2025版高考生物一轮总复习必修1第3单元细胞的能量供应和利用第2讲细胞呼吸课件

这是一份2025版高考生物一轮总复习必修1第3单元细胞的能量供应和利用第2讲细胞呼吸课件，共60页。PPT课件主要包含了考情研读·备考定位，二氧化碳和水，ATP，2过程，细胞质基质，3过程，精准命题，酶活性，有氧呼吸，自由水等内容，欢迎下载使用。
考点一　细胞呼吸的类型及过程
必备知识 · 夯实基础
知|识|巩|固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_____________，释放能量，生成___________的过程。
(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 ml葡萄糖释放的能量中有977.28 kJ左右的能量转移至_______中，其余能量则以热能形式散失。
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)场所：全过程是在_______________中进行的。
(4)放能：1 ml葡萄糖释放_________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。
思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)原核细胞无线粒体，不能进行有氧呼吸。(　　 )(2)葡萄糖进入线粒体氧化分解。(　　 )(3)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。(　　 )(4)细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(　　 )(5)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。(　　 )
延|伸|探|究有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，比如慢跑、骑自行车等。在有氧运动时，体内积存的糖分会被氧化而消耗，同时脂肪也会加快“燃烧”，是健康的减肥方法，并且能增加心肺功能。无氧运动是肌肉在缺氧的状态下高速剧烈的运动，例如，举重、百米冲刺、摔跤等。无氧运动过后能增大肌肉和脂肪的比率，增加肌肉新陈代谢率，提高身体免疫力。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。
1．有氧呼吸与有机物在体外燃烧有什么不同？对生物体有何意义？提示：(1)与体外燃烧相比，有氧呼吸过程温和，能量经过一系列的化学反应逐级释放；有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失。(2)对生物体的意义：使有机物中的能量逐步转移到ATP中，逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用，而且有利于维持细胞的相对稳定状态。
2．“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？提示：在无氧运动中，肌细胞因氧气不足，要靠乳酸发酵来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。3．无氧呼吸过程中能量的去路有哪些？提示：(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。(3)释放的能量中少部分储存在ATP中。
4．若分解底物均为葡萄糖，则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于O2消耗量，是否正确？为什么？提示：不正确，由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2，只有有氧呼吸才能产生CO2，因此肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等。
剖析难点 · 考点突破
重|难|精|讲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。
考向一　考查细胞呼吸的过程 (2022·全国甲卷)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
解析： 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；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；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；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某些蛋白质的合成，D正确。
〔变式训练1〕　(2024·重庆市期末)研究发现，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”。葡萄糖在癌细胞中的代谢途径如图所示，下列说法错误的是(　　 )A．过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与B．过程③不能生成ATPC．在癌细胞呼吸作用过程中有少量葡萄糖在线粒体中被利用D．“瓦堡效应”导致癌细胞既不产生CO2也不吸收O2
解析： 葡萄糖进入癌细胞的方式属于主动运输，所以过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与，A正确；无氧呼吸第二阶段不产生ATP，B正确；线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖被利用的场所是细胞质基质，C错误；“瓦堡效应”是指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的现象，说明癌细胞进行的是无氧呼吸，由图可知癌细胞进行产生乳酸的无氧呼吸，故D正确。
考向二　结合细胞类型的判断，考查科学思维 (2024·湖南长沙联考)细胞呼吸的呼吸熵为细胞呼吸产生的CO2量与细胞呼吸消耗的O2量的比值。现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，培养条件适宜。据此做出的相关分析错误的是(　　 )A．若测得酵母菌的呼吸熵为1，则混合液中的酵母菌只进行有氧呼吸B．若测得酵母菌的呼吸熵大于1，则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸C．根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，无法确定酵母菌的呼吸方式D．若测得CO2产生量为15 ml，酒精的产生量为6 ml，可推测有2/3的葡萄糖用于有氧呼吸
判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)
〔变式训练2〕　(2024·广东省深圳市龙岗区高三四校联考)甜瓜是一种耐淹性较强的品种。为研究其耐淹性机理，研究人员将甜瓜幼苗进行水淹处理，一段时间后检测幼苗根部和叶片细胞中酶a和酶b的活性，结果如图1所示；图2为甜瓜幼苗细胞中部分代谢途径。下列说法正确的是(　　 )
A．水淹前后，甜瓜幼苗无氧呼吸的产物主要是酒精和CO2B．酶a和酶b均存在于甜瓜幼苗细胞的线粒体基质中C．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程在甜瓜幼苗细胞中均能发生且都能产生少量ATPD．水淹时间越长，酶a和酶b的活性越高，叶的无氧呼吸强度更高
解析：水淹一段时间后酶a和酶b活性增加，但酶a活性远远大于酶b活性，甜瓜幼苗无氧呼吸生成的最主要代谢产物为酒精和CO2而非乳酸，A正确；酶a和酶b均用于催化无氧呼吸第二阶段，发生在细胞质基质中，即酶a和酶b存在部位是细胞质基质，B错误；Ⅱ、Ⅲ过程表示无氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，C错误；水淹时间越长，植物体内积累的酒精会对甜瓜幼苗的叶片细胞和根部都产生严重的伤害，甚至会导致植物死亡，叶的无氧呼吸强度可能会降低，D错误。故选A。
考点二　细胞呼吸的影响因素及应用
知|识|巩|固1．内部因素
2．温度对细胞呼吸的影响(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响_________进而影响细胞呼吸速率。(2)应用①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可______保鲜时间。②提高产量：温室中栽培蔬菜时，夜间适当______温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。
3．氧气浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：O2是_________所必需的，且O2对无氧呼吸过程有____(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用。
(2)应用①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的______呼吸。②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生______。④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生______，防止酒精中毒，烂根死亡。
4．二氧化碳浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会______(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，适当______CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
5．水对细胞呼吸的影响(1)原理①间接影响：细胞内的许多生化反应需要水的参与，_________含量升高，细胞呼吸加快。②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。(2)应用①抑制细胞呼吸：晒干的种子_________含量降低，细胞呼吸减慢，有利于储藏。②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。
思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。(　　 )(2)破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并到医院注射破伤风抗毒血清。(　　 )(3)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。(　　 )
延|伸|探|究1．包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是________________________________________________________________。
为伤口创造透气的环境，避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊
2．结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析：(1)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖______(填“是”或“不是”)一样多，理由是______________________________________________________________________________________________________________。
吸的方程式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二
者消耗的葡萄糖之比是1∶3
(2)在保存蔬菜、水果时，应选择___点对应的O2浓度，理由是________________________________________。(3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。
总CO2释放量最少，有机物的损耗最少
在低氧条件下，无氧呼吸
受到抑制，呼吸强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，呼吸强度也比较弱，
故总的CO2释放量少，呼吸强度弱有机物消耗少
重|难|精|讲1．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(吸胀吸水)，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(渗透吸水)。
2. 影响细胞呼吸因素中的“是”与“不是”(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的，而是多因子因素共同起作用。若需要增大相关植物或器官的细胞呼吸速率，可采取供水、升温、高氧等措施；若需要降低细胞呼吸速率，可以采取干燥、低温、低氧等措施。(2)细胞呼吸的底物不是只有葡萄糖。细胞呼吸的底物可以是糖类、脂质、蛋白质等有机物，主要是葡萄糖。有氧呼吸反应式只适用于葡萄糖的氧化分解过程。
考向一　结合影响细胞呼吸的因素，考查科学思维 (2024·湖北重点中学联考)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，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
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、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。
〔变式训练1〕　(2024·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
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。
考向二　围绕细胞呼吸原理在农业生产中的应用，考查生命观念 (2024·福建厦门期末)下列关于细胞呼吸原理的应用，叙述正确的是(　　 )A．新鲜蔬菜应在零下低温、低氧、湿度适宜的环境中保存B．用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡C．稻田定期排水可防止无氧呼吸产生的乳酸对细胞造成毒害D．温室中夜晚适当降低温度可提高蔬菜的产量解析：新鲜蔬菜应在零上低温、低氧、湿度适宜的环境中保存，A错误；用透气的纱布包扎伤口可避免厌氧细菌增殖，B错误；稻田定期排水可防止无氧呼吸产生的酒精对细胞造成毒害，C错误；温室中夜晚适当降低温度可降低细胞呼吸强度，提高蔬菜的产量，D正确。
〔变式训练2〕　(2024·河南名校联盟)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中，下表中有关措施与目的，叙述正确的是( )
解析： 种子的储藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗，而不是降低有机物的含量，A错误；酵母菌在有氧条件下能快速繁殖，而在无氧条件下，有利于酒精发酵，B错误；水果保鲜的目的是既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以低温是最好的方法，C正确；水稻定期排水，可以提高土壤中氧气的含量，有利于根细胞的有氧呼吸，但不能提高酶的活性，D错误。
考点三　探究酵母菌细胞呼吸的方式及其拓展应用
知|识|巩|固1．实验原理
2．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋5%_________溶液)(2)检测CO2的产生，装置如图所示。注：澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝溶液。
(3)检测酒精的产生：
下面是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。
(1)本实验的自变量是什么？石蜡(油)的作用是什么？空气泵进入乙的空气有什么要求？提示：自变量是氧气的有无。石蜡(油)的作用是将液体与空气隔绝。空气泵进入乙的空气应除去CO2。(2)实验的因变量是什么？检测的结果是什么？提示：实验的因变量是乙、丙中产生CO2的多少。检测的结果是甲中石灰水变浑浊快，丁中石灰水变浑浊慢。(3)实验的无关变量有哪些？提示：实验的无关变量有酵母菌活性和葡萄糖溶液浓度、温度等因素。
重|难|精|讲1．“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式(1)实验设计欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：
(2)实验结果预测和结论
2.种子萌发时呼吸速率的测定(1)实验装置(2)指标及原理①指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2的释放量或O2的吸收量来表示。②原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液滴左移。单位时间内着色液滴左移的距离即表示呼吸速率。
(3)物理误差的校正①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将发芽的种子煮熟)，其他条件均不变。
(4)实验拓展：呼吸底物与着色液滴移动的关系脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，着色液滴移动更明显。
考向一　围绕“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验，考查科学探究能力 (2024·柳州模拟)酵母菌是兼性厌氧型微生物，将活化的酵母菌放入含葡萄糖培养液的烧瓶中，培养液体积占烧瓶内空间的1/3，盖紧瓶塞，在适宜条件下培养。对培养过程中可能出现的现象，分析正确的是(　　 )A．溶液中出现气泡，说明酵母菌只进行有氧呼吸B．溶液中不再出现气泡，说明酵母菌开始进行无氧呼吸C．烧瓶温度先升后降，说明酵母菌无氧呼吸不产生热能D．若用橙色的酸性重铬酸钾溶液检测培养液时变为灰绿色，说明产生了酒精
解析：溶液中出现气泡是有氧呼吸或无氧呼吸产生的CO2所致，A项错误；溶液中不再出现气泡，说明酵母菌不再进行细胞呼吸，B项错误；随瓶中O2的消耗，酵母菌开始进行无氧呼吸，烧瓶温度先升后降，说明酵母菌无氧呼吸产生的热能少，C项错误；用酸性重铬酸钾溶液检测培养液，如果溶液由橙色变为灰绿色，说明产生了酒精，D项正确。
〔变式训练1〕　(2021·广东卷)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
解析：检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g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；CO2可以使溴麝香草酚蓝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；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；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的，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。
考向二　结合探究生物细胞呼吸方式的实验，考查科学探究能力 (2024·平顶山模拟)以下实验可用于研究萌发的种子的呼吸作用。有关分析错误的是(　　 )A．甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量B．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸C．丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理
解析：甲装置中含有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A项正确；乙装置中NaOH溶液可吸收呼吸作用产生的CO2，则有色液滴左移的距离代表呼吸作用消耗的O2量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否能进行有氧呼吸，但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸，B项错误；丙装置中澄清石灰水可检测CO2，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2，C项正确；微生物也会进行呼吸作用，为排除无关变量的影响，三个装置中的种子都必须进行消毒处理，D项正确。
〔变式训练2〕　某生物兴趣小组用如图所示实验装置在一定条件下测定萌发的小麦种子(已消毒)的呼吸速率(仅考虑氧化糖类)。下列有关说法错误的是(　　 )A．若X为无菌水，向试管充入N2，一定时间后可测定小麦种子的无氧呼吸速率B．若X为NaOH溶液，且毛细管中的液滴向左移动，表明种子只进行有氧呼吸C．若X为无菌水，且毛细管中的液滴向右移动，表明种子进行了无氧呼吸D．为了减小误差，可增设放有等量同种死亡种子且其他条件不变的对照组
解析：NaOH溶液的作用是吸收萌发种子呼吸作用产生的CO2，液滴向左移动，是因为广口瓶中氧气减少，说明一定存在有氧呼吸，但不能说明只进行有氧呼吸，B错误。
素养提升 · 强化思维
|情境试题　规范作答|阅读下列材料，回答下列问题：AOX和UCP在植物开花生热中的功能有些植物在开花期能通过有氧呼吸产生大量热能，使花的温度显著高于环境温度，该现象称为“开花生热”。高等植物细胞的有氧呼吸第三阶段，有机物中的电子(e－)经UQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)传递至O2生成水。交替氧化酶(AOX)是一种存在于植物花细胞中的酶，电子可直接通过AOX传递给O2生成H2O，使大量的能量以热能的形式释放①；UCP(离子转运蛋白)能驱散跨膜两侧的H＋电化学势梯度，使能量以热能形式释放②。
(1)图所示膜结构是____________；图中可以运输H＋的是_________________________________________。(2)请推测图中ATP合成酶的功能包括____________。
体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，ATP合成酶和UCP
(3)某些早春开花植物的花细胞中，图示结构中的AOX、UCP含量较高，此时消耗等量有机物经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量_____(填“增多”“不变”或“减少”)，原因是_____________________________________。
有机物中的能量被更多地转
真|题|再|现1．(2023·山东卷)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　　 )A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
解析：玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，说明细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H＋浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成，B正确；转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。故选B。
2．(2023·广东卷)在游泳过程中，参与呼吸作用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．二氧化碳解析：游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，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正确。故选A。
3．(2023·浙江卷)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；等量的葡萄糖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，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。故选C。
4．(2022·河北卷)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
解析：能使溴麝香草酚蓝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。
5．(2022·浙江卷)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
解析：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； 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； 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； 酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件下产生乙醇的原理，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。
6．(2022·山东卷改编)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
解析：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；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，B、C正确；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。
7．(2021·浙江1月选考)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
解析： 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；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 个丙酮酸分子，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；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；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。
8．(2021·湖南卷)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
解析：南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，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”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。
9．(2020·山东卷)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