2027届高三生物人教版一轮复习讲义第三单元　第11课时　细胞呼吸的原理和应用

该高中生物学高考复习讲义围绕“细胞呼吸的原理和应用”核心考点，依据课标“说明能量转化”要求，按“探究实验—过程机理—影响应用”逻辑架构知识，通过考点梳理（如酵母菌呼吸对比实验、有氧/无氧呼吸阶段分析）、方法指导（呼吸方式判断、[H]和ATP来源去路归纳）、真题训练（2021-2025年多省市考向解析），帮助学生系统突破难点。 讲义突出科学思维与探究实践素养，如设计“酵母菌呼吸装置组合分析”实验专题，通过对比有氧/无氧条件下CO₂和酒精检测结果，培养实验设计与分析能力。设置基础排查、要语必背、分层精练（15道选择+2道综合题），配合考向归纳（6个考向），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11课时　细胞呼吸的原理和应用 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·重庆·T12　2021·福建·T7　2021·全国甲·T2　2021·广东·T9 2.细胞呼吸的方式与过程：2025·河北·T14　2025·黑吉辽蒙·T16　2025·江苏·T2　2025·山东·T4　2025·北京·T2　2024·重庆·T7　2024·江苏·T6　2024·安徽·T3　2024·甘肃·T3　2024·广东·T5　2023·全国乙·T3　2023·山东·T4　2023·重庆·T10　2023·广东·T7　2023·湖北·T6　2023·浙江6月选考·T11　2022·北京·T3　2022·山东·T4　2022·江苏·T15　2022·全国甲·T4　2022·山东·T16　2022·河北·T4　2021·重庆·T21　2021·福建·T9 3.细胞呼吸的影响因素及其应用：2025·河南·T4　2024·江西·T21　2024·山东·T16　2024·贵州·T17　2023·山东·T17　2023·北京·T2　2022·海南·T10　2021·湖北·T10　2021·湖南·T12 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 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，在无氧条件下产生酒精和CO2。 (1)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(2025·安徽，4)(　√　) (2)无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖(2021·山东，12)(　√　) (3)酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体(2022·河北，4)(　×　) 提示　能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的成分是CO2，酵母菌无氧呼吸可产生CO2。 考向一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 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，要注意通气体的管子应该长进短出，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．(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；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；在等量葡萄糖的条件下，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，大部分能量储存在酒精中，释放能量少，D错误。 归纳总结　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 (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 教材隐性知识　源于必修1 P93“相关信息”：细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。 (3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) (4)能量的去路与特点 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。 提醒　(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸，其发生场所是细胞质基质和细胞膜。 (2)无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞等。 (3)人体内产生的CO2都是有氧呼吸产生的，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 2．无氧呼吸 (1)概念：无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 (2)过程 (3)不同生物无氧呼吸产物类型及原因 (4)无氧呼吸过程中能量的去路 ①大部分储存在酒精或乳酸中。 ②释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 归纳提升　(1)无氧呼吸在能量供应中的意义 ①生物在缺氧环境下，可以通过无氧呼吸释放少量能量维持生命活动。 ②无氧呼吸产生ATP的速度非常快，可以使肌肉在短暂的剧烈活动期间获得所需能量。 (2)长时间无氧呼吸对植物的危害 ①无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞中的蛋白质变性。 ②利用葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量很少，植物要维持正常的生命活动就要消耗更多的有机物。 3．无氧呼吸与有氧呼吸的比较 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 归纳提升　细胞呼吸方式的判断 4．细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 5．细胞呼吸的生物学意义 (1)提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 (2)是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 (1)丙酮酸转运蛋白(运输丙酮酸通过线粒体内膜进入线粒体基质)功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加(2025·陕晋青宁，8)(　√　) (2)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成(2024·江西，5)(　×　) 提示　有氧呼吸第二阶段丙酮酸分解的过程消耗水。 (3)酵母菌有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行(2023·浙江6月选考，11)(　×　) 提示　有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行。 细胞呼吸的过程和意义分析 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。 (1)请据图分析H＋浓度梯度建立过程和ATP生成的过程。 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合成酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。 (2)有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，使得H＋回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康。具体危害是什么？(写出一点即可)。 提示　导致细胞供能不足和体温过高。 3．所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量，细胞呼吸还被称为细胞代谢的枢纽，原因是在细胞呼吸过程中产生的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。糖类、脂质和蛋白质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 考向二　有氧呼吸的过程分析3．(2025·甘肃，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　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，所以需要氧气参与，A、B均错误；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，故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。 4．(2024·重庆，7)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是(　　) A．图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C．肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D．葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H] 答案　D 解析　由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A错误；草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B错误；由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C错误；葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]，分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步，D正确。 考向三　无氧呼吸的过程 5.(2023·全国乙，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　植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有CO2释放，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，植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，A正确；时间a之前，根细胞无CO2产生，a～b时间内，根细胞CO2释放速率逐渐升高，存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，B正确；无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，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；酒精的跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。 6．剧烈运动时，人的骨骼肌细胞既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，下列关于骨骼肌细胞呼吸作用的叙述，正确的是(　　) A．无氧呼吸是骨骼肌细胞所需ATP的主要来源 B．无氧呼吸产生的CO2是有氧呼吸的三分之一 C．无氧呼吸产生NADH为第二阶段ATP合成提供能量 D．无氧呼吸产生丙酮酸的场所与有氧呼吸相同 答案　D 解析　有氧呼吸是骨骼肌细胞所需ATP的主要来源，A错误；人体骨骼肌细胞无氧呼吸只产生乳酸，不产生CO2，B错误；无氧呼吸产生NADH用于第二阶段还原丙酮酸，无氧呼吸第二阶段不合成ATP，C错误；无氧呼吸产生丙酮酸的场所与有氧呼吸相同，都在细胞质基质，D正确。 归纳总结　细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去路 (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。 考向四　细胞呼吸的意义 7．(2025·河南，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O2，O2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CO2和NADH的生成速率，B正确；由题意知，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。 8．(2022·江苏，15改编)如图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述错误的是(　　) A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D．物质氧化时释放的能量部分储存于ATP，部分以热能形式释放 答案　A 解析　由题图分析可知，三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗O2，A错误；由题图分析可知，代谢中间物(如丙酮酸、乙酰CoA等)将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确；由题图分析可知，丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确。 考点三　影响细胞呼吸的因素及其应用 1．影响细胞呼吸的主要外部因素及其应用 提醒　储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同 ①蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧、高CO2”的条件下保鲜。 ②种子应在“零上低温、干燥、低氧、高CO2”的条件下储存。 2．影响细胞呼吸的内在因素主要为细胞呼吸酶的数量；另外，ATP浓度可影响有氧呼吸第三阶段的酶活性，ATP浓度高会降低细胞呼吸速率。 (1)农业生产中，种子储藏需要干燥的环境(2025·湖北，7)(　√　) (2)低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利(2023·湖南，5)(　×　) 提示　低温保存可以抑制微生物的生命活动，但温度不是越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温。 考向五　细胞呼吸的影响因素及其应用 9．(2025·贵州，3)R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是(　　) A．R848能影响X精子的无氧呼吸 B．R848会导致X精子ATP生成量减少 C．R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D．R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的 答案　C 解析　葡萄糖生成丙酮酸是糖酵解阶段，为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程，R848抑制此过程，直接影响无氧呼吸，A正确；糖酵解和线粒体活性被抑制，导致有氧呼吸和无氧呼吸的ATP生成均减少，B正确；线粒体活性被抑制会阻碍有氧呼吸第三阶段(电子传递链)，减少O2的消耗量，因此R848会影响O2消耗量，C错误；X精子因ATP生成减少导致运动能力下降，可通过此差异筛选精子类型，D正确。 10．(2024·甘肃，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　根系吸收的养分主要是矿质元素，主要通过主动运输吸收，需要消耗能量，因此浇水过多使根系呼吸产生的能量减少，会使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分的方式是协助扩散和自由扩散，均不消耗能量，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，会产生酒精等有害物质，D正确。 考向六　种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析 11．(2024·山东，16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。下列叙述错误的是(　　) 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得葡萄糖多，D正确。 12．小麦种子中富含淀粉，大豆种子中富含蛋白质，油菜种子中富含脂肪。在种子萌发时，细胞中的相关物质和生理过程会发生一系列的变化。下列叙述错误的是(　　) A．与小麦种子相比，油菜种子中脂肪含量高，播种时需要深播 B．大豆种子在萌发的过程中，细胞内的自由水的含量增加 C．萌发的小麦种子合成较多淀粉酶，催化淀粉水解产生麦芽糖 D．种子萌发时，细胞有氧呼吸强度会增强，释放的CO2量增多 答案　A 解析　与小麦种子相比，油菜种子中脂肪含量高，氧化分解时耗氧量高，播种时需要浅播，A错误；大豆种子在萌发的过程中，细胞内的自由水的含量增加，以提高代谢水平，B正确；淀粉是植物细胞的储能物质，萌发的小麦种子合成较多淀粉酶，催化淀粉水解产生麦芽糖，C正确；1 mol的葡萄糖有氧呼吸可产生6 mol的CO2，无氧呼吸可产生2 mol的CO2，种子萌发时，细胞有氧呼吸强度会增强，释放的CO2量增多，D正确。 归纳提升　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。 一、基础排查 1．判断下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的叙述 (1)该实验属于对照实验，其中氧气充足为对照组(　×　) 提示　探究酵母菌细胞呼吸的方式为对比实验，两组均为实验组。 (2)可选用是否生成酒精作为因变量的检测指标(　√　) (3)可用乳酸菌替代酵母菌来探究细胞的两种呼吸方式(　×　) 提示　乳酸菌是厌氧菌，只能进行无氧呼吸，因此不能替代酵母菌探究细胞的两种呼吸方式。 (4)甲、乙两组装置均需要在黑暗条件下进行(　×　) 提示　酵母菌不进行光合作用，不需要放在黑暗条件下探究呼吸方式。 (5)甲组装置中的a和c均能吸收CO2，目的相同(　×　) 提示　甲组装置中a为NaOH溶液，目的是吸收外界环境中的CO2，c为澄清石灰水，目的是检测酵母菌细胞呼吸产生的CO2，目的不同。 (6)d瓶应封口放置一段时间后再连通e瓶(　√　) (7)通过观察瓶内澄清石灰水是否浑浊可以判断出酵母菌的呼吸方式(　×　) 提示　酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，故不能通过观察瓶内澄清石灰水是否浑浊判断酵母菌的呼吸方式。 (8)可选用溴麝香草酚蓝溶液检测是否产生酒精(　×　) 提示　可利用溴麝香草酚蓝溶液来检测是否有CO2的生成，酸性重铬酸钾溶液遇酒精会变成灰绿色，可用其检测是否有酒精生成。 (9)用酸性重铬酸钾溶液检验酵母菌无氧呼吸产生的酒精，要先耗尽培养液中葡萄糖(　√　) (10)应直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精的产生(　×　) 提示　在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，检测酒精的产生应取2 mL酵母菌培养液的滤液，注入试管中，然后添加0.5 mL的酸性重铬酸钾溶液。 2．判断下列关于有氧呼吸和无氧呼吸的叙述 (1)线粒体是有氧呼吸的主要场所，有些无线粒体的细胞也能进行有氧呼吸(　√　) (2)有氧呼吸过程中葡萄糖进入线粒体被彻底氧化分解(　×　) 提示　有氧呼吸过程中葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体被彻底氧化分解。 (3)丙酮酸分解成CO2和NADH需要O2的直接参与(　×　) 提示　丙酮酸分解成CO2和NADH是有氧呼吸的第二阶段，该阶段不需要O2的直接参与。 (4)酵母菌有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体内膜(　×　) 提示　酵母菌有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体基质。 (5)进行有氧呼吸时，既有水的消耗也有水的生成(　√　) (6)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是葡萄糖→丙酮酸→CO2(　√　) (7)有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段发生的场所和产物均相同(　√　) (8)无氧呼吸过程需要酶的催化，两个阶段都能释放能量合成ATP(　×　) 提示　无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，合成少量ATP。 (9)无氧呼吸过程中没有O2参与，所以有[H]的积累(　×　) 提示　无氧呼吸第一阶段产生的[H]在无氧呼吸第二阶段会被消耗，用于还原丙酮酸，没有[H]的积累。 (10)不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是其所含呼吸酶的种类不同(　√　) (11)人剧烈运动时，肌细胞消耗O2的分子数比释放的CO2分子数少(　×　) 提示　人剧烈运动时，无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，肌细胞消耗O2的分子数与释放的CO2分子数相等。 (12)人体产生CO2的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸(　√　) (13)细胞中的有机物在氧化分解时，O2的消耗量与CO2的产生量一定相等(　×　) 提示　细胞中的脂肪进行氧化分解时，消耗的O2量大于CO2的产生量。 (14)密封的牛奶包装盒鼓起是乳酸菌无氧呼吸产生CO2引起的(　×　) 提示　乳酸菌无氧呼吸不产生CO2。 3．判断下列关于细胞呼吸的影响因素及其应用的叙述 (1)氧气参与有氧呼吸的第三阶段，随着氧浓度增大，有氧呼吸速率会不断变大(　×　) 提示　氧浓度增大到一定程度后，有氧呼吸速率不再随氧浓度增加而增大。 (2)无氧和低温条件适合贮藏农作物种子(　×　) 提示　贮藏农作物种子需在低氧和零上低温条件下进行。 (3)及时排涝可以避免作物根细胞进行无氧呼吸产生酒精导致烂根(　√　) (4)用透气的纱布包扎伤口可以抑制一些厌氧细菌在伤口处的繁殖(　√　) (5)发酵过程要严格控制无氧条件(　×　) 提示　酿酒发酵先在有氧条件下使酵母菌大量繁殖，然后再进行无氧发酵，而且有些产品如食醋是有氧呼吸产物，需要控制有氧条件。 二、要语必背 1．(必修1 P91)CO2可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应，变成灰绿色。 2．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)总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 阶段 场所 反应式 第一阶段 细胞质基质 C6H12O62C3H4O3＋4[H]＋少量能量 第二阶段 线粒体基质 2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]＋少量能量 第三阶段 线粒体内膜 6O2＋24[H]12H2O＋大量能量 (3)能量转化：有机物中的化学能→(大部分)热能散失＋ATP中的化学能 3．无氧呼吸 (1)概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 (2)反应式： C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。 C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 (3)能量转化：有机物中的化学能→热能散失＋ATP中的化学能＋(大部分)储存在酒精或乳酸中的能量。 4．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料，目的是抑制厌氧菌繁殖。 5．酿酒时要先通气后密封，通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖，密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。 6．对花盆里的土壤经常进行松土透气，目的是促进根细胞进行有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。 7．粮食储藏需要的条件是(零上)低温、低氧和干燥；蔬菜、水果储藏的条件是(零上)低温、低氧和适宜的湿度。 8．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。 课时精练 [分值：100分] [1～14题，每题5分，共70分] 一、选择题 1．(2023·广东，7)在游泳过程中，参与细胞呼吸并在线粒体内膜上作为反应物的是(　　) A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 答案　A 解析　游泳过程中主要是通过有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧气结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A符合题意。 2．(2025·山东，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　有氧呼吸的前两个阶段不需要氧气的参与，第三阶段需要氧气作为原料，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和H2O反应，产生二氧化碳和NADH，释放少量能量，B正确；无氧呼吸第一阶段产生NADH，C错误；经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乳酸或酒精中，D错误。 3．为验证酵母菌的呼吸方式，某小组进行了实验，实验方案和结果如表。下列对①～④的判断，错误的是(　　) 培养液 葡萄糖溶液浓度 是否通入氧气 BTB检测 酸性重铬酸钾检测 酵母菌培养液 5% ① 黄色 ④ 酵母菌培养液 5% ② ③ 灰绿色 注： BTB为溴麝香草酚蓝溶液。 A．①为“是” B．②为“否” C．③为“蓝色” D．④为“橙色” 答案　C 解析　酵母菌细胞呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝溶液(BTB)由蓝变绿再变黄，无氧呼吸产生的酒精在酸性条件下与重铬酸钾反应生成灰绿色，由于第二组酸性重铬酸钾变成灰绿色，说明第二组为无氧条件下酵母菌进行无氧呼吸，酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2，有氧呼吸的产物为CO2和水，所以①为“是” ，②为“否” ，③为“黄色”， ④为“橙色”，C错误。 4．(2024·广东，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Δsqr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Δsqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP 答案　D 解析　有氧呼吸的主要场所为线粒体，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；Δsqr中正常线粒体数量减少，导致其有氧呼吸减弱，B正确；与Δsqr相比，WT的正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT有氧呼吸比Δsqr的强，能获取更多的能量，故WT的生长速度比Δsqr快，C正确；无氧呼吸的场所为细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下，WT和Δsqr只进行无氧呼吸产生ATP，两者产生的ATP的量应相同，D错误。 5．(2026·惠州惠东质检)如图表示细胞有氧呼吸某阶段发生的电子传递过程，H＋顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作，催化ADP和Pi合成ATP。下列叙述错误的是(　　) A．NADH代表还原型辅酶Ⅰ，既是能量的载体又是还原剂 B．H＋由B侧面到A侧面为吸能过程，伴随着ATP的合成 C．该过程发生在线粒体内膜，是有氧呼吸释放能量最多的阶段 D．蓝细菌能进行有氧呼吸，推测其存在类似该电子传递的膜结构 答案　B 解析　NADH代表还原型辅酶Ⅰ，既是能量的载体又是细胞呼吸过程中的还原剂，A正确；据图可知，H＋由B侧面到A侧面为放能过程，伴随着ATP的合成，B错误；该过程发生在线粒体内膜，是有氧呼吸释放能量最多的阶段，即生成水的过程，C正确；蓝细菌没有线粒体，能进行有氧呼吸，推测其存在类似该电子传递的膜结构，D正确。 6．(2025·广东广信中学检测)研究发现，FCCP能作用于线粒体内膜，使线粒体内膜上释放的能量不变，但不合成ATP；抗霉素A是有氧呼吸第三阶段的抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧。下列叙述正确的是(　　) A．NAD＋是氧化型辅酶Ⅰ，其还原的场所只有线粒体基质 B．加入FCCP，耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放 C．加入抗霉素A，细胞只能进行无氧呼吸，无法产生NADH D．加入FCCP后，细胞完成正常生命活动消耗的葡萄糖量增加 答案　D 解析　NAD＋是氧化型辅酶Ⅰ，其还原的场所有细胞质基质和线粒体基质，A错误；FCCP作用于线粒体内膜，使线粒体内膜上释放的能量不变，但不合成ATP，也就是说线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，但是第一、二阶段释放的能量可以有一部分储存在ATP中，B错误；抗霉素A是有氧呼吸第三阶段的抑制剂，能完全阻止线粒体耗氧，有氧呼吸第一阶段反应不受影响，能产生NADH，C错误；加入FCCP后，有氧呼吸第三阶段释放的能量不能用于合成ATP为生命活动供能，所以需要消耗更多的葡萄糖为生命活动供能，D正确。 7．(2025·江西，1)体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常(特别是超重和肥胖)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个部门启动了“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　有氧运动可以加速机体的新陈代谢，但脂肪的分解主要在细胞质基质先分解为甘油和脂肪酸，不能直接进入线粒体，A错误；高脂饮食会使摄入的能量过多，使机体摄入的能量大于消耗的能量，破坏能量平衡，同时多余的能量会以脂肪的形式储存起来，易导致脂肪积累而发生肥胖，B正确；低脂饮食可减少人体的能量摄入，有氧运动可促进能量消耗，有助于维持能量平衡，C正确；有氧运动时，机体能获得充足的氧气，可避免肌细胞因供氧不足而进行无氧呼吸产生大量乳酸，D正确。 8．(2025·陕晋宁青，8)丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如图。下列叙述错误的是(　　) A．MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加 B．丙酮酸根、H＋共同与MPC结合使后者构象改变 C．线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率 D．线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 答案　D 解析　MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体，就会有更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸，导致产生更多的乳酸，则动物细胞中乳酸积累将会增加，A正确；结合题图可知，丙酮酸分解形成丙酮酸根和H＋，两者共同与MPC结合使MPC构象改变，从而运输丙酮酸根和H＋，B正确；结合题图可知，H＋会协助丙酮酸根进入线粒体，pH的变化受H＋浓度的影响，因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率，C正确；丙酮酸根的运输需要MPC的参与，且需要H＋电化学梯度(H＋浓度差)提供能量，因此丙酮酸根的运输速率受MPC的数量及H＋浓度的影响，并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高，D错误。 9．酵母菌在密闭容器内以葡萄糖为底物的呼吸速率变化过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．0～6 h内，容器中氧气剩余量不断减少，有氧呼吸速率先加快后减慢 B．6～8 h内，容器中氧气的消耗量大于二氧化碳的产生量 C．8～10 h内，酵母菌细胞呼吸释放的能量主要储存在ATP中 D．6～10 h内，用溴麝香草酚蓝溶液可检测到酵母菌无氧呼吸产生的酒精 答案　A 解析　据图分析可知，0～6 h内，酵母菌有氧呼吸速率先上升后下降，由于有氧呼吸消耗氧气，所以密闭容器内氧气剩余量不断减少，A正确；图中6～8 h内，酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，有氧呼吸消耗的氧气与产生的二氧化碳相等，无氧呼吸不消耗氧气，但产生二氧化碳，因此6～8 h内容器中的氧气消耗量小于二氧化碳产生量，B错误；8～10 h内，酵母菌只进行无氧呼吸，产物为酒精和二氧化碳，葡萄糖中的大部分能量转移至酒精中，少部分释放出来，其中释放出来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；溴麝香草酚蓝溶液用于检测二氧化碳，酒精的检测用酸性重铬酸钾溶液，D错误。 10．(2024·安徽，3)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　) A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 答案　D 解析　细胞呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，由题意可知，PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，该过程需要多种酶参与，A错误；PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变，但仍有活性，B错误；ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，使AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，导致细胞中ATP含量增加，从而维持能量供应，D正确。 11．(2025·广州天河一模)“白肺”在临床上称为“急性肺损伤”。“白肺”患者的血氧饱和度降低，临床表现为胸闷气短、呼吸不畅等，吸氧可缓解相关症状。下列叙述正确的是(　　) A．“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值小于1 B．“白肺”患者细胞中的线粒体膜上转运葡萄糖的载体数量减少 C．“白肺”患者细胞无氧呼吸产生的乳酸可运至肝脏再生成葡萄糖 D．“白肺”患者细胞无氧呼吸中葡萄糖中储存的能量大部分以热能形式散失 答案　C 解析　“白肺”患者肺泡产生乳酸的无氧呼吸不消耗氧气，也不产生二氧化碳，而有氧呼吸O2消耗量与CO2产生量相等，因此“白肺”患者肺泡细胞中O2消耗量与CO2释放量的比值等于1，A错误；葡萄糖不能进入线粒体内分解，其被分解成丙酮酸发生在细胞质基质中，所以线粒体上没有转运葡萄糖的载体，B错误；患者部分细胞无氧呼吸产生的乳酸，可通过血浆运输到肝脏后作为反应物再生成葡萄糖，C正确；“白肺”患者细胞无氧呼吸中葡萄糖中储存的能量大部分储存于乳酸中，其中释放的能量大部分以热能形式散失，D错误。 12．(2025·广州阶段考)乳酸循环是人体代谢中一个重要的循环过程，包括骨骼肌细胞无氧呼吸生成乳酸，乳酸通过血液进入肝细胞中，经过糖异生作用重新生成葡萄糖，葡萄糖通过血液又被肌肉细胞摄取，具体过程如图。下列叙述正确的是(　　) A．肌肉细胞生成乳酸常发生于剧烈运动时，场所是线粒体基质 B．肌肉细胞中不能进行糖异生作用，根本原因是缺乏酶3 C．由图可知糖异生作用是一个放能过程，与ATP的水解相联系 D．乳酸循环既可防止乳酸过多导致稳态失调，又可避免能量浪费 答案　D 解析　剧烈运动时，肌肉细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸，场所是细胞质基质，A错误；乳酸在肝细胞中进行糖异生作用时，需要酶3的参与，肌肉细胞中不能进行糖异生作用，直接原因是缺乏酶3，根本原因是基因的选择性表达，即与酶3合成有关的基因不表达，B错误；分析题图可知，肝细胞中进行糖异生作用需要消耗ATP，是一个吸能过程，与ATP的水解相联系，C错误。 13．(2025·韶关一模)水淹后处于缺氧状态的玉米根部细胞初期主要进行乳酸发酵，后期主要进行乙醇发酵。如图为相关细胞代谢过程，下列叙述错误的是(　　) A．水淹后期转换成乙醇发酵释放的ATP增多以缓解能量供应不足 B．图中物质A是果糖，生成果糖-6-磷酸的过程属于吸能反应 C．受到水淹后玉米根细胞产生乳酸导致pH降低促进乙醇的生成 D．检测到玉米根部有CO2产生不一定能判断是否有乙醇生成 答案　A　 解析　氧气供应不足时，水淹后期由乳酸发酵转为主要进行乙醇发酵，产生的ATP并未增多，此时大部分的能量储存在乙醇中，A错误；图中蔗糖水解成了物质A和葡萄糖，因此物质A是果糖，进入细胞后被磷酸化生成果糖-6-磷酸，该过程消耗ATP释放的能量，属于吸能反应，B正确；根据题意可知，水淹后处于缺氧状态的玉米根部细胞初期主要进行乳酸发酵产生乳酸使pH降低，结合题图可知，pH降低会促进乙醇的生成，C正确；有氧呼吸和酒精发酵的无氧呼吸都可以产生CO2，所以检测到水淹的玉米根部有CO2的产生不一定是根细胞无氧呼吸产生的，D正确。 14．(2025·河北，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　细胞质基质中可以进行糖酵解，产生[H]，进入线粒体参与有氧呼吸的第三阶段，A正确；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，有氧呼吸第二阶段能产生[H]，第三阶段[H]和氧气生成水，导致第一、二阶段积累的[H]被消耗，突变体线粒体内膜受损，第三阶段减弱，[H]积累，会抑制第二阶段的进行，因此突变体中有氧呼吸的第二阶段减弱，B错误；T蛋白缺失会造成线粒体内膜受损，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此突变体线粒体内膜上的呼吸作用阶段受阻，C正确；突变体有氧呼吸中间产物[H]更多且线粒体内膜受损，因此有氧呼吸强度变小，而突变体乳酸含量远大于野生型，因此无氧呼吸增强，D正确。 二、非选择题 15．(12分)(2024·贵州，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)(4分)若水淹3 d后排水，植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)将有机物彻底氧化分解、释放能量、生成大量ATP　乙　(2)O2的含量　3　(3)无氧呼吸积累的乙醇量较少，对细胞毒害较小；0～3 d细胞呼吸产生的能量维持了植物基本的生命活动；有氧呼吸酶活性并未完全丧失 解析　(2)在水淹0～3 d阶段，随着水淹天数的增加，O2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，有氧呼吸过程中，葡萄糖的消耗量、O2吸收量和CO2释放量的比例为1∶6∶6，所以有氧呼吸过程中葡萄糖消耗1/30 μmol·g－1·min－1；无氧呼吸过程中，葡萄糖的消耗量和CO2释放量的比例为1∶2，无氧呼吸产生0.2 μmol·g－1·min－1 CO2，消耗葡萄糖为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。 16．(18分)图1为某些原核细胞鞭毛(可摆动使个体运动)附近发生的有氧呼吸过程，膜结构2为细胞壁中以类脂A所组成的膜结构；图1过程中，通过电子传递链的运输，周质空间中H＋浓度高于细胞内。图2为某些原核细胞发生的生理过程，过程中产生的NADH被复合体Ⅰ氧化后产生的电子经过一系列复合体传递给复合体Ⅳ，最终将O2还原(即途径一，原核细胞无途径二)，该过程同时向膜外运输H＋，H＋顺浓度梯度运输驱动ATP合成酶合成ATP。据图回答以下问题： (1)图1过程中，通过电子传递链的运输，周质空间中H＋浓度高于细胞内，而后H＋化学势能转化为______________，进而使个体运动，还给____________________过程供能，同时还转化为ATP中的化学能。 (2)图1中膜结构1为原核生物的____________(填细胞结构)，图示功能可以验证内共生学说中线粒体________ (填“内膜”或“外膜”)来自原核生物。 (3)某些植物细胞的生物膜上存在交替氧化酶(AOX)，该酶能直接利用复合体Ⅰ传递的电子催化O2的还原，即途径二。途径一和二虽然都将电子传递给O2并与H＋生成了H2O，但与途径一相比，途径二的主要区别是_______________________________________________，途径______可将更多的能量转移到ATP中。含有途径二的图2细胞的生物膜为________________________________________________________________________。 (4)复合体Ⅳ向膜外运输H＋的方式是__________________。据图分析，复合体Ⅳ与ATP合成酶的作用有哪些共同点？______________________________________________________ _______________________________________________________________(至少答出两点)。 答案　(1)鞭毛转动的动能　乳酸和Na＋等物质运输　(2)细胞膜　内膜　(3)途径二向膜外运输H＋较少　一　线粒体内膜　(4)主动运输　都能运输H＋，都可以作为酶起到催化作用 解析　(1)根据图1分析，通过电子传递链的运输，周质空间中H＋浓度高于细胞内，而后H＋顺浓度梯度转运至细胞内，该过程中H＋的梯度势能驱动了ATP的产生，同时也推动了鞭毛的运动，即H＋的化学势能转化为ATP中的化学能和鞭毛转动的动能，且H＋的梯度势能还能给乳酸、Ca2＋和Na＋等物质运输过程供能(协同转运)。(2)原核生物没有核膜和细胞器膜，图1中的膜结构1为原核生物的细胞膜；图中功能显示的是在膜上产生ATP的过程，相当于有氧呼吸的第三阶段，所以图中的原核生物的细胞膜相当于线粒体的内膜，该信息可为验证内共生学说提供依据，即线粒体的内膜来自原核生物。(3)图2中的途径一是NADH被复合体Ⅰ氧化后产生的电子经过一系列复合体传递给复合体Ⅳ最终将O2还原，该过程同时向膜外运输H＋，H＋顺浓度梯度运输驱动ATP合成酶合成ATP。途径二是交替氧化酶(AOX)直接利用复合体Ⅰ传递的电子催化O2的还原，该途径电子经复合体Ⅳ的传递量减少，致使膜外H＋浓度减小，驱动ATP合成酶合成ATP减少；因此与途径一相比，途径二的主要区别是途径二向膜外运输H＋较少，途径一可将更多的能量转移到ATP中。图示过程中有还原氢的氧化过程以及ATP的生成，发生的是有氧呼吸的第三阶段，说明图示细胞的生物膜为线粒体内膜。(4)根据“H＋顺浓度梯度运输驱动ATP合成酶合成ATP”可知，图中胞液侧H＋浓度高于基质侧，所以复合体Ⅳ向膜外运输H＋是逆浓度梯度进行的，其运输方式为主动运输。据图分析，复合体Ⅳ能作为H＋逆浓度梯度转运的载体，且能催化H＋氧化成水的过程，而ATP合成酶不仅能顺浓度梯度转运H＋，还能催化ATP的合成，二者的共同点可总结为都能运输H＋，且都可以作为酶起到催化作用。 学科网（北京）股份有限公司 $