2020版生物新导学大一轮北师大版讲义：第三单元细胞的能量代谢第8讲

第8讲　细胞呼吸
[考纲要求]　1.细胞呼吸(Ⅱ)。2.实验：探究酵母菌的呼吸方式。
考点一　细胞呼吸的方式与过程

1．细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的过程。
2．有氧呼吸
(1)概念：是指细胞在氧的参与下，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

(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)
。
(4)放能：细胞通过有氧呼吸，葡萄糖中有30%～40%的能量贮存在ATP中，其余能量则以热能形式散失。
(5)与有机物在生物体外燃烧相比，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；一部分能量贮存在ATP中。
3．无氧呼吸
(1)场所：全过程是在胞质溶胶中进行的。



(2)过程
第一阶段
葡萄糖→丙酮酸、[H]和少量能量
第二阶段
酒精发酵
丙酮酸→酒精＋CO2
实例：植物、酵母菌等
乳酸发酵
丙酮酸→乳酸
实例：高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等

(3)放能：在无氧呼吸中，由于产物(酒精、乳酸)中还储存着许多能量，所以葡萄糖在无氧条件下氧化分解所释放的能量，比有氧呼吸少得多。

1．判断关于有氧呼吸的叙述
(1)有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解(　×　)
(2)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP(　×　)
(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(　×　)
(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中(　×　)
2．判断关于无氧呼吸的叙述
(1)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时(　×　)
(2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供(　×　)
(3)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(　×　)
(4)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(　×　)

据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程

(1)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(填序号)。
(2)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？
提示　种子在有氧呼吸过程中产生了水。
(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因分别是什么？
提示　直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是基因的选择性表达。

(4)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是什么？
提示　与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

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
用于几乎各项生命活动(除光合作用的碳反应)

3.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结
(1)水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场所为线粒体基质。而无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。
(2)二氧化碳：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、胞质溶胶中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。
(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段、胞质溶胶中产生。
(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为胞质溶胶。
(5)丙酮酸：其作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为胞质溶胶；以反应物可参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所为胞质溶胶。
(6)氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。

命题点一　细胞呼吸过程中物质和能量分析
1.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的酶都存在于胞质溶胶中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
答案　D
解析　题图中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，D项正确；催化反应②和④的酶分别存在于胞质溶胶和线粒体基质中，A项错误；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]，B项错误；①②过程表示无氧呼吸，其中e为酒精，C项错误。
2．下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是(　　)

A．a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成
B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸
C．人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体
D．人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响
答案　D
解析　a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生H2O，且无氧呼吸产生乳酸的过程也不产生CO2，A项错误；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸，B项错误；c过程表示ATP水解释放能量，用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间”，是主要的产能场所，不是主要的耗能场所，C项错误；在人体内，肾上腺素、甲状腺激素可以使机体细胞代谢加快，故a过程会受到二者的影响，D项正确。
命题点二　细胞呼吸类型的判断
3．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．消耗等物质的量的葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的[H]少
B．两种肌纤维均可在胞质溶胶中产生丙酮酸和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，主要来自线粒体基质
答案　D
解析　快肌纤维几乎不含线粒体，说明快肌纤维主要进行无氧呼吸，消耗等物质的量的葡萄糖，快肌纤维进行无氧呼吸比慢肌纤维进行有氧呼吸产生的[H]少，A项正确；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，都是葡萄糖在胞质溶胶中产生丙酮酸、少量ATP和[H]，B项正确；短跑时快肌纤维进行无氧呼吸，从而产生大量乳酸，使人体产生酸痛感觉，C项正确；有氧呼吸在第三阶段产生大量ATP，这一阶段发生的场所是在线粒体内膜上，D项错误。
4．下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得的气体量(相对值)的变化结果(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列说法正确的是(　　)
项目
CO2释放量
O2吸收量
甲
12
0
乙
8
6
丙
10
10

A.在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸
B．在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C．在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值
D．在乙条件下释放的CO2来自胞质溶胶和线粒体
答案　D
解析　甲条件下只释放CO2，不吸收氧气，进行的是产生CO2和酒精的无氧呼吸，不产生乳酸，A错误；乙条件下消耗氧气的量为6，则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，无氧呼吸产生二氧化碳的量为8－6＝2，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为1，有氧呼吸消耗的葡萄糖和无氧呼吸相等，B错误；丙条件下只进行有氧呼吸，但不能判断有氧呼吸强度是否达到了最大值，C错误；乙条件下释放的CO2来自胞质溶胶和线粒体，D正确。





判断细胞呼吸方式的三大依据

命题点三　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
答案　C
解析　有氧呼吸中吸收的O2与生成的CO2的物质的量之比为1∶1，无氧呼吸中不消耗O2，消耗1 mol葡萄糖生成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，解得X＝2/3，故有2/3的酵母菌在进行有氧呼吸。
6．(2018·唐山一中高三第一次模拟)研究人员使用血糖仪定量测量酵母菌在不同细胞呼吸方式下的葡萄糖浓度值，计算出有氧呼吸或无氧呼吸的速率。实验中得到数据如下表：
序号
时间(min)
稀释10倍葡萄糖摩尔浓度(mmol/L)
1
0
初始
24.50
2
15
有氧1
18.60
无氧1
21.30
3
30
有氧2
9.90
无氧2
13.50

(条件：35 ℃下，1 g干酵母/10 mL葡萄糖溶液)



(1)计算有氧呼吸、无氧呼吸的反应速率①、②的值分别为__________、__________。
时段(min)
呼吸方式
葡萄糖消耗速率(mmol/L·min)
0～15
有氧呼吸1
3.93
无氧呼吸1
2.13
16～30
有氧呼吸2
①
无氧呼吸2
②

(2)分析表中数据可知：相同时间段，有氧呼吸的葡萄糖消耗速率_______(填“大于”“小于”或“等于”)无氧呼吸的葡萄糖消耗速率；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，0～15 min时段细胞呼吸消耗的葡萄糖速率______(填“大于”“小于”或“等于”)16～30 min时段的速率。
(3)本实验得出的结论是____________________________________________________。
答案　(1)5.80　5.20　(2)大于　小于　(3)在一定时间范围内，酵母菌进行有氧呼吸时消耗的葡萄糖比无氧呼吸的要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)；在适宜的条件下，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速率都会增加
解析　(1)根据题意和表格数据可知，有氧呼吸的反应速率①为(18.6－9.90)×10÷15＝
5.80 [mmol/(L·min)]；无氧呼吸的反应速率②为(21.3－13.5)×10÷15＝5.20 [mmol/(L·min)]。
(2)分析表中数据可知，相同时间段，有氧呼吸的葡萄糖消耗速率大于无氧呼吸的葡萄糖消耗速率；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，0～15 min时段细胞呼吸的葡萄糖消耗速率小于16～30 min时段的速率。
(3)本实验得出的结论：在一定时间范围内，酵母菌进行有氧呼吸时消耗的葡萄糖比无氧呼吸的要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)；在适宜的条件下，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速率都会增加。

细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸时：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)无氧呼吸时：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
(3)消耗等量的C6H12O6时，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C6H12O6时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。


考点二　影响细胞呼吸的外界因素及其应用

1．温度
(1)原理：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。
(2)曲线模型(如下图)

(3)应用
2．O2浓度
(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作用。
(2)曲线模型(如图)

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)。
(3)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
(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)曲线模型(如图)

(3)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
(1)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。
(2)特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快(如图)。

(3)应用

(1)同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异(　√　)
(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少(　×　)
(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏(　×　)
(4)温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量(　√　)
(5)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清(　√　)

氧气影响细胞呼吸的曲线分析

(1)O2浓度在2.5%～10%之间时、在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？
提示　O2浓度在2.5%～10%之间时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。
(2)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？
提示　不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(3)在保存蔬菜、水果时，应选择哪一点对应的O2浓度？为什么？
提示　应选择R点对应的O2浓度，因为此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少。

命题点一　单因素对细胞呼吸的影响分析
1．“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。下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．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，其余贮存在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
答案　D
解析　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，A项错误；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的消耗量，B项错误；无氧呼吸的产物是乳酸，乳酸中仍贮存有部分能量，C项错误；当运动强度长时间超过c点时，无氧呼吸产生的乳酸增加，会使肌肉酸胀乏力，D项正确。
2．将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48 h后，贮藏在温度为1 ℃的冷库内，另一份则始终贮藏在1 ℃的冷库内。从采摘后算起每10天取样一次，测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol)，计算二者的比值得到如图所示的曲线。下列结论正确的是(　　)

A．贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸
B．第10 d时，细胞中的ATP完全来自线粒体
C．第20 d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组
D．第40 d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多
答案　C
解析　根据曲线中第10 d后CO2/O2的值大于1可知，两组蓝莓均可进行无氧呼吸，A项错误；第10 d时CO2/O2的值等于1，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞中的ATP来自线粒体和胞质溶胶，B项错误；第20 d未处理组蓝莓CO2/O2的值更大，说明未处理组蓝莓无氧呼吸释放的二氧化碳量更多，因此，未处理组蓝莓无氧呼吸产生的乙醇量高于CO2处理组，C项正确；第40 d未处理组蓝莓的CO2/O2的值为2，假设有氧呼吸吸收的氧气量为a，则无氧呼吸释放的二氧化碳量也为a，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，可以得出有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量分别为a/6、a/2，D项错误。
命题点二　多因素对细胞呼吸的影响分析
3．(2019·铜川质检)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．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度
B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
答案　B
解析　甲图中B点温度下植物细胞呼吸相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛；随着氧气浓度增大有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸；细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖；有氧呼吸需要酶的参与，温度会影响酶的活性，故有氧呼吸还受温度或呼吸酶数量限制，使曲线Ⅱ最终趋于平衡。
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 ℃、O2含量为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%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
答案　C
解析　根据表中数据的变化规律可知，在10 ℃、O2含量为1.0%条件下的数据应大于3.6小于35.2，所以53.7这个数据很可能是错误的，A项正确；温度为3 ℃、O2含量为3.0%时，CO2的释放量最少，是贮藏菠菜叶的最佳环境条件组合，B项正确；3 ℃、10 ℃和20 ℃条件下，O2含量从20.0%升至40.0%时，细胞呼吸强度逐渐减弱，30 ℃条件下，细胞呼吸强度增强，C项错误；在20 ℃条件下，O2含量从0.1%升高到3.0%的过程中，随着O2含量的增加，CO2释放量逐渐减少，细胞无氧呼吸逐渐减弱，D项正确。
命题点三　种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析
5．(2018·成都高三第一次诊断)干种子萌发过程中，CO2释放量()和O2吸收量()的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问题：

(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是______________________________________________(至少答出两点)。
(2)在种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物是______________和CO2。若种子萌发过程中缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡，原因是__________________________。
(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件包括______________。
答案　(1)自由水是细胞内的良好溶剂，许多生物化学反应需要水的参与，水参与物质运输　(2)酒精、水　 缺氧时，种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需，无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用　(3)适宜的光照、CO2和无机盐等
解析　(1)干种子吸水后，自由水比例大幅增加，会导致细胞中新陈代谢速率明显加快，原因是自由水是细胞内的良好溶剂，许多生物化学反应需要水的参与，水参与物质运输。(2)种子萌发过程中的12～30 h之间，释放的二氧化碳量大于消耗的氧气量，说明细胞既进行无氧呼吸，也进行有氧呼吸，所以细胞呼吸的产物是酒精、CO2和水。由于缺氧时，种子无氧呼吸产生的能量不能满足生命活动所需，无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，故种子萌发过程缺氧，将导致种子萌发速度变慢甚至死亡。(3)与种子萌发时相比，胚芽出土后幼苗的正常生长还需要的环境条件有适宜的光照、CO2浓度和无机盐等。

种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线

(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，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在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，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。
矫正易错　强记长句

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胞质溶胶和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。
2．葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在胞质溶胶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，人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
5．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。
6．O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞进行无氧呼吸。
7．影响细胞呼吸的因素并不是单一的。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。
8．贮藏蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在贮藏时都应在低温、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；种子贮藏时应保持干燥，而蔬菜、水果贮藏时应保持一定的湿度。
9．内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。

(2014·海南卷改编)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如图所示。请据图回答下列问题：

1．在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式和产物是：以无氧呼吸为主，产生酒精和二氧化碳，据此分析豆科植物种子掩埋过深导致腐烂的原因是：掩埋过深时氧气供应不足，种子进行无氧呼吸产生的酒精积累过多，对细胞有毒害作用，导致腐烂。
2．从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物，使有机物的总量下降。
3．种子萌发48小时后，氧气的消耗量大于二氧化碳的释放量，分析其原因是豆科植物富含脂肪，等质量的脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此进行有氧呼吸时消耗O2的量大于产生CO2的量。
重温高考　演练模拟
1．(2018·全国Ⅲ，5)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是(　　)
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP
答案　C
解析　植物体的细胞呼吸在有光或无光条件下都可以进行，氧气充足时进行有氧呼吸，氧气缺少时进行无氧呼吸，A项正确；在食物链中，输入某一营养级的能量，一部分用于此营养级生物自身的生长、发育和繁殖等生命活动，一部分则通过细胞呼吸以热能的形式散失，B项正确；有氧呼吸的产物是水和CO2，无氧呼吸的产物是酒精和CO2或者是乳酸，C项错误；有氧呼吸的三个阶段都有ATP产生，光合作用的光反应阶段有ATP产生，D项正确。


2．(2018·天津，5)为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是(　　)

A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B．t3时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快
C．若降低10 ℃培养，O2相对含量达到稳定所需时间会缩短
D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
答案　C
解析　t1→t2，培养液中O2相对含量下降，但与O→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，A正确；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，B正确；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，C错误；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，D正确。
3．(2017·海南，7)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是(　　)
A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小
B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸
C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗
D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同
答案　C
解析　与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快，A项错误；某些植物组织细胞无氧呼吸产物为乳酸，产生乳酸的过程中，细胞既不吸收O2也不放出CO2，B项错误；适当降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢，C项正确；利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数相同，D项错误。



4．(2013·海南，9)在温度、光照等适宜条件下，将消毒后有生活力的小麦种子一直浸没在无菌水中，会使种子死亡。下列对种子死亡原因的分析，合理的是(　　)
A．缺乏胚芽生长所必需的营养物质
B．不能通过光合作用合成有机物
C．细胞呼吸产生的能量均以热能释放
D．细胞呼吸的产物对其产生毒害作用
答案　D
解析　有活力的小麦种子消毒后一直浸没在无菌水中死亡的原因是：小麦种子长期进行无氧呼吸产生大量的酒精，对细胞具有毒害作用，导致种子死亡。
5．(2015·安徽，29节选)科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。

(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是________；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的________浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测________浓度变化来计算呼吸速率。
(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：
①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。
②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。
③记录实验数据并计算CO2生成速率。
为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
答案　(1)低温降低了细胞呼吸相关酶的活性　CO2　O2 　(2)a.选取的果实成熟度应一致　b．每个温度条件下至少有3个平行重复实验
解析　(1)由图可知，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低导致酶的活性较低，呼吸速率较慢；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算细胞呼吸速率。(2)根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以选取的果实成熟度也应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二：一是降低实验误差，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以每个温度条件下至少有3个平行重复实验。


1．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是(　　)
A．无氧、干燥的环境细胞呼吸最弱，有利于果蔬贮藏
B．水稻根部主要进行无氧呼吸，以适应缺氧环境
C．用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油，主要利用了酵母菌的无氧呼吸
D．马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量
答案　C
解析　无氧条件下细胞无氧呼吸较强，不利于果蔬贮藏，A项错误；水稻根部主要进行有氧呼吸，但在缺氧时也能进行无氧呼吸，以适应缺氧环境，B项错误；用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油，主要利用了酵母菌的无氧呼吸，C项正确；马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量，也能从分解有机物产生乳酸的过程中获得少量能量，D项错误。
2.(2019·清流段考)如图表示不同条件下植物细胞吸收或外渗离子的情况。在正常条件下处于低盐溶液的根吸收离子W时，初始几分钟(图示中的a段)离子W的流入很快，这是因为起初离子W流入的是细胞壁而没有通过膜进入细胞质。此后离子W以恒定的速率持续流入根细胞。下列有关分析错误的是(　　)

A．图示中的植物细胞以主动运输的方式吸收离子W
B．曲线1中c段离子W外渗迅速的原因是外渗的离子W主要是来自细胞壁，而不是来自细胞内部
C．曲线2中限制代谢作用的条件包括缺氧、低温或存在呼吸抑制剂等
D．曲线2中初始一段时间离子W吸收速率受到的影响较小，之后的吸收速率仍大于0
答案　D
解析　由题意可知，吸收离子W过程中需要能量，故吸收离子W的方式为主动运输，A正确；依题干信息，离子W起初流入的是细胞壁而没有通过膜进入细胞质，故外渗时也是先从细胞壁出来，B正确；曲线2中限制代谢作用的条件是通过影响细胞呼吸来影响离子W的主动吸收，C正确；由于纵坐标表示的是吸收离子W的量，曲线2之后的一段时间植物细胞吸收离子W的量呈水平状态，说明此时细胞对离子W的吸收速率为0，D错误。
3．比较动物的有氧呼吸和无氧呼吸，下列叙述最恰当的是(　　)
A．糖类是有氧呼吸的主要能源物质，但不是无氧呼吸的主要能源物质
B．有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生还原性氢
C．有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量
D．有氧呼吸和无氧呼吸的终产物中都有水
答案　B
解析　细胞呼吸无论是有氧呼吸还是无氧呼吸都是逐步释放能量，无氧呼吸的终产物中没有水。
4．近几年，几起严重的醉驾事故引起了社会的广泛关注。交警为检测司机是否存在酒后驾驶的违章行为，检测司机呼出的气体的试剂是(　　)
A．溴麝香草酚蓝水溶液
B．斐林试剂
C．重铬酸钾的浓硫酸溶液
D．澄清的石灰水
答案　C
解析　橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精生成灰绿色的硫酸铬，利用此原理可检测酒精的存在。
5．如图表示的是马铃薯块茎在气温多变的一天内气体的变化情况，其中正确的是(　　)

A．曲线ab段下降的原因是O2抑制了无氧呼吸
B．b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有胞质溶胶和线粒体
C．bc段细胞呼吸增强的唯一原因是O2量增加
D．a点时马铃薯块茎吸收O2的体积与放出CO2的体积相等
答案　D
解析　解答本题时应注意两点：一是马铃薯块茎的无氧呼吸产物为乳酸，无CO2产生，即图中CO2完全是由有氧呼吸释放的；二是本题中影响细胞呼吸的因素除O2外还有温度。曲线ab段下降与无氧呼吸无直接关系，可能是气温降低抑制了有氧呼吸；马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体；bc段细胞呼吸增强的原因还可能是气温升高。
6．科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有胞质溶胶、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的场所有胞质溶胶、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。
7．向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1小时后测得该容器中O2减少24 mL，CO2增加36 mL，则在这1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的(　　)
A.倍 B.倍 C．2倍 D.倍
答案　D
解析　由反应式可知，有氧呼吸每消耗1 mol O2同时生成1 mol CO2，由于在相同状况下，气体的体积比等于物质的量之比，结合题意“1小时后测得该容器中O2减少24 mL”，说明有氧呼吸产生24 mL CO2，则无氧呼吸产生的CO2为36－24＝12 (mL)，则在这1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的倍。
8．如图是番茄根细胞对K＋吸收速率和氧分压的关系曲线，下列说法错误的是(　　)

A．图中A、B两处用于根代谢活动的酶不同
B．A～B段，ATP是限制根细胞对K＋吸收速率的主要因素
C．在B点以后，通过中耕松土可进一步促进对K＋的吸收
D．氧分压为8时，AB曲线将演变为M2形态
答案　C
解析　A点氧分压为0，根细胞进行无氧呼吸，B点时进行有氧呼吸，所以A、B两处用于根代谢活动的酶不同，A项正确；K＋进入根细胞的方式是主动运输，需消耗能量，因此在A～B段，ATP是限制根细胞对K＋吸收速率的主要因素，B项正确；B点以后，K＋的吸收速率受载体蛋白数量限制，与氧气含量无关，C项错误、D项正确。
9．如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放总量与O2浓度之间的关系。请据图回答下列问题：

(1)Q点时产生CO2的场所是_______________________________________________，
O2浓度≥10%时，产生CO2的场所是____________。
(2)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是_______________________。
(3)若图中的AB段与BC段的距离等长，则有氧呼吸强度________(填“大于”“等于”或“小于”)无氧呼吸强度。
(4)根据图中曲线，说明晒干的粮食贮藏在低氧条件下能延长贮存时间的原因：
________________________________________________________________________。
(5)若将实验材料换为等量花生种子，在只进行有氧呼吸时O2的吸收量将________(填“增加”“不变”或“减少”)。
答案　(1)胞质溶胶　线粒体(或线粒体基质)　
(2)O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制(此时有氧呼吸强度较弱)　(3)小于　(4)细胞呼吸强度低，有机物的消耗量少　(5)增加
解析　(1)Q点时氧气的吸收量为零，说明此时只进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是胞质溶胶。O2浓度≥10%时只进行有氧呼吸，产生CO2的场所是线粒体基质。(2)在O2浓度为10%以前，CO2释放量大于O2吸收量，表明种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸；QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制。(3)消耗等量葡萄糖时有氧呼吸释放的CO2量大于无氧呼吸，故CO2释放量相等时，有氧呼吸强度小于无氧呼吸强度。(4)根据图中曲线，晒干的粮食贮存在低氧条件下能延长贮藏时间的原因是细胞呼吸强度低，有机物消耗量少。(5)花生的脂肪含量高，等质量的脂肪比糖类含C、H量高，在只进行有氧呼吸时O2的吸收量将增加。

10．下表是不同植物的不同器官的呼吸速率(单位鲜重在单位时间内的耗氧量，单位：μL·g－1·
h－1)。据表分析，下列说法错误的是(　　)
植物器官
呼吸速率(O2)
植物器官
呼吸速率(O2)
胡萝卜
根
25
大麦
种子(浸泡15 h)
胚
715
叶
440
胚乳
76
苹果
果肉
30
叶
266
果皮
95
根
960～1 480

A.同一植物的不同器官或组织，呼吸速率有明显差异
B．大麦种子内胚的呼吸速率比胚乳高，表明胚的能量代谢较旺盛
C．不同植物的同类器官呼吸速率不同，与其结构有关，而与其功能无关
D．测定大麦种子呼吸速率前先要将种子浸泡，是为了提高种子的含水量
答案　C
解析　据胡萝卜的根和叶的细胞呼吸速率不同，苹果的果肉和果皮的细胞呼吸速率不同得出，同一植物的不同器官或组织，细胞呼吸速率有明显差异，A项正确；根据表格中大麦种子胚的细胞呼吸速率比胚乳高，说明种子胚代谢比较旺盛，需要能量比较多，B项正确；生物体的结构决定功能，不同植物的同类器官呼吸速率不同与其结构及功能均有密切的关系，C项错误；细胞呼吸需要水的参与，而且生化反应也必须在水溶液中进行，所以测定大麦种子细胞呼吸速率前先浸泡，是为了提高种子的含水量，D项正确。
11．如图所示的三个密闭装置中，分别放入质量相等的三份种子：消过毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的小麦种子，未消毒的、刚萌发的花生种子。把三套装置放在隔热且适宜的条件下培养(不考虑温度变化对气体体积的影响)，下列有关叙述中错误的是(　　)

A．当装置a和装置b玻璃管中的水珠开始移动时，分别记录其移动速率va和vb，则va＜vb
B．如果装置b和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Tb和Tc，则Tc＞Tb
C．如果装置b和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录水珠移动距离Lb和Lc，则Lb＜Lc
D．如果装置a和装置c中都消耗了等质量的有机物，记录温度计读数为Ta和Tc，则Ta＞Tc
答案　D
解析　从实验装置判断，装置a和装置b是一组实验，变量为种子是否消毒，即是否存在微生物；装置b和装置c是一组实验，变量为种子的种类。装置b中的小麦种子未消毒，其细胞呼吸强度大于装置a中的小麦种子细胞呼吸强度，即消耗的氧气较多，同时两个装置中细胞呼吸产生的二氧化碳都被NaOH溶液吸收，所以装置b的内外压强差大，玻璃管中的水珠开始移动时的速率vb＞va，A项正确；小麦种子含淀粉较多，花生种子含脂肪较多，脂肪中氧元素的含量比等质量的糖类少，相同条件下，脂肪氧化分解消耗的氧气比糖类(淀粉)的多，产生的热量也比糖类(淀粉)的多，如果装置b和装置c中消耗了等质量的有机物，则装置c中消耗的氧气较多，内外的压强差较大，产生的热量较多，B、C项正确；装置a与装置c比较，应该是Ta＜Tc，D项错误。
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____________，如果其呼吸强度不能用CO2的释放量表示，原因是________________________。
(2)图乙中B点的CO2量来自________________，当O2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________(填字母)。
(4)丙图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__________。
答案　(1)无氧呼吸　该生物无氧呼吸不产生CO2
(2)无氧呼吸　呼吸酶的数量有限　(3)　I　(4)0
解析　(1)分析图甲可知，该细胞的呼吸强度与O2浓度的变化无关，所以进行的呼吸方式最可能是无氧呼吸；若呼吸强度不能用CO2的释放量表示，最可能是因为该生物无氧呼吸不产生CO2，可能是产生乳酸的无氧呼吸。(2)分析图乙可知，图乙中B点O2浓度为0，但有CO2释放，说明此时进行无氧呼吸产生CO2；当O2浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因是呼吸酶的数量有限。(3)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，由图可知，YZ表示无氧呼吸的CO2释放量，设为4a，ZX表示有氧呼吸的CO2释放量，设为a，则有氧呼吸消耗的葡萄糖为a，无氧呼吸消耗的葡萄糖为2a，所以有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的比例为a÷(2a＋a)＝；由图可知，无氧呼吸强度降为0时，其对应的O2浓度是I。(4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点所对应的O2浓度是0，此时只进行无氧呼吸，能量大部分储存在酒精或乳酸中，部分以热能的形式散失，只有少数储存在ATP中被利用。
13．(2018·泉州五中高三测试)为了研究怎样更好地保存种子，有人做了如下表所示的实验。
实验
实验操作方法
时间/年
种子发芽率
实验一
1 000 g水稻干种子充氮气密封贮藏
5
>95%
1 000 g水稻干种子普通保存
1
80%
1 000 g小麦湿种子普通保存
1