解密05 细胞呼吸的原理和应用（讲义)-【高频考点解密】2023年高考生物二轮复习讲义+分层训练（新教材）

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解密05  细胞呼吸的原理和应用考点热度   ★★★★★ 1.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸过程不能生成ATP。(2019·全国卷Ⅱ,T2) (　×　)分析:马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸过程能生成ATP。2.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生。(2019·全国卷Ⅱ,T2) (　×　)分析:马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制无氧呼吸,减少酸味的产生。3.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸。(2018·全国卷Ⅲ,T5) (　√　)4.与风干前相比,风干种子中有机物的消耗减慢。(2018·全国卷Ⅱ,T4) (　√　)5.细胞的有氧呼吸与无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸。(2020·浙江卷,T6) (　√　)6.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段需ATP水解提供能量。(2019·天津卷,T2) (　×　)分析:乳酸菌无氧呼吸的第二阶段不消耗ATP,也不生成ATP。7.高等植物细胞中,葡萄糖分解产生丙酮酸的过程发生在生物膜上。(2018·海南卷,T4)(　×　)分析:高等植物细胞中,葡萄糖分解产生丙酮酸的过程发生在细胞质基质中。8.若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸。 (　×　)分析:若细胞既不吸收O2也不放出CO2,细胞也可能进行产物为乳酸的无氧呼吸。9.破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧环境中。 (　×　)分析:破伤风芽孢杆菌为厌氧菌,适宜生活在无氧环境中。10.无氧呼吸不需要O2参与,最终有[H]的积累。 (　×　)分析:无氧呼吸第二阶段消耗[H],无[H]的积累。11.人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。 (　√　)12.各种细胞进行有氧呼吸的主要场所都是线粒体。 (　×　)分析:原核细胞无线粒体,也可进行有氧呼吸。13.细胞呼吸的结果如果没有水的产生,就一定是无氧呼吸。 (　√　)易混1A:人体细胞呼吸过程产生CO2的场所是细胞质基质或线粒体基质。 (× )B:酵母菌细胞呼吸过程产生CO2的场所是细胞质基质或线粒体基质。 (√ )易混2A:有氧呼吸三个阶段都有大量的ATP产生。 (× )B:无氧呼吸只有第一阶段释放出少量能量,生成少量的ATP。  (√ )易混3A:细胞在没有氧气参与下,葡萄糖的分解发生在细胞质基质。  (√)B:细胞在有氧气参与下,葡萄糖的彻底氧化分解发生在线粒体。 (×)易混4A:有氧呼吸过程中,有机物中能量的去向主要是热能。 (√)B:无氧呼吸过程中,有机物中能量的去向主要是热能。 (×) 考点01 有氧呼吸和无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需氧无氧场所细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段)细胞质基质分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量少量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量考点02 细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系(1)反应式①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量；C6H12O62C3H6O3＋少量能量。(2)相关物质间量的比例关系①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。考点03 “三看法”判断细胞呼吸的类型考点04 图析影响细胞呼吸的四类因素:(1)温度:(2)O2(3)CO2浓度(4)含水量  【典例分析】(2020·全国卷Ⅰ)农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动,促进作物的生长发育,达到增加产量等目的。回答下列问题:(1)中耕是指作物生长期中,在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施,该栽培措施对作物的作用有　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。 (2)农田施肥的同时,往往需要适当浇水,此时浇水的原因是　　　　　　　　(答出1点即可)。 (3)农业生产常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高农田的光能利用率。现有4种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大时所需的光照强度)见表。从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是　　　　　　,选择这两种作物的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。 作物ABCD株高/cm1706559165光饱和点/(μmol·m-2·s-1)1 2001 180560623【信息提取与转化】关键信息转化成已有知识间作作物之间高矮明显,能充分利用光照,减少竞争光饱和点光合速率达到最大时所需的最小光照强度株高和光饱和点的关系作物越高,光饱和点越高,作物越低,光饱和点越低【解析】本题主要考查物质跨膜运输、细胞呼吸原理及其在生产中的应用、光合作用原理的应用。(1)中耕过程中去除了杂草,减少了杂草和农作物之间的竞争;疏松土壤可以增加土壤的含氧量,有利于根细胞的有氧呼吸,促进矿质元素的吸收,还可以促进好氧微生物活动,从而达到增产的目的。(2)农田施肥时,肥料中的矿质元素只有溶解在水中,以离子形式存在,才能被作物根系吸收。(3)间作应选取株高较高且光饱和点高的作物,充分利用上层较强的光照,同时选取株高较矮且光饱和点较低的作物,充分利用下层较弱的光照,由表格数据比较可知,作物A株高较高且光饱和点较高,可利用上层光照进行光合作用,作物C株高较低且光饱和点较低,能利用下层的弱光进行光合作用,从而提高光能利用率。【答案】(1)减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争;增加土壤氧气含量,促进根系的呼吸作用(2)肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收(3)A和C　作物A光饱和点高且长得高,可以利用上层光照进行光合作用;作物C光饱和点低且长得矮,与作物A间作后,能利用下层的弱光进行光合作用【真题探究1】（2022·全国甲卷·高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（       ）A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成【答案】C【解析】【分析】有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。【详解】A、有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质，第二、三阶段在线粒体，三个阶段均可产生ATP，故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体都可产生ATP，A正确；B、线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该阶段氧气和[H]反应生成水，该过程需要酶的催化，B正确；C、丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要氧气的参与，C错误；D、线粒体是半自主性细胞器，其中含有少量DNA，可以通过转录和翻译控制蛋白质的合成，D正确。故选C。【真题探究2】（2022·山东·高考真题）植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是（       ）A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成【答案】C【解析】【分析】有氧呼吸是葡萄糖等有机物彻底氧化分解并释放能量的过程。由题干信息可知，磷酸戊糖途径可以将葡萄糖转化成其他中间产物，这些中间产物可以作为原料进一步生成其他化合物。【详解】A、根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；B、有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；C、正常生理条件下，只有10%~25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；D、受伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。故选C。【真题探究3】（2022·广东·高考真题）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（       ）A．该反应需要在光下进行B．TTF可在细胞质基质中生成C．TTF生成量与保温时间无关D．不能用红色深浅判断种子活力高低【答案】B【解析】【分析】种子不能进行光合作用，[H]应是通过有氧呼吸第一、二阶段产生。有氧呼吸强度受温度、氧气浓度影响。【详解】A、大豆种子充分吸水胀大，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；B、细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；C、保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；D、相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。故选B。【真题探究4】（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（       ）A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATPD．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量【答案】B【解析】【分析】1、 需氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；需氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；需氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。2、厌氧呼吸的第一阶段与需氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；第二阶段是丙酮酸和[H]反应产生二氧化碳和酒精或者是乳酸，发生在细胞质基质中。【详解】A、 剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸，厌氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A正确；B、 制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理，乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳产生，B错误；C、 梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正确；D、 酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件产生乙醇的原理，故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量，D正确。故选B。【真题探究5】（2022年6月·浙江·高考真题）线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是（       ）A．结构1和2中的蛋白质种类不同B．结构3增大了线粒体内膜的表面积C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成【答案】C【解析】【分析】线粒体是具有双层膜结构的细胞器，外膜光滑，内膜向内折叠形成嵴，增大了内膜面积。线粒体是有氧呼吸的主要场所，在线粒体基质中进行有氧呼吸第二阶段，在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段。【详解】A、结构1外膜和2内膜的功能不同，所含的蛋白质种类和数量不同，A正确；B、内膜向内折叠形成3（嵴），增大了内膜面积，B正确；C、厌氧呼吸生成乳酸的过程发生细胞质基质中，C错误；D、2内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成，D正确。故选C。【真题探究6】（2022·山东·高考真题改编）在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法错误的是（       ）A．4℃时线粒体内膜上的电子传递受阻B．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸产热多C．与25℃时相比，4℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，生成的ATP减少【答案】A【解析】【分析】NDP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶，即NDP可抑制ATP的合成。【详解】A、与25℃相比，4℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，说明电子传递未受阻，A错误；BC、与25℃相比，短时间低温4℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，消耗的葡萄糖量多， BC正确；D、DNP使H+不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低，导致ATP合成减少， D正确。故选A。【真题探究7】（2021·广东高考真题）秸杆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）培养酵母菌并探究细胞呼吸（如图）。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．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布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【分析】图示为探究酵母菌进行无氧呼吸的装置示意图。酵母菌无氧呼吸的产物是乙醇和CO2。检测乙醇的方法是：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。检测CO2的方法是：CO2可以使澄清的石灰水变混浊，也可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。【详解】A、检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误； C、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；D、乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。故选D。【真题探究8】（2021·全国乙卷高考真题）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【分析】酵母菌是兼性厌氧生物，有氧呼吸的产物是二氧化碳和水，无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳。【详解】A、酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；BC、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、还原性的氢，并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合题意，C不符合题意；D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CO2，D不符合题意。故选B。【真题探究9】（2021·1月浙江选考）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（　　）A．呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升B．呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少C．用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现D．果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生【答案】C【分析】乙烯能促进果实成熟和衰老；糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，该过程1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子，并释放出少量能量， 形成少量 ATP。【详解】A、苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；\B、糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1 个葡萄糖分子被分解成 2 个含 3 个碳原子的化合物分子，分解过程中释放出少量能量， 形成少量 ATP，故糖酵解过程中没有CO2产生，B错误；C、乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；D、果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。故选C。【真题探究10】（2021湖北） 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】【分析】1、自由水与结合水的比值越高，新陈代谢越旺盛，抗逆性越差。2、水果、蔬菜的储藏应选择零上低温、低氧等环境条件。【详解】A、常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐贮藏，A正确；B、密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；C、细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，C错误；D、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“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”可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓，D正确。故选C。