2023版创新设计高考生物（新教材人教版）总复习一轮讲义第8讲 细胞呼吸

第8讲　细胞呼吸考点一　细胞呼吸的类型及过程1.呼吸作用的实质及类型2.有氧呼吸(1)概念：是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(3)写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路(4)放能：1 mol葡萄糖释放的能量中有977.28 kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。3.无氧呼吸　　微生物的无氧呼吸也叫发酵(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)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。(3)过程(4)放能：1 mol葡萄糖释放196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08 kJ左右转移至ATP中。提醒　①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。②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细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分以化学能的形式储存在ATP中。(1)有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解(×)(2)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP(×)(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(×)(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中(×)(5)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供(×)(6)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(×)(7)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(√)(8)过保质期的酸奶常出现胀袋现象是由于乳酸菌无氧呼吸产生的气体造成的(×)eq \x(必修1 P93“相关信息”)1.细胞呼吸中产生[H]的过程实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。eq \x(必修1 P93“图示拓展”)2.有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在哪些阶段利用？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、三阶段利用；产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。1.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？提示　(1)线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积。(2)线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。2.无氧呼吸中葡萄糖中能量去向及释放的能量去向？提示　无氧呼吸中葡萄糖中能量大部分储存在酒精或乳酸中，少部分释放，而释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。1.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析2.有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。(3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。(4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。考向1　结合细胞呼吸过程，考查物质和能量观1.(2021·全国甲卷，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是(　　)A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2答案　B解析　酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧和无氧条件下都能生存和繁殖，A不符合题意；酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，都有丙酮酸的生成，B符合题意；酵母菌在无氧条件下进行发酵，产生CO2和乙醇，C不符合题意；酵母菌有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生CO2和乙醇，两个过程都有CO2产生，D不符合题意。2.(2020·山东卷，2)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是(　　)A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少答案　B解析　无氧呼吸消耗1分子葡萄糖只产生少量ATP，因此癌细胞要满足其生命活动，需大量吸收葡萄糖，A正确；无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸转化为乳酸的过程中不生成ATP，无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段，B错误；无氧呼吸过程中丙酮酸转化为乳酸的场所为细胞质基质，C正确；癌细胞主要进行无氧呼吸，其产生NADH的过程仅发生在第一阶段，因此消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。考向2　围绕细胞呼吸类型的判断，考查科学思维能力3.(2020·全国卷Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是(　　)A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多答案　D解析　在反应物是葡萄糖的情况下，细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2，其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等，有氧呼吸不产生乙醇，因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等，说明细胞只进行无氧呼吸，A正确；在反应物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，B正确；在反应物是葡萄糖的情况下，若细胞无氧呼吸产物是乳酸，则不需要消耗O2也不产生CO2，C正确；在反应物是葡萄糖的情况下，有氧呼吸中，吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，而无氧呼吸不消耗O2，但可能产生CO2，若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等，D错误。4.(不定项)(2021·山东枣庄高三二模)葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述，正确的是(　　)A.水淹时植物根细胞的RQ>1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精B.若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸C.若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，该植物种子可能富含油脂D.人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1答案　ABC解析　水淹时，根细胞可进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，释放的CO2体积/消耗的O2体积会大于1，A正确；酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，在葡萄糖培养液中RQ＝1，说明消耗的氧气与产生CO2一样多，则酵母菌进行的是有氧呼吸，B正确；由于相同质量的脂肪氧化分解时，消耗的氧气量大于产生的CO2的量，若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多。所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，说明该植物种子可能富含油脂，C正确；人体在剧烈运动的时候，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多，故RQ＝1，D错误。5.(2021·江苏新高考终极猜题)酵母菌是研究细胞呼吸的好材料，其体内发生的物质变化过程可用图1表示，图2则表示其在不同O2浓度下的O2吸收量和无氧呼吸过程中CO2的释放量。下列叙述错误的是(　　)A.图1过程②产生的CO2可用澄清的石灰水检测B.过程③发生在细胞中的具体场所是线粒体基质和线粒体内膜C.图2中乙曲线所代表的生理过程可用图1中过程①③表示D.在甲、乙曲线的交点，若甲消耗了A mol葡萄糖，则乙此时消耗的葡萄糖为eq \f(A,6) mol答案　D解析　图1过程②产生的CO2既可用溴麝香草酚蓝水溶液检测，也可用澄清的石灰水检测，A正确；过程③是有氧呼吸的第二、三阶段，发生在细胞中的具体场所分别是线粒体基质和线粒体内膜，B正确；图2中乙曲线所代表的生理过程为有氧呼吸，可用图1中过程①③表示，C正确；图2中在氧浓度为b时，甲、乙曲线的交点表示有氧呼吸的O2吸收量与无氧呼吸的CO2释放量相等，即有氧呼吸的CO2释放量与无氧呼吸的CO2释放量相等，此时，有氧呼吸、无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是1∶3，若无氧呼吸消耗了A mol的葡萄糖，则有氧呼吸消耗的葡萄糖为eq \f(A,3) mol，D错误。考点二　细胞呼吸的影响因素及应用1.内部因素2.外部因素(1)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少(×)(2)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏(×)(3)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清(√)(4)剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸(×)(5)种子萌发过程中氧气不足时可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸(√)(6)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(√)1.为什么包扎伤口应选用透气的纱布？提示　包扎伤口时选用透气的纱布，其目的是抑制微生物的无氧呼吸，避免厌氧微生物大量繁殖。2.蔬菜保鲜与种子贮藏所需条件是否相同？提示　不完全相同，蔬菜保鲜与种子贮藏均需低氧，蔬菜保鲜应保持零度以上低温和适宜的环境湿度，而种子贮藏则应保持干燥，可以是零下低温。考向1　影响细胞呼吸的因素，考查科学思维能力1.(不定项)(2022·山东济南一模)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，不正确的是(　　)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　ACD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；根据A项分析可知，B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度，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。2.(不定项)(2022·山东泰安模拟)如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述错误的是(　　)A.从图甲可知细胞呼吸最适的温度为B点所对应的温度B.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关酶的活性C.图乙中D～E段有氧呼吸逐渐减弱，E～F段有氧呼吸逐渐增强D.和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜答案　C解析　根据图甲可知，B点时，细胞呼吸最旺盛，B点所对应的温度为细胞呼吸的最适温度，A正确；图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性，从而影响呼吸作用，B正确；图乙中D～E段和E～F段，随着氧浓度的增加，有氧呼吸均逐渐增强，C错误；储藏水果和蔬菜应该降低植物的呼吸作用，乙图E点时CO2释放速率最小，说明此时细胞呼吸最弱，因此图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏水果和蔬菜，D正确。3.(2022·成都市诊断)如图表示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 ℃时增加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 ℃条件下氧气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。考向2　围绕细胞呼吸原理的应用，考查生命观念4.(2021·1月联考广东卷，2)下列所述生产与生活中的做法，合理的是(　　)A.做面包时加入酵母菌并维持密闭状态B.水稻田适时排水晒田以保证根系通气C.白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应D.用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染答案　B解析　做面包时需要利用酵母菌有氧呼吸产生大量二氧化碳使面包疏松多孔，不能维持密闭状态，A不合理；水稻田适时排水晒田可以保证根系的氧气供应，促进水稻根部细胞进行有氧呼吸，维持水稻正常生命活动，B合理；白天大棚内植物进行光合作用消耗二氧化碳，释放氧气，此时给大棚通风可以保证二氧化碳的供应，C不合理；用不透气的消毒材料包扎伤口会使伤口处形成无氧环境，有利于破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的大量繁殖，造成伤口感染，D不合理。5.(2021·湖南卷，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　早稻浸种催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并翻种，目的是给种子的细胞呼吸过程提供有利条件，即水分、适宜的温度和氧气，A正确；农作物种子入库贮藏时，为延长贮藏时间，应在零上低温、低氧条件下贮藏，种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，B错误；油料作物细胞中脂肪等含量较高，H元素含量较高，细胞呼吸时需要更多的氧气，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，可以减少水分散失，降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，能起到保鲜作用，D正确。　多因素对呼吸速率影响曲线图的分析方法(以本题为例)考点三　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3.实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入酵母菌，否则，高温会杀死酵母菌。(2)检测CO2的产生，装置如图所示。(3)检测酒精的产生。自A、B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)酵母菌在有氧条件下产生CO2多且快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。(2)实验原理①装置一：NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。②装置二：着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。(3)实验结果及结论(4)误差校正：为使实验结果准确，除减少无关变量的干扰外，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。提醒　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。教材规定实验中的“显色”归纳考向　结合酵母菌细胞呼吸方式的探究实验，考查科学探究的能力1.(2021·广东卷，9改编)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(下图)。下列叙述正确的是(　　)A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C.取酵母菌培养液加斐林试剂后出现砖红色沉淀D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量答案　D解析　检测无氧呼吸的产物——乙醇应从甲瓶中取出发酵液，滴加到试管中，再往试管中滴加酸性重铬酸钾溶液，而不是在甲瓶中直接加入酸性重铬酸钾溶液，A错误；溴麝香草酚蓝溶液遇到CO2时的颜色变化为由蓝变绿再变黄，B错误；取酵母菌培养液加斐林试剂后，需要水浴加热才能出现砖红色沉淀，C错误；甲瓶添加的纤维素水解液是定量的，增加酵母菌的数量只能提高乙醇的生成速率，不能提高乙醇最大产量，D正确。2.(2022·山东省实验中学高三模拟)甲、乙两组同学拟用下面装置探究细胞在有氧和无氧条件下CO2的产生量，为此展开了如下讨论。你认为其中最不合理的观点是(　　)A.图中A用以除去充入的CO2，以所充气体中是否含氧作为自变量而不是是否充气B.若图中B是酵母菌培养液，因其在不同条件下繁殖速度不同影响实验，可换成苹果小块C.图中C若是溴麝香草酚蓝溶液，可用变色所用的时间比较CO2的产生量D.若在有氧、无氧条件下产生等量的CO2，说明在两种条件下底物的消耗量相等答案　D解析　依题意可知：该实验的自变量是O2的有无，因变量是CO2的产生量，应排除所充气体中含有的CO2对实验结果的干扰，所以图中A用以除去充入的CO2，以所充气体中是否含氧作为自变量而不是是否充气，A正确；酵母菌是单细胞真核生物，其繁殖速度受环境条件的影响，若图中B是酵母菌培养液，因其在不同条件下繁殖速度不同影响实验，可换成苹果小块，B正确；CO2可以使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，图中C若是溴麝香草酚蓝溶液，可用变色所用的时间比较CO2的产生量，C正确；在有氧呼吸的过程中，每消耗1 mol的葡萄糖就会消耗6 mol O2，同时产生6 mol CO2，在无氧呼吸过程中，每消耗1 mol的葡萄糖，会产生2 mol CO2，若在有氧、无氧条件下产生等量的CO2，说明无氧条件下底物的消耗量多于有氧条件下底物的消耗量，D错误。重温真题　经典再现1.经典重组　判断正误(1)有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸(2018·全国卷Ⅲ，5C)(　　)(2)与风干前相比，风干种子中细胞呼吸作用的强度高(2018·全国卷Ⅱ，4C)(　　)(3)若植物细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸(2017·海南卷，7C)(　　)(4)人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供(2014·全国卷Ⅱ，6C)(　　)(5)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·全国卷Ⅰ，2C)(　　)提示　(1)×(2)×　与风干前相比，风干种子中细胞呼吸作用的强度弱。(3)× (4)×　人体在剧烈运动时所需要的能量由葡萄糖分解提供。(5)×　该过程产生的[H]用于生成酒精或乳酸，最终并不积累[H]。2.(2019·全国卷Ⅱ，2)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(　　)A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生答案　B解析　马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A错误；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸和[H]转化为乳酸，B正确；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，形成少量ATP，C错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D错误。3.(2021·福建卷，7)(改编)下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”(实验Ⅰ)和“培养液中酵母菌种群数量的变化”(实验Ⅱ)的叙述，正确的是(　　)A.实验Ⅰ、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析B.实验Ⅰ、Ⅱ通气前都必须用NaOH去除空气中的CO2C.实验Ⅰ中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变混浊D.实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室答案　C解析　实验Ⅰ不需要将实验结果转化为数学模型进行分析，A错误；探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，需用NaOH除去空气中的二氧化碳，实验Ⅱ不需要，B错误；实验Ⅰ中，有氧组和无氧组都产生二氧化碳，因此都能使澄清石灰水变混浊，C正确；实验Ⅱ中，将酵母菌培养液滴在盖玻片一侧，让培养液自行渗入计数室，D错误。4.(2021·湖北卷，10)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是(　　)A.常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏B.密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜C.冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓答案　C解析　常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，有机物消耗快，不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨通过呼吸作用消耗O2，导致O2减少，CO2增多，有利于保鲜，B正确；冷藏时，梨细胞中的自由水减少、结合水增多，导致各种代谢活动减缓，C错误；低温可抑制梨中的酚氧化酶活性，使其催化的反应速率减慢，果肉褐变减缓，D正确。5.(不定项)(2021·河北卷，14改编)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(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.荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，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　ACD解析　荫坑和气调冷藏库降低了储藏温度和氧气浓度，降低了呼吸作用，减少了有机物消耗，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温度较低，酶的活性较低，抑制了有氧呼吸的第一、二、三阶段，B错误；温度会影响酶的活性，荫坑和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，减弱呼吸作用，C正确；乙烯具有催熟作用，气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可以延长果蔬保鲜时间，D正确。课后·分层训练(时间：35分钟)考点一　细胞呼吸的类型及过程1.如图表示在密闭容器中，种子萌发过程中。O2和CO2的变化量示意图，底物为葡萄糖。下列叙述正确的是(　　)A.曲线①表示O2吸收量，曲线②表示CO2释放量B.A点时种子开始进行有氧呼吸，B点时呼吸作用最强C.种子萌发的过程中，产生的CO2都来自线粒体基质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　D解析　分析题图可知，曲线①的变化量大于或等于曲线②，因此曲线①表示CO2的释放量，曲线②表示O2的吸收量，A错误；A点时种子只进行有氧呼吸，但有氧呼吸开始时间比A点早，B错误；种子萌发过程中除了进行有氧呼吸以外，还有无氧呼吸，A点前CO2除来自线粒体基质外还来自细胞质基质，C错误；糖类和脂肪虽然都含C、H、O三种元素，但脂肪的碳、氢比例较高，以脂肪为呼吸底物，CO2释放量与O2吸收量的比值小于1，则曲线①和②不重合，D正确。2.(2021·山东潍坊三模)下图为某一类型无氧呼吸过程中物质和能量变化的简图。下列相关说法正确的是(　　)A.图示过程是马拉松长跑时所需能量的主要来源B.无氧呼吸第一阶段葡萄糖分解产生的能量全部储存于ATP中C.丙酮酸变为乳酸的过程没有中间产物，故不需要酶催化D.细胞代谢中的物质代谢总要伴随着能量代谢答案　D解析　马拉松长跑时所需能量的主要来源是有氧呼吸，其间会伴随着无氧呼吸的进行，A错误；无氧呼吸第一阶段葡萄糖分解产生的能量少部分储存于ATP中，大部分以热能的形式散失，B错误；有氧呼吸中在不同酶的催化下，丙酮酸转化为酒精和二氧化碳或乳酸，故丙酮酸变为乳酸的过程，需要酶催化，C错误；物质是能量的载体，能量是物质循环的动力，故细胞代谢中的物质代谢总要伴随着能量代谢，D正确。3.(2020·北京等级模考，3)研究发现，在线粒体内膜两侧存在H＋浓度差。H＋顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质的同时，驱动ATP的合成(如下图)。根据图示得出的下列结论，错误的是(　　)A.ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道B.H＋可直接穿过内膜磷脂双分子层C.此过程发生在有氧呼吸第三阶段D.线粒体的内、外膜功能存在差异答案　B解析　据题中信息可知，H＋可顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质，推测ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道，A正确；H＋通过ATP合成酶中的H＋通道穿过内膜磷脂双分子层，而不是直接穿过内膜磷脂双分子层，B错误；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，由题图可知H＋顺浓度梯度经线粒体内膜上的ATP合成酶转移至线粒体基质的同时驱动ATP的合成，据此推测该过程发生在有氧呼吸第三阶段，C正确；线粒体内膜能进行有氧呼吸第三阶段，外膜将线粒体与外界分隔开来，二者功能不同，D正确。4.(2022·福建厦门检测)如图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是(　　)A.a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成B.在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸C.人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体D.在寒冷时，人体内过程a会加快答案　D解析　a过程为细胞呼吸，可表示有氧呼吸或无氧呼吸，无氧呼吸无水生成，A错误；在人体剧烈运动过程中，由于供氧不足，肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸，B错误；c是ATP的水解，线粒体是合成ATP的主要场所，C错误；寒冷环境中，甲状腺激素等激素含量会升高，促进细胞呼吸，增加产热量，D正确。考点二　细胞呼吸的影响因素及应用5.(不定项)(2021·苏北七市二模)呼吸作用原理在生产生活实践中得到广泛应用。相关叙述正确的是(　　)A.用透气的“创可贴”等敷料包扎伤口，有利于伤口细胞的有氧呼吸，促进伤口愈合B.微创手术后用氧气置换用于增大腹腔空间的二氧化碳，有利于抑制厌氧菌的繁殖C.西瓜的育苗期适当进行中耕松土可以增加土壤中氧气，促进根细胞的有氧呼吸D.污水净化池底微管增氧技术增加水体溶解氧，有利于好氧微生物对有机物的分解答案　BCD解析　用透气的“创可贴”等敷料包扎伤口，是为了防止伤口处厌氧菌生存和繁殖，避免伤口感染，A错误；如患者进行腹腔镜术后腹腔内缺少氧气，易受厌氧菌感染，可用氧气置换用于增大腹腔空间的二氧化碳，以抑制厌氧菌繁殖，B正确；土壤板结时，土壤中氧气浓度低，根细胞有氧呼吸受到影响，作物根系发育不良，影响农作物的生长发育，因此适当进行中耕松土可以增加土壤中的氧气，促进根细胞的有氧呼吸，C正确；增加污水净化池水体溶解氧，有利于好氧微生物对有机物的分解，D正确。6.(2022·四川成都质检)为研究低氧胁迫对青瓜根细胞呼吸的影响，某研究小组用A、B两个青瓜品种进行实验研究，图示结果为一周后测得的根系中乙醇的含量。据图分析，下列说法正确的是(　　)A.正常通气时青瓜根细胞产生的CO2都来自线粒体B.在低氧条件下品种A的根细胞只能进行无氧呼吸C.低氧时品种B的根细胞产生ATP的速率较品种A低D.根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程不会产生ATP答案　D解析　正常通气时，测得的根系中有少量的乙醇，说明青瓜根细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，所以产生的CO2来自线粒体和细胞质基质，A错误；在低氧条件下品种A的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比品种B多，但不能确定品种A的根细胞只能进行无氧呼吸，B错误；低氧时品种B的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比品种A少，但有氧呼吸可能比品种A强，所以不能确定其产生ATP的速率较品种A低，C错误；根细胞中丙酮酸分解为乙醇的过程发生在无氧呼吸第二阶段，没有能量释放，所以不会产生ATP，D正确。7.(2022·山东烟台模拟)普洱茶“渥堆”为普洱茶的发酵过程，是云南大叶种晒青毛茶经“潮水”(喷洒适量水分)后“渥堆”，在黑曲霉、青霉、根霉、酵母菌等微生物产生的胞外酶，代谢产生的热量和茶叶水分湿热作用的协同下，使茶叶发生了一系列的物理、化学变化，促成了普洱茶风味及良好品质的形成。下列相关叙述错误的是(　　)A.“潮水”的目的是增加茶叶含水率，为微生物的繁殖创造条件B.“渥堆”过程容易闻到酒香，主要是酵母菌进行无氧呼吸的结果C.“渥堆”过程中定期翻堆的目的只是为了降低堆子的温度D.普洱回甘味觉，可能是因为微生物产生的纤维素酶能降解茶叶中的纤维，增加了茶叶中单糖、二糖的含量答案　C解析　“潮水”即喷洒适量水分的目的是增加茶叶含水率，为微生物的繁殖创造条件，A正确；渥堆过程容易闻到酒香，说明有酒精的形成，这是酵母菌进行无氧呼吸的结果，B正确；温度、湿度、通气情况可能会影响“渥堆”过程中微生物的生命活动，进而影响普洱茶的品质，“渥堆”过程中定期翻堆的目的是降低堆子的温度，增大通气量等，C错误；普洱回甘味觉，而纤维素没有甜度，可能是因为微生物产生的纤维素酶能降解茶叶中的纤维，增加了茶叶中单糖、二糖的含量，D正确。8.(不定项)(2022·山东模拟)某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)、以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4分别表示各曲线围成的面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述正确的是(　　)A.在t1时刻，由于氧气浓度较高，无氧呼吸消失B.如果改变温度条件，t1会左移或右移，但是S1和S2的值始终相等C.若S2∶S3＝2∶1，则S4∶S1＝8∶1时，0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1D.若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，则0～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等答案　ABC解析　t1时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，即只进行有氧呼吸，无氧呼吸消失，A正确；如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1会左移或右移，0～t1产生的CO2＝S1＋S2＋S3＋S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同，即无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3，有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量，即有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始终相等，B正确；由B选项可知，S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1时，则S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸产生的CO2＝S2＋S4＝9S2，无氧呼吸产生的CO2＝S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2＝6∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol二氧化碳，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol二氧化碳，因此0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，C正确；乳酸菌进行无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌无氧呼吸过程中乳酸和酒精的产生速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，则0～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，D错误。考点三　探究酵母菌细胞呼吸的方式9.(2022·湖北调研)下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述，错误的是(　　)A.无论酵母菌进行有氧呼吸还是无氧呼吸，都是有机物氧化分解并释放能量的过程B.可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式C.该实验中，需设有氧和无氧两种条件的对比实验，两组均为实验组D.若酵母菌细胞呼吸消耗的底物是葡萄糖，则可以通过比较氧气消耗量与二氧化碳生成量之间的差异，确定细胞的呼吸方式答案　B解析　细胞呼吸是指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，释放出能量并生成ATP的过程，可分为有氧呼吸和无氧呼吸，A正确；酵母菌的有氧呼吸与无氧呼吸均产生CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝溶液变色，B错误；该实验的有氧组与无氧组均为实验组，两组形成对比实验，C正确；以葡萄糖为呼吸作用底物时，不同呼吸方式下O2消耗量与CO2产生量的比值不同，可以依据该差异，确定呼吸类型，D正确。10.(不定项)(2022·泰安质检)如图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述正确的是(　　)A.实验的自变量是有无氧气，因变量是甲、丁两试管中产生CO2的多少B.乙、丙两试管中的液体应先煮沸，冷却后再加入酵母菌，以消除其他微生物对实验的影响C.该实验装置的设计不够严谨，通入乙试管中的空气必须除去CO2D.甲、丁两试管中的Ca(OH)2溶液可用酸性重铬酸钾溶液替代答案　ABC解析　乙试管通入空气，丙试管未通入空气，分别提供了有氧和无氧的环境条件，可根据Ca(OH)2溶液的混浊程度来大概判断甲、丁两试管中产生CO2的多少，A正确；对试管中的液体进行煮沸，能消除其他微生物对实验的影响，B正确；空气中含有CO2，对实验结果有干扰，C正确；Ca(OH)2溶液可用溴麝香草酚蓝溶液替代，酸性重铬酸钾溶液可用来检测有无酒精生成，D错误。11.(2022·山东德州期末)某半干旱地区春季多风，干旱少雨；夏季酷热，降水相对较多；秋季凉爽，昼夜温差较大。某科研小组对当地甲、乙、丙三种植物在不同季节的生长情况进行研究，结果如图所示。(1)植物的叶肉细胞中ATP的生成场所是________，秋季光照下ATP生成速率最慢的植物是________。(2)夏季三种植物中生长最快的是____________，判断依据是______________________________________________。(3)与其他两季相比，秋季三种植物的呼吸速率________(填“升高”“不变”或“降低”)，原因是________________。(4)研究发现，三种植物都可以通过调节根的吸水能力以适应春季干旱的环境，据图可知适应能力最强的是________________，理由是_________________________________________________________。答案　(1)细胞质基质、线粒体和叶绿体　乙　(2)丙　夏季光照下丙CO2吸收速率最高，净光合作用积累有机物最多　(3)降低　秋季温度低，酶活性低　(4)丙　春季丙呼吸速率较高，促进根通过主动运输吸收无机盐离子，提高根部细胞渗透压，增强植物的吸水能力解析　(1)植物叶肉细胞既能进行光合作用又能进行呼吸作用，所以ATP的生成场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，根据柱形图可判断，秋季光照下ATP生成速率最慢的植物是乙。(2)夏季光照下三种植物中丙CO2吸收速率最高，积累有机物最多，故生长最快。(3)观察暗处的柱形图可知，与其他两季相比，由于秋季温度低，酶活性低，因此秋季三种植物的呼吸速率降低。(4)研究发现，三种植物都可以通过调节根的吸水能力以适应春季干旱的环境，据图可知，适应能力最强的是丙，春季丙呼吸速率较高，产生的ATP较多，可促进根通过主动运输吸收无机盐离子，提高根部细胞渗透压，增强植物的吸水能力。12.(2022·山东枣庄开学考)甲图是大麦幼根的呼吸作用图，乙图为大麦的光合和呼吸作用图，呼吸底物只考虑葡萄糖。请回答：(1)甲图中E表示________________________，AB＝BC，则A点大麦幼根有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为________。(2)如果把甲图中大麦幼根换成小鼠(呼吸底物只考虑葡萄糖)，请在图中画出小鼠呼吸作用释放的CO2量与O2浓度之间的关系曲线。(请标出横纵坐标的生物学意义等关键信息)(3)乙图中A表示________________________，乙图植物有机物积累量最大时对应的最低温度约为________℃，光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物2倍的点是________，图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为________。(4)某同学以新鲜的绿色植物叶片为材料，探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，请帮助他提出一个探究课题________________。需特别注意的是，该实验必须在________条件下进行。答案　(1)在此氧气浓度下，大麦幼根只进行有氧呼吸　1∶3(2)(3)在此温度下，植物的光合作用强度等于呼吸作用强度(植物光合作用积累的有机物为0)　10　C和E　60 (4)探究温度(O2浓度或CO2浓度)对细胞呼吸速率的影响　遮光(黑暗)解析　(1)甲图中E点时，氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，说明大麦幼根只进行有氧呼吸。若AB＝BC，则表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳量相等，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，A点大麦幼根有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶3。(2)如果把甲图中大麦幼根换成小鼠，由于小鼠无氧呼吸的产物有乳酸，无二氧化碳，因此，小鼠呼吸作用释放的CO2量与有氧呼吸吸收的O2量相同，小鼠呼吸作用释放的CO2量与O2浓度之间的关系曲线具体见答案。(3)乙图中A点时从空气中吸收的二氧化碳量为0，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，即植物光合作用积累的有机物为0，乙图中DE段植物有机物积累量最大，D点对应的温度最低，约为10 ℃。光合作用制造的有机物指的是总光合速率，由于总光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和，因此光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物2倍的点即为净光合速率与呼吸速率相等的点，即图中的C和E两点，图中光合作用单位时间内固定的CO2最大量为30＋30＝60。(4)实验的目的是探究环境条件对细胞呼吸速率的影响，自变量是环境条件的变化，环境条件可以是氧气浓度、二氧化碳浓度或温度等，因此选择的课题可以是探究温度(O2浓度或CO2浓度)对细胞呼吸速率的影响，因变量是细胞呼吸速率的变化，由于本实验的材料选择的是绿叶，因此该实验必须要在黑暗条件下进行。内容要求——明考向近年考情——知规律(1)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；(2)探究酵母菌细胞呼吸的方式(活动)。2021·湖北卷(10)、2021·全国甲卷(2)、2021·广东卷(9)、2021·河北卷(14)、2021·湖南卷(12)、2020·山东卷(2)、2020·全国卷Ⅲ(29)、2019·全国卷Ⅱ(2)、2019·全国卷Ⅲ(4)项目反应过程第一阶段(与有氧呼吸第一个阶段完全相同)C6H12O6eq \o(――→,\s\up7(酶))2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量 无氧呼吸只在第一阶段产生ATP和[H]第二阶段产生酒精2C3H4O3＋4[H]eq \o(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2大多数植物、酵母菌等产生乳酸2C3H4O3＋4[H]eq \o(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)高等动物、乳酸菌和少数植物器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)总反应式酒精发酵C6H12O6eq \o(――→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量乳酸发酵C6H12O6eq \o(――→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量必修1 P95“思考·讨论”必修1 P95“思考·讨论”拓展实验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸