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高中生物高考3 第三单元 第9讲 ATP及其主要来源——细胞呼吸
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这是一份高中生物高考3 第三单元 第9讲 ATP及其主要来源——细胞呼吸，共27页。试卷主要包含了ATP的结构和功能，实验法判断生物组织的呼吸方式等内容，欢迎下载使用。
第9讲 ATP及其主要来源——细胞呼吸
考点一 ATP的结构和功能
1．ATP的结构和功能
2．ATP和ADP的相互转化过程比较
3．ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
解读：
(必修1 P90“思考与讨论”改编)如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金。这种比喻的道理是__________________________________________________。
答案：糖类和脂肪分子中能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用；这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用
【真题例证·体验】
(2019·高考天津卷)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解
D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
解析：选B。唾液淀粉酶可以在体外适宜条件下水解淀粉，但体外环境中无ATP存在，说明该反应不需要ATP水解提供能量，A不符合题意；生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程，即需要ATP水解提供能量，B符合题意；光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量，C不符合题意；乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要ATP，也不产生ATP，D不符合题意。
【考法纵览·诊断】
(1)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶 [2018·全国卷Ⅰ，T1A](√)
(2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量 [2018·全国卷Ⅲ，T2A](×)
(3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成 [2017·海南卷，T5A](×)
(4)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生，神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP [2016·全国卷Ⅰ，T4A、D](√)
(5)含有2个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一 [2016·海南卷，T11A](×)
(6)DNA与ATP中所含元素的种类相同 [2015·全国卷Ⅰ，T1A](√)
(7)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行 [2014·四川卷，T1D](×)
【长句特训·规范】
回答下列关于ATP的功能与动、植物细胞代谢的问题：
(1)植物细胞可以通过____________________________形成ATP，而动物细胞只能通过________形成ATP。
(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、________、________、________、大脑思考等。
答案：(1)光合作用和细胞呼吸 细胞呼吸 (2)发光发电 肌肉收缩 物质合成
ATP的结构和功能
生命观念
1．(2020·福建三明期末)下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列有关叙述正确的是( )
A．①表示鸟嘌呤
B．放能反应一般与②的断裂相联系
C．在ATP与ADP的相互转化中③可重复利用
D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP
解析：选C。图中①是腺嘌呤，②和④是高能磷酸键，③是磷酸基团，A错误；吸能反应一般与高能磷酸键的断裂相联系，B错误；在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，只是能量不可逆，③磷酸基团可重复利用，C正确；若化学键④断裂，则左边的化合物是AMP，D错误。
2．(2020·山西康杰中学模拟)ATP是细胞内的能量“通货”，下列有关叙述不正确的是( )
A．ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
C．ATP分子是由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D．ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质
解析：选C。ATP中远离腺苷(A)的高能磷酸键更易断裂，也很容易重新合成，ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解，A正确；ATP是直接能源物质，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，B正确；ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成，C错误；ATP是细胞内的直接能源物质，可直接为主动运输、肌肉收缩、大脑思考提供能量，D正确。
不同化合物中“A”的辨析
化合物
结构简式
“A”的含义
共同点
ATP
腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤
ATP的转化和应用
科学思维
3．(2020·山东潍坊期中)细胞内的化学反应伴随着能量的变化。下列相关叙述错误的是( )
A．加入呼吸抑制剂可使细胞中ATP生成减少，ADP生成增加
B．光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量
C．有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中，因此属于吸能反应
D．ATP水解释放的能量也可以用于维持人体体温的相对稳定
答案：C
4．(2020·广东中山期末)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，下列叙述错误的是( )
A．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
D．UTP断裂两个高能磷酸键是构成RNA的基本单位之一
解析：选A。CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，A错误；1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，即鸟嘌呤、核糖和磷酸，B正确；细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，C正确；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，D正确。
考点二 细胞呼吸的方式与过程
1．探究酵母菌细胞的呼吸方式
(1)实验原理
(2)实验步骤
2．有氧呼吸
(1)过程图解
(2)有氧呼吸的总反应式
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
3．无氧呼吸
(1)过程图解
(2)不同生物无氧呼吸的产物
【真题例证·体验】
(2019·高考全国卷Ⅱ)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ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
解析：选B。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项错误；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，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B项正确；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，C项错误；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项错误。
【考法纵览·诊断】
(1)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，T5A](√)
(2)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸 [2017·全国卷Ⅱ，T29节选](√)
(3)若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸 [2017·海南卷，T7B](×)
(4)某染料(氧化型为无色，还原型为红色)可用于种子生活力的鉴定，呼吸作用产生的NADH使染料变成红色 [2017·海南卷，T8B](√)
(5)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸 [2013·全国卷Ⅱ，T3A](√)
(6)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同 [2013·全国卷Ⅱ，T3D](√)
【长句特训·规范】
据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程，回答下列问题：
(1)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________，可在人体细胞中进行的是____________(填序号)。
(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，其原因是________________________________________________________________________。
(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因是__________________，根本原因是___________________。
(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是_______________________________________________。
答案：(1)② ①②④
(2)种子在有氧呼吸过程中产生了水
(3)催化反应的酶不同 基因不同(或基因的选择性表达)
(4)与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量
1．据原子守恒判断有氧呼吸中各元素的去向
反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用。产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。
2．细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
物质
来源
去路
[H] (NADH)
有氧呼吸：C6H12O6和H2O
无氧呼吸：C6H12O6
有氧呼吸：与O2结合生成水
无氧呼吸：还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸：三个阶段都产生
无氧呼吸：只在第一阶段产生
用于各项生命活动
3.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
(1)反应式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量；C6H12O62C3H6O3＋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消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：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：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
4．判断细胞呼吸方式的三大依据
5．实验法判断生物组织的呼吸方式
(1)装置
(2)原理：植物呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的红墨水滴左移。单位时间内红墨水滴左移的体积即表示呼吸速率。
(3)结果分析
①若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴不动，则只进行有氧呼吸。
②若甲红墨水滴不动，乙红墨水滴右移，则只进行无氧呼吸。
③若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴右移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
(4)物理误差的校正：设置丙装置，除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同。
细胞有氧呼吸、无氧呼吸过程
生命观念
1．(2020·河北衡水中学一调)下图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，下列有关叙述正确的是( )
A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体
B．能量2相较于能量1多
C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多
D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞
解析：选B。酶1催化葡萄糖形成丙酮酸，发挥作用的场所是细胞质基质，酶2催化有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，发挥作用的场所是线粒体，A错误；能量1是有氧呼吸第一阶段或无氧呼吸第一阶段产生的，能量2是有氧呼吸第二、三阶段产生的，则能量2相较于能量1多，B正确；酶3催化的是产生C2H5OH的无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，产C2H5OH的无氧呼吸产生的CO2比有氧呼吸少，C错误；C2H5OH是脂溶性物质，可通过自由扩散运出细胞，D错误。
2．(2020·黑龙江青冈高三模拟)下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a过程会加快
解析：选D。a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生H2O，无氧呼吸中的产乳酸途径也不产生CO2；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸；c过程表示ATP水解释放能量，用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间”，是主要的产能场所，不是主要的耗能场所；寒冷时，人体会加快新陈代谢，增加产热，因此a过程会加快。
细胞呼吸方式的判断与计算
科学思维
3．(2020·北师大广东石竹附校月考)若酵母菌呼吸消耗的O2与释放CO2的量如图所示，图中四种状态下，有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值，正确的是( )
A．甲，1/5 B．乙，1/3
C．丙，2/3 D．丁，2/3
解析：选C。酵母菌有氧呼吸分解1分子葡萄糖，消耗6分子O2，产生6分子CO2；无氧呼吸分解1分子葡萄糖，不消耗O2，产生2分子CO2。甲状态下，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1/6，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为(6－1)/2＝5/2，故有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值为1/15；同理，可求出乙、丙状态下的比值依次为1/6、2/3，丁状态下只进行有氧呼吸，C正确。
4．(2020·安徽合肥高三调研)实验小组将等量的某植物种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中，1小时后，测出容器中O2和CO2的变化情况如下表：
O2浓度/%
0
1
2
3
5
7
10
15
20
25
O2吸收量/mol
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.7
0.7
CO2释放量/mol
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.7
0.7
据表分析以下叙述正确的是( )
A．在O2浓度为0～3%时只进行无氧呼吸
B．有氧呼吸的强度随O2浓度升高而增强
C．在O2浓度为5%时，种子只进行有氧呼吸
D．无氧呼吸的产物是乳酸和CO2
解析：选C。O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，表中O2浓度为1%～3%时，CO2的释放量大于O2的吸收量，细胞既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸，A错误；O2浓度为15%～25%时，随着O2浓度的上升，细胞呼吸强度不变，B错误；在O2浓度为5%时，CO2的释放量和O2的吸收量相等，种子只进行有氧呼吸，C正确；该植物种子无氧呼吸的产物有酒精和CO2，D错误。
5．有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的物质的量如下图所示。据图中信息推断，下列叙述错误的是( )
A．当O2浓度为a时，酵母菌没有进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B．当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同
C．当O2浓度为c时， 有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．a、b、c、d 4种不同O2浓度下，细胞都能产生[H]和ATP
解析：选C。当O2浓度为a时，酒精产生量与CO2产生量相等，说明此时只进行无氧呼吸，A项正确。当O2浓度为b时，产生CO2的量多于产生酒精的量，说明酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸；当O2浓度为d时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，因此当O2浓度为b、d时，酵母菌细胞呼吸过程有所不同，B项正确。当O2浓度为c时，产生6 mol酒精的同时会产生6 mol CO2，需
要消耗3 mol葡萄糖，剩余的9 mol CO2来自有氧呼吸，需消耗1.5 mol葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵，C项错误。无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都能产生[H]和ATP，D项正确。
细胞呼吸方式的探究
科学探究
6．(2020·安徽合肥九中暑期检测)下面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物，下列有关分析不正确的是( )
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CO2
D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验
解析：选B。甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A正确；乙装置中NaOH溶液可吸收种子呼吸产生的CO2，有色液滴左移的距离代表细胞呼吸消耗的O2量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行了有氧呼吸，该装置无法证明种子萌发是否进行无氧呼吸，B错误；丙装置中澄清的石灰水可检测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正确；种子未进行消毒处理，附着在种子表面的微生物进行的细胞呼吸会对实验结果产生干扰，实验过程中的其他无关变量也会影响实验结果，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验，D正确。
考点三 影响细胞呼吸的因素及其应用
1．影响细胞呼吸的外部因素分析
项目
温度
O2浓度
水分
影响
原理
影响酶的活性
决定细胞呼吸类型和强度
自由水含量较高时细胞呼吸旺盛
坐标
曲线
实践
应用
①在零上低温下贮存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培过程中，适当增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量
通过降低O2浓度来抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，来延长蔬菜、水果的保鲜时间
贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗
2.细胞呼吸原理的应用
(1)对有氧呼吸原理的应用
①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。
②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。
③利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
(2)对无氧呼吸原理的应用
①利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
②破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。
【真题例证·体验】
(2019·高考全国卷Ⅲ)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A．有机物总量减少，呼吸强度增强
B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱
D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
解析：选A。种子在黑暗中萌发得到黄化苗，该过程中细胞代谢增强，呼吸强度增强，由于整个过程中不能进行光合作用，而且细胞呼吸需要消耗有机物，所以有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。
【考法纵览·诊断】
(1)风干种子中细胞呼吸作用的强度高 [2018·全国卷Ⅱ，T4C](×)
(2)与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的O2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CO2浓度变化来计算呼吸速率 [2015·安徽卷，T29节选](×)
(3)萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是萌发中的种子只有呼吸作用消耗有机物，没有光合作用合成有机物 [2014·海南卷，T26节选](√)
(4)种子呼吸速率下降有利于干物质合成 [2013·安徽卷，T3D](×)
(5)若测得种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3，则种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为3∶1 [2013·山东卷，T25节选](×)
【长句特训·规范】
O2影响细胞呼吸的曲线分析：
(1)O2浓度在2.5%～10%之间时、在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式的区别是________________________________________________。
(2)O2浓度为C点所对应浓度时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖量________(填“是”或“不是”)一样多，理由是________________________________________________________________。
(3)在保存蔬菜、水果时，应选择________点对应的O2浓度，原因是________________________________________________________________________。
答案：(1)O2浓度在2.5%～10%之间时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸
(2)不是 根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖量之比是1∶3
(3)R 此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少
环境因素对细胞呼吸的影响
科学思维
1．(2020·宁德高三质检)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，结果如图所示。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
解析：选B。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项错误；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项正确，C项错误；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项错误。
2．(2021·预测)人体运动强度与O2消耗量和血液中乳酸含量的关系如下图(底物均是葡萄糖)。下列说法错误的是( )
A．运动状态下，肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量
B．运动强度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍
C．无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中
D．若运动强度长时间超过c，肌细胞积累大量乳酸使肌肉有酸痛感
解析：选C。由题图可知，运动状态下，肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，其中有氧呼吸产生的CO2量等于消耗的O2量，而无氧呼吸既不消耗O2也不产生CO2，A正确；有氧呼吸消耗1分子葡萄糖需要6分子O2，无氧呼吸消耗1分子葡萄糖生成2分子乳酸，运动强度为c时，O2的消耗量≈乳酸生成量(因血液中原有少量乳酸)，无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍，B正确；无氧呼吸过程中有机物发生不彻底的氧化分解，一部分能量储存在有机物中，一部分以热能形式散失，其余的转移到ATP中，C错误；若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力，D正确。
细胞呼吸原理的应用
社会责任
3．(2020·福建漳州一模)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生酒精而烂根
B．包扎伤口时选用透气消毒纱布主要是防止包扎部位的组织细胞缺氧
C．皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后，感染的破伤风杆菌容易大量繁殖
D．利用粮食和酵母菌进行酿酒，在控制通气时需先通入空气一段时间再控制无氧条件
解析：选B。稻田定期排水，能防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精，A正确；包扎伤口时，选择透气的消毒纱布包扎，能避免厌氧微生物的繁殖，B错误；皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后，较深伤口处的无氧环境适合破伤风杆菌大量繁殖，C正确；利用酵母菌制酒时先通入空气一段时间有利于酵母菌大量繁殖，然后再密封创造无氧环境使其进行酒精发酵，D正确。
4．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，正确的是( )
选项
应用
措施
目的
A
贮藏种子
晒干
降低有机物含量，降低细胞呼吸
B
酵母菌酿酒
密封
加快酵母菌繁殖，有利于酒精发酵
C
水果保鲜
低温
降低酶的活性，降低细胞呼吸
D
水稻生长
定期排水
提高酶的活性，促进有氧呼吸
解析：选C。种子的贮藏，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。
[易误警示]
易错点1 对ATP认识的4个误区
[点拨] (1)ATP与ADP的相互转化不可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。
(2)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量。
(3)不可误认为细胞中含有大量ATP：事实上，细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等物质的水解也都需要消耗水。
易错点2 误认为线粒体可彻底分解葡萄糖
[点拨] 真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解，只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。
易错点3 混淆有氧呼吸过程中氢元素和氧元素的来
源和去路
[点拨] (1)氢元素：葡萄糖、H2O(反应物)→[H]→H2O。
(2)氧元素
易错点4 误认为无氧呼吸两个阶段都产生ATP
[点拨] 无氧呼吸过程共产生2个ATP，而这2个ATP只产自第一阶段，第二阶段不产生ATP。
易错点5 脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量
[点拨] 脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。
易错点6 储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同
[点拨] (1)蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。
(2)种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。
[纠错体验]
1．下列说法错误的是( )
A．绿色植物通过光合作用形成的ATP不能用于吸收矿质元素
B．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量照样达到动态平衡
C．有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定是有氧呼吸
D．无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中
答案：C
2．下列关于细胞呼吸过程的叙述，错误的是( )
A．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸
B．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧环境下
C．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中
D．乳酸菌细胞内，细胞呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H]
答案：B
3．(2020·贵州贵阳一中高三适应性月考)下列关于人体细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的叙述，错误的是( )
A．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸比有氧呼吸产生的[H]少
B．成熟的红细胞主要是通过有氧呼吸产生ATP的
C．剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸不会破坏内环境pH的相对稳定
D．无氧呼吸时，只在第一阶段释放能量
答案：B
4．下列关于细胞呼吸应用的叙述，正确的是( )
A．人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供
B．储藏水果时为减少有机物的消耗，应放在完全无氧的环境中
C．当O2浓度为零时，细胞呼吸强度可能不等于零
D．小麦种子风干脱水后，细胞的呼吸强度增强
答案：C
1．(2020·河北衡水中学调研)下列涉及ATP的相关叙述，错误的是( )
A．苯和乙醇的跨膜运输都不需要消耗ATP
B．ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成
C．ATP中有两个高能磷酸键，远离A的高能磷酸键易断裂而释放能量
D．葡萄糖和果糖合成蔗糖为放能反应，此反应正常进行需要ATP提供能量
解析：选D。苯和乙醇通过自由扩散的方式出入细胞，其跨膜运输都不需要消耗ATP，A正确；ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，B正确；ATP中有两个高能磷酸键，远离A的高能磷酸键易断裂而释放能量，C正确；葡萄糖和果糖合成蔗糖为消耗ATP的吸能反应，D错误。
2．(2020·河北唐山一模)线粒体在合成ATP时，下列条件不需要的是( )
A．基质中含有O2 B．基质中含有ADP
C．基质中含有NADPH D．基质中含有丙酮酸
解析：选C。当线粒体基质中存在O2时，细胞质基质中的丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段，合成少量的ATP，且可发生有氧呼吸第三阶段，合成大量ATP，A、D不符合题意；合成ATP的原料是ADP和Pi，B不符合题意；NADPH是光合作用光反应阶段产生的，用于暗反应过程中三碳化合物的还原，细胞呼吸中产生的[H]是指NADH，C符合题意。
3．(2020·广东肇庆模拟)在人体细胞的呼吸过程中，下列变化一定不发生在细胞质基质中的是( )
A．丙酮酸的生成 B．丙酮酸的转化
C．乳酸的生成 D．CO2的生成
解析：选D。丙酮酸为细胞呼吸第一阶段的产物，细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，A不符合题意；人体细胞呼吸过程中，丙酮酸的转化是指无氧呼吸第二阶段产生乳酸的过程，发生在细胞质基质，B、C不符合题意；人体细胞只有在进行有氧呼吸第二阶段时才能产生CO2，发生在线粒体基质，D符合题意。
4．下列有关人体细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．有氧呼吸和无氧呼吸的每个阶段都有ATP的合成
B．细胞呼吸产物H2O中的氢不仅仅来自葡萄糖
C．若消耗的O2等于生成的CO2，只进行有氧呼吸
D．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都要产生NADPH
解析：选B。无氧呼吸在第二阶段不产生ATP，A错误；有氧呼吸产生的H2O中的氢来自葡萄糖和反应物H2O，B正确；人体无氧呼吸时既不吸收O2也不放出CO2，若细胞呼吸过程中消耗的O2等于生成的CO2，则不能确定只进行有氧呼吸，C错误；有氧呼吸和无氧呼吸过程都要产生NADH，光合作用产生的[H]是NADPH，D错误。
5．(2020·上海静安模拟)下图是细胞呼吸过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表生理过程发生的场所，①至③代表生理过程，甲、乙代表物质。下列有关叙述正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ都具有双层生物膜
B．甲、乙分别代表丙酮酸和[H]
C．①放能最多，③放能最少
D．Ⅲ位于线粒体基质中
解析：选B。据图分析，Ⅰ表示细胞质基质，Ⅱ表示线粒体基质，Ⅲ表示线粒体内膜，A、D错误；甲表示丙酮酸，乙表示[H]，B正确；图示三个过程中，③释放的能量最多，C错误。
6．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是( )
氧浓度( %)
a
b
c
d
产生CO2的量
9 mol
12.5 mol
15 mol
30 mol
产生酒精的量
9 mol
6.5 mol
6 mol
0 mol
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
解析：选D。酵母菌无氧呼吸时产生的酒精和CO2的量相等，故a浓度时，酵母菌只进行无氧呼吸，没有进行有氧呼吸，A错误；b浓度时，有6.5÷2＝3.25(mol)葡萄糖用于无氧呼吸，有(12.5－6.5)÷6＝1(mol)葡萄糖用于有氧呼吸，酵母菌有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率，B错误；c浓度时，有6÷2＝3(mol)葡萄糖用于无氧呼吸，有(15－6)÷6＝1.5(mol)葡萄糖用于有氧呼吸，故用于酒精发酵的葡萄糖约占66.7%，C错误；d浓度时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，D正确。
7．(2020·河北武邑中学上学期一调)下图表示某绿色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，最适于贮藏该植物器官
B．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
C．氧浓度为d时，无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等
D．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
解析：选D。氧浓度为a时，只有CO2的释放，没有O2的吸收，此时植物只进行无氧呼吸，不利于储藏该植物器官，A错误；氧浓度为d时，植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸最弱，B、C错误；氧气浓度为b时，O2的吸收量为3，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为3÷6＝0.5，此时无氧呼吸释放的CO2量为8－3＝5，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是5÷2＝2.5，因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，D正确。
8．(2020·福建龙岩期末)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述，正确的是( )
A．被锈钉扎伤后，破伤风杆菌容易在伤口表面大量繁殖
B．稻田定期排水，可防止幼根因缺氧导致乳酸中毒变黑、腐烂
C．中耕松土可促进根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收
D．用透气的消毒纱布包扎伤口，可为伤口细胞提供足够的氧气促进伤口愈合
解析：选C。破伤风杆菌是厌氧型细菌，伤口表面存在氧气，破伤风杆菌不会在伤口表面大量繁殖，伤口深处为无氧环境，破伤风杆菌容易在伤口深处大量繁殖，A错误；水稻无氧呼吸的产物有酒精，没有乳酸，B错误；中耕及时松土，避免土壤板结，可促进根细胞的有氧呼吸，C正确；用透气的消毒纱布包扎伤口，可避免破伤风杆菌等厌氧微生物的大量繁殖，D错误。
9．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答下列问题：
(1)ATP的结构简式是____________，神经细胞中的ATP主要来自____________(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________________________________________________________________。
(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的__________________属于无关变量，应予以排除。
解析：(1)ATP的结构简式是A—P～P～P。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的ATP主要来自线粒体。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成。(2)ATP脱去1个磷酸基团为ADP，脱去两个磷酸基团为AMP，AMP是组成RNA的基本单位之一，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(3)若要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，典型神经递质是实验的无关变量，可以设法把ATP与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即用化学物质阻断典型神经递质。
答案：(1)A—P～P～P 线粒体 ATP与ADP相互迅速转化 (2)腺苷 (3)典型神经递质
10．最近一篇发表于《自然》杂志的论文提出了颠覆性的观点：乳酸不仅是无氧条件下的代谢产物，更可能是人体最重要的代谢中间物和能量载体。同时，它还可能是癌细胞最重要的直接营养来源。请回答下列问题：
(1)人体肌细胞无氧呼吸时，乳酸的产生场所是________。无氧呼吸________(填“主要在第一阶段”“只在第一阶段”或“在第一阶段和第二阶段”)释放出少量的能量，生成少量的ATP。乳酸的增加对血浆pH影响不大的原因是________________________________________________________________________。
(2)若要研究乳酸在能量供应中所占的比例，可采用________法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸等物质在血液循环中的流量。
(3)研究人员发现小鼠在禁食状态下，除大脑以葡萄糖作为主要能源物质以外，其他组织细胞中参与细胞呼吸的葡萄糖几乎为零，而乳酸等物质约占一半，由此说明________________________________________________________________________。
(4)研究人员试图通过实验探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源。实验室可提供肺癌细胞和必备的实验材料，请你写出简要的实验设计过程：________________________________________________________________。
解析：(1)人体无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是乳酸；无氧呼吸第一阶段可以释放少量能量，产生少量ATP，而第二阶段不能释放能量；由于血浆中有缓冲物质的存在，所以无氧呼吸产生的乳酸不会导致血浆pH的明显变化。(2)可采用同位素标记法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸等物质在血液循环中的流量，研究乳酸在能量供应中所占的比例。(3)根据题意分析可知，小鼠在禁食状态下，葡萄糖消耗量很少，而乳酸等物质则约占一半，说明禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸。(4)实验的目的是探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源，因此实验的自变量是营养物质的种类，根据实验的一般原则设计实验过程：在适宜的条件下，用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺癌细胞，一段时间后，统计两组中肺癌细胞的数量。
答案：(1)细胞质基质 只在第一阶段 血浆中含有缓冲物质 (2)同位素标记 (3)禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸 (4)在适宜的条件下，用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺癌细胞，一段时间后，统计两组中肺癌细胞的数量
11．(2020·湖北武汉调研)马拉松是典型的耐力型运动项目，有氧供能是马拉松运动供能的主要方式。改善运动肌利用氧是马拉松项目首要解决的问题之一。下图是两个运动员在不同运动强度下进行测试，测得血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系。
回答下列问题：
(1)在测试中，运动员的运动肌细胞产生ATP的场所有________________________________________________________________________。
(2)测试结果表明，血液中乳酸含量与摄氧量呈正相关。摄氧量增加反而乳酸含量也增加的原因是________________________________________________。
据图分析，运动员________________更适合从事马拉松运动。
(3)等质量的脂肪含有的能量比糖类多。在运动过程中，运动员可通过饮用运动饮料补充水、无机盐和能量。为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，一般宜选用________(填“单糖”或“脂肪”)作为补充能量的物质，理由是_________________________________。
解析：(1)无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(2)题图中曲线表明，随着运动强度增加，所需能量增加，有氧呼吸增强，但有氧呼吸增强也不能满足运动增强所需要的能量，因此无氧呼吸也随之增强，产生的乳酸增多。由图中曲线可以看出，运动强度、摄氧量相同时，运动员乙的乳酸比甲相对要少，因此运动员乙比甲更适合从事马拉松运动。(3)与糖相比，等质量的脂肪含氢量多，在氧化分解时需要消耗的氧气多，因此为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，宜选用单糖作为补充能量的物质。
答案：(1)线粒体、细胞质基质 (2)运动强度增加，耗氧量增加，但此时有氧呼吸供能相对不足，无氧呼吸增强 乙 (3)单糖 脂肪的含氢量高，氧化分解等质量的脂肪消耗的氧气比糖类多
12．下图甲、乙都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是( )
A．图甲中氧浓度为a时的情况对应图乙中的A点
B．图甲中氧浓度为b时的情况对应图乙中的CD段
C．图甲的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的氧浓度
D．图甲中氧浓度为d时没有酒精产生
解析：选B。图甲中氧浓度为a时，细胞只释放CO2，不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应图乙中的A点，A正确；图甲中氧浓度为b时CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应图乙中AC段之间，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(图甲中的c点)的氧浓度，C正确；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
13．(2020·湖北四地七校联考)小麦种子吸水萌发时的呼吸作用过程可分为如图所示的4个阶段。下列相关说法正确的是( )
A．第1、2阶段，种子呼吸作用消耗的O2量高于CO2的产生量
B．第3阶段种子吸收水分的主要方式是渗透作用
C．第3阶段，胚根长出，种子的干重将增加
D．从第1阶段到第3阶段，小麦种子胚细胞中的有机物种类将减少
解析：选B。第1、2阶段，小麦种子以无氧呼吸为主，呼吸作用消耗的O2量低于CO2的产生量，A错误；第3阶段胚根突破种皮，进入迅速吸水阶段，这主要是由胚根的生长引起的渗透性吸水，B正确；第3阶段，胚根长出，种子迅速吸水，种子的鲜重增加，由于此阶段种子不能进行光合作用，呼吸作用在此阶段大大增强，种子的干重将减少，C错误；从第1阶段到第3阶段，在萌发过程，呼吸作用将种子中的贮藏物质分解成了种类繁多的有机小分子物质，满足生长发育所需，有机物的种类有所增加，D错误。
14．下图所示的三个密闭装置中，分别放入质量相等的三份种子：消过毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(不考虑温度变化对气体体积的影响)，下列有关叙述错误的是( )
A．当装置a和装置b玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录其移动速率Va和Vb，则Va＜Vb
B．如果装置b和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Tb和Tc，则Tc＞Tb
C．如果装置b和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动距离Lb和Lc，则Lb＜Lc
D．如果装置a和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Ta和Tc，则Ta＞Tc
解析：选D。从实验装置判断，装置a和装置b是一组实验，变量为种子是否消毒，即是否存在微生物；装置b和装置c是一组实验，变量为种子的种类。装置b中的小麦种子未消毒，其细胞呼吸强度大于装置a中的小麦种子细胞呼吸强度，即消耗的氧气较多，同时两个装置中细胞呼吸产生的二氧化碳都被NaOH溶液吸收，所以装置b的内外压强差大，玻璃管中的水珠开始移动时的速率Vb＞Va，A项正确；小麦种子含淀粉较多，花生种子含脂肪较多，脂肪中氢元素的含量比等质量的糖类多，相同条件下，脂肪氧化分解消耗的氧气比糖类(淀粉)的多，产生的热量也比糖类(淀粉)的多，如果装置b和装置c中消耗了等质量的有机物，则装置c中消耗的氧气较多，内外的压强差较大，产生的热量较多，B、C项正确；装置a与装置c比较，消耗等量的有机物时，应该是Ta＜Tc，D项错误。
15．(2020·云南昆明三中高三月考)为探究Ca2＋对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸的影响，研究人员进行了如下实验。
(一)材料用具：略。
(二)方法步骤：
组别
步骤1
步骤2
步骤3
步骤4
甲
清水浸辣椒种子
催芽、育苗及选择幼苗
正常条件下(不淹水)培养幼苗
测定辣椒幼苗根系总长度及根细胞乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH)的酶活性
乙
？
淹水条件下培养幼苗
丙
CaCl2溶液浸辣椒种子
？
(三)实验结果：
(1)乙组步骤1的处理是__________________；丙组步骤3的处理是__________________。
(2)已知，LDH催化丙酮酸转化为乳酸，ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)。据实验结果分析：
①淹水导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸________(填“增强”或“减弱”)，从而________(填“促进”或“抑制”)根的生长。
②若分别制取三组辣椒幼苗根系提取液，并滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，则三组中，丙组提取液颜色变为________色，且程度最________(填“深”或“浅”)。
③淹水条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞无氧呼吸产物______________________________的积累，从而减轻其对根细胞的伤害。
解析：(1)根据实验的对照原则和单一变量原则可判断，乙组步骤1的处理是清水浸辣椒种子；丙组步骤3的处理是淹水条件下培养幼苗。(2)①淹水情况下氧气少，导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸增强，有害物质积累，从而抑制了辣椒幼苗根的生长。②酒精遇溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液会发生颜色反应。因LDH催化丙酮酸转化为乳酸，ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)，分析三个图示中的三条曲线可知，丙组中ADH活性最高，生成的酒精也是最多的，故丙组提取液颜色变为灰绿色，且程度最深。③分析题中三个坐标曲线图可得，当用CaCl2溶液浸辣椒种子、淹水条件下培养幼苗时，根系总长度较长，LDH活性较低，ADH活性较高，说明淹水条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞无氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累(乙醛的危害比乙醇更大)，从而减轻其对根细胞的伤害。
答案：(1)清水浸辣椒种子 淹水条件下培养幼苗
(2)①增强 抑制 ②灰绿 深 ③乳酸和乙醛(只写乳酸也可)
第9讲 ATP及其主要来源——细胞呼吸
考点一 ATP的结构和功能
1．ATP的结构和功能
2．ATP和ADP的相互转化过程比较
3．ATP产生量与O2供给量之间的关系模型分析
解读：
(必修1 P90“思考与讨论”改编)如果把糖类和脂肪比作大额支票，ATP则相当于现金。这种比喻的道理是__________________________________________________。
答案：糖类和脂肪分子中能量很多而且很稳定，不能被细胞直接利用；这些稳定的化学能只有转化成ATP分子中活跃的化学能，才能被细胞直接利用
【真题例证·体验】
(2019·高考天津卷)下列过程需ATP水解提供能量的是( )
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生长素的极性运输
C．光反应阶段中水在光下分解
D．乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
解析：选B。唾液淀粉酶可以在体外适宜条件下水解淀粉，但体外环境中无ATP存在，说明该反应不需要ATP水解提供能量，A不符合题意；生长素的极性运输为消耗能量的主动运输过程，即需要ATP水解提供能量，B符合题意；光反应阶段水的光解不需要ATP水解提供能量，C不符合题意；乳酸菌无氧呼吸第二阶段不需要ATP，也不产生ATP，D不符合题意。
【考法纵览·诊断】
(1)叶绿体的类囊体膜上存在催化ATP合成的酶 [2018·全国卷Ⅰ，T1A](√)
(2)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量 [2018·全国卷Ⅲ，T2A](×)
(3)淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成 [2017·海南卷，T5A](×)
(4)ATP能在神经元线粒体的内膜上产生，神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP [2016·全国卷Ⅰ，T4A、D](√)
(5)含有2个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一 [2016·海南卷，T11A](×)
(6)DNA与ATP中所含元素的种类相同 [2015·全国卷Ⅰ，T1A](√)
(7)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行 [2014·四川卷，T1D](×)
【长句特训·规范】
回答下列关于ATP的功能与动、植物细胞代谢的问题：
(1)植物细胞可以通过____________________________形成ATP，而动物细胞只能通过________形成ATP。
(2)ATP水解释放的能量可用于主动运输、________、________、________、大脑思考等。
答案：(1)光合作用和细胞呼吸 细胞呼吸 (2)发光发电 肌肉收缩 物质合成
ATP的结构和功能
生命观念
1．(2020·福建三明期末)下图为ATP的结构示意图，①③表示组成ATP的物质或基团，②④表示化学键。下列有关叙述正确的是( )
A．①表示鸟嘌呤
B．放能反应一般与②的断裂相联系
C．在ATP与ADP的相互转化中③可重复利用
D．若化学键④断裂，则左边的化合物是ADP
解析：选C。图中①是腺嘌呤，②和④是高能磷酸键，③是磷酸基团，A错误；吸能反应一般与高能磷酸键的断裂相联系，B错误；在ATP与ADP的相互转化中，物质是可逆的，只是能量不可逆，③磷酸基团可重复利用，C正确；若化学键④断裂，则左边的化合物是AMP，D错误。
2．(2020·山西康杰中学模拟)ATP是细胞内的能量“通货”，下列有关叙述不正确的是( )
A．ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解
B．细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性
C．ATP分子是由1个腺嘌呤和3个磷酸基团组成
D．ATP是主动运输、肌肉收缩、大脑思考的直接能源物质
解析：选C。ATP中远离腺苷(A)的高能磷酸键更易断裂，也很容易重新合成，ATP水解供能，实际上是指ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的水解，A正确；ATP是直接能源物质，细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制是生物界的共性，B正确；ATP分子由1个腺苷和3个磷酸基团组成，C错误；ATP是细胞内的直接能源物质，可直接为主动运输、肌肉收缩、大脑思考提供能量，D正确。
不同化合物中“A”的辨析
化合物
结构简式
“A”的含义
共同点
ATP
腺苷（由腺嘌呤和核糖组成）
所有“A”的共同点是都含有腺嘌呤
DNA
腺嘌呤脱氧核苷酸
RNA
腺嘌呤核糖核苷酸
核苷酸
腺嘌呤
ATP的转化和应用
科学思维
3．(2020·山东潍坊期中)细胞内的化学反应伴随着能量的变化。下列相关叙述错误的是( )
A．加入呼吸抑制剂可使细胞中ATP生成减少，ADP生成增加
B．光合作用暗反应过程中有机物的合成需要ATP水解提供能量
C．有机物氧化分解释放能量并储存在ATP中，因此属于吸能反应
D．ATP水解释放的能量也可以用于维持人体体温的相对稳定
答案：C
4．(2020·广东中山期末)ATP、GTP、CTP和UTP是细胞内四种高能磷酸化合物，它们的结构只是碱基的不同，下列叙述错误的是( )
A．CTP中“C”是由胞嘧啶和脱氧核糖构成的
B．1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质
C．ATP的合成常伴随着细胞内的放能反应
D．UTP断裂两个高能磷酸键是构成RNA的基本单位之一
解析：选A。CTP中“C”是由胞嘧啶和核糖构成的，A错误；1分子GTP彻底水解可得到3种小分子物质，即鸟嘌呤、核糖和磷酸，B正确；细胞的吸能反应常伴随着ATP的水解，放能反应总是与ATP的合成相关联，C正确；UTP断裂两个高能磷酸键后是尿嘧啶核糖核苷酸，是构成RNA的基本单位之一，D正确。
考点二 细胞呼吸的方式与过程
1．探究酵母菌细胞的呼吸方式
(1)实验原理
(2)实验步骤
2．有氧呼吸
(1)过程图解
(2)有氧呼吸的总反应式
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
3．无氧呼吸
(1)过程图解
(2)不同生物无氧呼吸的产物
【真题例证·体验】
(2019·高考全国卷Ⅱ)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ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
解析：选B。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项错误；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，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸转化为乳酸，B项正确；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，C项错误；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项错误。
【考法纵览·诊断】
(1)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，T5A](√)
(2)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸 [2017·全国卷Ⅱ，T29节选](√)
(3)若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸 [2017·海南卷，T7B](×)
(4)某染料(氧化型为无色，还原型为红色)可用于种子生活力的鉴定，呼吸作用产生的NADH使染料变成红色 [2017·海南卷，T8B](√)
(5)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸 [2013·全国卷Ⅱ，T3A](√)
(6)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同 [2013·全国卷Ⅱ，T3D](√)
【长句特训·规范】
据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程，回答下列问题：
(1)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是________，可在人体细胞中进行的是____________(填序号)。
(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，其原因是________________________________________________________________________。
(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因是__________________，根本原因是___________________。
(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是_______________________________________________。
答案：(1)② ①②④
(2)种子在有氧呼吸过程中产生了水
(3)催化反应的酶不同 基因不同(或基因的选择性表达)
(4)与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量
1．据原子守恒判断有氧呼吸中各元素的去向
反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用。产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。
2．细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
物质
来源
去路
[H] (NADH)
有氧呼吸：C6H12O6和H2O
无氧呼吸：C6H12O6
有氧呼吸：与O2结合生成水
无氧呼吸：还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸：三个阶段都产生
无氧呼吸：只在第一阶段产生
用于各项生命活动
3.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
(1)反应式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量；C6H12O62C3H6O3＋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消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：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：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
4．判断细胞呼吸方式的三大依据
5．实验法判断生物组织的呼吸方式
(1)装置
(2)原理：植物呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的红墨水滴左移。单位时间内红墨水滴左移的体积即表示呼吸速率。
(3)结果分析
①若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴不动，则只进行有氧呼吸。
②若甲红墨水滴不动，乙红墨水滴右移，则只进行无氧呼吸。
③若甲红墨水滴左移，乙红墨水滴右移，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
(4)物理误差的校正：设置丙装置，除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同。
细胞有氧呼吸、无氧呼吸过程
生命观念
1．(2020·河北衡水中学一调)下图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，下列有关叙述正确的是( )
A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体
B．能量2相较于能量1多
C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多
D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞
解析：选B。酶1催化葡萄糖形成丙酮酸，发挥作用的场所是细胞质基质，酶2催化有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，发挥作用的场所是线粒体，A错误；能量1是有氧呼吸第一阶段或无氧呼吸第一阶段产生的，能量2是有氧呼吸第二、三阶段产生的，则能量2相较于能量1多，B正确；酶3催化的是产生C2H5OH的无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，产C2H5OH的无氧呼吸产生的CO2比有氧呼吸少，C错误；C2H5OH是脂溶性物质，可通过自由扩散运出细胞，D错误。
2．(2020·黑龙江青冈高三模拟)下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a过程会加快
解析：选D。a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生H2O，无氧呼吸中的产乳酸途径也不产生CO2；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸；c过程表示ATP水解释放能量，用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间”，是主要的产能场所，不是主要的耗能场所；寒冷时，人体会加快新陈代谢，增加产热，因此a过程会加快。
细胞呼吸方式的判断与计算
科学思维
3．(2020·北师大广东石竹附校月考)若酵母菌呼吸消耗的O2与释放CO2的量如图所示，图中四种状态下，有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值，正确的是( )
A．甲，1/5 B．乙，1/3
C．丙，2/3 D．丁，2/3
解析：选C。酵母菌有氧呼吸分解1分子葡萄糖，消耗6分子O2，产生6分子CO2；无氧呼吸分解1分子葡萄糖，不消耗O2，产生2分子CO2。甲状态下，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1/6，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为(6－1)/2＝5/2，故有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的量的比值为1/15；同理，可求出乙、丙状态下的比值依次为1/6、2/3，丁状态下只进行有氧呼吸，C正确。
4．(2020·安徽合肥高三调研)实验小组将等量的某植物种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中，1小时后，测出容器中O2和CO2的变化情况如下表：
O2浓度/%
0
1
2
3
5
7
10
15
20
25
O2吸收量/mol
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.7
0.7
CO2释放量/mol
1
0.8
0.6
0.5
0.4
0.5
0.6
0.7
0.7
0.7
据表分析以下叙述正确的是( )
A．在O2浓度为0～3%时只进行无氧呼吸
B．有氧呼吸的强度随O2浓度升高而增强
C．在O2浓度为5%时，种子只进行有氧呼吸
D．无氧呼吸的产物是乳酸和CO2
解析：选C。O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，表中O2浓度为1%～3%时，CO2的释放量大于O2的吸收量，细胞既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸，A错误；O2浓度为15%～25%时，随着O2浓度的上升，细胞呼吸强度不变，B错误；在O2浓度为5%时，CO2的释放量和O2的吸收量相等，种子只进行有氧呼吸，C正确；该植物种子无氧呼吸的产物有酒精和CO2，D错误。
5．有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的物质的量如下图所示。据图中信息推断，下列叙述错误的是( )
A．当O2浓度为a时，酵母菌没有进行有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B．当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同
C．当O2浓度为c时， 有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．a、b、c、d 4种不同O2浓度下，细胞都能产生[H]和ATP
解析：选C。当O2浓度为a时，酒精产生量与CO2产生量相等，说明此时只进行无氧呼吸，A项正确。当O2浓度为b时，产生CO2的量多于产生酒精的量，说明酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸；当O2浓度为d时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，因此当O2浓度为b、d时，酵母菌细胞呼吸过程有所不同，B项正确。当O2浓度为c时，产生6 mol酒精的同时会产生6 mol CO2，需
要消耗3 mol葡萄糖，剩余的9 mol CO2来自有氧呼吸，需消耗1.5 mol葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵，C项错误。无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都能产生[H]和ATP，D项正确。
细胞呼吸方式的探究
科学探究
6．(2020·安徽合肥九中暑期检测)下面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用的方式及其产物，下列有关分析不正确的是( )
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CO2
D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验
解析：选B。甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A正确；乙装置中NaOH溶液可吸收种子呼吸产生的CO2，有色液滴左移的距离代表细胞呼吸消耗的O2量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行了有氧呼吸，该装置无法证明种子萌发是否进行无氧呼吸，B错误；丙装置中澄清的石灰水可检测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正确；种子未进行消毒处理，附着在种子表面的微生物进行的细胞呼吸会对实验结果产生干扰，实验过程中的其他无关变量也会影响实验结果，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验，D正确。
考点三 影响细胞呼吸的因素及其应用
1．影响细胞呼吸的外部因素分析
项目
温度
O2浓度
水分
影响
原理
影响酶的活性
决定细胞呼吸类型和强度
自由水含量较高时细胞呼吸旺盛
坐标
曲线
实践
应用
①在零上低温下贮存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培过程中，适当增加昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量
通过降低O2浓度来抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，来延长蔬菜、水果的保鲜时间
贮藏作物种子时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗
2.细胞呼吸原理的应用
(1)对有氧呼吸原理的应用
①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。
②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。
③利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
(2)对无氧呼吸原理的应用
①利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
②破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。
【真题例证·体验】
(2019·高考全国卷Ⅲ)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A．有机物总量减少，呼吸强度增强
B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱
D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
解析：选A。种子在黑暗中萌发得到黄化苗，该过程中细胞代谢增强，呼吸强度增强，由于整个过程中不能进行光合作用，而且细胞呼吸需要消耗有机物，所以有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。
【考法纵览·诊断】
(1)风干种子中细胞呼吸作用的强度高 [2018·全国卷Ⅱ，T4C](×)
(2)与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是低温降低了细胞呼吸相关酶活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的O2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CO2浓度变化来计算呼吸速率 [2015·安徽卷，T29节选](×)
(3)萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是萌发中的种子只有呼吸作用消耗有机物，没有光合作用合成有机物 [2014·海南卷，T26节选](√)
(4)种子呼吸速率下降有利于干物质合成 [2013·安徽卷，T3D](×)
(5)若测得种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3，则种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为3∶1 [2013·山东卷，T25节选](×)
【长句特训·规范】
O2影响细胞呼吸的曲线分析：
(1)O2浓度在2.5%～10%之间时、在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式的区别是________________________________________________。
(2)O2浓度为C点所对应浓度时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖量________(填“是”或“不是”)一样多，理由是________________________________________________________________。
(3)在保存蔬菜、水果时，应选择________点对应的O2浓度，原因是________________________________________________________________________。
答案：(1)O2浓度在2.5%～10%之间时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸
(2)不是 根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖量之比是1∶3
(3)R 此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少
环境因素对细胞呼吸的影响
科学思维
1．(2020·宁德高三质检)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，结果如图所示。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
解析：选B。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项错误；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项正确，C项错误；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项错误。
2．(2021·预测)人体运动强度与O2消耗量和血液中乳酸含量的关系如下图(底物均是葡萄糖)。下列说法错误的是( )
A．运动状态下，肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量
B．运动强度为c时，无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍
C．无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中
D．若运动强度长时间超过c，肌细胞积累大量乳酸使肌肉有酸痛感
解析：选C。由题图可知，运动状态下，肌肉细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，其中有氧呼吸产生的CO2量等于消耗的O2量，而无氧呼吸既不消耗O2也不产生CO2，A正确；有氧呼吸消耗1分子葡萄糖需要6分子O2，无氧呼吸消耗1分子葡萄糖生成2分子乳酸，运动强度为c时，O2的消耗量≈乳酸生成量(因血液中原有少量乳酸)，无氧呼吸消耗的葡萄糖约是有氧呼吸的3倍，B正确；无氧呼吸过程中有机物发生不彻底的氧化分解，一部分能量储存在有机物中，一部分以热能形式散失，其余的转移到ATP中，C错误；若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力，D正确。
细胞呼吸原理的应用
社会责任
3．(2020·福建漳州一模)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．农田及时排涝能防止根细胞因缺氧产生酒精而烂根
B．包扎伤口时选用透气消毒纱布主要是防止包扎部位的组织细胞缺氧
C．皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后，感染的破伤风杆菌容易大量繁殖
D．利用粮食和酵母菌进行酿酒，在控制通气时需先通入空气一段时间再控制无氧条件
解析：选B。稻田定期排水，能防止根部细胞进行无氧呼吸产生酒精，A正确；包扎伤口时，选择透气的消毒纱布包扎，能避免厌氧微生物的繁殖，B错误；皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后，较深伤口处的无氧环境适合破伤风杆菌大量繁殖，C正确；利用酵母菌制酒时先通入空气一段时间有利于酵母菌大量繁殖，然后再密封创造无氧环境使其进行酒精发酵，D正确。
4．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，正确的是( )
选项
应用
措施
目的
A
贮藏种子
晒干
降低有机物含量，降低细胞呼吸
B
酵母菌酿酒
密封
加快酵母菌繁殖，有利于酒精发酵
C
水果保鲜
低温
降低酶的活性，降低细胞呼吸
D
水稻生长
定期排水
提高酶的活性，促进有氧呼吸
解析：选C。种子的贮藏，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。
[易误警示]
易错点1 对ATP认识的4个误区
[点拨] (1)ATP与ADP的相互转化不可逆：ATP与ADP的相互转化，从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。
(2)ATP是与能量有关的一种物质，不可等同于能量：ATP是一种高能磷酸化合物，高能磷酸键水解时能够释放出高达30.54 kJ/mol的能量。
(3)不可误认为细胞中含有大量ATP：事实上，细胞中ATP含量很少，只是ATP与ADP转化非常迅速及时。无论是饱食还是饥饿，ATP与ADP含量都保持动态平衡。
(4)误认为ATP转化为ADP不消耗水：ATP转化为ADP又称为“ATP的水解反应”，这一过程需ATP水解酶的催化，同时也需要消耗水。蛋白质、脂肪、淀粉等物质的水解也都需要消耗水。
易错点2 误认为线粒体可彻底分解葡萄糖
[点拨] 真核细胞中葡萄糖的彻底分解离不开线粒体，但线粒体不能直接将葡萄糖氧化分解，只有在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。
易错点3 混淆有氧呼吸过程中氢元素和氧元素的来
源和去路
[点拨] (1)氢元素：葡萄糖、H2O(反应物)→[H]→H2O。
(2)氧元素
易错点4 误认为无氧呼吸两个阶段都产生ATP
[点拨] 无氧呼吸过程共产生2个ATP，而这2个ATP只产自第一阶段，第二阶段不产生ATP。
易错点5 脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量
[点拨] 脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。
易错点6 储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同
[点拨] (1)蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。
(2)种子应储存在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。
[纠错体验]
1．下列说法错误的是( )
A．绿色植物通过光合作用形成的ATP不能用于吸收矿质元素
B．人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量照样达到动态平衡
C．有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定是有氧呼吸
D．无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中
答案：C
2．下列关于细胞呼吸过程的叙述，错误的是( )
A．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸
B．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧环境下
C．有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中
D．乳酸菌细胞内，细胞呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H]
答案：B
3．(2020·贵州贵阳一中高三适应性月考)下列关于人体细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的叙述，错误的是( )
A．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸比有氧呼吸产生的[H]少
B．成熟的红细胞主要是通过有氧呼吸产生ATP的
C．剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸不会破坏内环境pH的相对稳定
D．无氧呼吸时，只在第一阶段释放能量
答案：B
4．下列关于细胞呼吸应用的叙述，正确的是( )
A．人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供
B．储藏水果时为减少有机物的消耗，应放在完全无氧的环境中
C．当O2浓度为零时，细胞呼吸强度可能不等于零
D．小麦种子风干脱水后，细胞的呼吸强度增强
答案：C
1．(2020·河北衡水中学调研)下列涉及ATP的相关叙述，错误的是( )
A．苯和乙醇的跨膜运输都不需要消耗ATP
B．ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成
C．ATP中有两个高能磷酸键，远离A的高能磷酸键易断裂而释放能量
D．葡萄糖和果糖合成蔗糖为放能反应，此反应正常进行需要ATP提供能量
解析：选D。苯和乙醇通过自由扩散的方式出入细胞，其跨膜运输都不需要消耗ATP，A正确；ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖结合而成，B正确；ATP中有两个高能磷酸键，远离A的高能磷酸键易断裂而释放能量，C正确；葡萄糖和果糖合成蔗糖为消耗ATP的吸能反应，D错误。
2．(2020·河北唐山一模)线粒体在合成ATP时，下列条件不需要的是( )
A．基质中含有O2 B．基质中含有ADP
C．基质中含有NADPH D．基质中含有丙酮酸
解析：选C。当线粒体基质中存在O2时，细胞质基质中的丙酮酸可以进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段，合成少量的ATP，且可发生有氧呼吸第三阶段，合成大量ATP，A、D不符合题意；合成ATP的原料是ADP和Pi，B不符合题意；NADPH是光合作用光反应阶段产生的，用于暗反应过程中三碳化合物的还原，细胞呼吸中产生的[H]是指NADH，C符合题意。
3．(2020·广东肇庆模拟)在人体细胞的呼吸过程中，下列变化一定不发生在细胞质基质中的是( )
A．丙酮酸的生成 B．丙酮酸的转化
C．乳酸的生成 D．CO2的生成
解析：选D。丙酮酸为细胞呼吸第一阶段的产物，细胞呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，A不符合题意；人体细胞呼吸过程中，丙酮酸的转化是指无氧呼吸第二阶段产生乳酸的过程，发生在细胞质基质，B、C不符合题意；人体细胞只有在进行有氧呼吸第二阶段时才能产生CO2，发生在线粒体基质，D符合题意。
4．下列有关人体细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．有氧呼吸和无氧呼吸的每个阶段都有ATP的合成
B．细胞呼吸产物H2O中的氢不仅仅来自葡萄糖
C．若消耗的O2等于生成的CO2，只进行有氧呼吸
D．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都要产生NADPH
解析：选B。无氧呼吸在第二阶段不产生ATP，A错误；有氧呼吸产生的H2O中的氢来自葡萄糖和反应物H2O，B正确；人体无氧呼吸时既不吸收O2也不放出CO2，若细胞呼吸过程中消耗的O2等于生成的CO2，则不能确定只进行有氧呼吸，C错误；有氧呼吸和无氧呼吸过程都要产生NADH，光合作用产生的[H]是NADPH，D错误。
5．(2020·上海静安模拟)下图是细胞呼吸过程，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代表生理过程发生的场所，①至③代表生理过程，甲、乙代表物质。下列有关叙述正确的是( )
A．Ⅰ和Ⅱ都具有双层生物膜
B．甲、乙分别代表丙酮酸和[H]
C．①放能最多，③放能最少
D．Ⅲ位于线粒体基质中
解析：选B。据图分析，Ⅰ表示细胞质基质，Ⅱ表示线粒体基质，Ⅲ表示线粒体内膜，A、D错误；甲表示丙酮酸，乙表示[H]，B正确；图示三个过程中，③释放的能量最多，C错误。
6．有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是( )
氧浓度( %)
a
b
c
d
产生CO2的量
9 mol
12.5 mol
15 mol
30 mol
产生酒精的量
9 mol
6.5 mol
6 mol
0 mol
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
解析：选D。酵母菌无氧呼吸时产生的酒精和CO2的量相等，故a浓度时，酵母菌只进行无氧呼吸，没有进行有氧呼吸，A错误；b浓度时，有6.5÷2＝3.25(mol)葡萄糖用于无氧呼吸，有(12.5－6.5)÷6＝1(mol)葡萄糖用于有氧呼吸，酵母菌有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率，B错误；c浓度时，有6÷2＝3(mol)葡萄糖用于无氧呼吸，有(15－6)÷6＝1.5(mol)葡萄糖用于有氧呼吸，故用于酒精发酵的葡萄糖约占66.7%，C错误；d浓度时，没有酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，D正确。
7．(2020·河北武邑中学上学期一调)下图表示某绿色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，最适于贮藏该植物器官
B．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
C．氧浓度为d时，无氧呼吸的强度与有氧呼吸相等
D．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍
解析：选D。氧浓度为a时，只有CO2的释放，没有O2的吸收，此时植物只进行无氧呼吸，不利于储藏该植物器官，A错误；氧浓度为d时，植物只进行有氧呼吸，此时无氧呼吸最弱，B、C错误；氧气浓度为b时，O2的吸收量为3，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为3÷6＝0.5，此时无氧呼吸释放的CO2量为8－3＝5，无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是5÷2＝2.5，因此无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍，D正确。
8．(2020·福建龙岩期末)下列关于细胞呼吸原理应用的叙述，正确的是( )
A．被锈钉扎伤后，破伤风杆菌容易在伤口表面大量繁殖
B．稻田定期排水，可防止幼根因缺氧导致乳酸中毒变黑、腐烂
C．中耕松土可促进根细胞的有氧呼吸，从而促进根细胞对无机盐的吸收
D．用透气的消毒纱布包扎伤口，可为伤口细胞提供足够的氧气促进伤口愈合
解析：选C。破伤风杆菌是厌氧型细菌，伤口表面存在氧气，破伤风杆菌不会在伤口表面大量繁殖，伤口深处为无氧环境，破伤风杆菌容易在伤口深处大量繁殖，A错误；水稻无氧呼吸的产物有酒精，没有乳酸，B错误；中耕及时松土，避免土壤板结，可促进根细胞的有氧呼吸，C正确；用透气的消毒纱布包扎伤口，可避免破伤风杆菌等厌氧微生物的大量繁殖，D错误。
9．研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示。请分析回答下列问题：
(1)ATP的结构简式是____________，神经细胞中的ATP主要来自____________(细胞结构)。研究发现，正常成年人安静状态下24小时有40 kg ATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10 mmol/L，为满足能量需要，人体解决这一矛盾的合理途径是________________________________________________________________________。
(2)由图可知，ATP在传递信号过程中，在细胞间隙中的有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是________。
(3)一些神经细胞不仅能释放典型神经递质，还能释放ATP，二者均能引起受体细胞的膜电位变化。据图分析，如果要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，则图中的__________________属于无关变量，应予以排除。
解析：(1)ATP的结构简式是A—P～P～P。动物细胞中，线粒体是有氧呼吸的主要场所，所以神经细胞中的ATP主要来自线粒体。ATP是直接能源物质，在体内含量很少，可通过ATP与ADP迅速相互转化而形成。(2)ATP脱去1个磷酸基团为ADP，脱去两个磷酸基团为AMP，AMP是组成RNA的基本单位之一，如果磷酸基团完全脱落，剩下的则是腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(3)若要研究ATP是否能在神经元之间起传递信号的作用，典型神经递质是实验的无关变量，可以设法把ATP与典型神经递质分开，单独去研究其作用，即用化学物质阻断典型神经递质。
答案：(1)A—P～P～P 线粒体 ATP与ADP相互迅速转化 (2)腺苷 (3)典型神经递质
10．最近一篇发表于《自然》杂志的论文提出了颠覆性的观点：乳酸不仅是无氧条件下的代谢产物，更可能是人体最重要的代谢中间物和能量载体。同时，它还可能是癌细胞最重要的直接营养来源。请回答下列问题：
(1)人体肌细胞无氧呼吸时，乳酸的产生场所是________。无氧呼吸________(填“主要在第一阶段”“只在第一阶段”或“在第一阶段和第二阶段”)释放出少量的能量，生成少量的ATP。乳酸的增加对血浆pH影响不大的原因是________________________________________________________________________。
(2)若要研究乳酸在能量供应中所占的比例，可采用________法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸等物质在血液循环中的流量。
(3)研究人员发现小鼠在禁食状态下，除大脑以葡萄糖作为主要能源物质以外，其他组织细胞中参与细胞呼吸的葡萄糖几乎为零，而乳酸等物质约占一半，由此说明________________________________________________________________________。
(4)研究人员试图通过实验探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源。实验室可提供肺癌细胞和必备的实验材料，请你写出简要的实验设计过程：________________________________________________________________。
解析：(1)人体无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是乳酸；无氧呼吸第一阶段可以释放少量能量，产生少量ATP，而第二阶段不能释放能量；由于血浆中有缓冲物质的存在，所以无氧呼吸产生的乳酸不会导致血浆pH的明显变化。(2)可采用同位素标记法跟踪乳酸、葡萄糖、氨基酸等物质在血液循环中的流量，研究乳酸在能量供应中所占的比例。(3)根据题意分析可知，小鼠在禁食状态下，葡萄糖消耗量很少，而乳酸等物质则约占一半，说明禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸。(4)实验的目的是探究葡萄糖和乳酸中的哪一种是肺癌细胞的主要营养来源，因此实验的自变量是营养物质的种类，根据实验的一般原则设计实验过程：在适宜的条件下，用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺癌细胞，一段时间后，统计两组中肺癌细胞的数量。
答案：(1)细胞质基质 只在第一阶段 血浆中含有缓冲物质 (2)同位素标记 (3)禁食状态下大多数葡萄糖通过转化为乳酸的形式参与细胞呼吸 (4)在适宜的条件下，用等量的、分别以葡萄糖和乳酸为营养物质的细胞培养液培养等量的肺癌细胞，一段时间后，统计两组中肺癌细胞的数量
11．(2020·湖北武汉调研)马拉松是典型的耐力型运动项目，有氧供能是马拉松运动供能的主要方式。改善运动肌利用氧是马拉松项目首要解决的问题之一。下图是两个运动员在不同运动强度下进行测试，测得血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系。
回答下列问题：
(1)在测试中，运动员的运动肌细胞产生ATP的场所有________________________________________________________________________。
(2)测试结果表明，血液中乳酸含量与摄氧量呈正相关。摄氧量增加反而乳酸含量也增加的原因是________________________________________________。
据图分析，运动员________________更适合从事马拉松运动。
(3)等质量的脂肪含有的能量比糖类多。在运动过程中，运动员可通过饮用运动饮料补充水、无机盐和能量。为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，一般宜选用________(填“单糖”或“脂肪”)作为补充能量的物质，理由是_________________________________。
解析：(1)无氧呼吸的场所是细胞质基质，有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。(2)题图中曲线表明，随着运动强度增加，所需能量增加，有氧呼吸增强，但有氧呼吸增强也不能满足运动增强所需要的能量，因此无氧呼吸也随之增强，产生的乳酸增多。由图中曲线可以看出，运动强度、摄氧量相同时，运动员乙的乳酸比甲相对要少，因此运动员乙比甲更适合从事马拉松运动。(3)与糖相比，等质量的脂肪含氢量多，在氧化分解时需要消耗的氧气多，因此为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸，宜选用单糖作为补充能量的物质。
答案：(1)线粒体、细胞质基质 (2)运动强度增加，耗氧量增加，但此时有氧呼吸供能相对不足，无氧呼吸增强 乙 (3)单糖 脂肪的含氢量高，氧化分解等质量的脂肪消耗的氧气比糖类多
12．下图甲、乙都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是( )
A．图甲中氧浓度为a时的情况对应图乙中的A点
B．图甲中氧浓度为b时的情况对应图乙中的CD段
C．图甲的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的氧浓度
D．图甲中氧浓度为d时没有酒精产生
解析：选B。图甲中氧浓度为a时，细胞只释放CO2，不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应图乙中的A点，A正确；图甲中氧浓度为b时CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应图乙中AC段之间，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(图甲中的c点)的氧浓度，C正确；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
13．(2020·湖北四地七校联考)小麦种子吸水萌发时的呼吸作用过程可分为如图所示的4个阶段。下列相关说法正确的是( )
A．第1、2阶段，种子呼吸作用消耗的O2量高于CO2的产生量
B．第3阶段种子吸收水分的主要方式是渗透作用
C．第3阶段，胚根长出，种子的干重将增加
D．从第1阶段到第3阶段，小麦种子胚细胞中的有机物种类将减少
解析：选B。第1、2阶段，小麦种子以无氧呼吸为主，呼吸作用消耗的O2量低于CO2的产生量，A错误；第3阶段胚根突破种皮，进入迅速吸水阶段，这主要是由胚根的生长引起的渗透性吸水，B正确；第3阶段，胚根长出，种子迅速吸水，种子的鲜重增加，由于此阶段种子不能进行光合作用，呼吸作用在此阶段大大增强，种子的干重将减少，C错误；从第1阶段到第3阶段，在萌发过程，呼吸作用将种子中的贮藏物质分解成了种类繁多的有机小分子物质，满足生长发育所需，有机物的种类有所增加，D错误。
14．下图所示的三个密闭装置中，分别放入质量相等的三份种子：消过毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(不考虑温度变化对气体体积的影响)，下列有关叙述错误的是( )
A．当装置a和装置b玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录其移动速率Va和Vb，则Va＜Vb
B．如果装置b和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Tb和Tc，则Tc＞Tb
C．如果装置b和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动距离Lb和Lc，则Lb＜Lc
D．如果装置a和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Ta和Tc，则Ta＞Tc
解析：选D。从实验装置判断，装置a和装置b是一组实验，变量为种子是否消毒，即是否存在微生物；装置b和装置c是一组实验，变量为种子的种类。装置b中的小麦种子未消毒，其细胞呼吸强度大于装置a中的小麦种子细胞呼吸强度，即消耗的氧气较多，同时两个装置中细胞呼吸产生的二氧化碳都被NaOH溶液吸收，所以装置b的内外压强差大，玻璃管中的水珠开始移动时的速率Vb＞Va，A项正确；小麦种子含淀粉较多，花生种子含脂肪较多，脂肪中氢元素的含量比等质量的糖类多，相同条件下，脂肪氧化分解消耗的氧气比糖类(淀粉)的多，产生的热量也比糖类(淀粉)的多，如果装置b和装置c中消耗了等质量的有机物，则装置c中消耗的氧气较多，内外的压强差较大，产生的热量较多，B、C项正确；装置a与装置c比较，消耗等量的有机物时，应该是Ta＜Tc，D项错误。
15．(2020·云南昆明三中高三月考)为探究Ca2＋对淹水处理的辣椒幼苗根细胞呼吸的影响，研究人员进行了如下实验。
(一)材料用具：略。
(二)方法步骤：
组别
步骤1
步骤2
步骤3
步骤4
甲
清水浸辣椒种子
催芽、育苗及选择幼苗
正常条件下(不淹水)培养幼苗
测定辣椒幼苗根系总长度及根细胞乳酸脱氢酶(LDH)和乙醇脱氢酶(ADH)的酶活性
乙
？
淹水条件下培养幼苗
丙
CaCl2溶液浸辣椒种子
？
(三)实验结果：
(1)乙组步骤1的处理是__________________；丙组步骤3的处理是__________________。
(2)已知，LDH催化丙酮酸转化为乳酸，ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)。据实验结果分析：
①淹水导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸________(填“增强”或“减弱”)，从而________(填“促进”或“抑制”)根的生长。
②若分别制取三组辣椒幼苗根系提取液，并滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，则三组中，丙组提取液颜色变为________色，且程度最________(填“深”或“浅”)。
③淹水条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞无氧呼吸产物______________________________的积累，从而减轻其对根细胞的伤害。
解析：(1)根据实验的对照原则和单一变量原则可判断，乙组步骤1的处理是清水浸辣椒种子；丙组步骤3的处理是淹水条件下培养幼苗。(2)①淹水情况下氧气少，导致辣椒幼苗根细胞无氧呼吸增强，有害物质积累，从而抑制了辣椒幼苗根的生长。②酒精遇溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液会发生颜色反应。因LDH催化丙酮酸转化为乳酸，ADH催化由丙酮酸转化来的乙醛还原为乙醇(即酒精)，分析三个图示中的三条曲线可知，丙组中ADH活性最高，生成的酒精也是最多的，故丙组提取液颜色变为灰绿色，且程度最深。③分析题中三个坐标曲线图可得，当用CaCl2溶液浸辣椒种子、淹水条件下培养幼苗时，根系总长度较长，LDH活性较低，ADH活性较高，说明淹水条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞无氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累(乙醛的危害比乙醇更大)，从而减轻其对根细胞的伤害。
答案：(1)清水浸辣椒种子 淹水条件下培养幼苗
(2)①增强 抑制 ②灰绿 深 ③乳酸和乙醛(只写乳酸也可)
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