小泡　分离内膜小泡与ATP合酶颗粒无法在膜两侧形成ATP合成所需的H＋浓度梯度 学科网（北京）股份有限公司 $