高考一轮复习第8讲　细胞呼吸的原理与应用学案

这是一份高考一轮复习第8讲　细胞呼吸的原理与应用学案，共28页。学案主要包含了非选择题等内容，欢迎下载使用。

第8讲　细胞呼吸的原理与应用
考点内容
核心素养解读
说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量
1.比较有氧呼吸和无氧呼吸的过程,建立物质与能量观(生命观念)
2.对比有氧呼吸与无氧呼吸,掌握分类比较的研究方法(科学思维)
3.关注细胞呼吸的原理在生产、生活中的应用(社会责任)
4.通过实验设计与结果分析,探究酵母菌的呼吸方式(科学探究)
考点一　细胞呼吸的方式及过程
必备知识·整合
　　1.细胞呼吸的概念: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,释放能量并生成　ATP　的过程。 
2.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)过程图解

(3)总反应式:　C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量　 
3.无氧呼吸
(1)概念:是指在没有　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。 
(2)场所:全过程是在　细胞质基质　中进行的。 
(3)过程

(4)反应式
①产物为酒精:C6H12O6　2C2H5OH+2CO2+少量能量　。 
②产物为乳酸:C6H12O6　2C3H6O3+少量能量　。 
(5)能量
①只在　第一阶段　释放少量能量,生成少量ATP。 
②葡萄糖分子中的大部分能量存留在　酒精或乳酸　中。 

1.呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解,并储存能量。(必修1 P90正文) (✕)
2.有氧呼吸第二、三阶段所需的酶都分布在线粒体内膜的嵴上。(必修1 P92正文) (✕)
3.细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(必修1 P93相关信息) (√)
4.有氧呼吸中的能量是逐步释放出来的,其中有相当一部分储存在ATP中。(必修1 P93正文) (√)
5.无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量,生成少量的ATP。(必修1 P94正文) (√)
6.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能在肝脏中再次转化为葡萄糖。(必修1 P94相关信息) (√)
7.细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,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。(必修1 P94正文) (√)
8.所有生物的生存,都离不开细胞呼吸释放的能量。(必修1 P94正文) (√)

1.(必修1 P92图5-8拓展)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上与功能相适应的特点有　线粒体具有内、外两层膜,内膜向内折叠形成嵴,扩大了内膜的表面积。线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶　。 
2.(必修1 P93正文、思考·讨论拓展)呼吸作用和有机物的燃烧都是分解有机物、释放能量的过程,不同的是有氧呼吸是在　温和的　条件下进行的;有机物中的能量是　逐步释放的　;有一部分能量　储存在ATP中　,这种方式保证了　有机物中的能量得到最充分的利用　,有利于　维持细胞的相对稳定状态　。 
3.(必修1 P93图5-9拓展)有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在　第一、二、三　阶段被利用,产物中的CO2和水分别在　第二、三　阶段形成。 
4.(必修1 P94正文拓展)无氧呼吸中葡萄糖中能量的去向是　大部分储存在酒精或乳酸中,少部分释放　;释放能量的去向是　大部分以热能形式散失,少部分生成ATP　。 
重点疑难·突破
　　1.比较有氧呼吸与无氧呼吸
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
不
同
点
反应
条件
需要O2、酶
不需要O2,需要酶
场所
细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜
细胞质基质
产物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
能量
释放
有机物彻底氧化分解,释放大量能量
有机物分解不彻底,能量释放较少
相
同
点
实质
分解有机物,释放能量,生成ATP
意义
①为各项生命活动提供能量;
②生物体代谢的枢纽
联系
第一阶段相同
　　2.细胞呼吸中[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

　　[特别提醒]　关于细胞呼吸的说明
(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体:真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体;原核细胞无线粒体,但有的原核细胞含有全套的与有氧呼吸有关的酶,这些酶分布在细胞质基质和细胞膜上,因此这些细胞能进行有氧呼吸。
(2)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解,必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。
(3)无氧呼吸只在第一阶段产生ATP,第二阶段不产生ATP,还要消耗第一阶段产生的[H]。
(4)人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物,因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2。
(5)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。
(6)细胞呼吸释放的能量,大部分以热能的形式散失,少部分以化学能的形式储存在ATP中。
(7)无氧呼吸有机物氧化分解不彻底,还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。
3.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系
(1)反应式
①有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+少量能量。
②无氧呼吸:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量;
C6H12O62C3H6O3(乳酸)+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。
关键能力·提升
考向一　结合有氧呼吸与无氧呼吸的过程,考查生命观念
1.(2020山东临沂一模)某高等植物细胞呼吸过程中主要物质变化如图,①~③为相关生理过程。下列叙述正确的是 (　　)

A.若该植物为玉米,则③只发生在玉米胚细胞的细胞质基质中
B.该植物②过程产生ATP的场所是线粒体基质和线粒体内膜
C.等量的葡萄糖在有氧呼吸和无氧呼吸过程中产生丙酮酸的量不同
D.只给根部细胞提供同位素标记的H218O,在O2和CO2中能同时检测到18O
1.答案　B　玉米的胚细胞进行无氧呼吸的产物为乳酸,不是酒精和二氧化碳,A错误;②过程是指有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,场所分别为线粒体基质和线粒体内膜,两个阶段都会产生ATP,B正确;有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段完全相同,因此会产生等量的丙酮酸,C错误;根部细胞没有叶绿体,不能进行光合作用,所以给根部细胞提供同位素标记的H218O,只能在CO2中检测到18O,D错误。
2.(不定项选择)(2021辽宁沈阳36中高三期初测试)金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天,其肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼缺氧状态下,细胞中部分代谢途径,下列相关叙述正确的是 (　　)

A.②过程不需要O2的参与,产生的“物质X”是丙酮酸,由3种元素组成
B.过程①②均有能量释放,大部分用于合成ATP
C.过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为细胞内反应的场所不同
D.若给肌细胞提供18O标记的O2,会在CO2中检测到18O
2.答案　AD　根据细胞呼吸的过程可知,“物质X”是丙酮酸,由C、H、O 3种元素组成,②为细胞呼吸第一阶段,不需要O2参与,A正确;过程①②均有能量释放,少部分用于合成ATP,B错误;过程③⑤是无氧呼吸的第二阶段,场所均是细胞质基质,其产物不同是因为不同细胞中的酶不同,C错误;有氧条件下,肌细胞可以进行有氧呼吸,若给肌细胞提供18O标记的O2,则产生的水中含有18O,含有18O的水参与有氧呼吸的第二阶段,产生的CO2中能检测到18O,D正确。
考向二　借助细胞呼吸类型的判断,考查科学思维能力
3.(2021黑龙江哈尔滨六中高三开学考)用葡萄糖溶液培养酵母菌。下面是根据培养液中酵母菌代谢物的生成量绘成的曲线图。以下分析不正确的是 (　　)

A.在O2浓度为c时,有氧呼吸吸收的O2与释放CO2物质的量相等
B.在O2浓度为a时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的比为3︰5

C.图中实线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行有氧呼吸时CO2的生成量
D.图中虚线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行无氧呼吸的强弱变化
3.答案　C　在O2浓度小于c时,酵母菌的代谢物中有酒精,说明存在无氧呼吸,无氧呼吸有CO2的生成,因此图中实线表示的应该是不同O2浓度下,酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸共同的CO2的生成量,C错误。
4.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(假设细胞呼吸的底物是葡萄糖)。下列相关叙述错误的是 (　　)

A.氧浓度为a时,有氧呼吸最弱
B.氧浓度为b时,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/6
C.氧浓度为c时,产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体
D.氧浓度为d时,只进行有氧呼吸
4.答案　B　柱形图显示:氧浓度为b时,O2的吸收量与CO2的释放量不等,说明该器官既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,由图可知有氧呼吸消耗O2的相对值为3,则产生的CO2的相对值也为3,消耗葡萄糖的相对量为0.5,无氧呼吸产生的CO2的相对值为8-3=5,消耗葡萄糖的相对量为2.5,所以在b条件下,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的0.5÷2.5=1/5,B错误。
题后悟道·方法
　　判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)

考点二　影响细胞呼吸的因素及应用
必备知识·整合
　　1.温度对细胞呼吸的影响
(1)原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响　酶活性　进而影响细胞呼吸速率。 
(2)应用
①保鲜:水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中,可　延长　保鲜时间。 
②提高产量:温室中栽培蔬菜时,夜间适当　降低　温度,可降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量。 

　　2.氧气浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:O2是　有氧呼吸　所必需的,且O2对无氧呼吸过程有　抑制　(填“促进”或“抑制”)作用,对有氧呼吸过程有　促进　(填“促进”或“抑制”)作用。 
(2)应用
①选用透气的消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的　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。 
3.二氧化碳浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会　抑制　(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。 
(2)应用:在蔬菜和水果保鲜中,适当　增加　CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。 


4.水对细胞呼吸的影响
(1)原理
①间接影响:细胞内的许多生化反应需要水的参与,　自由水　含量升高,细胞呼吸加快。 
②直接影响:水是有氧呼吸的反应物之一。
(2)应用
①抑制细胞呼吸:晒干的种子　自由水　含量降低,细胞呼吸减慢,有利于储藏。 
②促进细胞呼吸:浸泡种子有利于种子的萌发。

1.中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。(必修1 P95正文) (√)
2.破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖,原因是伤口深处氧气缺乏。(必修1 P95思考·讨论) (√)
3.酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。(必修1 P95思考·讨论) (✕)
4.慢跑时,氧气供应不足,肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(必修1 P95思考·讨论) (✕)

1.(必修1 P95思考·讨论拓展)水果、蔬菜和种子储藏条件有何异同点?
提示:水果、蔬菜和种子都需要在低温、低氧、高CO2浓度条件下储藏。但水果、蔬菜需要在适宜水分条件(一定湿度)下储藏且需要零上低温;种子需要在干燥条件下储藏。
2.(必修1 P95思考·讨论拓展)包扎伤口时,选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是　为伤口创造了透气的环境,避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈　。 
3.(必修1 P95思考·讨论拓展)如图所示为人体慢跑过程中运动强度与血液中乳酸水平、氧气消耗速率的关系。判断图中不同阶段的细胞呼吸类型。

ab:　有氧呼吸　;bc:　有氧呼吸和无氧呼吸　;cd:　有氧呼吸和无氧呼吸　;d点:　有氧呼吸和无氧呼吸　。 
重点疑难·突破
　　1.影响细胞呼吸的内部因素
项目
规律
举例
遗传特性
不同种类的植物呼吸速率不同
旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物
生长发育
时期不同
同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同
同一植株幼苗期、开花期呼吸速率较高,成熟期呼吸速率较低
器官类型
同一植物的不同器官呼吸速率不同
生殖器官大于营养器官
　


　2.温度和O2浓度对细胞呼吸影响的曲线分析
(1)温度对细胞呼吸的影响曲线

①a点为呼吸酶的最适温度,细胞呼吸速率最快。
②温度低于a点时,随温度降低,酶活性下降,细胞呼吸受抑制。
③温度高于a点时,随温度升高,酶活性下降甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。
(2)O2浓度对细胞呼吸的影响曲线

①A点时,O2浓度为零,细胞进行无氧呼吸。
②O2浓度为0~10%时,随O2浓度的升高,无氧呼吸速率减慢;O2浓度为10%(即B点)时,无氧呼吸停止。
③O2浓度为0~20%时,随O2浓度升高,有氧呼吸速率逐渐增强。
④随O2浓度的升高,细胞呼吸速率先减慢后加快,最后趋于稳定。
⑤O2浓度为5%左右时,细胞呼吸强度最弱。
[特别提醒]　影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关组织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。
关键能力·提升
考向一　围绕细胞呼吸的应用,考查科学思维与社会责任
1.(2020山东泰安高三期中)下列关于呼吸作用原理的应用,正确的是 (　　)
A.提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的酒精对细胞造成伤害
B.给作物施农家肥,既能防止土壤板结,又能提高CO2浓度,有利于作物增产
C.鸟类和哺乳动物维持体温恒定所需的能量,主要来自ATP的水解
D.包扎伤口时,需要选用透气性好的创可贴,防止破伤风芽孢杆菌感染伤口表面并大量繁殖
1.答案　B　提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的乳酸对细胞造成伤害,A错误;鸟类和哺乳动物维持体温恒定所需的能量,主要来自有机物氧化分解释放的热能,C错误;破伤风芽孢杆菌为厌氧菌,包扎伤口时,需要选用透气性好的创可贴,防止破伤风芽孢杆菌感染伤口深处并大量繁殖,D错误。
2.(2020贵州高三模拟)水涝会造成农作物减产甚至引起农作物死亡。下列关于水涝对农作物生命活动影响的叙述错误的是　 (　　)
A.水涝后,土壤中硝化细菌等需氧微生物的代谢活动受到抑制
B.如果长时间水涝,农作物根细胞会因缺氧产生有害物质而烂根
C.水涝后,农作物根细胞内ATP浓度下降、细胞持续吸水
D.排除积水后中耕松土,有利于受涝害的农作物恢复长势
2.答案　C　ATP在细胞内含量极少,ATP和ADP含量总保持动态平衡,其浓度不会发生明显变化,且植物细胞有细胞壁,不会持续吸水,C错误。
考向二　围绕影响细胞呼吸因素的分析,考查科学思维能力
3.(2020山东济宁一中质量检测)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,其中一组倒入清水,其余三组分别倒入等量的不同浓度的KNO3溶液,保持液面高出盆土表面,每天定时测定甜樱桃根的有氧呼吸速率,结果如图。下列相关分析错误的是 (　　)

A.检测甜樱桃根有氧呼吸速率可用O2或CO2作指标
B.细胞中ATP/ADP的值下降可促进细胞呼吸
C.淹水时KNO3对甜樱桃根的有氧呼吸速率降低有减缓作用
D.A、B、C三点中,A点时甜樱桃根在单位时间内与氧结合的[H]最多
3.答案　A　根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,由于甜樱桃根细胞无氧呼吸会产生CO2,故实验过程中不能用CO2作为检测有氧呼吸速率的指标,A错误。
4.(不定项选择)(2020山东青岛黄岛高三期中)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CO2释放量
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
66.2
30 ℃
59.8
41.4
8.8
56.6
100.0
101.6
A.根据变化规律,表中10 ℃、O2含量为1.0%条件下的数据很可能是错误的
B.零下低温、O2含量为3.0%是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合
C.O2含量从20.0%上升至40.0%时,O2含量限制了呼吸强度的继续升高
D.在20 ℃条件下,O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中,细胞无氧呼吸逐渐减弱
4.答案　BC　分析表格数据可知,温度为3 ℃、O2含量为3.0%时,释放的CO2的量最少,细胞呼吸速率最低,是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合,零下低温会冻伤菠菜叶,不适于储藏,B错误;分析表格数据可知,O2含量从20.0%升至40.0%时,细胞呼吸释放的CO2的量变化不大,O2含量已经达到饱和,不再是限制呼吸强度的因素,C错误。
实验　探究酵母菌细胞呼吸的方式
必备知识·整合
　　1.实验原理
(1)酵母菌代谢类型


(2)产物检测
产物
试剂
现象(颜色变化)
CO2
澄清石灰水
变混浊(根据混浊程度可确定产生CO2的多少)
溴麝香草酚蓝溶液
蓝色→绿色→黄色(根据溶液变成黄色时间长短可确定产生CO2的多少)
酒精
酸性条件下橙色的
　重铬酸钾　溶液 
橙色→灰绿色
　　2.实验设计思路——对比实验

3.实验步骤
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)。
(2)检测CO2的产生,装置如图所示:

(3)检测酒精的产生:自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
4.实验现象
条件
澄清石灰水的变化
1、2两试管的变化
有氧条件
变混浊　快　 
无变化
无氧条件
变混浊　慢　 
出现　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的CO2多且快;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量CO2。 

1.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式。(必修1 P90探究·实践) (✕)
2.在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(必修1 P90探究·实践) (✕)
3.检测CO2的产生除澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(必修1 P90探究·实践) (√)
4.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的混浊程度判断细胞呼吸的方式。(必修1 P90探究·实践) (√)
5.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。(必修1 P90探究·实践) (√)
6.对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。(必修1 P92科学方法) (✕)

1.(必修1 P90问题探讨拓展)利用酵母菌生产葡萄酒时,酒精含量不会一直增加,当达到12%~16%时,发酵就停止了,其原因最可能是　酵母菌在无氧及其他条件合适的情况下,随着发酵产物(如酒精)增多,营养物质减少及酸碱度发生变化等,其繁殖速度逐渐下降,死亡率逐渐上升,酒精发酵最终会停止　。 
2.(必修1 P90探究·实践拓展)重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理在日常生活中可以有什么用处,请举一例。
提示:这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是让司机呼出的气体直接接触到经硫酸处理过的重铬酸钾,如果呼出的气体中含有酒精,重铬酸钾会变成灰绿色。
重点疑难·突破
　　1.细胞呼吸材料的选择和处理
(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)如果实验材料是酵母菌,实验所用的葡萄糖溶液在使用前需煮沸,目的是灭菌,排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。
2.实验注意事项
(1)实验装置
甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验,设置的是有氧、无氧条件。
(2)无关变量控制
①有氧装置中空气先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO2,以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。
②B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
3.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置:欲确认某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置,如图所示(以发芽种子为例)。

(2)实验原理
①装置一:NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2,着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。
②装置二:着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。
(3)实验结果及结论
实验结果
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
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
　　(4)误差校正:为使实验结果准确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置三。装置三与装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均相同。

关键能力·提升
考向　围绕探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理、过程、结果分析,考查科学探究的能力
1.溴麝香草酚蓝(BTB)是一种酸碱指示剂,变色范围为pH 6.0~7.6,酸性呈黄色,碱性呈蓝色。在BTB溶液中缓慢通入CO2,可逐渐发生以下颜色变化:蓝色→绿色→黄色。某兴趣小组设计了如下实验装置,探究绿豆种子的细胞呼吸方式。下列叙述错误的是 (　　)

A.甲瓶中加入氢氧化钠以除去空气中的CO2
B.乙、丙瓶中共有的代谢物一定有丙酮酸
C.丙瓶中葡萄糖分解后能量大多释放并转化为热能
D.试管1中的BTB溶液变为黄色所需时间比试管2短
1.答案　C　丙瓶进行无氧呼吸,葡萄糖中的能量大多储存在有机物中,释放的能量占少部分,C错误。
2.(不定项选择)(2020山东菏泽郓城一中高三下二模)为研究酵母菌的发酵产物,某研究小组设计了如图甲所示的装置,并将有关检测结果绘制成图乙。①号、②号试管中均加入3 mL蒸馏水和一定量的检验试剂。据图分析下列说法正确的是(　　)

A.①号试管中不存在发酵产物酒精
B.设②号试管对照组是为了排除无关变量温度对实验的干扰
C.图乙曲线b表示①号试管内玻璃管口气泡释放速率变化
D.图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律
2.答案　AC　酒精不存在于①号试管中,酒精应该在含酵母菌的葡萄糖溶液中,A正确;①②号试管中加入的是澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液,②试管的设置是为了排除空气中二氧化碳的干扰,B错误;随着培养酵母菌时间的延长,营养物质消耗、有害代谢物积累,酵母菌的数量先增加后减少,①号试管内玻璃管口气泡释放速率先增加后下降,曲线b符合该变化,C正确,D错误。
3.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探究。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都变成了热能
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图Ⅱ形成对照,以排除外界环境因素的干扰
D.装置Ⅰ中酵母菌通过细胞呼吸释放的能量可以转变成热能
3.答案　A　图Ⅰ只能证明酵母菌无氧呼吸释放了热能,不能测出酵母菌无氧呼吸释放多少能量,故无法验证无氧呼吸释放的能量大部分都变成了热能,A错误。
4.(2020山东菏泽郓城一中二模)如图是测定某发芽种子的呼吸类型所用装置(假设呼吸底物只有葡萄糖,不考虑外界条件的影响且种子始终保持活性),下列有关说法错误的是 (　　)

选项
甲装置
乙装置
结论
A
液滴左移
液滴不动
只进行有氧呼吸
B
液滴不动
液滴右移
只进行无氧呼吸且产物有酒精
C
液滴不动
液滴不动
只进行无氧呼吸且产物有乳酸
D
液滴左移
液滴右移
既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸

4.答案　A　甲装置液滴左移,说明细胞呼吸消耗氧气,乙装置液滴不动,说明细胞呼吸吸收的氧气量与产生的二氧化碳量相等或进行产乳酸的无氧呼吸,此时种子只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,A错误。
5.(不定项选择)(2021山东济南章丘四中高三质量检测)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,实验设计如图甲、乙。关闭活栓后,U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。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容积变化)。下列有关说法正确的是(　　)

甲

乙
A.甲组右管液面变化,表示的是微生物呼吸时氧气的消耗量
B.乙组右管液面变化,表示的是微生物呼吸时CO2释放量和O2消耗量之间的差值
C.甲组右管液面不变,乙组液面不变,说明微生物可能是进行了乳酸发酵
D.甲组右管液面升高,乙组液面不变,说明微生物既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵
5.答案　ABC　甲组右管液面升高,微生物进行有氧呼吸消耗了氧气;乙组不变,说明氧气的消耗量等于CO2的释放量,综合甲、乙两组可知,微生物可能只进行有氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,D错误。
高考真题再现
1.(2020课标全国Ⅰ,2,6分)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖,下列关于种子呼吸作用的叙述,错误的是　 (　　)
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等,则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸,则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的多
1.答案　D　若细胞同时进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸,则吸收O2的分子数比释放CO2的少;若细胞同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,则吸收O2的分子数等于释放CO2的分子数,D错误。
2.(2020海南单科,18,3分)ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白,参与细胞吸收多种营养物质,每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示,下列有关叙述正确的是 (　　)

A.ABC转运蛋白可提高O2的跨膜运输速度
B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞
C.Cl-和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输
D.若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程
2.答案　D　O2的跨膜运输方式为自由扩散,不需要转运蛋白协助,也不需要消耗能量,A错误;据图可知:ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP的水解,说明ABC转运蛋白运输物质时需要消耗能量,而葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能,B错误;据题干信息“每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性”可知,一种转运蛋白转运一种物质,故Cl-和氨基酸跨膜运输依赖的ABC转运蛋白不同,C错误;据图可知,ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP的水解,故若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程,D正确。
3.(2019课标全国Ⅲ,4,6分)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
3.答案　A　与干种子相比,黄化苗中自由水含量增多,细胞呼吸强度增强,有机物总量减少,A正确,B、C、D错误。
4.(2019海南单科,12,2分)下列关于绿色植物的叙述,错误的是　 (　　)
A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸
B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的
C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降
D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用
4.答案　B　有氧呼吸不需要光照,植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸,A正确;植物细胞中ATP的合成不都是在膜上进行的,如可以在细胞质基质和线粒体基质中进行,B错误;叶绿素的合成需要光照,遮光培养会导致叶肉细胞的叶绿素含量下降,C正确;植物幼茎的绿色部分含有叶绿体,能进行光合作用,所有的活细胞都能进行呼吸作用,D正确。
5.(2018课标全国Ⅲ,5,6分)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
5.答案　C　细胞呼吸方式与光照无关,黑暗状态下植物可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼吸,A正确;能量在食物链上传递的过程中,有一部分能量通过呼吸作用以热能形式散失,B正确;有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是乳酸或CO2和酒精,C错误;植物在光合作用的光反应阶段有ATP合成,在有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段有ATP合成,D正确。
6.(2017海南单科,7改编,2分)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的物质的量不同
6.答案　C　分生组织细胞的代谢旺盛,呼吸速率通常比成熟组织细胞的大,A错误;若细胞既不吸收O2也不放出CO2,细胞可能进行产生乳酸的无氧呼吸,B错误;影响有氧呼吸的因素有O2浓度和温度等,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,C正确;利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收的O2与释放的CO2物质的量相同,D错误。



一、单项选择题
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
1.(2020辽宁沈阳城郊重点联合体联考)下列有关细胞呼吸的说法中,正确的是 (　　)
A.破伤风芽孢杆菌在有氧条件下不能大量繁殖
B.空气中的病毒一般进行有氧呼吸
C.人体细胞产生CO2的场所有线粒体和细胞质基质
D.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞均能进行有氧呼吸
1.答案　A　病毒无细胞结构,不进行呼吸作用,B错误;人体细胞产生CO2的场所是线粒体基质,C错误;人成熟的红细胞是真核细胞,但没有线粒体,只能进行无氧呼吸,D错误。
2.(2020山东章丘四中3月模拟)如图所示为氢元素随化合物在生物体内代谢转移的过程,其中分析合理的是 (　　)

A.①过程只能发生在真核生物的核糖体中
B.在缺氧的情况下,③过程中不会发生脱氢反应
C.M物质是丙酮酸,④过程不会发生在线粒体中
D.在氧气充足的情况下,②③过程发生在线粒体中
2.答案　C　①过程为氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程,真核生物与原核生物的核糖体中都可以发生该过程,A错误;③过程是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,不管是否有氧,③过程都会产生丙酮酸和[H],B错误;M物质是丙酮酸,④过程为无氧呼吸的第二阶段,产生了乳酸,发生在细胞质基质中,C正确;在氧气充足的情况下,②过程是有氧呼吸第三阶段,发生在线粒体中,③过程为细胞呼吸第一阶段,发生在细胞质基质中,D错误。
3.(2020山东高考模拟)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后,线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中,并与Apaf-1蛋白结合使细胞凋亡。下列说法错误的是 (　　)
A.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质
B.细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应
C.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP
D.若细胞中Apaf-1蛋白功能丧失,细胞色素c将无法引起该细胞凋亡
3.答案　C　有氧呼吸第一、二阶段均可产生[H],场所分别为细胞质基质和线粒体基质,A正确;细胞色素c参与线粒体中[H]与氧气的结合过程,该过程属于有氧呼吸第三阶段,B正确;细胞色素c功能丧失影响有氧呼吸第三阶段,但有氧呼吸前两个阶段正常进行,细胞仍能产生ATP,C错误;由题意可知,细胞色素c可以与Apaf-1蛋白结合引起细胞凋亡,若Apaf-1蛋白功能丧失,其不能与细胞色素c结合,则无法引起细胞凋亡,D正确。
4.(2020北京房山一模)下列有关细胞呼吸在生产实践中的应用不正确的是 (　　)
A.乳酸菌无氧呼吸不产生二氧化碳,故酸奶胀袋后不能饮用
B.栽培植物常用疏松透气的基质代替土壤,利于根部细胞呼吸作用
C.皮肤角质层太厚会影响皮肤细胞呼吸,故要定时去角质至出现红血丝
D.爬山等剧烈运动时,常由有氧呼吸和无氧呼吸共同供能
4.答案　C　皮肤细胞呼吸所需O2是直接从组织液获得的,而不是直接从外界空气中获得,所以皮肤角质层太厚不会影响皮肤细胞呼吸,并且去角质至出现红血丝会导致皮肤角质层太薄,对皮肤保护力大大下降,C错误。
5.(2020山东新泰考试)如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响,下列相关叙述不正确的是 (　　)

A.从图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度
B.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性
C.图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强
D.和D、F点相比,图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏蔬菜
5.答案　C　根据图甲可知:B点时,细胞呼吸最旺盛,故B点所对应的温度为该植物呼吸作用的最适温度,A正确。图甲曲线变化的主要原因是温度影响与呼吸作用有关的酶的活性,从而影响呼吸作用,B正确。图乙中由D点到E点,氧浓度增加,无氧呼吸受到抑制而逐渐减弱,细胞开始进行有氧呼吸;由E点到F点,随着氧浓度的增加,植物的有氧呼吸逐渐加强,C错误。储藏蔬菜的关键是降低植物的呼吸作用,图乙中E点时释放的二氧化碳最少,说明此时细胞呼吸最弱,因此图乙中E点对应的氧浓度更有利于储藏蔬菜,D正确。
6.(2021江西吉安三中月考)如图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述正确的是 (　　)

A.番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质
B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用2 ℃时比15 ℃时更强
C.低温、黑暗条件下更有利于储存番茄果实
D.储藏温度下降时果实呼吸作用减弱,可能与细胞内酶的空间结构被破坏有关
6.答案　B　番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2,有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中产生CO2,无氧呼吸在细胞质基质中产生CO2,所以番茄果实细胞产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体,A错误;由题图可看出2 ℃时黑暗与光照条件下呼吸强度之差比15 ℃时大,即光照对番茄果实呼吸的抑制作用2 ℃时比15 ℃时更强,B正确;由图可看出低温条件下呼吸强度更低,但黑暗条件下比光照条件下呼吸强度高,所以黑暗条件下不利于番茄果实的储存,C错误;储存番茄果实需在零上低温条件下进行,温度降低会使与呼吸作用有关的酶活性降低,细胞呼吸减弱,但此时的温度并没有使酶的空间结构破坏,D错误。
7.(2021湘豫名校高三联考)下列有关“探究酵母菌的呼吸方式”实验的叙述,错误的是 (　　)
A.无论酵母菌进行有氧呼吸还是无氧呼吸,都是有机物氧化分解并释放能量的过程
B.可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式
C.该实验中,需设有氧和无氧两种条件的对比实验,两组均为实验组
D.若酵母菌细胞呼吸消耗的底物是葡萄糖,则可以通过比较氧气消耗量与二氧化碳生成量之间的差异,确定细胞的呼吸方式
7.答案　B　酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2,所以不能通过观察澄清石灰水是否变混浊或溴麝香草酚蓝溶液是否变色来判断酵母菌的呼吸方式,B错误。

二、不定项选择题
8.(2021河南鹤壁高级中学高三测试)下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是 (　　)

A.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中能量的去向有3处
B.条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解并产生CO2和水
C.氧气不足时,人体肌细胞产生的CO2量等于O2的消耗量
D.人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸,则人和酵母菌皆属于异养兼性厌氧型生物
8.答案　AC　根据图示分析可知:条件X为无氧,条件Y为有氧。物质a为水,物质b为二氧化碳,物质c为乳酸,物质d为酒精。条件X下酵母菌细胞进行无氧呼吸,有机物不能彻底氧化分解,所以葡萄糖中能量的去向有3处,即储存在酒精中、以热能形式散失、储存在ATP中,A正确;条件Y下,细胞进行有氧呼吸,葡萄糖先在细胞质基质中分解为丙酮酸,然后丙酮酸在线粒体中被分解并产生CO2和水,B错误;由于人体肌细胞无氧呼吸只能产生乳酸,所以氧气不足时,人体肌细胞产生的CO2量仍等于O2的消耗量,C正确;人体细胞和酵母菌都能在X或Y条件下呼吸,但人属于异养需氧型生物,酵母菌属于异养兼性厌氧型生物,D错误。
9.“有氧运动”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速率的关系。结合所学知识,分析下列说法正确的是　 (　　)

A.a运动强度下只有有氧呼吸,b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在,c运动强度下只有无氧呼吸
B.运动强度大于或等于b后,肌肉细胞CO2的产生量仍等于O2的消耗量
C.无氧呼吸使有机物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,会因为乳酸积累而使肌肉酸胀乏力
9.答案　BD　a运动强度下乳酸含量低,无氧呼吸较弱,b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸都有所增强,c运动强度下氧气消耗速率较高,乳酸含量较高,有氧呼吸、无氧呼吸速率都在较高水平,A错误;肌肉细胞无氧呼吸不产生CO2,有氧呼吸CO2的产生量等于O2的消耗量,B正确;人体细胞无氧呼吸中葡萄糖的能量大部分储存在乳酸中,释放的能量大部分以热能形式散失,小部分储存在ATP中,C错误;若运动强度长时间超过c,人体会因乳酸大量积累而出现肌肉酸胀乏力现象,D正确。
10.如图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述错误的是 (　　)

A.可根据乙、丙两试管中是否产生CO2判断细胞呼吸的方式
B.乙、丙两试管中的液体应先煮沸,冷却后再加入酵母菌,以便消除其他微生物对实验的影响
C.该实验装置的设计不够严谨,通入乙试管中的空气必须除去CO2
D.甲、丁两试管中的Ca(OH)2溶液可用酸性重铬酸钾溶液替代
10.答案　AD　乙试管通入空气,丙试管未通入空气,分别提供了有氧和无氧的环境条件,酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2,故不能根据是否产生CO2判断细胞呼吸的方式,A错误;对试管中的液体进行灭菌处理,能消除其他微生物对实验的影响,B正确;空气中含有CO2,会对实验结果造成干扰,C正确;Ca(OH)2溶液可用溴麝香草酚蓝溶液替代,酸性重铬酸钾溶液用来检测有无酒精生成,D错误。

三、非选择题
11.(2020山东德州期中)下图表示线粒体内膜上发生的部分代谢过程,载体蛋白A可以传递有机物分解产生的电子,同时又将H+运输到膜间隙,使膜两侧形成H+浓度差。回答下列问题:

(1)在线粒体内膜上发生的是有氧呼吸的第　　　　阶段,其主要的生理意义是　。 
(2)由图可知,H+通过结构B以　　　　(填“主动运输”或“被动运输”)的方式进入线粒体基质,并驱动ATP生成。上图生理过程中发生的能量转换是　　　　　　　　　　　　　　　　(用文字和箭头表示)。 
(3)某些早春开花植物的花器官能够自主产生热量,使花部温度明显高于周围环境温度,从而促使生殖发育顺利完成。这些植物的花器官细胞线粒体内膜上存在UCP蛋白(H+通道蛋白)。由图可知,UCP蛋白的存在能使线粒体内膜合成ATP减少,原因是  　。 
试分析早春开花植物的花抵御低温的机理是  　。 
11.答案　(1)三　为生命活动供能　(2)被动运输　电能(→势能)→化学能　(3)H+通过UCP蛋白扩散到线粒体基质,导致通过结构B进入线粒体基质的H+减少,ATP合成减少　线粒体产生的ATP减少,有氧呼吸中释放的热能比例增大,花器官在短期内能产生大量热量
解析　(1)在线粒体内膜上发生的是有氧呼吸的第三阶段,在此过程中释放的能量少部分用于合成ATP,大部分以热能形式散失,其主要的生理意义是为生命活动供能。(2)通过图示可知,电子经A传递时释放的能量用于将H+跨膜运输到膜间隙,使膜两侧形成H+浓度差,伴随着H+顺浓度梯度转运产生ATP,因此H+通过结构B以被动运输的方式进入线粒体基质,并驱动ATP生成;题图生理过程中发生的能量转换是电子中储存的电能(→分子浓度差产生的势能)→ATP中储存的化学能。(3)由图可知,UCP蛋白可以使H+由膜间隙跨膜运输到线粒体基质,削弱了原本形成的H+浓度梯度(降低了形成的浓度差),所以UCP蛋白的存在使线粒体内膜合成ATP减少。据以上信息分析,早春开花植物的花通过UCP蛋白,使线粒体产生的ATP减少,有氧呼吸中释放的热能比例增大,花器官在短期内能产生大量热量,从而使花部温度明显高于周围环境温度,促进生殖发育顺利完成。
12.玉米根部细胞中既含有乳酸脱氢酶又含有乙醇脱氢酶,能催化不同类型的无氧呼吸。如图是玉米根部细胞在无氧气和氧气充足时细胞呼吸生成二氧化碳的相对速率随时间的变化曲线图。

请据图分析并回答下列问题:
(1)a~b段玉米根部细胞无二氧化碳的生成,原因可能是  　,c~d段玉米根部细胞生成二氧化碳的相对速率下降的原因可能是　　　　　　　　等有害代谢物的积累使细胞呼吸速率减慢。 
(2)d~e段玉米根部细胞生成二氧化碳的相对速率较高的原因是细胞进行　　　　呼吸,产生更多的二氧化碳,该过程发生的主要场所是　　　　(填细胞器名称)。 
(3)某兴趣小组想要验证该过程中产生了酒精,可使用橙色的　　　　　　　　溶液,观察其变成　　　　　。 
12.答案　(1)在该时间段的无氧气条件下,玉米根部细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,不产生二氧化碳　酒精、乳酸　(2)有氧　线粒体　(3)重铬酸钾　灰绿色　
解析　(1)据题意“玉米根部细胞中既含有乳酸脱氢酶又含有乙醇脱氢酶,能催化不同类型的无氧呼吸”可知,a~b时间段玉米根部细胞无二氧化碳生成的原因可能是在该无氧条件下,玉米根部细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸,不产生二氧化碳。据图可知c~d时间段有CO2的产生,说明玉米根细胞进行了产生酒精的无氧呼吸,乳酸、酒精等对细胞有毒害作用,导致c~d时间段玉米根部细胞呼吸速率减慢,生成二氧化碳的相对速率下降。(2)d~e时间段,由于有充足的氧气供应,玉米根细胞进行有氧呼吸,生成CO2的速率较高。该过程(有氧呼吸)发生的主要场所是线粒体。(3)检测酒精可用酸性的重铬酸钾溶液,橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应,变为灰绿色。
13.(2020河北唐山一模)将酵母菌破碎并除去ATP后,分别放入甲、乙、丙三支试管中;将差速离心处理后只含有酵母菌线粒体的沉淀物分别放入Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三支试管中,分别进行如下操作。请回答:


试管
加入物质
氧的消耗量

试管
加入物质
氧的消耗量
第
一
组
甲
葡萄糖
几乎为零
第
二
组
Ⅰ
丙酮酸
较大
乙
ATP
几乎为零
Ⅱ
葡萄糖
几乎为零
丙
葡萄糖
和ATP
较大
Ⅲ
细胞质基质
和葡萄糖
较大
(1)第一组实验的结果说明细胞的有氧呼吸需要　　　　　　　　。 
(2)第二组实验的结果说明葡萄糖分解场所是　　　　　　　　　,丙酮酸分解场所是　　　　。 
(3)丙试管中加入2,4-二硝基苯酚(DNP),DNP对有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水过程没有影响,但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散,则DNP会使分布在　　　　　　的酶无法合成ATP。 
(4)Ⅲ号试管中加入适量的甲烯蓝溶液(甲烯蓝氧化态为蓝色,接受[H]后为无色),试管中液体呈蓝色,液体表面覆盖适量石蜡油,37 ℃保温一段时间后,发现试管中蓝色变浅,原因是 
　　　　　　　　　　　　　　　　。 
13.答案　(1)葡萄糖和ATP　(2)细胞质基质　线粒体　(3)线粒体内膜　(4)在无氧呼吸过程中产生的[H]能使甲烯蓝还原
解析　(1)第一组实验中,甲中不加葡萄糖,乙中不加ATP,二者氧的消耗量几乎为零,丙中加入葡萄糖和ATP,氧的消耗量较大,说明细胞的有氧呼吸需要葡萄糖和ATP。(2)第二组实验中,Ⅰ中加入丙酮酸,氧消耗量较大,说明丙酮酸被分解,则丙酮酸的分解场所是线粒体;而Ⅱ中加入葡萄糖,氧的消耗量几乎为零,说明葡萄糖没有被分解,结合Ⅲ中细胞质基质和葡萄糖同时存在时,氧的消耗量较大可知,葡萄糖的分解场所是细胞质基质。(3)根据题干信息“DNP对有氧呼吸产生的[H]与氧结合形成水过程没有影响,但会使该过程所释放的能量都以热能的形式耗散”可知,DNP会影响有氧呼吸第三阶段ATP的形成,有氧呼吸第三阶段的场所是线粒体内膜,所以DNP会使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。(4)液体表面覆盖石蜡油,会使酵母菌进行无氧呼吸产生[H],甲烯蓝接受[H]后蓝色会变浅。