资源简介

解密06 ATP的主要来源—细胞呼吸
高考考点
考查内容
三年高考探源
考查频率
细胞呼吸的过程分析
1．掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程及场所
2．理解影响呼吸速率的因素
3．掌握无氧呼吸和有氧呼吸的产物及在生产生活中的应用
4．掌握酵母菌的呼吸方式，及其探方法
2017北京卷·2
2017新课标II·29
2016江苏卷·23
★★★★★
影响呼吸速率的因素及实践应用
★★★★★
探究酵母菌细胞呼吸的方式
★★★★★
考点1 细胞呼吸的过程分析
1．有氧呼吸与无氧呼吸过程分析
（1）有氧呼吸中各元素的来源和去路
（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，场所是线粒体内膜，所以细胞呼吸产生的水中的氧来自于O2。21·世纪*教育网
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的反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。21教育名师原创作品
（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
2．不同生物无氧呼吸的产物不同
生物
无氧呼吸产物
植物
大多数植物细胞
酒精和CO2
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等
乳酸
动物
骨骼肌细胞、哺乳动物成熟的红细胞等
乳酸
微生物
乳酸菌等
乳酸
酵母菌等
酒精和CO2
3．有氧呼吸和无氧呼吸（产生酒精）的有关计算
（1）消耗等量的葡萄糖时产生的CO2摩尔数之比
无氧呼吸∶有氧呼吸＝1∶3。
（2）消耗等量的葡萄糖时需要的氧气和产生的CO2摩尔数之比
有氧呼吸需要的氧气∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
（3）产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数之比
无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
【易混易错】
细胞呼吸的5个易混易错点
（1）有氧呼吸三个阶段都释放能量产生ATP，但生成ATP最多的是发生在线粒体内膜上的第三阶段。无氧呼吸只在第一阶段释放能量产生ATP，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。2-1-c-n-j-y
（2）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，根本原因在于基因选择性表达。
（3）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进入线粒体被分解。
（4）有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的一定不是乳酸发酵。
（5）细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到ATP中。
调研1 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
调研2 将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后，测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：21世纪教育网版权所有
O2浓度
变化量
0
1%
2%
3%
5%
7%
10%
15%
20%
25%
O2吸收量/mol
0
0．1
0．2
0．3
0．4
0．5
0．6
0．7
0．8
0．8
CO2释放量/mol
1
0．8
0．6
0．5
0．4
0．5
0．6
0．7
0．8
0．8
下列有关叙述中正确的是
A．苹果果肉细胞在O2浓度为0～3%和3%～25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸
B．贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件
C．O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多
D．苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和CO2
【答案】B
【解析】根据表格中的数据，可以得到苹果果肉细胞在O2浓度为5%～25%时只进行有氧呼吸，A错误；贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件，因为此时释放的CO2最少，则有机物的消耗最少，B正确；在一定范围内O2浓度越高，苹果果肉细胞释放的CO2越多，则有氧呼吸越旺盛，但是表中氧气浓度为20%～25%时，有氧呼吸强度不变，C错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产物是酒精和二氧化碳，D错误。【来源：21cnj*y.co*m】
【名师点睛】
“三看法”判定细胞呼吸类型
（1）“一看”反应物和产物
（2）“二看”物质的量的关系
①不消耗O2，释放CO2?只进行无氧呼吸产生酒精。
②无CO2释放?只进行无氧呼吸产生乳酸。
③酒精产生量等于CO2量?只进行无氧呼吸产生酒精。
④CO2释放量等于O2的吸收量?只进行有氧呼吸。
⑤CO2释放量大于O2的吸收量?既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。
⑥酒精产生量小于CO2量?既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。
（3）“三看”反应场所
考点2 影响呼吸速率的因素及实践应用
1．呼吸速率
是指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。它是呼吸作用强弱的指标，一般以测定释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。21·cn·jy·com
2．影响呼吸速率的外界因素及机理
因素
曲线模型
影响机理
实践应用
温度
影响呼吸酶的活性：最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸受抑制
①低温下贮存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降温，以降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量
氧气
氧气作为有氧呼吸的原料而影响细胞呼吸的速率和性质（在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为大于零小于10%时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸）
适当降低氧气浓度能够抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，以延长蔬菜、水果的保鲜时间
CO2浓度
增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释
在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度，可提高保鲜效果
H2O
在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱
将种子风干，以减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗，延长作物种子储藏时间
3．植物组织细胞呼吸曲线解读
（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?组织细胞呼吸最弱点
（2）在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，同时保持低温、适宜湿度条件。
【易混易错】
影响细胞呼吸的外界因素的2个易混易错点
（1）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、高氧等措施，若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。
（2）储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、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；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。【来源：21·世纪·教育·网】
调研1 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。下列相关叙述错误的是
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CD段
C．甲图的a、b、c三个浓度中c有机物分解最慢
D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生
【答案】B
调研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。另一份则始终在1 ℃的冷库内贮藏。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曲线。下列结论正确的是【出处：21教育名师】
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
调研3 下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识，解释不正确的是
A．提倡慢跑，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀
B．零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解
C．马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用
D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞有氧呼吸
【答案】C
【解析】提倡慢跑，提倡有氧呼吸运动，A正确；零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，又不会冻伤果蔬，可减少有机物的分解，B正确；马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用，C错；作物种子贮藏前需要干燥，在晒干的过程中，失去的是自由水，因为自由水越多代谢活动越旺盛，D正确。【版权所有：21教育】
考点3 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．考查实验的原理和操作步骤
（1）实验原理
（2）实验过程
（3）实验操作步骤中的装置分析
①甲组装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰。②乙组装置中，B瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。目的是让酵母菌将B瓶中的O2消耗完，从而保证通入石灰水中的CO2全部是由无氧呼吸产生的。
2．考查实验现象及结论
（1）实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的时间
重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组（有氧）
变混浊/快
无变化
乙组（无氧）
变混浊/慢
出现灰绿色
（2）实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下产生的CO2多且快，在无氧条件下进行细胞呼吸能产生酒精和少量CO2。21cnjy.com
注意：不能依据澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式。
调研1 为研究酵母菌的呼吸方式，某生物小组制作了如图中a～f所示装置，下列判断不合理的是
A．若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸
B．若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行有氧呼吸
C．连接e→c→d，给装置通空气，d中石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸
D．f放置一段时间后，连接f→d，d中石灰水变混浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸
【答案】B
调研2 下列有关酵母菌细胞呼吸方式的探究实验的叙述，错误的是
A．用酵母菌来研究细胞呼吸的不同方式的原因之一是酵母菌属于兼性厌氧菌
B．依据石灰水浑浊程度和速度可以判断培养液中酵母菌的呼吸方式
C．溴麝香草酚蓝水溶液可用来检验CO2
D．检验是否有酒精产生的方法是直接向培养液中加入橙色的重铬酸钾溶液
【答案】D
【解析】酵母菌属于兼性厌氧菌，可作为探究细胞呼吸方式的材料，A正确；酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的量比无氧呼吸多，因此依据石灰水浑浊程度和速度可以判断培养液中酵母菌的呼吸方式，B正确；可用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液来检验CO2，C正确；重铬酸钾溶液应在酸性条件下才能够检测酒精，D错误。21*cnjy*com
1．下列关于细胞呼吸的叙述正确的是
A．细胞质基质中产生的[H]最终都被氧化而产生大量能量
B．马铃薯叶肉细胞和块茎细胞均可发生细胞呼吸且细胞质基质和线粒体均可产生CO2
C．水稻要定期排水，否则水稻幼根细胞会因缺氧产生乳酸而腐烂
D．有氧呼吸、无氧呼吸均不能将葡萄糖中的化学能全部转化到ATP中
【答案】D
2．某些植物在早春开花时，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www-2-1-cnjy-com
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
【答案】B
【解析】生物体的能量主要由有氧呼吸提供，故A错；有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP，第二阶段的场所是线粒体基质，故C、D均错；有氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失，根据题干信息可知，消耗的氧气多但产生的ATP量比其他细胞少，说明散失的热量比其他细胞多，故B正确。2·1·c·n·j·y
3．将植物细胞中的线粒体提取出来，放入甲、乙、丙三支试管中，然后向甲试管中注入丙酮酸，测得有氧气的消耗；向乙试管中注入葡萄糖，测得氧的消耗量几乎为零；向丙试管中同时注入细胞质基质和葡萄糖时，测得有氧气的消耗。对上述实验结果的解释不正确的是
A．丙酮酸的分解是在线粒体内进行的
B．葡萄糖不能进入线粒体
C．葡萄糖是在细胞质基质中分解成丙酮酸的
D．有氧呼吸中，水的参与和生成都是在细胞质基质中进行的
【答案】D
【解析】葡萄糖必须先在细胞质基质中分解成丙酮酸，才能在线粒体内进一步分解。有氧呼吸中，水的参与和生成都是在线粒体内进行的。
4．研究发现，当人体组织细胞中的氧含量低于正常值的60%以下时，缺氧的组织细胞就可能癌变；进一步的研究表明，癌细胞和正常分化的细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但是癌细胞即使在氧供应充分的条件下也主要通过无氧呼吸获取能量。由此分析，下列推论合理的是
①缺氧环境会导致癌细胞的产生
②癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖比正常细胞要多
③癌细胞的线粒体可能存在功能障碍
④有氧条件下，癌细胞中与无氧呼吸有关的酶的活性仍然很高
A．②③ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
【答案】D
5．下列生产措施或生活中所涉及的细胞呼吸知识的叙述，不正确的是
A．提倡慢跑，可防止因无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀乏力
B．用酵母菌发酵生产酒精的过程中，pH发生变化是其死亡率上升的原因之一
C．利用谷氨酸棒状杆菌及发酵罐生产味精的过程中需要严格控制通气（无氧）
D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞呼吸
【答案】C
【解析】慢跑过程中肌细胞内氧气供应充足，可避免因无氧呼吸产生的肌肉酸胀，A正确；酵母菌发酵过程中，因有大量二氧化碳的产生，pH会逐渐降低，从而引起酶活性的变化，这是引起酵母菌死亡的原因之一，B正确；谷氨酸棒状杆菌是好氧菌，在发酵过程中要不断地通入无菌空气，C错误；作物种子在贮藏前需要干燥，使其散失大量自由水，以抑制细胞呼吸减少有机物消耗，D正确。
6．关于种子或食物储存的说法中，正确的是
A．食品包装上的“胀袋勿食”是指微生物进行乳酸发酵产气
B．晒干后的种子在贮存时不进行细胞呼吸
C．可以采用低氧、零下低温和干燥的方法来保存水果
D．真空包装熟牛肉抑制了微生物的有氧呼吸
【答案】D
7．“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率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是21教育网
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消耗量
C．无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP中
D．若运动强度长期超过c，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力
【答案】D
【解析】由图可知在cd段是有氧呼吸和无氧呼吸共存，故A错误。运动强度大于c后，肌肉细胞产生的二氧化碳量与氧气消耗量相同，因为无氧呼吸不产生二氧化碳，故B错误。无氧呼吸产生的能量大部分以热能散失，部分在ATP中，还有部分在乳酸中，故C错误。若运动强度长时间超过c，会因为乳酸大量积累而使肌肉酸胀乏力，故D正确。www.21-cn-jy.com
8．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21*cnjy*com
A．两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATP
B．消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多
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，主要来自于线粒体内膜
【答案】B
【解析】根据题意，快肌纤维几乎不含线粒体，进行无氧呼吸，慢肌纤维进行有氧呼吸，消耗等摩尔葡萄糖，无氧呼吸产生的ATP比有氧呼吸少。
9．将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液（细胞质基质）和沉淀物（含线粒体），把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是
A．甲试管中最终产物为CO2和H2O
B．乙试管中不发生反应
C．丙试管内有大量的ATP产生
D．丙试管中无CO2产生
【答案】B
10．叶绿体与线粒体是植物细胞内两种重要的细胞器，在光照条件下，它们各自产生的部分物质是可以循环利用的。下列有关叙述正确的是
①叶绿体中合成的葡萄糖可进入线粒体内直接被氧化分解
②线粒体产生的二氧化碳可进入叶绿体内被利用
③叶绿体产生的氧气可进入线粒体内被利用
④线粒体产生的水可进入叶绿体内被利用
A．①②③ B．②③④
C．①③④ D．①②④
【答案】B
【解析】叶绿体中合成的葡萄糖只有在细胞质基质中被分解成丙酮酸后才能进入线粒体被进一步氧化分解，①错误。叶绿体产生的氧气可以进入线粒体参与有氧呼吸，而线粒体有氧呼吸产生的CO2和H2O可以进入叶绿体参与光合作用，②③④正确。
11．（2017北京卷·2）某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图。据此，对该植物生理特性理解错误的是
A．呼吸作用的最适温度比光合作用的高
B．净光合作用的最适温度约为25 ℃
C．在0~25 ℃范围内，温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的大
D．适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃
【答案】D
【名师点睛】植物生长速率取决于光合速率和呼吸速率两个因素，二者之差就是净光合速率，所以决定植物生长快慢的因素就是净光合速率，单纯看光合速率或呼吸速率并不能反映出植物的生长情况。
12．（2016江苏卷·23）突变酵母的发酵效率高于野生型，常在酿酒工业发酵中使用。下图为呼吸链突变酵母呼吸过程，下列相关叙述错误的是
A．突变酵母乙醇代谢途径未变
B．突变酵母几乎不能产生[H]
C．氧气充足时，野生型酵母种群增殖速率大于突变体
D．通入氧气后，突变酵母产生ATP的主要部位是线粒体
【答案】BD
13．（2017新课标II·29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。
据图回答下列问题：
（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是_______________________、_______________________、_______________________、_________________，[H]代表的物质主要是_________________。
（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________。
【答案】（1）O2 NADP+ ADP+Pi C5 NADH（或答：还原型辅酶Ⅰ）
（2）C和D
（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸
【名师点睛】易错易混点为[H]，注意呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I（NADH），光合作用中的[H]为还原型辅酶II（NADPH）。

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