资源简介 课时作业1．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可分别来自( )A．吸入的O2和葡萄糖B．葡萄糖和丙酮酸C．丙酮酸和吸入的O2D．吸入的O2和丙酮酸2．取适量干重相等的4份种子进行不同处理：(甲)风干，(乙)消毒后浸水萌发，(丙)浸水后萌发，(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中，一段时间后，种子堆内温度最高的是( )A．甲 B．乙C．丙 D．丁3．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是 ( )A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化4．苹果储藏方式不当会出现酒味，这种现象与苹果细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )A．苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳和乳酸B．苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]并在细胞内积累C．苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD．苹果储藏库中适当增加氧气浓度会降低酒味的产生5．某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，他们依据酒精具有还原性，可使酸性重铬酸钾变为灰绿色的原理进行实验，装置如图。下列相关叙述错误的是( )A．锥形瓶A中无氧或缺氧，锥形瓶D中有充足的氧气B．实验一段时间后，从试管B中取出一部分液体可使酸性重铬酸钾变为灰绿色C．锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量D．如果将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊6．葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是( )A．水淹时植物根细胞的RQ＞1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，该植物种子可能富含脂肪D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于17．《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述不正确的是( )A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间8．电子传递链是一系列电子载体按照对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。如图是真核生物细胞呼吸过程(以葡萄糖为呼吸底物)中电子传递链的部分示意图。下列说法正确的是( )A．图示生物膜为线粒体双层膜结构B．图示中NADH仅来自葡萄糖的分解C．图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换和信息传递D．图中Ⅰ至Ⅳ不仅能传递电子，还可能具有催化功能9．生长在低寒地带(气温5 ℃以下)的沼泽植物臭菘，其花序在成熟时温度可达30 ℃。研究发现，臭菘花序细胞耗氧速率是其他细胞的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%。下列关于臭菘花序细胞的叙述，不正确的是( )A．主要通过有氧呼吸生成ATPB．O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗C．呼吸作用产生的热量远少于其他细胞D．推测该现象有利于花序的发育10．(2024·广东，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( )A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B．线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP11．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的沉淀两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。下列叙述正确的是( )A．在无氧条件下，甲和乙都能够产生酒精和CO2B．在无氧条件下，甲和丙[H]产生和消耗场所相同C．在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O有乙和丙D．在氧气充足条件下，最终能够产生ATP的是甲、乙、丙12.(2022·北京，3)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13．(2025·八省联考云南)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是( )A．NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2产生B．NADH转化成NAD＋过程通常伴随磷酸产生C．科学运动增加NADH相对含量，可以延缓衰老D．适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老14．番茄红素可用于保护心脑血管、预防和治疗癌症。酵母菌Y是能合成番茄红素的工程菌，但产量不高。番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。(1)如图1所示，酵母菌Y进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环。(2)科研人员利用转基因技术改造酵母菌Y，得到过表达某些酶从而使番茄红素积累量提高的酵母菌L。据图1分析，酵母菌L过表达的酶应符合：发挥作用的位置应为________(填“细胞质基质”或“线粒体基质”)，功能应是将物质X更多地转化为__________________。(3)科研人员利用发酵罐对改造后的酵母菌L进行培养。发酵45 h后，以一定的流速补充葡萄糖，定时测定酒精、番茄红素和菌体量，结果如图2和图3。①0～45 h，酵母菌L先后利用的有机物有________。②据图2和图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括________________________________________________________________________________________________(至少写两个方面)。15．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧条件下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧条件影响细胞存活的机制。回答下列问题：(1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是________。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。(2)分别用常氧(20% O2)、适度低氧(10% O2)和严重低氧(0.3% O2)处理PC12细胞，24 h后检测线粒体自噬水平，结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3 MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。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。②图1、图2结果表明，适度低氧可________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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O2浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3所示。综合上述信息，解释适度低氧条件下细胞可正常存活、严重低氧使细胞死亡的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)该研究的意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出一条)。课时作业（解析版）1．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可分别来自( )A．吸入的O2和葡萄糖B．葡萄糖和丙酮酸C．丙酮酸和吸入的O2D．吸入的O2和丙酮酸答案：C解析：有氧呼吸第二阶段：丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]，第三阶段：[H]和O2结合产生H2O，所以CO2和H2O中的氧依次来自于丙酮酸和水、氧气。2．取适量干重相等的4份种子进行不同处理：(甲)风干，(乙)消毒后浸水萌发，(丙)浸水后萌发，(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中，一段时间后，种子堆内温度最高的是( )A．甲 B．乙C．丙 D．丁答案：C解析：根据题意种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度的高低关键是分析各份种子呼吸作用的强度。(甲)风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；(丙)浸水后萌发与(乙)消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，(丙)浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。故C正确。3．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是 ( )A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化答案：A解析：因为无氧呼吸没有O2参与，第一阶段产生的[H]不与O2结合，A正确；有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸都需要酶的催化，都有热能的释放，C、D错误。4．苹果储藏方式不当会出现酒味，这种现象与苹果细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )A．苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳和乳酸B．苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]并在细胞内积累C．苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD．苹果储藏库中适当增加氧气浓度会降低酒味的产生答案：D解析：苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳，没有乳酸，A错误；苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]，[H]会在第二阶段被利用，不会在细胞内积累，B错误；苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程会生成少量的ATP，C错误；苹果储藏库中适当增加氧气浓度会抑制无氧呼吸，故可以降低酒味的产生，D正确。5．某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，他们依据酒精具有还原性，可使酸性重铬酸钾变为灰绿色的原理进行实验，装置如图。下列相关叙述错误的是( )A．锥形瓶A中无氧或缺氧，锥形瓶D中有充足的氧气B．实验一段时间后，从试管B中取出一部分液体可使酸性重铬酸钾变为灰绿色C．锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量D．如果将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊答案：B解析：锥形瓶A中葡萄糖溶液表面覆盖一层石蜡油的目的是隔绝空气，营造无氧或缺氧环境，酵母菌可进行无氧呼吸，C装置中过氧化氢可在二氧化锰的催化下产生氧气，所以锥形瓶D中有充足的氧气，A正确；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在锥形瓶A中，应该用锥形瓶A中的注射器取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检验，B错误；有无氧气酵母菌都可以产生CO2，若将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊，D正确。6．葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是( )A．水淹时植物根细胞的RQ＞1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，该植物种子可能富含脂肪D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1答案：D解析：水淹时，根细胞可进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，释放的CO2体积/消耗的O2体积会大于1，A正确；酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，在葡萄糖培养液中RQ＝1，说明消耗的氧气与产生的CO2一样多，则酵母菌进行的是有氧呼吸，B正确；若呼吸底物为脂肪时，消耗的氧气量大于产生的CO2的量，若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多，所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，说明该植物种子可能富含脂肪，C正确；人体在剧烈运动的时候，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多，故RQ＝1，D错误。7．《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述不正确的是( )A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间答案：B解析：荫坑和气调冷藏库可通过低氧等条件有效降低细胞呼吸，从而减缓果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库贮存中低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库降低氧气浓度，故有氧呼吸三个阶段均受到抑制，B错误；低温可降低细胞质基质和线粒体中与呼吸作用有关的酶的活性，从而减少有机物的消耗，C正确；乙烯具有催熟作用，不利于果蔬的贮存，故及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间，D正确。8．电子传递链是一系列电子载体按照对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。如图是真核生物细胞呼吸过程(以葡萄糖为呼吸底物)中电子传递链的部分示意图。下列说法正确的是( )A．图示生物膜为线粒体双层膜结构B．图示中NADH仅来自葡萄糖的分解C．图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换和信息传递D．图中Ⅰ至Ⅳ不仅能传递电子，还可能具有催化功能答案：D解析：图示生物膜为线粒体的内膜，是单层膜结构，由双层磷脂分子层构成，A错误；图示中NADH来自葡萄糖和参与反应的水，B错误；由图可知，图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换，没有信息传递，C错误；据图可知，图示Ⅰ至Ⅳ在传递电子的同时还有化学反应，所以Ⅰ至Ⅳ既能传递电子，还可能具有催化功能，D正确。9．生长在低寒地带(气温5 ℃以下)的沼泽植物臭菘，其花序在成熟时温度可达30 ℃。研究发现，臭菘花序细胞耗氧速率是其他细胞的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%。下列关于臭菘花序细胞的叙述，不正确的是( )A．主要通过有氧呼吸生成ATPB．O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗C．呼吸作用产生的热量远少于其他细胞D．推测该现象有利于花序的发育答案：C解析：花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，据此可推断其主要通过有氧呼吸生成ATP，A正确；O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗，B正确；耗氧多，而产生的ATP又较其他细胞少，所以应该是细胞呼吸有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热能多于其他细胞，C错误；有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，有利于适应寒冷的环境，利于花序的发育，D正确。10．(2024·广东，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( )A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B．线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP答案：D解析：线粒体碎片化后，线粒体的内外膜间隙和基质间无法正常建立H＋浓度梯度，故无法正常进行有氧呼吸，A正确；线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，故线粒体数量减少可使有氧呼吸减弱，B正确；有氧呼吸可以产生大量能量，Δsqr线粒体碎片化且数量减少，其有氧呼吸强度比WT低，因此生长速度比WT慢，C正确；无氧条件下，WT和Δsqr均进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，两者产生ATP的量应基本相同，D错误。11．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的沉淀两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。下列叙述正确的是( )A．在无氧条件下，甲和乙都能够产生酒精和CO2B．在无氧条件下，甲和丙[H]产生和消耗场所相同C．在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O有乙和丙D．在氧气充足条件下，最终能够产生ATP的是甲、乙、丙答案：B解析：甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，在无氧条件下，能进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；乙试管中是线粒体和葡萄糖，在无氧条件下不能进行细胞呼吸，因此不能产生酒精和二氧化碳，A错误；甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，在无氧条件下，进行无氧呼吸，产生和消耗[H]的场所都是细胞质基质，丙试管中含有细胞质基质、线粒体和葡萄糖，在无氧条件下，进行无氧呼吸，因此产生和消耗[H]的场所也都是细胞质基质，B正确；甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，缺少线粒体，不能进行有氧呼吸，不能产生CO2和H2O，但能进行细胞呼吸第一阶段，有少量ATP产生，乙试管中是线粒体和葡萄糖，在有氧条件下，葡萄糖不能进入线粒体，因此不会产生CO2和H2O，也不会产生ATP，丙试管中含有细胞质基质、线粒体和葡萄糖，在有氧条件下，进行有氧呼吸，最终能产生CO2和H2O，也会产生ATP，因此，在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O的只有丙，C、D错误。12.(2022·北京，3)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增多答案：B解析：由题意可知，受训者滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化，但乳酸含量明显增加，说明受训者骨骼肌细胞的有氧呼吸强度不变，无氧呼吸增强，所消耗的ATP中来自有氧呼吸的不变，来自无氧呼吸的增多，A、C错误，B正确；消耗相同量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸的多，滑雪过程中受训者骨骼肌中消耗的葡萄糖总量比集训前的多，但参与有氧呼吸的葡萄糖量不变，参与无氧呼吸的葡萄糖量增加，故滑雪过程中受训者骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。13．(2025·八省联考云南)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是( )A．NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2产生B．NADH转化成NAD＋过程通常伴随磷酸产生C．科学运动增加NADH相对含量，可以延缓衰老D．适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老答案：D解析：有氧呼吸第一、二阶段均会生成NADH，并合成少量ATP，NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的，该阶段NADH转化为NAD＋过程通常伴随ATP的生成与O2消耗，ATP的合成消耗磷酸，因此该过程通常伴随磷酸消耗，A、B错误；根据题意可知，Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关，增加NADH相对含量时，NAD＋/NADH的比值会减小，则Sirt1激活程度就会降低，减缓细胞衰老的作用就会较弱，所以科学运动增加NADH相对含量，不可以延缓衰老，增加NAD＋相对含量时，NAD＋/NADH的比值会变大，则Sirt1激活程度就会增加，减缓细胞衰老的作用就会较强，所以适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老，C错误，D正确。14．番茄红素可用于保护心脑血管、预防和治疗癌症。酵母菌Y是能合成番茄红素的工程菌，但产量不高。番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。(1)如图1所示，酵母菌Y进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为________，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环。(2)科研人员利用转基因技术改造酵母菌Y，得到过表达某些酶从而使番茄红素积累量提高的酵母菌L。据图1分析，酵母菌L过表达的酶应符合：发挥作用的位置应为________(填“细胞质基质”或“线粒体基质”)，功能应是将物质X更多地转化为__________________。(3)科研人员利用发酵罐对改造后的酵母菌L进行培养。发酵45 h后，以一定的流速补充葡萄糖，定时测定酒精、番茄红素和菌体量，结果如图2和图3。①0～45 h，酵母菌L先后利用的有机物有________。②据图2和图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括________________________________________________________________________________________________(至少写两个方面)。答案：(1)丙酮酸(2)细胞质基质 番茄红素和甘油三酯(3)①葡萄糖、酒精 ②及时从收料口收集菌体，分离番茄红素；去除发酵罐中的酒精；适当降低补充葡萄糖的流速解析：(1)有氧呼吸第一阶段是将葡萄糖分解成丙酮酸，所以物质X是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体基质，参与有氧呼吸第二阶段的反应。(2)分析题图1可知，物质X在细胞质基质中可以被转化为甘油三酯和番茄红素，同时也可以被转运进线粒体中。结合题干信息可知，番茄红素为脂溶性物质，积累在由甘油三酯形成的脂滴中，因此为使番茄红素积累量提高，酵母菌L过表达的酶应在细胞质基质中将物质X更多地转化为番茄红素和甘油三酯。(3)①由题图2分析可知，0～20 h，葡萄糖的量大幅下降，酒精的量上升，说明酵母菌L先利用葡萄糖，20～45 h，葡萄糖几乎被耗尽，酒精的量下降，说明此时酵母菌L利用的有机物是酒精。②据题图2和题图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括及时从收料口收集菌体，分离番茄红素，以防积累过多抑制产物生成；去除发酵罐中的酒精；适当降低补充葡萄糖的流速等。15．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧条件下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧条件影响细胞存活的机制。回答下列问题：(1)在人体细胞呼吸过程中，O2参与反应的场所是________。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。(2)分别用常氧(20% O2)、适度低氧(10% O2)和严重低氧(0.3% O2)处理PC12细胞，24 h后检测线粒体自噬水平，结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3 MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。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。②图1、图2结果表明，适度低氧可________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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O2浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3所示。综合上述信息，解释适度低氧条件下细胞可正常存活、严重低氧使细胞死亡的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)该研究的意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(写出一条)。答案：(1)线粒体内膜(2)①溶酶体 ②激活线粒体自噬来清除活性氧(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)，可能由于严重低氧条件下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧条件下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(4)有助于人们对缺氧性疾病发病机理的认识；促进缺氧性疾病的预防和治疗(写出一条即可)1第课时 细胞呼吸的原理和应用1.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。2.探究酵母菌细胞呼吸的方式。一 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验材料2．实验原理3．实验设计思路——对比实验4．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，分别注入两支干净的试管中→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。特别提醒 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。5．实验结果观察项目 澄清石灰水出现浑浊所需时间及浑浊程度 溴麝香草酚蓝溶液变色情况、变化时间 酸性重铬酸钾溶液变色情况甲组(有氧) 短且浑浊程度大 变黄且时间短 不变色乙组(无氧) 长且浑浊程度小 变黄且时间长 由橙色变成灰绿色6.实验结论甲组(有氧) 酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量CO2乙组(无氧) 酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO27.科学方法——对比实验(1)对比实验概念：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。(2)对比实验实例：探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，有氧和无氧两种条件都是实验组，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。二 细胞呼吸概念、实质和意义1．概念：细胞呼吸是指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．实质：细胞内有机物氧化分解，并释放能量。3．意义(1)提供了生物体生命活动所需的大部分能量。(2)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。三 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．场所：线粒体(主要)、细胞质基质。3．过程4．有氧呼吸的总反应式(标出氧元素的来源与去路)。5．能量的转化与特点(1)转化(2)特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，释放的能量有相当一部分储存在ATP中。四 无氧呼吸1．概念：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：细胞质基质。3．过程第一阶段 C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量第二阶段 产酒精 4[H]＋2C3H4O3(丙酮酸)2C2H5OH(酒精)＋2CO2产乳酸 4[H]＋2C3H4O3(丙酮酸)2C3H6O3(乳酸)4.无氧呼吸的总反应式及其对应生物(1)总反应式①无氧呼吸的乳酸途径反应式：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。②无氧呼吸的酒精途径反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。(2)对应生物5．无氧呼吸过程中的能量转化特别提醒1．有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。2．真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。3．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。4．人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。五 细胞呼吸的影响因素及应用1．温度(1)原理：温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。(2)应用：①粮食、蔬菜、水果的储藏：在低温条件下。②大棚蔬菜的栽培过程：夜间适当降低温度，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。2．O2浓度(1)原理O2是有氧呼吸所必需的，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随O2浓度的增加而增强。(2)应用①包扎伤口：需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。②酿酒：利用酵母菌在控制通气的情况下，可以生产各种酒。③破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，需到医院治疗。④提倡有氧运动(慢跑等)：有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。⑤生活中：馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作，现代发酵工业生产青霉素、味精等产品，都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。⑥农业生产：中耕松土、适时排水，是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用，以利于作物的生长。⑦储藏果实、蔬菜：降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗，延长保质期。3．CO2浓度(1)原理：CO2是细胞呼吸的产物，随着CO2浓度的增大，对细胞呼吸抑制作用增强。(2)应用粮食、果蔬的储藏：适当增大CO2浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。4．水(1)原理：在一定范围内，细胞呼吸速率随细胞内水的含量的增加而增大。当含水量超过一定的范围时，细胞呼吸会受到抑制，甚至造成植物死亡。(2)应用①植物栽培：要合理灌溉。②种子储藏：将种子晒干，以减弱呼吸作用，有利于储藏。③果蔬储存：应保持一定的湿度。特别提醒1．果蔬和种子储存条件不同果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分；种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件。2．影响植物细胞呼吸的内部因素(1)植物种类；(2)器官种类生殖器官（花、果实、种子＞营养器官,（根、茎、叶）；(3)生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。1．原核细胞(如醋酸菌)没有线粒体，不能进行有氧呼吸。真核细胞(如酵母菌)有线粒体，不能进行无氧呼吸。( )2．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，而线粒体是动物细胞中合成ATP的唯一场所。( )3．乳酸菌在细胞质基质中消耗氧气，酵母菌和大肠杆菌在线粒体内分解丙酮酸产生CO2。( )4．葡萄糖分解为丙酮酸在有氧和无氧条件下均可进行。( )5．有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜中与氧结合生成水，无氧呼吸产生的[H]留在细胞质基质中，不参与第二阶段反应。( )6．有氧呼吸三个阶段均合成ATP，无氧呼吸仅在第一阶段合成ATP。( )7．酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸释放的能量更多。( )8．将酵母菌研磨离心后，分别向仅含细胞质基质和细胞器的试管中加入丙酮酸后，均可产生CO2和水。( )9．选用透气性好的“创可贴”包扎伤口有利于组织细胞的有氧呼吸。( )10．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞进行有氧呼吸。( )11．慢跑可有利于人体细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时，骨骼肌细胞可通过无氧呼吸方式供给能量。( )12．甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，二者消耗了等量的葡萄糖，则它们产生的CO2的量之比约为3∶1。( )13．在低温的环境中保存蔬菜水果能够有效降低有机物的消耗，因此可将蔬果置于零下低温环境保存。( )14．制作酸奶应保持适当通气，以利于乳酸菌的繁殖。( )15．葡萄糖分解为丙酮酸既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行。( )16．线粒体内膜向内折叠形成嵴增大内膜面积，此种结构有利于有氧呼吸进行。( )考向一 围绕细胞呼吸过程，考查物质与能量观[例1] (2023·全国乙卷，3)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP[例2] 如图为真核细胞有氧呼吸的基本过程示意图。下列叙述错误的是( )A．阶段A、B、C都必须在有氧的条件下进行B．阶段A发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、[H]和ATPC．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度D．阶段C产生的物质②中的氧原子均来自氧气，产生ATP最多[例3] 研究人员选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和训练组，其中训练组每天进行运动训练(持续不断驱赶斑马鱼游动)，对照组不进行训练。训练一段时间后，分别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后肌肉中乳酸含量，结果如图所示。下列叙述正确的是( )A．乳酸是由丙酮酸在线粒体基质中转化形成的B．静止时斑马鱼所需ATP主要在细胞质基质生成C．运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例D．运动训练可降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度考向二 围绕细胞呼吸的应用，考查科学思维与社会责任[例4] (2022·广东，10)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[例5] 人体肌肉由快缩肌纤维(细胞)和慢缩肌纤维(细胞)组成。在电镜下观察，前者几乎没有线粒体存在，后者含有大量的线粒体。对不同运动项目的机体总需氧量、实际摄入氧量和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下表。下列叙述正确的是( )运动项目 总需氧量/升 实际摄入氧量/升 血液乳酸量马拉松跑 600 589 略有增加400米跑 16 2 显著增加A.马拉松跑主要依赖快缩肌纤维，400米跑主要依赖慢缩肌纤维B．快缩肌纤维供能过程产生过多CO2，导致400米跑的人呼吸加速C．长期慢跑等有氧运动，可以提高骨骼肌中慢缩肌纤维比例D．快缩肌纤维会产生乳酸，慢缩肌纤维不会产生乳酸考向三 围绕影响细胞呼吸因素的分析，考查科学思维能力[例6] 呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是( )A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B．B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C．为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D．C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化[例7] 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。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每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[例8] 为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是( )A．正常通气情况下，品种A和B的根系细胞产生的CO2都来自线粒体B．低氧胁迫下，品种B对氧气浓度的变化较为敏感C．低氧胁迫下，根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程不产生ATPD．低氧胁迫不影响黄瓜的光合速率和产量考向四 围绕细胞呼吸类型的判断及呼吸速率的测定，考查科学思维能力[例9] (2020·全国卷Ⅰ)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[例10] 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。若底物是葡萄糖，则下列相关叙述正确的是( )条件 CO2释放量 O2吸收量a 10 0b 8 3c 6 4d 7 7A.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[例11] 某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫细胞的有氧呼吸速率。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 65 100 130 162.5A.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内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/minC．如将X换成清水，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1．判断细胞呼吸方式的三大依据2．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。(3)消耗等量的葡萄糖时，产酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。3．利用实验装置进行细胞呼吸方式的判断及呼吸速率的测定(1)实验装置(2)实验原理①装置甲中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，红墨水滴移动的距离代表生物材料有氧呼吸吸收O2的量。②装置乙中红墨水滴移动的距离代表生物材料呼吸吸收的O2量与产生CO2量的差值。(3)实验结果与结论实验现象 结论装置甲 装置乙不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或生物材料已死亡不动 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生乳酸的无氧呼吸(4)空白对照组物理误差的校正，为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，设置如图所示的装置。(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外，其余均相同)(5)注意事项①若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。③如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸冷却，目的是杀灭杂菌，排除其他微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰。答案及解析1．原核细胞(如醋酸菌)没有线粒体，不能进行有氧呼吸。真核细胞(如酵母菌)有线粒体，不能进行无氧呼吸。(×)2．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，而线粒体是动物细胞中合成ATP的唯一场所。(×)3．乳酸菌在细胞质基质中消耗氧气，酵母菌和大肠杆菌在线粒体内分解丙酮酸产生CO2。(×)4．葡萄糖分解为丙酮酸在有氧和无氧条件下均可进行。(√)5．有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜中与氧结合生成水，无氧呼吸产生的[H]留在细胞质基质中，不参与第二阶段反应。(×)6．有氧呼吸三个阶段均合成ATP，无氧呼吸仅在第一阶段合成ATP。(√)7．酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸释放的能量更多。(√)8．将酵母菌研磨离心后，分别向仅含细胞质基质和细胞器的试管中加入丙酮酸后，均可产生CO2和水。(×)9．选用透气性好的“创可贴”包扎伤口有利于组织细胞的有氧呼吸。(×)10．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞进行有氧呼吸。(√)11．慢跑可有利于人体细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时，骨骼肌细胞可通过无氧呼吸方式供给能量。(√)12．甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，二者消耗了等量的葡萄糖，则它们产生的CO2的量之比约为3∶1。(√)13．在低温的环境中保存蔬菜水果能够有效降低有机物的消耗，因此可将蔬果置于零下低温环境保存。(×)14．制作酸奶应保持适当通气，以利于乳酸菌的繁殖。(×)15．葡萄糖分解为丙酮酸既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行。(√)16．线粒体内膜向内折叠形成嵴增大内膜面积，此种结构有利于有氧呼吸进行。(√)考向一 围绕细胞呼吸过程，考查物质与能量观[例1] (2023·全国乙卷，3)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP答案：C解析：在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，说明此时段植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，A正确；在无氧条件下，a～b时间内植物根细胞释放CO2，推测该时段植物根细胞存在产生酒精和CO2的无氧呼吸过程，B正确；在葡萄糖经无氧呼吸产生酒精或乳酸的过程中，只有第一阶段释放能量，这两个过程的第一阶段相同，故消耗1分子葡萄糖，这两个过程生成的ATP相同，C错误；酒精跨膜运输的方式为自由扩散，不需要消耗ATP，D正确。[例2] 如图为真核细胞有氧呼吸的基本过程示意图。下列叙述错误的是( )A．阶段A、B、C都必须在有氧的条件下进行B．阶段A发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、[H]和ATPC．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度D．阶段C产生的物质②中的氧原子均来自氧气，产生ATP最多答案：A解析：阶段A为有氧呼吸的第一阶段，该过程的进行不需要在有氧条件下，无氧条件下也可以进行，A错误；阶段A为有氧呼吸第一阶段，该阶段发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、[H]和ATP，B正确；阶段B为有氧呼吸第二阶段，产生的物质①为二氧化碳，其在线粒体基质中产生，通过自由扩散进入细胞质基质，因此其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，C正确；阶段C为有氧呼吸第三阶段，物质②为水，产物水中的氧原子均来自氧气，该阶段释放能量最多，因此产生ATP最多，D正确。[例3] 研究人员选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和训练组，其中训练组每天进行运动训练(持续不断驱赶斑马鱼游动)，对照组不进行训练。训练一段时间后，分别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后肌肉中乳酸含量，结果如图所示。下列叙述正确的是( )A．乳酸是由丙酮酸在线粒体基质中转化形成的B．静止时斑马鱼所需ATP主要在细胞质基质生成C．运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例D．运动训练可降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度答案：C解析：乳酸是由丙酮酸在细胞质基质中转化形成的，A错误；静止时斑马鱼主要的呼吸方式是有氧呼吸，有氧呼吸的第三阶段可生成大量的ATP，所以ATP主要在线粒体内膜上生成，B错误；c、d对照，训练组斑马鱼在运动时产生的乳酸比对照组运动时产生的乳酸少，说明运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例，C正确；a、b对照，训练组斑马鱼在静止时产生的乳酸与对照组静止产生的乳酸基本一致，说明运动训练不能降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度，D错误。考向二 围绕细胞呼吸的应用，考查科学思维与社会责任[例4] (2022·广东，10)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答案：B解析：大豆种子不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；一定时间范围内，保温时间越长，越多的TTC进入活细胞，细胞呼吸产生的[H]越多，生成越多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。[例5] 人体肌肉由快缩肌纤维(细胞)和慢缩肌纤维(细胞)组成。在电镜下观察，前者几乎没有线粒体存在，后者含有大量的线粒体。对不同运动项目的机体总需氧量、实际摄入氧量和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下表。下列叙述正确的是( )运动项目 总需氧量/升 实际摄入氧量/升 血液乳酸量马拉松跑 600 589 略有增加400米跑 16 2 显著增加A.马拉松跑主要依赖快缩肌纤维，400米跑主要依赖慢缩肌纤维B．快缩肌纤维供能过程产生过多CO2，导致400米跑的人呼吸加速C．长期慢跑等有氧运动，可以提高骨骼肌中慢缩肌纤维比例D．快缩肌纤维会产生乳酸，慢缩肌纤维不会产生乳酸答案：C解析：由题意可知，快缩肌纤维几乎不含线粒体，而慢缩肌纤维含有大量线粒体，因此慢缩肌纤维与慢跑等有氧运动有关，马拉松跑主要依赖慢缩肌纤维，400米跑主要依赖快缩肌纤维，A错误；快缩肌纤维几乎不含线粒体，进行无氧呼吸产生乳酸，B错误；慢缩肌纤维含有线粒体进行有氧呼吸，长期慢跑等有氧运动，可以提高骨骼肌中慢缩肌纤维比例，C正确；快缩肌纤维几乎不含线粒体，会产生乳酸，慢缩肌纤维在无氧呼吸时也会产生乳酸，D错误。考向三 围绕影响细胞呼吸因素的分析，考查科学思维能力[例6] 呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是( )A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B．B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C．为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D．C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化答案：B解析：根据题意可知，呼吸熵＝放出的CO2量/吸收的O2量，酵母菌有氧呼吸放出的CO2量与吸收的O2量相等，无氧呼吸不吸收O2，但能放出CO2，故呼吸熵越小，表示有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱，A错误，B正确；C点呼吸熵为1，说明酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的有机物较多，C错误；C点以后只进行有氧呼吸，其呼吸强度在一定范围内会随着O2浓度的增加而增强，D错误。[例7] 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。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每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CO2处理组10 d后二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值大于1，可知贮藏前用CO2处理后的蓝莓可进行无氧呼吸，A错误；第10 d时二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值等于1，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞内ATP来自线粒体和细胞质基质，B错误；第20 d，未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值比CO2处理组的大，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正确；第40 d，未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值为2，假设有氧呼吸吸收的氧气量为a，则有氧呼吸释放的CO2的量也为a，无氧呼吸释放的二氧化碳量为(2a－a)＝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错误。[例8] 为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是( )A．正常通气情况下，品种A和B的根系细胞产生的CO2都来自线粒体B．低氧胁迫下，品种B对氧气浓度的变化较为敏感C．低氧胁迫下，根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程不产生ATPD．低氧胁迫不影响黄瓜的光合速率和产量答案：C解析：据图可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞产生了酒精，说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，则根系细胞产生二氧化碳来自线粒体和细胞质基质，A错误；与正常通气相比，低氧胁迫下，品种A产生的酒精含量更多，说明品种A对氧气浓度的变化较为敏感，B错误；低氧胁迫下，根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，C正确；长期处于低氧胁迫条件下，有氧呼吸产生的ATP减少，且低氧胁迫下产生酒精较多，影响植物的生长发育，进而会影响植物的光合速率，导致产量降低，D错误。考向四 围绕细胞呼吸类型的判断及呼吸速率的测定，考查科学思维能力[例9] (2020·全国卷Ⅰ)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的多答案：D解析：若二氧化碳的生成量等于酒精的生成量，则说明CO2都是无氧呼吸产生的，故细胞只进行无氧呼吸，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量等于生成的二氧化碳量，B正确；若细胞只进行无氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C正确；若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产生酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无氧呼吸产生乳酸，则消耗的氧气量等于二氧化碳的生成量，D错误。[例10] 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。若底物是葡萄糖，则下列相关叙述正确的是( )条件 CO2释放量 O2吸收量a 10 0b 8 3c 6 4d 7 7A.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全部来自线粒体答案：D解析：a条件下，O2吸收量为0，CO2释放量为10，说明此过程只进行无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精，没有乳酸，A错误；b条件下，O2吸收量为3，CO2释放量为8，8中有氧呼吸释放3，则无氧呼吸释放5，根据有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式可计算得：有氧呼吸消耗葡萄糖为，无氧呼吸消耗葡萄糖为，B错误；c条件下，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，而d条件下只进行有氧呼吸，因此d条件下无氧呼吸最弱，C错误；d条件下O2吸收量和CO2释放量相等，此时只进行有氧呼吸，有氧呼吸产生CO2是在第二阶段，场所为线粒体基质，D正确。[例11] 某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫细胞的有氧呼吸速率。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 65 100 130 162.5A.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内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/minC．如将X换成清水，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答案：B解析：X为NaOH溶液，其可吸收果蝇幼虫细胞呼吸释放的CO2，所以液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化，软管夹关闭后液滴将向左移动，A错误；由表中信息可知，在20～30 min内氧气变化差值为130－65＝65 mm，因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5 mm3/min，B正确；果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，所以将X换成清水，并向试管充入N2，液滴不会移动，无法测定果蝇幼虫无氧呼吸速率，C错误；因气压、温度等物理因素也会影响液滴移动，为了排除这些因素的影响，应设置对照实验，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，D错误。1．判断细胞呼吸方式的三大依据2．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。(3)消耗等量的葡萄糖时，产酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。3．利用实验装置进行细胞呼吸方式的判断及呼吸速率的测定(1)实验装置(2)实验原理①装置甲中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，红墨水滴移动的距离代表生物材料有氧呼吸吸收O2的量。②装置乙中红墨水滴移动的距离代表生物材料呼吸吸收的O2量与产生CO2量的差值。(3)实验结果与结论实验现象 结论装置甲 装置乙不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或生物材料已死亡不动 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生乳酸的无氧呼吸(4)空白对照组物理误差的校正，为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，设置如图所示的装置。(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外，其余均相同)(5)注意事项①若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。③如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸冷却，目的是杀灭杂菌，排除其他微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰。1(共92张PPT) 必修1 分子与细胞第二单元 细胞代谢第4课时 细胞呼吸的原理和应用1.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。2.探究酵母菌细胞呼吸的方式。目录CONTENTS02经典考题训练01知识自主梳理03课时作业01知识自主梳理一 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验材料2．实验原理溴麝香草酚蓝灰绿色3．实验设计思路——_____实验4．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋ _______溶液)。对比葡萄糖(2)检测CO2的产生，装置如图所示耗尽B中氧气清除空气中的CO2(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，分别注入两支干净的试管中→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。特别提醒 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。5．实验结果短且浑浊程度大观察项目 澄清石灰水出现浑浊所需时间及浑浊程度 溴麝香草酚蓝溶液变色情况、变化时间酸性重铬酸钾溶液变色情况甲组(有氧) ______________ 变黄且时间短不变色乙组(无氧) 长且浑浊程度小 _____________ ________________变黄且时间长由橙色变成灰绿色甲组(有氧) 酵母菌在有氧条件下进行_________，产生大量_____乙组(无氧) 酵母菌在无氧条件下进行_________，无氧呼吸的产物有_____，同时也产生少量的_____6．实验结论有氧呼吸CO2无氧呼吸酒精CO27．科学方法——对比实验(1)对比实验概念：设置两个或两个以上的_______，通过对结果的比较分析，来探究________________________，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。(2)对比实验实例：探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，有氧和无氧两种条件都是实验组，这两个实验组的结果都是_________的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。实验组某种因素对实验对象的影响事先未知二 细胞呼吸概念、实质和意义1．概念：细胞呼吸是指_______在_______经过一系列的_________，生成___________________，释放______并生成_____的过程。2．实质：细胞内有机物氧化分解，并释放能量。3．意义(1)提供了生物体生命活动所需的大部分能量。(2)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。有机物细胞内氧化分解二氧化碳或其他产物ATP能量三 有氧呼吸1．概念：细胞在___的参与下，通过________的催化作用，把葡萄糖等有机物______氧化分解，产生_____________，释放能量，生成大量_____的过程。2．场所：_______(主要)、细胞质基质。氧多种酶彻底二氧化碳和水ATP线粒体3．过程细胞质基质葡萄糖2丙酮酸+4[H]少量线粒体基质2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]少量线粒体内膜大量4．有氧呼吸的总反应式(标出氧元素的来源与去路)___________________________________5．能量的转化与特点(1)转化(2)特点：在温和的条件下进行，能量_____释放，释放的能量有相当一部分储存在ATP中。热能ATP逐步四 无氧呼吸1．概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过_______分解，释放_____能量的过程。2．场所：___________。3．过程不完全少量细胞质基质少量能量2C2H5OH(酒精)＋2CO22C3H6O3(乳酸)4.无氧呼吸的总反应式及其对应生物(1)总反应式①无氧呼吸的乳酸途径反应式：_____________________________。②无氧呼吸的酒精途径反应式：____________________________________。(2)对应生物乳酸菌动物酵母菌植物5．无氧呼吸过程中的能量转化ATP热能酒精或乳酸特别提醒1．有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。2．真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。3．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。4．人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。五 细胞呼吸的影响因素及应用1．温度(1)原理：温度通过影响_______的活性来影响呼吸速率。(2)应用：①粮食、蔬菜、水果的储藏：在_____条件下。②大棚蔬菜的栽培过程：夜间适当_____温度，降低细胞呼吸，减少_______的消耗。呼吸酶低温降低有机物2．O2浓度(1)原理O2是有氧呼吸所必需的，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随O2浓度的增加而增强。(2)应用①包扎伤口：需要选用_____的消毒纱布或“创可贴”等敷料。②酿酒：利用酵母菌在控制_____的情况下，可以生产各种酒。③破伤风由_______________引起，这种病菌只能进行_________。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，需到医院治疗。④提倡有氧运动(慢跑等)：有氧运动能避免肌细胞因___________________________________。_____的大量积累会使肌肉酸胀乏力。⑤生活中：馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作，现代发酵工业生产青霉素、味精等产品，都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。透气通气破伤风芽孢杆菌无氧呼吸供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸乳酸⑥农业生产：中耕松土、适时排水，是通过改善_____供应来促进作物根系的_________，以利于作物的生长。⑦储藏果实、蔬菜：降低_____、降低_____含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少_______的消耗，延长保质期。3．CO2浓度(1)原理：CO2是细胞呼吸的产物，随着CO2浓度的增大，对细胞呼吸_____作用增强。(2)应用粮食、果蔬的储藏：适当_____CO2浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。呼吸作用温度氧气氧气有机物抑制增大4．水(1)原理：在一定范围内，细胞呼吸速率随细胞内水的含量的增加而_____。当含水量超过一定的范围时，细胞呼吸会受到抑制，甚至造成植物_____。(2)应用①植物栽培：要合理灌溉。②种子储藏：将种子晒干，以减弱呼吸作用，有利于储藏。③果蔬储存：应保持一定的湿度。增大死亡特别提醒1．果蔬和种子储存条件不同果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分；种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件。2．影响植物细胞呼吸的内部因素(1)植物种类 ；(2)器官种类生殖器官（花、果实、种子＞营养器官,（根、茎、叶）；(3)生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。1．原核细胞(如醋酸菌)没有线粒体，不能进行有氧呼吸。真核细胞(如酵母菌)有线粒体，不能进行无氧呼吸。( )2．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，而线粒体是动物细胞中合成ATP的唯一场所。( )3．乳酸菌在细胞质基质中消耗氧气，酵母菌和大肠杆菌在线粒体内分解丙酮酸产生CO2。( )4．葡萄糖分解为丙酮酸在有氧和无氧条件下均可进行。( )×√××5．有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜中与氧结合生成水，无氧呼吸产生的[H]留在细胞质基质中，不参与第二阶段反应。( )6．有氧呼吸三个阶段均合成ATP，无氧呼吸仅在第一阶段合成ATP。( )7．酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸释放的能量更多。( )8．将酵母菌研磨离心后，分别向仅含细胞质基质和细胞器的试管中加入丙酮酸后，均可产生CO2和水。( )9．选用透气性好的“创可贴”包扎伤口有利于组织细胞的有氧呼吸。( )×√√××10．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞进行有氧呼吸。( )11．慢跑可有利于人体细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时，骨骼肌细胞可通过无氧呼吸方式供给能量。( )12．甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，二者消耗了等量的葡萄糖，则它们产生的CO2的量之比约为3∶1。( )13．在低温的环境中保存蔬菜水果能够有效降低有机物的消耗，因此可将蔬果置于零下低温环境保存。( )14．制作酸奶应保持适当通气，以利于乳酸菌的繁殖。( )×√√√×15．葡萄糖分解为丙酮酸既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行。( )16．线粒体内膜向内折叠形成嵴增大内膜面积，此种结构有利于有氧呼吸进行。( )√√经典考题训练02考向一 围绕细胞呼吸过程，考查物质与能量观[例1] (2023·全国乙卷， 3)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是( )A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP解析：在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，说明此时段植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，A正确；在无氧条件下，a～b时间内植物根细胞释放CO2，推测该时段植物根细胞存在产生酒精和CO2的无氧呼吸过程，B正确；在葡萄糖经无氧呼吸产生酒精或乳酸的过程中，只有第一阶段释放能量，这两个过程的第一阶段相同，故消耗1分子葡萄糖，这两个过程生成的ATP相同，C错误；酒精跨膜运输的方式为自由扩散，不需要消耗ATP，D正确。 [例2] 如图为真核细胞有氧呼吸的基本过程示意图。下列叙述错误的是( )A．阶段A、B、C都必须在有氧的条件下进行B．阶段A发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、[H]和ATPC．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度D．阶段C产生的物质②中的氧原子均来自氧气，产生ATP最多解析：阶段A为有氧呼吸的第一阶段，该过程的进行不需要在有氧条件下，无氧条件下也可以进行，A错误；阶段A为有氧呼吸第一阶段，该阶段发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、[H]和ATP，B正确；阶段B为有氧呼吸第二阶段，产生的物质①为二氧化碳，其在线粒体基质中产生，通过自由扩散进入细胞质基质，因此其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度，C正确；阶段C为有氧呼吸第三阶段，物质②为水，产物水中的氧原子均来自氧气，该阶段释放能量最多，因此产生ATP最多，D正确。[例3] 研究人员选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和训练组，其中训练组每天进行运动训练(持续不断驱赶斑马鱼游动)，对照组不进行训练。训练一段时间后，分别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后肌肉中乳酸含量，结果如图所示。下列叙述正确的是( )A．乳酸是由丙酮酸在线粒体基质中转化形成的B．静止时斑马鱼所需ATP主要在细胞质基质生成C．运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例D．运动训练可降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度解析：乳酸是由丙酮酸在细胞质基质中转化形成的，A错误；静止时斑马鱼主要的呼吸方式是有氧呼吸，有氧呼吸的第三阶段可生成大量的ATP，所以ATP主要在线粒体内膜上生成，B错误；c、d对照，训练组斑马鱼在运动时产生的乳酸比对照组运动时产生的乳酸少，说明运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例，C正确；a、b对照，训练组斑马鱼在静止时产生的乳酸与对照组静止产生的乳酸基本一致，说明运动训练不能降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度，D错误。考向二 围绕细胞呼吸的应用，考查科学思维与社会责任[例4] (2022·广东，10)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：大豆种子不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；一定时间范围内，保温时间越长，越多的TTC进入活细胞，细胞呼吸产生的[H]越多，生成越多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。[例5] 人体肌肉由快缩肌纤维(细胞)和慢缩肌纤维(细胞)组成。在电镜下观察，前者几乎没有线粒体存在， 后者含有大量的线粒体。 对不同运动项目的机体总需氧量、 实际摄入氧量和血液中乳酸增加量进行测定， 结果如下表。下列叙述正确的是( )A．马拉松跑主要依赖快缩肌纤维，400米跑主要依赖慢缩肌纤维B．快缩肌纤维供能过程产生过多CO2，导致400米跑的人呼吸加速C．长期慢跑等有氧运动，可以提高骨骼肌中慢缩肌纤维比例D．快缩肌纤维会产生乳酸，慢缩肌纤维不会产生乳酸运动项目 总需氧量/升 实际摄入氧量/升 血液乳酸量马拉松跑 600 589 略有增加400 米跑 16 2 显著增加解析：由题意可知，快缩肌纤维几乎不含线粒体，而慢缩肌纤维含有大量线粒体，因此慢缩肌纤维与慢跑等有氧运动有关，马拉松跑主要依赖慢缩肌纤维，400米跑主要依赖快缩肌纤维，A错误；快缩肌纤维几乎不含线粒体，进行无氧呼吸产生乳酸，B错误；慢缩肌纤维含有线粒体进行有氧呼吸，长期慢跑等有氧运动，可以提高骨骼肌中慢缩肌纤维比例，C正确；快缩肌纤维几乎不含线粒体，会产生乳酸，慢缩肌纤维在无氧呼吸时也会产生乳酸，D错误。运动项目 总需氧量/升 实际摄入氧量/升 血液乳酸量马拉松跑 600 589 略有增加400 米跑 16 2 显著增加考向三 围绕影响细胞呼吸因素的分析，考查科学思维能力[例6] 呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是( )A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B．B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C．为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D．C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化解析：根据题意可知，呼吸熵＝放出的CO2量/吸收的O2量，酵母菌有氧呼吸放出的CO2量与吸收的O2量相等，无氧呼吸不吸收O2，但能放出CO2，故呼吸熵越小，表示有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱，A错误，B正确；C点呼吸熵为1，说明酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的有机物较多，C错误；C点以后只进行有氧呼吸，其呼吸强度在一定范围内会随着O2浓度的增加而增强，D错误。[例7] 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。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。从采后算起每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解析：根据曲线中CO2处理组10 d后二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值大于1，可知贮藏前用CO2处理后的蓝莓可进行无氧呼吸，A错误；第10 d时二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值等于1，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞内ATP来自线粒体和细胞质基质，B错误；第20 d，未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值比CO2处理组的大，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正确；第40 d，未处理组蓝莓的二氧化碳释放量与氧气吸收量的比值为2，假设有氧呼吸吸收的氧气量为a，则有氧呼吸释放的CO2的量也为a，无氧呼吸释放的二氧化碳量为(2a－a)＝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错误。[例8] 为研究低氧胁迫对两个黄瓜品种根系细胞呼吸的影响，科研人员进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是( )A．正常通气情况下，品种A和B的根系细胞产生的CO2都来自线粒体B．低氧胁迫下，品种B对氧气浓度的变化较为敏感C．低氧胁迫下，根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程不产生ATPD．低氧胁迫不影响黄瓜的光合速率和产量解析：据图可知，正常通气情况下，黄瓜根系细胞产生了酒精，说明其呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，则根系细胞产生二氧化碳来自线粒体和细胞质基质，A错误；与正常通气相比，低氧胁迫下，品种A产生的酒精含量更多，说明品种A对氧气浓度的变化较为敏感，B错误；低氧胁迫下，根细胞中丙酮酸分解为酒精的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，C正确；长期处于低氧胁迫条件下，有氧呼吸产生的ATP减少，且低氧胁迫下产生酒精较多，影响植物的生长发育，进而会影响植物的光合速率，导致产量降低，D错误。考向四 围绕细胞呼吸类型的判断及呼吸速率的测定，考查科学思维能力[例9] (2020·全国卷Ⅰ)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的多解析：若二氧化碳的生成量等于酒精的生成量，则说明CO2都是无氧呼吸产生的，故细胞只进行无氧呼吸，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量等于生成的二氧化碳量，B正确；若细胞只进行无氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C正确；若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产生酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无氧呼吸产生乳酸，则消耗的氧气量等于二氧化碳的生成量，D错误。[例10] 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。若底物是葡萄糖，则下列相关叙述正确的是( )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全部来自线粒体条件 CO2释放量 O2吸收量a 10 0b 8 3c 6 4d 7 7解析： a条件下，O2吸收量为0，CO2释放量为10，说明此过程只进行无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精，没有乳酸，A错误；b条件下，O2吸收量为3，CO2释放量为8，8中有氧呼吸释放3，则无氧呼吸释放5，根据有氧呼吸和无氧呼吸的总反应式条件 CO2释放量 O2吸收量a 10 0b 8 3c 6 4d 7 7A．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内氧气的平均吸收速率为6.5 mm3/minC．如将X换成清水，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[例11] 某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫细胞的有氧呼吸速率。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解析：X为NaOH溶液，其可吸收果蝇幼虫细胞呼吸释放的CO2，所以液滴移动情况反映的是氧气消耗量的变化，软管夹关闭后液滴将向左移动，A错误；由表中信息可知，在20～30 min内氧气变化差值为130－65＝65 mm，因此该时间段内的氧气平均吸收速率为6.5 mm3/min，B正确；果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，所以将X换成清水，并向试管充入N2，液滴不会移动，无法测定果蝇幼虫无氧呼吸速率，C错误；因气压、温度等物理因素也会影响液滴移动，为了排除这些因素的影响，应设置对照实验，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，D错误。实验时间/min 10 15 20 25 30 35液滴移动距离/mm 0 32.5 65 100 130 162.51．判断细胞呼吸方式的三大依据2．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。(3)消耗等量的葡萄糖时，产酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。3．利用实验装置进行细胞呼吸方式的判断及呼吸速率的测定(1)实验装置(2)实验原理①装置甲中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，红墨水滴移动的距离代表生物材料有氧呼吸吸收O2的量。②装置乙中红墨水滴移动的距离代表生物材料呼吸吸收的O2量与产生CO2量的差值。(3)实验结果与结论实验现象 结论装置甲 装置乙不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或生物材料已死亡不动 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生乳酸的无氧呼吸(4)空白对照组物理误差的校正，为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，设置如图所示的装置。(除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外，其余均相同)(5)注意事项①若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。③如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸冷却，目的是杀灭杂菌，排除其他微生物的细胞呼吸对实验结果造成干扰。课时作业03题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★对点 有氧呼吸元素转移 细胞呼吸拓展实验 有氧 呼吸、无氧呼吸比较 无氧呼吸 探究酵母菌细胞呼吸方式 呼吸方式及呼吸底物判定 细胞呼吸应用 细胞呼吸过程的电子传递链 有氧呼吸过程 细胞呼吸过程 酵母菌细胞呼吸过程 细胞呼吸(动物有氧呼吸与无氧 呼吸) 细胞呼吸过程 细胞呼吸过程 细胞呼吸、线粒体自噬1．通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧可分别来自( )A．吸入的O2和葡萄糖B．葡萄糖和丙酮酸C．丙酮酸和吸入的O2D．吸入的O2和丙酮酸解析：有氧呼吸第二阶段：丙酮酸和水彻底分解为CO2和[H]，第三阶段：[H]和O2结合产生H2O，所以CO2和H2O中的氧依次来自于丙酮酸和水、氧气。 2．取适量干重相等的4份种子进行不同处理：(甲)风干，(乙)消毒后浸水萌发，(丙)浸水后萌发，(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中，一段时间后，种子堆内温度最高的是( )A．甲 B．乙 C．丙 D．丁解析：根据题意种子在萌发的过程中要进行呼吸作用，呼吸作用越旺盛，产生的热能越多，种子堆内温度就越高，所以分析种子堆内温度的高低关键是分析各份种子呼吸作用的强度。(甲)风干，自由水不丰富，呼吸作用弱；(丙)浸水后萌发与(乙)消毒后浸水萌发相比，不仅种子在进行呼吸作用，而且种子中的微生物也在进行呼吸作用；(丁)浸水萌发后煮熟冷却、消毒，酶在高温下失去了活性，也不能进行呼吸作用，所以通过以上各组对比分析，(丙)浸水后萌发这份种子在保温瓶中温度最高。故C正确。3．小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是 ( )A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化解析：因为无氧呼吸没有O2参与，第一阶段产生的[H]不与O2结合，A正确；有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸都需要酶的催化，都有热能的释放，C、D错误。4．苹果储藏方式不当会出现酒味，这种现象与苹果细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是( )A．苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳和乳酸B．苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]并在细胞内积累C．苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATPD．苹果储藏库中适当增加氧气浓度会降低酒味的产生解析：苹果细胞无氧呼吸的产物是酒精、二氧化碳，没有乳酸，A错误；苹果细胞无氧呼吸过程中会生成[H]，[H]会在第二阶段被利用，不会在细胞内积累，B错误；苹果细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程会生成少量的ATP，C错误；苹果储藏库中适当增加氧气浓度会抑制无氧呼吸，故可以降低酒味的产生，D正确。5．某生物研究小组为验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，他们依据酒精具有还原性，可使酸性重铬酸钾变为灰绿色的原理进行实验，装置如图。下列相关叙述错误的是( )A．锥形瓶A中无氧或缺氧，锥形瓶D中有充足的氧气B．实验一段时间后，从试管B中取出一部分液体可使酸性重铬酸钾变为灰绿色C．锥形瓶A和D中的葡萄糖溶液的量属于无关变量D．如果将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊解析：锥形瓶A中葡萄糖溶液表面覆盖一层石蜡油的目的是隔绝空气，营造无氧或缺氧环境，酵母菌可进行无氧呼吸，C装置中过氧化氢可在二氧化锰的催化下产生氧气，所以锥形瓶D中有充足的氧气，A正确；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在锥形瓶A中，应该用锥形瓶A中的注射器取出部分液体用酸性重铬酸钾溶液检验，B错误；有无氧气酵母菌都可以产生CO2，若将试管B和E中的清水换成澄清的石灰水，则一段时间后均会变浑浊，D正确。6．葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。下列叙述错误的是( )A．水淹时植物根细胞的RQ＞1，该植物根细胞呼吸的产物可能有酒精B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，该植物种子可能富含脂肪D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1解析：水淹时，根细胞可进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，释放的CO2体积/消耗的O2体积会大于1，A正确；酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行产生酒精和CO2的无氧呼吸，在葡萄糖培养液中RQ＝1，说明消耗的氧气与产生的CO2一样多，则酵母菌进行的是有氧呼吸，B正确；若呼吸底物为脂肪时，消耗的氧气量大于产生的CO2的量，若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多，所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ＜1，说明该植物种子可能富含脂肪，C正确；人体在剧烈运动的时候，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧和产生的CO2一样多，故RQ＝1，D错误。7．《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述不正确的是( )A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间解析：荫坑和气调冷藏库可通过低氧等条件有效降低细胞呼吸，从而减缓果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库贮存中低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库降低氧气浓度，故有氧呼吸三个阶段均受到抑制，B错误；低温可降低细胞质基质和线粒体中与呼吸作用有关的酶的活性，从而减少有机物的消耗，C正确；乙烯具有催熟作用，不利于果蔬的贮存，故及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间，D正确。8．电子传递链是一系列电子载体按照对电子的亲和力逐渐升高的顺序组成的电子传递系统，其所有组成成分都嵌合于生物膜中。如图是真核生物细胞呼吸过程(以葡萄糖为呼吸底物)中电子传递链的部分示意图。下列说法正确的是( )A．图示生物膜为线粒体双层膜结构B．图示中NADH仅来自葡萄糖的分解C．图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换和信息传递D．图中Ⅰ至Ⅳ不仅能传递电子，还可能具有催化功能解析：图示生物膜为线粒体的内膜，是单层膜结构，由双层磷脂分子层构成，A错误；图示中NADH来自葡萄糖和参与反应的水，B错误；由图可知，图中Ⅰ至Ⅳ参与了物质运输、能量转换，没有信息传递，C错误；据图可知，图示Ⅰ至Ⅳ在传递电子的同时还有化学反应，所以Ⅰ至Ⅳ既能传递电子，还可能具有催化功能，D正确。9．生长在低寒地带(气温5 ℃以下)的沼泽植物臭菘，其花序在成熟时温度可达30 ℃。研究发现，臭菘花序细胞耗氧速率是其他细胞的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%。下列关于臭菘花序细胞的叙述，不正确的是( )A．主要通过有氧呼吸生成ATPB．O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗C．呼吸作用产生的热量远少于其他细胞D．推测该现象有利于花序的发育解析：花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，据此可推断其主要通过有氧呼吸生成ATP，A正确；O2在有氧呼吸的第三阶段被消耗，B正确；耗氧多，而产生的ATP又较其他细胞少，所以应该是细胞呼吸有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热能多于其他细胞，C错误；有氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，有利于适应寒冷的环境，利于花序的发育，D正确。10．(2024·广东，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( )A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B．线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP解析：线粒体碎片化后，线粒体的内外膜间隙和基质间无法正常建立H＋浓度梯度，故无法正常进行有氧呼吸，A正确；线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，故线粒体数量减少可使有氧呼吸减弱，B正确；有氧呼吸可以产生大量能量，Δsqr线粒体碎片化且数量减少，其有氧呼吸强度比WT低，因此生长速度比WT慢，C正确；无氧条件下，WT和Δsqr均进行无氧呼吸，无氧呼吸的场所是细胞质基质，两者产生ATP的量应基本相同，D错误。11．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的沉淀两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。下列叙述正确的是( )A．在无氧条件下，甲和乙都能够产生酒精和CO2B．在无氧条件下，甲和丙[H]产生和消耗场所相同C．在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O有乙和丙D．在氧气充足条件下，最终能够产生ATP的是甲、乙、丙解析：甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，在无氧条件下，能进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳；乙试管中是线粒体和葡萄糖，在无氧条件下不能进行细胞呼吸，因此不能产生酒精和二氧化碳，A错误；甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，在无氧条件下，进行无氧呼吸，产生和消耗[H]的场所都是细胞质基质，丙试管中含有细胞质基质、线粒体和葡萄糖，在无氧条件下，进行无氧呼吸，因此产生和消耗[H]的场所也都是细胞质基质，B正确；甲试管中是细胞质基质和葡萄糖，缺少线粒体，不能进行有氧呼吸，不能产生CO2和H2O，但能进行细胞呼吸第一阶段，有少量ATP产生，乙试管中是线粒体和葡萄糖，在有氧条件下，葡萄糖不能进入线粒体，因此不会产生CO2和H2O，也不会产生ATP，丙试管中含有细胞质基质、线粒体和葡萄糖，在有氧条件下，进行有氧呼吸，最终能产生CO2和H2O，也会产生ATP，因此，在氧气充足条件下，最终能够产生CO2和H2O的只有丙，C、D错误。12．(2022·北京，3)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：由题意可知，受训者滑雪时单位时间的摄氧量无明显变化，但乳酸含量明显增加，说明受训者骨骼肌细胞的有氧呼吸强度不变，无氧呼吸增强，所消耗的ATP中来自有氧呼吸的不变，来自无氧呼吸的增多，A、C错误，B正确；消耗相同量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸的多，滑雪过程中受训者骨骼肌中消耗的葡萄糖总量比集训前的多，但参与有氧呼吸的葡萄糖量不变，参与无氧呼吸的葡萄糖量增加，故滑雪过程中受训者骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。13．(2025·八省联考云南)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是( )A．NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2产生B．NADH转化成NAD＋过程通常伴随磷酸产生C．科学运动增加NADH相对含量，可以延缓衰老D．适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老解析：有氧呼吸第一、二阶段均会生成NADH，并合成少量ATP，NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的，该阶段NADH转化为NAD＋过程通常伴随ATP的生成与O2消耗，ATP的合成消耗磷酸，因此该过程通常伴随磷酸消耗，A、B错误；根据题意可知，Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关，增加NADH相对含量时，NAD＋/NADH的比值会减小，则Sirt1激活程度就会降低，减缓细胞衰老的作用就会较弱，所以科学运动增加NADH相对含量，不可以延缓衰老，增加NAD＋相对含量时，NAD＋/NADH的比值会变大，则Sirt1激活程度就会增加，减缓细胞衰老的作用就会较强，所以适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老，C错误，D正确。14．番茄红素可用于保护心脑血管、预防和治疗癌症。 酵母菌Y是能合成番茄红素的工程菌，但产量不高。番茄红素为脂溶性物质，积累在细胞内的脂滴中。合：发挥作用的位置应为___________(填“细胞质基质”或“线粒体基质”)，功能应是将物质X更多地转化为___________________。(1)如图1所示， 酵母菌Y进行有氧呼吸时，第一阶段产生的物质X为_______，物质X可跨膜转运至线粒体基质，在酶的催化下形成乙酰CoA，再参与柠檬酸循环。(2)科研人员利用转基因技术改造酵母菌Y，得到过表达某些酶从而使番茄红素积累量提高的酵母菌L。据图1分析，酵母菌L过表达的酶应符丙酮酸细胞质基质番茄红素和甘油三酯(3)科研人员利用发酵罐对改造后的酵母菌L进行培养。发酵45 h后，以一定的流速补充葡萄糖，定时测定酒精、番茄红素和菌体量，结果如图2和图3。①0～45 h，酵母菌L先后利用的有机物有_____________。②据图2和图3分析，在该发酵进程的后期 ，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括____________________________________________________________________________________(至少写两个方面)。葡萄糖、酒精及时从收料口收集菌体，分离番茄红素；去除发酵罐中的酒精；适当降低补充葡萄糖的流速解析： (1)有氧呼吸第一阶段是将葡萄糖分解成丙酮酸，所以物质X是丙酮酸，丙酮酸可进入线粒体基质，参与有氧呼吸第二阶段的反应。(2)分析题图1可知，物质X在细胞质基质中可以被转化为甘油三酯和番茄红素，同时也可以被转运进线粒体中。结合题干信息可知，番茄红素为脂溶性物质，积累在由甘油三酯形成的脂滴中，因此为使番茄红素积累量提高，酵母菌L过表达的酶应在细胞质基质中将物质X更多地转化为番茄红素和甘油三酯。(3)①由题图2分析可知，0～20 h，葡萄糖的量大幅下降，酒精的量上升，说明酵母菌L先利用葡萄糖，20～45 h，葡萄糖几乎被耗尽，酒精的量下降，说明此时酵母菌L利用的有机物是酒精。②据题图2和题图3分析，在该发酵进程的后期，进一步提高番茄红素的产量可采取的措施包括及时从收料口收集菌体，分离番茄红素，以防积累过多抑制产物生成；去除发酵罐中的酒精；适当降低补充葡萄糖的流速等。15．人体细胞有时会处于低氧环境。适度低氧条件下细胞可正常存活，严重低氧可导致细胞死亡。以PC12细胞系为材料，研究了低氧条件影响细胞存活的机制。回答下列问题：(1)在人体细胞呼吸过程中， O2参与反应的场所是___________。 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。线粒体内膜(2)分别用常氧(20% O2)、适度低氧(10% O2)和严重低氧(0.3% O2)处理PC12细胞，24 h后检测线粒体自噬水平，结果如图1所示。用线粒体自噬抑制剂3 MA处理PC12细胞，检测细胞活性氧含量，结果如图2。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。②图1、图2结果表明，适度低氧可____________________________。溶酶体激活线粒体自噬来清除活性氧(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O2浓度下BINP3基因表达情况，结果如图3所示。综合上述信息，解释适度低氧条件下细胞可正常存活、严重低氧使细胞死亡的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)该研究的意义是________________________________________________________________________________(写出一条)。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)，可能由于严重低氧条件下BINP3蛋白降解加快，使BINP3蛋白在增加后很快下降。严重低氧条件下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，最终导致细胞死亡有助于人们对缺氧性疾病发病机理的认识；促进缺氧性疾病的预防和治疗(写出一条即可) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第二单元 第4课时 细胞呼吸的原理和应用.docx 第二单元 第4课时 细胞呼吸的原理和应用.pptx 第二单元 第4课时 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