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第10讲
ATP的主要来源——细胞呼吸（解析版）
本专题包括两部分内容：ATP和细胞呼吸，“ATP”的主要内容包括ATP的结构以及在能量供应系统中的作用。
“细胞呼吸”主要包括三部分：细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、细胞呼吸的意义。“细胞呼吸”是生物体各项生命活动的主要能量来源，是新陈代谢的最基本内容，呼吸过程中所涉及的物质和能量变化对于学生进一步理解细胞的结构与功能如光合作用、矿质营养、细胞分裂、生殖发育、生命活动的调节及遗传和变异等知识，以及生态系统的能量流动和物质循环等知识具有十分重要的意义。在命题角度上多与光合作用结合考查，以多变的形式对细胞呼吸的结构基础、过程原理、实践应用，实验探究等知识和能力进行综合考查。
一、ATP的结构简式与结构简图
ATP的结构式可简写成A—P~P~P，式中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表高能磷酸键。通常断裂和合成的是第二个高能磷酸键。
结构简式与结构简图
二、ATP与ADP的相互转化
1.
ATP与ADP相互转化的反应式
?
2.
ATP与ADP之间的相互转化关系
?
ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存，因此与生物体的新陈代谢密切有关。
　　吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量一部分储存在ATP中。
3．ATP与ADP之间的相互转化不是可逆反应
（1）从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶应属水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶应属合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。
?（2）从能量上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能；而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。因此，能量的来源不同。
?（3）从ATP合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP水解的场所较多。因此，其合成与分解的场所不尽相同。
?综上所述，ATP与ADP的相互转化物质是可逆的，能量是不可逆的。
4.ATP与RNA的关系
ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,如下图:
1.ATP、RNA所含元素种类相同,都有核糖。
(
)
2.ATP在细胞中的含量很少,ATP与ADP的转化很迅速。
(
)
3.人在饥饿状态下,体内ATP与ADP的转化不能达到动态平衡。
(
)
4.吸能反应一般与ATP的合成相联系。
(
)
5.细胞内的能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
(
)
三、ATP的形成途径
?
1.?对动物和人来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用。
?
2.?对绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用和光合作用。
四、生物体内的能源物质总结：
?（1）细胞中的重要能源物质——葡萄糖；
?（2）植物细胞中储存能量的物质——淀粉；
?（3）动物细胞中储存能量的物质——糖原；
?（4）生物体内储存能量的物质——脂肪；
?（5）生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
?（6）生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
?（7）生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳光。
五、细胞呼吸
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，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2、方式：有氧呼吸、无氧呼吸
六、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
（一）实验原理：
1、酵母菌是单细胞真菌属于
。进行有氧呼吸,产生水和CO2，无氧呼吸产生
。
2、CO2的检测方法：
（1）
。
（2）
。
3、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成
。
(二)实验过程
（三）实验结果
1、CO2的放出情况：A、B两组都有
的产生，但
组产生的CO2更多。
2、酒精产生的情况：
组没有酒精的产生
组产生了酒精。
（四）实验结果所说明的问题
1、A、B组都有CO2的产生说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活
2、从CO2
产生的多少及有无酒精产生的情况，说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。
3、从A、B组的产物来看，说明了——酵母菌进行有氧呼吸的产物有
；无氧呼吸的产物有
。
（五）对照实验与对比实验
1、概念
对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过的对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。
对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。一般设置实验组和对照组，遵循单一变量原则。
2、区别
对照实验：有对照组，单一变量，有检验标准，可以预测实验结果。
对比实验：无对照组只有实验组，多个变量，无检验标准，实验结果事先未知。
七、有氧呼吸
1、旧知识回顾
1）细胞呼吸的场所：
2）线粒体的结构：
双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。
2、过程
第一阶段：细胞质基质
C6H12O6
酶
2CH3COCOOH+4[H]+少量能量（2ATP）
第二阶段：线粒体基质
2CH3COCOOH+6H2O
酶
6CO2+20[H]
+少量能量（2ATP）
第三阶段：线粒体内膜
24[H]+6O2
酶
12H2O+大量能量（34ATP）
总反应式：C6H12O6
+6H2O+6O2
酶
6CO2
+12H2O
+大量能量（38ATP）
3、C、H、O的来龙去脉：
C：
C6H12O6
→丙酮酸→CO2
C6H12O6
丙酮酸→[H]→H2O
H
[H]→H2O
H2O→[H]→H2O
O2→H2O
O
H2O
C6H12O6→丙酮酸→CO2
4、有氧呼吸的概念
细胞在氧气的参与下，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，生成许多ATP的过程。
八、无氧呼吸
1、过程（场所：细胞质基质）
第一阶段：
C6H12O6
酶
2CH3COCOOH+4[H]+少量能量（2ATP）
2CH3COCOOH+4[H]
酶
2C3H6O3（乳酸）
（乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细
第二阶段
在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型）
2CH3COCOOH+4[H]
酶
C2H5OH（酒精）+2CO2
（酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型）
2、发酵：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵。
3、无氧呼吸的概念：细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。
4、无氧呼吸的特点：氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行
?
有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。
无氧呼吸：能量小部分用于生成ATP和以热能形式散失，大部分储存于乳酸或酒精中。
九、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
反应条件
需要O2、酶和适宜的温度
不需要O2，需要酶和适宜的温度
呼吸场所
第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质内
分解产物
CO2和H2O
CO2、酒精或乳酸
释放能量
较多，1
mol葡萄释放能量2870
kJ，其中1161
kJ转移至38molATP中
1
mol葡萄糖释放能量196．65
kJ(生成乳酸)或222
kJ(生成酒精)，其中均有61．08
kJ转移至2molATP中
相同点
其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化，第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同
相互联系
第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：
1.有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。
(
)
2.葡萄糖可在线粒体中被彻底氧化分解为CO2和H2O,同时释放出大量能量。
(
)
3.人体肌肉细胞产生CO2的场所一定是线粒体基质。
(
)
4.线粒体内膜上的蛋白质含量高于外膜。
(
)
5.无氧呼吸释放能量少的原因是产物乳酸或酒精中含有大量能量。
(
)
6.哺乳动物成熟红细胞在合成ATP的过程中没有CO2释放。
(
)
7.储藏水果应该在低氧、低温、干燥的环境中。
(
)
十、影响细胞呼吸的因素及应用
(1)内部因素
基因酶
(2)影响细胞呼吸的外界因素及应用
1、温度：通过影响酶活性
①在低温下储存蔬菜、水果
②在大棚种植时,夜间适当降温(降低细胞呼吸速率,减少有机物的消耗),提高产量
2、含水量：随着水的数量增多，细胞呼吸的速率增高
合理灌溉
3、O2的浓度：
①在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。
②
O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。
应用：①利用适当降低O2浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间
②中耕松土增加根的有氧呼吸
③在医疗上选用透气的消毒纱布等包扎伤口,可抑制厌氧病菌的繁殖
4、CO2的浓度：随着CO2的浓度升高，细胞呼吸的速率降低
适当增加CO2浓度对蔬菜和水果具有良好的保鲜效果
十一、呼吸作用应用
1
.
在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。
2
.
在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收。
3
.
在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。
4
.
在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。
一、ATP的结构、应用、转化
例1：（2021·浙江宁波市镇海中学高三模拟）下图是ATP的结构示意图，其中①、②、③表示化学键。下列叙述正确的是（　
　）
A.ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，这是放能反应
B.根尖细胞形成③所需的能量来源于光能也可来源于化学能
C.细胞内的吸能反应所需能量都是由③断裂后直接提供
D.②和③都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位
变式训练1：某种物质的结构简式为A—Pα~Pβ~Pγ,下列有关该物质的叙述正确的是(　
　)
A.该物质含有三个高能磷酸键,都能为生命活动提供能量
B.该物质的β、γ位磷酸基团被水解后,剩余部分是组成RNA的基本单位之一
C.该物质的能量储存在高能磷酸键中,A—P间的化学键没有能量
D.该物质的γ位磷酸基团脱离,释放的能量可用于叶绿体中水的光解
变式训练2：（2021·普宁市第二中学高三三模）dATP是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写，其结构式可简写成dA-P～P～P（该结构式中的dA表示脱氧腺苷）。下列分析正确的是（　
　）
A.dATP与ATP的分子结构的主要区别是含氮碱基不同
B.dATP彻底水解后的形成的有机物种类有3种
C.若dATP中的高能磷酸键水解，也可为某些吸能反应供能
D.细胞内生成dATP时有能量的储存，常与吸能反应相联系
例2：（2021·辽宁葫芦岛市·高三二模）ATP使细胞能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。下图中图甲为ATP的结构示意图，图乙为ATP与ADP相互转化的关系式。据图分析，下列说法正确的是（　
　）
A.图甲中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B.图乙中反应向左进行时，所需能量均来自细胞代谢
C.图乙中向右表示ATP水解，与细胞内的放能反应相联系
D.图甲中水解掉两个磷酸基团所剩下的结构，可参与构成DNA
变式训练3：（2021·四川德阳市高三三模）研究发现，有些没有线粒体的单细胞寄生虫可以从宿主细胞内“偷取”部分ATP。以下相关说法正确的是（　
　）
A.宿主细胞有大量ATP存在，少量偷取对其影响不大
B.这些寄生虫因为无线粒体，所以自身无法合成ATP
C.“偷取”来的ATP可直接用于该寄生虫的生命活动
D.长期缺氧环境引起这类寄生虫发生线粒体缺失突变
变式训练4：磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP
分子中来合成ATP(
A—P~P~P)。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量,结果如下表所示。根据实验结果,下列有关分析正确的是(　
　)
磷酸腺苷
对照组(10-6
mol/g)
实验组(10-6
mol/g)
收缩前
收缩后
收缩前
收缩后
ATP
1.30
1.30
1.30
0.75
ADP
0.60
0.60
0.60
0.95
A.对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化
B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成
C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定
D.实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键
二、细胞呼吸
例3：下图表示有氧呼吸过程,下列有关说法正确的是(
　　)
A.①②④中数值最大的是①
B.③代表的物质名称是氧气
C.①②产生的场所是线粒体
D.某些原核生物能完成图示全过程
变式训练5：(2020·滕州月考)下图表示某绿色植物在生长阶段的体内物质的转变情况,图中a、b为光合作用的原料,①~④表示相关过程,有关说法错误的是(　　
)
A.图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜
B.生长阶段①过程合成的ATP少于②过程产生的ATP
C.在有氧呼吸的第一阶段,除了产生[H]、ATP外,产物中还有丙酮酸
D.②④过程中产生ATP最多的是②过程
变式训练6：（2021·浙江宁波市镇海中学高三模拟）下图是人体细胞需氧呼吸的基本过程，下列说法正确的是（　
　）
A.过程①中，葡萄糖的能量大部分转化为热能形式散失用于维持体温
B.过程②释放的能量部分贮存在ATP，部分以热能形式散失
C.过程④中，特殊的分子携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧，最后生成水
D.与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体两层膜中
例4：(2020·云南省.弥勒市期末)下图为小麦种子萌发过程中淀粉的部分代谢过程,图中的
X、Y、M、N
代表物质,①②代表过程。下列叙述正确的是(　
　)
A.X
为麦芽糖,是淀粉在细胞质基质中的水解产物
B.Y为丙酮酸,是
X
物质在细胞质基质中的水解产物
C.M为乙醇,①释放的能量大部分储存在M中
D.在低氧条件下,①和②过程可能同时发生
变式训练7：（2020年·山东卷）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼
吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（
）
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
例5.(2020·滕州月考)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下,其能量供应仍主要依赖产能效率较低的糖酵解途径(葡萄糖降解成丙酮酸的过程),并产生大量乳酸,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是(　　
)
A.癌细胞中的线粒体可能出现了功能障碍
B.癌细胞的糖酵解途径在有氧和无氧条件下均能发生
C.有氧条件下,癌细胞的细胞质基质中会大量积累NADH
D.有氧条件下,产生等量ATP时癌细胞比正常细胞消耗更多葡萄糖
变式训练8：人体在剧烈运动时,部分骨骼肌细胞处于暂时相对缺氧状态,下列相关叙述正确的是(
　　)
A.剧烈运动时葡萄糖将进入线粒体基质中被氧化分解成乳酸
B.提倡慢跑等有氧运动可避免因无氧呼吸产生乳酸造成的肌肉酸胀
C.绝大多数细胞在此时将因缺氧而进行无氧呼吸
D.肌肉细胞中CO2产生速率/O2利用速率的比值将减小
变式训练9：（2020年·全国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6．((2020·肥东月考)某生物兴趣小组用下图所示的装置和实验材料探究酵母菌细胞呼吸的方式。下列对实验的分析,错误的是(　
　)
A.甲、乙两组的自变量是氧气的有无,该实验可以证明酵母菌是兼性厌氧型生物
B.甲、乙两组温度应相同且适宜,瓶中加入NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2
C.相同时间内c、e瓶的浑浊度一致,且c瓶先于e瓶变浑浊表明该实验成功
D.进入c、e瓶的物质用溴麝香草酚蓝水溶液检测,可观察到溶液由蓝变绿再变黄
变式训练10：下图是酵母菌呼吸作用实验示意图,下列相关叙述正确的是(　
　)
A.条件X下,ATP的产生只发生在葡萄糖→丙酮酸的过程中
B.条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生CO2和H2O
C.试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液,与酒精反应产生的现象是溶液变成灰绿色
D.物质a产生的场所仅为线粒体基质
变式训练11：（2021年广东高考生物试题）秸杆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）培养酵母菌并探究细胞呼吸（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.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
1、（2021年全国高考甲卷理综生物试题）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（
）
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
2、（2021年·河北高考生物试卷（新高考））《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角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。下列叙述正确的是（
）多选
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
3、（2021年1月·浙江省选考生物）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然
增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（　
　）
A.呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D.果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
4.(2020·全国Ⅰ卷)
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
5.(2019·全国Ⅱ卷)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(
　　)
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度升高会增加酸味的产生
6.(2019·全国Ⅲ卷)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为(　　
)
A.有机物总量减少,呼吸强度增强
B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱
D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
7.(2019·天津卷)下列过程需ATP水解提供能量的是(　　)。
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解
D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
8.(2018·全国Ⅲ卷)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
9.(2018·全国Ⅱ卷)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是(　　
)
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
10、（2021·浙江嘉兴市高三二模）某实验研究了O2浓度对某植物呼吸速率影响，
结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.该实验的呼吸速率也可用O2的消耗速率表示
B.随着O2浓度增加，需氧呼吸速率先减弱后增强
C.随着O2浓度增加，糖酵解速率先减弱后增强
D.若以乳酸菌为实验材料，也可得到先降后升的曲线
11．（2021·湖北武汉市华中师大一附中高三模拟）细胞内ATP合成酶作用的原理如图所示，当
H+穿过ATP合成酶时，该酶能促使ADP与
Pi形成ATP。下列叙述错误的是（　　
）
A.如图所示结构可以为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜
B.H+浓度梯度蕴藏的能量促使了
ATP
的生成
C.乳酸菌没有叶绿体和线粒体，没有
ATP
合成酶
D.ATP
中的“A”与构成
DNA、RNA
中的碱基“A”表示不同物质
12.如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．下列相关叙述，正确的是（
）
A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
13、有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量（均为摩尔数）如下图所示。据图中信息推断错误的是（
）
A.氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B.当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C.当氧浓度为c时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖比为1∶2
D.a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP
14.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,结果如下图所示。下列叙述正确的是(　
　)
A.20
h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、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
℃条件下的有氧呼吸速率比2
℃和15
℃慢,是因为温度高时酶的活性较低
D.实验结果说明温度越高,果肉细胞有氧呼吸速率越大
15.(2020·潍坊模拟)下图为ATP分子结构式。下列相关叙述错误的是(　
　)
A.图中五碳糖为核糖
B.图中虚线框中的基团是腺苷
C.该分子中有2个高能磷酸键
D.该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸
16.(2020·石家庄期末)下图是真核细胞内呼吸作用的过程图解,下列说法正确的是(　
　)
A.图中催化②③过程的酶存在于线粒体内膜
B.酒精可使酸性重铬酸钾溶液由橙色变为蓝绿色
C.人体内不能完成④⑤过程
D.图中X表示O2,它可以通过植物的光合作用产生
17.(2020·武汉检测)提取鼠肝脏细胞的线粒体作为实验材料,在条件适宜的情况下进行线粒体功能的实验探究,下列叙述正确的是(　
　)
A.向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸,测得氧的消耗量较小
B.向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖,测得氧的消耗量较大
C.向盛有线粒体的试管中注入细胞质基质和葡萄糖,氧消耗量较大
D.线粒体内膜、线粒体基质中均分布有与有氧呼吸和无氧呼吸相关的酶
18.(2020·北京期末)选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和实验组,其中实验组每天进行运动训练(持续不断被驱赶游动),对照组不进行。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的肌肉乳酸含量,结果如下图所示。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.斑马鱼静止时所需ATP主要在细胞质基质中生成
C.运动训练可升高无氧呼吸在运动中的供能比例
D.运动训练对斑马鱼静止时的无氧呼吸无显著影响
19、（2020·福建省连城县第一中学）图甲是细胞内部分生命活动示意图，其中①②③④表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图乙是某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。请据图回答下列相关问题。
（1）图甲中在生物膜上发生的生理过程是
（填数字），A表示
，D表示
。产生能量最多的生理过程是
（填数字）。
（2）图乙中只完成图甲中生理过程①②③的氧浓度是
。
（3）氧浓度为b时，植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的
倍。
20、(2020·武威检测)马拉松是典型的耐力型运动项目,有氧供能是马拉松运动供能的主要方式。改善运动肌利用氧是马拉松项目首要解决的问题之一。下图是两个运动员在不同运动强度下进行测试,测得血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系。
回答下列问题。
(1)在测试中,运动员的运动肌细胞产生ATP的场所有
。?
(2)测试结果表明,血液中乳酸含量与摄氧量呈正相关。摄氧量增加反而乳酸含量也增加的原因是运动强度增加,摄氧量增加,但
。据图分析,运动员
更适合从事马拉松运动。?
(3)等量的脂肪含有的能量比糖类多。在运动过程中,运动员可通过饮用运动饮料补充水、无机盐和能量。为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸,一般宜选用
(填“单糖”或“脂肪”)作为补充能量的物质,理由是
。?
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第10讲
ATP的主要来源——细胞呼吸（解析版）
本专题包括两部分内容：ATP和细胞呼吸，“ATP”的主要内容包括ATP的结构以及在能量供应系统中的作用。
“细胞呼吸”主要包括三部分：细胞呼吸的概念、有氧呼吸和无氧呼吸的过程、细胞呼吸的意义。“细胞呼吸”是生物体各项生命活动的主要能量来源，是新陈代谢的最基本内容，呼吸过程中所涉及的物质和能量变化对于学生进一步理解细胞的结构与功能如光合作用、矿质营养、细胞分裂、生殖发育、生命活动的调节及遗传和变异等知识，以及生态系统的能量流动和物质循环等知识具有十分重要的意义。在命题角度上多与光合作用结合考查，以多变的形式对细胞呼吸的结构基础、过程原理、实践应用，实验探究等知识和能力进行综合考查。
一、ATP的结构简式与结构简图
ATP的结构式可简写成A—P~P~P，式中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表高能磷酸键。通常断裂和合成的是第二个高能磷酸键。
结构简式与结构简图
二、ATP与ADP的相互转化
1.
ATP与ADP相互转化的反应式
?
2.
ATP与ADP之间的相互转化关系
?
ATP与ADP的相互转化伴随着能量的释放和储存，因此与生物体的新陈代谢密切有关。
　　吸能反应一般与ATP水解的反应相联系,由ATP水解提供能量;放能反应一般与ATP的合成相联系,释放的能量一部分储存在ATP中。
3．ATP与ADP之间的相互转化不是可逆反应
（1）从反应条件上看：ATP的分解是一种水解反应，催化该反应的酶应属水解酶；而ATP的合成是一种合成反应，催化该反应的酶应属合成酶。酶具有专一性，因此反应条件不同。
?（2）从能量上看：ATP水解释放的能量是储存在高能磷酸键内的化学能；而合成ATP的能量主要有化学能和太阳能。因此，能量的来源不同。
?（3）从ATP合成与分解的场所上看：ATP合成的场所是细胞质基质、线粒体和叶绿体，而ATP水解的场所较多。因此，其合成与分解的场所不尽相同。
?综上所述，ATP与ADP的相互转化物质是可逆的，能量是不可逆的。
4.ATP与RNA的关系
ATP去掉两个磷酸基团后的剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,如下图:
1.ATP、RNA所含元素种类相同,都有核糖。
(√)
2.ATP在细胞中的含量很少,ATP与ADP的转化很迅速。
(√)
3.人在饥饿状态下,体内ATP与ADP的转化不能达到动态平衡。
(×)
解析　人在饥饿状态下,体内ATP与ADP的转化仍能达到动态平衡。
4.吸能反应一般与ATP的合成相联系。
(×)
解析　吸能反应一般与ATP的水解相联系。
5.细胞内的能量通过ATP分子在吸能反应和放能反应之间流通。
(√)
三、ATP的形成途径
?
1.?对动物和人来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用。
?
2.?对绿色植物来说，ADP转化成ATP时所需的能量来自呼吸作用和光合作用。
四、生物体内的能源物质总结：
?（1）细胞中的重要能源物质——葡萄糖；
?（2）植物细胞中储存能量的物质——淀粉；
?（3）动物细胞中储存能量的物质——糖原；
?（4）生物体内储存能量的物质——脂肪；
?（5）生物体进行各项生命活动的主要能源物质——糖类；
?（6）生物体进行各项生命活动的直接能源物质——ATP；
?（7）生物体进行各项生命活动的最终能源物质——太阳光。
五、细胞呼吸
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，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2、方式：有氧呼吸、无氧呼吸
六、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
（一）实验原理：
1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸,产生水和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。
2、CO2的检测方法：
（1）CO2使澄清石灰水变浑浊。
（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
3、酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。
(二)实验过程
（三）实验结果
1、CO2的放出情况：A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的CO2更多。
2、酒精产生的情况：A组没有酒精的产生，B组产生了酒精。
（四）实验结果所说明的问题
1、A、B组都有CO2的产生说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活
2、从CO2
产生的多少及有无酒精产生的情况，说明了——酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。
3、从A、B组的产物来看，说明了——酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2（还有水）；无氧呼吸的产物有CO2和酒精。
（五）对照实验与对比实验
1、概念
对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过的对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。
对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。一般设置实验组和对照组，遵循单一变量原则。
2、区别
对照实验：有对照组，单一变量，有检验标准，可以预测实验结果。
对比实验：无对照组只有实验组，多个变量，无检验标准，实验结果事先未知。
七、有氧呼吸
1、旧知识回顾
1）细胞呼吸的场所：线粒体、细胞质基质
2）线粒体的结构：
双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。
2、过程
第一阶段：细胞质基质
C6H12O6
酶
2CH3COCOOH+4[H]+少量能量（2ATP）
第二阶段：线粒体基质
2CH3COCOOH+6H2O
酶
6CO2+20[H]
+少量能量（2ATP）
第三阶段：线粒体内膜
24[H]+6O2
酶
12H2O+大量能量（34ATP）
总反应式：C6H12O6
+6H2O+6O2
酶
6CO2
+12H2O
+大量能量（38ATP）
3、C、H、O的来龙去脉：
C：
C6H12O6
→丙酮酸→CO2
C6H12O6
丙酮酸→[H]→H2O
H
[H]→H2O
H2O→[H]→H2O
O2→H2O
O
H2O
C6H12O6→丙酮酸→CO2
4、有氧呼吸的概念
细胞在氧气的参与下，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，生成许多ATP的过程。
八、无氧呼吸
1、过程（场所：细胞质基质）
第一阶段：
C6H12O6
酶
2CH3COCOOH+4[H]+少量能量（2ATP）
2CH3COCOOH+4[H]
酶
2C3H6O3（乳酸）
（乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细
第二阶段
在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型）
2CH3COCOOH+4[H]
酶
C2H5OH（酒精）+2CO2
（酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型）
2、发酵：微生物的无氧呼吸也叫发酵，生成乳酸的叫乳酸发酵，生成酒精的叫酒精发酵。
3、无氧呼吸的概念：细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。
4、无氧呼吸的特点：氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行
?
有氧呼吸及无氧呼吸的能量去路
有氧呼吸：所释放的能量一部分用于生成ATP，大部分以热能形式散失了。
无氧呼吸：能量小部分用于生成ATP和以热能形式散失，大部分储存于乳酸或酒精中。
九、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
反应条件
需要O2、酶和适宜的温度
不需要O2，需要酶和适宜的温度
呼吸场所
第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内
全过程都在细胞质基质内
分解产物
CO2和H2O
CO2、酒精或乳酸
释放能量
较多，1
mol葡萄释放能量2870
kJ，其中1161
kJ转移至38molATP中
1
mol葡萄糖释放能量196．65
kJ(生成乳酸)或222
kJ(生成酒精)，其中均有61．08
kJ转移至2molATP中
相同点
其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要,都需要酶的催化，第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同
相互联系
第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：
1.有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。
(√)
2.葡萄糖可在线粒体中被彻底氧化分解为CO2和H2O,同时释放出大量能量。
(×)
解析　在有氧呼吸过程中,葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质中。
3.人体肌肉细胞产生CO2的场所一定是线粒体基质。
(√)
4.线粒体内膜上的蛋白质含量高于外膜。
(√)
5.无氧呼吸释放能量少的原因是产物乳酸或酒精中含有大量能量。
(√)
6.哺乳动物成熟红细胞在合成ATP的过程中没有CO2释放。
(√)
7.储藏水果应该在低氧、低温、干燥的环境中。
(×)
解析　水果的储藏需要保鲜,需要保持一定的湿度。
十、影响细胞呼吸的因素及应用
(1)内部因素
基因酶
(2)影响细胞呼吸的外界因素及应用
1、温度：通过影响酶活性
①在低温下储存蔬菜、水果
②在大棚种植时,夜间适当降温(降低细胞呼吸速率,减少有机物的消耗),提高产量
2、含水量：随着水的数量增多，细胞呼吸的速率增高
合理灌溉
3、O2的浓度：
①在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。
②
O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。
应用：①利用适当降低O2浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间
②中耕松土增加根的有氧呼吸
③在医疗上选用透气的消毒纱布等包扎伤口,可抑制厌氧病菌的繁殖
4、CO2的浓度：随着CO2的浓度升高，细胞呼吸的速率降低
适当增加CO2浓度对蔬菜和水果具有良好的保鲜效果
十一、呼吸作用应用
1
.
在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。
2
.
在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收。
3
.
在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖。
4
.
在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。
一、ATP的结构、应用、转化
例1：（2021·浙江宁波市镇海中学高三模拟）下图是ATP的结构示意图，其中①、②、③表示化学键。下列叙述正确的是（　
　）
A.ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，这是放能反应
B.根尖细胞形成③所需的能量来源于光能也可来源于化学能
C.细胞内的吸能反应所需能量都是由③断裂后直接提供
D.②和③都断裂后所形成的产物中有RNA的基本组成单位
【答案】D
【解析】A.肌肉收缩过程中需消耗能量，ATP使肌肉中的能量增加，改变形状，是吸能反应，A错误；B.根尖细胞不能进行光合作用，所以形成③（合成ATP）所需的能量只能来自于呼吸作用，即有机物中的化学能，B错误；C.细胞内的吸能反应所需能量主要是由③断裂后直接提供，但人体中还有其他物质可以为生命活动提供能量，C错误；D.②和③都断裂后所形成的产物是腺嘌呤核糖核苷酸，是组成RNA的基本单位，D正确。故选D。
变式训练1：某种物质的结构简式为A—Pα~Pβ~Pγ,下列有关该物质的叙述正确的是(　　)。
A.该物质含有三个高能磷酸键,都能为生命活动提供能量
B.该物质的β、γ位磷酸基团被水解后,剩余部分是组成RNA的基本单位之一
C.该物质的能量储存在高能磷酸键中,A—P间的化学键没有能量
D.该物质的γ位磷酸基团脱离,释放的能量可用于叶绿体中水的光解
答案　B
解析　ATP含有2个高能磷酸键,通常是远离腺苷的高能磷酸键能为生命活动提供能量,A错误;ATP
的β、γ位磷酸基团脱离,剩余部分是腺嘌呤核糖核苷酸,是组成RNA的基本单位之一,B正确;A—P间的化学键含有能量,只是高能磷酸键中的能量更多,C错误;叶绿体中水的光解需要的是光能,D错误。
变式训练2：（2021·普宁市第二中学高三三模）dATP是三磷酸脱氧腺苷的英文名称缩写，其结构式可简写成dA-P～P～P（该结构式中的dA表示脱氧腺苷）。下列分析正确的是（　
　）
A.dATP与ATP的分子结构的主要区别是含氮碱基不同
B.dATP彻底水解后的形成的有机物种类有3种
C.若dATP中的高能磷酸键水解，也可为某些吸能反应供能
D.细胞内生成dATP时有能量的储存，常与吸能反应相联系
【答案】C
【解析】A.与ATP相比，dATP分子结构的主要区别是所含的五碳糖种类不同，前者含的是核糖，后者含的是脱氧核糖，A错误；B.dATP彻底水解生成腺嘌呤、脱氧核糖、磷酸3种物质，但磷酸不是有机物，因此dATP彻底水解后的形成的有机物种类有2种，B错误；C.dATP中的高能磷酸键水解时，可以释放比较多的能量，能为某些吸能反应供能，C正确；D.与合成ATP类似，细胞内合成dATP时要储存能量，因此合成dATP的反应常与放能反应相联系，
D错误。故选C。
例2：（2021·辽宁葫芦岛市·高三二模）ATP使细胞能及时而持续地满足各项生命活动对能量的需求。下图中图甲为ATP的结构示意图，图乙为ATP与ADP相互转化的关系式。据图分析，下列说法正确的是（　
　）
A.图甲中A代表腺苷，b、c为高能磷酸键
B.图乙中反应向左进行时，所需能量均来自细胞代谢
C.图乙中向右表示ATP水解，与细胞内的放能反应相联系
D.图甲中水解掉两个磷酸基团所剩下的结构，可参与构成DNA
【答案】B
【解析】A.根据分析可知，图甲中A代表腺嘌呤，b、c为高能磷酸键，A错误；B.图乙中反应向左进行时，绿色植物体内的能量来自细胞的呼吸作用和光合作用，对于动物和人体而言，能量来自呼吸作用，光合作用和呼吸作用均为细胞代谢，B正确；C.图乙中向右表示ATP水解，与细胞内的吸能反应相联系，C错误；D.图甲中水解掉两个磷酸基团形成AMP，是构成RNA的基本单位之一，D错误。故选B。
变式训练3：（2021·四川德阳市高三三模）研究发现，有些没有线粒体的单细胞寄生虫可以从宿主细胞内“偷取”部分ATP。以下相关说法正确的是（　
　）
A.宿主细胞有大量ATP存在，少量偷取对其影响不大
B.这些寄生虫因为无线粒体，所以自身无法合成ATP
C.“偷取”来的ATP可直接用于该寄生虫的生命活动
D.长期缺氧环境引起这类寄生虫发生线粒体缺失突变
【答案】C
【详解】A.细胞内ATP含量很少，但ATP和ADP的转化速度很快，A错误；B.这些寄生虫因为无线粒体，可以进行无氧呼吸合成ATP，B错误；C.ATP是直接的能源物质，“偷取”来的ATP可直接用于该寄生虫的生命活动，C正确；D.缺氧只是选择能进行无氧呼吸的寄生虫保存下来，而非引发基因突变，D错误；故选C。
变式训练4：磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物,它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP
分子中来合成ATP(
A—P~P~P)。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激,检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP和ADP的含量,结果如下表所示。根据实验结果,下列有关分析正确的是(　
　)
磷酸腺苷
对照组(10-6
mol/g)
实验组(10-6
mol/g)
收缩前
收缩后
收缩前
收缩后
ATP
1.30
1.30
1.30
0.75
ADP
0.60
0.60
0.60
0.95
A.对照组中的肌肉组织细胞中无ATP和ADP的相互转化
B.实验组中的肌肉组织细胞中有ATP分解但无ATP合成
C.对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定
D.实验组数据表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键
答案　C
解析　肌肉收缩需要ATP提供能量,对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化,故有ATP和ADP的相互转化,A错误;实验组肌肉收缩后ATP含量下降,说明有ATP分解,但根据数据无法判断有无ATP合成,B错误;磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP
分子中来合成ATP,故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定,C正确;实验组数据中没有AMP的含量变化,故不能表明部分生命活动利用了靠近A的磷酸键,D错误。
二、细胞呼吸
例3：下图表示有氧呼吸过程,下列有关说法正确的是(
　　)
A.①②④中数值最大的是①
B.③代表的物质名称是氧气
C.①②产生的场所是线粒体
D.某些原核生物能完成图示全过程
答案　D
解析　分析题图可知,①②④在有氧呼吸三个阶段均可以产生,代表释放的能量;③作为原料用于有氧呼吸的第二阶段,代表H2O;⑤代表氧气,⑥代表H2O。在有氧呼吸的三个阶段中,第三阶段释放的能量最多,即④数值最大,A错误;③代表H2O,B错误;有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,第二、三阶段发生在线粒体中,C错误;原核细胞也可以进行有氧呼吸,如蓝藻,D正确。
变式训练5：(2020·滕州月考)下图表示某绿色植物在生长阶段的体内物质的转变情况,图中a、b为光合作用的原料,①~④表示相关过程,有关说法错误的是(　　
)
A.图中①过程进行的场所是叶绿体的类囊体薄膜
B.生长阶段①过程合成的ATP少于②过程产生的ATP
C.在有氧呼吸的第一阶段,除了产生[H]、ATP外,产物中还有丙酮酸
D.②④过程中产生ATP最多的是②过程
答案　B
解析　分析题图可知,①是发生在叶绿体基粒的类囊体薄膜上的水光解过程,A正确;生长阶段绿色植物净光合速率大于零,即光合作用速率大于呼吸作用速率,B错误;有氧呼吸的第一阶段的产物有[H]、ATP和丙酮酸,C正确;有氧呼吸过程中第三阶段产生ATP的量最多,即图示中的②过程,D正确。
变式训练6：（2021·浙江宁波市镇海中学高三模拟）下图是人体细胞需氧呼吸的基本过程，下列说法正确的是（　
　）
A.过程①中，葡萄糖的能量大部分转化为热能形式散失用于维持体温
B.过程②释放的能量部分贮存在ATP，部分以热能形式散失
C.过程④中，特殊的分子携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧，最后生成水
D.与电子传递有关的酶和合成ATP的酶镶嵌在线粒体两层膜中
【答案】C
【解析】A.①为呼吸作用第一阶段，过程①只释放了少量能量，A错误；B.过程②释放的能量部分贮存在ATP，部分储存在[H]或NADH中，部分以热能形式散失，B错误；C.过程④中，特殊分子携带的氢和电子分别经过复杂的步骤传递给氧，最后生成水，并释放大量的能量，C正确；D.由于有氧呼吸的第三阶段在线粒体内膜上进行，所以与电子传递有关的酶镶嵌在线粒体内膜上，D错误。故选C。
例4：(2020·云南省.弥勒市期末)下图为小麦种子萌发过程中淀粉的部分代谢过程,图中的
X、Y、M、N
代表物质,①②代表过程。下列叙述正确的是(　
　)
A.X
为麦芽糖,是淀粉在细胞质基质中的水解产物
B.Y为丙酮酸,是
X
物质在细胞质基质中的水解产物
C.M为乙醇,①释放的能量大部分储存在M中
D.在低氧条件下,①和②过程可能同时发生
答案　D
解析　分析题图,X代表的物质为葡萄糖,Y为丙酮酸,M为乙醇,N为水。①过程为无氧呼吸的第二阶段;②过程为有氧呼吸的第二、三阶段。X
为葡萄糖,是淀粉在淀粉酶的作用下分解的产物,该过程发生在小麦种子的胚乳组织中,A错误;Y
为丙酮酸,是葡萄糖在细胞呼吸过程中的中间产物,该过程在细胞质基质中发生,葡萄糖是单糖,不能水解,B错误;M
为乙醇,①过程释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,C错误;在低氧条件下,小麦种子既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸,即图中①和②过程可能同时发生,D正确。
变式训练7：（2020年·山东卷）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼
吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（
）
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
【答案】B
【解析】A.由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能，A正确；B.无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，癌细胞中进行无氧呼吸时，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP，B错误；C.由题干信息和分析可知，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用，C正确；D.由分析可知，无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH，而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH，故消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。故选B。
例5.(2020·滕州月考)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下,其能量供应仍主要依赖产能效率较低的糖酵解途径(葡萄糖降解成丙酮酸的过程),并产生大量乳酸,这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是(　　
)
A.癌细胞中的线粒体可能出现了功能障碍
B.癌细胞的糖酵解途径在有氧和无氧条件下均能发生
C.有氧条件下,癌细胞的细胞质基质中会大量积累NADH
D.有氧条件下,产生等量ATP时癌细胞比正常细胞消耗更多葡萄糖
答案　C
解析　有氧呼吸的主要场所是线粒体,癌细胞即使在氧气供应充足的条件下,其能量供应仍主要依赖产能效率较低的糖酵解途径,并产生大量乳酸,可能是癌细胞中的线粒体出现了功能障碍,A正确;糖酵解是指细胞呼吸的第一阶段,癌细胞的糖酵解途径在有氧和无氧条件下均能发生,B正确;癌细胞在有氧条件下可通过无氧呼吸产生大量乳酸,无氧呼吸第二阶段丙酮酸和NADH可发生反应生成乳酸,所以在有氧条件下,癌细胞的细胞质基质中不会大量积累NADH,C错误;由于消耗相同的葡萄糖时,无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸释放的能量少,而癌细胞在有氧条件下仍以无氧呼吸为主,所以有氧条件下,产生等量ATP时癌细胞比正常细胞消耗更多葡萄糖,D正确。
变式训练8：人体在剧烈运动时,部分骨骼肌细胞处于暂时相对缺氧状态,下列相关叙述正确的是(
　　)
A.剧烈运动时葡萄糖将进入线粒体基质中被氧化分解成乳酸
B.提倡慢跑等有氧运动可避免因无氧呼吸产生乳酸造成的肌肉酸胀
C.绝大多数细胞在此时将因缺氧而进行无氧呼吸
D.肌肉细胞中CO2产生速率/O2利用速率的比值将减小
答案　B
解析　在有氧状态下,葡萄糖只能在细胞质基质中分解为丙酮酸后,才可能进入线粒体基质中被进一步氧化分解,而在无氧状态下,丙酮酸也不会进入线粒体,而是直接在细胞质基质中被还原为乳酸,A错误;提倡慢跑主要是为了避免因无氧呼吸产生乳酸造成的肌肉酸胀,因为慢跑进行的是有氧呼吸,B正确;只有部分细胞因暂时相对缺氧进行无氧呼吸,C错误;肌肉细胞不管是否发生无氧呼吸,细胞中CO2产生速率/O2利用速率的比值都不变,因为产乳酸的无氧呼吸不消耗O2,也不产生CO2,D错误。
变式训练9：（2020年·全国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】A.若二氧化碳的生成量=酒精的生成量，则说明不消耗氧气，故只有无氧呼吸，A正确；B.若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量，B正确；C.若只进行无氧呼吸，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；D.若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无氧呼吸产乳酸，则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量，D错误。故选D。
例6．((2020·肥东月考)某生物兴趣小组用下图所示的装置和实验材料探究酵母菌细胞呼吸的方式。下列对实验的分析,错误的是(　
　)
A.甲、乙两组的自变量是氧气的有无,该实验可以证明酵母菌是兼性厌氧型生物
B.甲、乙两组温度应相同且适宜,瓶中加入NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2
C.相同时间内c、e瓶的浑浊度一致,且c瓶先于e瓶变浑浊表明该实验成功
D.进入c、e瓶的物质用溴麝香草酚蓝水溶液检测,可观察到溶液由蓝变绿再变黄
答案　C
解析　甲组探究的是酵母菌的有氧呼吸、乙组探究的是酵母菌的无氧呼吸,两组的自变量是氧气的有无,该实验可以证明酵母菌是兼性厌氧型生物,A正确;在探究酵母菌的呼吸方式的实验中,温度是无关变量,要求相同且适宜,瓶中加入NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2,防止空气中的CO2对实验现象产生干扰,B正确;该实验的目的是探究酵母菌的呼吸方式,c、e瓶均变浑浊,说明有CO2产生,确定酵母菌的无氧呼吸还得检测d瓶中是否有酒精产生,C错误;溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2,溶液会由蓝变绿再变黄,D正确。
变式训练10：下图是酵母菌呼吸作用实验示意图,下列相关叙述正确的是(　
　)
A.条件X下,ATP的产生只发生在葡萄糖→丙酮酸的过程中
B.条件Y下,葡萄糖在线粒体中被分解,并产生CO2和H2O
C.试剂甲为溴麝香草酚蓝水溶液,与酒精反应产生的现象是溶液变成灰绿色
D.物质a产生的场所仅为线粒体基质
答案　A
解析　条件X为无氧条件,无氧呼吸只在第一阶段产生ATP,A正确;葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸,丙酮酸再进入线粒体进行分解,B错误;溴麝香草酚蓝水溶液用于检测CO2,而试剂甲是重铬酸钾溶液,在酸性的条件下,溶液由橙色变成灰绿色,C错误;物质a为CO2,其产生场所有细胞质基质和线粒体基质,D错误。
变式训练11：（2021年广东高考生物试题）秸杆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）培养酵母菌并探究细胞呼吸（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.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
【答案】D
【解析】A.检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；B.CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；
C.健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；D.乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。故选D。
1、（2021年全国高考甲卷理综生物）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是（
）
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
【答案】B
【解析】A.酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；BC.酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、还原性的氢，并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合题意，C不符合题意；D.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CO2，D不符合题意。故选B。
2、（2021年·河北高考生物试卷（新高考））《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角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。下列叙述正确的是（
）多选
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】AC
【解析】A.荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；B.荫坑和气调冷藏库贮存中的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（充入氮气替换部分空气）降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；C.温度会影响酶的活性，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，C正确；D.气调冷藏库配备的气体过滤装置应起到除去空气中氧气的作用，而不是去除乙烯的作用，以抑制果蔬的有氧呼吸，D错误。故选AC。
3、（2021年1月·浙江省选考生物）苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是（　
　）
A.呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B.呼吸作用减弱，糖酵解产生的CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D.果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
【答案】C
【解析】A.苹果果实细胞无氧呼吸不产生乳酸，产生的是酒精和二氧化碳，A错误；B.糖酵解属于细胞呼吸第一阶段，在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个含3个碳原子的化合物分子，分解过程中释放出少量能量，形成少量
ATP，故糖酵解过程中没有CO2产生，B错误；C.乙烯能促进果实成熟和衰老，因此用乙烯合成抑制剂处理，可延缓细胞衰老，从而延缓呼吸跃变现象的出现，C正确；D.果实贮藏在低温条件下，酶的活性比较低，细胞更不容易衰老，能延缓呼吸跃变现象的出现，D错误。故选C。
4.(2020·全国Ⅰ卷)
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】根据无氧呼吸(酒精发酵)的反应式可知,若产生的CO2和乙醇的分子数相等,则说明细胞只进行无氧呼吸,A正确。根据有氧呼吸的反应式可知,吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等,B正确。根据无氧呼吸(乳酸发酵)的反应式可知,该类型的无氧呼吸既不消耗O2也不产生CO2,C正确。若细胞进行无氧呼吸的产物是乙醇和CO2,则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时,吸收O2的分子数比释放CO2的少;若细胞进行无氧呼吸的产物是乳酸,则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时,吸收O2的分子数和释放CO2的相等,D错误。
5.(2019·全国Ⅱ卷)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(
　　)
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度升高会增加酸味的产生
【答案】B
【解析】马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,无葡萄糖,A错误;在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,葡萄糖被分解成丙酮酸并生成少量ATP,丙酮酸在第二阶段转化成乳酸,B正确,C错误;储存马铃薯块茎时,氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸,酸味会减少,D错误。
6.(2019·全国Ⅲ卷)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到n株黄化苗。那么,与萌发前的这n粒干种子相比,这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为(　　
)
A.有机物总量减少,呼吸强度增强
B.有机物总量增加,呼吸强度增强
C.有机物总量减少,呼吸强度减弱
D.有机物总量增加,呼吸强度减弱
【答案】A
【解析】根据题意分析,种子萌发时,吸水膨胀,种皮变软,呼吸作用逐渐增强。储藏在子叶或胚乳中的营养物质被逐步分解,转化为可以被细胞吸收利用的物质。所以种子在萌发过程中,呼吸作用强度增加,而有机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。
7.(2019·天津卷)下列过程需ATP水解提供能量的是(　　)。
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解
D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
【答案】B
【解析】唾液淀粉酶水解淀粉,形成麦芽糖,不消耗能量,A错误;生长素的极性运输是以主动运输的方式,在幼嫩组织中从形态学上端运到形态学下端,需要ATP提供能量,B正确;光反应阶段中,水在光作用下分解,需要光能,不需要ATP供能,C错误;乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸变成乳酸,不需要ATP供能,D错误。
8.(2018·全国Ⅲ卷)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】黑暗环境中,若氧气充足,则植物进行有氧呼吸,无氧时,植物进行无氧呼吸,A正确;食物链上的营养级同化的能量有四个去向,即呼吸散失、传递给下一个营养级(除最高营养级)、被分解者分解利用和未利用的,B正确;有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物是CO2和酒精或乳酸,葡萄糖是细胞呼吸的底物,C错误;植物光合作用的光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP,D正确。
9.(2018·全国Ⅱ卷)有些作物的种子入库前需要经过风干处理,与风干前相比,下列说法错误的是(　　
)
A.风干种子中有机物的消耗减慢
B.风干种子上微生物不易生长繁殖
C.风干种子中细胞呼吸作用的强度高
D.风干种子中结合水与自由水的比值大
【答案】C
【解析】风干的种子中自由水含量极少,细胞呼吸的强度非常弱,因此有机物消耗减慢,A正确,C错误;风干的种子含水量少,不利于微生物细胞的代谢活动,微生物难以生长繁殖,B正确;风干的种子中自由水含量极少,导致结合水与自由水的比值较大,D正确。
10、（2021·浙江嘉兴市高三二模）某实验研究了O2浓度对某植物呼吸速率影响，
结果如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.该实验的呼吸速率也可用O2的消耗速率表示
B.随着O2浓度增加，需氧呼吸速率先减弱后增强
C.随着O2浓度增加，糖酵解速率先减弱后增强
D.若以乳酸菌为实验材料，也可得到先降后升的曲线
【答案】C
【解析】A.氧气浓度为0时，CO2全都是无氧呼吸产生的，低氧条件下，CO2的产生既有有氧呼吸又有无氧呼吸，无氧呼吸不消耗氧气，则图中的呼吸速率不能用O2的消耗速率表示，但可用有机物的消耗速率表示，A错误；B.图中的曲线表示的无氧呼吸和有氧呼吸的总呼吸速率，随着O2浓度增加，需氧呼吸速率逐渐增加后趋于稳定，B错误；C.糖酵解是细胞呼吸的第一阶段，从图中可以看出，随着O2浓度的增加，细胞的呼吸速率先减弱后增强，则作为细胞呼吸的第一阶段糖酵解速率也先减弱后增强，C正确；D.乳酸菌为厌氧菌，细胞呼吸不需要O2的参与，呼吸产物没有O2。D错误。故选C。
11．（2021·湖北武汉市华中师大一附中高三模拟）细胞内ATP合成酶作用的原理如图所示，当
H+穿过ATP合成酶时，该酶能促使ADP与
Pi形成ATP。下列叙述错误的是（　　
）
A.如图所示结构可以为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜
B.H+浓度梯度蕴藏的能量促使了
ATP
的生成
C.乳酸菌没有叶绿体和线粒体，没有
ATP
合成酶
D.ATP
中的“A”与构成
DNA、RNA
中的碱基“A”表示不同物质
【答案】C
【详解】A.如图所示为膜结构上
ATP
的合成，所以该结构为线粒体内膜或叶绿体类囊体薄膜，A正确；B.由分析可知，ATP
合成所需要的能量源于
H+浓度梯度，B正确；C.乳酸菌为原核生物，但是依然有
ATP
的合成，因此细胞内也有
ATP
合成酶，C错误；D.ATP
中的“A”表示腺苷，DNA、RNA
中的碱基“A”表示腺嘌呤，D正确。故选C。
12.如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．下列相关叙述，正确的是（
）
A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时，无氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
【答案】B
【解析】A.氧浓度为α时，只有二氧化碳的释放量，没有氧气的吸收量,此时植物只进行无氧呼吸，会消耗大量的有机物，因此在a浓度下不适宜贮藏该植物器官，A错误；B.氧浓度为b时，二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，此时植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，根据无氧呼吸的反应式可知，无氧呼吸消耗葡萄糖的量为(8-3)÷2=2.5，根据有氧呼吸的反应式可知,有氧呼吸消耗葡萄糖的量为3÷6
-0.5，可见该浓度下，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是在有氧呼吸的5倍，B正确；CD.氧浓度为c时，二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量，此时植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，而氧浓度为d时，二氧化碳的释放低等于氧气的吸收量，此时植物只进行有氧呼吸,因此氧浓度为d时，无氧呼吸最弱,C、D错误。故选B。
13、有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量（均为摩尔数）如下图所示。据图中信息推断错误的是（
）
A.氧浓度为a时酵母菌没有有氧呼吸，只进行无氧呼吸
B.当氧浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C.当氧浓度为c时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖比为1∶2
D.a、b、c、d不同氧浓度下，细胞都产生[H]和ATP
【答案】C
【解析】A.根据曲线图分析可知氧气浓度为a时，产生的酒精量等于释放的二氧化碳量，这说明酵母菌只进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，A正确；B.氧气浓度为b时，产生二氧化碳的量多于产生的酒精量，此时酵母菌既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸;氧气浓度为d时，不产生酒精只产生二氧化碳，说明该点只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸，B正确；C.根据曲线图分析，当氧气浓度为c时，无氧呼吸时产生的酒精是6，产生的二氧化碳是15；根据有氧呼吸的反应式，C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+能量，无氧呼吸的反应式C6H12O6
2C2H5OH+2CO2+少量能量，当无氧呼吸产生酒精的量是6时，消耗的葡萄糖的量是3，产生的二氧化碳的量是6，从曲线图可知，有氧呼吸产生的二氧化碳是15-6=9，因此有氧呼吸消耗的葡萄糖的量是1.5；无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖比为2∶1，C错误;D.据图示分析a、b、c、d不同情况下，细胞都能进行呼吸，产生[H]和ATP，D正确。故选：C。
14.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,结果如下图所示。下列叙述正确的是(　
　)
A.20
h内,果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、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
℃条件下的有氧呼吸速率比2
℃和15
℃慢,是因为温度高时酶的活性较低
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的场所有细胞质基质、线粒体,A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,以后只进行无氧呼吸,故密闭罐中CO2的浓度会增加,B正确,C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错误。
15.(2020·潍坊模拟)下图为ATP分子结构式。下列相关叙述错误的是(　
　)
A.图中五碳糖为核糖
B.图中虚线框中的基团是腺苷
C.该分子中有2个高能磷酸键
D.该分子水解掉两个磷酸基团后为核糖核苷酸
【答案】B
【解析】图中虚线框中的基团是腺嘌呤,B错误。
16.(2020·石家庄期末)下图是真核细胞内呼吸作用的过程图解,下列说法正确的是(　
　)
A.图中催化②③过程的酶存在于线粒体内膜
B.酒精可使酸性重铬酸钾溶液由橙色变为蓝绿色
C.人体内不能完成④⑤过程
D.图中X表示O2,它可以通过植物的光合作用产生
【答案】
D
【解析】图中催化②有氧呼吸第二阶段的酶存在于线粒体基质中,催化③有氧呼吸第三阶段的酶存在于线粒体内膜上,A错误;酒精可使酸性重铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色,B错误;人体内能完成④无氧呼吸产生乳酸的过程,不能完成⑤无氧呼吸产生酒精的过程,C错误;图中X表示O2,它可以通过植物的光合作用产生,D正确。
17.(2020·武汉检测)提取鼠肝脏细胞的线粒体作为实验材料,在条件适宜的情况下进行线粒体功能的实验探究,下列叙述正确的是(　
　)
A.向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸,测得氧的消耗量较小
B.向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖,测得氧的消耗量较大
C.向盛有线粒体的试管中注入细胞质基质和葡萄糖,氧消耗量较大
D.线粒体内膜、线粒体基质中均分布有与有氧呼吸和无氧呼吸相关的酶
【答案】C
【解析】线粒体利用丙酮酸、水和氧气进行有氧呼吸第二和第三阶段,因此向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸,测得氧的消耗量较大,A错误;葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质中,线粒体不能直接利用葡萄糖,因此向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖应该不能测到氧的消耗量,B错误;向盛有线粒体的试管中注入细胞质基质和葡萄糖,葡萄糖可以在细胞质基质中进行有氧呼吸第一阶段产生丙酮酸,然后丙酮酸进入线粒体参与有氧呼吸第二阶段,因此向盛有线粒体的试管中注入细胞质基质和葡萄糖,氧消耗量较大,C正确;无氧呼吸发生在细胞质基质中,线粒体内膜和基质中不存在与无氧呼吸相关的酶,D错误。
18.(2020·北京期末)选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和实验组,其中实验组每天进行运动训练(持续不断被驱赶游动),对照组不进行。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的肌肉乳酸含量,结果如下图所示。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.斑马鱼静止时所需ATP主要在细胞质基质中生成
C.运动训练可升高无氧呼吸在运动中的供能比例
D.运动训练对斑马鱼静止时的无氧呼吸无显著影响
【答案】
D
【解析】乳酸是无氧呼吸的产物,是丙酮酸在细胞质基质中转化形成的,线粒体是有氧呼吸的场所,A错误;静止时斑马鱼主要的呼吸方式是有氧呼吸,斑马鱼所需ATP主要在线粒体中生成,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,说明运动训练可以降低斑马鱼运动时无氧呼吸的供能比例,C错误;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时产生的乳酸基本保持一致,说明运动训练不能降低斑马鱼静止时无氧呼吸的强度,D正确。
19、（2020·福建省连城县第一中学）图甲是细胞内部分生命活动示意图，其中①②③④表示生理过程，A、B、C、D表示生命活动产生的物质。图乙是某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。请据图回答下列相关问题。
（1）图甲中在生物膜上发生的生理过程是
（填数字），A表示
，D表示
。产生能量最多的生理过程是
（填数字）。
（2）图乙中只完成图甲中生理过程①②③的氧浓度是
。
（3）氧浓度为b时，植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的
倍。
【答案】③
丙酮酸
乳酸
③
d
5
【详解】（1）图甲中①②③分别表示有氧呼吸第一、二、三阶段，①④分别表示无氧呼吸第一、二阶段，有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，第二阶段发生在线粒体基质，第三阶段发生在线粒体内膜，无氧呼吸二个阶段均发生在细胞质基质，故只有③有氧呼吸第三阶段发生在生物膜上；根据细胞呼吸过程中的物质变化可知，A表示丙酮酸，D表示乳酸,产生能量最多的有氧呼吸第三阶段，即③。（2）图甲中生理过程①、②、③表示有氧呼吸，由于有氧呼吸过程中吸收的氧气和释放的二氧化碳量相等，因此图乙中只进行有氧呼吸的氧浓度是d。（3）氧浓度为b时，二氧化碳释放量为8，氧气的消耗量为3，根据有氧呼吸过程可知，有氧呼吸释放的二氧化碳量与消耗的氧气量相等，因此可知有氧呼吸释放的二氧化碳量为3，消耗的葡萄糖为1/2；而无氧呼吸释放的二氧化碳为8-3=5，因此消耗的葡萄糖为5/2，则植物细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍。
20、(2020·武威检测)马拉松是典型的耐力型运动项目,有氧供能是马拉松运动供能的主要方式。改善运动肌利用氧是马拉松项目首要解决的问题之一。下图是两个运动员在不同运动强度下进行测试,测得血液中乳酸含量与摄氧量之间的变化关系。
回答下列问题。
(1)在测试中,运动员的运动肌细胞产生ATP的场所有
。?
(2)测试结果表明,血液中乳酸含量与摄氧量呈正相关。摄氧量增加反而乳酸含量也增加的原因是运动强度增加,摄氧量增加,但
。据图分析,运动员
更适合从事马拉松运动。?
(3)等量的脂肪含有的能量比糖类多。在运动过程中,运动员可通过饮用运动饮料补充水、无机盐和能量。为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸,一般宜选用
(填“单糖”或“脂肪”)作为补充能量的物质,理由是
。?
答案　(1)线粒体、细胞质基质　(2)此时有氧呼吸供能不足;无氧呼吸增强　乙　(3)单糖　
脂肪的含氧量低,氧化分解脂肪消耗的氧气比糖类多
解析　(1)无氧呼吸的场所是细胞质基质,有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,运动员的运动肌细胞产生ATP的场所有线粒体和细胞质基质。(2)图中曲线表明,随着运动强度增加,所需能量增加,有氧呼吸增强,但有氧呼吸增强也不能满足运动增强所需要的能量,因此无氧呼吸也随之增强,产生的乳酸增多。图中曲线可以看出,相同运动强度、摄氧量时,乙的乳酸比甲的相对要少,因此乙比甲更适合从事马拉松运动。(3)脂肪与糖类相比,含氢多含氧少,因此在氧化分解时需要消耗的氧气多,因此为减少马拉松运动员在运动过程中产生乳酸,一般宜选用单糖作为补充能量的物质。
酶
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精品试卷·第
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