2020年高考生物一轮复习讲义：必修1 第三单元 第9讲 ATP的主要来源——细胞呼吸

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

课前自主检测

判断正误并找到课本原话

1．细胞呼吸是在细胞内进行的。(P91—正文)(√)

2．对比实验和对照实验一样，就是设置实验组和对照组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系。(P93—对比实验)(×)

3．肌细胞中的肌质体有利于肌细胞的能量供应。(P93—小字)(√)

4．有氧呼吸产物水的氢来自于第一阶段的葡萄糖和第二阶段的丙酮酸。(P93—图5－9)(×)

5．细胞呼吸过程中产生的能量一部分转变成ATP，另一部分以热能形式散失了。(P94—小字、相关信息)(×)

6．无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量的ATP。(P94—正文)(√)

7．提倡有氧运动的原因之一是剧烈运动时肌细胞会无氧呼吸产生大量乳酸。(P96—资料分析)(√)

8．无氧呼吸在细胞质中进行，需要一种酶催化完成。(P94—正文)(×)

9．有氧呼吸中的能量是逐步释放出来的，其中只有少部分储存在ATP中。(P94—正文)(√)

10．像酵母菌、乳酸菌等微生物在进行无氧呼吸时叫做发酵。(P95—正文)(√)

11．有氧呼吸二、三阶段所需的酶都分布于嵴上。(P94—正文)(×)

12．哺乳动物和鸟类维持体温所需要的能量都来自细胞呼吸。(P96—拓展题)(√)

13．探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，空气可以直接通入酵母菌培养液中。(P91—探究实验)(×)

14．呼吸过程中的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)。(P94—相关信息)(√)

15．呼吸产物CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。(P91—探究实验)(√)

(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。

知识自主梳理

一、细胞呼吸的概念及类型

1．概念：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．类型：有氧呼吸和无氧呼吸。

二、有氧呼吸

1．概念：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．过程与场所

(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．能量的释放与去向

(1)有氧呼吸三个阶段都释放能量，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)特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。

4．有氧呼吸总反应式及各元素的来源和去路分析

。

    [易错判断]

1．有氧呼吸只有在第三阶段才能产生ATP。(×)

2．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。(√)

3．黑暗条件下植物细胞能产生ATP的结构有细胞质基质、线粒体。(√)

4．葡萄糖不能进入线粒体。(√)

5．呼吸作用产生的能量均以热能的形式释放。(×)

6．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时。(×)

7．无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]的生成过程。(×)

8．无氧呼吸不需O2参与，该过程最终有[H]的积累。(×)

9．人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸共同的产物。(×)

三、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：细胞质基质。

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，其中少量储存在ATP中，大部分以热能形式散失。

(2)葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中。

四、细胞呼吸的影响因素及应用

1．温度

(1)原理：温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。

(2)应用：生产上常利用这一原理在低温下储藏粮食、蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。

2．O2浓度

(1)原理

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)。

①A点：当O2浓度为0时，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。

②AC段：产生的CO2量比吸收的O2量多时，有氧呼吸与无氧呼吸共存；此时细胞呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。

③C点以后，耗O2量＝产生CO2量，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。此时细胞呼吸的场所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。

④R点：当产生的CO2总量最少时，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。

⑤B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。

[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．无氧呼吸只释放少量能量，其余能量贮存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。

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。

[深入思考]

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)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有氧呼吸，为根细胞吸收矿质元素提供能量。

④稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止无氧呼吸积累酒精。

⑤粮食及果蔬储存时，采用低氧条件，从而降低细胞呼吸强度，减少有机物的消耗。

3．CO2浓度

(1)原理：CO2是细胞呼吸的产物，随着CO2浓度的增大，对细胞呼吸抑制作用增强。

(2)应用：储藏粮食、果蔬时适当增大CO2浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。

4．水

(1)原理：在一定范围内，细胞呼吸速率随细胞内水的含量的增加而增大。当含水量超过一定的范围时，细胞呼吸会受到抑制，甚至造成植物死亡。

(2)应用：植物栽培要合理灌溉；将种子晒干，以减弱呼吸作用，有利于储藏；果蔬储存时，应保持一定的湿度。

五、探究酵母菌的呼吸方式

1．实验原理

(1)酵母菌的代谢类型和细胞呼吸方式

(2)细胞呼吸产物的检测

2．实验步骤

(1)配制酵母菌培养液：酵母菌＋质量分数为5%的葡萄糖溶液，分别装入A、B两个锥形瓶中。

(2)如图连接好实验装置

①甲组装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰。

②乙组装置中，B瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。目的是让酵母菌将B瓶中的O2消耗完，从而保证通入石灰水中的CO2全部是由无氧呼吸产生的。

(3)放置一段时间后观察实验现象

①观察两组装置中澄清石灰水的变化。

②检测是否有酒精产生：

取A、B瓶中滤液各2 mL，分别注入A、B两支干净的试管中。向两试管中分别滴加酸性重铬酸钾溶液0.5 mL并振荡。观察试管中溶液的颜色变化。

[深入思考]

果蔬和种子储存条件有何不同？

提示　果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分；种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件。

3．产物检测与实验现象

4．实验结论

 [深入思考]

若选用溴麝香草酚蓝水溶液做检测试剂，需通过什么现象来判断酵母菌的呼吸方式？

提示　有氧呼吸产生的CO2比无氧呼吸多，使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝→绿→黄所需时间短。

考点题型突破

考点　　细胞呼吸的类型及过程

题型一 细胞呼吸中物质和能量分析

1．(2019·长春模拟)如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是(　　)

A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中

B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生

C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP

D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2

答案　D

解析　题图为小麦种子细胞呼吸的相关过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H](NADH)、O2、酒精，C错误，D正确；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中，A错误；无氧呼吸的第一阶段也产生[H](NADH)，B错误。

2．(2019·临沂模拟)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．人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响

答案　D

解析　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，无氧呼吸中的乳酸途径也不产生CO2，A错误；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸，B错误；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”，是主要的产生ATP场所，C错误；在人体内，肾上腺素、甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快，故a过程会受到二者的影响，D正确。

知识拓展 

 细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路

题型二 细胞呼吸类型的判断及计算

3．(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，O2参与有氧呼吸的第三阶段，其参加反应的场所在线粒体内膜上，D错误。

技法提升 

判断细胞呼吸方式的三大依据

[3－1]　(柱形图类)如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，最适于储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸

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　氧浓度为a时无O2吸收量，说明a点只进行无氧呼吸，不适于储藏，A错误；b、c点时CO2释放量大于O2吸收量，说明b、c点同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，由于b点时O2吸收量为3，则消耗葡萄糖为3/6＝，无氧呼吸消耗葡萄糖为(8－3)/2＝，所以无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍，B正确、C错误；d点时CO2释放量等于O2吸收量，说明d点只进行有氧呼吸，D错误。

[3－2]　(曲线类)(2018·荆州质检一)“有氧运动”近年来成为一个很流行的词汇，得到很多学者和专家的推崇，它是指人体吸入的氧气与需求相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是(　　)

A．ab段为有氧呼吸，bc段为有氧呼吸和无氧呼吸，cd段为无氧呼吸

B．运动强度大于c后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2消耗量

C．无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP中

D．若运动强度长期超过c，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力

答案　D

解析　ab、bc、cd段细胞均进行有氧呼吸，ac段氧气消耗率持续增加，表明有氧呼吸速率持续增大，c点之后达到最大水平后，cd段有氧呼吸速率不变，细胞从b点开始乳酸水平上升，细胞开始进行无氧呼吸，A错误；运动强度大于c后，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，即O2消耗量等于CO2生成量，B错误；无氧呼吸将有机物分解成乳酸，大部分能量储存在乳酸中，少部分能量释放，释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中，C错误；若运动强度长期超过c，人体的自我调节能力是有限的，会因为乳酸大量积累而使肌肉出现酸胀乏力的现象，D正确。

[3－3]　(呼吸熵)(2018·会宁四中高三月考)呼吸作用方式和用于生物呼吸作用有机物的差异会导致呼吸释放的CO2量与吸收O2的量的比发生差异，已知呼吸熵(RQ)＝，下列有关说法不正确的是(　　)

A．呼吸熵(RQ)大于1，表明生物一定存在产生C2H5OH的无氧呼吸

B．呼吸熵(RQ)等于1，表明生物进行有氧呼吸，但不能确定产生乳酸的无氧呼吸的存在与否

C．呼吸熵(RQ)小于1，表明生物体有氧呼吸过程中消耗了非糖有机物

D．呼吸熵(RQ)越大，生物体新陈代谢越旺盛

答案　D

解析　呼吸熵(RQ)大于1，生物既进行有氧呼吸，又进行产生CO2的无氧呼吸，所以该生物一定存在产生C2H5OH的无氧呼吸，A正确；呼吸熵(RQ)等于1，表明生物进行有氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，B正确；糖类的呼吸熵等于1或大于1，脂肪的呼吸熵小于1，所以呼吸熵(RQ)小于1，表明生物体有氧呼吸过程中消耗了非糖类有机物，C正确；呼吸熵(RQ)越大，无氧呼吸增强，有氧呼吸减弱，生物体新陈代谢越弱，D错误。

考点　　影响细胞呼吸的因素及应用

题型一 单因素对细胞呼吸的影响

1．(氧气)以下甲、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。下列相关叙述错误的是(　　)

A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点

B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点

C．甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的

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，应在乙图中的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，即甲图中的c点浓度最适合，C正确；甲图中氧浓度为d时，CO2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。

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，结果如下图。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)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后二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值大于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时二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值等于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释放量与氧气吸收量的比值更大，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释放量与氧气吸收量的比值为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。

题型二 多因素对细胞呼吸速率的影响

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%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；O2含量从20.0%升至40.0%时，细胞呼吸释放的CO2量基本不变，O2含量已经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．(2019·东营模拟)如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述错误的是(　　)

A．番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质

B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强

C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实

D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关

答案　C

解析　番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2，场所分别是线粒体和细胞质基质，A正确；由题图可以看出8 ℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸强度差值比15 ℃大，即抑制作用更强，B正确；低温、光照条件下呼吸强度弱，更有利于番茄果实的贮存，C错误；温度降低，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸减弱，D正确。

题型三 细胞呼吸原理在生产中应用

6．(2018·昆明质检)对下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识的有关叙述，错误的是(　　)

A．提倡慢跑，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀

B．零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解

C．马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用

D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分抑制细胞有氧呼吸

答案　C

解析　马铃薯块茎无氧呼吸产物是乳酸，不是酒精，D错误。

7．下列有关细胞呼吸原理在生产、生活中的应用，正确的是(　　)

A．用透气的纱布包扎伤口可避免组织细胞缺氧死亡

B．农民中耕松土是为了增加土壤通气量，促进根细胞有氧呼吸

C．水果应储存在低温、无氧的环境中，以减少有机物的消耗

D．稻田定期排水可避免水稻幼根无氧呼吸产生乳酸而腐烂

答案　B

解析　由于氧气能抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，所以在包扎伤口时，可选用透气的纱布进行包扎，以抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，而不是避免组织细胞缺氧死亡，A错误；水果在无氧环境中细胞只进行无氧呼吸产生酒精，酒精的积累容易造成水果的腐烂，应在低温、低氧条件下储存水果，有氧呼吸较弱，又能抑制无氧呼吸，细胞代谢缓慢，有机物消耗较少，C错误；稻田定期排水能防止植物的根缺氧而进行无氧呼吸，水稻根无氧呼吸产生酒精而不是乳酸，酒精对根系会造成毒害作用，D错误。

实验　　探究酵母菌细胞呼吸的方式

1．(2018·太原期中)下图是“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置，下列叙述正确的是(　　)

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．若从B瓶和D瓶中取样，加入酸性重铬酸钾溶液，D瓶内的溶液会由蓝变绿再变黄

C．可根据澄清石灰水变浑浊的速率，来检测CO2的产生速率

D．必需持续往A瓶通气，以保证B瓶的酵母菌进行有氧呼吸

答案　C

解析　酵母菌为兼性厌氧型真菌，有氧呼吸和无氧呼吸均可进行，所以该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，两组都是实验组，A错误；若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，由于只有无氧呼吸才会产生酒精，所以D瓶内的溶液会变灰绿色，B错误；由于有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸快而多，所以可根据澄清的石灰水变浑浊的速率，来检测CO2的产生速率，C正确；甲装置是探究酵母菌有氧呼吸的，间歇性通气就可以满足酵母菌的有氧呼吸，不需要持续通气，D错误。

2．(2019·邯郸模拟)某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型，制作了如图所示的实验装置。甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加等量的酵母菌，乙内用液状石蜡隔绝空气。对该实验的分析，错误的是(　　)

A．该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型

B．将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果

C．乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型

D．乙为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响

答案　D

解析　由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，所以该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型，A正确；由于配制的葡萄糖溶液中可能有杂菌，所以将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，B正确；由于乙装置中用石蜡进行密封，形成无氧环境，所以乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型，C正确；乙和甲都是实验组，相互形成对照，自变量是有无氧气，D错误。

3.将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验，下列相关操作错误的是 (　　)

A．探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a

B．经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况

C．实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查

D．改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通

答案　B

解析　探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式需要提供O2，应打开阀a，A正确；从管口3取样可检测酒精的产生情况，不能检测CO2的产生情况，B错误；实验开始前应对改装后整个装置进行气密性检查，确保不漏气，以防混入空气影响实验结果，C正确；将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通，既可检测CO2的产生情况，又可防止O2进入装置内，D正确。

微专题　　细胞呼吸相关实验的探究

一　　细胞呼吸方式的判断及呼吸速率的测定

1．实验装置

2．实验原理

装置甲中NaOH溶液的作用是吸收呼吸所产生的CO2，红色液滴移动的距离代表种子有氧呼吸吸收的O2量。装置乙中红色液滴移动的距离代表种子呼吸吸收的O2量与产生的CO2量的差值。

3．实验分析

4．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。对照装置与两装置相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。

5．注意事项

(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)若探究种子呼吸状况不必遮光，但需死种子作为对照。

(3)若探究植株(或幼苗)呼吸状况，应做遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作为对照。

[特别提醒]　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，因此脂肪有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，水滴移动更明显。

1．(2018·安徽皖智教育联盟联考)甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了实验。下列相关叙述中错误的是(　　)

A．图Ⅰ所示的实验可以验证酵母菌通过无氧呼吸释放的能量大部分变成了热能

B．图Ⅱ所示的实验可以探究酵母菌是否进行有氧呼吸

C．应设置一组对照实验与Ⅱ形成对照，以排除外界环境因素的干扰

D．如果将Ⅱ中的NaOH溶液换成清水，则可探究酵母菌吸收O2和释放CO2的体积差

答案　A

解析　图Ⅰ所示的实验可以验证酵母菌通过无氧呼吸释放的能量有部分转化为热能，A错误；图Ⅱ所示的实验可以根据着色液是否左移探究酵母菌是否进行有氧呼吸，B正确；应设置一组酵母菌死亡其他条件与Ⅱ相同的对照实验，以排除外界环境因素的干扰，C正确；如果将Ⅱ中的NaOH溶液换成清水，酵母菌吸收O2和释放CO2的体积差可以导致着色液移动，D正确。

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等量的加热杀死并冷却至常温的萌发种子　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探究种子的呼吸作用是否产生CO2　⑥等量的加热杀死的萌发的种子

(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　　细胞呼吸场所的探究

探究细胞呼吸过程场所的实验(一般是探究第二阶段的场所)常见方法是用离心的方法把动物细胞的细胞质基质和线粒体分开，分别加入丙酮酸，检测CO2的产生情况。

3．将酵母菌及相应结构分别装入A～F试管中，进行了下表所示实验。相关叙述错误的是(　　)

注：“＋”表示加入相关物质，“－”表示未加入相关物质。

A．会产生CO2和H2O的试管有C、E

B．会产生酒精的试管有B、F

C．最终只能得到丙酮酸的试管是C

D．根据试管B、D、F可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所

答案　C

解析　A场所是细胞质基质，加入丙酮酸和氧气，不会发生任何反应，剩下丙酮酸；B场所是细胞质基质，加入葡萄糖，不加氧气，可以进行无氧呼吸产生酒精和CO2；C场所是线粒体，加入丙酮酸和O2，可以进行有氧呼吸第二、三阶段，产生CO2和水，而线粒体不能利用葡萄糖，故D中只有葡萄糖；E、F是酵母菌，同时存在细胞质基质和线粒体，其中E加入氧气F没有加入氧气，故E为有氧呼吸产生CO2和水，F为无氧呼吸产生酒精和CO2。

方向真题体验

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·天津高考)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是(　　)

A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降

B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快

C．若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短

D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色

答案　C

解析　由题图可知，t1→t2，培养液中O2的下降速率变慢，说明O2的消耗速率降低，有氧呼吸速率不断下降，A正确；t1→t3，酵母菌产生CO2速率基本不变，此时间段内，有氧呼吸强度逐渐减弱，无氧呼吸强度逐渐增强，所以在单位时间内要产生等量CO2，无氧呼吸需消耗更多的葡萄糖，B正确；由题干信息可知，酵母菌在最适温度下培养，若降低10 ℃培养，则会引起酶的活性降低，从而引起酵母菌有氧呼吸速率变慢，致使培养液中O2相对含量达到稳定所需时间延长，C错误；因为实验后的培养液滤液中含有酵母菌无氧呼吸产生的酒精，所以滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色，D正确。

3．(2017·海南高考)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是(　　)

A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小

B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸

C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗

D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同

答案　C

解析　与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快，A错误；某些植物组织细胞(如马铃薯块茎，玉米胚等)无氧呼吸产物为乳酸，产生乳酸的无氧呼吸过程，既不吸收O2也不放出CO2，B错误；降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢，C正确；利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数相同，D错误。

4．(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，在无氧呼吸的第一阶段生成ATP，由此推知葡萄酒酿制期间，酵母菌细胞内由ADP转化为ATP的过程是在无氧条件下进行的，A错误；无氧呼吸在酵母菌的细胞质基质中进行，B错误；ADP＋Pi＋能量ATP，C错误，D正确。