第三单元 第17课时 细胞呼吸与光合作用的关系及影响细胞呼吸的环境因素（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（苏教版 江苏专用）

第17课时　细胞呼吸与光合作用的关系及影响细胞呼吸的环境因素 课标要求 1.辨析细胞呼吸与光合作用的关系。2.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。3.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。 考情分析 1.细胞呼吸和光合作用的关系 2023·天津·T9　2022·天津·T16　2021·江苏·T20　2021·山东·T16 2.细胞呼吸的影响因素及其应用 2023·山东·T17　2022·重庆·T10　2021·湖北·T10　2021·湖南·T12 2021·河北·T14 考点一　细胞呼吸与光合作用的关系 (1)物质方面 (2)能量方面 判断正误 (1)提取完整的线粒体和叶绿体悬浮液，可以独立完成有氧呼吸和光合作用过程(　×　) 提示　线粒体是有氧呼吸的主要场所，其中有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行的，因此提取完整的线粒体悬浮液，不可以独立完成有氧呼吸，而提取叶绿体悬浮液可以独立完成光合作用过程，但前提是保证叶绿体的活性。 (2)用H218O浇灌植物，周围空气中的H2O、O2、CO2都能检测到18O(　√　) 提示　用H218O浇灌植物，植物通过蒸腾作用使H218O出现在周围空气中，经过光合作用光反应阶段，H218O中的18O进入氧气中，经过细胞呼吸，H218O进入CO2中。 (3)植物细胞都能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)(　×　) 提示　只有能进行光合作用的植物细胞才能产生还原型辅酶Ⅱ(NADPH)。 考向一　光合作用与细胞呼吸的关系 1．(2023·天津，9)如图是某种植物光合作用及呼吸作用部分过程的图，关于此图说法错误的是(　　) A．HCO经主动运输进入细胞质基质 B．HCO通过通道蛋白进入叶绿体基质 C．光反应生成的H＋促进了HCO进入类囊体 D．光反应生成的物质X保障了暗反应的CO2供应 答案　B 解析　据图可知，HCO进入细胞质基质或叶绿体基质需要线粒体产生的ATP供能，都属于主动运输，通道蛋白只参与协助扩散，A正确，B错误；据图可知，光反应中水光解产生的H＋促进HCO进入类囊体，C正确；据图可知，光反应生成的物质X(O2)促进线粒体的有氧呼吸，产生更多的ATP，有利于HCO进入叶绿体基质，产生CO2，保证了暗反应的CO2供应，D正确。 2．(2022·天津，16)利用蓝细菌将CO2转化为工业原料，有助于实现“双碳”目标。 (1)蓝细菌是原核生物，细胞质中同时含有ATP、NADPH、NADH(呼吸过程中产生的[H])和丙酮酸等中间代谢物。ATP来源于__________和__________等生理过程，为各项生命活动提供能量。 (2)蓝细菌可通过D－乳酸脱氢酶(Ldh)，利用NADH将丙酮酸还原为D－乳酸这种重要的工业原料。研究者构建了大量表达外源Ldh基因的工程蓝细菌，以期提高D－乳酸产量，但结果并不理想。分析发现，是由于细胞质中的NADH被大量用于_______________产生ATP，无法为Ldh提供充足的NADH。 (3)蓝细菌还存在一种只产生ATP不参与水光解的光合作用途径。研究者构建了该途径被强化的工程菌K，以补充ATP产量，使更多NADH用于生成D－乳酸。测定初始蓝细菌、工程菌K中细胞质ATP、NADH和NADPH含量，结果如表。 注：数据单位为pmol/OD730。 菌株 ATP NADH NADPH 初始蓝细菌 626 32 49 工程菌K 829 62 49 由表可知，与初始蓝细菌相比，工程菌K的ATP含量升高，且有氧呼吸第三阶段________(填“被抑制”“被促进”或“不受影响”)，光反应中的水光解__________(填“被抑制”“被促进”或“不受影响”)。 (4)研究人员进一步把Ldh基因引入工程菌K中，构建工程菌L。与初始蓝细菌相比，工程菌L能积累更多D－乳酸，是因为其_________(双选)。 A．光合作用产生了更多ATP B．光合作用产生了更多NADPH C．有氧呼吸第三阶段产生了更多ATP D．有氧呼吸第三阶段节省了更多NADH 答案　(1)光合作用　细胞呼吸　(2)有氧呼吸　(3)被抑制　不受影响　(4)AD 考点二　细胞呼吸的影响因素及其应用 1．内部因素 (1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。 实例：一般来说，旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 (2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。 实例：一般在幼苗期、开花期等生长旺盛期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。 (3)器官类型：同一种植物的不同器官呼吸速率不同。 实例：一般生殖器官大于营养器官；幼嫩的组织器官比衰老的组织器官的细胞呼吸速率高。 2．外界因素 因素 温度 O2浓度 CO2浓度 水 原理 主要影响酶活性 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 曲线 应用 ①零上低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗；②温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累 ①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡；②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等 对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 ①粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗；②干种子萌发前进行浸泡处理 　　　　　　　　　　　　　　　　 判断正误 (1)密封塑料袋中储藏的马铃薯块茎会因无氧呼吸积累酒精而造成腐烂(　×　) 提示　马铃薯块茎进行产生乳酸的无氧呼吸，不产生酒精。 (2)中耕松土能提高土壤养分的利用率，促进根系的生长(　√　) (3)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖(　√　) (4)所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量(　√　) 考向二　细胞呼吸的影响因素及其应用 3．(多选)(2023·山东，17)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 答案　BC 解析　分析题图可知，甲曲线表示CO2释放量，乙曲线表示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，而且细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时该器官只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B正确。O2浓度为0时，该器官只进行无氧呼吸；O2浓度为a时，该器官同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度为b时，该器官只进行有氧呼吸，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。据图可知，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，按有氧呼吸时C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸时C6H12O6∶CO2＝1∶2，算得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，算得葡萄糖的相对消耗量约为0.117，明显比a点时要低。所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D错误。 4．下列有关细胞呼吸的原理及其应用的说法，正确的是(　　) A．用谷氨酸棒状杆菌制作味精时，应密封，以利于谷氨酸棒状杆菌的发酵 B．稻田定期排水，主要是为了防止无氧呼吸产生的乳酸对细胞造成毒害 C．中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，有利于根部细胞对矿质离子的吸收 D．用透气的消毒纱布包扎伤口，主要是为了避免组织细胞缺氧死亡 答案　C 解析　谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中需不断地通入无菌空气，A错误；稻田定期排水，可防止根细胞因无氧呼吸产生的酒精而中毒变黑、腐烂，B错误；中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，释放大量的能量，有利于根部细胞吸收矿质离子(根部细胞吸收矿质离子的方式为主动运输，需要消耗能量)，C正确；包扎伤口时选用透气的消毒纱布，主要是为了防止厌氧菌(如破伤风杆菌)的繁殖，D错误。 考向三　种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析 5．将黄豆干种子浸水30小时，期间黄豆胚细胞发生了一系列生理变化，下列对此描述正确的是(　　) A．自由水与结合水的含量均大量增加，代谢加快 B．CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强 C．酶的种类没有变化，但酶的活性均显著增高 D．若在显微镜下观察胚细胞，会发现大部分细胞中存在染色体 答案　B 解析　黄豆干种子浸水萌发的过程中，自由水的含量大量增加，结合水的含量增加的幅度较小，代谢加快，A错误；黄豆种子在有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，在无氧呼吸过程中不消耗O2、有CO2产生，据此可推知：若CO2释放量与O2的吸收量之比显著增大，说明此阶段无氧呼吸较强，B正确；黄豆干种子浸水萌发的过程中，细胞中发生的化学反应类型增多，酶的种类会有所变化，但并非是酶的活性均显著增高，C错误；在一个细胞周期中，因分裂间期持续的时间明显大于分裂期，而染色体出现在细胞分裂期，所以若在显微镜下观察胚细胞，会发现少部分细胞中存在染色体，D错误。 6．(2023·连云港高三检测)某植物种子在密闭容器内萌发过程中O2和CO2的变化如图所示(氧化分解的底物为葡萄糖)。下列叙述错误的是(　　) A．种子萌发初期自由水/结合水的值增大，细胞代谢也随之增强 B．A点时种子开始进行有氧呼吸，且B点时有氧呼吸最强 C．A、B、C三个时刻种子产生CO2的场所都只有线粒体基质 D．在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合 答案　B 解析　容器内开始氧气充足，因此有氧呼吸开始就有，B错误；A、B、C三点，种子只进行有氧呼吸，因此A、B、C三个时刻种子产生CO2的场所都只有线粒体基质(有氧呼吸)，C正确；同等质量的脂肪比葡萄糖消耗更多的氧，释放更多的能量，因此在A点后若将底物葡萄糖换成脂肪，则曲线①和②不重合，D正确。 7．干种子萌发过程中，CO2释放量(QCO2)和O2吸收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题： (1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (至少答出两点)。 (2)在种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是____________和CO2。若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是______________________ ________________________________________________________________________。 (3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括______________________________________________________________________________。 答案　(1)自由水是细胞内良好的溶剂；许多生物化学反应需要水的参与；水参与物质运输　(2)乙醇、水　缺氧时，种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需，且种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用　(3)适宜的光照、CO2和无机盐等 归纳总结　种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线 (1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。 (2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。 (3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。 1．农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是施肥时，肥料中的矿质元素只有溶解在水中，以离子形式存在，才能被作物根系吸收(答出1点即可)。 2．结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析： (1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖不是(填“是”或“不是”)一样多，理由是根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。 (2)低氧环境下，有机物消耗少的原因是在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱。 3．(2020·全国Ⅰ，30节选)中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有减少杂草与植物对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系细胞的呼吸(答出2点即可)。 4．粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是种子在有氧呼吸过程中产生了水。 5．同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低。 课时精练 一、单项选择题 1．如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放量与O2浓度之间的关系，下列相关叙述错误的是(　　) A．Q点、P点产生CO2的场所分别是细胞质基质、线粒体 B．R点消耗丙酮酸的场所有细胞质基质和线粒体 C．若将实验材料换为等质量的花生种子，P点后O2的吸收量比小麦种子的多 D．若图中AB＝BC，则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有机物的量相等 答案　D 解析　Q点只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，P点只进行有氧呼吸，产生CO2的场所是线粒体，A正确；若将实验材料换为等质量的花生种子，等质量的脂肪比糖类含C、H量高，P点后O2的吸收量比小麦种子的多，C正确；若图中AB＝BC，说明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相同，则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有机物的量的比为1∶3，D错误。 2．(2024·苏州高三质检)如图表示光合作用和细胞呼吸之间的能量转变过程，下列说法错误的是(　　) A．只有含叶绿素的细胞才能进行过程①和③ B．过程③④发生的场所分别为叶绿体基质和线粒体基质 C．过程①中光能转变为活跃的化学能储存在ATP和NADPH中 D．有氧呼吸过程中产生的NADH主要来自第二阶段 答案　B 解析　过程①表示光反应中水的光解，过程③表示暗反应，则①和③是光合作用过程，光反应中需要色素吸收、传递、转化光能，其中叶绿素是转化光能必不可少的色素，A正确；过程③表示暗反应，发生在叶绿体基质中，过程④包括有氧呼吸的第一、第二阶段，第一阶段发生在细胞质基质中，第二阶段发生在线粒体基质中，B错误；过程①光反应中，光能转变成活跃的化学能储存在ATP和NADPH中，二者可被暗反应利用，C正确。 3．(2024·宿迁高三期中)如图为真核细胞中两种传递电子并产生 ATP 的生物膜结构示意图。据图分析，下列有关叙述正确的是(　　) A．图甲为叶绿体内膜，图乙为线粒体内膜 B．两种膜产生ATP的能量直接来源均为 H＋的跨膜运输 C．自养需氧型生物的细胞中都既有图甲结构又有图乙结构 D．图甲中NADPH为电子最终受体，图乙中O2为电子最终受体 答案　B 解析　图甲中利用光能分解水，为光合作用的光反应阶段，所以图甲为叶绿体中的类囊体膜，存在于有叶绿体的生物体内，图乙中利用NADH生成水和ATP，应为有氧呼吸第三阶段，所以图乙为线粒体内膜，存在于含线粒体的生物中；自养需氧型生物，如硝化细菌为原核生物，不存在图甲结构和图乙结构，A、C错误；由图可知，这两种膜结构上的ATP合成酶在合成ATP时，都需要利用膜两侧的H＋跨膜运输，即H＋的梯度势能转移到ATP中，B正确；图甲中的NADP＋接受电子变成NADPH，NADP＋为电子最终受体，图乙中O2接受电子变成水，O2为电子最终受体，D错误。 4．某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如下图。据此，对该植物生理特性理解不正确的是(　　) A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B．净光合作用的最适温度约为25 ℃ C．在0～25 ℃范围内，温度变化对呼吸速率的影响比对光合速率的小 D．适合该植物生长的温度范围是10～50 ℃ 答案　D 解析　由题图可知，呼吸作用的最适温度约为50 ℃左右，光合作用的最适温度约为30 ℃左右，A项正确；由题图可知，植物体净光合作用的最适温度约为25 ℃，B项正确；在0～25 ℃范围内，随温度升高，总光合速率曲线的上升幅度比呼吸速率曲线上升幅度大，说明温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的影响大，C项正确；由图可以看出，当温度超过45 ℃时，净光合速率小于0，植物不能正常生长，D项错误。 5．(2024·盐城高三调研)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，如细胞呼吸过程中产生的中间产物可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，而非糖物质又可以通过一系列反应转化为葡萄糖。下列有关说法正确的是(　　) A．细胞中的物质都可作为细胞呼吸的底物，为生物代谢提供能量 B．脂类物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均不发生改变 C．与燃烧相比，有氧呼吸释放的能量有一部分储存在ATP中 D．在人体细胞中，细胞呼吸的中间产物可能转化为必需氨基酸 答案　C 解析　细胞中，不是所有物质都可作为细胞呼吸的底物，如核糖、脱氧核糖等物质不能作为细胞呼吸的底物，A错误；与糖类相比，脂类物质中O的含量低，而C、H的含量高，且糖类一般只含有C、H、O三种元素，而脂类中不仅含有C、H、O三种元素，有的还含有N、P，故脂类物质转化为葡萄糖时，元素组成和比例均可能发生改变，B错误；与燃烧相比，有氧呼吸释放出的能量大部分以热能的形式散失，小部分储存在ATP中，C正确；人体细胞不能合成必需氨基酸，必须从食物中获取，D错误。 6．(2024·海安市实验中学高三期中)如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量及氧气消耗速率的关系，下列相关叙述正确的是(　　) A．有氧呼吸时，葡萄糖在线粒体内氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失 B．氧气消耗和乳酸产生的场所均为细胞质基质 C．b 运动强度时，肌肉细胞O2的消耗量等于CO2的产生量 D．c 运动强度下的有氧呼吸速率较 b 运动强度时低 答案　C 解析　葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸和[H]，葡萄糖不进入线粒体，A错误；氧气消耗的场所是线粒体内膜，乳酸产生的场所是细胞质基质，B错误；b运动强度时，有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，无氧呼吸既不吸收O2也不释放CO2，因此肌肉细胞O2的消耗量等于CO2的产生量，C正确；c运动强度下的氧气消耗速率大于b运动强度下的氧气消耗速率，故c运动强度下的有氧呼吸速率较b运动强度时高，D错误。 7．图甲、乙均表示O2浓度对细胞呼吸(底物为葡萄糖)的影响，下列相关叙述中正确的是(　　) A．图甲中，O2浓度为a时只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精 B．图乙中，储藏种子或水果时，A点对应的O2浓度最适宜 C．图甲中，O2浓度为d时只进行有氧呼吸，产生的CO2全部来自线粒体 D．根据图乙可知，O2浓度较低时抑制有氧呼吸，O2浓度较高时促进有氧呼吸 答案　C 解析　从图甲中可以看出，在O2浓度为a时，只释放CO2而不吸收O2，说明只进行无氧呼吸，能产生CO2的无氧呼吸不会产生乳酸，A错误；图乙中，A点对应的O2浓度为0，此时只进行无氧呼吸，有机物消耗量不是最低，且无氧呼吸产生的酒精对细胞不利，所以A点对应的O2浓度不适合储藏种子或水果，B错误；图甲中，O2浓度为d时，O2吸收量等于CO2释放量，说明只进行有氧呼吸，产生的CO2全部来自线粒体，C正确；O2不会抑制有氧呼吸的进行，D错误。 8．(2021·湖南，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(　　) A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 B．农作物种子入库储藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，储藏寿命显著延长 C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 答案　B 解析　“40 ℃左右温水”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，储藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。 9．夏季大棚种植，人们经常在傍晚这样做：①延长2小时人工照光；②熄灯后要打开门和所有通风口半小时以上；③关上门和通风口。对于上述做法的生物学原理的分析，错误的是(　　) A．①延长光合作用时间，可以提高有机物的制造量 B．②起到降氧、降温、降湿度的作用，从而抑制细胞呼吸减少有机物消耗 C．与①时的状态相比，②③时叶肉细胞中线粒体的功能有所增强 D．③可积累棚内CO2浓度来抑制细胞呼吸，并对下一天的光合作用有利 答案　C 解析　②③的目的是抑制有氧呼吸，故与①时的状态相比，叶肉细胞中线粒体的功能有所减弱，C错误。 10．图1、图2分别表示不同作物种子萌发的过程中CO2释放量和O2吸收量的变化趋势，下列说法不正确的是(　　) A．若图1是依据小麦种子的细胞呼吸绘制，42 h时，该器官O2吸收量和CO2释放量相等，说明此时只进行有氧呼吸 B．图1种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物只有CO2和H2O C．图2中Q点时，该器官O2吸收量和CO2释放量相等，此时进行有氧呼吸和无氧呼吸 D．图2中P点对应的O2浓度适合储存该种子 答案　B 解析　小麦种子有氧呼吸过程消耗的O2量与释放的CO2量相同，无氧呼吸只释放CO2，不吸收O2，42 h时，该器官O2吸收量和CO2释放量相等，说明此时其只进行有氧呼吸，A正确；图1种子萌发过程中的12～30 h之间，CO2释放量大于O2吸收量，说明种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸的产物是水和CO2，无氧呼吸的产物是酒精和CO2，B错误；图2中Q点后O2吸收量大于CO2释放量，说明有氧呼吸消耗的有机物不只是糖类，因此Q点时进行有氧呼吸和无氧呼吸，C正确；图2中P点对应的O2浓度适合储存该种子，因为此时CO2的总释放量最低，总呼吸强度较弱，D正确。 11．(2024·宿迁高三模拟)呼吸熵(RQ＝释放的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。下列叙述正确的是(　　) A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱 B．图中b点时细胞质基质、线粒体内膜均消耗[H] C．图中c点后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化 D．若呼吸底物中混有少量脂肪，氧分压足够大时，呼吸熵的值应大于1 答案　B 解析　呼吸底物为葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2量与释放的CO2量相等，故细胞呼吸释放的CO2量与消耗的O2量的差值可表示无氧呼吸的强度，RQ＝释放的CO2量/吸收的O2量，故呼吸熵越大，证明释放出的CO2与消耗O2的差值越大，即无氧呼吸越强，A错误；b点的呼吸熵大于1，说明细胞存在无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段在细胞质基质中进行，需要消耗第一阶段产生的丙酮酸和[H]，有氧呼吸第三阶段也消耗[H]，场所为线粒体内膜，B正确；c点以后只进行有氧呼吸，无论有氧呼吸的强度是否变化，呼吸熵不变，但不能说明细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化，C错误；脂肪分子中C、H含量高，O含量少，氧化分解时消耗的O2更多，故氧分压足够大时，虽然只进行有氧呼吸，但是若呼吸底物中混有少量脂肪，呼吸熵的值应小于1，D错误。 二、多项选择题 12．(2021·山东，16)关于细胞中的H2O和O2，下列说法正确的是(　　) A．由葡萄糖合成糖原的过程中一定有H2O产生 B．有氧呼吸第二阶段一定消耗H2O C．植物细胞产生的O2只能来自光合作用 D．光合作用产生的O2中的氧元素只能来自H2O 答案　ABD 解析　葡萄糖是单糖，通过脱水缩合形成多糖的过程有水生成，A正确；有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水反应生成CO2和[H]，所以一定消耗 H2O，B正确；有些植物细胞含有过氧化氢酶(如土豆)，可以分解过氧化氢生成O2，因此植物细胞产生的 O2 不一定只来自光合作用，C错误；光反应阶段水的光解产生氧气，故光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自 H2O，D正确。 13．(2021·河北，14)《齐民要术》中记载了利用荫坑储存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是(　　) A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解 B．荫坑和气调冷藏库储存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制 C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性 D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间 答案　AC 解析　荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可抑制与细胞呼吸有关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)降低了氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库中的低温可以降低细胞呼吸有关的酶的活性，酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误，C正确；气调冷藏库配备的气体过滤装置起到除去空气中氧气的作用，以抑制果蔬的有氧呼吸，而不是清除乙烯，D错误。 14．(2023·盐城高三模拟)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。如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 答案　AB 解析　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，其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第二阶段，不产生ATP，在线粒体基质中分解为有氧呼吸第二阶段，可产生ATP，D错误。 三、非选择题 15．(2023·江苏东台中学高三检测)如图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请回答下列问题： (1)酵母菌细胞内丙酮酸在______________________________(填场所)被消耗。 (2)酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取__________(填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”)均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的______________________进行检测。 (3)按照上述实验过程，观察到________________________，说明(2)中假说不成立。实验小组查阅资料发现，细胞质基质中的NADH还存在如图2所示的转运过程，NADH在线粒体内积累，苹果酸的转运会被抑制，且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率，反之则抑制。请结合以上信息解释O2会抑制酵母菌产生酒精的原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)高产产酒酵母酒精产量更高，甚至在有氧条件下也能产酒。结合图1和图2分析，高产产酒酵母是利用野生酵母，通过物理或化学诱变因素诱导控制合成________(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因发生突变而产生的新品种。 答案　(1)细胞质基质和线粒体基质　(2)上清液　酸性的重铬酸钾溶液　(3)甲、乙试管都显绿色　O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生水，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运；当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，促进了细胞质中草酰乙酸转化成苹果酸，使得细胞质基质中NADH含量很少，导致丙酮酸不能转化成酒精　(4)酶3 解析　(1)丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的产物，若是进行有氧呼吸，丙酮酸在线粒体基质被消耗，若是进行无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质被消耗。(2)由题图可知，酶1催化丙酮酸分解为酒精和二氧化碳，说明酶1位于细胞质基质，所以酵母菌破碎后高速离心后应取上清液(主要成分是细胞质基质，含有酶1)并均分为甲、乙两组；酸性的重铬酸钾溶液可以检测有无酒精生成，若甲试管中颜色变成绿色即是产生了酒精，说明O2对酶1没有抑制作用，如果甲试管不变色，说明O2对酶1有抑制作用。(4)结合图1和图2分析，O2存在时，酶3催化有氧呼吸第三阶段，如果通过物理或化学诱变因素诱导控制合成酶3的基因发生突变，O2不能与线粒体体内的NADH结合，从而造成NADH积累，苹果酸的转运会被抑制，细胞质基质中NADH积累，可与丙酮酸在酶1的催化下生成酒精，即在有氧条件下也能产生酒精。 学科网（北京）股份有限公司 $