资源简介

第三单元　细胞的能量供应和利用
第二讲ATP的主要来源——细胞呼吸
知识点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．酵母菌的代谢类型和细胞呼吸方式
2．填写产物检测的试剂和现象
试剂 现象(颜色变化)
CO2 澄清的石灰水 变浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄
酒精 在酸性条件下，使用橙色的重铬酸钾 橙色→灰绿色
知识点二　有氧呼吸[动漫演示更形象　见课件光盘]
1．写出有氧呼吸的反应式
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
2．填写有氧呼吸的过程图解
知识点三　无氧呼吸
1．写出两种类型无氧呼吸的反应式
(1)酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。
(2)乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋能量。
2．填写无氧呼吸的场所和过程
(1)场所：细胞质基质。
(2)过程：
①第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。
②第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳或者转化为乳酸。
(3)产生能量：无论哪种无氧呼吸都只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中大部分能量则存留在不彻底的氧化产物中。
一、理解运用能力
1．判断有关细胞呼吸说法的正误。
(1)有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同(2013·课标卷ⅡT3D)(√)
(2)肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸(2013·课标卷ⅡT3A)(√)
(3)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(2012·上海卷T25A改编)(×)
(4)种子风干脱水后呼吸强度增强(2011·海南卷T3A)(×)
(5)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(2010·课标卷T2A)(×)
(6)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(2010·课标卷T2B)(×)
(7)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(2010·课标卷T2C)(×)
2．下列关于葡萄糖分解成丙酮酸的场所和条件的说法，错误的是(　　)
A．既可以在真核细胞中进行，也可以在原核细胞中进行
B．既可以在线粒体中进行，也可以在细胞质基质中进行
C．既可以在有氧条件下进行，也可以在无氧条件下进行
D．既可以在有光条件下进行，也可以在无光条件下进行
答案：B
二、读图析图能力
据有氧呼吸过程图解回答问题：
(1)请分析葡萄糖中氧的转移途径。
答案：C6H12O6→C3H4O3→CO2。
(2)用18O2供给动物有氧呼吸，在哪种呼吸产物中首先含有18O
答案：HO。
(3)产物H2O中的氢是否都来自于C6H12O6
答案：不是，来自于C6H12O6和第二阶段的反应物H2O。
[理清脉络]
考点一|以过程图为依托，考查细胞呼吸的类型
1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2．过程分析
(1)有氧呼吸中氧元素的来源和去路：
(2)反应物和产物：
①CO2是在第二阶段产生的，是由丙酮酸和水反应生成的，场所是线粒体基质。
②O2参与了第三阶段，[H]和O2结合生成水，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2，场所是线粒体内膜。
③有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水用于第二阶段和丙酮酸反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。
(3)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
(4)能量代谢：
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。
[典例1]　(2014·内江模拟)下图表 ( http: / / www.21cnjy.com )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
[思维流程]
[解析]　图为细胞呼吸的全过程，①②为无氧 ( http: / / www.21cnjy.com )呼吸，①④③为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精，故C错误，D正确；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体中，故A错误；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]，故B错误。
[答案]　D
“三看法”判断细胞呼吸的类型
1．一看反应物和产物
(1)消耗O2或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。
(2)产物中有酒精或乳酸，一定有无氧呼吸。
2．二看物质的量的关系
(1)无CO2产生 只进行无氧呼吸产生乳酸。
(2)不耗O2，但产生CO2 只进行产生酒精的无氧呼吸。
(3)消耗O2等于释放CO2 只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。
(4)CO2释放量大于O2吸收量 既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，其关系如下：
3．三看反应场所
(1)真核细胞
(2)原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞的细胞呼吸在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式应根据产物判断，若只有二氧化碳和水产生则为有氧呼吸，若还有乳酸或酒精产生，则还存在无氧呼吸。
[针对练习]
1．(2014·潍坊联考)测定下列哪一项，可简便而且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式(　　)
A．有无酒精生成
B．有无水生成
C．有无有机物消耗
D．O2消耗量与CO2生成量的比值
解析：选D　O2消耗量与C ( http: / / www.21cnjy.com )O2生成量可以简便、准确地测定，若二者比值等于1，则小麦种子进行的是有氧呼吸，若比值为0进行的是无氧呼吸，若比值在0～1之间，有氧呼吸和无氧呼吸同时存在。
2．有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 30 mol 9 mol 12.5 mol 15 mol
产生酒精的量 0 mol 9 mol 6.5 mol 6 mol
下列叙述错误的是(　　)
A．氧浓度为a时只进行有氧呼吸
B．b值对应的氧浓度为零
C．氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2为6 mol
D．氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵
解析：选D　在氧浓度为d时，有2/3的葡萄糖用于酒精发酵。
1．有氧呼吸的场所并非只是线粒体
(1)真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。
(2)原核细胞无线粒体，在细胞质中和细胞膜上进行有氧呼吸。
2．脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量
脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2量大于产生CO2量。
考点二|以实际应用为背景，考查影响细胞呼吸的因素
1．温度
(1)影响(如下图)：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。
(2)应用
2．氧气
(1)影响(如下图)：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)应用
3．水分
(1)影响
(2)应用
4．二氧化碳
(1)影响：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。如右图。
(2)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
[典例2]　下列叙述符合生物学原理的是(　　)
A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境
B．快速登山时，人体的能量主要来自有机物分解产生二氧化碳的过程
C．蔬菜在低氧、干燥、低温的环境中，可延长保鲜时间
D．淀粉经发酵可产生酒精，是通过乳酸菌的无氧呼吸实现的
[解析]　氧气从水稻中空的茎可到达根部 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞，水稻根部主要进行的是有氧呼吸，故A错；蔬菜储藏环境应该是低氧、零上低温和具有一定湿度，故C错；淀粉先水解成葡萄糖，再由酵母菌进行无氧呼吸，才能产生酒精，故D错；剧烈运动时，人体的能量供应主要是来自有氧呼吸将有机物分解成二氧化碳和水的过程，故B正确。
[答案]　B
细胞呼吸速率的测定
(1)材料：一般是酵母菌、刚萌发的 ( http: / / www.21cnjy.com )种子和绿色植物或组织等，仅探究呼吸作用多选择酵母菌和刚萌发的种子。若选用绿色植物，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
(2)植物细胞呼吸的指标：植物细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )呼吸吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移(实验装置如右图)。根据单位时间内液滴左移的体积即可计算呼吸速率。
(3)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测种子进行消毒处理。
(4)对照组的设置：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，将所测定的生物灭活(将种子煮熟)，其他条件均不变。
[针对练习]
3．不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同 ( http: / / www.21cnjy.com )。在科学研究中常用RQ(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)来表示生物的有氧呼吸的能源物质的不同。下面是测定发芽种子呼吸熵的两个装置图：
(1)装置一中的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_____________________________
________________________。
(2)若发芽的种子已长出幼 ( http: / / www.21cnjy.com )苗，进行该实验时，则应将装置放置在何种条件下进行？________；原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)小琪同学来做这个实验，她将同一种 ( http: / / www.21cnjy.com )正在发芽的种子等量分装入两个装置。假定其他操作步骤无误，她发现装置一中的着色液向左移动，而装置二中的着色液位置却不发生改变，则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是________，理由是_______________
________________________________________________________________________；
若发现装置一与装置二中的着色液均匀 ( http: / / www.21cnjy.com )向左移动，则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是______________，理由是______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)明确装置的作用。装置一中 ( http: / / www.21cnjy.com )的小瓶中加入NaOH溶液的目的是吸收发芽种子呼吸产生的CO2，根据着色液滴移动的刻度测出细胞呼吸消耗的O2体积。装置二的作用是比较种子发芽时进行细胞呼吸消耗的O2体积与释放CO2的体积的变化大小，作为对照。
(2)测定绿色植物呼吸速率的方法。若发芽的种子已长出幼苗，幼苗可进行光合作用，为避免光合作用的干扰，应将装置放置于黑暗条件下。
(3)呼吸底物与RQ的关系。据装置二中 ( http: / / www.21cnjy.com )着色液位置不改变说明种子发芽时进行呼吸作用消耗的O2体积与释放CO2的体积相等，呼吸熵为1。只有当以葡萄糖(或糖类)为能源物质进行有氧呼吸时，消耗的O2体积与释放CO2的体积才相等。脂肪的元素组成中，碳、氢百分比含量较高，氧占的比例小，氧化分解时耗氧多，呼吸熵小于1。因此若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动，说明种子进行有氧呼吸，且细胞呼吸消耗的O2体积大于释放CO2的体积，呼吸熵小于1，消耗的能源物质主要是脂肪(或脂质)。
答案：(1)吸收发芽种子呼吸产生的二氧化碳
(2)黑暗条件　避免幼苗进行光合作用，干扰细胞呼吸的气体量变化
(3)葡萄糖(或糖类)　以葡萄 ( http: / / www.21cnjy.com )糖为能源物质进行有氧呼吸时，吸收的氧气等于释放出的二氧化碳　脂肪(或脂质)　脂肪中碳氢百分比含量较高，吸收的氧气大于释放的二氧化碳
一、实验探究能力|探究酵母菌细胞呼吸的方式(考纲要求实验)
SHAPE \* MERGEFORMAT ( http: / / www.21cnjy.com )
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二、图表信息获取能力|O2浓度影响细胞呼吸的曲线
[典型图表] [课件展示更丰富　见配套光盘]
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[信息解读]
(1)图中各点表示的生物学意义：
Q点：不耗O2，产生CO2 只进行无氧呼吸
P点：耗O2量＝产生CO2量 只进行有氧呼吸
QP段：产生CO2量>耗O2量 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
R点：产生CO2最少 细胞呼吸最弱点
(2)在保存蔬菜、水果时，应保持低温、低氧条件。
[解题技法]
常见的几种曲线及其特点
(1)“钟”型曲线：典型的酶促反应曲线，影响曲线变化的因素是温度、pH。
(2)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。
(3)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而增加，如含水量。
[强化训练]
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。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点
B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的D点
C．甲图的a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏的
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
解析：选B　甲图中氧浓度为a时，细胞只 ( http: / / www.21cnjy.com )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；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应在乙图中的AC段之间；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中的c)；氧浓度为d时，CO2释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生。
[课堂对点练]
题组一　细胞呼吸的过程
1．(2012·上海高考)下图表示细胞内葡萄糖分解的反应式。下列关于该过程的说法正确的是(　　)
A．只发生在细胞有氧时　　 B．只发生在细胞缺氧时
C．只发生在线粒体内 D．只发生在细胞质基质内
解析：选D　题干反应式可表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，两者都发生在细胞质基质内。
2．下图表示细胞呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(　　)
A．①和③都具有双层生物膜
B．①和②所含酶的种类相同
C．②和③都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
解析：选D　图中①、②、③分别是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜；甲为丙酮酸，乙为[H]。
题组二　影响细胞呼吸的因素
3．(2013·海南高考)在温度、光照等适 ( http: / / www.21cnjy.com )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．呼吸作用产生的能量均以热能释放
D．呼吸作用的产物对其产生毒害作用
解析：选D　消毒后有活力的种 ( http: / / www.21cnjy.com )子在适宜条件下，放在无菌水中死亡的原因是：种子进行无氧呼吸产生了酒精等有害物质，酒精对细胞具有毒害作用，导致种子死亡。种子贮存的营养物质可供种子萌发为幼苗，短期内不需要光合作用制造有机物。所以A、B、C三项所述均不是导致种子死亡的原因。
4．(2013·安徽高考)下图为每10粒水稻种子在成熟过程中干物质和呼吸速率变化的示意图。下列分析不正确的是(　　)
A．种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛
B．种子成熟后期自由水减少，呼吸速率下降
C．种子成熟后期脱落酸含量较高，呼吸速率下降
D．种子呼吸速率下降有利于干物质合成
解析：选D　读图可知，种子干物质快速积累时期，呼吸作用旺盛，A项正确；种子成熟后期，细胞代谢较慢，原因是细胞内自由水含量减少，进而导致呼吸速率下降，B项正确；脱落酸在成熟的种子中含量较高，种子成熟后期细胞呼吸速率会下降，C项正确；种子呼吸速率下降可减少干物质的消耗，但不会有利于干物质的合成，D项错误。
题组三　探究酵母菌细胞呼吸的方式
5．(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， ( http: / / www.21cnjy.com )A项正确；经管口3取样只能检测酒精的产生情况，B项错误；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，C项正确；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，D项正确。
[课下提能练]
一、选择题
1．下列关于呼吸作用的叙述，正确的是(　　)
A．细胞供糖不足时，无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精
B．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水
C．无氧呼吸不需要O2，导致该过程最终有[H]的积累
D．质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多
解析：选D　细胞供糖不足时，脂肪需要先 ( http: / / www.21cnjy.com )转化为糖类才可经有氧呼吸或无氧呼吸供能；有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水；无氧呼吸产生的[H]用于生成乳酸或酒精。
2．(2014·海淀一模)某些植物在早春 ( http: / / www.21cnjy.com )开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞(　　)
A．主要通过无氧呼吸生成ATP
B．产生的热量远多于其他细胞
C．线粒体基质不参与有氧呼吸
D．没有进行有氧呼吸第三阶段
解析：选B　耗氧速率高说明有氧呼吸强；单位质量的葡萄糖有氧分解产生的总能量在不同细胞中相同，有产热和形成ATP两个去路，ATP少说明产热多。
3．在人体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸过程中，关于[H]的来源和用途的叙述，最准确的是(　　)
选项 呼吸类型 [H]的来源 [H]的用途
A 有氧呼吸 只来源于葡萄糖 用于生成水
B 有氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成水
C 无氧呼吸 来源于葡萄糖和水 用于生成乳酸
D 无氧呼吸 只来源于葡萄糖 用于生成酒精
解析：选B　人体细胞利用葡萄糖进行有氧呼吸的 ( http: / / www.21cnjy.com )过程中，[H]来源于葡萄糖和水，其在第三阶段与氧结合生成水；人体细胞利用葡萄糖进行无氧呼吸的过程中，[H]来源于葡萄糖，用于生成乳酸。
4．下图为晴朗白天植物叶肉细胞的有氧呼吸过程图，有关说法正确的是(　　)
A．6来自叶绿体
B．3全部释放到大气中
C．产生的8主要用于合成ATP
D．催化2→3的酶全存在于线粒体内膜上
解析：选A　由图示信息结合有氧呼吸过 ( http: / / www.21cnjy.com )程分析可知，1表示葡萄糖，5表示还原氢，6表示氧气，2表示丙酮酸，4表示水，3表示二氧化碳，8表示有氧呼吸三个阶段产生的能量。白天植物叶肉细胞有氧呼吸产生的3(二氧化碳)供应给叶绿体进行光合作用；释放的8(能量)多数以热能的形式散失，只有少部分用于合成ATP；催化2→3的酶存在于线粒体基质和内膜上；晴朗白天植物光合作用旺盛，叶肉细胞呼吸所需氧气来自光合作用。
5．下图表示生物体内的部分物质代谢过程。对这一示意图的解释正确的是(　　)
A．在人体内，①、②过程可在同一细胞中完成
B．在人的细胞质基质中含有③、⑤过程所需的酶
C．在乳酸菌体内，当④过程加强时，⑤过程会减弱
D．在生物细胞内发生的④过程不需要H2O作反应物
解析：选B　在人体细胞中，①过程发生在 ( http: / / www.21cnjy.com )消化道中，②过程主要发生在肝细胞中；人的细胞质基质中可完成无氧呼吸生成乳酸的过程；④过程的发生需要H2O作反应物；在乳酸菌体内只存在无氧呼吸，不发生④过程。
6．(2013·吉林实验中学二模)研究发 ( http: / / www.21cnjy.com )现，某些植物在秋冬受低温袭击时，呼吸速率先升高后降低；持续的冻害使细胞内可溶性糖的含量有明显的提高，同时使根生长迟缓，吸收能力下降。下列推断不合理的是(　　)
A．冻害初期呼吸作用增强，放出的热量有利于抵御寒冷
B．低温持续使淀粉合成酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉
C．持续低温使细胞内结合水含量降低，自由水含量增加，以适应低温环境
D．低温使细胞呼吸减弱，限制根细胞吸收矿质营养，导致吸收能力下降
解析：选C　冻害初期，细胞呼吸作用 ( http: / / www.21cnjy.com )增强，释放大量热量，有利于抵御寒冷；持续冻害，植物体温度降低，使淀粉合成酶活性减弱，影响可溶性糖合成淀粉，细胞内可溶性糖的含量明显升高；持续低温使细胞内自由水含量降低，结合水含量升高，适应低温环境；细胞呼吸减弱，产生的ATP减少，为主动运输吸收矿质元素提供的能量减少，使根细胞吸收矿质营养的能力下降。
7．下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。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1/5
C．氧浓度为c时，适于贮藏该植物器官
D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
解析：选D　由题图可以看出，当氧浓度 ( http: / / www.21cnjy.com )为a时，只有CO2释放量，说明此时只进行无氧呼吸；氧浓度为b时，CO2释放量＝8，O2吸收量＝3，所以无氧呼吸释放CO2＝8－3＝5，消耗葡萄糖＝2.5，有氧呼吸释放的CO2＝3，消耗葡萄糖＝0.5；氧浓度为c时，呼吸作用最弱，适于贮藏该植物器官；当氧浓度为d时，CO2释放量＝O2吸收量，说明只进行有氧呼吸。
8．右图所示为H随化合物在生物体内代谢转移的过程，下列分析合理的是(　　)
A．①过程发生在核糖体上，水中的H只来自—NH2
B．在缺氧的情况下，③过程中不会发生脱氢反应
C．M物质应该是丙酮酸，④过程不会发生在线粒体中
D．在氧气充足的情况下，②、③过程发生在线粒体中
解析：选C　根据示意图可推知：M是丙酮酸，N是葡萄糖。①过程指氨基酸在核糖体上脱水缩合形成蛋白质，一个水分子中有两个H，其中一个来自—NH2，另一个来自—COOH。③过程指葡萄糖分解为丙酮酸，发生在细胞质基质中，在有氧、无氧的情况下都可以进行。④过程指在无氧的情况下丙酮酸氧化分解为乳酸，在细胞质基质中进行，不会发生在线粒体中。
9．(2014·石景山一模)将刚采摘的 ( http: / / www.21cnjy.com )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。下列结论不正确的是(　　)
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 ( http: / / www.21cnjy.com )于O2吸收量时，表明既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；由图可知，第20 d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释放量和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。
10．(2014·合肥模拟)下面为植物细胞中的某种代谢过程示意图，以下有关该代谢过程的说法不准确的是(　　)
A．代谢在细胞质基质中进行
B．后面ATP的能量来自前面的ATP
C．代谢产物可进入线粒体中
D．该代谢过程也存在于乳酸菌细胞中
解析：选B　该过程为有氧呼 ( http: / / www.21cnjy.com )吸和无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸的过程，发生在细胞质基质；产生的丙酮酸可进入线粒体继续进行有氧呼吸的第二、三阶段；乳酸菌细胞无氧呼吸也可进行此过程；代谢每一阶段合成的ATP中的能量都来源于有机物的分解。
11．(2014·临沂模拟)下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．a过程的完成一定伴随H2O和CO2的生成
B．在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸
C．人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体
D．人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响
解析：选D　a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸 ( http: / / www.21cnjy.com )过程，无氧呼吸过程不产生H2O，无氧呼吸中的乳酸途径也不产生CO2；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸；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；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。
12．为探究酵母菌呼吸方式的类型，设计了如下图所示的装置，相关叙述错误的是(　　)
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
二、非选择题
13．下图表示生物体内部分物质之间的转化关系，请据图作答。
(1)a～d四个生理过程中，人体不能进行的过 ( http: / / www.21cnjy.com )程除a外，还包括________，原因是缺乏________。硝化细菌将CO2转化为C6H12O6时，所利用的能量来自________________。
(2)水稻叶肉细胞内，a过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中H2O→O2的部位是叶绿体中的________，伴随该过程的能量转化反应式为__________________________________。
(3)请填写检测酵母菌呼吸产物时所用试剂和颜色反应比较表：
被检测的物质 试剂 现象(颜色)
CO2 澄清的石灰水 混浊
溴麝香草酚蓝水溶液 ①________
酒精 重铬酸钾的浓硫酸溶液 ②________
解析：(1)图中a、b、c、d四 ( http: / / www.21cnjy.com )个过程分别表示光合作用、无氧呼吸(产物为酒精)、有氧呼吸和无氧呼吸(产物为乳酸)。在人体内不能进行a和b过程，原因是缺乏相关的酶。硝化细菌属于化能自养型微生物，其将无机物合成有机物所需的能量来自NH3等物质氧化释放的化学能。(2)水稻叶肉细胞内，通过光反应完成H2O→O2过程，其场所在叶绿体类囊体薄膜上，伴随着ATP的产生。(3)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。
答案：(1)b　相关的酶　NH3等氧化释放出的化学能
(2)类囊体薄膜(基粒)　ADP＋Pi(磷酸)＋能量ATP
(3)由蓝变绿再变黄　灰绿色
14．(2014·杭州模拟)自然界中的酵母菌种类繁多、分布很广，是人类在发酵中常用的菌种。回答下列相关问题：
(1)图一是酵母菌的结构示意图，酵母菌是_ ( http: / / www.21cnjy.com )_______(填“原核”或“真核”)生物，判断依据是________________________________________________________________________。
(2)酵母菌繁殖时，主要进行________呼吸，其发生的场所是_____________________。
(3)实验室用两种方式以葡萄糖为原料利 ( http: / / www.21cnjy.com )用酵母菌发酵生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件均相同且适宜。实验过程中每隔1 h分别测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成下图所示的坐标图。
①在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为________；甲、乙两发酵罐分别在________(填写时间)的无氧呼吸速率最快。
②要鉴别发酵罐中是否有酒精产生需用________试剂，若有酒精，则发酵罐中液体的颜色变为________________________________________________________________________。
③由甲、乙发酵罐中的实验结果可以得出，要提高酒精的产量需________________。
解析：(1)由图一可知，酵母菌具有 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞核，应为真核生物。(2)酵母菌繁殖需要大量能量，此时一般进行有氧呼吸，有氧呼吸发生的场所是细胞质基质和线粒体。(3)①根据题图可知，在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的酒精的物质的量分别为18 mol和15 mol，由无氧呼吸的反应式C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2可知，甲发酵罐无氧呼吸产生的二氧化碳量为18 mol，乙发酵罐无氧呼吸产生的二氧化碳量为15 mol，而甲发酵罐通过有氧呼吸消耗6 mol氧气时还产生了6 mol二氧化碳，因此甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为24∶15＝8∶5；从曲线可看出甲、乙两发酵罐分别在第5 h和第3 h时，酒精的生成速率最快，即无氧呼吸速率最快。②鉴别酒精用酸性重铬酸钾，溶液颜色变为灰绿色。③从图中曲线分析可知，通入少量氧气可以使酵母菌大量繁殖，产生的酒精的量要高于无氧条件下发酵产生酒精的量。
答案：(1)真核　有以核膜为界限的细胞核
(2)有氧　细胞质基质和线粒体
(3)①8∶5　第5 h和第3 h　②酸性重铬酸钾　灰绿色　③通入少量的氧气
15．呼吸熵(RQ)指单位时间内 ( http: / / www.21cnjy.com )进行呼吸作用的生物释放的二氧化碳量与吸收的氧气量的比值(RQ＝释放的二氧化碳的体积/消耗的氧气的体积)。下图1表示萌发的小麦种子中发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示过程。图2为测定消过毒的萌发的小麦种子的呼吸商的实验装置示意图。请分析回答下列问题：
(1)图1中，催化过程①②的酶存在于细胞的________中，物质E表示________。
(2)图2所示实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是_________________。
(3)假设小麦种子只以糖类为呼吸底物， ( http: / / www.21cnjy.com )在25℃下经10 min观察墨滴的移动情况。若发现装置甲中墨滴不移动，装置乙中墨滴左移，则10 min内小麦种子中发生图1中的________(填序号)过程；若发现装置甲中墨滴右移，装置乙中墨滴不动，则10 min内小麦种子中发生图1中的________(填序号)过程。
解析：(1)由图1知，①过程为细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )呼吸的第一阶段，产物为丙酮酸(A)和还原态氢(C)，反应在细胞质基质中进行；④过程为有氧呼吸的第二阶段，产物为CO2(B)和还原态氢(C)，反应在线粒体基质中进行；③过程为有氧呼吸的第三阶段，还原态氢(C)与O2(D)结合形成水，释放大量能量，反应在线粒体内膜上进行；②过程为无氧呼吸的第二阶段，产物为CO2(B)和酒精(E)，反应在细胞质基质中进行。因此，催化过程①②的酶存在于细胞质基质中，物质E为酒精。(2)图2所示实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是增大KOH溶液与气体的接触面积，方便吸收CO2。(3)如果装置甲中墨滴不动，则装置内没有气体的净生成与净消耗，种子只进行有氧呼吸；装置乙中墨滴左移，说明此时段内小麦种子进行了有氧呼吸。若发现装置甲中墨滴右移，则装置内有气体的净生成，可能进行了无氧呼吸或有氧呼吸和无氧呼吸共存；装置乙中墨滴不动，说明装置内没有气体的净消耗，应该没有进行有氧呼吸。
答案：(1)细胞质基质　酒精　(2)增大吸收CO2的面积　(3)①③④　①②
细胞呼吸的过程、产物及场所的对应关系
[考情分析]
由统计图可以看出，此考点是高考中的高 ( http: / / www.21cnjy.com )频考点，五年共考查了十次，考查形式既有选择题，又有简答题。主要以流程图、图表分析等形式进行考查，细胞呼吸各阶段的场所、条件、反应物、生成物及其相互对应关系是高考的常考内容。
1．(2011·海南高考)细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是(　　)
( http: / / www.21cnjy.com )
A．植物细胞能进行过程①和③或过程①和④
B．真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②
C．动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多
D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]
解析：选B　植物细胞能进行过程①和②、 ( http: / / www.21cnjy.com )①和③、①和④；真核细胞的细胞质基质中能进行无氧呼吸的全过程，即①和③或①和④；动物细胞中过程②(有氧呼吸第二、三阶段)比过程①(有氧呼吸的第一阶段)释放的能量多；包括乳酸菌在内的细胞无氧呼吸过程中，第一阶段(①)产生的[H]，在第二阶段(③或④)消耗。
2．(2009·天津高考)按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养8～10小时，并对实验结果进行分析。
实验材料 取样 处理 分组 培养液 供氧情况
适宜浓度酵母菌液 50 mL 破碎细胞(细胞器完整) 甲 25 mL 75 mL 无氧
乙 25 mL 75 mL 通氧
50 mL 未处理 丙 25 mL 75 mL 无氧
丁 25 mL 75 mL 通氧
下列叙述正确的是(　　)
A．甲组不产生CO2而乙组产生
B．甲组的酒精产量与丙组相同
C．丁组能量转换率与丙组相同
D．丁组的氧气消耗量大于乙组
解析：选D　据题可知，对 ( http: / / www.21cnjy.com )酵母菌的处理是破碎细胞保持细胞器完整。它与未处理细胞的差别是细胞质浓度不同，细胞质中酶的浓度不同。破碎细胞的细胞质中酶的浓度较低，所以反应速率较慢，生成的丙酮酸较未破碎细胞少，所以丁组的氧气消耗量大于乙组。
3．(2012·安徽高考)为探究酵 ( http: / / www.21cnjy.com )母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。
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：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。
(1)会产生CO2和H2O的试管有____________，会产生酒精的试管有____________，根据试管____________的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。
(2)有氧呼吸产生的[H ( http: / / www.21cnjy.com )]，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4 二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解________(填“能”或“不能”)继续进行。
解析：(1)酵母菌在有氧条件下(即E试管)能产生CO2和H2O；线粒体能利用丙酮酸，不能直接分解葡萄糖，故C试管也能产生CO2和H2O。据表分析可知，能够产生酒精的试管有B和F。若要研究酵母菌进行无氧呼吸的场所，必须在无氧条件下进行对照实验，因此通过B、D、F试管的实验结果可以作出判断。(2)[H]与O2结合形成水的过程发生在线粒体内膜上，故DNP使分布在线粒体内膜上的酶无法合成ATP。DNP不影响葡萄糖的氧化分解。
答案：(1)C、E　B、F　B、D、F　(2)线粒体内膜　能
[考源探究]
这三个题目都考查有氧呼吸和无氧呼吸，但考查角度又有所不同：
(1)第1题侧重于对细胞呼吸的过程和发生场所及过程特点的考查。
(2)第2题侧重考查O2浓度和酶浓度对细胞呼吸的影响，破碎细胞与完整细胞的主要区别在于酶浓度不同。
(3)第3题全面考查了反应物与反应场所及反应条件的对应关系。
通过对以上两个高考试题的分析可知，解答此类问题时，既要明确细胞呼吸的条件，又要熟知各阶段的反应物、场所及生成物，归纳如下：
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
第一阶段 第二阶段 第三阶段 第一阶段 第二阶段
场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 细胞质基质
反应物 葡萄糖 丙酮酸和H2O [H]和O2 葡萄糖 丙酮酸
生成物 丙酮酸、[H] CO2、[H] H2O 丙酮酸、[H] 乳酸或CO2和酒精
预测一　创新角度考查
1．右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于(　　)
A．线粒体、线粒体和细胞质基质
B．线粒体、细胞质基质和线粒体
C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体
解析：选C　从图中可看出：由酶1到 ( http: / / www.21cnjy.com )酶2过程为有氧呼吸，由酶1到酶3过程是无氧呼吸。所以酶1存在于细胞质基质，酶2存在于线粒体中，酶3存在于细胞质基质中。
2．下图表示某绿色植物细胞内部分物质的转变过程，有关叙述正确的是(　　)
A．图中①、②两物质依次是H2O和O2
B．图中(二)、(三)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
C．图中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖
D．该过程只能在有光的条件下进行，无光时不能进行
解析：选A　图中(一)、(二)、 ( http: / / www.21cnjy.com )(三)分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段，前两个阶段产生[H]，第三个阶段消耗[H]；丙酮酸在水的参与下彻底分解成CO2和[H]，所以有氧呼吸第三阶段消耗的[H]最终来源于葡萄糖和水；有无光照，不影响呼吸作用。
3．巴斯德发现，利用酵母菌酿酒的时 ( http: / / www.21cnjy.com )候，如果发酵容器存在氧气，会导致酒精产生停止，这就是所谓的巴斯德效应。直接决定“巴斯德效应”发生与否的反应及其场所是(　　)
A．酒精＋O2→丙酮酸　细胞质基质
B．丙酮酸＋O2→CO2　线粒体基质
C．[H]＋O2→H2O　线粒体内膜
D．H2O→O2＋[H]　类囊体膜
解析：选C　利用酵母菌酿酒时，如果有氧气存在，酵母菌就会进行有氧呼吸，在有氧呼吸的第三阶段，[H]与O2结合而产生水。
4.右图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况，根据所提供的信息，以下判断正确的是(　　)
A．N点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸
B．M点是贮藏该器官的最适O2浓度，此时无氧呼吸的强度最低
C．该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解
D．L点时，该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质
解析：选C　由图可知，N点 ( http: / / www.21cnjy.com )之后，O2的吸收量与CO2的释放量不等，说明该植物非绿色器官呼吸作用过程中还有非糖物质的氧化分解；由于有非糖物质参与氧化分解，故O2的吸收量与CO2的释放量相等不能说明该器官只进行有氧呼吸；M点细胞的总呼吸强度最低，但无氧呼吸强度并不是最低的；L点时，细胞只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质。
预测二　创新情境考查
5．把鼠的肝细胞磨碎后高速离心 ( http: / / www.21cnjy.com )，细胞匀浆分成a、b、c、d四层。往c层加入葡萄糖，没有CO2和ATP产生，再加入丙酮酸后，马上就有CO2和ATP产生，则c层必定含有(　　)
①线粒体　②核糖体　③细胞质基质　④ADP
A．①和③　　　　　　B．②和④
C．①和④ D．②和③
解析：选C　因为c层可分解丙酮酸，而不能分解 ( http: / / www.21cnjy.com )葡萄糖，所以可确定该层匀浆中一定含有线粒体，且一定不含有细胞质基质，细胞进行有氧呼吸。另外ADP是合成ATP的原料。
6．金鱼能忍受缺氧，在4 ℃下缺氧1 ( http: / / www.21cnjy.com )2 h后，组织中乳酸与乙醇浓度如下表，其中乙醇是乳酸在厌氧代谢中形成的。结合表格可知，金鱼在缺氧条件下会发生的情况是(　　)
浓度(mmol/kg)
组织中的乳酸 组织中的乙醇 水中的乙醇
对照 0.18 0 0
缺氧 5.81 4.53 6.63
A.形成乙醇可使金鱼避免酸中毒
B．组织中的乳酸与平时相差不多
C．厌氧代谢终产物为乳酸
D．生命活动的能量来自有氧呼吸
解析：选A　由题意和表格 ( http: / / www.21cnjy.com )信息可知，金鱼在缺氧条件下进行无氧呼吸，产生乳酸，后经代谢产生乙醇，乙醇可释放到水中，避免酸中毒。由表格信息可知，在缺氧时，金鱼组织中的乳酸积累较多。金鱼在缺氧条件下，生命活动的能量来自无氧呼吸。
7．将动物的肝细胞研磨并 ( http: / / www.21cnjy.com )除去ATP后，分别放入三只标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中。实验装置和处理如下图a所示。将实验用的三只锥形瓶的瓶口密封后，放入20℃水浴锅中，1 h后的结果如图b所示。
请根据实验结果回答：
(1)实验中可以看到的明显变化是_____________________________________________。
由此可以推断________号锥形瓶中发生了________作用。
(2)该实验的全部结果说明______________________________________________。
解析：由图b可以看到Ⅲ号锥形瓶的酒精 ( http: / / www.21cnjy.com )液滴在玻璃管中向左移动，表明瓶内外的气压不等。由于活的肝细胞时刻都要进行呼吸作用，而Ⅲ号锥形瓶具备呼吸作用的一切必要条件；呼吸作用吸收O2，释放CO2，瓶内由于大量的CO2被吸收，因而使酒精液滴明显地向左移动；其他两个瓶缺乏呼吸作用所需的全部条件，因此没有发生变化。实验结果表明呼吸作用需要葡萄糖和ATP。
答案：(1)Ⅲ号锥形瓶的酒精液滴在玻璃管中向左移动　Ⅲ　呼吸(有氧呼吸)
(2)肝细胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP

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