2027届高中生物一轮复习讲义 第9讲　细胞呼吸的原理和应用

该高中生物学高考复习讲义聚焦细胞呼吸的原理和应用，整合探究酵母菌呼吸方式、呼吸过程及影响因素三大核心考点，按实验探究-过程解析-实际应用的逻辑层次构建知识体系。通过考点梳理（如对比实验设计、呼吸阶段物质变化）、方法指导（如呼吸方式判断技巧）、真题训练（高考题与模拟题精讲）等环节，帮助学生系统突破难点。 资料突出科学探究与科学思维的培养，如设计酵母菌呼吸方式对比实验分析，引导学生掌握实验变量控制与结果分析。结合[H]和ATP来源去向等深度思考，强化结构与功能观。设置分层练习（对点强化与综合提升），配合即时反馈，确保高效复习，助力学生提升解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰框架。

第9讲　细胞呼吸的原理和应用 考点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验原理 2.实验设计思路——对比实验 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标记法探究光合作用中氧气的来源实验；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的产生，装置如图所示 (3)检测酒精的产生 自A、B瓶中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支干净的试管中→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　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 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生的CO2多且快；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量CO2。 考向　探究酵母菌细胞呼吸的方式[科学探究] 1.(2022·河北卷，4)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水溶液变黄的气体 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　能使溴麝香草酚蓝水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。 2.(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.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；酵母菌可利用的氧气量是本实验的自变量，B错误；消耗等量葡萄糖进行有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，D错误。 3.(2026·湖北黄石二中联考)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，设计了如图实验装置。下列相关叙述错误的是(　　) A.甲装置中的NaOH溶液和澄清石灰水分别用于吸收和检测CO2 B.将乙装置酵母菌的培养时间适当延长，这有利于检测酒精 C.甲装置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.将乙装置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 答案　D 解析　甲装置用于探究酵母菌的有氧呼吸，NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，澄清石灰水用于检测有氧呼吸的产物CO2，A正确；乙装置用于探究酵母菌的无氧呼吸，由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将乙装置酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，这有利于检测酒精，B正确；甲装置间歇性地通入空气时，间隔时间不能太长，否则酵母菌会因缺少氧气而进行无氧呼吸产生酒精，C正确；将乙装置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，D错误。 教材规定实验中的“显色”归纳 　　　 考点二　细胞呼吸的方式与过程 　　　　　　　　　　　　　　 1.有氧呼吸 [深度思考] 有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在哪些阶段被利用？产物中的二氧化碳和水分别在哪些阶段形成？ 提示　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。 (1)写出有氧呼吸的总反应式 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 (2)能量转化 少量能量储存至ATP中，大部分能量则以热能形式散失。 2.无氧呼吸 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。　　　 3.细胞呼吸方式的判断 (1)人体细胞和酵母细胞有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与。(2025·江苏卷，2B)(×) 提示　有氧呼吸第二阶段不需要O2参与。 (2)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。(2024·江西卷，5C)(×) 提示　有氧呼吸第二阶段丙酮酸分解的过程消耗水。 (3)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。(2023·湖南卷，2C)(×) 提示　有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质。 (4)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。(2023·全国乙卷，3C)(×) 提示　两种无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量，两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以每分子葡萄糖经两种无氧呼吸产生的ATP相等。 (5)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。(2021·湖南卷，12C)(√) (6)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(2021·湖北卷，1A)(×) 提示　葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体内膜。 (7)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。(2020·山东卷，2B)(×) 提示　无氧呼吸第二阶段不产生ATP。 (8)马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。(2019·全国卷Ⅱ，2C)(×) 提示　无氧呼吸在第一阶段(产生丙酮酸的过程)会产生少量的ATP。 考向1　细胞呼吸的过程[生命观念] 1.(2025·山东卷，4)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　) A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D.经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 答案　B 解析　有氧呼吸第一阶段的物质变化为葡萄糖分解为丙酮酸和NADH(不需要氧气的参与)，第二阶段丙酮酸和H2O反应产生CO2和NADH(不需要氧气直接参与)，A错误，B正确；无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸第一阶段完全相同(产生NADH)，无氧呼吸第二阶段的物质变化是丙酮酸和NADH反应产生乳酸或者酒精和CO2，无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，因此在无氧呼吸过程中葡萄糖分子中的大部分能量储存在酒精或乳酸中，C、D错误。 2.(2025·甘肃卷，3)线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是(　　) A.状态3呼吸不需要氧气参与 B.状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C.以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D.相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 答案　C 解析　线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，需要氧气参与，A、B错误；葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体，所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0，C正确；NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段，而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与有氧呼吸第三阶段，所以相比丙酮酸，以NADH为底物的状态3呼吸速率较大，D错误。 3.(2024·江苏卷，6)图中①～③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是(　　) A.该细胞器既产生ATP也消耗ATP B.①②分布的蛋白质有所不同 C.有氧呼吸第一阶段发生在③ D.②、③分别是消耗O2、产生CO2的场所 答案　C 解析　题图所示的细胞器为线粒体，线粒体是细胞呼吸的主要场所，可以分解有机物产生ATP，同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等，需要消耗ATP，A正确；线粒体外膜和内膜功能不同，所以分布的蛋白质有所不同，B正确；有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，③是线粒体基质，C错误；②是线粒体内膜，消耗O2，和[H]发生反应生成H2O，③是线粒体基质，在该场所发生的反应为丙酮酸和水反应生成CO2，D正确。 4.(2025·河北卷，14改编)玉米T蛋白可影响线粒体内与呼吸作用相关的多种酶，T蛋白缺失还会造成线粒体内膜受损。针对T基因缺失突变体和野生型玉米胚乳，研究者检测了其线粒体中有氧呼吸中间产物和细胞质基质中无氧呼吸产物乳酸的含量，结果如图。下列分析错误的是(　　) A.线粒体中的[H]可来自细胞质基质 B.突变体中有氧呼吸的第二阶段增强 C.突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻 D.突变体有氧呼吸强度的变化可导致无氧呼吸的增强 答案　B 解析　细胞呼吸的第一阶段在细胞质基质中进行，该阶段会产生[H], 在细胞进行有氧呼吸时可进入线粒体中参与有氧呼吸的第三阶段，所以线粒体中的[H]可来自细胞质基质，A正确； 由题意可知，T蛋白有利于有氧呼吸的进行，而突变体缺失T基因，结合题图可知，突变体的丙酮酸相对含量比野生型高，其有氧呼吸的第二阶段可能减弱，B错误；T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，所以突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确；突变体有氧呼吸的第三阶段受阻， 使有氧呼吸强度减弱，而无氧呼吸产生的乳酸增多，说明其无氧呼吸增强，D正确。 细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源与去向 (1)有氧呼吸过程中[H]、ATP的来源和去路 (2)无氧呼吸中的[H]和ATP都是第一阶段在细胞质基质中产生的。其中[H]在第二阶段被用于还原丙酮酸，全部消耗，没有积累。　　　 考向2　细胞呼吸方式的判断[科学思维] 5.(2024·广东卷，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　) A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C.有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快 D.无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP 答案　D 解析　碎片化的线粒体无法为有氧呼吸提供场所，不能正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获取更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸发生在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。 6.(2023·全国乙卷，3)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　在时间a之前，因为没有CO2释放，所以不可能是产生酒精的无氧呼吸过程，只能是产生乳酸的无氧呼吸过程，A正确；在a～b时间内，因为此时仍然处于无氧条件下，产生CO2表明进行了产生酒精和CO2的过程，B正确；两个无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量，两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以每分子葡萄糖经无氧呼吸产生的ATP相等，C错误；酒精是脂溶性物质，跨膜运输方式是自由扩散，不消耗能量，D正确。 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 1.细胞呼吸的影响因素 2.细胞呼吸原理的应用实例 应用 主要目的 工业发酵罐酿酒先通气后密封 酵母菌先进行有氧呼吸大量繁殖，再进行无氧呼吸产生酒精 用“创可贴”等敷料包扎伤口 避免厌氧病原菌的繁殖 作物栽培中及时松土透气 促进根细胞进行有氧呼吸，利于根系对无机盐的吸收 稻田定期排水 防止根细胞长期进行无氧呼吸，产生的酒精对根细胞有毒害作用，导致烂根 伤口较深时，需注射破伤风抗毒血清 防止破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖 提倡慢跑等有氧运动 避免积累过多的乳酸而使肌肉酸胀无力 考向1　细胞呼吸的影响因素[科学思维] 1.(2025·河南卷，4)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，进而影响二氧化碳和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抑制剂会增加甜菜产量 答案　B 解析　酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质中，该阶段不消耗氧气，氧气消耗发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，该阶段生成的ATP最多，A、C错误；酶的活性受温度影响，低温会抑制酶Ⅰ的活性，降低有氧呼吸第二阶段的反应速率，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；由题意可知，酶Ⅰ活性与甜菜根重呈正相关，在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制酶Ⅰ的活性，从而影响有氧呼吸，不利于甜菜块根的生长，甜菜产量也会降低，D错误。 2.(2024·甘肃卷，3)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，抑制了根系细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根系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。 考向2　细胞呼吸的应用[社会责任] 3.(2023·新课标卷，2)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物 关于这些措施，下列说法合理的是(　　) A.措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系 B.措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C.措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用 D.措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度 答案　A 解析　措施②春化处理是为了促进花芽形成，反映了低温与作物开花的关系，④光周期处理，反映了昼夜长短与作物开花的关系，A合理；措施③风干储藏可以减少自由水含量，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，⑤合理密植的主要目的是提高光能利用率，促进光合作用，B不合理；措施②春化处理是为了促进花芽形成，⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用，C不合理；措施①③的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度，④光周期处理，目的是控制作物的开花，D不合理。 4.(2025·云南卷，17)不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏，如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响，研究人员分别用压实的土壤(压实组)和未压实的土壤(疏松组)种植黄瓜，得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。 组别 苹果酸/(μmol·g－1) 酒精/(μmol·g－1) 压实组 0.271±0.005 6.114±0.013 疏松组 0.467±0.004 2.233±0.040 回答下列问题： (1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为________(填“有氧”或“无氧”)呼吸的中间产物。 (2)相较于疏松组，压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强，依据是__________________________________________________________________， 为维持根系细胞正常生命活动，压实组消耗的有机物总量更________(填“多”或“少”)，原因是___________________________________________________ __________________________________________________________________； 根吸收水分的能力减弱，叶片气孔________，光合作用________阶段首先受抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。 (3)为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有 __________________________________________________________________ (答出2点即可)。 答案　(1)有氧　(2)压实组黄瓜根系中酒精含量更高　多　压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放能量少　导度降低　暗反应　(3)合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等 解析　(1)有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为有氧呼吸的中间产物。(2)相较于疏松组，压实组黄瓜根系中酒精含量更高，而酒精是植物细胞无氧呼吸的产物，所以压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强。由于压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放的能量较少，为获得足够能量维持生命活动，压实组消耗的有机物总量更多。根吸收水分的能力减弱，叶片气孔导度降低，二氧化碳进入减少，光合作用暗反应阶段首先受抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。(3)为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有合理施肥，避免不当施肥导致土壤结构破坏；适度翻耕，疏松土壤；减少大型农业机械的不必要碾压等。 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。 (1)图中甲、乙曲线分别表示什么？判断的依据是什么？ __________________________________________________________________。 (2)O2浓度为b时，该器官能否进行无氧呼吸？为什么？__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)为减少葡萄糖的消耗，应控制O2浓度，据图分析，a、b两点对应O2浓度哪一点消耗葡萄糖较少？为什么？_________________________________________ __________________________________________________________________。 提示　(1)甲表示CO2释放量，乙表示O2吸收量；依据是O2浓度为0时，植物的非绿色器官不吸收O2，但释放CO2　(2)不能，因为O2的吸收量和CO2的释放量相等，说明释放的CO2全部来自有氧呼吸　(3)b点；据图可知，a点时气体交换相对值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b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　 限时练9　细胞呼吸的原理和应用 (时间：30分钟　分值：40分) 【对点强化】 考点一　探究酵母菌细胞的呼吸方式 1.(2022·重庆卷，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溶液去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清的石灰水检测CO2的浓度，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的石灰水相连，装酵母菌培养液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②→③，B正确，A、C、D错误。 2.(2025·安徽卷，4)运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是(　　) A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴，加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀 B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合，通过吸附作用显示紫色 C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合，通过化学反应形成橘黄色 D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色 答案　D 解析　蔗糖溶液与淀粉酶不发生反应，且蔗糖(一种非还原糖)不与斐林试剂发生反应，因此该反应体系中无砖红色沉淀生成，A错误；淡蓝色的双缩脲试剂与豆浆中的蛋白质反应的实质是在碱性条件下Cu2＋与蛋白质中的肽键发生反应形成紫色的复杂化合物，并不是吸附作用，B错误；花生子叶中的脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，属于物理作用，并没有发生化学反应，C错误；橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色，D正确。 考点二　细胞呼吸的方式及过程 3.(2025·江苏卷，2)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B.有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C.呼吸作用都能产生[H]和ATP D.无氧呼吸的产物都有CO2 答案　C 解析　在人体细胞和酵母细胞中，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，葡萄糖分解成丙酮酸(细胞呼吸第一阶段)的场所都是细胞质基质，A错误；人体细胞和酵母细胞有氧呼吸第二阶段是丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]，不需要O2直接参与；O2参与有氧呼吸第三阶段，与[H]结合生成H2O，B错误；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，第一阶段都会产生[H]和少量ATP，C正确；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，没有CO2；酵母细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2，D错误。 4.(2025·八省联考云南卷，4)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是(　　) A.NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2产生 B.NADH转化成NAD＋过程通常伴随磷酸产生 C.科学运动增加NADH相对含量，可以延缓衰老 D.适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老 答案　D 解析　有氧呼吸第一、二阶段均会生成NADH，并合成少量ATP，NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的，该阶段NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2消耗，A错误；NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的，该阶段NADH转化为NAD＋过程通常伴随ATP的生成与O2消耗，ATP的合成消耗磷酸，因此该过程通常伴随磷酸消耗，B错误；根据题意可知，Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关，增加NADH相对含量时，NAD＋/NADH的比值会减小，则Sirt1激活程度就会降低，延缓细胞衰老的作用就会较弱，所以科学运动增加NADH相对含量，不可以延缓衰老，C错误；根据题意可知，Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关，增加NAD＋相对含量时，NAD＋/NADH的比值会增大，则Sirt1激活程度就会增加，延缓细胞衰老的作用就会较强，所以适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老，D正确。 5.(2025·江西卷，1)体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述错误的是(　　) A.有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒体分解 B.高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生肥胖 C.低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量消耗 D.有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸 答案　A 解析　脂肪需先分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸再进入线粒体氧化分解，而非直接以脂肪的形式进入线粒体分解，A错误。 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 6.(2026·湖北部分学校联考)《齐民要术》中系统记载了古人在农牧、食品加工与贮藏等方面的经验，其中许多做法都与微生物代谢息息相关。下列说法正确的是(　　) A.“酒冷沸止，米有不消者，便是曲势尽”，沸止的原因是液体pH和酒精浓度升高 B.“于屋下作荫坑，坑内近地，凿壁为孔”，说明应在低温、干燥、低氧条件下储存果蔬 C.“其洗菜盐水，澄取清者，泻著瓮中，令没菜把即止”，有利于做泡菜时酵母菌的无氧呼吸 D.“锄不厌数，勿以无草而中缀”中“锄”可以促进土壤中的尿素分解菌分解尿素 答案　D 解析　“酒冷沸止，米有不消者，便是曲势尽”，沸止的原因是随着发酵进行，pH下降、酒精浓度升高对酵母菌产生毒害作用，导致发酵过程中有米粒剩余，A错误；“于屋下作荫坑，坑内近地，凿壁为孔”，荫坑可提供低温条件，凿壁为孔可适当通气，说明应在低温、一定湿度、低氧条件下储存果蔬，而不是干燥条件，干燥条件下储存会使果蔬流失水分，B错误；做泡菜时主要利用的是乳酸菌的无氧呼吸，而不是酵母菌，且酵母菌无氧呼吸产生酒精，不是泡菜制作所需的发酵过程，C错误；“锄不厌数，勿以无草而中缀”中“锄”可以增加土壤透气性，可以促进土壤中需氧型的尿素分解菌分解尿素，D正确。 7.(2025·福建卷，13)细胞呼吸产生的乳酸等物质的释放会引起胞外环境的酸化。为探究氧浓度对细胞呼吸的影响，科研人员将两组肿瘤细胞在不同氧浓度下短暂培养，在箭头所示的时间点更换新的无机盐缓冲液(不含葡萄糖)，并分别添加相应的成分，其中a为足量的葡萄糖，b和c为有氧呼吸某一阶段的抑制剂，检测细胞外的酸化速率，结果如图。下列叙述错误的是(　　) A.试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂 B.低氧组细胞对足量葡萄糖引发的无氧呼吸更强烈 C.①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸 D.②时间段正常氧组细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖多于低氧组 答案　D 解析　细胞外酸化主要是由无氧呼吸产生的乳酸导致的。若试剂c是有氧呼吸第一阶段的抑制剂，则有氧呼吸和无氧呼吸均被抑制(二者的第一阶段相同)，低氧组和正常氧组的酸化速率均应急剧下降且趋于一致，与图中结果相符。若c抑制有氧呼吸第二或第三阶段，低氧组的酸化速率基本不受影响，正常氧组的酸化速率应趋向于低氧组的酸化速率，因此试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂，A正确；细胞外酸化速率主要反映无氧呼吸产生乳酸的速率。添加足量葡萄糖(a)后，低氧组的酸化速率显著高于正常氧组，说明低氧组无氧呼吸更强烈，B正确；①时间段正常氧组的酸化速率快速增大，说明存在无氧呼吸；同时正常氧环境下，细胞也可进行有氧呼吸。因此，①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸，C正确；②时间段低氧组的酸化速率高于正常氧组，说明低氧组乳酸产生速率高，无氧呼吸消耗的葡萄糖多，D错误。 8.(2026·河南信阳模拟)如图表示人体内葡萄糖的部分代谢过程。下列说法正确的是(　　) A.人体细胞中的①过程都需要消耗能量 B.⑥过程的存在能说明细胞呼吸是生物体代谢的枢纽 C.⑤过程可以产生少量ATP D.人体成熟红细胞能进行图中的①②④过程 答案　B 解析　①过程是葡萄糖进入细胞的过程，葡萄糖进入人体成熟的红细胞的方式是协助扩散，不需要消耗能量，A错误；⑥过程是丙酮酸转化成脂肪的过程，说明细胞呼吸某个阶段的产物可以转化为其他物质参与其他代谢反应，即细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，B正确；⑤过程是无氧呼吸的第二阶段，不释放能量，不会产生ATP，C错误；人体成熟的红细胞无线粒体，只进行无氧呼吸，即题图中的①②⑤过程，D错误。 【综合提升】 9.(2025·浙江6月卷，9)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 解析　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；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，产生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，B错误；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可检测到酒精，C正确；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呼吸和无氧呼吸，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。 10.(2026·山东菏泽模拟)YBX1蛋白可与丙酮酸转运蛋白相互作用，影响细胞呼吸。科研人员对敲除了YBX1基因的小鼠细胞应用13C标记的葡萄糖示踪技术。检测到线粒体中部分物质的含量发生异常变化，且细胞的耗氧速率是正常水平的2倍。下列说法正确的是(　　) A.线粒体中13C标记的葡萄糖和丙酮酸的含量高于正常水平 B.丙酮酸转运蛋白主要在线粒体内膜上和线粒体基质中 C.敲除YBX1基因的小鼠细胞，在无氧条件下细胞呼吸产生乳酸和CO2的量会增多 D.若YBX1蛋白的含量增多，细胞消耗O2的速率可能会下降 答案　D 解析　葡萄糖不能进入线粒体，A错误；丙酮酸转运蛋白主要在线粒体内膜上，可以将丙酮酸运至线粒体基质，B错误；小鼠无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO2，C错误；敲除了YBX1基因的小鼠细胞的耗氧速率是正常水平的2倍，说明YBX1蛋白抑制细胞呼吸，若YBX1蛋白的含量增多，则细胞消耗O2的速率可能会下降，D正确。 11.(2024·贵州卷，17)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________(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，植株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)有氧条件下，将葡萄糖等有机物彻底氧化分解、释放能量多、合成的ATP多　乙　(2)氧气含量　3　(3)3 d后排水可以使有氧呼吸增强，增加产生的能量；无氧呼吸3 d产生的能量维持了基本的生命活动，且无氧呼吸积累的酒精量较少，对细胞毒害较小(有氧呼吸的酶活性并未完全丧失；无氧呼吸产生的酒精对植物有毒害作用，3 d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作用) 解析　(1)与无氧呼吸相比，在有氧条件下，有氧呼吸可将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，释放能量多，产生的ATP多。在一定范围内，随水淹天数的增加，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强，故可推知图中乙酶参与有氧呼吸，甲酶参与无氧呼吸。(2)水淹0～3 d阶段，影响呼吸作用强度的因素主要是氧气含量；水淹第3 d时，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，由于有氧呼吸过程中O2吸收量与CO2释放量相等，因此根细胞无氧呼吸的CO2释放量为0.2 μmol·g－1·min－1，则有氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.2/6＝1/30(μmol·g－1·min－1)，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.2/2＝1/10(μmol·g－1·min－1)，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 学科网（北京）股份有限公司 $