2027届高三人教版高中生物一轮复习讲义第11讲　细胞呼吸的影响因素、探究酵母菌细胞呼吸的方式

第11讲　细胞呼吸的影响因素、探究酵母菌细胞呼吸的方式 考点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式及其拓展应用 知|识|巩|固 1．实验原理 2．实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋5%葡萄糖溶液)。 (2)检测CO2的产生，装置如图所示。 注：澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝溶液。 (3)检测酒精的产生 ―→―→―→ 3．实验现象 实验现象 教材隐含知识 1．(必修1 P91探究·实践)在检测酒精的实验中，为什么将酵母菌培养的时间延长以耗尽溶液中的葡萄糖？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。 2．(必修1 P92科学方法)对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有①②③(填序号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素示踪实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。 思|维|辨|析 易错整合，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。(　　) (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。(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)× 延|伸|探|究 某同学利用“液滴移动法”探究萌发种子细胞呼吸的方式，请回答有关问题： (1)实验装置(以发芽种子为例) (2)实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 ______________________________ 不动 右移 ______________________________ 左移 右移 ______________________________ 左移 不动 ______________________________ (3)由于环境变化也会影响液滴移动，为使实验结果准确，除减少无关变量的干扰，还应如何设置对照实验？ (4)若实验材料选用绿色植物，为准确判定细胞呼吸方式，应如何处理？ 提示：(2)只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡　只进行产生酒精的无氧呼吸　进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸　只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 (3)还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。 (4)若用绿色植物替代发芽种子，则整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰细胞呼吸的测定。 剖析难点·考点突破 精|准|命|题 考向　探究酵母菌细胞呼吸的方式 》例　(2023·浙江卷)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　) A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 答案：C 解析：酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；消耗等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。故选C。 〔变式训练〕　(2025·浙江金华第一中学高三校联考模拟预测)如下图所示，在b瓶和d瓶中放入适量萌发的水稻种子，用于探究水稻种子萌发过程的呼吸方式，有关叙述正确的是(　　) A．a瓶内左侧玻璃管不一定要插入NaOH溶液的液面下 B．短时间内b瓶和d瓶的温度会升高，且b瓶升高更快 C．c瓶中澄清石灰水变浑浊，说明b瓶内的种子只进行需氧呼吸 D．d瓶内换成等质量的马铃薯块茎也可观察到相同的现象 答案：B 解析：a瓶内左侧玻璃管要插入NaOH溶液的液面下，保证空气中的二氧化碳被充分吸收，A错误；呼吸作用会散失热量，短时间内b瓶和d瓶的温度会升高，且b瓶中种子进行需氧呼吸，散失热量较多，温度升高更快，B正确；c瓶中澄清石灰水变浑浊，不排除b瓶内的种子进行无氧呼吸，C错误；马铃薯块茎无氧呼吸的产物为乳酸，不产生二氧化碳，D错误。故选B。 考点二　细胞呼吸的影响因素及应用 必备知识·夯实基础 知|识|巩|固 1．内部因素 2．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。 3．氧气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。 (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细菌的无氧呼吸。 ②作物栽培中的中耕松土，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，防止酒精中毒，烂根死亡。 4．二氧化碳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。 5．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。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)“正其行，通其风”主要为植物提供更多的O2以提高细胞呼吸效率。(　　) (2)密封塑料袋中的马铃薯块茎会因无氧呼吸积累酒精而造成腐烂。(　　) (3)用乳酸菌制酸奶时，应先通气再密封，利于乳酸菌发酵。(　　) (4)破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。(　　) (5)提倡有氧运动，原因之一是避免肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 延|伸|探|究 1．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等，其主要原因是什么？ 提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 2．夏季，池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象，原因是什么？ 提示：黎明时分水中的溶解氧不足，鱼为了呼吸，便会浮头，以便从空气中吸取氧气。 剖析难点·考点突破 精|准|命|题 考向一　结合影响细胞呼吸的因素，考查科学思维 》例1　(2025·湖北重点中学联考)呼吸熵(RQ＝放出的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。以下叙述中，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．B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度 C．为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点 D．C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化 答案：B 解析：根据题意可知，呼吸熵＝放出的CO2量/吸收的O2量，酵母菌有氧呼吸放出的CO2量与吸收的O2量相等，无氧呼吸不吸收O2，但能放出CO2，故呼吸熵越小，表示有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱，A错误，B正确；C点呼吸熵为1，说明酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的有机物较多，C错误；C点以后只进行有氧呼吸，其呼吸强度在一定范围内会随着O2浓度的增加而增强，D错误。 〔变式训练1〕　(2025·山东济南高三诊断)下图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响，下列叙述错误的是( 　 ) A．与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低 B．与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和温度 C．由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和35 ℃之间 D．O2浓度不变，A点时适当提高温度，细胞有氧呼吸速率可能增大 答案：C 解析：当O2浓度为60%时，有氧呼吸的速率在30 ℃时比20 ℃时的大，说明与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低，A正确；当O2浓度为20%时，C点升高温度，有氧呼吸速率会增大，所以温度影响有氧呼吸速率，当温度为15 ℃时，增大O2浓度，有氧呼吸速率也会增大，所以O2浓度也会影响有氧呼吸速率，B正确；分析题图可知，在20 ℃、30 ℃、35 ℃三个温度条件下，30 ℃条件下O2充足时有氧呼吸速率最高，说明有氧呼吸的最适宜温度在20～35 ℃之间，而不是位于30 ℃和35 ℃之间，C错误；从图中可以看出，30 ℃时可能最接近酶的最适温度，如果酶的最适温度是31 ℃，则适当升高温度会提高有氧呼吸速率，D正确。故选C。 考向二　围绕细胞呼吸原理的应用，考查社会责任 》例2　(2025·山东威海高三期中)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(　　) A．可采用适宜温度的温水淋种并时常翻种的方法促进种子的萌发 B．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是防止无氧呼吸产生乳酸 C．利用酵母菌和醋酸菌的无氧呼吸酿制酒精和乙酸 D．用保鲜膜保存苹果，可以降低呼吸速率，起保鲜作用 答案：C 解析：适宜温度的温水淋种并时常翻种可给予种子适宜的温度、湿度和氧气条件，促进种子的萌发，A正确；人体细胞进行无氧呼吸会产生乳酸，B正确；醋酸菌进行有氧呼吸产生乙酸，C错误；用保鲜膜保存苹果，通过降低O2浓度，使呼吸速率降低，同时减少水分散失，有利于水果的保鲜，D正确。 〔变式训练2〕　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．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长 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：南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”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，贮藏寿命会显著延长，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。 素养提升·强化思维 构|建|网|络 |情境储备　战高考| 【情境储备】　线粒体产能(ATP)的原理 细胞呼吸的第一阶段。  1．糖酵解：葡萄糖(氨基酸或脂肪)被转化分解成丙酮酸或脂肪酸。丙酮酸和脂肪酸可进入线粒体进一步分解成乙酰CoA(乙酰辅酶A)。 2．三羧酸循环(TCA循环)：乙酰CoA通过TCA循环(三羧酸循环)，产生含有高能电子的NADH和FADH2(后者无图示)。 3．电子传递链：NADH和FADH2中的高能电子通过电子传递链(虚线带箭头曲线表示)最终传递给氧，生成水。在电子传递的过程中，内膜上的电子传递复合物将基质中的H＋转运至膜间隙，形成H＋浓度梯度，H＋的电化学梯度驱动ATP合成酶合成大量ATP。 【高考预测】　(2025·山东淄博模拟)某实验小组为探究细胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响，通过对体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR，可一定程度上反映细胞呼吸情况)，设置对照组：Ad-GFP组，实验组：Ad-ROCK1(ROCK1过度表达)组。实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．加入寡霉素后，OCR降低值代表机体用于ATP合成的耗氧量 B．FCCP的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放 C．ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸，而不增加ATP的产生量 D．抗霉素A加入成肌细胞后只能进行无氧呼吸，无法产生[H]和CO2 答案：A 解析：图中0～17 min，加入寡霉素前可代表细胞的正常耗氧率，寡霉素是ATP合成酶抑制剂，加入寡霉素后，OCR降低值代表细胞用于ATP合成的耗氧量，间接反映细胞此时的ATP产量，A正确；FCCP作用于线粒体内膜，大量耗氧，不能产生ATP，故FCCP的加入使细胞耗氧量增加，线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，而细胞质基质和线粒体基质中的能量还可储存在ATP中，B错误；ROCK1过度表达不仅增加细胞的基础呼吸，而且增加细胞ATP的产生量，C错误；抗霉素A加入或肌细胞阻止线粒体耗氧，无法进行有氧呼吸第三阶段，细胞进行无氧呼吸，能产生[H]，D错误。 真|题|再|现 1．(2024·甘肃卷)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是(　　) A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 答案：B 解析：大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。故选B。 2．(2024·山东卷改编)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．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 答案：C 解析：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；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。 3．(2022·河北卷)关于呼吸作用的叙述，正确的是(　　) A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体 B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量 C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中 D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾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成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。 4．(2023·贵州卷)农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。 回答下列问题。 (1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有_______________________________________；参与有氧呼吸的酶是________(选填“甲”或“乙”)。 (2)在水淹0～3 d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是________；水淹第3 d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g－1·min－1，O2吸收量为0.2 μmol·g－1·min－1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的________倍。 (3)若水淹3 d后排水，作物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是_______________________________________________________________ (答出2点即可)。 答案：(1)需要氧气参与；有机物被彻底氧化分解；释放大量能量，生成大量ATP　乙　(2)O2的含量　3　(3)无氧呼吸积累的酒精较少，对细胞毒害较小；0～3 d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动；催化有氧呼吸的酶活性并未完全丧失 解析：(1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，将能量释放出来。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。 (2)在水淹0～3 d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4 μmol·g－1·min－1，O2吸收量为0.2 μmol·g－1·min－1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量之比为1∶6∶6，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量之比为1∶2，有氧呼吸和无氧呼吸均产生0.2 μmol·g－1·min－1CO2，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 (3)若水淹3 d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，原因可能是无氧呼吸积累的酒精较少，对细胞毒害较小；0～3d无氧呼吸产生的能量维持了植株基本的生命活动；有氧呼吸酶活性并未完全丧失等。 提能训练　练案[11] A组 一、选择题 1．(2025·陕西渭南高三阶段练习)马铃薯块茎细胞和酵母菌细胞呼吸的流程如图所示，下列说法错误的是(　　) A．物质a表示水，物质c表示乳酸 B．条件X下，物质d在细胞质基质中产生 C．条件Y下，物质b产生时伴随ATP的合成 D．条件X下，人的肌细胞会产生物质d 答案：D 解析：马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，有氧呼吸的产物是水和二氧化碳，且物质b是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的共有物质，则b是二氧化碳，a是水，c表示乳酸，A正确；条件X是无氧条件下，无氧条件下物质d(酒精)在细胞质基质中产生，B正确；条件Y(有氧)下，物质b二氧化碳产生是有氧呼吸第二阶段，该阶段伴随ATP的合成，C正确；条件X(无氧条件)下，人的肌细胞会产生乳酸，但不会产生d酒精，D错误。故选D。 2．(2024·黑吉两省十校联合体联考)下列有关马铃薯块茎细胞呼吸作用的叙述，正确的是(　　) A．该细胞呼吸作用过程中CO2与H2O的生成发生在不同阶段 B．该细胞在无氧呼吸过程中产生的能量大部分用于合成ATP C．若适当提高马铃薯块茎贮藏环境中的O2浓度会降低酒精的生成量 D．研究马铃薯块茎细胞消耗O2量和生成CO2量的比值可确定呼吸方式 答案：A 解析：该细胞在有氧呼吸的第二阶段生成CO2，第三阶段产生水，A正确；该细胞无氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失，小部分用于合成ATP，B错误；马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸生成乳酸，C错误；如果以葡萄糖为底物，无氧呼吸没有O2消耗，也没有CO2的生成，而有氧呼吸中O2的消耗量和CO2产生量的比始终是1∶1，因此无法通过这两种气体的量来确定细胞的呼吸方式，D错误。 3．(2024·名校教研联盟联考)某同学以酵母菌为材料重复教材实验“探究细胞呼吸的方式”。下列有关该同学的做法，正确的是(　　) A．该实验必须设置空白组、有氧组和无氧组 B．有氧组可让空气先缓慢经过NaOH溶液 C．密封静置耗尽瓶中CO2可保证实验结果准确 D．在黑暗中进行实验可避免光对气体的影响 答案：B 解析：教材实验只设置了有氧组和无氧组两个实验组，形成相互对照，并没有设置空白组，该实验也可以设置空白组：加入无活性的酵母细胞，排除酵母细胞以外的因素影响，比如各物质自身化学反应产生二氧化碳的影响，也即空白组的设置并非必须的，A错误；有氧组可让空气先缓慢经过NaOH溶液，以排除空气中CO2的影响，B正确；密封时，酵母菌会利用瓶中储存的少量空气进行有氧呼吸产生CO2，酵母菌不会利用CO2，C错误；光对酵母菌细胞呼吸产生的气体无影响，D错误。 4．(2025·福清虞阳中学期中)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 答案：C 解析：植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确；a阶段无二氧化碳产生，b阶段二氧化碳释放较多，a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B正确；无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同，C错误；酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。 5．(2025·广东高三阶段练习)NAD＋作为呼吸作用的重要底物，其过度消耗将会影响到线粒体氧化呼吸和ATP合成等细胞生物学功能。已知NAD＋的合成场所是细胞质基质，通过线粒体膜需要借助特殊的转运蛋白TF－H。下列有关叙述，正确的是(　　) A．催化O2与NAD＋反应的酶存在于线粒体内膜上 B．TF－H缺失的细胞表现出耗氧量下降及ATP生成量减少 C．NAD＋的水平下降后只有细胞的有氧呼吸速率会受到影响 D．通常动物和植物无氧呼吸过程中会有NADH的积累 答案：B 解析：催化O2与NADH反应的酶存在于线粒体内膜上，而不是NAD＋，A错误；TF－H缺失使得NAD＋无法进入线粒体，导致线粒体中产生的还原型氢不足，最终使第三阶段受阻，表现出耗氧量下降及ATP生成量减少，B正确；NAD＋生成NADH发生在无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸的第一、二阶段，故NAD＋水平下降会同时影响有氧呼吸和无氧呼吸过程，C错误；通常情况下，动物和植物无氧呼吸第一阶段产生的NADH，会在第二阶段被消耗掉，而不会积累，D错误。故选B。 6．(2024·辽宁省实验中学五模)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf－1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是(　　) A．有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质 B．细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应 C．细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP D．若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 答案：C 解析：有氧呼吸第一阶段和第二阶段都产生[H]，场所为细胞质基质和线粒体基质，A正确；[H]与氧气结合生成水发生在线粒体内膜，是有氧呼吸第三阶段，故细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，B正确；有氧呼吸第一阶段和第二阶段也能合成ATP，故细胞色素c功能丧失的细胞也能合成ATP，C错误；根据题意，细胞色素c与Apaf－1蛋白结合后才引起细胞凋亡，因此若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡，D正确。 7．(2024·衡中同卷期末考试)《粮油储藏技术规范国家标准(GB/T29890－2013)》为我国粮油储藏安全提供了重要技术保障，对粮温、水分含量、粮堆气体成分及浓度等作出了明确规定。其中部分术语和定义如下表。下列有关叙述错误的是(　　) 术语 定义 安全水分 某种粮食或油料在常规储存条件下，能够在当地安全度夏而不发热、不霉变的水分含量 低氧 粮堆空气中氧气浓度高于2%而低于12%的状态 低温储藏 平均粮温常年保持在15 ℃及以下，局部最高粮温不超过20 ℃的储藏方式 A．保持安全水分主要是通过减少自由水的含量实现的 B．储藏期间若水分含量过高，粮食会因呼吸代谢增强而发热，使霉菌更易生长繁殖 C．粮堆空气中氧气浓度高于2%低于12%的状态，主要是保证有氧呼吸强度最低 D．粮温不超过20 ℃的储藏方式是通过降低酶的活性使其代谢速率维持在低水平 答案：C 解析：自由水可以自由流动，容易蒸发，而结合水不能自由流动，不易蒸发，因此保持安全水分主要是通过减少自由水的含量实现的，A正确；储藏期间若水分含量过高，粮食会因呼吸代谢增强而发热，使霉菌更易生长繁殖，B正确；粮堆空气中氧气浓度高于2%低于12%的状态，主要是保证细胞呼吸(有氧呼吸和无氧呼吸)强度最低，C错误；粮温不超过20 ℃的储藏方式是通过降低酶的活性使其代谢速率维持在低水平，D正确。 二、非选择题 8．(2025·黑龙江佳木斯阶段练习)如图1表示樱桃的细胞呼吸过程，A～E表示物质，①～④表示过程。图2是一种利用樱桃测定呼吸速率的密闭装置。结合图示回答问题： (1)图1中A和C分别代表的物质是__________、________，图中有氧呼吸的完整过程包括________(填序号)。图中除过程________(填序号)外，都可以为ATP合成提供能量。 (2)若樱桃保存不当，影响其口味，原因之一是樱桃细胞进行无氧呼吸的影响所致。在此过程中，葡萄糖中化学能的去向是________________________。 (3)生活中发现，受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃有氧呼吸速率改变有关。请结合测定呼吸速率的实验装置，设计实验验证机械损伤能引起樱桃有氧呼吸速率升高。 ①实验步骤： 第一步：按照图中装置进行操作，30 min后，记录有色液滴移动距离为a。 第二步：另设一套装置，向容器内加入____________________________的樱桃，其他条件与实验组完全相同且适宜。记录相同时间内有色液滴移动距离为b。 第三步：比较a、b数值的大小。 ②实验结果：_________________________________________。 实验结论：___________________________________________。 答案：(1)H2O(水)　NADH/[H]/还原型辅酶Ⅰ　①③④　② (2)热能、ATP中的化学能、酒精中的能量 (3)与实验组等量消毒的受到机械损伤后　a<b　机械损伤能引起樱桃有氧呼吸速率升高 解析：(1)图中①为呼吸作用的第一阶段，②是无氧呼吸的第二阶段，产物E是酒精，B是二氧化碳，③是有氧呼吸的第二阶段，A是水，C是NADH，④为有氧呼吸的第三阶段，D是氧气。故图中A和C代表的物质分别是H2O、NADH([H]、还原型辅酶Ⅰ)。图中有氧呼吸的完整过程包括①有氧呼吸第一阶段、③有氧呼吸第二阶段、④有氧呼吸第三阶段，其中过程④在线粒体内膜上进行。图中除过程②(无氧呼吸第二阶段)外，都可以为ATP的合成提供能量。 (2)樱桃细胞进行无氧呼吸葡萄糖不完全分解为酒精和CO2，在此过程中，葡萄糖中化学能的去向是热能、ATP中的化学能、酒精中的能量。 (3)该实验的目的是验证机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高，该实验的自变量是：樱桃是否机械损伤。因此①第二步为：向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃，其他处理及装置与实验组完全相同且适宜。第三步观察因变量的变化即比较a、b数值的大小。②实验目的是验证机械损伤能引起樱桃有氧呼吸速率升高，故实验结果是a<b，机械损伤能引起樱桃有氧呼吸速率升高。 B组 一、选择题 1．(2025·黑吉两省十校联合体联考)为测定小麦萌发种子的呼吸速率，某小组进行了如下实验，对于该实验评价正确的是(　　) A．为排除微生物干扰，萌发种子应做煮熟处理 B．滤纸条的作用是增大NaOH吸收CO2的面积 C．墨水滴向右移动表示种子只进行有氧呼吸 D．将NaOH溶液换为清水，墨水滴左移说明呼吸底物有脂质 答案：B 解析：种子煮熟便无法进行呼吸作用，A错误；滤纸条的作用是增大NaOH吸收CO2的面积，B正确；墨水滴向右移动表示种子消耗了多少氧气，但不能表示只进行有氧呼吸，C错误；将NaOH溶液换为清水，墨水滴向左移动，可能发生了无氧呼吸，不能说明呼吸底物为脂质，D错误。 2．(2024·九师联盟押题卷)家庭酿制葡萄酒的过程中，酵母菌以葡萄糖为底物进行呼吸作用，其呼吸作用速率(单位时间内葡萄糖的消耗量)变化过程如图。下列有关叙述正确的是(　　) A．葡萄酒酿制结束后继续酿制葡萄醋，必须要添加葡萄糖 B．0～6 h，酵母菌只进行有氧呼吸，发酵液的pH降低 C．m点酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2的速率相同 D．10 h后，酵母菌产酒精的速率持续增大 答案：B 解析：醋酸菌可在氧气充足、缺少糖源的条件下直接将乙醇转化为乙醛，再将乙醛变为乙酸，因此葡萄酒酿制结束后继续酿制葡萄醋，可不用添加葡萄糖，A错误；据图可知，0～6 h，酵母菌只进行有氧呼吸，产生的CO2溶于发酵液，使发酵液的pH逐渐降低，B正确；m点酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸速率相同，但产生CO2的速率不同，C错误；10 h酵母菌无氧呼吸速率增长较快，但随着底物的消耗和代谢产物的增加，酵母菌产酒精的速率不会持续增大，D错误。 3．(2025·哈尔滨市1、6、9中期末)细胞呼吸过程中，线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H＋转运到膜间隙，使膜间隙中H＋浓度增加，大部分H＋通过结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP的合成，主要过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．硝化细菌和乳酸菌都不可能发生上述过程 B．该过程发生于有氧呼吸第二阶段，同时会产生CO2 C．H＋由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散，不消耗ATP D．图中①是具有ATP合成酶活性的载体蛋白，既有催化作用也有物质转运功能 答案：B 解析：硝化细菌和乳酸菌均为原核生物，不含有线粒体，都不可能发生上述过程，A正确；线粒体内膜上进行的是有氧呼吸第三阶段，B错误；根据题意可知，H＋由膜间隙向线粒体基质跨膜运输不消耗能量，而为ATP的合成提供能量，并且需要借助于载体①，因此属于协助扩散，C正确；根据题意可知，结构①能够驱动ATP合成，因此是一种具有ATP合成酶活性的载体蛋白，既有催化作用，也有物质转运功能，D正确。 4．(2025·大连市适应性考试)呼吸链突变酵母因发酵效率高于野生型而经常用于酿酒工业。下图为其细胞呼吸过程，因呼吸链中断，线粒体内膜上的反应无法进行。下列有关该突变酵母的叙述，正确的是(　　) A．丙酮酸生成乙醇的过程释放少量能量 B．无氧条件下，葡萄糖分解时不会产生CO2 C．通入氧气后，线粒体中可进行O2和[H]的反应 D．氧气充足时，其增殖速率小于野生型酵母 答案：D 解析：丙酮酸生成乙醇的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生能量，A错误；无氧条件下，葡萄糖分解时可产生酒精和二氧化碳，B错误；O2和[H]的反应发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，分析题意可知，呼吸链突变酵母因呼吸链中断线粒体内膜上的反应无法进行，故通入氧气后，线粒体中不能进行O2和[H]的反应，C错误；氧气充足时，野生型酵母可进行正常的有氧呼吸，突变体不能进行正常的有氧呼吸，前者释放能量多，代谢旺盛，所以增殖速率大于后者，D正确。 5．(2024·东北三省三校第二次联考)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都能促进细胞呼吸且促进效率相同 D．DCCD能够抑制细胞呼吸是由于抑制ATP的合成 答案：D 解析：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；图示反应消耗氧气，该场所为线粒体内膜，B错误；ADP和DNP加入后，曲线下降的斜率不同，所以，促进效率不同，C错误；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。 6．(2024·山东师大附中适应性测试)“有氧运动”一般是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，即在运动过程中，人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。“无氧运动”一般是指人体肌肉在“缺氧”的状态下的高速剧烈的运动。下图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系(呼吸底物为葡萄糖)。下列说法正确的是(　　) A．运动强度≥b时，肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量 B．运动强度≥b时，葡萄糖氧化分解后大部分能量以热能散失，其余储存在ATP中 C．运动强度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍 D．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力，乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖 答案：D 解析：人体有氧呼吸吸收氧气的量与释放二氧化碳的量相等，而无氧呼吸既不吸收氧气，也不释放二氧化碳，因此运动强度≥b后，肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量，A错误；运动强度≥b时，进行有氧呼吸和无氧呼吸，葡萄糖氧化分解后大部分能量以热能散失，一部分储存在ATP，一部分储存在乳酸中，B错误；运动强度为c时，无法计算无氧呼吸消耗的葡萄糖和有氧呼吸消耗的葡萄糖的量，C错误；若运动强度长时间超过c，人体的调节能力有限，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力，乳酸能在肝脏中再次转化为葡萄糖，D正确。 7．(2025·昌邑一中模拟)甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理，研究人员将甜瓜幼苗进行水淹处理，一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a和酶b的活性，结果如图1；图2为甜瓜幼苗细胞中存在的部分代谢途径。下列说法正确的是(　　) A．酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗细胞的线粒体基质中 B．Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生且产生少量ATP C．水淹前后，甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精 D．水淹时间越长，酶a和酶b的活性越高，叶的无氧呼吸强度更高 答案：C 解析：分析图2表示无氧呼吸的两个途径，而无氧呼吸发生在细胞质基质中，即酶a和酶b的存在部位是细胞质基质，A错误；Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，B错误；据图1分析，水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，但酶a活性远远大于酶b活性，说明根部和叶片的无氧呼吸速率增强，甜瓜幼苗无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和CO2，C正确；水淹时间越长，植物体内积累的酒精会对甜瓜幼苗的叶片细胞和根部都产生严重的伤害，甚至会导致植物死亡，叶的无氧呼吸强度可能会降低，D错误。 二、非选择题 8．(2025·江西高三开学考试)人线粒体呼吸链受损可导致乳酸的积累，由此引发多种疾病。经动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。回答下列问题： (1)图中①过程发生的场所是________，在有氧条件下，正常细胞中①过程产生的NADH的去向主要是___________________________________。 (2)②过程________(填“有”或“没有”)ATP生成。线粒体呼吸链受损后，细胞呼吸释放的能量会明显减少，原因是________________________ ________________________________________________。 (3)加入酶A的作用是__________________。利用酶B和FeCl3来验证酶B的催化具有高效性，实验设计的简要思路是____________________________ ____________________________________________。 答案：(1)细胞质基质　进入线粒体与O2结合生成H2O　(2)没有　线粒体呼吸链受损后，有氧呼吸第二阶段和第三阶段受阻，丙酮酸会转化为乳酸，葡萄糖中的能量大部分存留在乳酸中　(3)催化乳酸和O2反应生成丙酮酸和H2O2　在相同条件下比较等量的酶B溶液与FeCl3溶液对H2O2的分解速率 解析：(1)图中①过程表示葡萄糖分解产生丙酮酸和少量的NADH，该过程发生在细胞质基质中。在有氧条件下，正常细胞中①过程产生的NADH进入线粒体与O2结合生成H2O。 (2)②过程表示无氧呼吸的第二阶段，在无氧呼吸中只有第一阶段会产生少量的ATP，无氧呼吸第二阶段不产生ATP；线粒体呼吸链受损后，有氧呼吸第二阶段和第三阶段受阻，细胞质基质中的丙酮酸会转化为乳酸，葡萄糖中的能量大部分存留在乳酸中没有释放出来，因此，细胞呼吸释放的能量会明显减少。 (3)据图可知，酶A催化乳酸和O2反应生成丙酮酸和H2O2，酶B能够催化H2O2生成H2O和O2，因此，酶B是过氧化氢酶；如果要验证酶B过氧化氢酶的高效性，可在相同条件下比较等量的酶B溶液与FeCl3溶液对H2O2的分解速率，如果单位时间内，加入酶B溶液的试管中气泡产生的数量明显多于加入FeCl3溶液的试管中的，即可验证。 学科网（北京）股份有限公司 $