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所属成套资源：2020版高考一轮复习生物江苏专版讲义
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2020版高考一轮复习生物江苏专版讲义：必修1 第三单元 第2讲 ATP与细胞呼吸
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第1课时 ATP与细胞呼吸的过程
[思维导图·成一统]
[巧学助记] 巧用数字“一、二、三”记忆ATP的组成
[基础速练·固根基]
1．判断下列叙述的正误
(1)ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成(×)
(2)ATP脱去两个磷酸基团后是RNA的基本组成单位(√)
(3)ATP水解为ADP释放的能量来自于高能磷酸键(√)
(4)ATP的合成与分解都需要酶的催化，但不都需要水作为反应底物(√)
(5)ATP和葡萄糖都含有能量但不都是有机物(×)
(6)ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来(√)
(7)人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加(√)
(8)线粒体内膜、内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP(×)
(9)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化(√)
(10)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(×)
(11)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(×)
2．据ATP的结构示意图填空
(1)图中A表示腺嘌呤，①是腺苷，②是腺嘌呤核糖核苷酸，③是ADP，④是ATP，⑤是普通化学键，⑥是高能磷酸键。
(2)据图确定ATP与RNA的关系是：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。
3．据ATP与ADP的相互转化图填表
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量 ATP＋H2O
ATP＋H2OADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、
化学能(细胞呼吸)
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
[题组练透·过考点]
题组一 ATP的结构和功能及ATP与ADP的转化
1．(2018·浙江选考)ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是( )
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
解析：选C 光合作用的光反应阶段和细胞呼吸均可以产生ATP。ATP在细胞中易于再生，ATP—ADP循环不会使得细胞储存大量的ATP。ATP水解形成ADP和磷酸基团，同时释放能量。ATP中的2个高能磷酸键比较不稳定，易断裂水解。
2．ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构及ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是( )
A．图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性
D．酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能
解析：选A 图1中A表示腺嘌呤，b、c是高能磷酸键。ATP水解时远离腺苷的高能磷酸键断裂。酶催化作用具有高效性，作用机理是降低反应的活化能。
[易错点拨] 澄清对ATP认识上的四个易误点
误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应
指正
ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用
误认为ATP转化为ADP不消耗水
指正
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水
误认为ATP就是能量
指正
ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来
误认为细胞中含有大量ATP
指正
生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要
题组二 ATP与DNA、RNA在物质组成上的比较
3．在下列六种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是( )
A．①和② B．①和③
C．③和④ D．⑤和⑥
解析：选D 根据题意知“○”中所对应的含义分别为：①是一磷酸腺苷，即AMP，②是腺嘌呤，③是DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，④是RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤是腺苷，⑥是腺苷。
题组三 ATP与新陈代谢的关系
4．(2016·海南高考)下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是( )
A．含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C．无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D．光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
解析：选D DNA的全称是脱氧核糖核酸，基本组成单位是脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)，不是ATP；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ATP生成减少；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP；光下叶肉细胞的细胞质基质和线粒体可以进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP。
5．(2014·江苏高考)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是( )
A．叶肉细胞合成的糖运输到果实
B．吞噬细胞吞噬病原体的过程
C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖
D．细胞中由氨基酸合成新的肽链
解析：选C 叶肉细胞合成的糖如葡萄糖通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP；吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性，需要消耗ATP；淀粉酶催化淀粉水解的过程不需要消耗能量，如人体肠道中食物的消化；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP。
[归纳拓展] 多角度理解ATP的合成与水解
[思维导图·成一统]
细胞呼吸三过程，有氧无氧一段同，
葡(萄)糖分解丙酮氢，还要释放少量能。
有氧呼吸二阶段，丙酮和水来反应，
能量CO2还原氢，线(粒)体基质内完成。
有氧呼吸三阶段，O2氧化还原氢，
大量能量水生成，线(粒)体内膜来完成。
无氧呼吸二阶段，还原物质不放能。
[基础速练·固根基]
1．判断有关细胞呼吸叙述的正误
(1)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(√)
(2)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(√)
(3)乳酸菌细胞内，细胞呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H](√)
(4)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在有氧时细胞的呼吸作用(×)
(5)种子风干脱水后呼吸强度增强(×)
(6)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(×)
(7)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(×)
(8)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(×)
(9)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP(×)
(10)细胞呼吸必须在酶的催化下进行(√)
(11)需氧型细菌有氧呼吸的主要场所是线粒体(×)
(12)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(×)
(13)进行有氧呼吸的细胞中肯定含有与有氧呼吸有关的酶(√)
2．在反应式中用箭头标明有氧呼吸中氧元素的来源和去路
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
3．填写有关有氧呼吸和无氧呼吸异同点
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
需O2、酶
不需O2、需酶
产物
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
能量
大量
少量
特点
有机物彻底分解，能量完全释放
有机物没有彻底分解，能量没有完全释放
联系
葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同
实质
分解有机物，释放能量，合成ATP
意义
为生物体的各项生命活动提供能量
4.据生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解填空
(1)图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。
(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④。(填图中序号)
(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中①③过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。(填图中序号)
(4)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。
(5)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
[师说考点·解疑难]
1．有氧呼吸过程分析
(1)反应物、生成物及元素转移：
(2)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路：
来源
去路
[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
(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，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。
2．不同生物无氧呼吸的产物不同
[研透考情·备高考]
考向一 细胞呼吸反应物、生成物及场所的对应关系
1.(2016·江苏高考，多选)突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。右图为呼吸链突变酵母呼吸过程，下列相关叙述错误的是( )
A．突变酵母乙醇代谢途径未变
B．突变酵母几乎不能产生[H]
C．氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体
D．通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
解析：选BD 据图分析可知，与野生型酵母相比，突变酵母乙醇代谢途径未变，只是线粒体中的呼吸链中断；分析题图可知，突变酵母可以进行无氧呼吸，在第一阶段能够产生[H]；氧气充足时，野生型酵母可进行有氧呼吸，产生能量多，通过出芽生殖快速繁殖后代，而突变酵母不能进行有氧呼吸，产生的能量少，繁殖的速率慢；据图可知，突变酵母的呼吸链中断，通入氧气后，突变酵母产生ATP的部位只有细胞质基质。
2．下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
解析：选D 题图为细胞呼吸的全过程，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]、O2、酒精；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；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。
[归纳拓展] 反应物、生成物、场所与呼吸类型的关系
考向二 细胞呼吸类型的判断
3.“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的相等，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．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
解析：选D 从图中乳酸含量和O2消耗速率变化可判断，ab段为有氧呼吸，bc段开始出现无氧呼吸，cd段有氧呼吸和无氧呼吸并存，但bc段有氧呼吸占优势，cd段有氧呼吸强度不再增加，无氧呼吸强度逐渐上升；运动强度大于c后，虽然无氧呼吸增强，但人体无氧呼吸不产生CO2，有氧呼吸中CO2的产生量等于O2消耗量；无氧呼吸的产物是乳酸，乳酸中仍储存有部分能量；运动强度长时间超过c点，无氧呼吸产生的乳酸增加而使肌肉酸胀乏力。
4．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，错误的是( )
A．当O2浓度为a时，酵母菌没有有氧呼吸，只有无氧呼吸
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不同氧浓度下，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；当O2浓度为b时，产生CO2的量多于酒精的，说明酵母菌还进行了有氧呼吸，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b、d的细胞呼吸过程有所不同；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；无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都会产生[H]和ATP。
[方法规律] “三看法”判断呼吸的类型
(1)一看反应物和产物。
①消耗氧气或产物中有水，一定是有氧呼吸。
②产物中有酒精或乳酸，一定是无氧呼吸。
(2)二看物质的量的关系。
①无CO2产生：乳酸发酵。
②不消耗O2，但产生CO2：酒精发酵。
③消耗O2量＝产生CO2量：有氧呼吸。
④消耗O2量<产生CO2量：有氧呼吸、无氧呼吸。
根据产生CO2与消耗O2的多少，又分为以下三种情况：
VCO2/VO2＝4/3
有氧呼吸＝无氧呼吸
VCO2/VO2>4/3
有氧呼吸<无氧呼吸
VCO2/VO2<4/3
有氧呼吸>无氧呼吸
(3)三看反应的场所。
①真核生物体内若只在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸。
②若有线粒体参与，则存在有氧呼吸。
考向三 有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算
5．现有一瓶葡萄糖液，内置有适量的酵母菌，经测定瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为7∶6，这是因为(假设两种呼吸作用消耗葡萄糖的速率相等)( )
A．有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸
B．有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸
C．有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸
D．有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸
解析：选C 有氧呼吸中吸入的O2和生成的CO2物质的量比例为1∶1，无氧呼吸中不耗氧，消耗1 mol葡萄糖净生成2 mol CO2。假设进行有氧呼吸的酵母菌的比例为X，则进行无氧呼吸的酵母菌的比例为1－X，故[6X＋2(1－X)]∶6X＝7∶6，求解X＝2/3，故有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸。
6．在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是( )
条件
a
b
c
d
CO2释放量
10
8
6
7
O2吸收量
0
3
4
7
A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C．c条件下，无氧呼吸最弱
D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
解析：选D a条件下，不吸收O2，但产生CO2，故只进行无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精；b条件下，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，有氧呼吸消耗体积为3的O2，产生体积为3的CO2，消耗葡萄糖的相对量为0.5，无氧呼吸产生体积为5的CO2，消耗葡萄糖的相对量为2.5；c条件下，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；d条件下，只进行有氧呼吸，无氧呼吸为0，产生的CO2全部来自线粒体。
[归纳拓展] 细胞呼吸过程中的比值归纳
(1)反应物与产物之间的比值：
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。
(2)一定条件下的比值：
①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。
②消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗O2的物质的量与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。
[师说考点·解疑难]
1．实验原理
2．实验步骤
3．实验现象
条件
澄清的石灰水的变化/
出现变化的时间
重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变混浊/快
无变化
乙组(无氧)
变混浊/慢
出现灰绿色
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
[研透考情·备高考]
1．(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
解析：选C t1→t2，培养液中O2相对含量下降，但与0→t1段相比，下降幅度变小，故酵母菌的有氧呼吸速率不断下降；t3时，培养液中O2相对含量比较低，酵母菌主要进行无氧呼吸；t1时，培养液中O2相对含量较高，酵母菌主要进行有氧呼吸。t3时无氧呼吸产生CO2的速率与t1时产生CO2的速率近似相等，相同量的葡萄糖无氧呼吸产生的CO2量比有氧呼吸少，可见t3时培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快；由题意可知，曲线是在最适温度下获得的，若降低10 ℃培养，则呼吸速率下降，O2相对含量达到稳定所需时间会延长；因酵母菌在后期进行了长时间的无氧呼吸，产生了酒精，故实验后的培养液滤液加入适量橙色的酸性重铬酸钾溶液后，会变成灰绿色。
2．下图为“探究酵母菌的呼吸方式”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
解析：选C 该对比实验两组都未知实验结果，都是实验组。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。b瓶有氧呼吸，产生CO2速率较快，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较短，石灰水变混浊较快(混浊量较大)；d瓶无氧呼吸，产生CO2速率较慢，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较长，石灰水变混浊较慢(混浊量较小)。
3.某生物实验小组为探究酵母菌呼吸的有关问题，设计如右实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL含酵母菌的培养液，后向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有30 ℃温水的烧杯中，用重物拴住，再将整个装置置于30 ℃的恒温水浴锅中。试回答：
(1)为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差，应设计一对照实验，对照实验装置与上述装置相比，不同之处是___________________________________________。
(2)实验开始后，实验组一段时间内烧杯中液面没有发生变化，最可能的原因是________________，如果一段时间后液面发生变化，则变化情况是________________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度，应做两处调整，分别是：①____________________________；②________________________________。
(4)若在研究过程中发现酵母菌数量先增加后下降，下降的原因可能有____________和________________。
解析：(1)设置的对照实验的自变量应是有无酵母菌，因此对照组是将气球中的含酵母菌的培养液换成等量的不含酵母菌的培养液。(2)实验开始时，实验组液面没有变化是因为酵母菌只进行有氧呼吸，产生的二氧化碳与消耗的氧气体积相等。如果液面发生变化，则说明酵母菌进行了无氧呼吸，产生了二氧化碳，气球膨胀，液面上升。(3)若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度，则温度是自变量，其他变量要保持一致且适宜。由此可知上述装置应做的调整一是气球中不注入氧气，二是取若干相同装置，并分别置于不同温度的恒温水浴锅中。(4)酵母菌的数量下降可能是由于培养液中营养物质被大量消耗，代谢产物积累和培养液pH下降等。
答案：(1)将气球中的含酵母菌的培养液换成等量的不含酵母菌的培养液 (2)酵母菌只进行了有氧呼吸 上升 酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，气球膨胀 (3)①气球中不注入氧气 ②取若干相同装置，并分别置于不同温度的恒温水浴锅中 (4)营养物质被大量消耗 乙醇含量过高 培养液的pH下降(任意两个均可)
[课堂巩固练—小试身手]
1．ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是( )
A．酒精发酵过程中有ATP生成
B．ATP可为物质跨膜运输提供能量
C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量
D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
解析：选D 酒精发酵过程中释放的能量，一部分转移至ATP中，一部分以热能的形式释放；物质跨膜运输如主动运输需要消耗能量，能量的直接来源是ATP；ATP中有两个高能磷酸键，高能磷酸键水解可释放能量；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。
2．如图为ATP分子的结构示意图，①～④表示相应虚线框内的物质结构，a、b、c表示有关的化学键，下列有关叙述错误的是( )
A．①是腺嘌呤核苷(腺苷)，是ATP中A代表的物质
B．②是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一
C．③是ADP，④是ATP，活细胞中ATP与ADP可以相互转化
D．a、b、c中都储存着大量能量，所以ATP被称为高能磷酸化合物
解析：选D ①是腺嘌呤核苷(腺苷)，由腺嘌呤和核糖组成，是ATP中A代表的物质；②是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；③④分别是ADP和ATP，在活细胞中不断进行着ATP与ADP的相互转化；a不是高能磷酸键，是普通的磷酸键，因b、c中储存着大量能量，ATP被称为高能磷酸化合物。
3.(2019·扬州学测模拟)如图为线粒体的结构示意图，其中可能发生的反应是( )
A．②处产生二氧化碳
B．①②③处均产生ATP
C．②处发生[H]与O2的结合反应
D．有氧呼吸的第二阶段在③处完成
解析：选A 图中的②③分别表示线粒体的基质和线粒体内膜，是有氧呼吸第二阶段和第三阶段进行的场所。
4.(2013·江苏高考)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
解析：选B 打开阀a可保证氧气的供应；经管口3取样只能检测酒精的产生情况；实验开始前整个装置需进行气密性检查，确保有氧、无氧条件只是通过管口1控制的；管口2连通装有澄清石灰水的试剂瓶，通过观察澄清石灰水的浑浊程度来检测CO2的产生情况。
[课下模拟练—自我检测]
一、选择题
1．(2018·南京学测模拟)如图表示ATP的结构，据图分析错误的是( )
A．图中A代表的是腺嘌呤
B．图中b、c代表高能磷酸键
C．水解时b键更容易断裂
D．图中a是RNA的基本组成单位
解析：选C 图中b、c代表高能磷酸键，远离A的高能磷酸键(c)更容易断裂。
2．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时的产物有( )
①酒精 ②乳酸 ③CO2 ④H2O ⑤ATP
A．①③⑤ B．②④⑤
C．①③④⑤ D．②③④⑤
解析：选D 白肌细胞含少量线粒体，可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸时产物为乳酸和ATP，有氧呼吸时产物为CO2、H2O、ATP。
3．下列与神经细胞有关的叙述，错误的是( )
A．ATP能在神经元线粒体的内膜上产生
B．神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP
C．突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP
D．神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
解析：选B 神经元线粒体的内膜上进行有氧呼吸的第三阶段，有氧呼吸的第三阶段[H]和氧气结合形成水，同时生成大量的ATP。神经递质在突触间隙中的移动属于扩散，不消耗ATP。蛋白质的合成都需要消耗ATP。神经细胞兴奋后恢复为静息状态时，将Na＋排出细胞，是主动运输的过程，需要载体蛋白协助并消耗ATP。
4．(2018·浙江选考)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”，装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述，错误的是( )
A．将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀
B．在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境
C．乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2
D．拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味
解析：选B 干酵母需要用温水化开，以保持酵母菌活性；酵母菌悬液加入葡萄糖溶液后要充分振荡，使葡萄糖与酵母混匀充分接触，利于发生反应。在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境，利于乙醇发酵。若乙试管中的澄清石灰水变浑浊，说明酵母菌细胞呼吸产生了CO2。甲试管中的酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精，酒精具有挥发性，所以拔掉甲试管塞子后可闻到酒精的气味。
5．ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物，下列有关ATP的叙述，错误的是( )
A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B．人体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
C．在剧烈运动时，肌细胞产生ATP的速率增加
D．ATP分子由1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成
解析：选B 线粒体合成的ATP可以在细胞核中发挥作用，如DNA复制和转录。人在运动时消耗ATP，睡眠时也消耗ATP，只是较少。剧烈运动时因为消耗能量多，所以肌细胞产生ATP的速率加快。ATP由1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成，其中含2个高能磷酸键。
6．以下4支试管置于适合的温度下，经过一定时间后能产生ATP的是( )
解析：选D 线粒体利用丙酮酸产生ATP，但丙酮酸不能在内质网中分解；内质网不能利用二氧化碳合成有机物，也不能产生ATP；仅细胞膜破裂的真核细胞中含有线粒体，丙酮酸在线粒体中分解同时产生ATP。
7.(2019·南通考前卷)如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．催化①②过程酶的功能及合成场所不同
B．②过程释放的能量来自ATP分子中腺苷与磷酸基连接化学键的断裂
C．①②过程均可在线粒体、叶绿体中发生
D．根据图示可知ATP与ADP之间的转化属于可逆反应
解析：选C 催化①②过程酶的功能不同但合成场所相同。②过程释放的能量来自ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。①②过程均可在线粒体、叶绿体中发生。ATP与ADP之间的转化，物质可逆，能量不可逆。
8．下列有关ATP和酶的叙述，正确的是( )
A．细胞代谢离不开酶和ATP
B．酶和ATP的组成元素中都含有P
C．酶的催化必然伴随ATP的供能
D．ATP的合成和水解都离不开同一种酶的催化
解析：选A ATP的组成元素有C、H、O、N、P，酶的化学本质是蛋白质(不含P)或RNA(含P)；酶催化的反应不一定需要ATP供能；ATP的合成和水解需要不同种酶的催化。
9．下列有关人体内有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．二氧化碳只是有氧呼吸的产物
B．葡萄糖不能作为无氧呼吸的底物
C．无氧呼吸过程不产生[H]
D．有氧呼吸只有第三阶段产生ATP
解析：选A 人体有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸只产生乳酸；有氧呼吸和无氧呼吸的底物都是葡萄糖；无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解形成丙酮酸、[H]；有氧呼吸的第一、二阶段产生少量的能量，第三阶段产生大量的能量。
10．为探究酵母菌呼吸作用的方式，某小组设计了以下的实验装置。下列相关的叙述，正确的是( )
A．可以通过澄清的石灰水是否浑浊来判断呼吸方式
B．在Ⅲ处可检测到有酒精生成
C．NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ处的CO2
D．c和Ⅲ处液体可以用溴麝香草酚蓝水溶液替代
解析：选D 通过澄清石灰水检测有无CO2的产生，但酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，因此不能判断酵母菌的呼吸方式；Ⅱ处可以检测到有酒精生成；NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2；c和Ⅲ处有CO2，可以用溴麝香草酚蓝水溶液来检测。
11．如图表示细胞呼吸的主要过程，下列说法正确的是( )
A．过程①②只能在有氧条件下进行
B．破伤风杆菌和大肠杆菌能进行过程①②
C．人体中进行过程②的场所是线粒体内膜
D．过程①②③④都能在植物细胞中发生
解析：选D 过程①表示细胞呼吸的第一阶段，在有氧和无氧条件下均可进行；过程②表示有氧呼吸第二、三阶段，只能在有氧条件下进行。破伤风杆菌和大肠杆菌是厌氧菌，不能进行过程②。人体中进行过程②的场所是线粒体基质和线粒体内膜。(不同种的)植物细胞既可进行有氧呼吸，也可进行产酒精或乳酸的无氧呼吸。
12．所有细胞都能进行细胞呼吸。下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．有氧呼吸和无氧呼吸都只能氧化分解葡萄糖
B．人剧烈运动时骨骼肌能同时产生乳酸和CO2
C．糖类分解释放的能量大部分都储存到ATP中
D．细胞呼吸的产物CO2都在线粒体基质中产生
解析：选B 有氧呼吸和无氧呼吸都能氧化分解葡萄糖，并不是只能分解葡萄糖；人体剧烈运动时能够同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生乳酸；糖类分解释放的能量大部分以热能的形式散失了，少部分储存到ATP中；细胞呼吸产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体。
13．(2018·苏州一模，多选)如图表示某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势，下列有关叙述错误的是( )
A．种子萌发前不进行细胞呼吸
B．12～24 h期间种子主要进行无氧呼吸
C．胚根长出后萌发种子的有氧呼吸速率逐渐增加
D．在开始光合作用之前，萌发的种子中有机物种类和含量不断减少
解析：选AD 种子萌发前，细胞是活的，仍进行细胞呼吸；12～24 h期间，种子消耗的O2很少，产生的CO2不断增加，说明细胞主要进行无氧呼吸；胚根长出后，消耗O2急剧增加，说明有氧呼吸速率逐渐增加；在开始光合作用之前，由于呼吸消耗，种子中有机物含量在减少，但淀粉、蛋白质等物质分解产生了很多种小分子，有机物种类增加。
14．(2019·南通一模，多选)发生在叶肉细胞中的生理过程，不需要消耗ATP的是( )
A．水分解为O2和[H]
B．C3的还原
C．O2和[H]结合生成水
D．CO2进入叶绿体中
解析：选ACD 水分解产生[H]和O2，属于光反应过程，其消耗的能量来自色素吸收的光能；C3的还原属于暗反应，需要消耗光反应提供的ATP和[H]；O2与[H]结合生成水属于有氧呼吸第三阶段，该过程释放的能量中一部分用于合成ATP；CO2通过生物膜的方式是自由扩散，不需要消耗ATP。
15．(2019·南通考前卷，多选)如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A．长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累
B．细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP
C．酒精是过程②产生的二碳化合物之一
D．在糖尿病患者体内，图示过程会减弱，进而导致脂肪分解加快
解析：选ABD 据图分析可知，人体内葡萄糖可以转化成脂肪储藏起来，所以长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累；过程①表示有氧呼吸的第一阶段，细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生酒精；在糖尿病患者体内，葡萄糖会随尿液排出，图示过程会减弱，进而导致脂肪分解加快。
二、非选择题
16．在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的__________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
解析：(1)根据题干信息可知，该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团(即Pγ)，同时将Pγ基团转移到DNA末端上。因此需用32P标记到ATP的γ位上。(2)DNA生物合成的原料为脱氧核苷酸。将dATP两个高能磷酸键都水解后产物为dA—Pα(腺嘌呤脱氧核苷酸)，为合成DNA的原料。因此需用32P标记到dATP的α位上。
答案：(1)γ (2)α
17.如图是真核细胞内呼吸作用过程的图解，请据图回答有关问题：
(1)物质X是________，它可以通过植物的________作用产生。
(2)物质Y可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成________。②和⑤过程中物质Y产生的场所分别是______________________________________________________________。
(3)人体内不能进行________(填序号)过程，原因是_________________________。
(4)在细胞呼吸过程中，实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成________________________________________________________________________。
(5)花盆里的土壤板结后，需要及时松土，其目的是促进________(填序号)过程的进行，从而产生大量能量，有利于________的吸收。
解析：(1)细胞呼吸中有氧呼吸的第三阶段[H]和O2结合生成水，植物的光合作用可以产生O2。真核细胞内无氧呼吸的两种产物分别是乳酸或酒精和CO2。(2)CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成黄色，②和⑤分别是有氧呼吸的第二阶段和无氧呼吸的第二阶段，对应的场所分别是线粒体基质和细胞质基质。(3)人体无氧呼吸的代谢产物是乳酸，人体不能进行⑤过程的原因是人体缺乏该过程所需要的酶。(4)在细胞呼吸过程中，实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成ATP中活跃的化学能和热能。(5)及时松土有利于根部吸收氧气，促进有氧呼吸第三阶段的进行。有氧呼吸产生的ATP为无机盐的主动运输提供能量。
答案：(1)O2 光合 (2)黄色 线粒体基质和细胞质基质
(3)⑤ 人体缺乏该过程所需的酶 (4)ATP中活跃的化学能和热能 (5)③ 无机盐
第2课时 影响细胞呼吸的因素
[师说考点·解疑难]
(一)内部因素
1．遗传特性
2．器官种类：生殖器官＞营养器官。
3．生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。
(二)外部因素
1．温度
原理
细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间
曲线模型：
应用
2．O2浓度
原理
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用
曲线模型：
模型解读：
①O2浓度低时，无氧呼吸占优势
②随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强
③当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)
应用
①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸
②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸
③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸
④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡
3.CO2浓度
原理
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
曲线模型：
模型解读：在一定范围内，呼吸速率随CO2浓度增大而减慢
应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗
4.含水量
原理
水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率
曲线模型：
模型解读：
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢
应用
粮食：干燥储藏，降低呼吸作用消耗的有机物
水果、蔬菜：一定的湿度保鲜
[研透考情·备高考]
考向一 氧气对细胞呼吸影响的图形分析
1．(2019·南通考前卷)如图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。下列有关叙述错误的是( )
A．实验自变量是氧气浓度，因变量是CO2和酒精生成量
B．在氧气浓度为a或d时，酵母菌的呼吸方式都只有一种
C．在氧气浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的3倍
D．实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制
解析：选C 该实验的目的是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式的影响，自变量是氧气浓度；根据图示可知，实验的因变量是CO2和酒精生成量。在氧气浓度为a时，酵母菌产生的CO2量和酒精量相等，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸；在氧气浓度为d时，呼吸作用的产物只有CO2，没有酒精产生，说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。在氧气浓度为c时，酵母菌无氧呼吸产生酒精10 mol(无氧呼吸产生CO2也是10 mol)，根据无氧呼吸反应式可推知酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖10÷2＝5 mol；此时酵母菌细胞呼吸产生的CO2总量是20 mol，则有氧呼吸产生CO2为20－10＝10 mol，根据有氧呼吸反应式可推知，此时酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖10÷6＝5/3 mol，因此，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的1/3倍。实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制。
[归纳拓展] O2浓度对有氧呼吸和无氧呼吸影响的曲线分析
(1)O2作为有氧呼吸的原料，可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。
①图甲中当O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，随O2浓度升高，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。当O2浓度为0～10%时，细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。
②图乙中三条曲线分别表示无氧呼吸CO2释放量、有氧呼吸O2吸收量(等于有氧呼吸CO2释放量)及两种呼吸CO2释放总量。
(2)图中R点为两种呼吸CO2释放总量的最低点，一般认为此时细胞的呼吸消耗有机物最少。对应的O2浓度为储藏水果的最佳浓度。
AB段长度＝BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。
考向二 无机盐和水对呼吸作用的影响
2．为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。下列说法正确的是( )
A．樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体
B．图中a、b、c三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是c点
C．淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用
D．实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标
解析：选C 樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质，有氧呼吸的主要场所是线粒体；图中a、b、c三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是a点；由图示可见KNO3溶液浓度越高，有氧呼吸速率越强，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用；植物有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，所以实验过程中不可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标。
3．大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如下图：
(1)阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。阶段Ⅰ中，水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为________________。阶段Ⅲ中，种子胚细胞内水的主要存在形式是________。
(2)若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。
解析：(1)水分子的跨膜运输方式是渗透作用(自由扩散)；阶段Ⅲ种子鲜重快速增加，细胞代谢比较快，此时细胞内的水主要以自由水的形式存在。(2)根据题意假设O2的吸收量为1 mol，则CO2的释放量为3 mol，则依据有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式进行计算，即可得出答案。
答案：(1)自由扩散 自由水 (2)6∶1
[归纳拓展] 种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线解读
(1)在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升
(2)在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用产生的CO2要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸
(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量(渗透)吸水
考向三 多种因素对细胞呼吸速率的影响问题
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( )
O2含量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3 ℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10 ℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.3
32.9
20 ℃
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
56.2
30 ℃
59.8
41.4
8.8
56.6
100.0
101.6
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
解析：选C 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；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；O2含量从20.0%升至40.0%时，3 ℃、10 ℃和20 ℃时，呼吸强度逐渐减弱，但30 ℃条件下，呼吸强度增强；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。
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
解析：选C 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。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。由题图可知，细胞有氧呼吸的最适温度在30 ℃左右。与b点相比，c点的有氧呼吸速率的限制因素有O2浓度和温度。
考向四 细胞呼吸原理在生产中的应用
6．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
解析：选C 马铃薯块茎无氧呼吸产物是乳酸，不是酒精。
7．(2015·江苏高考，多选)如图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是( )
A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B．集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C．发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D．若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气
解析：选ABC 酵母菌发酵过程中因营养物质的消耗、pH的变化等，酒精的产生速率会越来越慢。集气管收集的气体除酵母菌无氧呼吸产生的CO2外，还有有氧呼吸产生的CO2。发酵过程中，随着营养物质消耗、pH降低等，酵母菌的繁殖速率会变慢，其种群不会呈“J”型增长。发酵液表面出现的菌膜可能是醋酸菌在有氧条件下繁殖产生的，说明发酵瓶可能漏气。
[易错点拨] 关于对细胞呼吸原理应用的两点提醒
影响细胞呼吸的因素并不是单一的
相关
说明
若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、增氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施
储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境
相关
说明
蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度
[分点突破·精细研]
题型一 细胞呼吸方式的判断
1．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸方式，实验设计如下图。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反应瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的变化)。下列有关说法正确的是( )
A．甲组右管液面变化，表示的是微生物呼吸释放CO2的量
B．乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸释放CO2的量
C．甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼吸
D．甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵
解析：选C 甲组装置内放的是NaOH溶液，用于吸收CO2，所以甲组右管液面变化是锥形瓶内的O2变化所致，表示的是微生物呼吸氧气的消耗量；乙组装置内放的是蒸馏水，那么乙组右管液面变化是锥形瓶内CO2释放量和O2消耗量之间的差值引起的；甲组右管液面升高，表明消耗O2，存在有氧呼吸，乙组不变，表明释放CO2与消耗O2相等，说明微生物只进行有氧呼吸；甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行酒精发酵。
[归纳拓展] 细胞呼吸方式的探究实验设计
(1)实验方案：
欲确认某生物的呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)
(2)实验结果和结论：
实验结果
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸
不动
右移
只进行产酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
(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。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同(如图)
题型二 细胞呼吸速率的测定
2.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2，实验开始时，打开软管夹，将装置放入25 ℃水浴中，10 min后关闭软管夹，随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。下列分析正确的是( )
实验时间(min)
10
15
20
25
30
35
液滴移动距离(mm)
0
32.5
65
100
130
162.5
A.图中X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动
B．在20～30 min内O2的平均吸收速率为6.5 mm3/min
C．如将X换为清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率
D．增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中
解析：选B X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向左移动；在20～30 min内O2的平均吸收速率为(130－65)×1÷10＝6.5(mm3/min)；果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动；对照实验应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫，并将该装置置于相同环境中，重复上述实验。
[归纳拓展] 细胞呼吸速率的测定方法
(1)实验装置：
(2)实验原理：
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，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。
(3)注意事项：
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。
题型三 细胞呼吸场所的探究
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( )
试管编号
加入的物质
细胞质基质
线粒体
酵母菌
A
B
C
D
E
F
葡萄糖
－
＋
－
＋
＋
＋
丙酮酸
＋
－
＋
－
－
－
氧气
＋
－
＋
－
＋
－
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
解析：选C 会产生CO2和H2O的试管有C、E；会产生酒精的试管有B、F；根据试管B、D、F可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所；最终只能得到丙酮酸的是试管B。
[归纳拓展] 细胞呼吸过程场所的探究
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。
[冲关集训·能力通]
1．为探究酵母菌呼吸方式的类型，设计了如图所示的装置，下面叙述错误的是( )
A．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸
B．假设装置一中的红色液滴不移动，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸
C．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D．假设装置一、二中的红色液滴均不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸
解析：选D 两套装置的不同之处在于里面放的液体。装置一中放的是NaOH溶液，能吸收CO2，如果红色液滴左移，则说明酵母菌进行有氧呼吸，即根据装置一可以判断酵母菌是否进行有氧呼吸。装置二中是清水，如果红色液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；如果红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸。两套装置结合起来就可以判断出酵母菌的呼吸方式。
2．(2018·扬州模拟)某校生物兴趣小组在学习了实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按下图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀量相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答：
(1)甲、乙两组的实验变量是____________，实验中需控制的无关变量主要有________________________________________________________________________。
(2)酵母菌产生CO2的场所有_________________________________________。
(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验。
实验步骤：
①取________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察________的变化。
实验结果预测和结论：
①____________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________________。
解析：(1)从实验装置上看，甲装置与乙装置的区别是甲通无菌O2，乙保持无氧环境。实验过程中除有无O2外，其他条件均应保持一致，避免实验误差。(2)酵母菌是兼性厌氧生物，既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，有氧呼吸CO2在线粒体内生成，无氧呼吸则在细胞质基质中生成。(3)实验设计所遵循的基本原则是等量、对照和单一变量原则。在U形管两侧分别加入等量的滤液1和滤液2，做好标记，一段时间后观察两侧液面的变化。液面高的葡萄糖浓度高，相应的呼吸方式消耗葡萄糖就少，反之就多。
答案：(1)有无O2 温度、pH、培养液量、培养液浓度等
(2)细胞质基质和线粒体
(3)实验步骤：
①等量 ②(两侧)液面
实验结果预测和结论：
①若A侧液面上升，B侧液面下降，说明有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少 ②若A侧液面下降，B侧液面上升，说明有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 ③若A、B两侧液面高度相等，说明有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多
[课堂巩固练—小试身手]
1．(2019·镇江学测模拟)下列有关细胞呼吸原理在生产生活中应用的叙述，错误的是( )
A．提倡有氧慢跑是为了防止无氧呼吸产生乳酸
B．低温、低氧、干燥等条件有利于水果和蔬菜的保鲜
C．播种前浸种可以提高种子的含水量，促进呼吸作用
D．水稻田定期排水是为了防止无氧呼吸产生酒精烂根
解析：选B 水果和蔬菜的保鲜条件为低温、低氧和一定的湿度。
2．如图是某同学设计的“探究酵母菌的呼吸方式”实验装置图，1、2、3、4号试管加入适量水后再滴加2滴溴麝香草酚蓝水溶液，用来鉴定CO2。对此实验的结果、分析与评价错误的是( )
A．丙试管与乙试管相连，其作用是为乙试管提供充足的氧气
B．应在甲试管中加1 mL石蜡油，制造无氧环境
C．为了适当简化装置，可以将图中的2号或4号试管除去
D．1号试管与3号试管相比，出现黄色的时间要短
解析：选D 丙试管中H2O2被FeCl3催化分解产生氧气，提供给乙试管；甲试管中加1 mL石蜡油，可以更好地制造无氧环境；为了适当简化装置，可以将图中的2号或4号试管除去，直接进行对比实验；与3号试管相比，1号试管中CO2量较少，出现黄色的时间要长。
3．如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是( )
A．从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度是B点。AB段可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快
B．乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸
C．如果乙图中曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是乳酸
D．曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
解析：选C 由于每一种酶都有最适温度，从图中看出，最适温度是B点，所以细胞呼吸最旺盛时的温度在B点，由AB段可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快；O2浓度越高，对无氧呼吸的抑制就越强，有氧呼吸速率越大，所以乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸；水稻无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，不是乳酸；曲线Ⅱ表示有氧呼吸的速率，有氧呼吸的底物主要是葡萄糖。
4．(2019·苏北四市一模)研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断错误的是( )
A．冷害初期呼吸作用先增强，有利于抵御寒冷
B．持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，直接影响可溶性糖合成淀粉
C．低温时细胞内结合水的比例上升，有利于适应低温环境
D．低温使根细胞呼吸减弱，吸收矿质营养能力下降
解析：选B 冷害初期呼吸作用增强，放出热量增多，有利于植物抵御寒冷；持续低温会使淀粉合成酶活性减弱，可溶性糖转化为淀粉减弱，细胞内可溶性糖含量上升；细胞内结合水的比例上升，抗寒能力增强；低温使根细胞呼吸减弱，产生的能量少，影响根细胞吸收矿质营养。
[课下模拟练—自我检测]
一、选择题
1．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。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示。
分组
甲组
乙组
处理
种子与染料混合保温
种子煮沸后与染料混合保温
结果
种子中的胚呈红色
种子中的胚未呈红色
下列叙述错误的是( )
A．甲组的胚发生了氧化还原反应
B．呼吸作用产生的NADH使染料变成红色
C．乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞
D．种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果
解析：选C 由题目表格给予信息“甲组种子中的胚呈红色”可推出甲组种子中的染料被还原(发生了氧化还原反应)，还原剂为NADH。乙组细胞已被杀死，细胞膜失去了选择透过性。胚细胞呼吸作用的强弱会影响NADH的产生，进而影响染色效果。
2．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
解析：选C 与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快。某些植物组织细胞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。降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢。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。
3．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
解析：选D 酿制葡萄酒时，酵母细胞进行无氧呼吸能发生ADP转化为ATP的过程；酵母细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质，在此处能发生ADP转化为ATP的过程；ADP需要有能量的输入才能转化为ATP；酵母细胞内由ADP转化为ATP时需要ATP合成酶的催化。
4．现通过实验探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式的影响，实验结果见下表。下列有关叙述错误的是( )
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2量(mol)
9
12.5
15
30
产生酒精量(mol)
9
6.5
6
0
A．该实验自变量是氧浓度，因变量是产生CO2量和酒精量
B．在氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸
C．在氧浓度为b时，酵母菌只进行有氧呼吸
D．在氧浓度为c时，酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
解析：选C 根据表中信息可以判断，该实验自变量是氧浓度，因变量是产生CO2量和酒精量；氧浓度为a时，酵母菌产生CO2量等于酒精量，说明酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为b、c时，酵母菌产生CO2量均大于酒精量，说明酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。
5．(2019·扬州检测)四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窖中，贮藏时间可以达到4～5个月之久；哈尔滨等地利用大窖套小窖的办法，可使黄瓜贮存期达到3个月，这种方法在生物学上称为自体保藏法。下列关于自体保藏法的说法，错误的是( )
A．自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但其易受外界环境的影响
B．在自体保藏法中如能控制温度在1～5 ℃，贮藏时间会更长
C．自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的CO2抑制自身的呼吸作用
D．在密闭环境中，CO2浓度越高，抑制呼吸作用的效果越好
解析：选D 自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但易受外界环境的影响，如温度、密闭程度等；控制温度在1～5 ℃，呼吸强度会更低，贮藏时间会更长；水果和蔬菜等细胞呼吸会产生CO2，果蔬呼吸释放的CO2会抑制自身的有氧呼吸作用，减少有机物的消耗；在密闭环境中，CO2浓度保持较高水平，但浓度过高会使无氧呼吸增强，无氧呼吸产物对果蔬品质造成影响，所以并不是CO2浓度越高，贮藏效果越好。
6．(2019·苏北四市一模)将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3个试管中，并向这3个试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在氧气充足的条件下，最终能通过细胞呼吸产生CO2和水的试管是( )
A．甲 B．丙
C．甲和乙 D．丙和乙
解析：选B 由于提供的原料是葡萄糖，而且是在氧气充足的条件下，所以只含线粒体的乙试管是不能分解的；而甲试管中只有细胞质基质，不能进行有氧呼吸，无氧呼吸只能产生CO2而不能产生水，只有结构完整的丙试管才能产生CO2和水。
7．把乳酸菌接种在盛有鲜牛奶的玻璃瓶中，将瓶口密封，置于适宜温度下培养，一段时间后即可得到酸奶。在此过程中若揭开盖子，下列过程减慢(或减少)的是( )
①葡萄糖的利用 ②二氧化碳的释放 ③ATP的形成
④乳酸含量
A．①② B．①②③
C．②④ D．①③④
解析：选D 在密封状态下培养，细菌进行无氧呼吸，所以葡萄糖的消耗量大，若揭开瓶盖，接触到氧气，细菌的无氧呼吸会被抑制，甚至死亡，葡萄糖的消耗会减少，ATP的合成量会减少，乳酸的生产量也会减少。
8.如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的描述，错误的是( )
A．试管内的试剂可以是NaOH溶液，作用是吸收CO2
B．广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定
C．实验过程中玻璃管内的红墨水会向右移动
D．该装置可直接测得动物呼吸时所释放的CO2量
解析：选D 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等溶液来吸收CO2，消除CO2对瓶内气压的影响，以测出动物呼吸时所消耗的O2量；将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定，防止温度对呼吸作用的影响；动物有氧呼吸产生的CO2被NaOH吸收，无氧呼吸的产物是乳酸，因此实验过程中由于有氧呼吸消耗O2，会让瓶内的气压降低，红墨水会向右移动；图示装置可直接测得动物呼吸时所消耗的O2量，不能直接测定动物呼吸时所释放的CO2量。
9．呼吸熵(RQ)是指单位时间内进行细胞呼吸的生物释放CO2量与吸收O2量的比值。如图表示测定消毒过的萌发小麦种子呼吸熵的实验装置，下列说法不准确的是( )
A．KOH中放置筒状滤纸的目的是增大吸收CO2的面积
B．假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25 ℃时经10 min观察发现：甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，说明10 min内小麦种子进行了无氧呼吸
C．若在25 ℃时经10 min观察发现：甲装置中墨滴左移30 mm，乙装置中墨滴左移200 mm，则萌发小麦种子的呼吸熵是0.85
D．为了校正还应设置一个对照装置，对照装置的大试管和小烧杯应分别放入死亡的小麦种子、清水，其他条件不变
解析：选D 用甲测得的数值是O2消耗量与CO2产生量的差，用乙测得是O2的消耗量，通过计算可得出CO2的产生量及呼吸熵。墨滴移动不仅受萌发种子细胞呼吸的影响，还受微生物的呼吸及外界温度和压强变化的影响，所以本实验还应设置一个对照装置，装置中的大试管和小烧杯应分别放入消毒过的死亡的小麦种子和清水，其他条件不变。
10．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O2浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中O2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O2浓度为d时没有酒精产生
解析：选B 甲图中O2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；甲图中O2浓度为b时，CO2释放量远远大于O2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；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中氧浓度为c)；甲图中O2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。
11.将刚采摘的新鲜蓝莓均分为两份，放在1 ℃的冷库内贮藏，其中一份用高浓度的CO2处理48 h，另一份则不做处理。从采摘后算起每10 d取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论错误的是( )
A．比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
B．第20 d对照组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
C．第40 d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D．贮藏蓝莓前用高浓度的CO2短时处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
解析：选C 当CO2释放量大于O2吸收量时，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。由图可知，第20 d时，对照组CO2/O2大于1，表明蓝莓进行了无氧呼吸，有乙醇产生；而CO2处理组CO2/O2为1，表明蓝莓没有进行无氧呼吸，没有乙醇产生。第40 d时，对照组蓝莓CO2释放量与O2吸收量比值约等于2，此时无氧呼吸消耗的葡萄糖大约为有氧呼吸的3倍。分析题中曲线可知，贮藏蓝莓前用高浓度的CO2短时处理，能抑制其无氧呼吸。
12．(多选)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，10 min后再关闭软管夹，随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的距离。下列有关实验分析正确的是( )
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
解析：选ABC 实验开始前，试管先恒温水浴10 min，既能保证实验所需温度条件，又能消耗掉葡萄糖溶液中的氧气，避免酵母菌有氧呼吸对实验结果产生影响；酵母菌无氧呼吸产生CO2，试管内气体体积增大，毛细管中液滴向右移动；实验受温度、气压等影响，需设置用等量死酵母菌代替活酵母菌的对照组，以对实验结果进行校正；去掉油脂层，打开软管夹，通入氧气，由于有氧呼吸吸收氧气的量等于释放二氧化碳的量，试管中气压不变，毛细管中液滴不移动，所以该装置不能用于测量酵母菌有氧呼吸速率。
13．(2019·南通模拟，多选)下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．硝化细菌的有氧呼吸主要发生在线粒体中
B．酵母菌有氧呼吸时繁殖快，无氧呼吸时繁殖慢
C．人体红细胞呼吸作用过程中能产生丙酮酸
D．既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸的生物属于兼性厌氧型生物
解析：选BC 硝化细菌是原核生物，无线粒体。人既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，但属于需氧型生物，兼性厌氧型生物是指既能在有氧条件下生存，又能在无氧条件下生存的生物。
二、非选择题
14.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，产生酒精和二氧化碳的量如图所示，请据图回答问题：
(1)曲线甲表示________量；曲线乙表示________量。判断依据是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)酵母菌呼吸作用产生酒精的场所是______________，酒精可用__________________鉴定。
(3)氧气浓度为a时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖总消耗量的________。
解析：酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，其场所是细胞质基质，酒精可用酸性的重铬酸钾溶液鉴定。当氧气浓度为a时，产生的酒精量为7 mol，所以酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳量也为7 mol，二氧化碳的总产生量为14 mol，说明有氧呼吸产生的二氧化碳量为14－7＝7(mol)，再根据无氧呼吸和有氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为7×1/2＝7/2(mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为7×1/6＝7/6(mol)，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖总消耗量的3/4。
答案：(1)二氧化碳 酒精 随氧气浓度升高，酵母菌无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，所以酒精产生量减少，二氧化碳产生量增加 (2)细胞质基质 (酸性)重铬酸钾溶液 (3)3/4
15．将某种植物种子在水中浸透，然后按如图装置进行实验，实验开始时X液面位置与Y液面位置调至同一水平。下表记录了实验过程中每小时的液面变化情况。请回答下列问题：
时间(h)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
X液面位置(cm)
5.0
7.0
9.0
11.0
13.0
14.5
15.5
15.8
15.8
15.8
(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加________水，使代谢增强。
(2)装置中使用NaOH溶液的目的是________________，X液面变化值表示______________________。
(3)影响结果准确性的环境因素有__________________(至少写两个)。为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，该装置除试管内金属网上需要放________、______的同种种子外，其他条件与上图装置相同。
(4)实验4小时后液面变化减缓乃至不变，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加自由水，使代谢增强。(2)装置中使用NaOH溶液的目的是吸收种子细胞呼吸产生的CO2，由于有氧呼吸吸收的O2体积与放出的CO2体积相等，CO2被NaOH溶液吸收，故装置内气体减少，压强降低，X液面升高，且升高值表示种子有氧呼吸消耗的O2体积。(3)影响结果准确性的环境因素实际上是影响实验的无关变量，除去自变量和因变量之外的就是无关变量，主要有气温(温度)、气压、装置气密性等因素，为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，也就是设置对照组，所以与实验组不同的应是金属网上需要放等量、煮熟(或死亡)的同种种子。(4)随着有氧呼吸的进行，O2减少，有氧呼吸减弱直至停止，无氧呼吸加强，进行无氧呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收，试管内气压不再有明显变化。
答案：(1)自由 (2)吸收种子细胞呼吸产生的CO2 种子有氧呼吸消耗的O2体积 (3)气温、气压、装置气密性(至少答出两个，其他答案合理也可) 等量 煮熟(或死亡) (4)O2减少，有氧呼吸减弱。而种子进行无氧呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收，试管内气压不再有明显变化
第1课时 ATP与细胞呼吸的过程
[思维导图·成一统]
[巧学助记] 巧用数字“一、二、三”记忆ATP的组成
[基础速练·固根基]
1．判断下列叙述的正误
(1)ATP由3个磷酸基团和1个腺嘌呤构成(×)
(2)ATP脱去两个磷酸基团后是RNA的基本组成单位(√)
(3)ATP水解为ADP释放的能量来自于高能磷酸键(√)
(4)ATP的合成与分解都需要酶的催化，但不都需要水作为反应底物(√)
(5)ATP和葡萄糖都含有能量但不都是有机物(×)
(6)ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来(√)
(7)人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加(√)
(8)线粒体内膜、内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP(×)
(9)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化(√)
(10)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(×)
(11)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(×)
2．据ATP的结构示意图填空
(1)图中A表示腺嘌呤，①是腺苷，②是腺嘌呤核糖核苷酸，③是ADP，④是ATP，⑤是普通化学键，⑥是高能磷酸键。
(2)据图确定ATP与RNA的关系是：ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是组成RNA的基本单位之一。
3．据ATP与ADP的相互转化图填表
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量 ATP＋H2O
ATP＋H2OADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能(光合作用)、
化学能(细胞呼吸)
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
[题组练透·过考点]
题组一 ATP的结构和功能及ATP与ADP的转化
1．(2018·浙江选考)ATP是细胞中的能量通货。下列叙述正确的是( )
A．ATP中的能量均来自细胞呼吸释放的能量
B．ATP—ADP循环使得细胞储存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP时释放能量和磷酸基团
D．ATP分子中的2个高能磷酸键不易断裂水解
解析：选C 光合作用的光反应阶段和细胞呼吸均可以产生ATP。ATP在细胞中易于再生，ATP—ADP循环不会使得细胞储存大量的ATP。ATP水解形成ADP和磷酸基团，同时释放能量。ATP中的2个高能磷酸键比较不稳定，易断裂水解。
2．ATP是细胞的能量通货，是生命活动的直接能源物质，下图为ATP的结构及ATP与ADP相互转化的关系式。下列说法错误的是( )
A．图1中的A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B．图2中反应向右进行时，图1中的c键断裂并释放能量
C．ATP与ADP快速转化依赖于酶催化作用具有高效性
D．酶1和酶2催化作用的机理是降低反应的活化能
解析：选A 图1中A表示腺嘌呤，b、c是高能磷酸键。ATP水解时远离腺苷的高能磷酸键断裂。酶催化作用具有高效性，作用机理是降低反应的活化能。
[易错点拨] 澄清对ATP认识上的四个易误点
误认为ATP与ADP的相互转化是可逆反应
指正
ATP与ADP的相互转化过程中，物质可重复利用，但能量不可循环利用
误认为ATP转化为ADP不消耗水
指正
ATP转化为ADP又称“ATP的水解反应”，这一过程需要酶的催化，同时也需要消耗水
误认为ATP就是能量
指正
ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来
误认为细胞中含有大量ATP
指正
生命活动需要消耗大量能量，但细胞中ATP含量很少。由于ADP、Pi等可重复利用，只要提供能量(光能或化学能)，生物体就可不断合成ATP，满足生物体的需要
题组二 ATP与DNA、RNA在物质组成上的比较
3．在下列六种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是( )
A．①和② B．①和③
C．③和④ D．⑤和⑥
解析：选D 根据题意知“○”中所对应的含义分别为：①是一磷酸腺苷，即AMP，②是腺嘌呤，③是DNA分子上的腺嘌呤脱氧核苷酸，④是RNA分子上的腺嘌呤核糖核苷酸，⑤是腺苷，⑥是腺苷。
题组三 ATP与新陈代谢的关系
4．(2016·海南高考)下列有关植物细胞能量代谢的叙述，正确的是( )
A．含有两个高能磷酸键的ATP是DNA的基本组成单位之一
B．加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少，ATP生成增加
C．无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D．光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
解析：选D DNA的全称是脱氧核糖核酸，基本组成单位是脱氧核糖核苷酸(简称脱氧核苷酸)，不是ATP；呼吸抑制剂抑制呼吸作用，会使ATP生成减少；无氧呼吸的第二阶段不产生ATP；光下叶肉细胞的细胞质基质和线粒体可以进行有氧呼吸，叶绿体进行光合作用，均可产生ATP。
5．(2014·江苏高考)下列生命活动中不需要ATP提供能量的是( )
A．叶肉细胞合成的糖运输到果实
B．吞噬细胞吞噬病原体的过程
C．淀粉酶催化淀粉水解为葡萄糖
D．细胞中由氨基酸合成新的肽链
解析：选C 叶肉细胞合成的糖如葡萄糖通过主动运输进入果实细胞需要消耗ATP；吞噬细胞吞噬病原体依赖膜的流动性，需要消耗ATP；淀粉酶催化淀粉水解的过程不需要消耗能量，如人体肠道中食物的消化；氨基酸在核糖体上脱水缩合形成肽链需要消耗ATP。
[归纳拓展] 多角度理解ATP的合成与水解
[思维导图·成一统]
细胞呼吸三过程，有氧无氧一段同，
葡(萄)糖分解丙酮氢，还要释放少量能。
有氧呼吸二阶段，丙酮和水来反应，
能量CO2还原氢，线(粒)体基质内完成。
有氧呼吸三阶段，O2氧化还原氢，
大量能量水生成，线(粒)体内膜来完成。
无氧呼吸二阶段，还原物质不放能。
[基础速练·固根基]
1．判断有关细胞呼吸叙述的正误
(1)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(√)
(2)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(√)
(3)乳酸菌细胞内，细胞呼吸第一阶段产生[H]，第二阶段消耗[H](√)
(4)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在有氧时细胞的呼吸作用(×)
(5)种子风干脱水后呼吸强度增强(×)
(6)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(×)
(7)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(×)
(8)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(×)
(9)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP(×)
(10)细胞呼吸必须在酶的催化下进行(√)
(11)需氧型细菌有氧呼吸的主要场所是线粒体(×)
(12)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(×)
(13)进行有氧呼吸的细胞中肯定含有与有氧呼吸有关的酶(√)
2．在反应式中用箭头标明有氧呼吸中氧元素的来源和去路
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
3．填写有关有氧呼吸和无氧呼吸异同点
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
场所
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
条件
需O2、酶
不需O2、需酶
产物
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
能量
大量
少量
特点
有机物彻底分解，能量完全释放
有机物没有彻底分解，能量没有完全释放
联系
葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同
实质
分解有机物，释放能量，合成ATP
意义
为生物体的各项生命活动提供能量
4.据生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解填空
(1)图中A是丙酮酸，其产生的部位是细胞质基质。
(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是①②④。(填图中序号)
(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中①③过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中①④过程。(填图中序号)
(4)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在有氧呼吸过程中产生了水。
(5)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
[师说考点·解疑难]
1．有氧呼吸过程分析
(1)反应物、生成物及元素转移：
(2)细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路：
来源
去路
[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
(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，而无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP。
②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失，少部分转移到ATP中。
2．不同生物无氧呼吸的产物不同
[研透考情·备高考]
考向一 细胞呼吸反应物、生成物及场所的对应关系
1.(2016·江苏高考，多选)突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。右图为呼吸链突变酵母呼吸过程，下列相关叙述错误的是( )
A．突变酵母乙醇代谢途径未变
B．突变酵母几乎不能产生[H]
C．氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体
D．通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
解析：选BD 据图分析可知，与野生型酵母相比，突变酵母乙醇代谢途径未变，只是线粒体中的呼吸链中断；分析题图可知，突变酵母可以进行无氧呼吸，在第一阶段能够产生[H]；氧气充足时，野生型酵母可进行有氧呼吸，产生能量多，通过出芽生殖快速繁殖后代，而突变酵母不能进行有氧呼吸，产生的能量少，繁殖的速率慢；据图可知，突变酵母的呼吸链中断，通入氧气后，突变酵母产生ATP的部位只有细胞质基质。
2．下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
解析：选D 题图为细胞呼吸的全过程，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]、O2、酒精；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；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。
[归纳拓展] 反应物、生成物、场所与呼吸类型的关系
考向二 细胞呼吸类型的判断
3.“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的相等，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．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
解析：选D 从图中乳酸含量和O2消耗速率变化可判断，ab段为有氧呼吸，bc段开始出现无氧呼吸，cd段有氧呼吸和无氧呼吸并存，但bc段有氧呼吸占优势，cd段有氧呼吸强度不再增加，无氧呼吸强度逐渐上升；运动强度大于c后，虽然无氧呼吸增强，但人体无氧呼吸不产生CO2，有氧呼吸中CO2的产生量等于O2消耗量；无氧呼吸的产物是乳酸，乳酸中仍储存有部分能量；运动强度长时间超过c点，无氧呼吸产生的乳酸增加而使肌肉酸胀乏力。
4．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，错误的是( )
A．当O2浓度为a时，酵母菌没有有氧呼吸，只有无氧呼吸
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不同氧浓度下，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；当O2浓度为b时，产生CO2的量多于酒精的，说明酵母菌还进行了有氧呼吸，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b、d的细胞呼吸过程有所不同；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；无论是无氧呼吸还是有氧呼吸都会产生[H]和ATP。
[方法规律] “三看法”判断呼吸的类型
(1)一看反应物和产物。
①消耗氧气或产物中有水，一定是有氧呼吸。
②产物中有酒精或乳酸，一定是无氧呼吸。
(2)二看物质的量的关系。
①无CO2产生：乳酸发酵。
②不消耗O2，但产生CO2：酒精发酵。
③消耗O2量＝产生CO2量：有氧呼吸。
④消耗O2量<产生CO2量：有氧呼吸、无氧呼吸。
根据产生CO2与消耗O2的多少，又分为以下三种情况：
VCO2/VO2＝4/3
有氧呼吸＝无氧呼吸
VCO2/VO2>4/3
有氧呼吸<无氧呼吸
VCO2/VO2<4/3
有氧呼吸>无氧呼吸
(3)三看反应的场所。
①真核生物体内若只在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸。
②若有线粒体参与，则存在有氧呼吸。
考向三 有氧呼吸与无氧呼吸的相关计算
5．现有一瓶葡萄糖液，内置有适量的酵母菌，经测定瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为7∶6，这是因为(假设两种呼吸作用消耗葡萄糖的速率相等)( )
A．有1/3的酵母菌在进行有氧呼吸
B．有6/7的酵母菌在进行有氧呼吸
C．有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸
D．有1/7的酵母菌在进行有氧呼吸
解析：选C 有氧呼吸中吸入的O2和生成的CO2物质的量比例为1∶1，无氧呼吸中不耗氧，消耗1 mol葡萄糖净生成2 mol CO2。假设进行有氧呼吸的酵母菌的比例为X，则进行无氧呼吸的酵母菌的比例为1－X，故[6X＋2(1－X)]∶6X＝7∶6，求解X＝2/3，故有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸。
6．在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是( )
条件
a
b
c
d
CO2释放量
10
8
6
7
O2吸收量
0
3
4
7
A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C．c条件下，无氧呼吸最弱
D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体
解析：选D a条件下，不吸收O2，但产生CO2，故只进行无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精；b条件下，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，有氧呼吸消耗体积为3的O2，产生体积为3的CO2，消耗葡萄糖的相对量为0.5，无氧呼吸产生体积为5的CO2，消耗葡萄糖的相对量为2.5；c条件下，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；d条件下，只进行有氧呼吸，无氧呼吸为0，产生的CO2全部来自线粒体。
[归纳拓展] 细胞呼吸过程中的比值归纳
(1)反应物与产物之间的比值：
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。
(2)一定条件下的比值：
①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。
②消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗O2的物质的量与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。
[师说考点·解疑难]
1．实验原理
2．实验步骤
3．实验现象
条件
澄清的石灰水的变化/
出现变化的时间
重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变混浊/快
无变化
乙组(无氧)
变混浊/慢
出现灰绿色
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
[研透考情·备高考]
1．(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
解析：选C t1→t2，培养液中O2相对含量下降，但与0→t1段相比，下降幅度变小，故酵母菌的有氧呼吸速率不断下降；t3时，培养液中O2相对含量比较低，酵母菌主要进行无氧呼吸；t1时，培养液中O2相对含量较高，酵母菌主要进行有氧呼吸。t3时无氧呼吸产生CO2的速率与t1时产生CO2的速率近似相等，相同量的葡萄糖无氧呼吸产生的CO2量比有氧呼吸少，可见t3时培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快；由题意可知，曲线是在最适温度下获得的，若降低10 ℃培养，则呼吸速率下降，O2相对含量达到稳定所需时间会延长；因酵母菌在后期进行了长时间的无氧呼吸，产生了酒精，故实验后的培养液滤液加入适量橙色的酸性重铬酸钾溶液后，会变成灰绿色。
2．下图为“探究酵母菌的呼吸方式”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
解析：选C 该对比实验两组都未知实验结果，都是实验组。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。b瓶有氧呼吸，产生CO2速率较快，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较短，石灰水变混浊较快(混浊量较大)；d瓶无氧呼吸，产生CO2速率较慢，溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较长，石灰水变混浊较慢(混浊量较小)。
3.某生物实验小组为探究酵母菌呼吸的有关问题，设计如右实验装置。实验中，先向气球中加入10 mL含酵母菌的培养液，后向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球，置于装有30 ℃温水的烧杯中，用重物拴住，再将整个装置置于30 ℃的恒温水浴锅中。试回答：
(1)为了消除各种环境因素的变化带来的实验误差，应设计一对照实验，对照实验装置与上述装置相比，不同之处是___________________________________________。
(2)实验开始后，实验组一段时间内烧杯中液面没有发生变化，最可能的原因是________________，如果一段时间后液面发生变化，则变化情况是________________，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度，应做两处调整，分别是：①____________________________；②________________________________。
(4)若在研究过程中发现酵母菌数量先增加后下降，下降的原因可能有____________和________________。
解析：(1)设置的对照实验的自变量应是有无酵母菌，因此对照组是将气球中的含酵母菌的培养液换成等量的不含酵母菌的培养液。(2)实验开始时，实验组液面没有变化是因为酵母菌只进行有氧呼吸，产生的二氧化碳与消耗的氧气体积相等。如果液面发生变化，则说明酵母菌进行了无氧呼吸，产生了二氧化碳，气球膨胀，液面上升。(3)若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度，则温度是自变量，其他变量要保持一致且适宜。由此可知上述装置应做的调整一是气球中不注入氧气，二是取若干相同装置，并分别置于不同温度的恒温水浴锅中。(4)酵母菌的数量下降可能是由于培养液中营养物质被大量消耗，代谢产物积累和培养液pH下降等。
答案：(1)将气球中的含酵母菌的培养液换成等量的不含酵母菌的培养液 (2)酵母菌只进行了有氧呼吸 上升 酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳，气球膨胀 (3)①气球中不注入氧气 ②取若干相同装置，并分别置于不同温度的恒温水浴锅中 (4)营养物质被大量消耗 乙醇含量过高 培养液的pH下降(任意两个均可)
[课堂巩固练—小试身手]
1．ATP是直接为细胞生命活动提供能量的有机物。关于ATP的叙述，错误的是( )
A．酒精发酵过程中有ATP生成
B．ATP可为物质跨膜运输提供能量
C．ATP中高能磷酸键水解可释放能量
D．ATP由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
解析：选D 酒精发酵过程中释放的能量，一部分转移至ATP中，一部分以热能的形式释放；物质跨膜运输如主动运输需要消耗能量，能量的直接来源是ATP；ATP中有两个高能磷酸键，高能磷酸键水解可释放能量；ATP由腺嘌呤、核糖和磷酸组成。
2．如图为ATP分子的结构示意图，①～④表示相应虚线框内的物质结构，a、b、c表示有关的化学键，下列有关叙述错误的是( )
A．①是腺嘌呤核苷(腺苷)，是ATP中A代表的物质
B．②是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一
C．③是ADP，④是ATP，活细胞中ATP与ADP可以相互转化
D．a、b、c中都储存着大量能量，所以ATP被称为高能磷酸化合物
解析：选D ①是腺嘌呤核苷(腺苷)，由腺嘌呤和核糖组成，是ATP中A代表的物质；②是腺嘌呤核糖核苷酸，是RNA的基本组成单位之一；③④分别是ADP和ATP，在活细胞中不断进行着ATP与ADP的相互转化；a不是高能磷酸键，是普通的磷酸键，因b、c中储存着大量能量，ATP被称为高能磷酸化合物。
3.(2019·扬州学测模拟)如图为线粒体的结构示意图，其中可能发生的反应是( )
A．②处产生二氧化碳
B．①②③处均产生ATP
C．②处发生[H]与O2的结合反应
D．有氧呼吸的第二阶段在③处完成
解析：选A 图中的②③分别表示线粒体的基质和线粒体内膜，是有氧呼吸第二阶段和第三阶段进行的场所。
4.(2013·江苏高考)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
解析：选B 打开阀a可保证氧气的供应；经管口3取样只能检测酒精的产生情况；实验开始前整个装置需进行气密性检查，确保有氧、无氧条件只是通过管口1控制的；管口2连通装有澄清石灰水的试剂瓶，通过观察澄清石灰水的浑浊程度来检测CO2的产生情况。
[课下模拟练—自我检测]
一、选择题
1．(2018·南京学测模拟)如图表示ATP的结构，据图分析错误的是( )
A．图中A代表的是腺嘌呤
B．图中b、c代表高能磷酸键
C．水解时b键更容易断裂
D．图中a是RNA的基本组成单位
解析：选C 图中b、c代表高能磷酸键，远离A的高能磷酸键(c)更容易断裂。
2．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时的产物有( )
①酒精 ②乳酸 ③CO2 ④H2O ⑤ATP
A．①③⑤ B．②④⑤
C．①③④⑤ D．②③④⑤
解析：选D 白肌细胞含少量线粒体，可以进行有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸时产物为乳酸和ATP，有氧呼吸时产物为CO2、H2O、ATP。
3．下列与神经细胞有关的叙述，错误的是( )
A．ATP能在神经元线粒体的内膜上产生
B．神经递质在突触间隙中的移动消耗ATP
C．突触后膜上受体蛋白的合成需要消耗ATP
D．神经细胞兴奋后恢复为静息状态消耗ATP
解析：选B 神经元线粒体的内膜上进行有氧呼吸的第三阶段，有氧呼吸的第三阶段[H]和氧气结合形成水，同时生成大量的ATP。神经递质在突触间隙中的移动属于扩散，不消耗ATP。蛋白质的合成都需要消耗ATP。神经细胞兴奋后恢复为静息状态时，将Na＋排出细胞，是主动运输的过程，需要载体蛋白协助并消耗ATP。
4．(2018·浙江选考)以酵母菌和葡萄糖为材料进行“乙醇发酵实验”，装置图如下。下列关于该实验过程与结果的叙述，错误的是( )
A．将温水化开的酵母菌悬液加入盛有葡萄糖液的甲试管后需振荡混匀
B．在甲试管内的混合液表面需滴加一薄层液体石蜡以制造富氧环境
C．乙试管中澄清的石灰水变浑浊可推知酵母菌细胞呼吸产生了CO2
D．拔掉装有酵母菌与葡萄糖混合液的甲试管塞子后可闻到酒精的气味
解析：选B 干酵母需要用温水化开，以保持酵母菌活性；酵母菌悬液加入葡萄糖溶液后要充分振荡，使葡萄糖与酵母混匀充分接触，利于发生反应。在甲试管内的混合液表面滴加一薄层液体石蜡以制造无氧环境，利于乙醇发酵。若乙试管中的澄清石灰水变浑浊，说明酵母菌细胞呼吸产生了CO2。甲试管中的酵母菌进行厌氧呼吸产生酒精，酒精具有挥发性，所以拔掉甲试管塞子后可闻到酒精的气味。
5．ATP是细胞中重要的高能磷酸化合物，下列有关ATP的叙述，错误的是( )
A．线粒体合成的ATP可在细胞核中发挥作用
B．人体在运动时消耗ATP，睡眠时则不消耗ATP
C．在剧烈运动时，肌细胞产生ATP的速率增加
D．ATP分子由1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成
解析：选B 线粒体合成的ATP可以在细胞核中发挥作用，如DNA复制和转录。人在运动时消耗ATP，睡眠时也消耗ATP，只是较少。剧烈运动时因为消耗能量多，所以肌细胞产生ATP的速率加快。ATP由1个腺嘌呤核糖核苷酸和2个磷酸基团组成，其中含2个高能磷酸键。
6．以下4支试管置于适合的温度下，经过一定时间后能产生ATP的是( )
解析：选D 线粒体利用丙酮酸产生ATP，但丙酮酸不能在内质网中分解；内质网不能利用二氧化碳合成有机物，也不能产生ATP；仅细胞膜破裂的真核细胞中含有线粒体，丙酮酸在线粒体中分解同时产生ATP。
7.(2019·南通考前卷)如图为细胞中ATP与ADP相互转化示意图。下列相关叙述正确的是( )
A．催化①②过程酶的功能及合成场所不同
B．②过程释放的能量来自ATP分子中腺苷与磷酸基连接化学键的断裂
C．①②过程均可在线粒体、叶绿体中发生
D．根据图示可知ATP与ADP之间的转化属于可逆反应
解析：选C 催化①②过程酶的功能不同但合成场所相同。②过程释放的能量来自ATP分子中远离腺苷的高能磷酸键的断裂。①②过程均可在线粒体、叶绿体中发生。ATP与ADP之间的转化，物质可逆，能量不可逆。
8．下列有关ATP和酶的叙述，正确的是( )
A．细胞代谢离不开酶和ATP
B．酶和ATP的组成元素中都含有P
C．酶的催化必然伴随ATP的供能
D．ATP的合成和水解都离不开同一种酶的催化
解析：选A ATP的组成元素有C、H、O、N、P，酶的化学本质是蛋白质(不含P)或RNA(含P)；酶催化的反应不一定需要ATP供能；ATP的合成和水解需要不同种酶的催化。
9．下列有关人体内有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．二氧化碳只是有氧呼吸的产物
B．葡萄糖不能作为无氧呼吸的底物
C．无氧呼吸过程不产生[H]
D．有氧呼吸只有第三阶段产生ATP
解析：选A 人体有氧呼吸产生二氧化碳和水，无氧呼吸只产生乳酸；有氧呼吸和无氧呼吸的底物都是葡萄糖；无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解形成丙酮酸、[H]；有氧呼吸的第一、二阶段产生少量的能量，第三阶段产生大量的能量。
10．为探究酵母菌呼吸作用的方式，某小组设计了以下的实验装置。下列相关的叙述，正确的是( )
A．可以通过澄清的石灰水是否浑浊来判断呼吸方式
B．在Ⅲ处可检测到有酒精生成
C．NaOH溶液的作用是吸收Ⅰ处的CO2
D．c和Ⅲ处液体可以用溴麝香草酚蓝水溶液替代
解析：选D 通过澄清石灰水检测有无CO2的产生，但酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，因此不能判断酵母菌的呼吸方式；Ⅱ处可以检测到有酒精生成；NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2；c和Ⅲ处有CO2，可以用溴麝香草酚蓝水溶液来检测。
11．如图表示细胞呼吸的主要过程，下列说法正确的是( )
A．过程①②只能在有氧条件下进行
B．破伤风杆菌和大肠杆菌能进行过程①②
C．人体中进行过程②的场所是线粒体内膜
D．过程①②③④都能在植物细胞中发生
解析：选D 过程①表示细胞呼吸的第一阶段，在有氧和无氧条件下均可进行；过程②表示有氧呼吸第二、三阶段，只能在有氧条件下进行。破伤风杆菌和大肠杆菌是厌氧菌，不能进行过程②。人体中进行过程②的场所是线粒体基质和线粒体内膜。(不同种的)植物细胞既可进行有氧呼吸，也可进行产酒精或乳酸的无氧呼吸。
12．所有细胞都能进行细胞呼吸。下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．有氧呼吸和无氧呼吸都只能氧化分解葡萄糖
B．人剧烈运动时骨骼肌能同时产生乳酸和CO2
C．糖类分解释放的能量大部分都储存到ATP中
D．细胞呼吸的产物CO2都在线粒体基质中产生
解析：选B 有氧呼吸和无氧呼吸都能氧化分解葡萄糖，并不是只能分解葡萄糖；人体剧烈运动时能够同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸产生CO2和水，无氧呼吸产生乳酸；糖类分解释放的能量大部分以热能的形式散失了，少部分储存到ATP中；细胞呼吸产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体。
13．(2018·苏州一模，多选)如图表示某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势，下列有关叙述错误的是( )
A．种子萌发前不进行细胞呼吸
B．12～24 h期间种子主要进行无氧呼吸
C．胚根长出后萌发种子的有氧呼吸速率逐渐增加
D．在开始光合作用之前，萌发的种子中有机物种类和含量不断减少
解析：选AD 种子萌发前，细胞是活的，仍进行细胞呼吸；12～24 h期间，种子消耗的O2很少，产生的CO2不断增加，说明细胞主要进行无氧呼吸；胚根长出后，消耗O2急剧增加，说明有氧呼吸速率逐渐增加；在开始光合作用之前，由于呼吸消耗，种子中有机物含量在减少，但淀粉、蛋白质等物质分解产生了很多种小分子，有机物种类增加。
14．(2019·南通一模，多选)发生在叶肉细胞中的生理过程，不需要消耗ATP的是( )
A．水分解为O2和[H]
B．C3的还原
C．O2和[H]结合生成水
D．CO2进入叶绿体中
解析：选ACD 水分解产生[H]和O2，属于光反应过程，其消耗的能量来自色素吸收的光能；C3的还原属于暗反应，需要消耗光反应提供的ATP和[H]；O2与[H]结合生成水属于有氧呼吸第三阶段，该过程释放的能量中一部分用于合成ATP；CO2通过生物膜的方式是自由扩散，不需要消耗ATP。
15．(2019·南通考前卷，多选)如图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A．长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累
B．细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP
C．酒精是过程②产生的二碳化合物之一
D．在糖尿病患者体内，图示过程会减弱，进而导致脂肪分解加快
解析：选ABD 据图分析可知，人体内葡萄糖可以转化成脂肪储藏起来，所以长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累；过程①表示有氧呼吸的第一阶段，细胞质基质中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATP；人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生酒精；在糖尿病患者体内，葡萄糖会随尿液排出，图示过程会减弱，进而导致脂肪分解加快。
二、非选择题
16．在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题：
(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的__________(填“α”“β”或“γ”)位上。
(2)若用带有32P的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。
解析：(1)根据题干信息可知，该酶能将ATP水解成ADP和磷酸基团(即Pγ)，同时将Pγ基团转移到DNA末端上。因此需用32P标记到ATP的γ位上。(2)DNA生物合成的原料为脱氧核苷酸。将dATP两个高能磷酸键都水解后产物为dA—Pα(腺嘌呤脱氧核苷酸)，为合成DNA的原料。因此需用32P标记到dATP的α位上。
答案：(1)γ (2)α
17.如图是真核细胞内呼吸作用过程的图解，请据图回答有关问题：
(1)物质X是________，它可以通过植物的________作用产生。
(2)物质Y可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成________。②和⑤过程中物质Y产生的场所分别是______________________________________________________________。
(3)人体内不能进行________(填序号)过程，原因是_________________________。
(4)在细胞呼吸过程中，实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成________________________________________________________________________。
(5)花盆里的土壤板结后，需要及时松土，其目的是促进________(填序号)过程的进行，从而产生大量能量，有利于________的吸收。
解析：(1)细胞呼吸中有氧呼吸的第三阶段[H]和O2结合生成水，植物的光合作用可以产生O2。真核细胞内无氧呼吸的两种产物分别是乳酸或酒精和CO2。(2)CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化为由蓝色变成绿色再变成黄色，②和⑤分别是有氧呼吸的第二阶段和无氧呼吸的第二阶段，对应的场所分别是线粒体基质和细胞质基质。(3)人体无氧呼吸的代谢产物是乳酸，人体不能进行⑤过程的原因是人体缺乏该过程所需要的酶。(4)在细胞呼吸过程中，实现的能量转换是有机物中稳定的化学能转换成ATP中活跃的化学能和热能。(5)及时松土有利于根部吸收氧气，促进有氧呼吸第三阶段的进行。有氧呼吸产生的ATP为无机盐的主动运输提供能量。
答案：(1)O2 光合 (2)黄色 线粒体基质和细胞质基质
(3)⑤ 人体缺乏该过程所需的酶 (4)ATP中活跃的化学能和热能 (5)③ 无机盐
第2课时 影响细胞呼吸的因素
[师说考点·解疑难]
(一)内部因素
1．遗传特性
2．器官种类：生殖器官＞营养器官。
3．生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。
(二)外部因素
1．温度
原理
细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间
曲线模型：
应用
2．O2浓度
原理
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用
曲线模型：
模型解读：
①O2浓度低时，无氧呼吸占优势
②随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强
③当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)
应用
①选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸
②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸
③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸
④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡
3.CO2浓度
原理
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
曲线模型：
模型解读：在一定范围内，呼吸速率随CO2浓度增大而减慢
应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗
4.含水量
原理
水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率
曲线模型：
模型解读：
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢
应用
粮食：干燥储藏，降低呼吸作用消耗的有机物
水果、蔬菜：一定的湿度保鲜
[研透考情·备高考]
考向一 氧气对细胞呼吸影响的图形分析
1．(2019·南通考前卷)如图是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式影响的实验结果。下列有关叙述错误的是( )
A．实验自变量是氧气浓度，因变量是CO2和酒精生成量
B．在氧气浓度为a或d时，酵母菌的呼吸方式都只有一种
C．在氧气浓度为c时，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的3倍
D．实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制
解析：选C 该实验的目的是探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸方式的影响，自变量是氧气浓度；根据图示可知，实验的因变量是CO2和酒精生成量。在氧气浓度为a时，酵母菌产生的CO2量和酒精量相等，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸；在氧气浓度为d时，呼吸作用的产物只有CO2，没有酒精产生，说明此时酵母菌只进行有氧呼吸。在氧气浓度为c时，酵母菌无氧呼吸产生酒精10 mol(无氧呼吸产生CO2也是10 mol)，根据无氧呼吸反应式可推知酵母菌无氧呼吸消耗葡萄糖10÷2＝5 mol；此时酵母菌细胞呼吸产生的CO2总量是20 mol，则有氧呼吸产生CO2为20－10＝10 mol，根据有氧呼吸反应式可推知，此时酵母菌有氧呼吸消耗葡萄糖10÷6＝5/3 mol，因此，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗葡萄糖的1/3倍。实验结果表明，有氧时酵母菌的无氧呼吸会受到抑制。
[归纳拓展] O2浓度对有氧呼吸和无氧呼吸影响的曲线分析
(1)O2作为有氧呼吸的原料，可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。
①图甲中当O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，随O2浓度升高，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。当O2浓度为0～10%时，细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；O2浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。
②图乙中三条曲线分别表示无氧呼吸CO2释放量、有氧呼吸O2吸收量(等于有氧呼吸CO2释放量)及两种呼吸CO2释放总量。
(2)图中R点为两种呼吸CO2释放总量的最低点，一般认为此时细胞的呼吸消耗有机物最少。对应的O2浓度为储藏水果的最佳浓度。
AB段长度＝BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放CO2量相等，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。
考向二 无机盐和水对呼吸作用的影响
2．为研究淹水时KNO3对甜樱桃根呼吸的影响，设四组盆栽甜樱桃，其中一组淹入清水，其余三组分别淹入不同浓度的KNO3溶液，保持液面高出盆土表面，每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率，结果如图。下列说法正确的是( )
A．樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是线粒体
B．图中a、b、c三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是c点
C．淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用
D．实验过程中可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标
解析：选C 樱桃根细胞无氧呼吸生成CO2的场所是细胞质基质，有氧呼吸的主要场所是线粒体；图中a、b、c三点，在单位时间内与氧结合的还原氢最多的是a点；由图示可见KNO3溶液浓度越高，有氧呼吸速率越强，淹水时KNO3对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用；植物有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2，所以实验过程中不可以改用CO2的产生量作为检测有氧呼吸速率的指标。
3．大豆种子萌发过程中鲜重的变化曲线如下图：
(1)阶段Ⅰ和Ⅲ大豆种子的鲜重增加明显。阶段Ⅰ中，水进入种子胚细胞的穿(跨)膜运输方式为________________。阶段Ⅲ中，种子胚细胞内水的主要存在形式是________。
(2)若测得阶段Ⅱ种子吸收O2与释放CO2的体积比为1∶3，则此时种子胚细胞的无氧呼吸与有氧呼吸消耗葡萄糖之比为________。
解析：(1)水分子的跨膜运输方式是渗透作用(自由扩散)；阶段Ⅲ种子鲜重快速增加，细胞代谢比较快，此时细胞内的水主要以自由水的形式存在。(2)根据题意假设O2的吸收量为1 mol，则CO2的释放量为3 mol，则依据有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式进行计算，即可得出答案。
答案：(1)自由扩散 自由水 (2)6∶1
[归纳拓展] 种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线解读
(1)在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升
(2)在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用产生的CO2要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸
(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量(渗透)吸水
考向三 多种因素对细胞呼吸速率的影响问题
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( )
O2含量
温度
0.1%
1.0%
3.0%
10.0%
20.0%
40.0%
3 ℃
6.2
3.6
1.2
4.4
5.4
5.3
10 ℃
31.2
53.7
5.9
21.5
33.3
32.9
20 ℃
46.4
35.2
6.4
38.9
65.5
56.2
30 ℃
59.8
41.4
8.8
56.6
100.0
101.6
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
解析：选C 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；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；O2含量从20.0%升至40.0%时，3 ℃、10 ℃和20 ℃时，呼吸强度逐渐减弱，但30 ℃条件下，呼吸强度增强；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。
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
解析：选C 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。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。由题图可知，细胞有氧呼吸的最适温度在30 ℃左右。与b点相比，c点的有氧呼吸速率的限制因素有O2浓度和温度。
考向四 细胞呼吸原理在生产中的应用
6．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
解析：选C 马铃薯块茎无氧呼吸产物是乳酸，不是酒精。
7．(2015·江苏高考，多选)如图为苹果酒的发酵装置示意图，下列叙述错误的是( )
A．发酵过程中酒精的产生速率越来越快
B．集气管中的气体是酵母菌无氧呼吸产生的CO2
C．发酵过程中酵母种群呈“J”型增长
D．若发酵液表面出现菌膜，最可能原因是发酵瓶漏气
解析：选ABC 酵母菌发酵过程中因营养物质的消耗、pH的变化等，酒精的产生速率会越来越慢。集气管收集的气体除酵母菌无氧呼吸产生的CO2外，还有有氧呼吸产生的CO2。发酵过程中，随着营养物质消耗、pH降低等，酵母菌的繁殖速率会变慢，其种群不会呈“J”型增长。发酵液表面出现的菌膜可能是醋酸菌在有氧条件下繁殖产生的，说明发酵瓶可能漏气。
[易错点拨] 关于对细胞呼吸原理应用的两点提醒
影响细胞呼吸的因素并不是单一的
相关
说明
若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、增氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施
储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境
相关
说明
蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度
[分点突破·精细研]
题型一 细胞呼吸方式的判断
1．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸方式，实验设计如下图。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反应瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的变化)。下列有关说法正确的是( )
A．甲组右管液面变化，表示的是微生物呼吸释放CO2的量
B．乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸释放CO2的量
C．甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼吸
D．甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵
解析：选C 甲组装置内放的是NaOH溶液，用于吸收CO2，所以甲组右管液面变化是锥形瓶内的O2变化所致，表示的是微生物呼吸氧气的消耗量；乙组装置内放的是蒸馏水，那么乙组右管液面变化是锥形瓶内CO2释放量和O2消耗量之间的差值引起的；甲组右管液面升高，表明消耗O2，存在有氧呼吸，乙组不变，表明释放CO2与消耗O2相等，说明微生物只进行有氧呼吸；甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行酒精发酵。
[归纳拓展] 细胞呼吸方式的探究实验设计
(1)实验方案：
欲确认某生物的呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)
(2)实验结果和结论：
实验结果
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸
不动
右移
只进行产酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
(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。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同(如图)
题型二 细胞呼吸速率的测定
2.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1 mm2，实验开始时，打开软管夹，将装置放入25 ℃水浴中，10 min后关闭软管夹，随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。下列分析正确的是( )
实验时间(min)
10
15
20
25
30
35
液滴移动距离(mm)
0
32.5
65
100
130
162.5
A.图中X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动
B．在20～30 min内O2的平均吸收速率为6.5 mm3/min
C．如将X换为清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率
D．增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中
解析：选B X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向左移动；在20～30 min内O2的平均吸收速率为(130－65)×1÷10＝6.5(mm3/min)；果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动；对照实验应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫，并将该装置置于相同环境中，重复上述实验。
[归纳拓展] 细胞呼吸速率的测定方法
(1)实验装置：
(2)实验原理：
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，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。
(3)注意事项：
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。
题型三 细胞呼吸场所的探究
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( )
试管编号
加入的物质
细胞质基质
线粒体
酵母菌
A
B
C
D
E
F
葡萄糖
－
＋
－
＋
＋
＋
丙酮酸
＋
－
＋
－
－
－
氧气
＋
－
＋
－
＋
－
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
解析：选C 会产生CO2和H2O的试管有C、E；会产生酒精的试管有B、F；根据试管B、D、F可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所；最终只能得到丙酮酸的是试管B。
[归纳拓展] 细胞呼吸过程场所的探究
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。
[冲关集训·能力通]
1．为探究酵母菌呼吸方式的类型，设计了如图所示的装置，下面叙述错误的是( )
A．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸
B．假设装置一中的红色液滴不移动，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸
C．假设装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D．假设装置一、二中的红色液滴均不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸
解析：选D 两套装置的不同之处在于里面放的液体。装置一中放的是NaOH溶液，能吸收CO2，如果红色液滴左移，则说明酵母菌进行有氧呼吸，即根据装置一可以判断酵母菌是否进行有氧呼吸。装置二中是清水，如果红色液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸或同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；如果红色液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸。两套装置结合起来就可以判断出酵母菌的呼吸方式。
2．(2018·扬州模拟)某校生物兴趣小组在学习了实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”后，想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按下图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀量相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答：
(1)甲、乙两组的实验变量是____________，实验中需控制的无关变量主要有________________________________________________________________________。
(2)酵母菌产生CO2的场所有_________________________________________。
(3)利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验。
实验步骤：
①取________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；
②一段时间后观察________的变化。
实验结果预测和结论：
①____________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________________。
解析：(1)从实验装置上看，甲装置与乙装置的区别是甲通无菌O2，乙保持无氧环境。实验过程中除有无O2外，其他条件均应保持一致，避免实验误差。(2)酵母菌是兼性厌氧生物，既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，有氧呼吸CO2在线粒体内生成，无氧呼吸则在细胞质基质中生成。(3)实验设计所遵循的基本原则是等量、对照和单一变量原则。在U形管两侧分别加入等量的滤液1和滤液2，做好标记，一段时间后观察两侧液面的变化。液面高的葡萄糖浓度高，相应的呼吸方式消耗葡萄糖就少，反之就多。
答案：(1)有无O2 温度、pH、培养液量、培养液浓度等
(2)细胞质基质和线粒体
(3)实验步骤：
①等量 ②(两侧)液面
实验结果预测和结论：
①若A侧液面上升，B侧液面下降，说明有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少 ②若A侧液面下降，B侧液面上升，说明有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 ③若A、B两侧液面高度相等，说明有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多
[课堂巩固练—小试身手]
1．(2019·镇江学测模拟)下列有关细胞呼吸原理在生产生活中应用的叙述，错误的是( )
A．提倡有氧慢跑是为了防止无氧呼吸产生乳酸
B．低温、低氧、干燥等条件有利于水果和蔬菜的保鲜
C．播种前浸种可以提高种子的含水量，促进呼吸作用
D．水稻田定期排水是为了防止无氧呼吸产生酒精烂根
解析：选B 水果和蔬菜的保鲜条件为低温、低氧和一定的湿度。
2．如图是某同学设计的“探究酵母菌的呼吸方式”实验装置图，1、2、3、4号试管加入适量水后再滴加2滴溴麝香草酚蓝水溶液，用来鉴定CO2。对此实验的结果、分析与评价错误的是( )
A．丙试管与乙试管相连，其作用是为乙试管提供充足的氧气
B．应在甲试管中加1 mL石蜡油，制造无氧环境
C．为了适当简化装置，可以将图中的2号或4号试管除去
D．1号试管与3号试管相比，出现黄色的时间要短
解析：选D 丙试管中H2O2被FeCl3催化分解产生氧气，提供给乙试管；甲试管中加1 mL石蜡油，可以更好地制造无氧环境；为了适当简化装置，可以将图中的2号或4号试管除去，直接进行对比实验；与3号试管相比，1号试管中CO2量较少，出现黄色的时间要长。
3．如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是( )
A．从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度是B点。AB段可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快
B．乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸
C．如果乙图中曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是乳酸
D．曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
解析：选C 由于每一种酶都有最适温度，从图中看出，最适温度是B点，所以细胞呼吸最旺盛时的温度在B点，由AB段可说明在一定的温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸加快；O2浓度越高，对无氧呼吸的抑制就越强，有氧呼吸速率越大，所以乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸；水稻无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，不是乳酸；曲线Ⅱ表示有氧呼吸的速率，有氧呼吸的底物主要是葡萄糖。
4．(2019·苏北四市一模)研究发现，冬小麦在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冷害使根生长迟缓，吸收能力下降，但细胞内可溶性糖的含量有明显的提高。下列推断错误的是( )
A．冷害初期呼吸作用先增强，有利于抵御寒冷
B．持续低温使线粒体内氧化酶活性减弱，直接影响可溶性糖合成淀粉
C．低温时细胞内结合水的比例上升，有利于适应低温环境
D．低温使根细胞呼吸减弱，吸收矿质营养能力下降
解析：选B 冷害初期呼吸作用增强，放出热量增多，有利于植物抵御寒冷；持续低温会使淀粉合成酶活性减弱，可溶性糖转化为淀粉减弱，细胞内可溶性糖含量上升；细胞内结合水的比例上升，抗寒能力增强；低温使根细胞呼吸减弱，产生的能量少，影响根细胞吸收矿质营养。
[课下模拟练—自我检测]
一、选择题
1．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。某同学将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示。
分组
甲组
乙组
处理
种子与染料混合保温
种子煮沸后与染料混合保温
结果
种子中的胚呈红色
种子中的胚未呈红色
下列叙述错误的是( )
A．甲组的胚发生了氧化还原反应
B．呼吸作用产生的NADH使染料变成红色
C．乙组胚细胞膜上的载体蛋白能将染料运出细胞
D．种子中胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果
解析：选C 由题目表格给予信息“甲组种子中的胚呈红色”可推出甲组种子中的染料被还原(发生了氧化还原反应)，还原剂为NADH。乙组细胞已被杀死，细胞膜失去了选择透过性。胚细胞呼吸作用的强弱会影响NADH的产生，进而影响染色效果。
2．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
解析：选C 与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快。某些植物组织细胞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。降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢。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。
3．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
解析：选D 酿制葡萄酒时，酵母细胞进行无氧呼吸能发生ADP转化为ATP的过程；酵母细胞进行无氧呼吸的场所是细胞质基质，在此处能发生ADP转化为ATP的过程；ADP需要有能量的输入才能转化为ATP；酵母细胞内由ADP转化为ATP时需要ATP合成酶的催化。
4．现通过实验探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式的影响，实验结果见下表。下列有关叙述错误的是( )
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2量(mol)
9
12.5
15
30
产生酒精量(mol)
9
6.5
6
0
A．该实验自变量是氧浓度，因变量是产生CO2量和酒精量
B．在氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸
C．在氧浓度为b时，酵母菌只进行有氧呼吸
D．在氧浓度为c时，酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
解析：选C 根据表中信息可以判断，该实验自变量是氧浓度，因变量是产生CO2量和酒精量；氧浓度为a时，酵母菌产生CO2量等于酒精量，说明酵母菌只进行无氧呼吸；氧浓度为b、c时，酵母菌产生CO2量均大于酒精量，说明酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。
5．(2019·扬州检测)四川南充果农将广柑贮藏于密闭的土窖中，贮藏时间可以达到4～5个月之久；哈尔滨等地利用大窖套小窖的办法，可使黄瓜贮存期达到3个月，这种方法在生物学上称为自体保藏法。下列关于自体保藏法的说法，错误的是( )
A．自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但其易受外界环境的影响
B．在自体保藏法中如能控制温度在1～5 ℃，贮藏时间会更长
C．自体保藏法的原理是依靠果蔬呼吸释放的CO2抑制自身的呼吸作用
D．在密闭环境中，CO2浓度越高，抑制呼吸作用的效果越好
解析：选D 自体保藏法是一种简便的果蔬贮藏法，但易受外界环境的影响，如温度、密闭程度等；控制温度在1～5 ℃，呼吸强度会更低，贮藏时间会更长；水果和蔬菜等细胞呼吸会产生CO2，果蔬呼吸释放的CO2会抑制自身的有氧呼吸作用，减少有机物的消耗；在密闭环境中，CO2浓度保持较高水平，但浓度过高会使无氧呼吸增强，无氧呼吸产物对果蔬品质造成影响，所以并不是CO2浓度越高，贮藏效果越好。
6．(2019·苏北四市一模)将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3个试管中，并向这3个试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在氧气充足的条件下，最终能通过细胞呼吸产生CO2和水的试管是( )
A．甲 B．丙
C．甲和乙 D．丙和乙
解析：选B 由于提供的原料是葡萄糖，而且是在氧气充足的条件下，所以只含线粒体的乙试管是不能分解的；而甲试管中只有细胞质基质，不能进行有氧呼吸，无氧呼吸只能产生CO2而不能产生水，只有结构完整的丙试管才能产生CO2和水。
7．把乳酸菌接种在盛有鲜牛奶的玻璃瓶中，将瓶口密封，置于适宜温度下培养，一段时间后即可得到酸奶。在此过程中若揭开盖子，下列过程减慢(或减少)的是( )
①葡萄糖的利用 ②二氧化碳的释放 ③ATP的形成
④乳酸含量
A．①② B．①②③
C．②④ D．①③④
解析：选D 在密封状态下培养，细菌进行无氧呼吸，所以葡萄糖的消耗量大，若揭开瓶盖，接触到氧气，细菌的无氧呼吸会被抑制，甚至死亡，葡萄糖的消耗会减少，ATP的合成量会减少，乳酸的生产量也会减少。
8.如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的描述，错误的是( )
A．试管内的试剂可以是NaOH溶液，作用是吸收CO2
B．广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定
C．实验过程中玻璃管内的红墨水会向右移动
D．该装置可直接测得动物呼吸时所释放的CO2量
解析：选D 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等溶液来吸收CO2，消除CO2对瓶内气压的影响，以测出动物呼吸时所消耗的O2量；将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定，防止温度对呼吸作用的影响；动物有氧呼吸产生的CO2被NaOH吸收，无氧呼吸的产物是乳酸，因此实验过程中由于有氧呼吸消耗O2，会让瓶内的气压降低，红墨水会向右移动；图示装置可直接测得动物呼吸时所消耗的O2量，不能直接测定动物呼吸时所释放的CO2量。
9．呼吸熵(RQ)是指单位时间内进行细胞呼吸的生物释放CO2量与吸收O2量的比值。如图表示测定消毒过的萌发小麦种子呼吸熵的实验装置，下列说法不准确的是( )
A．KOH中放置筒状滤纸的目的是增大吸收CO2的面积
B．假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25 ℃时经10 min观察发现：甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，说明10 min内小麦种子进行了无氧呼吸
C．若在25 ℃时经10 min观察发现：甲装置中墨滴左移30 mm，乙装置中墨滴左移200 mm，则萌发小麦种子的呼吸熵是0.85
D．为了校正还应设置一个对照装置，对照装置的大试管和小烧杯应分别放入死亡的小麦种子、清水，其他条件不变
解析：选D 用甲测得的数值是O2消耗量与CO2产生量的差，用乙测得是O2的消耗量，通过计算可得出CO2的产生量及呼吸熵。墨滴移动不仅受萌发种子细胞呼吸的影响，还受微生物的呼吸及外界温度和压强变化的影响，所以本实验还应设置一个对照装置，装置中的大试管和小烧杯应分别放入消毒过的死亡的小麦种子和清水，其他条件不变。
10．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O2浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中O2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O2浓度为d时没有酒精产生
解析：选B 甲图中O2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；甲图中O2浓度为b时，CO2释放量远远大于O2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；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中氧浓度为c)；甲图中O2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。
11.将刚采摘的新鲜蓝莓均分为两份，放在1 ℃的冷库内贮藏，其中一份用高浓度的CO2处理48 h，另一份则不做处理。从采摘后算起每10 d取样一次，测定其单位时间内CO2释放量和O2吸收量，计算二者的比值得到如图所示曲线。下列结论错误的是( )
A．比值大于1，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
B．第20 d对照组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
C．第40 d对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
D．贮藏蓝莓前用高浓度的CO2短时处理，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸
解析：选C 当CO2释放量大于O2吸收量时，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。由图可知，第20 d时，对照组CO2/O2大于1，表明蓝莓进行了无氧呼吸，有乙醇产生；而CO2处理组CO2/O2为1，表明蓝莓没有进行无氧呼吸，没有乙醇产生。第40 d时，对照组蓝莓CO2释放量与O2吸收量比值约等于2，此时无氧呼吸消耗的葡萄糖大约为有氧呼吸的3倍。分析题中曲线可知，贮藏蓝莓前用高浓度的CO2短时处理，能抑制其无氧呼吸。
12．(多选)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，10 min后再关闭软管夹，随后每隔5 min记录一次毛细管中液滴移动的距离。下列有关实验分析正确的是( )
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
解析：选ABC 实验开始前，试管先恒温水浴10 min，既能保证实验所需温度条件，又能消耗掉葡萄糖溶液中的氧气，避免酵母菌有氧呼吸对实验结果产生影响；酵母菌无氧呼吸产生CO2，试管内气体体积增大，毛细管中液滴向右移动；实验受温度、气压等影响，需设置用等量死酵母菌代替活酵母菌的对照组，以对实验结果进行校正；去掉油脂层，打开软管夹，通入氧气，由于有氧呼吸吸收氧气的量等于释放二氧化碳的量，试管中气压不变，毛细管中液滴不移动，所以该装置不能用于测量酵母菌有氧呼吸速率。
13．(2019·南通模拟，多选)下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．硝化细菌的有氧呼吸主要发生在线粒体中
B．酵母菌有氧呼吸时繁殖快，无氧呼吸时繁殖慢
C．人体红细胞呼吸作用过程中能产生丙酮酸
D．既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸的生物属于兼性厌氧型生物
解析：选BC 硝化细菌是原核生物，无线粒体。人既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，但属于需氧型生物，兼性厌氧型生物是指既能在有氧条件下生存，又能在无氧条件下生存的生物。
二、非选择题
14.现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，产生酒精和二氧化碳的量如图所示，请据图回答问题：
(1)曲线甲表示________量；曲线乙表示________量。判断依据是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)酵母菌呼吸作用产生酒精的场所是______________，酒精可用__________________鉴定。
(3)氧气浓度为a时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖总消耗量的________。
解析：酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，其场所是细胞质基质，酒精可用酸性的重铬酸钾溶液鉴定。当氧气浓度为a时，产生的酒精量为7 mol，所以酵母菌无氧呼吸产生的二氧化碳量也为7 mol，二氧化碳的总产生量为14 mol，说明有氧呼吸产生的二氧化碳量为14－7＝7(mol)，再根据无氧呼吸和有氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为7×1/2＝7/2(mol)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量为7×1/6＝7/6(mol)，因此无氧呼吸消耗的葡萄糖量占葡萄糖总消耗量的3/4。
答案：(1)二氧化碳 酒精 随氧气浓度升高，酵母菌无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，所以酒精产生量减少，二氧化碳产生量增加 (2)细胞质基质 (酸性)重铬酸钾溶液 (3)3/4
15．将某种植物种子在水中浸透，然后按如图装置进行实验，实验开始时X液面位置与Y液面位置调至同一水平。下表记录了实验过程中每小时的液面变化情况。请回答下列问题：
时间(h)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
X液面位置(cm)
5.0
7.0
9.0
11.0
13.0
14.5
15.5
15.8
15.8
15.8
(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加________水，使代谢增强。
(2)装置中使用NaOH溶液的目的是________________，X液面变化值表示______________________。
(3)影响结果准确性的环境因素有__________________(至少写两个)。为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，该装置除试管内金属网上需要放________、______的同种种子外，其他条件与上图装置相同。
(4)实验4小时后液面变化减缓乃至不变，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加自由水，使代谢增强。(2)装置中使用NaOH溶液的目的是吸收种子细胞呼吸产生的CO2，由于有氧呼吸吸收的O2体积与放出的CO2体积相等，CO2被NaOH溶液吸收，故装置内气体减少，压强降低，X液面升高，且升高值表示种子有氧呼吸消耗的O2体积。(3)影响结果准确性的环境因素实际上是影响实验的无关变量，除去自变量和因变量之外的就是无关变量，主要有气温(温度)、气压、装置气密性等因素，为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，也就是设置对照组，所以与实验组不同的应是金属网上需要放等量、煮熟(或死亡)的同种种子。(4)随着有氧呼吸的进行，O2减少，有氧呼吸减弱直至停止，无氧呼吸加强，进行无氧呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收，试管内气压不再有明显变化。
答案：(1)自由 (2)吸收种子细胞呼吸产生的CO2 种子有氧呼吸消耗的O2体积 (3)气温、气压、装置气密性(至少答出两个，其他答案合理也可) 等量 煮熟(或死亡) (4)O2减少，有氧呼吸减弱。而种子进行无氧呼吸释放的CO2被NaOH溶液吸收，试管内气压不再有明显变化
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