第14讲 细胞呼吸的原理和应用-【暑假自学课】2022年新高一生物暑假精品课（人教版2019必修1）

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第14讲 细胞呼吸的原理和应用
【学习目标】
1.通过分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的不同，理解细胞呼吸的本质。
2.通过设计和实施探究酵母菌呼吸方式的实验，了解对比实验的原理，说明细胞呼吸有有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
3.通过对有氧呼吸过程图解的分析，阐明有氧呼吸呼吸过程中物质和能量的变化，建立生命的物质和能量观。4.通过比较无氧呼吸和有氧呼吸过程，理解生命的多样性和统一性，理解细胞呼吸的进化过程，归纳细胞呼吸的概念，说明细胞呼吸的意义。
5.通过分析细胞呼吸在生产、生活中的应用实例，自觉用细胞呼吸的原理解释生产、生活的的问题。

【基础知识】
一、探究酵母菌细胞的呼吸方式
1.酵母菌作为实验材料的原因：
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能进行生存，属于兼性厌氧菌。

2.实验步骤
①酵母菌培养液配制：取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入容量为500mL的锥形瓶A和锥形瓶B中。 分别向瓶中注入240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。
②安装实验装置：

图中（甲）装置用来探究酵母菌的有氧呼吸，（乙）用来探究酵母菌的无氧呼吸。图中a表示接橡皮球（或气泵），b表示质量分数为10%的NaOH溶液，c表示澄清的石灰水，d表示澄清的石灰水。a的作用是给A锥形瓶提供氧气，b的作用是吸收通入空气中的二氧化碳，c的作用是吸收A锥形瓶产生的二氧化碳，d的作用是吸收B锥形瓶产生的二氧化碳。
3.呼吸作用产物的检测
灰绿色
蓝→绿→黄
变混浊

①CO2检测：CO2可使澄清的石灰水变浑浊；也可使溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变绿再变黄。
②酒精检测：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
4.实验现象：甲乙两装置中澄清石灰水都变混浊，且甲装置中混浊程度高。取A锥形瓶酵母菌培养液的滤液2mL加入1号试管，取B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2mL加入2号试管，向两只试管分别滴加0.5mL溶有0.1g的重铬酸钾的浓硫酸溶液并轻轻振荡，1号试管不变色，2号试管变灰绿色。
5.实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸；在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生少量的二氧化碳和酒精。
特别提醒：该实验中有氧和无氧条件均是实验探究的内容，两组实验均为实验组，二者相互对照。实验不另设对照组，这样的实验称为对比实验。
二、细胞呼吸
1.有氧呼吸的概念
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化，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。同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸过程温和；有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；这些能量有相当一部分储存在ATP中。
阶段
场所
反应物
产物
释放能量
第一阶段
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量能量
第二阶段
线粒体基质
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
少量能量
第三阶段
酶
线粒体内膜
[H]、O2
H2O
大量能量
化学反应式
C6H12O6+6H2O+6O2——→6CO2+12H2O+能量
2.有氧呼吸的过程

特别提醒：
①这里的[H]指还原型辅酶Ⅱ（NADH）。
②有氧呼吸释放的能量绝大多数以热能形式散失，如1mol葡萄糖彻底氧化所释放的2870kJ的能量中，只有977.28kJ储存在ATP中，其余以热能形式散失。
③脂质分子中氧含量低于糖类，氢含量更高，因此脂质类氧化分解时二氧化碳小于氧气。
④与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸逐级释放能量。一是有利于维持细胞的相对稳定；二是保证有机物中的能量得到充分的利用。
3.无氧呼吸的概念
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，就是无氧呼吸。

产生酒精的无氧呼吸
产生乳酸的无氧呼吸
第一阶段
第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
第二阶段
酶
酶
丙酮酸在酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。
化学反应式
C6H12O6 —> 2C2H5OH （酒精）+2CO2+ 少量能量
C6Hl2O6 —> 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
举例
酵母菌、水稻根、苹果果实等
乳酸菌、马铃薯块茎、人和动物
4.无氧呼吸的过程

特别提醒：
①植物除甜菜块根、马铃薯块茎，玉米胚乳和胡萝卜叶无氧呼吸产物是乳酸外，无氧呼吸产物一般为酒精。②从生物进化的角度看，原始地球的大气不含氧气。所以，那时候的生物的呼吸方式都为无氧呼吸。当蓝细菌等自养型生物出现以后，大气中有了氧气，才出现了有氧呼吸。可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。
③从能量供应角度看，有氧呼吸每分解1mol葡萄糖，可以释放2870kJ的能量。而无氧呼吸分解1mol葡萄糖，只能释放196.65kJ的能量。对于需氧型生物来说，生命活动所需要的能量，大部分由有氧呼吸提供，无氧呼吸所提供的能量无法满足维持生物生命活动的需要。所以，对于提供能量来说，有氧呼吸要优于无氧呼吸。
④从产物的角度看，有氧呼吸的终产物是二氧化碳和水，对生物体是无害的。而无氧呼吸的终产物是乳酸或酒精和二氧化碳。乳酸的形成，会使动物出现一些不良反应，如肌肉酸痛。乳酸过多还可能引起稳态的改变、乳酸中毒等。酒精对植物细胞有很强的毒害作用。所以，需氧型生物的无氧呼吸，基本上是为了帮助生物度过一些缺氧的不良环境，不能长时间地进行。所以，从终产物有无毒害这一角度看，有氧呼吸要优于无氧呼吸。
5.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去向
物质
来源
去向
[H]
①有氧呼吸：C6H12O6和H2O；
②无氧呼吸：C6H12O6
①有氧呼吸：与O2结合生成水；
②无氧呼吸：还原丙酮酸
ATP
①有氧呼吸：三个阶段都产生；
②无氧呼吸：只在第一阶段产生
用于细胞中绝大多数需要能量的生命活动
三、细胞呼吸意义及细胞呼吸原理的应用
1.细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
2.有氧呼吸原理的应用：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；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；及时松土有利于根系生长；稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根变黑、腐烂。
3.无氧呼吸原理的应用：包扎伤口应选用透气的敷料；破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，皮肤破损较深时，需清理伤口、注射破伤风抗毒血清等；在储藏果实、蔬菜时，往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。
特别提醒：
①严格的无氧环境不有利于水果保鲜，是因为此条件下细胞无氧呼吸旺盛，消耗有机物多。
②粮食种子适宜在零上低温、低氧和干燥的环境中储藏。

【考点剖析】
考点一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
例1．下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，下列有关叙述，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瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
【答案】C
【解析】该对比实验两组都未知实验结果，都是实验组，故A错；d瓶进行无氧呼吸，生成酒精，在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应变成灰绿色，而b瓶进行有氧呼吸，不生成酒精，无灰绿色出现，故B错；b瓶进行有氧呼吸，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，石灰水变浑浊较快(浑浊量较大)；d瓶进行无氧呼吸，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，石灰水变浑浊较慢(浑浊量较小)，故C正确，D错。
归纳总结
1.实验中空气在进入A锥形瓶前要先通过10%的NaOH溶液，再进入酵母菌培养液中。其目的适合用10%的NaOH溶液吸收空气中的CO2，以保证用于检测产物的锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。
2.用于探究无氧呼吸的装置，之所以要将锥形瓶B的培养液封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是让酵母菌将锥形瓶中的氧气消耗完毕后再进行检测，以确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。
3.对酵母菌培养液中的葡萄糖溶液之所以要先煮沸再冷却后才加入锥形瓶，原因是加热煮沸能杀死葡萄糖溶液中的细菌排除其他微生物对实验结果的影响，且可排出溶液中的O2；后冷却的原因是若不冷却直接加入，温度过高会将酵母菌杀死。
特别提醒：实验设计需遵循对照原则。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比得出实验结论。
考点二：细胞呼吸的场所与过程
例2．比利时科研人员联手全球最大的巧克力制造商Barry Callebaut培育出一种混合酵母菌，它能让可可豆发酵出气味更香、味道更佳的巧克力。如图所示为细胞内部分物质代谢过程示意图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示过程，M、N、P代表物质，其中的一个生理过程不可能在酵母菌细胞内发生。下列说法不正确的是（ ）

A．图中的过程Ⅳ不可能在酵母菌细胞内发生，因为缺少相应的酶
B．当氧气充足时，酵母菌细胞内过程Ⅰ被抑制，过程Ⅱ、Ⅴ加强
C．图中可以产生[H]和ATP的过程有Ⅲ、Ⅴ，可以产生ATP的过程有Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ
D．过程Ⅱ中消耗的[H]最终都来自葡萄糖
【答案】D
【解析】IV为生成乳酸的无氧呼吸第二阶段，该过程不可能在酵母菌细胞内发生，因为缺少相应的酶，A正确；I为生成酒精的无氧呼吸第二阶段，当氧气充足时，酵母菌细胞内过程Ⅰ被抑制，过程Ⅱ（有氧你呼吸第三阶段）和Ⅴ（有氧呼吸第二阶段）加强，B正确；图中可以产生[H]和ATP的过程有Ⅲ（呼吸作用第一阶段）和Ⅴ（有氧呼吸第二阶段），可以产生ATP的过程有Ⅱ（有氧呼吸第三阶段）、Ⅲ（呼吸作用第一阶段）和Ⅴ（氧呼吸第二阶段），C正确；过程Ⅱ有氧呼吸第三阶段中消耗的[H]最终来自葡萄糖和水，D错误。
【归纳总结】
1.有氧呼吸与无氧呼吸比较



　类型
有氧呼吸
无氧呼吸
项目　　
不同点
场所
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
条件
氧气、酶、适宜的温度和pH
酶、适宜的温度和pH
终产物
CO2和水
酒精和CO2或乳酸
能量释放
多
少
形成ATP数
38 mol(每1 mol葡萄糖)
2 mol(每1 mol葡萄糖)

相同点
本质
有机物在细胞内氧化分解，释放能量
过程
第一阶段完全相同
意义
①为生命活动提供能量；②中间产物是有机物转化的枢纽
2.呼吸中[H]和ATP的来源与去向
项目
来源
去向
[H]
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(除光合作用的暗反应)
3.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。
考点三：细胞呼吸类型的判断
例3．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
【答案】C
【解析】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。
归纳总结
1.通过反应物和产物判断细胞呼吸的类型
①有O2消耗或有H2O生成的细胞呼吸一定是有氧呼吸，但有CO2生成的细胞呼吸不一定是有氧呼吸。
②无O2消耗或有酒精或乳酸生成的细胞呼吸一定是无氧呼吸。
2.通过物质的量的关系判断细胞呼吸的类型
①不消耗O2，释放CO2⇒只进行产生酒精的无氧呼吸。
②无CO2释放⇒只进行无氧呼吸产生乳酸。
③CO2释放量等于O2的吸收量⇒只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。
④CO2释放量大于O2的吸收量⇒既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸；多余的CO2来自产生酒精的无氧呼吸。
⑤酒精产生量等于CO2释放量⇒只进行产生酒精的无氧呼吸。
⑥酒精产生量小于CO2释放量⇒既进行有氧呼吸，又进行产生酒精的无氧呼吸；多余的CO2来自有氧呼吸。3.通过反应场所判断有氧呼吸和无氧呼吸
①真核生物需要线粒体参与的细胞呼吸是有氧呼吸。
②真核生物不需要线粒体参与的细胞呼吸是无氧呼吸。
考点四：影响细胞呼吸的因素
例4．研究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
【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。
归纳总结
1.内部因素对细胞呼吸的影响
类型
规律
实例
遗传特性
不同种类的生物呼吸速率不同
阳生植物呼吸速率高于阴生植物；寒冷时，恒温动物呼吸速率高于变温动物。
生长发育时期
同一生物不同发育阶段呼吸速率不同
植物幼苗期、开花期呼吸速率较高；幼年动物的呼吸速率比老年动物高。
生物器官
同一生物不同器官呼吸速率不同
生殖器官的呼吸速率大于营养器官。
2.外部因素对呼吸速率的影响
因素
原理
图例
应用举例
温度
细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。

低温冷藏蔬菜、水果；
食品发酵需要适宜温度。
O2浓度
O2为有氧呼吸反应物，适当提高氧气浓度促进有氧呼吸；O2抑制无氧呼吸。

低氧环境保存水果；
酿酒先通气后密闭；
制作泡菜要密封。
CO2浓度
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。

在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。
H2O
在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱

将种子风干，以减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗，延长作物种子储藏时间。
考点五：植物组织细胞呼吸速率的测定
例5．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
【答案】B
【解析】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。
归纳总结
1.测定原理：细胞呼吸速率常用CO2释放量或O2吸收量来表示，一般利用U形管液面变化来判定或通过玻璃管液滴的移动进行测定，装置如下所示。由于细胞呼吸时既产生CO2又消耗O2，前者可引起装置内气压升高，而后者则引起装置内气压下降，为便于测定真实呼吸情况，应只测其中一种气体变化情况。为此，测定过程中，往往用NaOH或KOH吸收掉细胞呼吸所产生的CO2，所以单位时间内着色液向左移动的距离即O2的吸收速率，可用来表示呼吸速率。对照组将NaOH或KOH替换为蒸馏水即可。
注意：种子发芽所消耗的有机物种类不同，着色液的移动情况不同：
糖类：CO2释放量=O2吸收量
脂肪：CO2释放量＜O2吸收量
蛋白质：CO2释放量＜O2吸收量

2.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、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。



【真题演练】
1．（2022·山东·高考真题）植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是（       ）
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
2．（2022·广东·高考真题）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（       ）
A．该反应需要在光下进行
B．TTF可在细胞质基质中生成
C．TTF生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
3．（2022·浙江·高考真题）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（       ）
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
4．（2022·全国·高考真题）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（       ）
A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP
B．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
5．（2022·浙江·高考真题）线粒体结构模式如图所示，下列叙述错误的是（       ）

A．结构1和2中的蛋白质种类不同
B．结构3增大了线粒体内膜的表面积
C．厌氧呼吸生成乳酸的过程发生在结构4中
D．电子传递链阻断剂会影响结构2中水的形成
6．（2021·湖北·高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是（       ）
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
7．（2021·天津·高考真题）铅可导致神经元线粒体空泡化、内质网结构改变、高尔基体扩张，影响这些细胞器的正常功能。这些改变不会直接影响下列哪种生理过程（       ）
A．无氧呼吸释放少量能量
B．神经元间的兴奋传递
C．分泌蛋白合成和加工
D．[H]与O2结合生成水
8．（2021·浙江·高考真题）需氧呼吸必须有氧的参加，此过程中氧的作用是（　　）
A．在细胞溶胶中，参与糖酵解过程
B．与丙酮酸反应，生成 CO2
C．进入柠檬酸循环，形成少量 ATP
D．电子传递链中，接受氢和电子生成H2O
9．（2021·湖南·高考真题）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
10．（2021·全国·高考真题）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（       ）
A．该菌在有氧条件下能够繁殖
B．该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C．该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
11．（2021·全国·高考真题）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植物体内水的叙述，错误的是（       ）
A．根系吸收的水有利于植物保持固有姿态
B．结合水是植物细胞结构的重要组成成分
C．细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水
D．自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动
12．（2021·广东·高考真题）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）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（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CO2
C．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
13．（2021·浙江·高考真题）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
14．（2020·江苏·高考真题）生物学实验常呈现“五颜六色”的变化。下列实验中溶液颜色变化的叙述正确的是（       ）
A．在新鲜的梨汁中加入斐林试剂，混匀后在加热条件下由无色变成砖红色
B．在厌氧发酵的果汁中加入酸性重铬酸钾溶液，混匀后由蓝色变成灰绿色
C．在DNA溶液中加入二苯胺试到，混匀后在沸水浴条件下逐渐变成蓝色
D．在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色
15．（2020·浙江·高考真题）下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是（       ）
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体嵴上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量
16．（2020·山东·高考真题）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ATP
C．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
17．（2022·山东·高考真题，多选）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。下列相关说法正确的是（       ）

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
18．（2021·山东·高考真题，多选）关于细胞中的 H2O 和 O2，下列说法正确的是（       ）
A．由葡萄糖合成糖原的过程中一定有 H2O 产生
B．有氧呼吸第二阶段一定消耗 H2 O
C．植物细胞产生的 O2 只能来自光合作用
D．光合作用产生的 O2 中的氧元素只能来自于 H2O
19．（2021·河北·高考真题，多选）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（       ）

A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
20．（2022·湖南·高考真题）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下，该水稻种子____（填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是_____________________________。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻___（填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是___________________（答出两点即可）。
(3)若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有_________特性。


【过关检测】
1．某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型，只做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，乙中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
2．如图是某同学验证呼吸作用产生二氧化碳的实验装置，在透明的容器B中放入湿润的活种子。以下说法正确的是(　　)

A．从C瓶导出的气体中，氧气的含量与空气相比没有变化
B．种子不进行光合作用，检测到的CO2是呼吸作用产生的
C．在黑暗条件下，种子不进行呼吸作用
D．在光照条件下，澄清石灰水不会变浑浊
3.将酵母细胞研磨并除去ATP后，分别放入编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中。将3个锥形瓶密封后，均置于20℃水浴箱中，1h后的结果如图所示。下列分析合理的是（　　）

A. 该实验的实验目的是探究酵母菌的细胞呼吸方式
B. 由实验结果可知锥形瓶Ⅰ和Ⅱ必定进行了无氧呼吸
C. Ⅲ中的液滴向左移动说明酵母菌只进行了有氧呼吸
D. 实验结果说明酵母菌进行有氧呼吸需要葡萄糖和ATP
4. 如图是某同学在一定条件下测定酵母菌无氧呼吸速率的实验装置。实验开始时，先打开软管夹将试管恒温水浴，10min后再关闭软管夹，随后每隔5min记录一次毛细管中液滴移动的距离。下列有关实验分析错误的是（　　）

A．保温10 min有利于消耗掉葡萄糖溶液中的氧气
B．实验中可观察到毛细管中液滴向右移动
C．需另设一组相同装置，用等量死酵母菌代替活酵母菌以对实验结果进行校正
D．去掉油脂层、打开软管夹、通入氧气，该装置可用于测定酵母菌有氧呼吸速率
5.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
6.人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是(　　)
A．两种肌纤维的细胞呼吸起点都是葡萄糖
B．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP
C．短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉
D．慢跑时慢肌纤维产生的ATP主要来自丙酮酸彻底分解成二氧化碳阶段
7.有多瓶(条件一致)酵母菌、葡萄糖悬液，分别通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图可以得出的结论是(　　)

A．氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸
B．当氧浓度为c时，2/5的葡萄糖用于酒精发酵
C．当氧浓度为d时，酵母菌细胞内有ATP积累
D．不同氧浓度下，细胞中ATP的生成速率相同
8.下列是外界因素影响呼吸速率的图示,由图可知下列说法错误的是(　　)

A.超过最适温度,呼吸酶活性降低,细胞呼吸受抑制
B.O2浓度为10%时适宜储藏水果、蔬菜
C.适当提高CO2浓度利于储藏水果、蔬菜
D.种子含水量是制约种子细胞呼吸强弱的重要因素
9.酵母菌是一类单细胞真菌，右图是其亚显微结构示意图。据图回答：

（1）酵母菌细胞在低渗溶液中能保持正常的形态，是因为它具有_________。
（2）与大肠杆菌细胞相比，其结构上最大的区别是酵母菌具有_____________。
（3）酵母菌在无氧条件下，呼吸作用进行的场所是________（填序号）；在有氧条件下，呼吸作用进行的场所是_________（填序号）。
（4）酵母菌无氧呼吸的产物可以通过____________（方式）运输到细胞外。
（5）图中含RNA的细胞器有_________（填序号）。
（6）在探究酵母菌的呼吸方式实验中，除了用澄清的石灰水来检测二氧化碳以外，也可以用_____________来进行检测。用图3装置测定酵母菌在一定浓度氧气条件下进行的呼吸方式类型中装置2中的烧杯B中应加入_____________。将以上两个装置同时关闭活塞，在25℃下经过20min再观察红色液滴移动情况，若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴右移，则说明此时酵母菌进行的呼吸方式是_______________________。
10.如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置图，C、E瓶为澄清石灰水，请据图分析：

（1）A瓶加入的试剂是 ，其目的是 。
（2）酵母菌与乳酸菌在结构上最主要的区别是酵母菌 。
（3）D瓶应封口放置一段时间后，再连通E瓶，其原因是 。
（4）图中装置有一处错误为 。
11.蔬菜、水果在保存过程中由于有机物消耗，导致品质下降。目前，市场上出现了一种新的“充氮保鲜”方法，其具体做法是：将蔬菜、水果放在一个密闭容器内，排尽其中的空气，然后充入氮气，这样能有效地将蔬菜、水果的保存期和保鲜期延长。
请据此回答下列问题：
（1）通常情况下，蔬菜、水果长期储存会使环境中的湿度增加，微生物容易繁殖，可能导致果蔬的霉烂，这是由于细胞进行________而产生________的缘故。
（2）在充氮无氧的环境中，植物细胞生命活动所需的能源来自于________，进行该过程的场所是________。
（3）除充氮保鲜外，利用降低温度的方法也可以实现对蔬菜、水果的长期保存，这是由于低温降低了植物细胞内________的活性，从而减少了有机物的消耗。
（4）请利用已学过的细胞呼吸知识，尝试为蔬菜、水果的保存提出建议。
12.甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题：

(1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是______________，如果呼吸强度不能用CO2的释放量表示，原因是________________________。
(2)图乙中B点的CO2量来自______________________，当氧气浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是____________________。
(3)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的________________，图中无氧呼吸强度降为0时，其对应的氧气浓度为__________(填图中字母)。
(4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的氧气浓度是____________。