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2020年高考生物一轮复习（创新版）文档：必修1第3单元细胞的能量供应和利用第9讲 学案
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第9讲 ATP的主要来源——细胞呼吸
[考纲明细] 1.细胞呼吸(Ⅱ) 2.实验：探究酵母菌的呼吸方式
考点1 细胞呼吸的类型及过程
1．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。
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
①有氧呼吸过程中，水的利用发生在第二阶段，水的产生发生在第三阶段，氧的利用发生在第三阶段，CO2的产生发生在第二阶段。因此，CO2中的氧来自葡萄糖和水，生成物水中的氧来自O2。
②有氧呼吸过程中在线粒体内进行的有第二、三阶段，释放能量最多的是第三阶段。
③有氧呼吸过程中能产生[H]的步骤有第一、二阶段，产生的[H]的作用是与氧气结合形成水，并释放大量能量。
(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。
。
(4)能量的释放与去向
①有氧呼吸3个阶段都释放能量，产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。
3．无氧呼吸
(1)概念：细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解，产生C2H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸)，释放出少量能量，生成少量ATP的过程。
(2)场所：全过程是在细胞质基质中发生的。
(3)过程
(4)反应式
①产物为酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。
②产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。
(5)能量的释放与去向
①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。
②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
[特别提醒] (1)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。
(2)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。
(3)有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸无水生成且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
(4)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(5)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(6)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
(7)有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄糖，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。
深挖教材
(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和乳酸中，少部分释放，而释放的能量大部分以热能形式散失，少部分生成ATP。
(3)人在剧烈运动和静息状态下CO2产生量与O2吸收量大小关系是否相同？CO2产生场所有无变化？为什么？
提示 相同。无变化。因为人在无氧呼吸时不产生CO2，只有有氧呼吸时在线粒体基质中产生CO2。
4．有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
1．(必修1 P92应用2)检测汽车司机是否喝酒的方法是让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾的硅胶。
2．(必修1 P93小字)肌细胞内的肌质体由大量变形的线粒体组成，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。
3．(必修1 P94相关信息)[H]实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
1．(必修1 P96基础题T2改编)将酵母菌研磨离心后，得到上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未离心的匀浆分别装入甲、乙、丙三支试管中，各加入等量的葡萄糖溶液，经适当处理，保温一段时间，下列叙述错误的是( )
A．甲试管的最终产物是乙醇和CO2
B．乙试管的最终产物是乙醇、CO2和H2O
C．丙试管有大量的ATP产生
D．丙试管产生的CO2最多
答案 B
解析 甲试管中是上清液，含有细胞质基质，在缺氧的条件下，能将葡萄糖氧化成CO2和酒精，A正确；乙试管中是沉淀物，含有线粒体，线粒体不能氧化分解葡萄糖，所以乙试管中不发生反应，B错误；丙试管含有细胞质基质和线粒体，在有氧条件下，能将葡萄糖氧化成CO2和水，释放大量能量，并且生成的CO2多于无氧呼吸生成的，C、D正确。
2．(必修1 P96拓展题改编)人、鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是________。在这些生物的细胞呼吸过程中，葡萄糖等分子中稳定的化学能释放出来，除一部分__________中外，其余的则__________，可以直接用于提升体温；ATP水解释放出的能量，除了_________________外，有一部分也能__________，用于提升体温。而维持体温的相对稳定，还需复杂的调节机制。
答案 细胞呼吸 储存在ATP 转化成热能 维持各项生命活动 转化成热能
题组 细胞呼吸中物质和能量分析
1．下图表示生物体内部分物质之间的变化，下列说法正确的是( )
A．过程a只能在植物的叶肉细胞内进行
B．过程c的每个阶段都有[H]生成
C．过程b能在酵母菌缺氧时进行
D．过程d只有乳酸菌能进行
答案 C
解析 过程a表示光合作用，植物叶肉细胞可以进行，原核生物蓝藻也可以，A错误；过程c为有氧呼吸，只有第一阶段和第二阶段产生[H]，B错误；过程b为产酒精的无氧呼吸，酵母菌属于兼性厌氧型生物，酵母菌在无氧条件下进行产酒精的无氧呼吸，C正确；过程d为产乳酸的无氧呼吸，除了乳酸菌外，动物和人、甜菜块根、玉米的胚等均可发生，D错误。
题后归纳
细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结
(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质中。而无氧呼吸中不存在水的生成与参与。
(2)CO2：在有氧呼吸的第二阶段线粒体基质中产生，或者在产酒精的无氧呼吸的第二阶段细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。
(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段细胞质基质中产生。
(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。
(5)丙酮酸：其作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以反应物可参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。
(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。
变式训练
[1－1] 甲图是细胞呼吸示意图，乙图是某细胞器结构示意图。下列说法中正确的是( )
A．①②④阶段均放出少量能量
B．水参与第④阶段的反应，该过程发生在乙图中的b处
C．人体细胞分解等量的葡萄糖，③阶段释放CO2的量是④阶段的1/3
D．①⑤分别发生在乙图中的a、c处
答案 B
解析 ①阶段为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②阶段为产乳酸的无氧呼吸的第二阶段，④阶段为有氧呼吸的第二阶段，②阶段无能量的释放，①④阶段有少量的能量释放，A错误；水参与有氧呼吸的第二阶段，即甲图中④阶段，该过程发生的场所为线粒体基质，即b处，B正确；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不会产生CO2，C错误；①阶段发生的场所为细胞质基质，⑤阶段发生的场所为线粒体内膜，D错误。
[1－2] 下列有关人体细胞呼吸的说法，正确的是( )
A．[H]只在有氧呼吸的第二阶段产生，第三阶段与O2结合形成水
B．无氧呼吸第二阶段能产生少量ATP
C．以葡萄糖为底物时，若细胞CO2释放量等于O2吸收量，则细胞只进行有氧呼吸
D．有氧呼吸的第三阶段ADP的消耗量最大
答案 D
解析 有氧呼吸第一、第二阶段都产生[H]，A错误；无氧呼吸第二阶段不释放能量，不产生ATP，B错误；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，因此人体以葡萄糖为底物时，若细胞CO2释放量等于O2吸收量，细胞也可能在有氧呼吸的同时进行无氧呼吸，C错误；有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合形成水产生大量ATP，因此ADP的消耗量最大，D正确。
题组 细胞呼吸类型的判断及相关计算
2．(2019·宁夏育才高三月考)在a、b、c、d四种条件下，以葡萄糖为呼吸底物，分别测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表，下列叙述正确的是( )
A．a条件下，葡萄糖被彻底氧化分解，产物除了CO2还有酒精
B．b条件下，产生的CO2只来自线粒体
C．c条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的
D．d条件下，O2参加反应的场所在线粒体基质
答案 C
解析 a条件下，O2吸收量为0，CO2释放量为10，说明此过程不进行有氧呼吸，CO2全是酒精发酵产生的，因此，葡萄糖没有被彻底氧化分解，A错误；b条件下，CO2的释放量>O2的吸收量，说明此时该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，所以产生的CO2来自细胞质基质和线粒体，B错误；c条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖是4÷6＝，无氧呼吸消耗的葡萄糖是(6－4)÷2＝1，所以有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的，C正确；d条件下O2吸收量和CO2释放量相等，此时只进行有氧呼吸，而CO2是在有氧呼吸的第二阶段产生，其场所为线粒体基质，O2参加反应的场所在线粒体内膜上，D错误。
技法提升
1．判断细胞呼吸方式的三大依据
呼吸商(RQ)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标；RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量，由于细胞呼吸底物不同，呼吸状况不同，其RQ值也不同；
(1)若RQ>1，表明CO2释放量>O2吸收量，应为无氧呼吸、有氧呼吸并存，且无氧呼吸也产生CO2。
(2)若RQ＝1，则细胞进行有氧呼吸，可能存在产物为乳酸的无氧呼吸且呼吸底物为葡萄糖。
(3)若RQ<1，则细胞中O2吸收量大于CO2释放量，表明此时呼吸底物可能有“脂质”(因脂质氧化分解时耗氧量较大)。
2．细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)无氧呼吸：葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
变式训练
[2－1] (曲线类)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势如图所示。下列叙述错误的是( )
A．在12～24 h期间，此时的呼吸方式主要是无氧呼吸
B．在12～24 h期间，呼吸的产物是水和二氧化碳
C．第12 h到胚根长出期间，有机物总量下降
D．胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高
答案 B
解析 由图可看出：12～24 h期间CO2释放速率远远大于O2吸收速率，所以此时细胞呼吸的方式主要为无氧呼吸，A正确；12～24 h期间，细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，因此呼吸作用的产物有水、CO2、酒精，B错误；12 h到胚根长出期间，有机物不断消耗，C正确；胚根长出后，有氧呼吸明显增强，D正确。
[2－2] (柱形图类)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A．氧浓度为a时，最适储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精、乳酸
B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，只进行有氧呼吸
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案 B
解析 氧气浓度为a时，细胞呼吸作用强，不适于储藏该植物器官，A错误；分析题图可知，氧气浓度为b时，氧气的吸收量为3，有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5，无氧呼吸释放的CO2为5，无氧呼吸消耗的葡萄糖是2.5，因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，B正确；氧气浓度为c时，CO2释放量大于O2吸收量，说明此时细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸，C错误；氧气浓度为d时，细胞呼吸吸收的O2与释放的CO2的量相等，细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，D错误。
[2－3] (呼吸商类)(2018·河南洛阳一模)呼吸商(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。下图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系。以下叙述中，正确的是( )
A．呼吸商越大，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 B
解析 在以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中，CO2释放量等于O2吸收量，这说明呼吸商为1时，只进行有氧呼吸，当呼吸商大于1时存在无氧呼吸。故呼吸商越大，细胞无氧呼吸越强，有氧呼吸越弱，B点的有氧呼吸强度要大于A点有氧呼吸的强度，A错误，B正确；C点时呼吸商为1，只进行有氧呼吸，此时有机物消耗较多，C错误；有氧呼吸强度随氧分压增大而增强，但到一定程度后不再增加，D错误。
实验6 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌为兼性厌氧型微生物，其细胞呼吸方式为有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。
(2)细胞呼吸产物的检测
②酒精的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
2．实验步骤
(1)配制酵母菌培养液
①葡萄糖溶液煮沸的目的：加热杀死杂菌；排出葡萄糖溶液中溶解的氧气。
②葡萄糖溶液煮沸后冷却的目的：防止酵母菌体在高温下死亡。
(2)设计对比实验
①图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是吸收CO2，保证通入酵母菌培养液中的气体不含CO2，避免对实验结果的干扰。
②图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是让酵母菌将瓶中氧气耗尽，保证通入澄清石灰水的是无氧呼吸产生的CO2。
3．产物检测与实验现象
4．实验结论
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的CO2和水，在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2。
深挖教材
实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？
提示 此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。
1．下图为“探究酵母菌细胞的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是( )
A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则d瓶内的溶液会变黄
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若c瓶和e瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
答案 C
解析 该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲、乙组互为对照组，A错误；d瓶酵母菌进行无氧呼吸，生成酒精，在酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色，而b瓶酵母菌进行有氧呼吸，不生成酒精，加入酸性重铬酸钾溶液无灰绿色出现，B错误；b瓶酵母菌进行有氧呼吸，产生二氧化碳速率较快，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较短，d瓶酵母菌进行无氧呼吸，产生二氧化碳速率较慢，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较长，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，但产生的量不等，可以根据浑浊程度判断酵母菌的呼吸方式，D错误。
2．如图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述错误的是( )
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，以便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CO2
D．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 D
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、丁试管中产生CO2的多少，A正确；对试管中的液体进行灭菌，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，因此通入乙试管的空气必须除去CO2，C正确；Ca(OH)2溶液可用溴麝香草酚蓝水溶液替代，酸性重铬酸钾溶液可以用来检测乙、丙中有无酒精的生成，D错误。
考点2 影响细胞呼吸的因素及应用
1．影响细胞呼吸的外部因素分析
2．细胞呼吸原理的应用
(1)包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。
(2)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸。
(3)及时松土有利于植物根系生长。
(4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。
(5)利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
(6)利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
(7)利用葡萄糖、乳酸菌发酵生产酸奶。
深挖教材
(1)影响植物细胞呼吸的内部因素可能有哪些？
提示 内部因素主要由遗传特性决定：
①植物种类；
②器官种类：＞；
③生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。
(2)水果、蔬菜和种子储存条件有何不同？
提示 水果、蔬菜需要低温(零上)、低氧、高CO2浓度、适宜水分条件下储存；种子需要低温、低氧、高CO2浓度、干燥条件储存。
氧气影响细胞呼吸的曲线的分析
绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随O2浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与O2浓度之间的关系，可用下图表示(呼吸底物为葡萄糖)。
(1)当O2浓度为0时(图中A点)，细胞只进行无氧呼吸，A点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度；此时细胞呼吸的场所只有细胞质基质，没有线粒体。
(2)当产生的CO2量比吸收的O2量多时，有氧呼吸与无氧呼吸共存(图中AC段)；此时细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
(3)C点以后，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸；产生的CO2量与吸收的O2量相等。此时细胞呼吸的场所仍然是细胞质基质和线粒体。但当O2浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随O2浓度的增大而增强，这主要是受呼吸酶数量或温度等因素的影响。
(4)当产生的CO2总量最少(E点)时，组织细胞呼吸作用最弱，代谢最缓慢，有机物消耗量相对最少，在对应的该O2浓度下保存瓜果、蔬菜效果较好。
(5)B点时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2的量相等，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。
(6)AOC面积代表无氧呼吸释放CO2量。
题组 单因素对细胞呼吸的影响
1．(O2浓度)甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。相关叙述不正确的是( )
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应于乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应于乙图中的CD段
C．甲图中c对应的氧浓度是最适合贮藏植物器官的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
答案 B
解析 甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2，不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应于乙图中的AC区段上的某点，B错误；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少，即细胞呼吸最弱时对应的氧浓度(甲图中的c)，C正确；氧浓度为d时，CO2释放量与O2吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
2．(温度)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图。下列叙述正确的是( )
A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
答案 B
解析 果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO2浓度会增加，B正确，C错误；由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。
3．(CO2浓度)(2018·黄山八校联考)将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48 h后，贮藏在温度为1 ℃的冷库内。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每10天取样一次，测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol)，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论正确的是( )
A．贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸
B．第10 d时，细胞中的ATP完全来自线粒体
C．第20 d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
D．第40 d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
答案 C
解析 根据曲线中10 d后二氧化碳与氧气的比值大于1，可知贮藏前用CO2处理后的蓝莓可进行无氧呼吸，A错误；第10 d时二氧化碳与氧气的比值等于1，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞内ATP来自线粒体和细胞质基质，B错误；第20 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值更大，说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的二氧化碳量更多，因此，未处理组蓝莓无氧呼吸产生的乙醇量高于CO2处理组，C正确；第40 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值为2，假设有氧呼吸吸收的氧气量为a，则无氧呼吸释放的二氧化碳量也为a，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2，D错误。
题组 多因素对细胞呼吸的影响
4．为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析错误的是( )
A．根据变化规律，表中10 ℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3 ℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%上升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱
答案 C
解析 根据表中数据的变化规律可知，在10 ℃、1.0%条件下的数据应大于3.6小于35.2，所以53.7这个数据可能是错误的，A正确；温度为3 ℃、O2含量为3.0%时，CO2的释放量最少，是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合，B正确；分析表格数据可知，O2含量从20.0%升至40.0%时，细胞呼吸释放的CO2的量基本不变，说明O2含量已经达到饱和，O2含量不再是限制呼吸强度的因素，C错误；在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，随着O2含量的增加，细胞无氧呼吸逐渐减弱，D正确。
5．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，有关叙述错误的是( )
A．O2浓度为0时，细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B．O2浓度低于20%时，30 ℃、35 ℃两温度对有氧呼吸速率影响不大
C．由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和35 ℃之间
D．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
答案 C
解析 O2浓度为0时，细胞只能进行无氧呼吸，此时产生[H]的场所只有细胞质基质，A正确；O2浓度低于20%时，30 ℃和35 ℃两曲线重合在一起，说明此O2浓度下两温度对有氧呼吸速率影响不大，B正确；由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度在20～35 ℃之间，C错误；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，D正确。
题组 细胞呼吸原理在生产中的应用
6．(2018·山东淄博五校联考)下列关于细胞呼吸原理的应用，叙述正确的是( )
A．为了有利于水果和蔬菜的保鲜，最好应放在低氧和零下低温环境下储存，可以有效降低细胞内有机物的消耗
B．对于多数植物来说，土壤板结应及时进行松土透气，促进根系有氧呼吸，防止植物发酵产生乳酸，利于根系的生长和无机盐离子的吸收
C．酵母菌是兼性厌氧型微生物，在充足空气和营养、适宜温度和pH值条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖，在无氧条件下才能产生酒精
D．进行体育运动时不小心引起皮肤表面擦伤，应用创可贴及时包扎伤口，否则破伤风杆菌容易感染伤口表面并大量繁殖
答案 C
解析 零下低温会使水果、蔬菜冻伤，A错误；植物无氧呼吸产生酒精，B错误；酵母菌在有氧条件下能大量繁殖，在无氧条件下才能产生酒精，C正确；破伤风杆菌是厌氧菌，需要使用松软透气的创可贴，否则破伤风杆菌容易感染伤口深处并大量繁殖，D错误。
7．农业生产中，播种深度影响种子细胞的呼吸，因而对不同类型种子播种深度要求不同。花生种子播种时应注意适当浅播，试从生理学角度找出花生种子需浅播的原因( )
A．花生种子萌发时进行有氧呼吸
B．花生属双子叶植物，离地面近，幼苗易出土
C．花生种子中贮存的脂肪较一般种子多，分解时需氧量大
D．花生种子的营养贮存在子叶中
答案 C
解析 糖类是生物体的主要能源物质，脂肪是生物体的主要储能物质，由于脂肪的碳氢比例比较高，因此脂肪释放的能量较多，消耗氧气量较高，花生种子含有的脂肪较多，分解时需氧量大，所以花生种子需浅播，有利于种子细胞的有氧呼吸。
一、细胞呼吸方式的判断
1．实验装置及原理
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)：
装置1中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，红色液滴移动的距离代表细胞呼吸作用吸收的O2量。装置2中红色液滴移动的距离代表细胞呼吸作用吸收的O2量与产生的CO2量的差值。
2．实验结果预测和结论
3．物理误差的校正
为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与实验装置相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
[特别提醒] (1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。
(2)若选用绿色植物作实验材料测定细胞呼吸方式，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰实验，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作为对照。
1．如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)，下列有关实验装置和结果的分析，错误的是( )
A．通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸
B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸
C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
D．用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移
答案 D
解析 烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的CO2，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗氧气的量，因此通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸，A正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的CO2量与消耗O2量的差值，如果液滴移动说明酵母菌进行了无氧呼吸，如果液滴不移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸，B正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，说明有O2的消耗，可以推断出酵母菌进行了有氧呼吸，装置2中液滴右移，说明细胞呼吸释放的CO2量多于O2的消耗量，推断出酵母菌还进行了无氧呼吸，C正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于利用葡萄糖作为能源物质不可能出现O2的消耗量大于CO2的释放量的情况，所以装置2中液滴不可能向左移，D错误。
2．由于萌发的种子所占体积小，代谢水平高，因此，常用作生物实验材料。下面三个装置以萌发的种子为材料，研究呼吸作用的产物及方式。据图回答下列问题：
(1)为排除微生物对实验效果的干扰，常将萌发的种子进行________处理。
(2)为使实验结果科学严谨，应设置对照实验。结合上述三套实验装置，确定实验目的，并确定对照实验的设置情况(将①～⑥补充完整)：
(3)增设对照实验后，乙组两个装置中有色液滴如何移动，证明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸？
_________________________________________
_________________________________________。
答案 (1)消毒
(2)①探究呼吸作用是否产生热量 ②等量的加热杀死的萌发种子
③探究萌发种子的呼吸作用方式 ④将NaOH溶液换成等量的清水
⑤探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2 ⑥等量的加热杀死的萌发种子
(3)含NaOH溶液的装置中有色液滴左移，含清水的装置中有色液滴右移
解析 (1)为排除微生物呼吸作用的影响，种子必须进行消毒处理。
(2)从三个装置中所给的仪器可以判断出“待观测指标”，再根据待观测指标推断出实验目的，由实验目的确定出对照实验的设置情况。甲装置：温度计→测定萌发种子是否产生热量→推断出实验目的为“探究呼吸作用是否产生热量”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。乙装置：有色液滴移动情况→容器内气体体积变化情况→推断出实验目的为“探究萌发种子的呼吸作用方式”→NaOH溶液吸收CO2，可更换为不吸收CO2的清水作为对照。丙装置：澄清的石灰水能否变混浊→是否产生CO2→推断出实验目的为“探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。
(3)乙装置增设对照实验后，在含NaOH溶液的装置中，无论有氧呼吸还是无氧呼吸所产生的CO2都被NaOH溶液吸收，而O2消耗会使装置中气体体积减小，故有色液滴左移。在含清水的装置中进行的有氧呼吸不会引起装置中气体体积变化，但是无氧呼吸会使装置中气体体积变大，故有色液滴右移。
二、细胞呼吸速率的测定
1．装置：如图所示。
2．指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。
3．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，刻度管内的有色液滴左移。单位时间内液滴左移的距离可表示呼吸速率。
4．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，为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置进行灭菌、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，将所用的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。
说明：用脂肪(或脂质)含量高的种子(如油料种子)做测定实验，则液滴移动更明显(因其消耗O2量更大)。
3．如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列叙述错误的是( )
A．试管内加入的试剂是NaOH溶液
B．温水的作用是使瓶内温度相对稳定
C．实验中细玻璃管内的红墨水向右移动
D．该装置直接测定动物呼吸释放的CO2量
答案 D
解析 该装置通过瓶内的气压变化来测定动物的呼吸速率。由于呼吸作用过程中有CO2和O2两种气体的变化，因此通过在试管内放NaOH溶液来吸收CO2，消除CO2对瓶内气压的影响，测出动物呼吸时所消耗的O2量，而不是直接测得动物呼吸时所释放的CO2量，A正确，D错误；将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定，由于动物呼吸消耗O2会让瓶内的气压降低，因此红墨水会向右移动，B、C正确。
4．(2018·河南漯河高级中学二模)下图是探究小鼠在不同温度下呼吸速率(用单位时间的耗氧量表示)的实验装置，打开夹子A，可使水检压计左右水平；关闭夹子A，用注射器向广口瓶中注入5 mL O2，水检压计左侧液面升高，记录左右液面重新相平时所用的时间。下列叙述错误的是( )
A．用注射器向广口瓶中注入5 mL氧气后要立刻关闭夹子B
B．测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值
C．小鼠在25 ℃时的呼吸速率高于10 ℃时的呼吸速率
D．NaOH的作用是排除小鼠呼吸产生的CO2对实验结果的干扰
答案 C
解析 用注射器向广口瓶中注入5 mL氧气后要立刻关闭夹子B，否则氧气袋及注射器中的氧气会影响实验结果，从而不能保证广口瓶内的气体变化只是由小鼠的呼吸作用引起的，A正确；测定小鼠的呼吸速率要在安静的状态下进行，需要多次重复实验，最后取平均值，B正确；小鼠为恒温动物，为保持体温，在10 ℃时，代谢加强，呼吸速率大于25 ℃时的呼吸速率，C错误；NaOH的作用是排除小鼠呼吸产生的CO2对实验结果的干扰，使实验中气体的变化仅为氧气的变化，D正确。
高考热点突破
1．(2018·全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，下列说法错误的是( )
A．风干种子中有机物的消耗减慢
B．风干种子上微生物不易生长繁殖
C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D．风干种子中结合水与自由水的比值大
答案 C
解析 风干的种子中自由水含量极少，细胞呼吸作用强度非常弱，因此有机物消耗减慢，A正确，C错误；风干的种子含水量少，不利于微生物的生长繁殖，B正确；风干的种子中自由水含量极少，导致结合水与自由水的比值增大，D正确。
2．(2018·全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
答案 C
解析 植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼吸，A正确；食物链上的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用，B正确；有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物因细胞的不同而不同，有的产生CO2和酒精，有的产生乳酸，C错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D正确。
3．(2016·北京高考)葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程( )
A．在无氧条件下不能进行 B．只能在线粒体中进行
C．不需要能量的输入 D．需要酶的催化
答案 D
解析 酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2，在无氧呼吸的第一阶段生成ATP，A错误；无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行，B错误；ADP转化成ATP需要能量的输入和ATP合成酶的催化，C错误，D正确。
4．(2016·上海高考)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体，适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有( )
①酒精 ②乳酸 ③CO2 ④H2O ⑤ATP
A．①③⑤ B．②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤
答案 D
解析 由题意可知，白肌细胞的呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸两种，因此白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有CO2、H2O、ATP、乳酸。
5．(2015·上海高考)下列细胞中，其无氧呼吸过程会以乳酸为主要产物的是( )
A．密闭塑料袋中苹果的细胞
B．用于制作酒酿的酵母菌
C．剧烈奔跑时的马骨骼肌细胞
D．浇水过多的青菜根部细胞
答案 C
解析 苹果、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，A、B错误；剧烈奔跑时马骨骼肌细胞进行无氧呼吸可产生乳酸，C正确；浇水过多的青菜根细胞进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，D错误。
6．(2015·安徽高考)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是______________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a．_________________________________________；
b．_________________________________________。
答案 (1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO2 O2
(2)选取的果实成熟度还应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验
解析 (1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率，即呼吸速率，与25 ℃相比，0.5 ℃时细胞呼吸相关酶的活性较低，故呼吸速率较低；由于果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，所以该密闭容器中CO2浓度越来越高，O2浓度越来越低，故该实验还可通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。
(2)根据实验设计的单一变量原则，选取果实的成熟度还应一致，避免无关变量对实验结果的影响；根据实验设计的重复性原则，为使实验结果更可靠，还应在每个温度条件下设置多个实验组进行平行重复实验。
[考纲明细] 1.细胞呼吸(Ⅱ) 2.实验：探究酵母菌的呼吸方式
考点1 细胞呼吸的类型及过程
1．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。
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
①有氧呼吸过程中，水的利用发生在第二阶段，水的产生发生在第三阶段，氧的利用发生在第三阶段，CO2的产生发生在第二阶段。因此，CO2中的氧来自葡萄糖和水，生成物水中的氧来自O2。
②有氧呼吸过程中在线粒体内进行的有第二、三阶段，释放能量最多的是第三阶段。
③有氧呼吸过程中能产生[H]的步骤有第一、二阶段，产生的[H]的作用是与氧气结合形成水，并释放大量能量。
(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。
。
(4)能量的释放与去向
①有氧呼吸3个阶段都释放能量，产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。
3．无氧呼吸
(1)概念：细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解，产生C2H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸)，释放出少量能量，生成少量ATP的过程。
(2)场所：全过程是在细胞质基质中发生的。
(3)过程
(4)反应式
①产物为酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。
②产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。
(5)能量的释放与去向
①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。
②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
[特别提醒] (1)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。
(2)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。
(3)有氧呼吸与无氧呼吸产物最大的区别是无氧呼吸无水生成且无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
(4)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(5)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(6)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
(7)有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄糖，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。
深挖教材
(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和乳酸中，少部分释放，而释放的能量大部分以热能形式散失，少部分生成ATP。
(3)人在剧烈运动和静息状态下CO2产生量与O2吸收量大小关系是否相同？CO2产生场所有无变化？为什么？
提示 相同。无变化。因为人在无氧呼吸时不产生CO2，只有有氧呼吸时在线粒体基质中产生CO2。
4．有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
1．(必修1 P92应用2)检测汽车司机是否喝酒的方法是让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾的硅胶。
2．(必修1 P93小字)肌细胞内的肌质体由大量变形的线粒体组成，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。
3．(必修1 P94相关信息)[H]实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
1．(必修1 P96基础题T2改编)将酵母菌研磨离心后，得到上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未离心的匀浆分别装入甲、乙、丙三支试管中，各加入等量的葡萄糖溶液，经适当处理，保温一段时间，下列叙述错误的是( )
A．甲试管的最终产物是乙醇和CO2
B．乙试管的最终产物是乙醇、CO2和H2O
C．丙试管有大量的ATP产生
D．丙试管产生的CO2最多
答案 B
解析 甲试管中是上清液，含有细胞质基质，在缺氧的条件下，能将葡萄糖氧化成CO2和酒精，A正确；乙试管中是沉淀物，含有线粒体，线粒体不能氧化分解葡萄糖，所以乙试管中不发生反应，B错误；丙试管含有细胞质基质和线粒体，在有氧条件下，能将葡萄糖氧化成CO2和水，释放大量能量，并且生成的CO2多于无氧呼吸生成的，C、D正确。
2．(必修1 P96拓展题改编)人、鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是________。在这些生物的细胞呼吸过程中，葡萄糖等分子中稳定的化学能释放出来，除一部分__________中外，其余的则__________，可以直接用于提升体温；ATP水解释放出的能量，除了_________________外，有一部分也能__________，用于提升体温。而维持体温的相对稳定，还需复杂的调节机制。
答案 细胞呼吸 储存在ATP 转化成热能 维持各项生命活动 转化成热能
题组 细胞呼吸中物质和能量分析
1．下图表示生物体内部分物质之间的变化，下列说法正确的是( )
A．过程a只能在植物的叶肉细胞内进行
B．过程c的每个阶段都有[H]生成
C．过程b能在酵母菌缺氧时进行
D．过程d只有乳酸菌能进行
答案 C
解析 过程a表示光合作用，植物叶肉细胞可以进行，原核生物蓝藻也可以，A错误；过程c为有氧呼吸，只有第一阶段和第二阶段产生[H]，B错误；过程b为产酒精的无氧呼吸，酵母菌属于兼性厌氧型生物，酵母菌在无氧条件下进行产酒精的无氧呼吸，C正确；过程d为产乳酸的无氧呼吸，除了乳酸菌外，动物和人、甜菜块根、玉米的胚等均可发生，D错误。
题后归纳
细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结
(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质中。而无氧呼吸中不存在水的生成与参与。
(2)CO2：在有氧呼吸的第二阶段线粒体基质中产生，或者在产酒精的无氧呼吸的第二阶段细胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。
(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段细胞质基质中产生。
(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。
(5)丙酮酸：其作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以反应物可参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为细胞质基质。
(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。
变式训练
[1－1] 甲图是细胞呼吸示意图，乙图是某细胞器结构示意图。下列说法中正确的是( )
A．①②④阶段均放出少量能量
B．水参与第④阶段的反应，该过程发生在乙图中的b处
C．人体细胞分解等量的葡萄糖，③阶段释放CO2的量是④阶段的1/3
D．①⑤分别发生在乙图中的a、c处
答案 B
解析 ①阶段为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，②阶段为产乳酸的无氧呼吸的第二阶段，④阶段为有氧呼吸的第二阶段，②阶段无能量的释放，①④阶段有少量的能量释放，A错误；水参与有氧呼吸的第二阶段，即甲图中④阶段，该过程发生的场所为线粒体基质，即b处，B正确；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不会产生CO2，C错误；①阶段发生的场所为细胞质基质，⑤阶段发生的场所为线粒体内膜，D错误。
[1－2] 下列有关人体细胞呼吸的说法，正确的是( )
A．[H]只在有氧呼吸的第二阶段产生，第三阶段与O2结合形成水
B．无氧呼吸第二阶段能产生少量ATP
C．以葡萄糖为底物时，若细胞CO2释放量等于O2吸收量，则细胞只进行有氧呼吸
D．有氧呼吸的第三阶段ADP的消耗量最大
答案 D
解析 有氧呼吸第一、第二阶段都产生[H]，A错误；无氧呼吸第二阶段不释放能量，不产生ATP，B错误；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，因此人体以葡萄糖为底物时，若细胞CO2释放量等于O2吸收量，细胞也可能在有氧呼吸的同时进行无氧呼吸，C错误；有氧呼吸第三阶段[H]与O2结合形成水产生大量ATP，因此ADP的消耗量最大，D正确。
题组 细胞呼吸类型的判断及相关计算
2．(2019·宁夏育才高三月考)在a、b、c、d四种条件下，以葡萄糖为呼吸底物，分别测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表，下列叙述正确的是( )
A．a条件下，葡萄糖被彻底氧化分解，产物除了CO2还有酒精
B．b条件下，产生的CO2只来自线粒体
C．c条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的
D．d条件下，O2参加反应的场所在线粒体基质
答案 C
解析 a条件下，O2吸收量为0，CO2释放量为10，说明此过程不进行有氧呼吸，CO2全是酒精发酵产生的，因此，葡萄糖没有被彻底氧化分解，A错误；b条件下，CO2的释放量>O2的吸收量，说明此时该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，所以产生的CO2来自细胞质基质和线粒体，B错误；c条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖是4÷6＝，无氧呼吸消耗的葡萄糖是(6－4)÷2＝1，所以有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的，C正确；d条件下O2吸收量和CO2释放量相等，此时只进行有氧呼吸，而CO2是在有氧呼吸的第二阶段产生，其场所为线粒体基质，O2参加反应的场所在线粒体内膜上，D错误。
技法提升
1．判断细胞呼吸方式的三大依据
呼吸商(RQ)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标；RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量，由于细胞呼吸底物不同，呼吸状况不同，其RQ值也不同；
(1)若RQ>1，表明CO2释放量>O2吸收量，应为无氧呼吸、有氧呼吸并存，且无氧呼吸也产生CO2。
(2)若RQ＝1，则细胞进行有氧呼吸，可能存在产物为乳酸的无氧呼吸且呼吸底物为葡萄糖。
(3)若RQ<1，则细胞中O2吸收量大于CO2释放量，表明此时呼吸底物可能有“脂质”(因脂质氧化分解时耗氧量较大)。
2．细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)无氧呼吸：葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
变式训练
[2－1] (曲线类)某豆科植物种子萌发过程中CO2释放速率和O2吸收速率的变化趋势如图所示。下列叙述错误的是( )
A．在12～24 h期间，此时的呼吸方式主要是无氧呼吸
B．在12～24 h期间，呼吸的产物是水和二氧化碳
C．第12 h到胚根长出期间，有机物总量下降
D．胚根长出后，氧气的吸收量明显增多，说明有氧呼吸速率明显提高
答案 B
解析 由图可看出：12～24 h期间CO2释放速率远远大于O2吸收速率，所以此时细胞呼吸的方式主要为无氧呼吸，A正确；12～24 h期间，细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，因此呼吸作用的产物有水、CO2、酒精，B错误；12 h到胚根长出期间，有机物不断消耗，C正确；胚根长出后，有氧呼吸明显增强，D正确。
[2－2] (柱形图类)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )
A．氧浓度为a时，最适储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精、乳酸
B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
C．氧浓度为c时，只进行有氧呼吸
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
答案 B
解析 氧气浓度为a时，细胞呼吸作用强，不适于储藏该植物器官，A错误；分析题图可知，氧气浓度为b时，氧气的吸收量为3，有氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5，无氧呼吸释放的CO2为5，无氧呼吸消耗的葡萄糖是2.5，因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，B正确；氧气浓度为c时，CO2释放量大于O2吸收量，说明此时细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸，C错误；氧气浓度为d时，细胞呼吸吸收的O2与释放的CO2的量相等，细胞只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，D错误。
[2－3] (呼吸商类)(2018·河南洛阳一模)呼吸商(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。下图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系。以下叙述中，正确的是( )
A．呼吸商越大，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 B
解析 在以葡萄糖为底物的有氧呼吸过程中，CO2释放量等于O2吸收量，这说明呼吸商为1时，只进行有氧呼吸，当呼吸商大于1时存在无氧呼吸。故呼吸商越大，细胞无氧呼吸越强，有氧呼吸越弱，B点的有氧呼吸强度要大于A点有氧呼吸的强度，A错误，B正确；C点时呼吸商为1，只进行有氧呼吸，此时有机物消耗较多，C错误；有氧呼吸强度随氧分压增大而增强，但到一定程度后不再增加，D错误。
实验6 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理
(1)酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌为兼性厌氧型微生物，其细胞呼吸方式为有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。
(2)细胞呼吸产物的检测
②酒精的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
2．实验步骤
(1)配制酵母菌培养液
①葡萄糖溶液煮沸的目的：加热杀死杂菌；排出葡萄糖溶液中溶解的氧气。
②葡萄糖溶液煮沸后冷却的目的：防止酵母菌体在高温下死亡。
(2)设计对比实验
①图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是吸收CO2，保证通入酵母菌培养液中的气体不含CO2，避免对实验结果的干扰。
②图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是让酵母菌将瓶中氧气耗尽，保证通入澄清石灰水的是无氧呼吸产生的CO2。
3．产物检测与实验现象
4．实验结论
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的CO2和水，在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2。
深挖教材
实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？
提示 此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。
1．下图为“探究酵母菌细胞的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是( )
A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则d瓶内的溶液会变黄
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若c瓶和e瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
答案 C
解析 该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲、乙组互为对照组，A错误；d瓶酵母菌进行无氧呼吸，生成酒精，在酸性条件下重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色，而b瓶酵母菌进行有氧呼吸，不生成酒精，加入酸性重铬酸钾溶液无灰绿色出现，B错误；b瓶酵母菌进行有氧呼吸，产生二氧化碳速率较快，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较短，d瓶酵母菌进行无氧呼吸，产生二氧化碳速率较慢，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较长，C正确；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，但产生的量不等，可以根据浑浊程度判断酵母菌的呼吸方式，D错误。
2．如图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述错误的是( )
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，以便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CO2
D．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 D
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、丁试管中产生CO2的多少，A正确；对试管中的液体进行灭菌，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，因此通入乙试管的空气必须除去CO2，C正确；Ca(OH)2溶液可用溴麝香草酚蓝水溶液替代，酸性重铬酸钾溶液可以用来检测乙、丙中有无酒精的生成，D错误。
考点2 影响细胞呼吸的因素及应用
1．影响细胞呼吸的外部因素分析
2．细胞呼吸原理的应用
(1)包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。
(2)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸。
(3)及时松土有利于植物根系生长。
(4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。
(5)利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
(6)利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
(7)利用葡萄糖、乳酸菌发酵生产酸奶。
深挖教材
(1)影响植物细胞呼吸的内部因素可能有哪些？
提示 内部因素主要由遗传特性决定：
①植物种类；
②器官种类：＞；
③生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。
(2)水果、蔬菜和种子储存条件有何不同？
提示 水果、蔬菜需要低温(零上)、低氧、高CO2浓度、适宜水分条件下储存；种子需要低温、低氧、高CO2浓度、干燥条件储存。
氧气影响细胞呼吸的曲线的分析
绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随O2浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与O2浓度之间的关系，可用下图表示(呼吸底物为葡萄糖)。
(1)当O2浓度为0时(图中A点)，细胞只进行无氧呼吸，A点对应的纵坐标大小表示无氧呼吸的强度；此时细胞呼吸的场所只有细胞质基质，没有线粒体。
(2)当产生的CO2量比吸收的O2量多时，有氧呼吸与无氧呼吸共存(图中AC段)；此时细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
(3)C点以后，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸；产生的CO2量与吸收的O2量相等。此时细胞呼吸的场所仍然是细胞质基质和线粒体。但当O2浓度达到一定值后，有氧呼吸强度不再随O2浓度的增大而增强，这主要是受呼吸酶数量或温度等因素的影响。
(4)当产生的CO2总量最少(E点)时，组织细胞呼吸作用最弱，代谢最缓慢，有机物消耗量相对最少，在对应的该O2浓度下保存瓜果、蔬菜效果较好。
(5)B点时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2的量相等，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。
(6)AOC面积代表无氧呼吸释放CO2量。
题组 单因素对细胞呼吸的影响
1．(O2浓度)甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。相关叙述不正确的是( )
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应于乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应于乙图中的CD段
C．甲图中c对应的氧浓度是最适合贮藏植物器官的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
答案 B
解析 甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2，不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应于乙图中的AC区段上的某点，B错误；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少，即细胞呼吸最弱时对应的氧浓度(甲图中的c)，C正确；氧浓度为d时，CO2释放量与O2吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
2．(温度)科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图。下列叙述正确的是( )
A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃慢，是因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
答案 B
解析 果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO2浓度会增加，B正确，C错误；由于酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。
3．(CO2浓度)(2018·黄山八校联考)将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48 h后，贮藏在温度为1 ℃的冷库内。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每10天取样一次，测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol)，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论正确的是( )
A．贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸
B．第10 d时，细胞中的ATP完全来自线粒体
C．第20 d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
D．第40 d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
答案 C
解析 根据曲线中10 d后二氧化碳与氧气的比值大于1，可知贮藏前用CO2处理后的蓝莓可进行无氧呼吸，A错误；第10 d时二氧化碳与氧气的比值等于1，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞内ATP来自线粒体和细胞质基质，B错误；第20 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值更大，说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的二氧化碳量更多，因此，未处理组蓝莓无氧呼吸产生的乙醇量高于CO2处理组，C正确；第40 d，未处理组蓝莓的二氧化碳与氧气的比值为2，假设有氧呼吸吸收的氧气量为a，则无氧呼吸释放的二氧化碳量也为a，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2，D错误。
题组 多因素对细胞呼吸的影响
4．为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者在遮光状态下，测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和O2含量条件下的CO2释放量，结果如下表(表中数据为相对值)。下列有关分析错误的是( )
A．根据变化规律，表中10 ℃、1.0%条件下的数据很可能是错误的
B．温度为3 ℃、O2含量为3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C．O2含量从20.0%上升至40.0%时，O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D．在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱
答案 C
解析 根据表中数据的变化规律可知，在10 ℃、1.0%条件下的数据应大于3.6小于35.2，所以53.7这个数据可能是错误的，A正确；温度为3 ℃、O2含量为3.0%时，CO2的释放量最少，是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合，B正确；分析表格数据可知，O2含量从20.0%升至40.0%时，细胞呼吸释放的CO2的量基本不变，说明O2含量已经达到饱和，O2含量不再是限制呼吸强度的因素，C错误；在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，随着O2含量的增加，细胞无氧呼吸逐渐减弱，D正确。
5．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，有关叙述错误的是( )
A．O2浓度为0时，细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B．O2浓度低于20%时，30 ℃、35 ℃两温度对有氧呼吸速率影响不大
C．由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和35 ℃之间
D．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
答案 C
解析 O2浓度为0时，细胞只能进行无氧呼吸，此时产生[H]的场所只有细胞质基质，A正确；O2浓度低于20%时，30 ℃和35 ℃两曲线重合在一起，说明此O2浓度下两温度对有氧呼吸速率影响不大，B正确；由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度在20～35 ℃之间，C错误；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，D正确。
题组 细胞呼吸原理在生产中的应用
6．(2018·山东淄博五校联考)下列关于细胞呼吸原理的应用，叙述正确的是( )
A．为了有利于水果和蔬菜的保鲜，最好应放在低氧和零下低温环境下储存，可以有效降低细胞内有机物的消耗
B．对于多数植物来说，土壤板结应及时进行松土透气，促进根系有氧呼吸，防止植物发酵产生乳酸，利于根系的生长和无机盐离子的吸收
C．酵母菌是兼性厌氧型微生物，在充足空气和营养、适宜温度和pH值条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖，在无氧条件下才能产生酒精
D．进行体育运动时不小心引起皮肤表面擦伤，应用创可贴及时包扎伤口，否则破伤风杆菌容易感染伤口表面并大量繁殖
答案 C
解析 零下低温会使水果、蔬菜冻伤，A错误；植物无氧呼吸产生酒精，B错误；酵母菌在有氧条件下能大量繁殖，在无氧条件下才能产生酒精，C正确；破伤风杆菌是厌氧菌，需要使用松软透气的创可贴，否则破伤风杆菌容易感染伤口深处并大量繁殖，D错误。
7．农业生产中，播种深度影响种子细胞的呼吸，因而对不同类型种子播种深度要求不同。花生种子播种时应注意适当浅播，试从生理学角度找出花生种子需浅播的原因( )
A．花生种子萌发时进行有氧呼吸
B．花生属双子叶植物，离地面近，幼苗易出土
C．花生种子中贮存的脂肪较一般种子多，分解时需氧量大
D．花生种子的营养贮存在子叶中
答案 C
解析 糖类是生物体的主要能源物质，脂肪是生物体的主要储能物质，由于脂肪的碳氢比例比较高，因此脂肪释放的能量较多，消耗氧气量较高，花生种子含有的脂肪较多，分解时需氧量大，所以花生种子需浅播，有利于种子细胞的有氧呼吸。
一、细胞呼吸方式的判断
1．实验装置及原理
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)：
装置1中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，红色液滴移动的距离代表细胞呼吸作用吸收的O2量。装置2中红色液滴移动的距离代表细胞呼吸作用吸收的O2量与产生的CO2量的差值。
2．实验结果预测和结论
3．物理误差的校正
为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与实验装置相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
[特别提醒] (1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。
(2)若选用绿色植物作实验材料测定细胞呼吸方式，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰实验，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作为对照。
1．如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)，下列有关实验装置和结果的分析，错误的是( )
A．通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸
B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸
C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
D．用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移
答案 D
解析 烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的CO2，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗氧气的量，因此通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸，A正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的CO2量与消耗O2量的差值，如果液滴移动说明酵母菌进行了无氧呼吸，如果液滴不移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸，B正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，说明有O2的消耗，可以推断出酵母菌进行了有氧呼吸，装置2中液滴右移，说明细胞呼吸释放的CO2量多于O2的消耗量，推断出酵母菌还进行了无氧呼吸，C正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于利用葡萄糖作为能源物质不可能出现O2的消耗量大于CO2的释放量的情况，所以装置2中液滴不可能向左移，D错误。
2．由于萌发的种子所占体积小，代谢水平高，因此，常用作生物实验材料。下面三个装置以萌发的种子为材料，研究呼吸作用的产物及方式。据图回答下列问题：
(1)为排除微生物对实验效果的干扰，常将萌发的种子进行________处理。
(2)为使实验结果科学严谨，应设置对照实验。结合上述三套实验装置，确定实验目的，并确定对照实验的设置情况(将①～⑥补充完整)：
(3)增设对照实验后，乙组两个装置中有色液滴如何移动，证明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸？
_________________________________________
_________________________________________。
答案 (1)消毒
(2)①探究呼吸作用是否产生热量 ②等量的加热杀死的萌发种子
③探究萌发种子的呼吸作用方式 ④将NaOH溶液换成等量的清水
⑤探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2 ⑥等量的加热杀死的萌发种子
(3)含NaOH溶液的装置中有色液滴左移，含清水的装置中有色液滴右移
解析 (1)为排除微生物呼吸作用的影响，种子必须进行消毒处理。
(2)从三个装置中所给的仪器可以判断出“待观测指标”，再根据待观测指标推断出实验目的，由实验目的确定出对照实验的设置情况。甲装置：温度计→测定萌发种子是否产生热量→推断出实验目的为“探究呼吸作用是否产生热量”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。乙装置：有色液滴移动情况→容器内气体体积变化情况→推断出实验目的为“探究萌发种子的呼吸作用方式”→NaOH溶液吸收CO2，可更换为不吸收CO2的清水作为对照。丙装置：澄清的石灰水能否变混浊→是否产生CO2→推断出实验目的为“探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2”→对照实验应为不能进行呼吸作用的“死种子”。
(3)乙装置增设对照实验后，在含NaOH溶液的装置中，无论有氧呼吸还是无氧呼吸所产生的CO2都被NaOH溶液吸收，而O2消耗会使装置中气体体积减小，故有色液滴左移。在含清水的装置中进行的有氧呼吸不会引起装置中气体体积变化，但是无氧呼吸会使装置中气体体积变大，故有色液滴右移。
二、细胞呼吸速率的测定
1．装置：如图所示。
2．指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。
3．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，刻度管内的有色液滴左移。单位时间内液滴左移的距离可表示呼吸速率。
4．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，为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置进行灭菌、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，将所用的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。
说明：用脂肪(或脂质)含量高的种子(如油料种子)做测定实验，则液滴移动更明显(因其消耗O2量更大)。
3．如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列叙述错误的是( )
A．试管内加入的试剂是NaOH溶液
B．温水的作用是使瓶内温度相对稳定
C．实验中细玻璃管内的红墨水向右移动
D．该装置直接测定动物呼吸释放的CO2量
答案 D
解析 该装置通过瓶内的气压变化来测定动物的呼吸速率。由于呼吸作用过程中有CO2和O2两种气体的变化，因此通过在试管内放NaOH溶液来吸收CO2，消除CO2对瓶内气压的影响，测出动物呼吸时所消耗的O2量，而不是直接测得动物呼吸时所释放的CO2量，A正确，D错误；将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定，由于动物呼吸消耗O2会让瓶内的气压降低，因此红墨水会向右移动，B、C正确。
4．(2018·河南漯河高级中学二模)下图是探究小鼠在不同温度下呼吸速率(用单位时间的耗氧量表示)的实验装置，打开夹子A，可使水检压计左右水平；关闭夹子A，用注射器向广口瓶中注入5 mL O2，水检压计左侧液面升高，记录左右液面重新相平时所用的时间。下列叙述错误的是( )
A．用注射器向广口瓶中注入5 mL氧气后要立刻关闭夹子B
B．测定小鼠的呼吸速率需要多次重复进行，最后取平均值
C．小鼠在25 ℃时的呼吸速率高于10 ℃时的呼吸速率
D．NaOH的作用是排除小鼠呼吸产生的CO2对实验结果的干扰
答案 C
解析 用注射器向广口瓶中注入5 mL氧气后要立刻关闭夹子B，否则氧气袋及注射器中的氧气会影响实验结果，从而不能保证广口瓶内的气体变化只是由小鼠的呼吸作用引起的，A正确；测定小鼠的呼吸速率要在安静的状态下进行，需要多次重复实验，最后取平均值，B正确；小鼠为恒温动物，为保持体温，在10 ℃时，代谢加强，呼吸速率大于25 ℃时的呼吸速率，C错误；NaOH的作用是排除小鼠呼吸产生的CO2对实验结果的干扰，使实验中气体的变化仅为氧气的变化，D正确。
高考热点突破
1．(2018·全国卷Ⅱ)有些作物的种子入库前需要经过风干处理，与风干前相比，下列说法错误的是( )
A．风干种子中有机物的消耗减慢
B．风干种子上微生物不易生长繁殖
C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D．风干种子中结合水与自由水的比值大
答案 C
解析 风干的种子中自由水含量极少，细胞呼吸作用强度非常弱，因此有机物消耗减慢，A正确，C错误；风干的种子含水量少，不利于微生物的生长繁殖，B正确；风干的种子中自由水含量极少，导致结合水与自由水的比值增大，D正确。
2．(2018·全国卷Ⅲ)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
答案 C
解析 植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼吸，A正确；食物链上的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级(除了最高营养级)和被分解者分解利用，B正确；有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物因细胞的不同而不同，有的产生CO2和酒精，有的产生乳酸，C错误；植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D正确。
3．(2016·北京高考)葡萄酒酿制期间，酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程( )
A．在无氧条件下不能进行 B．只能在线粒体中进行
C．不需要能量的输入 D．需要酶的催化
答案 D
解析 酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2，在无氧呼吸的第一阶段生成ATP，A错误；无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行，B错误；ADP转化成ATP需要能量的输入和ATP合成酶的催化，C错误，D正确。
4．(2016·上海高考)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体，适合无氧呼吸、进行剧烈运动。白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有( )
①酒精 ②乳酸 ③CO2 ④H2O ⑤ATP
A．①③⑤ B．②④⑤ C．①③④⑤ D．②③④⑤
答案 D
解析 由题意可知，白肌细胞的呼吸方式有无氧呼吸和有氧呼吸两种，因此白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有CO2、H2O、ATP、乳酸。
5．(2015·上海高考)下列细胞中，其无氧呼吸过程会以乳酸为主要产物的是( )
A．密闭塑料袋中苹果的细胞
B．用于制作酒酿的酵母菌
C．剧烈奔跑时的马骨骼肌细胞
D．浇水过多的青菜根部细胞
答案 C
解析 苹果、酵母菌无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，A、B错误；剧烈奔跑时马骨骼肌细胞进行无氧呼吸可产生乳酸，C正确；浇水过多的青菜根细胞进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，D错误。
6．(2015·安徽高考)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。
(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是______________________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a．_________________________________________；
b．_________________________________________。
答案 (1)低温降低了细胞呼吸相关酶活性 CO2 O2
(2)选取的果实成熟度还应一致 每个温度条件下至少有3个平行重复实验
解析 (1)该实验测定蓝莓果实的CO2生成速率，即呼吸速率，与25 ℃相比，0.5 ℃时细胞呼吸相关酶的活性较低，故呼吸速率较低；由于果实进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，所以该密闭容器中CO2浓度越来越高，O2浓度越来越低，故该实验还可通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。
(2)根据实验设计的单一变量原则，选取果实的成熟度还应一致，避免无关变量对实验结果的影响；根据实验设计的重复性原则，为使实验结果更可靠，还应在每个温度条件下设置多个实验组进行平行重复实验。
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