第5章細胞的能量供應和利用第3節細胞呼吸的原理和應用1.探究酵母菌細胞呼吸的方式。2.概述有氧呼吸的三個階段，概括有氧呼吸的概念。（重點）3.概述無氧呼吸的過程，并比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同。（難點）4.應用細胞呼吸的原理來解決問題。（重點）基礎感知1．細胞呼吸（1）概念:細胞呼吸主要是指、和等有機物在活細胞內氧化分解為或其他物質，同時釋放出并生成的過程。（2）特點:細胞呼吸是連續的代謝過程，由一系列生化反應組成，其中每一步生化反應的順利完成都需要特定的參與。（3）類型:生物細胞呼吸包括細胞和兩類。【答案】糖類脂質蛋白質CO2能量ATP酶有氧呼吸無氧呼吸【詳解】（1）細胞呼吸主要是指糖類和脂質、蛋白質等有機物在活細胞內氧化分解為CO2或其他物質，同時釋放出能量并生成ATP的過程。（2）細胞呼吸是連續的代謝過程，由一系列生化反應組成，其中每一步生化反應的順利完成都需要特定的酶參與。（3）生物細胞呼吸包括細胞有氧呼吸和無氧呼吸兩類。2．酵母菌培養液配制：取20g新鮮的，分成兩等份，分別放入容量為500mL的錐形瓶A和錐形瓶B中。分別向瓶中注入mL質量分數為的溶液。安裝實驗裝置：圖中（甲）裝置用來探究酵母菌的，（乙）用來探究酵母菌的。圖中a表示，b表示，c表示，d表示。a的作用是給A錐形瓶提供，b的作用是，c的作用是，d的作用是。CO2檢測：CO2可使變渾濁；也可使溶液由。酒精檢測：橙色的溶液，在酸性條件下與酒精發生化學反應，變成色。實驗現象：甲乙兩裝置中澄清石灰水，且甲裝置中。取A錐形瓶酵母菌培養液的濾液2mL加入1號試管，取B錐形瓶酵母菌培養液的濾液2mL加入2號試管，向兩支試管分別滴加0.5mL溶有0.1g的重鉻酸鉀的濃硫酸溶液并輕輕振蕩，1號試管，2號試管。實驗結果：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行；在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生少量的。【答案】食用酵母菌2405%葡萄糖有氧呼吸無氧呼吸接橡皮球（或氣泵）質量分數為10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水氧氣吸收通入空氣中的二氧化碳吸收A錐形瓶產生的二氧化碳吸收B錐形瓶產生的二氧化碳澄清的石灰水溴麝香草酚藍由藍變綠再變黃重鉻酸鉀灰綠色都變混濁混濁程度高不變色變灰綠色細胞呼吸二氧化碳二氧化碳和酒精【詳解】配制酵母菌培養液：取20g新鮮的食用酵母菌分成兩等份，分別放入等體積的錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）中。再分別向瓶中注入240mL質量分數為5%的葡萄糖溶液。裝置甲探究的是酵母菌的有氧呼吸，其中a表示接橡皮球（或氣泵），給A錐形瓶提供氧氣，b為質量分數為10%的NaOH溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳，c中澄清石灰水的作用是吸收A錐形瓶產生的二氧化碳，檢測有氧呼吸產生的二氧化碳；裝置乙探究的是酵母菌的無氧呼吸，其中d為澄清石灰水的作用是吸收B錐形瓶產生的二氧化碳，檢測無氧呼吸產生的二氧化碳。酵母菌是兼性厭氧型生物，酵母菌呼吸產生的CO2可用溴麝香草酚藍水溶液或澄清石灰水鑒定，因為CO2可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃，或使澄清石灰水變渾濁；酵母菌無氧呼吸產生的酒精可用重鉻酸鉀鑒定，由橙色變成灰綠色。實驗現象：甲乙兩裝置中澄清石灰水都變混濁，且甲裝置中混濁程度高。取A錐形瓶酵母菌培養液的濾液2mL加入1號試管，取B錐形瓶酵母菌培養液的濾液2mL加入2號試管，向兩只試管分別滴加0.5mL溶有0.1g的重鉻酸鉀的濃硫酸溶液并輕輕振蕩，1號試管不變色，2號試管變灰綠色。實驗結果：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸；在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的二氧化碳；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生少量的二氧化碳和酒精。3．細胞呼吸的方式及過程：（1）有氧呼吸：①有氧呼吸場所：和（主要）。線粒體結構：層膜，形成嵴，擴大了膜面積。內膜和線粒體基質中含有與有關的酶。線粒體基質中還含有少量、和。②有氧呼吸：指的是。（2）有氧呼吸過程第一階段第二階段第三階段物質變化產能情況場所③）總反應式：（2）無氧呼吸指。①過程：無氧呼吸的全過程可概括地分為兩個階段，這兩個階段需要的催化，但都發生在中。第一階段與有氧呼吸第一階段，第二階段是在酶（與催化有氧呼吸的酶不同）的催化下，分解，或轉化成。無氧呼吸只在階段釋放出少量能量，底物中的大部分能量存留在中。②）反應式：高等植物水淹、酵母菌缺氧：馬鈴薯塊莖、、、缺氧：【答案】細胞質基質線粒體雙內膜折疊有氧呼吸DNARNA核糖體細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程葡萄糖―→丙酮酸＋少量[H]丙酮酸＋H2O―→CO2＋[H]O2＋[H]―→H2O少量能量少量能量大量能量細胞質基質線粒體基質線粒體內膜C6H12O6＋6H2O＋6O2─酶→6CO2＋12H2O＋能量在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經過不完全分解，釋放少量能量的過程酶細胞質基質相同丙酮酸酒精和CO2乳酸第一階段階酒精或乳酸C6H12O6─酶→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量甜菜塊根玉米胚骨骼肌C6H12O6─酶→2C3H6O3＋少量能量4．氧是細胞進行有氧呼吸的必要條件（1）在氧濃度較低的范圍內，植物的呼吸（有氧呼吸）速率隨氧濃度的增加而，但增至一定程度時，呼吸速率了。（2）在缺氧條件下，植物可短暫地進行呼吸，積累的不完全氧化產物會對細胞產生毒害。（3）蘋果細胞無氧呼吸會積累過多，結果細胞受到毒害而死亡。同樣，動物在劇烈運動時會因無氧呼吸積累過多的，從而出現肌肉酸痛。【答案】升高不再升高無氧酒精乳酸【詳解】（1）氧氣是有氧呼吸的原材料，在氧濃度較低的范圍內，植物的呼吸（有氧呼吸）速率隨氧濃度的增加而升高，但酶的數量有限，故氧氣增至一定程度時，呼吸速率則不再升高。（2）在缺氧條件下，植物可短暫地進行無氧呼吸，積累的不完全氧化產物會對細胞產生毒害。（3）蘋果細胞無氧呼吸會積累過多的酒精，酒精會毒害細胞，結果細胞受到毒害而死亡。同樣，動物在劇烈運動時會因無氧呼吸積累過多的乳酸，也對細胞有一定的傷害，從而出現肌肉酸痛。5．細胞呼吸原理的應用：①用透氣紗布或“創可貼”包扎傷口，以增加，抑制。②釀酒過程：早期通氣，促進酵母菌，利于菌種；后期密封發酵罐，促進酵母菌，利于產生。③疏松土壤，促進植物根細胞的。④種子、果蔬保鮮條件:a種子：。b果蔬：。⑤提倡慢跑，促進肌細胞，防止。⑥破傷風桿菌只能進行，傷口較深或被銹釘扎傷后，病菌就容易，所以要打破上分抗毒血清。【答案】通氣量厭氧病原菌的無氧呼吸有氧呼吸繁殖無氧呼吸酒精有氧呼吸低氧、零上低溫、干燥低氧、零上低溫、一定濕度有氧呼吸氧呼吸產生乳酸使肌肉酸脹無氧呼吸大量繁殖思考提升1．配制酵母菌培養液時，必須將煮沸的葡萄糖溶液冷卻到常溫，才可加入新鮮酵母菌，煮沸的目的是什么？提示：一方面殺死葡萄糖溶液中的微生物，可以排除其他微生物對實驗結果的影響，另一方面也可以排出溶液中的O2。2．教材“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗裝置中：為什么B瓶應封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶？提示：消耗完B瓶中的O2，確保通過澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產生的。3．密封地窖能長時間儲存水果、地瓜、馬鈴薯等，其原因是什么？提示：密封的地窖CO2濃度高，能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。4．夏季，池塘中的魚在黎明時分常出現浮頭現象，原因是什么？提示：黎明時分水中的溶解氧不足，水體表層的溶解氧相對較高，因此池塘中的魚常在黎明時分出現浮頭現象。5．釀酒業常用的菌種是酵母菌，在利用酵母菌釀酒時，發酵池往往封入一部分空氣，為什么？提示：酵母菌是兼性厭氧菌，有氧時進行有氧呼吸并繁殖獲得大量菌種，把氧氣耗盡，然后進行無氧呼吸產生酒精。預習檢測1．判斷關于酵母菌呼吸方式的敘述(1)探究酵母菌的呼吸方式時，將葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2(√)(2)對比實驗中每個實驗組的結果通常都是事先未知的(√)(3)在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中，可用重鉻酸鉀溶液鑒定二氧化碳的含量(×)2．判斷關于有氧呼吸和無氧呼吸過程的敘述(1)乳酸菌的細胞質中能產生[H]、ATP和CO2等物質(×)(2)細胞內生成的NAD＋參與葡萄糖轉化成丙酮酸的反應(√)(3)若某真核細胞沒有線粒體，則該細胞不能進行有氧呼吸(√)(4)無氧呼吸使有機物中的能量大部分以熱能形式散失，其余儲存在ATP中(×)(5)小白鼠吸入18O2后，尿中的水可能含18O，呼出的CO2也可能含18O(√)(6)丙酮酸在細胞質基質和線粒體基質中分解釋放的能量都可用于ATP的合成(×)3．判斷關于細胞呼吸的原理應用的敘述(1)制作面包和釀酒時都使用酵母菌，但兩過程中細胞呼吸的主要方式并不相同(√)(2)向盛有線粒體的試管中注入葡萄糖，降低溫度可降低其耗氧速率(×)(3)“正其行，通其風”，主要為植物提供更多的O2以提高細胞呼吸效率(×)(4)密封塑料袋中儲藏的馬鈴薯塊莖會因無氧呼吸積累酒精而造成腐爛(×)(5)中耕松土能提高土壤養分的利用率，促進根系的生長(√)(6)儲藏水果、蔬菜時需要零上低溫，且氧氣含量越低越好(×)(7)不刷牙，乳酸桿菌等厭氧菌進行無氧呼吸后會產生酸性物質導致牙齒受到損壞(√)探究一探究酵母菌細胞呼吸的方式1．實驗原理(1)酵母菌是單細胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。(2)酵母菌細胞呼吸以葡萄糖作為底物時，通過測定有氧和無氧條件下細胞呼吸的產物，來確定細胞呼吸的方式。2．提出問題：酵母菌在什么條件下使葡萄糖發酵產生酒精？酵母菌在有氧和無氧的條件下產生的二氧化碳是否一樣多？3．作出假設：酵母菌在無氧條件下使葡萄糖發酵產生酒精，有氧條件下產生的二氧化碳多。4．設計實驗(1)該實驗的自變量是什么？如何設置自變量？提示：自變量是有無氧氣。有氧條件：用橡皮球(或氣泵)充氣；無氧條件：裝有酵母菌培養液的錐形瓶密封放置一段時間。(2)該實驗的因變量是什么？如何檢測因變量？請完善下表。因變量檢測方法CO2產生的多少澄清石灰水變混濁的程度溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃的時間長短是否有酒精產生橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下可與酒精發生化學反應，使溶液變成灰綠色。可通過觀察溶液顏色是否變化來確定(3)該實驗的無關變量有哪些？如何控制無關變量？提示：無關變量有溫度、葡萄糖溶液的濃度、酵母菌活性等。無關變量應保持相同且適宜。(4)某課外活動小組想探究酵母菌細胞在有氧條件下的細胞呼吸情況，用如圖裝置作為備選裝置。①該課外活動小組應該選用的裝置序號及正確排序是C、A、B。②C裝置中的質量分數為10%的NaOH溶液有什么作用？提示：能吸收空氣中的二氧化碳，排除空氣中二氧化碳對實驗結果的干擾。(5)該實驗有沒有對照組？提示：該實驗中有氧條件和無氧條件均為實驗組，相互對照。探究二分析無氧呼吸的過程及其與有氧呼吸的比較(一)分析無氧呼吸的過程1．嘗試寫出無氧呼吸兩個階段的反應式第一階段(與有氧呼吸第一階段相同)C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量第二階段產生酒精2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]→2C2H5OH(酒精)＋2CO2大多數植物、酵母菌等產生乳酸2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]→2C3H6O3(乳酸)高等動物、乳酸菌和少數植物器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)2.為什么無氧呼吸第二階段不產生ATP，但要進行第二階段反應呢？(提示信息：已知細胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能運出細胞。)提示：由于細胞中NAD＋的含量不多，隨著NADH的積累，NAD＋逐漸被消耗。當NAD＋的含量很低時，細胞呼吸的第一階段的過程就會停止，ATP的合成也會停止。因此為了保障通過細胞呼吸第一階段的持續以獲得ATP,NADH就要轉化成NAD＋來實現循環利用，來自NADH中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能運出細胞的，如果持續積累，也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。3．不同細胞無氧呼吸產物不同的直接原因是什么？提示：不同細胞所具有的酶的種類不同，導致反應途徑不同，產物也不同。4．1mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只釋放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量儲存在ATP中。據此分析，在進行無氧呼吸過程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向分別是什么？提示：無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要儲存到乳酸或酒精中沒有釋放出來；而氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失。5．骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸，大部分從活躍的肌細胞中擴散到血液，然后又通過血液帶回肝，在肝中重新轉化成葡萄糖。從物質和能量角度解釋乳酸在肝臟中重新轉化成葡萄糖的意義是什么？提示：減少機體內物質和能量的浪費，有機物和能量再次被利用。6．請從競爭的角度思考，乳酸菌通過無氧呼吸產生乳酸的意義是什么？提示：乳酸菌產生的乳酸排到外界環境中，會導致環境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在競爭中占據優勢。(二)比較有氧呼吸和無氧呼吸列表比較有氧呼吸和無氧呼吸項目有氧呼吸無氧呼吸不同點場所細胞質基質和線粒體細胞質基質條件需氧、酶不需氧、需酶產物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量少量相同點過程葡萄糖分解為丙酮酸階段相同實質分解有機物，釋放能量，合成ATP意義為生物體的各項生命活動提供能量探究三氧氣對細胞呼吸的影響1．原理由曲線判斷O2濃度對無氧呼吸和有氧呼吸的影響分別是什么？提示：隨O2濃度的升高無氧呼吸逐漸減弱；在一定濃度范圍內，隨O2濃度的升高有氧呼吸逐漸增強。2．實踐應用(1)在儲藏蔬菜或水果時，為降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，儲藏室內的氧氣應調節到圖中的B點所對應的濃度。(2)為什么農業生產中要通過中耕松土，提高作物產量？提示：松土透氣可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收，促進作物生長。(3)我們天天吃的饅頭松軟可口，可是利用酵母發面時，面塊開始硬，后來軟，而且表面有水珠出現，你知道是什么原因嗎？提示：發面用的是酵母菌，在和面時加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖進行無氧呼吸產生二氧化碳和酒精，二氧化碳受熱膨脹使饅頭體積增大，所以饅頭又松又軟。表面由于氧氣充足，酵母菌進行有氧呼吸產生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出現。(4)在培養酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產葡萄酒時，卻需要密封發酵。①為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？提示：在有氧條件下，酵母菌分解營養物質釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細胞進行物質代謝和細胞分裂提供充足的動力。②在密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精對它自身有什么意義？提示：密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精的同時，能為自身的生命活動提供能量；產生的酒精能抑制其他細菌的生長，利于自身的繁殖。易錯提醒：細胞呼吸的3點注意(1)真核生物細胞并非都能進行有氧呼吸，如蛔蟲細胞、哺乳動物成熟的紅細胞只能進行無氧呼吸。(2)原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進行有氧呼吸，如藍細菌、硝化細菌等，因為其細胞中含有與有氧呼吸有關的酶。(3)人和動物細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體；酵母菌細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體和細胞質基質。基礎過關練一、單選題1．葡萄糖在人體細胞中通過糖酵解變成丙酮酸，生成少量ATP和［H］。下列敘述正確的是（

）A．［H］在線粒體基質與氧結合生成水B．降低環境溫度，人體內催化糖酵解的酶活性會降低C．糖酵解過程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中D．糖酵解產生的丙酮酸可在線粒體中氧化分解【答案】D【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量ATP。【詳解】A、［H］與氧結合生成水發生在線粒體內膜，A錯誤；B、人體是恒溫動物，降低環境溫度，人體內催化糖酵解的酶活性基本不變，B錯誤；C、糖酵解過程中產生丙酮酸，無乳酸生成，若為無氧環境，丙酮酸在細胞質基質中與［H］進一步轉化為乳酸，C錯誤；D、有氧呼吸和無氧呼吸都會發生糖酵解，糖酵解產生的丙酮酸可在線粒體基質中進一步氧化分解，D正確。故選D。2．下圖是骨骼肌中進行的細胞呼吸過程，Ⅰ、Ⅱ代表發生的場所，①～③代表生理過程，甲是某種物質。下列敘述錯誤的是（

）A．場所Ⅰ是細胞溶膠，也能產生CO2 B．①和②過程都產生了［H］C．③過程釋放的能量最多 D．甲物質可以在Ⅰ中轉化成乳酸【答案】A【分析】如圖表示骨骼肌細胞的有氧呼吸過程，①表示有氧呼吸的第一階段，發生場所是I細胞質基質，甲表示丙酮酸；②表示有氧呼吸的第二階段，發生場所是II線粒體基質；③表示有氧呼吸的第三階段，發生場所是線粒體內膜。【詳解】A、①表示有氧呼吸的第一階段，發生場所是I細胞質基質，骨骼肌細胞的細胞質基質不能產生CO2，A錯誤；B、①表示有氧呼吸的第一階段，②表示有氧呼吸的第二階段，兩個過程都產生了[H]，B正確；C、③表示有氧呼吸的第三階段，釋放的能量最多，C正確；D、甲是丙酮酸，可以在I細胞質基質中進行無氧呼吸的第二階段，轉化成乳酸，D正確。故選A。3．關于細胞結構與功能，下列敘述錯誤的（）A．細胞骨架被破壞，將影響細胞運動、分裂和分化等生命活動B．核仁含有DNA、RNA和蛋白質等組分，與核糖體的形成有關C．線粒體內膜含有豐富的酶，是有氧呼吸生成CO2的場所D．內質網是一種膜性管道系統，是蛋白質的合成、加工場所和運輸通道。【答案】C【詳解】細胞骨架與細胞運動、分裂和分化等生命活動密切相關，故細胞骨架被破壞會影響到這些生命活動的正常進行，A正確；核仁由rRNA、rDNA和核糖核蛋白組成，與rRNA的合成以及核糖體的形成有關，B正確；有氧呼吸生成CO2的場所是線粒體基質，C錯誤；內質網是一種膜性管道系統，是蛋白質的合成、加工場所和運輸通道，D正確。4．下列關于細胞結構與功能的敘述錯誤的是（

）A．細胞膜上蛋白質的種類和數量越多，其功能越復雜B．細胞核內的核仁被破壞，會影響胰島素的合成C．線粒體內膜含有豐富的酶，是有氧呼吸生成CO2的場所D．細胞骨架與細胞運動、能量轉化等生命活動密切相關【答案】C【分析】核仁：與某種RNA的合成以及核糖體的形成有關。在有絲分裂過程中，核仁有規律地消失和重建。【詳解】A、蛋白質是生命活動的主要承擔者，細胞膜上蛋白質的種類和數量越多，其功能越復雜，A正確；B、核仁與核糖體的形成有關，蛋白質在核糖體上合成，胰島素的化學本質為蛋白質，故細胞核內的核仁被破壞，會影響胰島素的合成，B正確；C、有氧呼吸生成CO2的場所是線粒體基質，C錯誤；D、細胞骨架是由蛋白質纖維組成的網架結構，與細胞運動、分裂、分化及物質運輸、能量轉化、信息傳遞等生命活動密切相關，D正確。故選C。5．用含1?O的葡萄糖跟蹤需氧呼吸過程中的氧原子，1?O的轉移途徑是（

）A．葡萄糖→丙酮酸→O? B．葡萄糖→丙酮酸→O?C．葡萄糖→O?→H?O D．葡萄糖→丙酮酸→CO?【答案】D【分析】有氧呼吸過程分為三個階段，第一階段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和還原氫，第二階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳和還原氫，第三階段是氧氣與還原氫結合形成水。【詳解】根據有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，含18O的葡萄糖中的18O到了丙酮酸中；再根據第二階段是丙酮酸和水反應生成CO2和[H]，含18O的丙酮酸中的18O到了CO2中，ABC錯誤，D正確。故選D。6．對絕大多數生物來說，有氧呼吸是細胞呼吸的主要形式，而酵母菌、乳酸菌、水稻的根及動物的骨骼肌細胞還可以進行無氧呼吸。如圖表示細胞呼吸過程中葡萄糖分解的兩個途徑，下列相關敘述錯誤的是（

）

A．酶1發揮作用的部位是細胞質基質B．酵母菌可以進行圖中的兩種呼吸方式C．骨骼肌細胞可以進行酶1、酶3催化的過程D．真核細胞中酶2催化的過程在線粒體中完成，需要消耗氧氣【答案】C【分析】由圖可知，葡萄糖在酶1的作用下形成丙酮酸，屬于細胞呼吸的第一階段，場所在細胞質基質。丙酮酸在酶2的作用下形成二氧化碳和水，屬于有氧呼吸的第二、三階段，場所在線粒體基質和內膜上。丙酮酸在酶3的作用下形成酒精和二氧化碳屬于無氧呼吸的第二階段，場所在細胞質基質。【詳解】A、酶1催化葡萄糖分解為丙酮酸是細胞呼吸第一階段，發生在細胞質基質，A正確；B、酵母菌是兼性厭氧菌，可以進行圖中的兩種呼吸方式，B正確；C、骨骼肌細胞無氧呼吸生成乳酸，不能完成酶3催化的過程，C錯誤；D、真核細胞中酶2催化的過程為有氧呼吸第二、三階段，在線粒體中完成，有氧呼吸第三階段需要消耗氧氣，D正確。故選C。7．為了探究酵母菌細胞呼吸的方式，某同學將實驗材料和用具按下圖所示安裝好。以下關于該實驗的說法，錯誤的是（）

A．甲組探究酵母菌的有氧呼吸，乙組探究酵母菌的無氧呼吸B．A瓶中加入質量分數為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2C．甲、乙兩組中澄清的石灰水若換成溴麝香草酚藍水溶液，則C中先變為黃色D．檢測酒精可用橙色的重鉻酸鉀在堿性條件下與乙醇發生化學反應變成灰綠色【答案】D【分析】有氧呼吸消耗有機物、氧氣、水，生成二氧化碳、水，釋放大量能量；無氧呼吸消耗有機物，生成酒精和二氧化碳或者乳酸，釋放少量能量。【詳解】A、由于甲組有接氣泵的結構，而乙組沒有，所以甲、乙組實驗探究的分別是酵母菌在有氧、無氧條件下的呼吸方式，A正確；B、加入質量分數為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2，排除外界因素的干擾，B正確；C、甲、乙兩組中澄清的石灰水若換成溴麝香草酚藍水溶液，由于有氧呼吸在消耗糖的量相同的情況下，有氧呼吸產生的CO2多，則C中先變為黃色，C正確；D、橙色的重鉻酸鉀在酸性條件下與乙醇發生化學反應，變成灰綠色，D錯誤。故選D。8．某同學用下圖所示的裝置測量種子的細胞呼吸強度。下列相關敘述正確的是（

）A．浸透種子是為了補充細胞中的結合水，這些水是細胞重要的組成成分B．實驗開始后，紅色小液滴將向左運動，且速率越來越小，最終會停止C．若將KOH換成酸性重鉻酸鉀后溶液由橙色變成灰綠色，可確定種子進行有氧呼吸D．在實驗后期，紅色小液滴不動，說明種子已缺氧而死亡，不能進行細胞呼吸【答案】B【分析】分析題圖：廣口瓶中的KOH溶液可以吸收呼吸作用釋放的二氧化碳，故紅色小液滴是否移動取決于是否消耗氧氣。【詳解】A、細胞新陳代謝的強弱與細胞中自由水的相對含量密切相關，將種子浸透可增加種子細胞中自由水的含量，從而使其新陳代謝旺盛，A錯誤；B、廣口瓶中的KOH溶液可以吸收呼吸作用釋放的二氧化碳，故紅色小液滴是否移動取決于是否消耗氧氣，實驗開始一段時間后，由于種子呼吸作用會消耗氧氣，故紅色小液滴將向左移動，隨氧氣的消耗紅色小液滴移動速率越來越小，無氧呼吸產生二氧化碳，小液滴最終會停止，B正確；C、酸性條件下，酒精可使重鉻酸鉀溶液由橙色變成灰綠色，種子進行無氧呼吸可產生酒精，有氧呼吸的產物是二氧化碳和水，C錯誤；D、紅色小液滴不移動，說明種子不再消耗氧氣，此時其不進行有氧呼吸，種子可能只進行無氧呼吸，D錯誤。故選B。9．我國古籍中曾經記載過一種名叫“冰鑒”的東西，也就是古人的“冰箱”“冰鑒”就像一個盒子，在里面放上冰塊，然后再把食物放在冰塊的中間，以此起到保鮮食物的作用。下列敘述正確的是（

）A．食物放在冰塊中間，可以有效抑制細菌的呼吸，從而抑制細菌的繁殖B．在低溫的冰塊中，降低了微生物細胞中呼吸酶的活性，使細胞中的有機物不再被分解C．蔬菜瓜果類的保鮮環境，溫度和氧氣越低越好D．細胞有氧呼吸產生的CO2中的O全部來自葡萄糖【答案】A【分析】影響細胞呼吸的因素：1）溫度：呼吸作用在最適溫度（25℃~35℃）時最強；超過最適溫度，呼吸酶活性降低甚至變性失活，呼吸作用受抑制；低于最適溫度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。2）氧氣濃度：在氧氣濃度為零時，只進行無氧呼吸；一定想濃度范圍內，既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；超過一定的氧濃度，只進行有氧呼吸。3）二氧化碳濃度：CO2是呼吸作用產生的，從化學平衡角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。4）含水量：呼吸作用的各種化學反應都是在水中進行的，自由水含量增加，代謝加強。【詳解】A、低溫可以抑制細菌細胞中酶的活性，使細胞呼吸強度減弱，導致供能不足，從而抑制細菌繁殖，A正確；B、在低溫的冰塊中，微生物細胞中呼吸酶的活性降低，細胞分解有機物的速度減緩，而不會停止，B錯誤；C、蔬菜瓜果類的保鮮環境為零上低溫、低氧和適宜濕度，不是溫度和氧氣越低越好，C錯誤；D、細胞有氧呼吸產生的CO2中的O來自葡萄糖和水，D錯誤。故選A。10．細胞呼吸原理在生產生活中應用廣泛，以下分析錯誤的是（）A．無氧和零下低溫環境不利于水果的保鮮B．鐵釘扎腳形成較深的傷口，應保持通氣，以滿足傷口處細胞的有氧呼吸C．稻田定期排水可以促進根的有氧呼吸，避免長時間的無氧呼吸產生酒精導致爛根D．慢跑等有氧運動有利于人體細胞的有氧呼吸，避免肌細胞積累過多的乳酸【答案】B【分析】較深的傷口里缺少氧氣，破傷風芽孢桿菌適合在這種環境中生存并大量繁殖。保持透氣的環境、避免厭氧菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。植物根部細胞無氧呼吸產生酒精和二氧化碳。【詳解】A、低氧和零上低溫環境有利于水果的保鮮，A正確；B、鐵釘扎腳形成較深的傷口，應保持通氣，避免厭氧菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈，B錯誤；C、稻田定期排水可以促進根的有氧呼吸，避免長時間的浸泡導致根部無氧呼吸產生酒精進而導致爛根現象，C正確；D、慢跑時，氧氣供應充足，有利于人體細胞有氧呼吸，避免肌細胞進行無氧呼吸積累過多的乳酸，D正確。故選B。二、非選擇題11．超重的乙同學為了減肥，在購買飲料時挑選了標有“0脂肪”字樣的含蔗糖飲料，但連續飲用一個月后，體重反而增加了，通過翻查資料發現，糖類和脂質的代謝可以通過細胞呼吸過程聯系起來，其聯系的示意圖如下（編號表示過程，字母表示物質），請分析：(1)④過程中大部分化學能轉化成，對于人體來說，這部分能量轉化的生物學意義是。(2)當攝入葡萄糖等有機物過多時，A（填名稱）會轉化為甘油和脂肪酸再通過反應合成脂肪，從而使甲同學體重增加。(3)脂肪是人體健康所必需的。脂肪是細胞內良好的物質，如果細胞中含有脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成。(4)除了注意合理膳食外，適量的有氧運動（主要以有氧呼吸提供運動中所需能量的運動方式）也能減肥，請據圖分析，進行有氧運動有助減肥的科學原理（原因）是有氧運動消耗能量增多，因而可，最終導致合成脂肪較少。【答案】(1)熱能有利于維持體溫的恒定(2)丙酮酸(3)儲能橘黃色(4)促進丙酮酸進入線粒體氧化分解，進而減少其轉化為甘油和脂肪酸的途徑【分析】有氧呼吸分為三個階段：第一階段發生于細胞質基質，1分子葡萄糖分解為兩分子丙酮酸，產生少量[H]并釋放少量能量；第二階段發生于線粒體基質，丙酮酸和水徹底分解為二氧化碳和[H]并釋放少量能量；第三階段發生于線粒體內膜，[H]與氧氣結合成水并釋放大量能量。【詳解】（1）分析圖可知，④過程為消耗氧氣，同時產生大量水，為有氧呼吸的第三階段，其中大部分化學能轉化成熱能，對于人體來說，這部分能量轉化的生物學意義是有利于維持體溫的恒定。（2）分析圖可知，A為在細胞質基質中分解葡萄糖產生的丙酮酸，A丙酮酸會轉化為甘油和脂肪酸再通過反應合成脂肪，從而使甲同學體重增加。（3）脂肪是人體健康所必需的。脂肪是細胞內良好的儲能物質，如果細胞中含有脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色。（4）分析圖可知，進行有氧運動有助減肥的科學原理（原因）是有氧運動消耗能量增多，因而可促進丙酮酸進入線粒體氧化分解，進而減少其轉化為甘油和脂肪酸的途徑，最終導致合成脂肪較少。12．圖1表示生物體內葡萄糖的代謝過程，其中X、Y表示物質，①～⑤表示過程。圖2的實驗裝置用來探究消毒過的小麥種子在萌發過程中的細胞呼吸方式(假定：葡萄糖為種子細胞呼吸過程中的唯一底物)。請分析回答：

(1)圖1中的X和Y分別是和。(2)②和⑤過程中物質Y產生的場所依次是、。(3)在人體中細胞中，圖1中的水產生于（填具體部位），水中的氧元素都來自，人體細胞中不能發生圖中的（填序號）過程。(4)圖1中代謝過程(填序號)均有能量釋放，其中釋放能量最多的是(填序號)。(5)圖2實驗裝置乙中，KOH溶液的作用是。若實驗后，乙裝置的墨滴左移，甲裝置的墨滴不動，則小麥種子萌發的過程中進行的細胞呼吸方式是。【答案】(1)氧氣/O2二氧化碳/CO2(2)線粒體基質細胞質基質(3)線粒體內膜氧氣/O2⑤(4)①②③③(5)吸收二氧化碳有氧呼吸【分析】分析圖1：①表示細胞呼吸的第一階段；②表示有氧呼吸的第二階段，③表示有氧呼吸的第三階段；④⑤表示無氧呼吸的第二階段。分析圖2：甲裝置中清水不吸收二氧化碳，也不釋放氣體，因此甲中液滴移動的距離代表細胞呼吸產生二氧化碳量與消耗氧氣的差值，乙裝置中KOH的作用是吸收細胞呼吸產生的二氧化碳，因此乙中液滴移動的距離代表細胞呼吸消耗的氧氣量。【詳解】（1）③表示有氧呼吸的第三階段，X表示O2。②表示有氧呼吸的第二階段，Y表示CO2。（2）有氧呼吸產生CO2的場所為線粒體基質，無氧呼吸產生CO2的場所在細胞質基質。（3）人體細胞呼吸中，只有有氧呼吸才產生水，為有氧呼吸的第三階段，發生的場所在線粒體內膜，水中的氧元素全部來自氧氣。人體細胞不會產生酒精和CO2，即圖中的⑤過程。（4）有氧呼吸的三個階段和無氧呼吸的第一階段有能量的釋放，其中有氧呼吸第三階段釋放的能量最多，因此圖1中代謝過程①②③均有能量釋放，其中釋放能量最多的是③。（5）圖2實驗裝置乙中，KOH溶液作用是吸收細胞呼吸產生的二氧化碳。甲裝置的墨滴不動，說明呼吸產生的二氧化碳量與消耗的氧氣量相等，乙裝置的墨滴左移，說明有氧氣消耗，由此可推知，細胞只進行有氧呼吸。能力提升練一、單選題1．酵母菌在密閉容器內以葡萄糖為底物的呼吸速率變化過程如下圖所示。部分氧氣為18O標記，下列敘述正確的是（）A．密閉容器中部分CO2可能含有18O標記B．0~8h，容器內的水含量由于酵母菌的細胞呼吸消耗而不斷減少C．在a、b兩曲線相交時，b曲線表示的呼吸方式消耗的葡萄糖量為a曲線的2倍D．2~4h內，將酸性重鉻酸鉀溶液加入到酵母菌培養液無法觀察到溶液顏色變為灰綠色【答案】A【分析】分析題圖：a表示有氧呼吸，b表示無氧呼吸，0～6h間，酵母菌只進行有氧呼吸；68h間，酵母菌同時進行無氧呼吸和有氧呼吸，但有需呼吸速率逐漸降低，無氧呼吸速率逐漸增加；8h10h間，酵母菌只進行無氧呼吸，且無氧呼吸速率快速增加。【詳解】A、依據題干信息，部分氧氣為18O標記，可通過18O2H2OC18O2，故密閉容器中部分CO2可能含有18O標記，A正確；B、據圖可知，a表示有氧呼吸，b表示厭氧呼吸，0～6h間，酵母菌只進行有氧呼吸，68h間，酵母菌同時進行厭氧呼吸和有氧呼吸，但有需呼吸速率逐漸降低，厭氧呼吸速率逐漸增加，在有氧呼吸過程中，既消耗水，也產生水，故0~8h，容器內的水含量不會因酵母菌的細胞呼吸消耗而不斷減少，B錯誤；C、a表示有氧呼吸，b表示厭氧呼吸，在a、b兩曲線相交時，說明有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率，根據有氧呼吸和無氧呼吸的方程式可推知，b曲線表示的呼吸方式消耗的葡萄糖量為a曲線的3倍，C錯誤；D、由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發生顏色變化，2~4h內，密閉容器內含有葡萄糖，故將酸性重鉻酸鉀溶液加入到酵母菌培養液可以觀察到溶液顏色變為灰綠色，D錯誤。故選A。2．輔酶Ⅰ（NAD+）是參與細胞呼吸重要的物質，線粒體內膜上的蛋白能轉運NAD+進入線粒體。下列敘述正確的是（

）A．NAD+在線粒體內膜上轉化為NADHB．細胞內NAD+和NADH的元素組成相同C．MCARTI蛋白異常導致細胞無法產生ATPD．MCARTI基因在葉綠體和線粒體中特異性表達【答案】B【分析】有氧呼吸過程分為三個階段，第一階段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，發生在細胞質基質；第二階段是丙酮酸和水反應產生二氧化碳和[H]，發生在線粒體基質；第三階段是[H]與氧氣反應形成水，發生在線粒體內膜。【詳解】A、細胞呼吸過程中葡萄糖和水分子產生的氫與結合生成還原型輔酶Ⅰ——，發揮作用的場所應該是細胞質基質和線粒體基質，A錯誤；B、細胞內和NADH的元素組成都是C、H、O、N、P，B正確；C、蛋白異常，不能轉運進入線粒體，但細胞質基質依然可以進行細胞呼吸產生，C錯誤；D、線粒體內膜上的蛋白能轉運進入線粒體，在有氧呼吸第三階段，生成，所以基因在真核生物細胞的線粒體中普遍表達，D錯誤。故選B。3．玉米是我國一種重要的糧食作物。當玉米根部受到水淹后，處于缺氧初期，根組織細胞主要進行產乳酸的無氧呼吸，隨后進行產乙醇的無氧呼吸，相關細胞代謝過程如圖所示。糖酵解是指在無氧條件下，葡萄糖在細胞質中經一系列反應被分解成為丙酮酸的過程。下列有關說法正確的是（

）A．圖中物質A是果糖，進入細胞后被磷酸化的過程屬于放能反應B．圖中的丙酮酸在氧氣充足時，可在線粒體基質中與O2反應生成CO2C．缺氧初期根細胞內產生乳酸導致pH降低，使丙酮酸脫羧酶活性上升D．圖中葡萄糖經糖酵解后，多數能量轉移到ATP中，另一部分以熱能形式散失【答案】C【分析】1、無氧呼吸分為兩個階段：第一階段：葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，并釋放少量能量；第二階段丙酮酸在不同酶的作用下轉化成乳酸或酒精和二氧化碳，不釋放能量。整個過程都發生在細胞質基質。2、有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜。有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量ATP。【詳解】A、分析圖可知，一分子蔗糖水解可產生一分子葡萄糖和一分子果糖，故物質A是果糖；果糖進入細胞后被磷酸化，該過程需要消耗ATP釋放的能量，屬于吸能反應，A錯誤；B、圖中的丙酮酸在氧氣充足時，可進入線粒體，在線粒體基質中分解產生CO2，但不與O2反應，B錯誤；C、題圖可知，缺氧初期玉米根組織初期階段主要進行產乳酸的無氧呼吸，導致胞內pH降低，使乳酸脫氫酶活性降低，丙酮酸脫羧酶活性上升，最終導致乙醇生成量增加，C正確；D、糖酵解過程其實就是葡萄糖分解生成丙酮酸和[H]，并釋放能量的過程；葡萄糖中的能量分為少量釋放的能量和大部分未釋放的能量（儲存在丙酮酸和[H]中），其中釋放的能量去路為ATP中活躍的化學能和大部分熱能，D錯誤。故選C。4．果實采收后放置一段時間會出現呼吸高峰，這是果實成熟的標志。圖示為不同溫度條件下果實呼吸速率與貯藏時間的關系，下列敘述錯誤的是（

）

A．果實的呼吸作用主要在線粒體中進行B．呼吸作用會消耗果實中的有機物C．12℃條件下貯藏的果實最先成熟D．6℃條件有利于果實貯藏【答案】C【分析】儲藏果實時，應盡量降低呼吸作用強度，減少有機物的消耗。可采用降低環境溫度，減少氧氣含量的方法延長水果的儲藏時間。【詳解】A、果實的呼吸作用主要在線粒體中進行，分解有機物釋放能量，A正確；B、呼吸作用指的是細胞內有機物在氧的參與下被分解成二氧化碳和水，同時釋放能量的過程，可見呼吸作用會消耗果實中的有機物，B正確；C、據圖可知，在12℃條件下，果實貯藏到第9天呼吸速率達到最高峰，而在20℃條件下，果實貯藏到大約第5天呼吸速率達到最高峰，并且呼吸速率比12℃條件下高，因此在20℃條件下貯藏的果實最先成熟，C錯誤；D、據圖可知，在6℃條件下，果實的呼吸速率最低，有利于果實的長期貯藏，D正確。故選C。5．ADH(乙醇脫氫酶)和LDH(乳酸脫氫酶)是厭氧呼吸的關鍵酶，其催化代謝途徑如圖甲所示。Ca2+對淹水脅迫的辣椒幼苗根厭氧呼吸的影響實驗結果，如圖乙所示。下列敘述正確的是（

）A．酶E和LDH都能催化丙酮酸，說明LDH不具有專一性B．丙酮酸生成乳酸或酒精的過程中，底物中的大部分能量以熱能形式散失C．Ca2+影響ADH、LDH的活性，能減少乙醛和乳酸積累造成的傷害D．與對照組相比，淹水組第6天時乙醇代謝增幅明顯大于乳酸代謝增幅【答案】C【分析】酶的特性：①高效性：酶的催化效率大約是無機催化劑的107～1013倍。②專一性：每一種酶只能催化一種或者一類化學反應。③酶的作用條件較溫和：在最適宜的溫度和pH條件下，酶的活性最高；溫度和pH偏高或偏低，酶的活性都會明顯降低。【詳解】A、酶具有專一性，酶的專一性是指每一種酶只能催化一種或者一類化學反應，A錯誤；B、丙酮酸生成乳酸或酒精的過程是無氧呼吸第二階段，沒有產生能量，能量儲存在乳酸或酒精中，B錯誤；C、由圖乙可知，Ca2+能減弱LDH的活性，增強ADH的活性，結合甲圖可知，LDH能催化乳酸生成，ADH能催化乙醛生成乙醇，故Ca2+影響ADH、LDH的活性，能減少乙醛和乳酸積累造成的傷害，C正確；D、與對照組相比，淹水組第6天時，乙醇脫氫酶（ADH）、乳酸脫氫酶（LDH）活性都升高，且活性都增加了一倍，據此可推測淹水組第6天時乙醇代謝增幅等于乳酸代謝增幅，D錯誤。故選C。6．線粒體外膜分布著孔蛋白構成的通道蛋白，丙酮酸可以經此通道通過。而線粒體內膜通透性低，丙酮酸需通過與H+協同運輸的方式由膜間隙進入線粒體基質，如圖所示。下列敘述不正確的是（

）

A．線粒體外膜蛋白質含量低于線粒體內膜B．丙酮酸穿過線粒體外膜時經過的通道蛋白具有特異性C．丙酮酸經內膜進入線粒體基質后被徹底分解為二氧化碳和水D．抑制質子泵的活性會影響線粒體內膜對丙酮酸的運輸速率【答案】C【分析】物質運輸方式：（1）被動運輸：分為自由擴散和協助擴散：①自由擴散：順相對含量梯度運輸；不需要載體；不需要消耗能量。②協助擴散：順相對含量梯度運輸；需要載體參與；不需要消耗能量。（2）主動運輸：能逆相對含量梯度運輸；需要載體；需要消耗能量。（3）胞吞胞吐：物質以囊泡包裹的形式通過細胞膜，從細胞外進或出細胞內的過程。【詳解】A、線粒體內膜是有氧呼吸第三階段的場所，其上附著有多種酶，因此線粒體內膜的蛋白質含量大于線粒體外膜，A正確；B、通道蛋白只容許與自身通道的直徑和形狀相適配、大小和電荷相適宜的分子或離子通過，故通道蛋白具有特異性，B正確；C、丙酮酸進入線粒體基質后被徹底分解為二氧化碳和[H]，C錯誤；D、抑制質子泵的活性會影響H+進入膜間隙，從而影響線粒體內膜對丙酮酸的運輸速率，D正確。故選C。7．細胞呼吸除了能為生物體提供能量外，還是生物體代謝的樞紐。下列有關細胞呼吸的方式、原理和其在生產、生活中應用的敘述，錯誤的是（）A．人體細胞呼吸產生的CO2均來自線粒體基質B．小白兔成熟的紅細胞逆濃度梯度吸收K＋受氧氣濃度的影響C．包扎傷口時，選用透氣的消毒紗布是為了避免厭氧菌大量繁殖D．蛋白質、糖類和脂質的代謝，都可以通過細胞呼吸過程聯系起來【答案】B【分析】細胞呼吸原理的應用（1）種植農作物時，疏松土壤能促進根細胞有氧呼吸，有利于根細胞對礦質離子的主動吸收。（2）利用酵母菌發酵產生酒精的原理釀酒，利用其發酵產生二氧化碳的原理制作面包、饅頭。（3）利用乳酸菌發酵產生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而變黑、腐爛。（5）皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，破傷風芽孢桿菌容易大量繁殖，引起破傷風。（6）提倡慢跑等有氧運動，劇烈運動會導致氧氣供應不足，使肌細胞因無氧呼吸產生乳酸，引起肌肉酸脹乏力。（7）糧食要在低溫、低氧、干燥的環境中保存；果蔬、鮮花的保鮮要在低溫、低氧、適宜濕度的條件下保存。【詳解】A、人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸，僅有氧呼吸第二階段產生CO2，有氧呼吸第二階段場所在線粒體基質，A正確；B、小白兔成熟的紅細胞沒有線粒體，只進行無氧呼吸，所以小白兔成熟的紅細胞逆濃度梯度吸收K＋不受氧氣濃度的影響，B錯誤；C、包扎傷口時，選用透氣的消毒紗布是為了避免厭氧菌大量繁殖，C正確；D、細胞呼吸是生物體代謝的樞紐，在細胞呼吸過程中產生的中間產物，可轉化為甘油、氨基酸等非糖物質，蛋白質、糖類和脂質的代謝，都可以通過細胞呼吸過程聯系起來，D正確。故選B。8．乙醇脫氫酶（ADH）、乳酸脫氫酶（LDH）是植物細胞中無氧呼吸的關鍵酶，其催化的代謝途徑如圖1所示。為探究Ca2+對淹水處理的植物根細胞呼吸作用的影響，研究人員將辣椒幼苗進行分組和3種處理：甲組（未淹水）、乙組（淹水）和丙組（淹水+Ca2+），在其它條件適宜且相同的條件下進行實驗，結果如圖2所示。下列說法正確的是（

）

A．丙酮酸生成乳酸或酒精的過程中，利用NADH的能量合成ATPB．辣椒幼苗在淹水的條件下，其根細胞無氧呼吸的產物僅有乳酸C．Ca2+影響ADH、LDH的活性，減少乙醛和乳酸積累造成的傷害D．淹水脅迫時，該植物根細胞酒精的產生速率小于乳酸的產生速率【答案】C【分析】無氧呼吸分為兩個階段，第一階段與有氧呼吸完全相同，第二階段發生于細胞質基質，丙酮酸分解為酒精和二氧化碳或產生乳酸，不產生ATP。【詳解】A、丙酮酸生成乳酸或酒精的過程是無氧呼吸第二階段，該階段不產生ATP，A錯誤；B、分析題意，乙醇脫氫酶（ADH白色柱形圖）、乳酸脫氫酶（LDH黑色柱形圖）是植物細胞中無氧呼吸的關鍵酶，而圖2顯示乙醇脫氫酶（ADH）、乳酸脫氫酶（LDH）活性均＞0，說明辣椒幼苗在淹水條件下，其根細胞的無氧呼吸產物有乳酸和酒精，B錯誤；C、據圖分析，與乙組相比，丙組是淹水+Ca2+組，ADH含量較高，LDH含量較低，說明水淹條件下，適當施用Ca2+可減少根細胞厭氧呼吸產物乳酸和乙醛的積累，從而減輕其對根細胞的傷害，C正確；D、甲為對照組，是正常生長的幼苗，乙為實驗組，為淹水條件，乙醇脫氫酶（ADH）、乳酸脫氫酶（LDH）活性升高，根據縱坐標值看ADH酶活性更高，據此可推測淹水條件下酒精產生的速率高于乳酸產生速率，D錯誤。故選C。9．圖甲是酵母菌細胞呼吸過程示意圖，圖乙表示某些環境因素對酵母菌有氧呼吸速率的影響。下列相關敘述正確的是（）

A．若只檢測是否生成酒精，則無法判斷細胞呼吸方式B．圖甲中條件Y下產生物質a的場所是線粒體基質C．由圖乙可知，30℃是酵母菌有氧呼吸的最適溫度D．由圖乙可知，當O2濃度為40%時是各溫度下的最適氧濃度【答案】B【分析】分析圖1，條件X為無氧條件，物質a為二氧化碳，條件Y為有氧條件，物質b為水。分析圖2，圖為氧氣濃度和溫度對有氧呼吸速率的影響。【詳解】A、酵母菌無氧呼吸能產生酒精，有氧呼吸不會產生酒精，因此若只檢測是否生成酒精，可以判斷細胞呼吸方式，A錯誤；B、物質a是二氧化碳，在圖甲中條件Y表示有氧條件，有氧呼吸產生二氧化碳的場所是線粒體基質，B正確；C、根據圖乙只能判斷酵母菌有氧呼吸的最適溫度在30℃左右，不能說就是30℃，C錯誤；D、據圖乙可知，在不同溫度條件下，O2濃度飽和點不同，比如溫度為30℃和35℃下，O2濃度為40%是最適氧濃度，但溫度為15℃和20℃下，O2濃度為30%是最適氧濃度，D錯誤。故選B。10．人體成熟紅細胞的主要功能是運輸O2和CO2，如圖是人體成熟紅細胞膜上部分物質跨膜運輸示意圖，①~⑤表示相關過程。下列敘述正確的是（

）

A．圖中不需要與轉運蛋白結合就能進行運輸的是①②③⑤B．圖中④⑤過程在運輸相關分子或離子時的作用機制相同C．過程③同時運輸K+和Na+，說明相關載體不具有專一性D．成熟紅細胞通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP提供能量【答案】D【分析】圖中①表示氣體A通過自由擴散進入紅細胞，②表示氣體B通過自由擴散運出紅細胞，③表示鈉離子和鉀離子通過鈉鉀泵進出紅細胞，④表示葡萄糖通過協助擴散進入紅細胞，⑤表示水通過通道蛋白協助擴散進入紅細胞。【詳解】A、不需要與轉運蛋白結合就能進行運輸的是自由擴散和通過通道蛋白運輸，所以有①②（自由擴散）⑤（通過通道蛋白運輸），A錯誤；B、圖中④葡萄糖進入細胞是高濃度至低濃度運輸，需要載體蛋白的協助，不消耗ATP，⑤H2O進入細胞是通過通道蛋白，二者均屬于協助擴散，但二者的機制不同，前者只容許與自身結合部位相適應的分子或離子通過，而且每次轉運時，都會發生自身構象的改變，后者是小分子物質通過的方式，涉及細胞膜的流動性，B錯誤；C、過程③同時運輸K+和Na+，但不能運輸其他物質，說明相關載體具有專一性，C錯誤；D、人體成熟的紅細胞無線粒體，只能進行無氧呼吸，通過無氧呼吸分解葡萄糖產生ATP提供能量，D正確。故選D。二、非選擇題11．某課題小組同學利用如圖1所示裝置探究酵母菌的細胞呼吸方式。實驗開始時，利用調節螺旋將U形管右側液面高度調至參考點后，關閉三通活栓。實驗中定時記錄右側液面高度相對于參考點的變化（忽略其他原因引起的容積變化）。取甲、乙兩套該裝置設計實驗。

裝置反應瓶內加入的材料中心小杯內加入的材料液面高度變化的含義甲酵母菌培養液1mL＋適量葡萄糖溶液適量NaOH溶液①乙酵母菌培養液1mL＋等量葡萄糖溶液等量蒸餾水細胞呼吸時CO2的釋放量與O2吸收量的差值(1)表中①表示的含義。酵母菌新陳代謝的異化類型是。(2)將甲、乙裝置均置于28℃恒溫條件下進行實驗（實驗過程中微生物保持活性），60min后讀數。若裝置中的酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，那么甲裝置U形管右側液面將，乙裝置U形管右側液面將。(3)在O2濃度為J點對應濃度前，限制細胞呼吸CO2釋放量的主要因素是。若圖2中YZ∶ZX＝4∶1，則對應O2濃度下有氧呼吸消耗的葡萄糖量占總消耗量的。【答案】(1)細胞呼吸時O2吸收量兼性厭氧型(2)上升下降(3)O2濃度1/13【分析】酵母菌為兼性厭氧微生物，在有氧條件下能進行有氧呼吸，在無氧條件下能進行無氧呼吸，其有氧呼吸的反應式為：C6H12O6+6O26H2O+6CO2+能量無氧呼吸的反應式為：C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量題圖分析，甲裝置內置NaOH溶液，它能吸收容器內CO2，所以CO2的變化不對液滴移動產生影響，因此液滴的移動只能由氧氣的變化所引起，液滴上升表示氧氣消耗，下降則表示氧氣增多，不動則表示無氧氣變化。乙側裝置內置清水作為對照，液滴移動由容器內氣體消長所引起，液滴上升表示產生氣體量小于消耗氣體量，下降則結論相反，其中氣體的變化代表的是酵母菌消耗的氧氣和釋放二氧化碳的差值。【詳解】（1）根據甲中所放的材料和試劑和液面高度變化的含義可以判斷，反應瓶中細胞呼吸釋放的CO2被NaOH溶液吸收，同時可能消耗O2，所以液面高度變化不會因為二氧化碳而改變，其發生變化的含義是細胞呼吸時氧氣吸收量。（2）將甲、乙裝置均置于28℃恒溫條件下進行實驗(實驗過程中微生物保持活性)60min后讀數。若裝置中的酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，那么甲裝置反應瓶中由于CO2被NaOH溶液吸收，導致氣壓降低，所以U型管右管液面將上升，上升的距離表示氧氣的消耗量；乙裝置反應瓶中由于無氧呼吸不消耗O2，同時產生的CO2不能被蒸餾水吸收，導致氣壓上升，所以U型管右管液面將下降，而在消耗葡萄糖的情況下，有氧呼吸吸收的氧氣和釋放的二氧化碳相同，所以氣壓上升的原因是由于無氧呼吸產生的二氧化碳導致的。（3）在O2濃度為J點對應濃度前，隨著氧氣濃度的增加，酵母菌釋放的二氧化碳增加，說明此時限制細胞呼吸CO2釋放量的主要因素是O2濃度；圖2中YZ∶ZX為4∶1，由圖可知，YZ為無氧呼吸釋放的二氧化碳的量，設為4a，ZX為有氧呼吸釋放的二氧化碳的量，設為a，則有氧呼吸消耗的葡萄糖為1/6a，無氧呼吸消耗的葡萄糖的量為2a，則有氧呼吸消耗的葡萄糖占總消耗的1/6a(2a+1/6a)=1/13。12．在細胞呼吸中，氧化過程所獲得的能量主要以NADH形式儲存，它必須轉化為ATP的形式才能用于生命活動，這個轉化過程可在線粒體的內膜上通過一系列電子傳遞來實現，（圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為電子傳遞復合體）。回答下列問題：

(1)在細胞呼吸中，NADH來源于（細胞結構），NADH被氧化的過程中產生電子，電子的最終受體是。(2)據圖推測ATP合酶的作用有。(3)氰化物能抑制復合物Ⅳ的活性，導致細胞產生ATP減少，原因是。【答案】(1)細胞質基質、線粒體基質氧氣(2)轉運氫離子的通道，催化合成ATP的酶(3)該過程抑制了質子通過復合物Ⅳ從線粒體基質轉運到膜間隙，使膜兩側質子濃度差變小，膜間隙中質子通過ATP合酶回流減少，使ATP合成減少【分析】有氧呼吸的全過程可以為三個階段。第一個階段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，產生少量的[H]（NADH），并且釋放出少量的能量。這一階段不需要氧的參與，是在細胞質基質中進行的；第二個階段是，丙酮酸和水徹底分解成二氧化碳和[H]（NADH），并釋放出少量的能量。這一階段不需要氧氣直接參與，是在線粒體基質中進行的；第三個階段是，上述兩個階段產生的[H]（NADH），經過一系列的化學反應，與氧結合形成水，同時釋放出大量的能量。這一階段需要氧的參與，是在線粒體內膜上進行的。【詳解】（1）在細胞呼吸中，產生NADH是在有氧呼吸的第一階段和第二階段，場所分別是細胞質基質和線粒體基質，從圖中可知，NADH被氧化的過程中產生電子，電子的最終受體是氧氣。（2）據圖可知，ATP合酶既可以催化ATP的合成，又可以作為氫離子運輸的通道。（3）復合物Ⅳ的作用是將質子從線粒體基質轉運到膜間隙，膜間隙的質子通過ATP合成酶通道進入到線粒體基質，促進ATP的生成，氰化物能抑制復合物Ⅳ的活性，會導致運輸到膜間隙的質子減少，膜兩側的質子濃度差減小，導致通過ATP合成酶進入膜內的質子減少，從而導致細胞產生ATP減少，因此細胞產生ATP減少原因是氰化物抑制了質子通過復合物Ⅳ從線粒體基質轉運到膜間隙，使膜兩側質子濃度差變小，膜間隙中質子通過ATP合酶回流減少，使ATP合成減少。13．體育運動大體可以分為有氧運動和無氧運動。有氧運動過程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。無氧運動過程中骨骼肌除進行有氧呼吸外，還會進行無氧呼吸，如短跑等。如圖為有氧呼吸的某個階段的示意圖。回答下列問題。(1)圖示過程是有氧呼吸的第階段。人在短跑時，產生CO2的具體部位是，產生[H]的具體部位是，有氧呼吸過程中的能量變化是。而人在慢跑時，消耗的O2在細胞呼吸中的用途是。(2)據圖可知，H＋沿著線粒體內膜上的ATP合成酶內部的通道流回線粒體基質，推動某物質(A)合成ATP，則A為。有的減肥藥物能夠增加線粒體內膜對H＋的通透性，使得H＋回滲到線粒體基質，推動ATP合成酶生成的ATP量減少，該藥物能夠加快體內有機物的消耗，但會嚴重危害健康，具體危害是(寫出一點即可)。(3)有氧呼吸是在無氧呼吸的基礎上進化產生的，從能量的角度分析，與無氧呼吸相比，有氧呼吸能夠，其在進化地位上更為高等。(4)為判斷不同運動強度(高運動強度、中運動強度、低運動強度)下細胞呼吸的方式，設計了相關實驗，大體實驗思路如下：讓同一個體分別在三種不同運動強度(高、中、低)下運動相同一段時間后，測定相關指標數據。測定的指標為。【答案】(1)三線粒體基質細胞質基質、線粒體基質有機物中的化學能轉化為ATP中的化學能和熱能和[H]結合形成水(2)ADP、Pi導致細胞供能不足和體溫過高(3)更充分地將有機物中的能量釋放出來供細胞使用(4)不同運動強度下的O2消耗速率和血漿中乳酸含量【分析】有氧呼吸的第一、二、三階段的場所依次是細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜，有氧呼吸第一階段是葡萄糖分解為丙酮酸和[H]，合成少量的ATP，第二階段是丙酮酸和水反應生成二氧化碳和[H]，合成少量的ATP，第三階段是氧氣和[H]反應生成水，合成大量的ATP。無氧呼吸的第一階段和有氧呼吸第一階段完全相同，第二階段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉化成乳酸，其場所是細胞質基質。【詳解】（1）圖示過程發生在線粒體內膜，是有氧呼吸的第三階段。人在短跑時，同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，但只在有氧呼吸的第二階段產生CO2，其場所是線粒體基質；有氧呼吸與無氧呼吸的第一階段及有氧呼吸的第二階段均可產生[H]，因此產生[H]的具體部位是細胞質基質、線粒體基質；有氧呼吸過程中的能量變化是有機物中的化學能轉化為ATP中的化學能和熱能。人在慢跑時，O2在有氧呼吸第三階段與[H]結合生成水。（2）據圖可知，A在ATP合成酶的作用下合成ATP，據此推斷，物質A為ADP和Pi。正常情況下，細胞呼吸釋放的能量少部分儲存在ATP中，大部分以熱能的形式散失，以維持細胞的能量供應和人體的體溫，而題述減肥藥物會使得ATP合成酶合成ATP的量減少，則能量在體內的轉化率降低，造成大量的額外產熱，從而導致細胞供能不足和體溫過高。（3）與無氧呼吸相比，有氧呼吸能更充分地將有機物中的能量釋放出來供細胞使用。（4）本實驗的目的為判斷不同運動強度(高運動強度、中運動強度、低運動強度)下細胞呼吸的方式，則觀測指標為不同運動強度下氧氣的消耗速率和血漿中的乳酸含量。思維拓展練知識拓展——欲確認某植物種子的細胞呼吸方式，應設置兩套實驗裝置，如圖所示：(1)裝置1中加入NaOH溶液的目的是__________________，根據著色液滴移動的距離可測出呼吸作用消耗的氧氣的體積。(2)裝置2中著色液滴移動的距離代表呼吸作用__________________________________。(3)實驗結果分析判定呼吸方式時，底物一般是葡萄糖。分析如下：裝置1裝置2結果著色液滴左移著色液滴不動___________________著色液滴不動著色液滴右移__________________著色液滴左移著色液滴右移__________________著色液滴不動著色液滴不動__________________(4)為了排除環境因素對實驗結果的干擾，需要設置對照實驗，該對照組的設置方法是_______________________________________________________________________________。(5)若裝置1、2中的著色液滴均左移，則可能的原因是_________________________________。提示：(1)吸收二氧化碳(2)消耗的氧氣和釋放的二氧化碳的體積的差值(3)只進行有氧呼吸或既進行有氧呼吸又進行產生乳酸的無氧呼吸只進行產生酒精的無氧呼吸既進行有氧呼吸又進行產生酒精的無氧呼吸細胞已死亡或只進行產生乳酸的無氧呼吸(4)在裝置中裝入煮熟的種子，其他條件不變(5)種子進行有氧呼吸時，底物中除糖類外還含有脂肪思維訓練一、單選題1．某同學用下圖所示實驗裝置測定果蠅幼蟲的呼吸速率。實驗所用毛細管橫截面積為1mm2，實驗開始時，打開軟管夾，將裝置放入25℃水浴中，10min后關閉軟管夾，隨后每隔5min記錄一次毛細管中液滴移動的位置，結果如下表所示。下列分析中，正確的是（

）實驗時間/min液滴移動距離/mm1001532.52065251003013035162.5A．圖中X為NaOH溶液，軟管夾關閉后液滴將向右移動B．在20min～30min內氧氣的平均吸收速率為6.5mm3/minC．如將X換為清水，并將試管充入N2即可測定果蠅幼蟲無氧呼吸速率D．增設的對照實驗只將裝置中的X換成清水，并將該裝置置于相同的環境中【答案】B【分析】圖中X為NaOH溶液，NaOH的作用是吸收呼吸產生的二氧化碳，軟管夾關閉后液滴將向左移動，如將X換為清水，果蠅幼蟲無氧呼吸產生乳酸，所以無法用此裝置測定果蠅幼蟲的無氧呼吸速率。【詳解】A、圖中X為NaOH溶液，NaOH的作用是吸收呼吸產生的二氧化碳，軟管夾關閉后液滴將向左移動，A錯誤；B、20min～30min內毛細管中液滴移動的距離變化是13065=65mm/min，體積變化是65mm/min×1mm2=65mm3/min，平均吸收速率為65÷10=6.5mm3/min，B正確；C、如將X換為清水，果蠅幼蟲無氧呼吸產生乳酸，所以無法用此裝置測定果蠅幼蟲的無氧呼吸速率，C錯誤；D、增設的對照實驗應是加已經死亡果蠅，并將該裝置置于相同的環境中，D錯誤。故選B。2．某課題小組利用如圖所示裝置測定萌發種子（生命活力正常且已消毒）的有氧呼吸強度，其中紅色液體的移動距離可反映瓶內氣體體積的變化情況（不考慮物理因素的影響）。下列敘述正確的是（

）A．消毒是為了避免微生物呼吸作用的干擾B．紅色液滴的移動距離可反映種子CO2的釋放量C．待紅色液滴不再移動時，種子已全部死亡D．需要增設將NaOH溶液換成清水的實驗作為對照【答案】A【分析】裝置中加入NaOH溶液的作用是吸收萌發的種子細胞呼吸產生的二氧化碳，實驗過程中，種子萌發消耗氧氣，瓶內的壓強減小，玻璃管中的紅色液滴將向左移動。【詳解】A、該裝置的目的是測定萌發種子（生命活力正常且已消毒）的有氧呼吸強度，為了避免微生物呼吸作用對實驗的干擾，種子要進行消毒處理，A正確；B、紅色液滴的移動距離可反映種子O2的吸收量，B錯誤；C、待紅色液滴不再移動時，種子可能進行的是無氧呼吸，C錯誤；D、須增設死亡種子，其余條件一樣的設置，實驗作為對照，D錯誤。故選A。3．下面三個裝置可用于研究消毒過萌發種子呼吸作用方式及其產物，不考慮環境因素對裝置氣壓的影響，下列有關分析錯誤的是（

）A．裝置甲可用于探究呼吸作用是否產生熱量B．裝置乙的有色液滴向左移動，說明種子萌發有進行需氧呼吸C．僅用裝置丙可用于探究萌發種子的呼吸方式D．三個裝置中的種子進行消毒的目的是為了排除微生物細胞呼吸對實驗結果的影響【答案】C【分析】題圖分析：甲圖中有溫度計，因此該裝置可用于探究呼吸作用是否產生熱量。乙圖裝置中的NaOH溶液可吸收呼吸作用產生的二氧化碳，則有色液滴移動的距離代表呼吸消耗的氧氣。丙圖中澄清石灰水可檢測二氧化碳，因此該裝置可用于探究萌發的種子的呼吸作用是否產生CO2。【詳解】A、甲裝置中含有溫度計，可測定溫度的變化，因而可用于探究呼吸作用是否產生熱量，A正確；B、乙裝置中NaOH可吸收呼吸作用產生的二氧化碳，則有色液滴移動的距離代表呼吸作用消耗的氧氣，有色液滴向左移動說明種子萌發時消耗氧氣，B正確；C、丙裝置中澄清石灰水可檢測二氧化碳，因此該裝置可用于探究萌發種子的呼吸作用是否產生CO2，不能用于探究呼吸方式，因為無論有氧呼吸還是無氧呼吸過程均有二氧化碳的產生，C錯誤；D、微生物也會進行呼吸作用，所以三個裝置中的種子都必須進行消毒處理，進而可排除微生物細胞呼吸對實驗結果的影響，D正確。故選C。某興趣小組利用富含葡萄糖的培養液培養酵母菌，并利用以下兩套裝置探究酵母菌的呼吸方式。下列敘述正確的是（

）

A．培養開始時向甲瓶中加入酸性重鉻酸鉀以便檢測乙醇的生成情況B．僅根據裝置一乙瓶溴麝香草酚藍溶液是否變為黃色無法判斷酵母菌的呼吸方式C．裝置二有色液滴不再移動，說明培養液中的酵母菌已經死亡D．若裝置二有色液滴左移，說明酵母菌同時進行無氧呼吸和有氧呼吸【答案】B【分析】釀酒使用的菌種主要是酵母菌，酵母菌屬于兼性厭氧菌，有氧呼吸時，消耗氧氣產生等量二氧化碳，菌體大量繁殖。無氧呼吸時，不消耗氧氣，產生二氧化碳和酒精。【詳解】A、由于葡萄糖也可與酸性重鉻酸鉀發生顏色反應，故應在充分反應后(葡萄糖消耗完)，取適量酵母菌培養液的濾液，加入酸性重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成，A錯誤；B、酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸均能產生CO2，均會使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，所以僅根據裝置一乙瓶溴麝香草酚藍溶液是否變為黃色無法判斷酵母菌的呼吸方式，B正確；C、葡萄糖的分解發生在細胞質基質，液滴不再移動可能是酵母菌已經死亡或者培養液中葡萄糖消耗完全，C錯誤；D、若酵母菌同時進行無氧呼吸和有氧呼吸，則圖中有色液滴將右移，D錯誤。故選B。二、非選擇題5．如圖1表示櫻桃的細胞呼吸過程，A～E表示物質，①～④表示過程。圖2是一種利用櫻桃測定呼吸速率的密閉裝置。結合圖示回答問題：(1)圖1中A和C分別代表的物質是、，圖中有氧呼吸的完整過程包括