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(共73张PPT)
第3讲　细胞呼吸的影响因素及应用
新教材生物一轮复习
01
考点研析·重难突破

考点一　细胞呼吸的影响因素及应用
1.内部因素
2.外部因素


1.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） （　×　）
2.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） （　×　）
3.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） （　√　）
×
×
√

1.（必修1 P95思考·讨论）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？
提示：为伤口创造透气的环境，避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
2.（必修1 P96概念检测2拓展）结合O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析：
（1）O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖 　不是　 （填“是”或“不是”）一样多，理由是 　根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，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　 。
不
是　
根据有氧呼吸和无氧呼吸的方
程式可以看出，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　
（2）在保存蔬菜、水果时，应选择 　R　 点对应的O2浓度，理由是 　此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少　 。
R　
此时总
CO2释放量最少，有机物的损耗最少　
（3）低氧环境下，有机物消耗少的原因是 　在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，呼吸强度较弱，有氧呼吸因O2不足，呼吸强度也比较小，故总的CO2释放量少，呼吸强度弱　 。
在低氧条件下，无氧呼吸受到抑
制，呼吸强度较弱，有氧呼吸因O2不足，呼吸强度也比较小，故总的CO2释放
量少，呼吸强度弱　

围绕细胞呼吸的应用，考查科学思维
与社会责任
1.（2021·湖南高考）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（　　）
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.农作物种子入库储藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，储藏寿命显著 延长
C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
解析：B　早稻浸种催芽过程中，常用40 ℃温水淋种并翻种，目的是给种子的细胞呼吸过程提供有利条件，即水分、适宜的温度和氧气，A正确；农作物种子入库储藏时，为延长储藏时间，应在零上低温、低氧条件下储藏，种子无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，B错误；油料作物细胞中脂肪等含量较高，氢元素含量较高，细胞呼吸时需要更多的氧气，因此油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失，降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗，能起到保鲜作用，D正确。
2.短道速滑运动员在冬奥会前常会到缺氧的高原进行训练，以期提高运动成绩。下表为优秀女子短道速滑运动员在高原训练前后机体某些检测数据的变化情况：
分类 最大摄氧量/（L/min） 运动后血液中乳酸含量/（mmol/L） 血清肌酸激酶/（U/L）
高原 训练前 2.67 12.3 163.2
高原 训练后 2.88 8.2 309.2
注：肌酸激酶，催化磷酸肌酸形成ATP，存在于细胞质和线粒体中。
据表分析，下列说法正确的是（　　）
A.高原训练过程中所需的能量主要由乳酸分解产生
B.高原训练时丙酮酸不彻底氧化分解会导致[H]积累
C.缺氧可能会增加细胞膜通透性从而使血清肌酸激酶含量增加
D.高原训练时运动员骨骼肌产生的CO2可由无氧呼吸产生
解析：C　高原训练过程中所需的能量主要由有机物分解产生的ATP提供，而不是由乳酸分解产生，A错误；无氧呼吸时，第一阶段产生的丙酮酸在第二阶段与[H]反应，所以[H]不会积累，B错误；由表可知，高原训练会使血清肌酸激酶含量增加，而正常的肌酸激酶存在细胞质和线粒体中，因此缺氧可能会增加细胞膜的通透性，使肌酸激酶转移到血清中，C正确；人体无氧呼吸不产生CO2，D错误。
围绕影响细胞呼吸因素的分析，
考查科学思维能力
3.某实验小组以小麦耐旱品种Longchun16和不耐旱品种98SN146的种子为材料进行相关实验，播种后，待幼苗长到7 d龄时，洗净根部，吸干表面水分，移入相同浓度的PEG溶液中进行根部干旱胁迫处理，温度、光照等条件相同且适宜，所得结果如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）
解析：C　有氧呼吸第二阶段在线粒体基质中，丙酮酸和水生成CO2和[H]，显然线粒体基质中消耗水，A错误；由实验结果可知，植物体的含水量可影响呼吸速率，水作为光合作用的原料，含水量的变化应该会影响光合速率，B错误；由实验结果可知，随着干旱胁迫时间的变化，Longchun16的总呼吸速率的变化与相对含水量的变化趋势相似，C正确；本实验的自变量为用相同浓度的PEG溶液处理不同时间，无法推测不同浓度PEG溶液的相关实验结果，D错误。
A.在小麦叶肉细胞进行呼吸作用的过程中，线粒体基质中不能消耗水
B.由图可知，植物体的含水量可影响呼吸速率，不会影响光合速率
C.在上述实验时间内，Longchun16的总呼吸速率的变化与相对含水量的变化趋势相似
D.随PEG溶液浓度的升高，抗旱小麦品种的总呼吸速率高于不抗旱品种的
4.（2022·山东高考改编）在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法错误的是（　　）
A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C.与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少
解析：A　由题意可知，电子经线粒体内膜最终传递给O2，4 ℃与25 ℃相比，O2消耗增加，说明其电子传递过程没有受阻，A错误；细胞呼吸时有机物的化学能转化成ATP的能量和热能，与25 ℃时相比，4 ℃时消耗O2多，但ATP生成量减少，说明其产热多，消耗葡萄糖的量多，B、C正确；已知DNP可使H＋从内外膜间隙进入线粒体基质时不经过ATP合酶，减少了ATP生成，同时从内外膜间隙进入线粒体基质的H＋增加，使内外膜间隙的H＋浓度降低，D正确。
考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式及其拓展应用
1.实验原理
2.实验步骤
（1）配制酵母菌培养液（酵母菌＋5% 　葡萄糖　 溶液）。
（2）检测CO2的产生，装置如图所示
注：澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝溶液。
葡萄糖　
（3）检测酒精的产生
3.实验现象

1.乙装置中，为什么要将B瓶封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶？
提示：B瓶刚封口后，有氧气存在，酵母菌进行有氧呼吸，一段时间后，B瓶中的氧气消耗完，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
2.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，在鉴定酒精时，如何避免葡萄糖对颜色反应的干扰？
提示：将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
3.对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有： 　①②③　 （填序号）。
①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。
①②③　

1.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
（1）实验设计
欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示（以发芽种子为例）
（2）实验结果预测和结论
实验现象 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或种子已死亡
不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
（3）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。
提醒　若用绿色植物替代发芽种子，则整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰细胞呼吸的测定。
2.种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线
（1）在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于吸水（吸胀吸水），呼吸速率上升。
（2）在种子萌发的第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）。

围绕“探究酵母菌细胞呼吸的方式”
的实验，考查科学探究能力
1.秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并研究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（　　）
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾溶液，以便检测乙醇生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2
C.乙醇是在酵母菌线粒体中产生的
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
解析：D　应在充分反应之后取甲瓶滤液注入试管中，再加入橙色的酸性重铬酸钾溶液，混匀，观察试管颜色变化来检测乙醇生成，A错误；乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄，表明酵母菌已产生了CO2，B错误；乙醇是酵母菌无氧呼吸的产物，无氧呼吸在细胞质基质中进行，C错误；由于培养液中葡萄糖含量一定，因此增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。
2.某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25 mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25 mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25 ℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法错误的是（　　）
A.当观察到注射器A中的总体积大于50 mL时，说明酵母菌进行了无氧呼吸
B.取注射器B中的适量液体，滴加少量酸性重铬酸钾溶液，溶液颜色由橙色变为灰绿色
C.将注射器A中的气体通入溴麝香草酚蓝溶液中，
可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄
D.当注射器A、B中的总体积均为50 mL时，
两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同
解析：D　当观察到注射器A中的总体积大于50 mL时，说明酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳量多于消耗的氧气量，因此可以说明酵母菌进行了无氧呼吸，A正确；注射器B中酵母菌进行的是无氧呼吸，酵母菌无氧呼吸会产生酒精，酒精可用酸性重铬酸钾溶液检测，溶液颜色由橙色变为灰绿色，B正确；注射器A中酵母菌细胞呼吸会产生二氧化碳，二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变绿再变黄，C正确；注射器A中酵母菌进行的是有氧呼吸，注射器B中的酵母菌进行的是无氧呼吸，两者消耗葡萄糖的量不同，D错误。
结合探究生物细胞呼吸方式的实验，
考查科学探究能力
3.呼吸熵（RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积）可表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。实验开始前，着色液滴均停留在初始位置，然后关闭活塞，在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离，设装置一和装置二的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是（　　）
解析：C　若测得x＝50 mm，y＝－50 mm，则呼吸熵是100÷50＝2，A正确；由于脂肪中的碳氢比例高，若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物可能有脂肪，B正确；若呼吸底物为葡萄糖，装置一液滴不会右移，C错误；为使测得的x和y值更精确，可增加放入灭活发芽种子的对照装置，排除物理因素对实验结果的影响，D正确。
A.若测得x＝50 mm，y＝－50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是2
B.若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物中可能有脂肪
C.若呼吸底物为葡萄糖，装置一液滴右移、装置二液滴左移
D.为保证数据的科学性，可增加放入灭活发芽种子的装置，其他条件不变
02
真题体验·感悟高考

从解决问题能力角度，考查影响细胞
呼吸的因素
1.（2022·北京高考）在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内（　　）
A.消耗的ATP不变
B.无氧呼吸增强
C.所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多
D.骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多
解析：B　滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；人体无氧呼吸的产物是乳酸，分体题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，B正确；据题图分析可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，C错误；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸，而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。
2.（2022·海南高考）种子萌发过程中，储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是（　　）
A.种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响
B.种子萌发过程中呼吸作用增强，储藏的有机物的量减少
C.干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
D.种子子叶切片用苏丹Ⅲ染色后，显微镜下观察到橘黄色颗粒，说明该种子含有脂肪
解析：C　种子的萌发需要水分，温度会影响种子代谢所需酶的活性，氧气会影响种子的有氧呼吸，A正确；种子萌发过程中呼吸作用增强，消耗的有机物的量增多，储藏的有机物的量减少，B正确；可导致酶变性失活的因素有高温、强酸、强碱等，缺水会使酶的活性受抑制，但不会使其变性失活，C错误；脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，D正确。
从科学探究角度，考查细胞呼吸的实
验探究
3.（2022·广东高考）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（　　）
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
解析：B　种子通过细胞呼吸产生[H]的过程不需要光，A错误；细胞呼吸的第一阶段能产生[H]，且该过程发生在细胞质基质中，[H]可将TTC还原成TTF，B正确；保温时间长短可影响[H]的生成量，进而影响TTF的生成量，C错误；活力高的种子代谢旺盛，相同时间内产生的[H]多，还原成的TTF也多，实验过程中胚出现的红色深，反之，实验过程中胚出现的红色浅，故能用红色深浅判断种子活力高低，D错误。
4.（2022·湖南高考）将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μmol/（s·m2）时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温度为35 ℃/25 ℃，光照强度为2 μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时。回答下列问题：
（1）在此条件下，该水稻种子 　　　　 （填“能”或“不能”）萌发并成苗（以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗），理由是 　　　　　　　　 　 。
解析：（1）种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，因此在光照强度为2 μmol/（s·m2），每天光照时长为14小时时，即使光照强度低于光补偿点，但光照有利于叶片叶绿素的形成，种子仍能萌发并成苗。
答案：（1）能　种子萌发形成幼苗的过程中，消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物，且光照有利于叶片叶绿素的形成　
（2）若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上，光照强度为10 μmol/（s·m2），其他条件与上述实验相同，该水稻 　　　　　　 （填“能”或“不能”）繁育出新的种子，理由是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （答出两点即可）。
解析：（2）光照强度为10 μmol/（s·m2）时为该水稻的光补偿点，此时即使有光照也没有有机物积累，并且黑暗时还要进行细胞呼吸消耗有机物，即全天没有有机物积累，且光照时长为14小时，植株不会开花，故不能繁育出新的种子。
答案：（2）不能　光照强度为10 μmol/（s·m2）时为光补偿点，每天光照时长为14小时，光照时没有有机物的积累，黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物，故全天没有有机物积累；每天光照时长为14小时，植株不能开花　
（3）若该水稻种子用于稻田直播（即将种子直接撒播于农田），为防鸟害、鼠害减少杂草生长，须灌水覆盖，该种子应具有 　　　　 特性。
解析：（3）水中的溶解氧少，灌水覆盖会使种子细胞进行无氧呼吸产生酒精，因此需要种子具有耐受酒精毒害特性，才能在这种情况下正常发芽生长。
答案：（3）耐受酒精毒害
03
课后作业·巩固提升

一、选择题
1.下列有关细胞呼吸原理运用的叙述，错误的是（　　）
A.冰箱能较长时间保存水果和蔬菜的主要原因是低温降低了呼吸酶的活性
B.选用透气的消毒纱布包扎伤口可避免伤口处细胞进行无氧呼吸
C.水稻田需要定期排水，防止根细胞无氧呼吸产生酒精导致烂根
D.人体剧烈运动后出现肌肉酸胀是细胞无氧呼吸产生大量乳酸所致
解析：B　冰箱能较长时间保存水果和蔬菜的主要原因是低温降低了呼吸酶的活性，从而降低呼吸速率，减少了有机物的消耗，A正确；无氧环境有利于厌氧型病菌的繁殖，选用透气的消毒纱布包扎伤口，可避免厌氧型病菌的繁殖，有利于伤口的愈合，而不是避免伤口处细胞进行无氧呼吸，B错误；水稻田需要定期排水，否则稻田中的氧气会不足，根细胞无氧呼吸产生大量酒精，而使根系变黑、腐烂，C正确；人体剧烈运动时，氧气供应不足，在缺氧条件下进行无氧呼吸，会产生大量的乳酸，使肌肉产生酸胀乏力的感觉，D正确。
2.如图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况，下列叙述错误的是（　　）
①ab段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性
②bc段细胞呼吸增强主要原因是O2浓度升高
③a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积
④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同
⑤b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体
A.①③ B.②⑤
C.③④ D.④⑤
解析：D　马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸，有氧呼吸产生CO2，即只有有氧呼吸产生CO2，因此曲线ab段下降的原因可能是低温抑制了细胞的有氧呼吸，①正确；bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度增加，导致有氧呼吸增强，所以产生的CO2增多，②正确；由于马铃薯块茎细胞只有有氧呼吸产生CO2，而有氧呼吸过程中消耗的O2量与产生的CO2量相等，所以a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积，③正确；马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件不一定相同，④错误；马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体，⑤错误。
3. 为研究两种呼吸抑制剂的作用，甲组实验在有氧条件下，向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体ATP合成酶抑制剂（R1）。乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与O2结合的试剂（R2），其他条件相同。下列说法正确的是（　　）
A.R1、R2都是作用于有氧呼吸的第三阶段
B.甲组细胞中的ATP产生量迅速降至零，细胞继而死亡
C.R2的作用效果与将乙组改为无氧条件但不加R2的效果完全相同
D.一段时间后，两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高
解析：D　有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，也可以合成ATP，所以R1可以作用于有氧呼吸第二和第三阶段，A错误；细胞质基质可以进行有氧呼吸第一阶段的反应，产生少量ATP，所以甲组细胞中仍然可以产生少量ATP，B错误；R2特异性抑制[H]与O2结合，但细胞可以进行有氧呼吸第二阶段的反应，将丙酮酸彻底分解，而在无氧条件下，细胞不能将丙酮酸分解，只能将其还原为乳酸，因此二者不同，C错误；一段时间后，细胞合成ATP减少，因此需要通过无氧呼吸产生ATP，而无氧呼吸产生的能量较少，所以需要分解更多的葡萄糖为生命活动提供能量，因此两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高，D正确。
4.某小组为研究培养液脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行甲、乙两组实验，一段时间内结果如图所示，下列相关分析错误的是（　　）
A.甲组是脱气后培养组，乙组是不脱气培养组
B.甲组可先把酵母菌培养液煮沸再冷却，然后加酵母菌
C.相同时间内乙组释放的能量大于甲组
D.肌肉细胞在剧烈运动时的呼吸产物与甲组的产物相同
解析：D　酵母菌是兼性厌氧型生物，脱气后进行无氧呼吸，与有氧呼吸相比，初期产生CO2速率减小，因此甲组是脱气后培养组，乙组是不脱气培养组，A正确；甲组是脱气后培养组，脱气的过程是先把装置中的酵母菌培养液煮沸，赶走空气，然后冷却加酵母菌，B正确；酵母菌是兼性厌氧型生物，脱气后进行无氧呼吸，与有氧呼吸相比，无氧呼吸释放的能量少，故相同时间内乙组释放的能量大于甲组，C正确；肌肉细胞剧烈运动进行无氧呼吸，产生乳酸，甲组无氧呼吸产生酒精和CO2，产物不同，D错误。
5.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，结果发现，与25 ℃相比，0.5 ℃条件下果实的CO2生成速率较低。为验证上述实验结果，某同学设计如下方案：
①取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，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。
根据上述方案分析，该方案（　　）
A.设计完善，无不足
B.缺少对照实验
C.未能控制单一变量
D.样本数量过少且未重复实验
解析：D　该同学取两个成熟程度相似、大小相同的蓝莓果实，样本数量过少且未重复实验，可能因为个体差异具有偶然性降低实验的可信度，A错误，D正确；该同学的实验方案设置不同温度处理的甲和乙两组，为相互对照实验，B错误；该实验方案中，除自变量温度的差异以外，其他变量如果实成熟度、大小和容器容积等均为无关变量，都应控制为相同，因此该实验方案是控制了单一变量的，C错误。
6. 将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如图所示。假设种子萌发所需的营养物质全部来源于胚乳，下列叙述正确的是（　　）
A.种子萌发过程中产生的氢全部用来还原丙酮酸
B.保持实验条件不变，120 h后萌发种子的干重先减少后增加
C.种子萌发过程中产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1
D.萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗组成物质的最大转化速率为22 mg·粒－1·d－1
解析：D　种子萌发过程中产生的氢全部用来与氧结合生成水，并释放大量能量，A错误；由于玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，不能进行光合作用，若保持实验条件不变，120 h后萌发种子的干重变化趋势是一直下降，B错误；由于有氧呼吸过程中，分解1分子葡萄糖需要消耗6分子O2，产生6分子CO2，所以种子萌发过程中产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值等于1，C错误；转化成幼苗的组成物质＝胚乳减少的干重量－呼吸作用所消耗的有机物量，计算出96～120 h转化最大，为27－5＝22 mg，最大转化速率为22 mg·粒－1·d－1，D正确。
7.通过如图甲、乙两组装置探究酵母菌
细胞的呼吸方式。取20 g新鲜的食用酵
母菌，均分为两份，分别放入锥形瓶A
（500 mL）和锥形瓶B（500 mL）中，
再分别向瓶中注入5%的葡萄糖溶液，
实验装置置于25～35 ℃的环境中培养8～10 h。下列分析错误的是（　　）
A.甲、乙两组为对比实验，实验结果事先都是已知的
B.若适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量，不会影响实验结果
C.若环境温度低于25～35 ℃，可适当延长培养时间，不会影响实验结论
D.若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式，应将酵母菌的培养时间适当延长
解析：A　甲组为有氧呼吸组，乙组为无氧呼吸组，甲、乙两组为对比实验，实验结果事先可以预测，但不都是已知的，A错误；若适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量，不会影响酵母菌的细胞呼吸类型，因此不会影响实验结果，B正确；若环境温度低于25～35 ℃，酶的活性相对较低，可适当延长培养时间，但不会影响实验结论，C正确；由于酵母菌只在无氧呼吸时才产生酒精，因此若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式，应将酵母菌的培养时间适当延长（消耗瓶内的氧气，使酵母菌进行无氧呼吸），且由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，D正确。
8.（不定项）氧化磷酸化是指有机物（包括糖类、脂质等）通过氧化分解释放能量并驱动ATP合成的过程。真核生物电子传递系统中的参与氧化磷酸化的酶利用氧化NADH释放的能量，泵送H＋穿过线粒体内膜至线粒体内外膜间隙，使H＋在膜间隙积聚，产生跨膜电化学梯度。然后H＋经ATP合酶（通道蛋白）返回线粒体基质并促使ATP合成。过量的甲状腺激素可增大线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋电化学梯度。下列相关叙述正确的是（　　）
A.细胞在氧化NADH的过程中产生水
B.ATP合酶可以和H＋特异性结合
C.H＋进出线粒体内膜的方式均为主动运输
D.过量的甲状腺激素会抑制ATP的产生
解析：AD　细胞在氧化NADH的过程中产生水，发生在线粒体内膜上，A正确；由题意可知，ATP合酶为通道蛋白，通道蛋白运输物质不需要结合，所以 H＋经ATP合酶返回线粒体基质不发生特异性结合，B错误；H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙的过程为逆浓度梯度，且需要能量，运输方式为主动运输，H＋由线粒体膜间隙经ATP合酶返回线粒体基质是由高浓度到低浓度，是协助扩散，C错误；过量的甲状腺激素可增大线粒体内膜对H＋的通透性，降低H＋电化学梯度，从而抑制ATP的产生，D正确。
9.（不定项）好氧生物在进行有氧呼吸第二阶段时，丙酮酸首先会分解成乙酰辅酶A和CO2。研究发现，在厌氧细菌H中有利用乙酰辅酶A和CO2合成丙酮酸，进而生成氨基酸等有机物的代谢过程。科研人员利用13C标记的CO2和酵母提取物培养基培养H菌，检测该菌中谷氨酸的13C比例，结果如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.酵母菌有氧呼吸第二阶段的产物是CO2和[H]，场所在线粒体基质
B.可推测CO2浓度越高，越利于乙酰辅酶A和CO2生成丙酮酸
C.H菌中乙酰辅酶A与丙酮酸间的转化方向依赖于CO2浓度
D.由实验结果可推测H菌可以固定CO2，代谢类型为自养型
解析：AB　酵母菌有氧呼吸第二阶段发生在线粒体基质，产物为是CO2和[H]， A正确；由柱形图可知，CO2浓度越高，谷氨酸的13C的占比越高，谷氨酸是丙酮酸生成的，因此CO2浓度升高利于乙酰辅酶A和CO2生成丙酮酸，B正确；结合题干信息可知，有氧呼吸过程中，丙酮酸首先会分解成乙酰辅酶A和CO2，而无氧呼吸过程中乙酰辅酶A和CO2合成丙酮酶，因此，H菌中乙酰辅酶A与丙酮酸间的转化方向依赖于O2浓度，C错误；由实验结果可推测H菌可利用乙酰辅酶A和CO2合成丙酮酸，但代谢类型为异养型，D错误。
二、非选择题
10.图1表示酵母菌细胞内细胞呼吸相关物质代谢过程，请回答以下问题：
　　　　
（1）酵母菌细胞内丙酮酸在 　　　　　　　　　　　　 （填场所）被消耗，从能量转化角度分析，丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同？
　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（1）丙酮酸是酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段的产物，若是进行有氧呼吸，丙酮酸在线粒体基质被消耗，若是进行无氧呼吸，丙酮酸在细胞质基质被消耗。从能量转化角度分析，细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP。
答案：（1）细胞质基质和线粒体基质　细胞质基质中分解丙酮酸释放的能量不能用于合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP　
（2）酵母菌在O2充足时几乎不产生酒精，有人认为是因为O2的存在会抑制图1中酶1的活性而导致无酒精产生，为验证该假说，实验小组将酵母菌破碎后高速离心，取 　　　　 （填“含线粒体的沉淀物”或“上清液”）均分为甲、乙两组，向甲、乙两支试管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲试管中通入O2，一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的 　　　　　　　　　　　　 进行检测。
解析：（2）由题图可知，酶1催化丙酮酸分解为酒精和CO2，说明酶1位于细胞质基质，所以酵母菌破碎后高速离心，取上清液（主要成分是细胞质基质，含有酶1）分为甲、乙两组，一段时间后在两支试管加入等量葡萄糖，向甲试管通入O2，所以甲是实验组，乙是对照组。一段时间后，分别向甲、乙两试管中加入等量的酸性的重铬酸钾溶液进行检测，若甲试管由橙色变为灰绿色即产生了酒精，说明O2对酶1没有抑制作用；如果甲试管不变色，说明O2对酶1有抑制作用。
答案：（2）上清液　酸性的重铬酸钾溶液　
（3）按照上述实验过程，观察到 　　　　　　　　 ，说明（2）中假说不成立，实验小组查阅资料发现，细胞质基质中的NADH还存在如图2所示的转运过程，NADH在线粒体内积累，苹果酸的转运即会被抑制，且细胞内反应物浓度上升或产物浓度下降一般会促进酶促反应速率，反之则抑制。请结合以上信息解释O2会抑制酵母菌产生酒精的原因： 　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（3）按照上述实验过程，观察到甲、乙试管都显灰绿色，说明两支试管都产生了酒精，说明（2）中假说不成立。O2会抑制酵母菌产生酒精的原因可能是：O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生H2O，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运过程；当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，促进了细胞质中NADH的消耗，使得细胞质基质中NADH含量很少，导致丙酮酸不能转化成酒精。
答案：（3）甲、乙试管都显灰绿色　O2充足时，线粒体内的NADH与O2结合产生H2O，从而促进线粒体内苹果酸的分解，进而促进苹果酸向线粒体的转运过程；当细胞质基质中的苹果酸浓度较低时，促进了细胞质中NADH的消耗，使得细胞质基质中NADH含量很少，导致丙酮酸不能转化成酒精　
（4）高产产酒酵母酒精产量更高，甚至在有氧条件下也能产酒，结合图1和图2分析，是利用野生酵母，通过物理或化学诱变因素诱导控制合成 　　　　 （填“酶1”“酶2”或“酶3”）的基因发生突变而产生的新品种。
解析：（4）结合图1和图2分析：O2存在时，酶3催化有氧呼吸第三阶段，如果通过物理或化学诱变因素诱导控制合成酶3的基因发生突变，O2不能与线粒体内的NADH反应，NADH积累，苹果酸的转运会被抑制，细胞质基质的NADH就会在酶1的催化下合成酒精。
答案：（4）酶3
11. 人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PCl2细胞系为材料，研究了低氧影响细胞存活的机制。
（1）在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是 　　　　　　 。
解析：（1）有氧呼吸第三阶段：在线粒体的内膜上，[H]和O2结合，形成水和大量能量。
答案：（1）线粒体内膜　
（2）当细胞中O2含量低时，线粒体通过电子传递链产生更多活性氧，活性氧积累过多会损伤大分子和细胞器。分别用常氧（20%O2）、适度低氧（10%O2）和严重低氧（0.3%O2）处理PCl2细胞，24 h后检测线粒体自噬水平，结果如图1。用线粒体自噬抑制剂3－MA处理PCl2细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。
②图1、图2结果表明：适度低氧可 　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（2）①溶酶体中含有多种水解酶，由分析知，损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的溶酶体降解。②图1中适度低氧（10%O2）情况下线粒体自噬水平相对值升高，严重低氧（0.3%O2）情况下线粒体自噬水平相对值下降，图2用线粒体自噬抑制剂3－MA处理PCl2细胞，检测细胞活性氧含量结果，适度低氧（10%O2）情况下实验组与对照组相差最多，说明适度低氧可以激活线粒体自噬来清除活性氧。
答案：（2）①溶酶体　②激活线粒体自噬来清除活性氧　
①损伤的线粒体可通过线粒体自噬途径，被细胞中的 　　　　 （结构）降解。
（3）研究表明，上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。检测不同氧气浓度下BINP3基因表达情况，结果如图。综合上述信息，解释适度低氧下细胞可正常存活、严重低氧导致细胞死亡的原因： 　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（3）上调BINP3基因的表达可促进线粒体自噬。由图可知，适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。
答案：（3）适度低氧上调BINP3基因的表达，使BINP3蛋白增加，促进了线粒体自噬以清除细胞中的活性氧，活性氧处于正常水平，细胞可正常存活。严重低氧上调BINP3基因的表达（转录），可能由于严重低氧下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧下BINP3蛋白的增加促进了线粒体自噬，但还不足以清除细胞中的活性氧，活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡

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