資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
人教(2019)生物必修1（知識點+跟蹤檢測）
第10講 ATP與細(xì)胞呼吸
【課標(biāo)導(dǎo)航】
2.2.2 解釋ATP是驅(qū)動細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)
2.2.4 說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量
一、ATP的結(jié)構(gòu)和功能
1．結(jié)構(gòu)簡式
ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡寫成A－P～P～P，其中“A”代表腺苷，“P”代表磷酸基團(tuán)，“～”代表高能磷酸鍵。
2．結(jié)構(gòu)示意圖
3．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式
ATPADP＋Pi＋能量。
4．ATP的主要功能
細(xì)胞內(nèi)的一種高能磷酸化合物，是細(xì)胞生命活動所需能量的直接來源。
5．ATP的主要來源
(1)生理過程
(2)場所：線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、葉綠體。
二、細(xì)胞呼吸
1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
(1)實驗原理
(2)實驗步驟
(3)實驗現(xiàn)象
條件 澄清石灰水的變化/
出現(xiàn)變化的時間 重鉻酸鉀—濃硫酸溶液
甲組(有氧) 變混濁/快 無變化
乙組(無氧) 變混濁/慢 出現(xiàn)灰綠色
(4)實驗結(jié)論
①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。
②在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快，在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。
2．細(xì)胞的有氧呼吸
(1)過程圖解
(2)寫出有氧呼吸的總反應(yīng)式，并標(biāo)出各種元素的來源和去路
3．無氧呼吸
(1)反應(yīng)式
①C6H12O62C3H6O3＋能量(如乳酸菌)；
②C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量(如酵母菌)。
(2)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
4．細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用
(1)對有氧呼吸原理的應(yīng)用
①包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料，抑制破傷風(fēng)桿菌的無氧呼吸。
②提倡慢跑等有氧運動使細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，避免肌細(xì)胞產(chǎn)生大量乳酸。
③及時松土有利于植物根系生長。
④稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧變黑、腐爛。
(2)對無氧呼吸原理的應(yīng)用
①利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。
②利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。
③破傷風(fēng)芽孢桿菌可通過無氧呼吸進(jìn)行大量繁殖，較深的傷口需及時清理、注射破傷風(fēng)抗毒血清等。
[基礎(chǔ)微點練清]
1．判斷正誤
(1)葉綠體的類囊體膜上存在催化ATP合成的酶(√)
(2)若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸 (√)
(3)若細(xì)胞既不吸收O2也不放出CO2，說明細(xì)胞已停止無氧呼吸 (×)
(4)每個ADP分子中含有兩個高能磷酸鍵(×)
(5)細(xì)胞代謝所需的ATP可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生(√)
(6)酸奶出現(xiàn)漲袋現(xiàn)象，可能是由于乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生氣體造成的[新人教版必修1 P96“概念檢測”T1(1)](×)
(7)呼吸作用產(chǎn)生的能量均以熱能釋放(×)
(8)人在饑餓時，細(xì)胞中ATP與ADP的含量照樣達(dá)到動態(tài)平衡(√)
(9)ATP≠能量，ATP是一種高能磷酸化合物，是與能量有關(guān)的一種物質(zhì)，不能將兩者等同起來(√)
2．(山東等級考)癌細(xì)胞即使在氧氣供應(yīng)充足的條件下也主要依賴無氧呼吸產(chǎn)生ATP，這種現(xiàn)象稱為“瓦堡效應(yīng)”。下列說法錯誤的是(　　)
A．“瓦堡效應(yīng)”導(dǎo)致癌細(xì)胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌細(xì)胞中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程會生成少量ATP
C．癌細(xì)胞呼吸作用過程中丙酮酸主要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少
解析：選B　無氧呼吸消耗1分子葡萄糖只產(chǎn)生少量ATP，因此癌細(xì)胞要滿足其生命活動，需大量吸收葡萄糖，A正確；無氧呼吸的第二階段，丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的過程中不生成ATP，無氧呼吸生成ATP的過程僅發(fā)生在第一階段，B錯誤；無氧呼吸過程中丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；癌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸，其產(chǎn)生NADH的過程僅發(fā)生在第一階段，因此消耗等量的葡萄糖，癌細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的NADH比正常細(xì)胞少，D正確。
3．下列關(guān)于真核細(xì)胞無氧呼吸的敘述，正確的是(　　)
A．無氧呼吸產(chǎn)生的能量大多用于合成ATP
B．無氧呼吸第一階段是糖酵解產(chǎn)生丙酮酸和CO2
C．成熟蘋果的果肉細(xì)胞缺氧時主要進(jìn)行乳酸發(fā)酵
D．人體骨骼肌細(xì)胞產(chǎn)生的乳酸可運至肝細(xì)胞再生成葡萄糖
解析：選D　無氧呼吸產(chǎn)生的能量大多以熱能形式散失；無氧呼吸的第一階段不產(chǎn)生CO2；蘋果果肉細(xì)胞缺氧時的呼吸產(chǎn)物是乙醇和CO2。
4．下列關(guān)于細(xì)胞中吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的敘述，錯誤的是(　　)
A．糖的氧化反應(yīng)是放能反應(yīng)
B．光合作用的暗反應(yīng)是吸能反應(yīng)
C．ATP是吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)的紐帶
D．氨基酸合成蛋白質(zhì)的過程是放能反應(yīng)
解析：選D　氨基酸合成蛋白質(zhì)的過程是吸能反應(yīng)。
5．(新人教版必修1 P89“概念檢測”T3)ATP是細(xì)胞生命活動的直接能源物質(zhì)，下面關(guān)于ATP的敘述，錯誤的是(　　)
A．細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中都有ATP的分布
B．ATP合成所需的能量由磷酸提供
C．ATP可以水解為ADP和磷酸
D．正常細(xì)胞中ATP與ADP的比值相對穩(wěn)定
解析：選B　ATP合成時所需能量的來源一般為光合作用和呼吸作用，磷酸并不能提供能量。
6．(新人教版必修1 P96“拓展應(yīng)用”T2)有氧呼吸過程是否含有無氧呼吸的步驟？結(jié)合地球早期大氣中沒有氧氣以及原核細(xì)胞中沒有線粒體等事實，想一想，地球早期的單細(xì)胞生物是否只能進(jìn)行無氧呼吸？你體內(nèi)的骨骼肌細(xì)胞仍保留著進(jìn)行無氧呼吸的能力，這是否可以理解為漫長的生物進(jìn)化史在你身上留下的印記？
提示：有氧呼吸第一階段與無氧呼吸第一階段完全相同，都不需要氧氣，都與線粒體無關(guān)；聯(lián)想到地球的早期以及原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，可以大膽作出這樣的推測：在生物進(jìn)化史上先出現(xiàn)無氧呼吸，而后才出現(xiàn)有氧呼吸。繼而推測，地球早期的單細(xì)胞生物只進(jìn)行無氧呼吸；體內(nèi)骨骼肌細(xì)胞保留進(jìn)行無氧呼吸的能力，可以理解為漫長的生物進(jìn)化史在人類身上留下的印記，同時也可以理解為人體在進(jìn)行長跑等劇烈運動時，在供氧不足的情況下，骨骼肌細(xì)胞保留一定的無氧呼吸來供能，有一定的適應(yīng)意義。
一、ATP的結(jié)構(gòu)、功能
[試考題·查欠缺]
1．(浙江4月選考)ATP是細(xì)胞中的能量通貨。下列敘述正確的是(　　)
A．ATP中的能量均來自細(xì)胞呼吸釋放的能量
B．ATP ADP循環(huán)使得細(xì)胞儲存了大量的ATP
C．ATP水解形成ADP時釋放能量和磷酸基團(tuán)
D．ATP分子中的2個高能磷酸鍵不易斷裂水解
解析：選C　ATP中的能量可以來自太陽能或有機物中的化學(xué)能；ATP在細(xì)胞內(nèi)的含量很少；ATP水解時形成ADP，釋放一個磷酸基團(tuán)，同時釋放能量；ATP分子中的2個高能磷酸鍵不穩(wěn)定，易斷裂水解釋放能量。
2．(天津高考)下列過程需ATP水解提供能量的是(　　)
A．唾液淀粉酶水解淀粉
B．生長素的極性運輸
C．光反應(yīng)階段中水在光下分解
D．乳酸菌無氧呼吸的第二階段
解析：選B　吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相聯(lián)系，由ATP水解提供能量。淀粉等大分子物質(zhì)的水解過程不消耗ATP；水的光解屬于光合作用的光反應(yīng)階段，有ATP的合成，沒有ATP的消耗；乳酸菌無氧呼吸的第二階段既沒有ATP的合成，也沒有ATP的消耗，A、C、D項錯誤。生長素的極性運輸屬于主動運輸，需要消耗ATP，B項正確。
3．(2021·綿陽月考)ATP是細(xì)胞中重要的高能磷酸化合物。下列有關(guān)ATP的敘述，錯誤的是(　　)
A．線粒體合成的ATP可在細(xì)胞核中發(fā)揮作用
B．機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP
C．在有氧與缺氧的條件下細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中都能形成ATP
D．植物根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素離子所需的ATP來源于呼吸作用
解析：選B　呼吸作用產(chǎn)生的ATP可以用于各項生命活動；機體在睡眠時生命活動仍然進(jìn)行，如細(xì)胞分裂、神經(jīng)傳導(dǎo)等，仍需要消耗ATP；有氧呼吸和無氧呼吸第一階段均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，均能合成ATP；植物根以主動運輸方式吸收礦質(zhì)離子所需的ATP由呼吸作用產(chǎn)生。
[強知能·補欠缺]
1．類比助記不同化合物中的“A”
化合物 物質(zhì)結(jié)構(gòu) A的含義
ATP 腺苷(腺嘌呤＋核糖)
核苷酸 腺嘌呤
DNA 腺嘌呤脫氧核苷酸
RNA 腺嘌呤核糖核苷酸
共同點：所有“A”都含有腺嘌呤
2．歸納記憶能源與能源物質(zhì)
3．多角度理解ATP的合成與水解
4．總結(jié)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP 的生理過程
轉(zhuǎn)化場所 常見的生理過程
細(xì)胞膜 消耗ATP：主動運輸、胞吞、胞吐
細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 產(chǎn)生ATP：細(xì)胞呼吸第一階段 消耗ATP：一些需能反應(yīng)
葉綠體 產(chǎn)生ATP：光反應(yīng) 消耗ATP：暗反應(yīng)和自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等
線粒體 產(chǎn)生ATP：有氧呼吸第二、三階段 消耗ATP：自身DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄，蛋白質(zhì)合成等
核糖體 消耗ATP：蛋白質(zhì)的合成
細(xì)胞核 消耗ATP：DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等
[練題點·全過關(guān)]
1．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·湖南卷)ATP是細(xì)胞生命活動的能量“通貨”。下列敘述錯誤的是(　　)
A．糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物中儲存了大量ATP
B．等量的葡萄糖通過酒精發(fā)酵和有氧呼吸產(chǎn)生的ATP數(shù)量不同
C．光合作用和呼吸作用都產(chǎn)生ATP，所需的ADP可共用
D．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化由不同的酶催化完成
解析：選A　糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物中都儲存著化學(xué)能，但ATP是一種高能磷酸化合物，不能儲存在這些有機物中，A錯誤；由于有氧呼吸能徹底分解有機物，而酒精發(fā)酵屬于無氧呼吸不能將有機物徹底分解，所以分解等量的葡萄糖有氧呼吸產(chǎn)生ATP的數(shù)量比無氧呼吸多，B正確；光合作用和呼吸作用都產(chǎn)生ATP，所需要的ADP都是一樣的，故可共用，C正確；催化ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的酶不同，分別為ATP合成酶和ATP水解酶，D正確。
2.如圖為ATP的結(jié)構(gòu)示意圖，下列相關(guān)敘述中，正確的是(　　)
A．圖中①也是構(gòu)成DNA和RNA的五碳糖
B．圖中②指的高能磷酸鍵，在ATP分子中共有3個
C．圖中③是mRNA與質(zhì)粒共有堿基之一
D．圖中④是構(gòu)成DNA的基本組成單位之一
解析：選C　由圖中信息可知，①～④依次是核糖、高能磷酸鍵、腺嘌呤、腺嘌呤核糖核苷酸。DNA分子中不含核糖，A錯誤；ATP分子中有3個磷酸鍵，但高能磷酸鍵只有2個，B錯誤；質(zhì)粒為環(huán)狀DNA分子，DNA與RNA共有的堿基有腺嘌呤、鳥嘌呤和胞嘧啶，C正確；腺嘌呤核糖核苷酸是構(gòu)成RNA的基本組成單位之一，D錯誤。
3.如圖為細(xì)胞內(nèi)ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的示意圖，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．過程①所需能量來自有機物分解時釋放或葉綠體利用光能時轉(zhuǎn)換的能量
B．能量通過ATP分子在吸能反應(yīng)和放能反應(yīng)間循環(huán)流通
C．活細(xì)胞中ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速率會受到溫度和pH的影響
D．吸能反應(yīng)一般與①過程相聯(lián)系，放能反應(yīng)一般與②過程相聯(lián)系
解析：選D　吸能反應(yīng)伴隨著ATP的分解，即②過程，而放能反應(yīng)伴隨著ATP的合成，即①過程，D錯誤。
4．如圖是玉米葉肉細(xì)胞中ATP的合成與分解示意圖，下列敘述正確的是(　　)
A．無氧條件下，光能是葉肉細(xì)胞內(nèi)能量1的唯一來源
B．有氧條件下，合成ATP的場所只有線粒體和葉綠體
C．能量2可以用于葉綠體中H2O的光解
D．能量2可以用于吸能反應(yīng)
解析：選D　無氧條件下，玉米葉肉細(xì)胞合成ATP的能量可以來自光能，也可以來自有機物分解釋放的化學(xué)能；有氧條件下，玉米葉肉細(xì)胞中合成ATP的場所有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和葉綠體；葉綠體中H2O的光解所需能量來自光能；吸能反應(yīng)一般與ATP水解的反應(yīng)相關(guān)聯(lián)，由ATP水解提供能量。
二、細(xì)胞呼吸的類型與過程
[試考題·查欠缺]
1．(2020·全國卷Ⅰ)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖，下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述，錯誤的是(　　)
A．若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸
B．若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C．若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放
D．若細(xì)胞同時進(jìn)行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
解析：選D　在反應(yīng)底物是葡萄糖的情況下，細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乙醇的無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2，其中產(chǎn)乙醇的無氧呼吸產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，有氧呼吸不產(chǎn)生乙醇，因而若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，說明細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸，A正確；根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)式，在反應(yīng)底物是葡萄糖的情況下，若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的分子數(shù)相等，B正確；根據(jù)無氧呼吸的反應(yīng)式，在反應(yīng)底物是葡萄糖的情況下，若細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸，則不需要消耗O2也不產(chǎn)生CO2，C正確；有氧呼吸過程中，吸收O2的分子數(shù)和釋放CO2的分子數(shù)相等，而無氧呼吸不消耗O2，但可能產(chǎn)生CO2，若細(xì)胞同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的分子數(shù)少或兩者的數(shù)目相等，D錯誤。
2．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·福建卷)下列關(guān)于我國傳統(tǒng)黃酒發(fā)酵的敘述，錯誤的是(　　)
A．黃酒中的酒精是糖類經(jīng)酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物
B．在黃酒的釀造過程中酵母菌的有氧和無氧呼吸都會發(fā)生
C．酵母菌發(fā)酵生成的酒精會抑制發(fā)酵容器中微生物的生長
D．酒精生成過程合成ATP的能量來自丙酮酸中的化學(xué)能
解析：選D　酵母菌通過無氧呼吸，使葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解產(chǎn)生酒精和二氧化碳，A正確；在黃酒釀造的初期，酵母菌可通過有氧呼吸進(jìn)行大量繁殖，氧氣耗盡之后，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，B正確；酵母菌發(fā)酵過程產(chǎn)生的酒精，會抑制其他微生物生長，C正確；無氧呼吸第一階段釋放少量能量，合成ATP，丙酮酸轉(zhuǎn)化為酒精是無氧呼吸的第二階段，此階段不合成ATP，D錯誤。
3．(2019·全國卷Ⅱ)馬鈴薯塊莖儲藏不當(dāng)會出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細(xì)胞的無氧呼吸有關(guān)。下列敘述正確的是(　　)
A．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和葡萄糖
B．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉(zhuǎn)化而來
C．馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATP
D．馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生
解析：選B　馬鈴薯塊莖細(xì)胞除了能進(jìn)行有氧呼吸外，在缺氧條件下也能進(jìn)行無氧呼吸。馬鈴薯塊莖細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時分解葡萄糖產(chǎn)生乳酸，A錯誤；馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸的第一階段是分解葡萄糖產(chǎn)生丙酮酸，第二階段是丙酮酸在相關(guān)酶的催化作用下，轉(zhuǎn)化成乳酸，B正確；無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP，第二階段不產(chǎn)生ATP，C錯誤；儲藏庫中氧氣濃度升高，會促進(jìn)馬鈴薯塊莖細(xì)胞的有氧呼吸，抑制無氧呼吸，乳酸產(chǎn)生量減少，D錯誤。
4．(2021·泉州模擬)如圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的變化，下列說法正確的是(　　)
A．氧濃度為a時，最適于貯藏該植物的非綠色器官
B．氧濃度為b時，無氧呼吸消耗的葡萄糖占呼吸總量的5/6
C．氧濃度為c時，有氧呼吸與無氧呼吸釋放的CO2量相等
D．氧濃度為d時，有氧呼吸與無氧呼吸分解的葡萄糖量相等
解析：選B　最適于貯藏器官的氧濃度應(yīng)該是釋放CO2最少時的氧濃度c，因為此時呼吸最弱，消耗有機物最少，A錯誤；氧濃度為b時，據(jù)圖可知，釋放CO2為8，吸收O2為3，只要二者不等，植物就同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，根據(jù)有氧呼吸反應(yīng)式，1葡萄糖～6O2～6CO2，吸收O2為3，則有氧呼吸消耗的葡萄糖為0.5，釋放CO2為3，則無氧呼吸釋放CO2為5，根據(jù)無氧呼吸反應(yīng)式，1葡萄糖～2CO2，無氧呼吸消耗的葡萄糖為2.5，因此無氧呼吸消耗的葡萄糖占呼吸總量的5/6，B正確；氧濃度為c時，O2的吸收量是4，釋放的CO2是6，故有氧呼吸釋放CO2的量為4，無氧呼吸釋放的CO2量為2，C錯誤；無氧呼吸最弱時應(yīng)為0，即只有有氧呼吸，應(yīng)為氧濃度d，D錯誤。
[強知能·補欠缺]
1．據(jù)原子守恒巧記有氧呼吸中各元素的去向
反應(yīng)物中的C6H12O6、H2O、O2分別在第一、二、三階段被利用。產(chǎn)物中的CO2和H2O分別在第二、三階段形成。
2．分析法記憶細(xì)胞中反應(yīng)物、生成物和場所的對應(yīng)關(guān)系
3．比較法助記細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路
來源 去路
[H] 有氧呼吸：C6H12O6和H2O；無氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：與O2結(jié)合生成水；無氧呼吸：還原丙酮酸
ATP 有氧呼吸：三個階段都產(chǎn)生；無氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生 用于各項生命活動
4．理解細(xì)胞呼吸反應(yīng)式中各物質(zhì)間量的比例關(guān)系
(以酵母菌消耗C6H12O6為例)
(1)反應(yīng)式
有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
無氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。
(2)比例關(guān)系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②無氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。
③消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2之和＝3∶4。
④產(chǎn)生等量的CO2時消耗的葡萄糖摩爾數(shù)：
無氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
5．掌握判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)
[練題點·全過關(guān)]
1．在細(xì)胞呼吸過程中，若有CO2產(chǎn)生，則下列敘述正確的是(　　)
A．不一定發(fā)生有氧呼吸，但一定有水產(chǎn)生
B．不一定發(fā)生無氧呼吸，但一定有能量釋放
C．不一定在生物膜上進(jìn)行，但一定有酒精產(chǎn)生
D．不一定在線粒體中進(jìn)行，但一定有葡萄糖的消耗
解析：選B　有水產(chǎn)生的呼吸方式一定是有氧呼吸，A錯誤；細(xì)胞有氧呼吸過程中有CO2產(chǎn)生，且一定有能量釋放，B正確；細(xì)胞有氧呼吸過程中，CO2產(chǎn)生于第二階段，發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，不是在生物膜上進(jìn)行，也沒有酒精產(chǎn)生，C錯誤；細(xì)胞呼吸的底物一般是葡萄糖，但也可以是脂肪或蛋白質(zhì)，D錯誤。
2．動物細(xì)胞中，葡萄糖的部分代謝過程如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．乙來源于甲和C6H12O6，丙和丁代表不同化合物
B．有氧條件下，過程①②發(fā)生在線粒體基質(zhì)中
C．過程③發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，可產(chǎn)生大量能量
D．用18O標(biāo)記C6H12O6，在物質(zhì)丙中可檢測到18O
解析：選C　甲、乙、丙分別代表丙酮酸、[H]、水。過程①②③分別代表有氧呼吸的第一、二、三階段，丁屬于第二階段的底物，代表水，即丙、丁均為水，屬于同一種化合物，A錯誤；過程①是有氧呼吸第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，B錯誤；過程③為有氧呼吸第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，產(chǎn)生大量能量，C正確；有氧呼吸第三階段產(chǎn)生的丙(水)中的氧全部來自外部的O2，D錯誤。
3．在a、b、c、d條件下，測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積變化的相對值如表所示。底物是葡萄糖，則下列敘述正確的是(　　)
條件 a b c d
CO2釋放量 10 8 6 7
O2吸收量 0 3 4 7
A．a(chǎn)條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸
B．b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多
C．c條件下，無氧呼吸最弱
D．d條件下，產(chǎn)物的CO2全部來自線粒體
解析：選D　a條件下，不吸收O2，只產(chǎn)生CO2，故只進(jìn)行無氧呼吸，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精，A錯誤。b條件下，既有有氧呼吸又有無氧呼吸，有氧呼吸消耗體積為3的O2，產(chǎn)生體積為3的CO2，消耗葡萄糖的相對量為0.5，無氧呼吸產(chǎn)生體積為5的CO2，消耗葡萄糖的相對量為2.5，B錯誤。c條件下，同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，C錯誤。d條件下，只進(jìn)行有氧呼吸，無氧呼吸為0，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體，D正確。
4．(2020·浙江選考改編)下列關(guān)于細(xì)胞的有氧呼吸與無氧呼吸的敘述，正確的是(　　)
A．細(xì)胞的無氧呼吸產(chǎn)生的ATP比有氧呼吸的多
B．細(xì)胞的無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體嵴上進(jìn)行
C．細(xì)胞的有氧呼吸與無氧呼吸過程中都會產(chǎn)生丙酮酸
D．若適當(dāng)提高蘋果果實貯藏環(huán)境中的O2濃度會增加酒精的生成量
解析：選C　1分子葡萄糖經(jīng)無氧呼吸可產(chǎn)生約2個ATP分子，1分子葡萄糖經(jīng)有氧呼吸可產(chǎn)生約30個ATP分子，A錯誤。無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，B錯誤。有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段都是葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸，C正確。適當(dāng)提高環(huán)境中的O2濃度會抑制無氧呼吸，產(chǎn)生的酒精量會減少，D錯誤。
[易錯提醒]
警惕呼吸作用的五個易錯點
(1)無氧呼吸第一階段釋放少量能量，其余能量儲存在分解不徹底的氧化產(chǎn)物——酒精或乳酸中，第二階段不產(chǎn)生能量。
(2)呼吸作用中有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成不一定是有氧呼吸，但對動物和人體而言，有CO2生成一定是有氧呼吸，因為動物及人體無氧呼吸的產(chǎn)物為乳酸。
(3)線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場所。無線粒體的真核細(xì)胞(或生物)只能進(jìn)行無氧呼吸，如哺乳動物成熟紅細(xì)胞、蛔蟲等，一些原核生物無線粒體，但可進(jìn)行有氧呼吸。
(4)葡萄糖分子不能直接進(jìn)入線粒體被分解，必須在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被分解為丙酮酸后才能進(jìn)入線粒體被分解。
(5)不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。　 　
一、科學(xué)思維——模型建構(gòu)法分析影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素
[思維建模]
影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素常見曲線模型
[模型解讀]
1．據(jù)圖1回答下列問題：
(1)圖中各點表示的生物學(xué)意義
Q點：不消耗O2，產(chǎn)生CO2 只進(jìn)行無氧呼吸；
P點：O2吸收量＝CO2生成量 只進(jìn)行有氧呼吸；
QP段(不包含Q、P點)：CO2生成量大于(填“大于”“小于”或“等于”)O2吸收量 同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸；
R點：產(chǎn)生CO2量最少 組織細(xì)胞呼吸作用最弱。
(2)在保存蔬菜、水果時，應(yīng)選擇R點對應(yīng)的O2濃度。
(3)AB段長度＝BC段長度，說明此時有氧呼吸與無氧呼吸釋放CO2量相等，則此時有氧呼吸消耗的葡萄糖量為無氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。
2．圖2中，溫度對細(xì)胞呼吸的影響是通過影響與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性實現(xiàn)的，因此在貯藏種子、水果、蔬菜時應(yīng)選取零上低溫(填“高溫”“零上低溫”或“低溫”)。
3．從圖3可看出，細(xì)胞呼吸速率與自由水含量有關(guān)，在儲存作物種子時應(yīng)將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機物的消耗。
[析題用模]
1．(2018·浙江11月選考)溫度對某植物細(xì)胞呼吸速率影響的示意圖如圖。下列敘述正確的是(　　)
A．a(chǎn)～b段，溫度升高促進(jìn)了線粒體內(nèi)的糖酵解過程
B．b～c段，與細(xì)胞呼吸有關(guān)的酶發(fā)生熱變性的速率加快
C．b點時，氧與葡萄糖中的碳結(jié)合生成的二氧化碳最多
D．c點時，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的絕大部分能量貯存在ATP中
解析：選B　糖酵解發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，而不是線粒體中；b～c段溫度上升，呼吸速率迅速下降，說明酶發(fā)生熱變性的速率加快；氧氣與[H]反應(yīng)生成水，不生成二氧化碳；細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的絕大部分能量以熱能形式散失。
2．(2021·福州四校聯(lián)考)如圖是在密閉容器中不同質(zhì)量濃度的戊二醛(不影響溶液pH)對大水榕和香蕉草兩種沉水植物呼吸作用影響的實驗結(jié)果圖(不考慮無氧呼吸)，下列有關(guān)分析正確的是(　　)
A．該實驗中各組應(yīng)在溫度相同且有光的條件下進(jìn)行
B．隨著戊二醛質(zhì)量濃度升高，兩種沉水植物的呼吸速率在不斷上升
C．氧氣與有氧呼吸前兩個階段產(chǎn)生的NADPH結(jié)合生成水
D．實驗過程中每一組密閉容器內(nèi)水體pH逐漸減小
解析：選D　為避免光合作用和其他無關(guān)因素對實驗結(jié)果的干擾，該實驗中各組應(yīng)在溫度相同且無光的條件下進(jìn)行，A錯誤；隨著戊二醛質(zhì)量濃度的增大，溶解氧減少速率逐漸降低，說明兩種沉水植物有氧呼吸的強度在不斷減弱，B錯誤；在有氧呼吸過程中，氧氣與有氧呼吸前兩個階段產(chǎn)生的NADH結(jié)合生成水，C錯誤；由于兩種植物的細(xì)胞呼吸均產(chǎn)生CO2，CO2溶于水會使水體pH減小，D正確。
3.如圖表示O2濃度和溫度對洋蔥根尖細(xì)胞有氧呼吸速率的影響，下列敘述錯誤的是(　　)
A．與a點相比，b點時與有氧呼吸相關(guān)酶的活性較低
B．與b點相比，限制c點有氧呼吸速率的因素有O2濃度和溫度
C．由圖可知，細(xì)胞有氧呼吸的最適溫度位于30 ℃～35 ℃之間
D．O2濃度不變，a點時適當(dāng)提高溫度，細(xì)胞有氧呼吸速率可能增大
解析：選C　當(dāng)O2濃度為60%時，有氧呼吸的速率在30 ℃時比20 ℃時的大，說明與a點相比，b點時與有氧呼吸相關(guān)酶的活性較低，A正確。當(dāng)O2濃度為20%時，c點升高溫度，有氧呼吸速率會增大，所以溫度影響有氧呼吸速率；當(dāng)溫度為15 ℃時增加O2濃度，有氧呼吸速率也會增大，所以O(shè)2濃度也會影響呼吸速率，B正確。分析題圖可知，在20 ℃、30 ℃、35 ℃三個溫度條件下，30 ℃且氧氣充足時有氧呼吸速率最高，說明有氧呼吸的最適宜溫度在20 ℃～35 ℃之間，而不是位于30 ℃～35 ℃之間，C錯誤。從圖中可以看出，30 ℃時可能最接近酶的最適溫度，如果酶的最適溫度是31 ℃，則適當(dāng)升高溫度會提高呼吸速率，D正確。
二、科學(xué)探究——細(xì)胞呼吸的方式和呼吸速率的測定
1．種子萌發(fā)時細(xì)胞呼吸類型的實驗探究
(1)實驗設(shè)計
欲確認(rèn)某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)
(2)實驗結(jié)果預(yù)測和結(jié)論
實驗現(xiàn)象 結(jié)論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或種子已死亡
不動 右移 只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移 右移 進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸
左移 不動 只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸
2．種子萌發(fā)時呼吸速率的測定
(1)實驗裝置
(2)指標(biāo)及原理
指標(biāo) 細(xì)胞呼吸速率常用單位時間內(nèi)CO2釋放量或O2吸收量來表示
原理 組織細(xì)胞呼吸作用吸收O2，釋放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強減小，刻度管內(nèi)的著色液左移。單位時間內(nèi)著色液左移的距離即表示呼吸速率
(3)物理誤差的校正
①如果實驗材料是綠色植物，整個裝置應(yīng)遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。
②如果實驗材料是種子，為防止微生物的細(xì)胞呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)對裝置及所測種子進(jìn)行消毒處理。
③為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對照實驗，將所測的生物材料滅活(如將發(fā)芽的種子煮熟)，其他條件均不變。
(4)實驗拓展：呼吸底物與著色液移動的關(guān)系
脂肪含氫量高，含氧量低，等質(zhì)量的脂肪與葡萄糖相比，氧化分解時耗氧量高，而產(chǎn)生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸時，產(chǎn)生的CO2量小于消耗的O2量，著色液移動更明顯。
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1．某同學(xué)將活酵母菌和淀粉溶液裝進(jìn)飲料瓶，預(yù)留1/3的空間后密封，觀察酵母菌發(fā)酵的變化并用表格進(jìn)行記錄。下列分析錯誤的是(　　)
條件 原料 變化 產(chǎn)物 呼吸作用場所
酵母菌10 g(25 ℃) 淀粉溶液 瓶子膨脹，溶液出現(xiàn)氣泡，溶液變暖 甲 乙
A．甲包括水、酒精和CO2，乙為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
B．酵母菌一般以葡萄糖作為呼吸作用的底物
C．溶液出現(xiàn)氣泡和瓶子膨脹是產(chǎn)生大量CO2的結(jié)果
D．有機物經(jīng)酵母菌無氧呼吸分解后只轉(zhuǎn)化為ATP和熱能
解析：選D　由于瓶子已密封，酵母菌可同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，產(chǎn)物(甲)有水、酒精和CO2，呼吸作用場所(乙)為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，A正確；酵母菌一般以葡萄糖作為呼吸作用的底物，B正確；溶液出現(xiàn)氣泡和瓶子膨脹的原因是呼吸作用產(chǎn)生了大量的CO2，C正確；有機物經(jīng)酵母菌發(fā)酵后，其釋放的能量，一部分用于合成ATP，一部分轉(zhuǎn)化為熱能，其物質(zhì)的變化是轉(zhuǎn)化成了酒精和CO2，D錯誤。
2.(2021·南平一模)如圖是探究有活性的水稻種子呼吸作用的裝置。下列敘述正確的是(　　)
A．將種子浸透的作用是增加種子細(xì)胞中結(jié)合水的含量，從而增強種子的代謝作用
B．實驗開始時，紅色小液滴位于0點，在其他條件適宜的情況下，一段時間后，紅色小液滴將向右移動
C．小液滴停止移動后，種子的呼吸方式是有氧呼吸
D．為確保紅色小液滴的移動僅由種子的生理活動引起，需另設(shè)放置煮熟種子的對照實驗裝置
解析：選D　將種子浸透的作用是增加種子細(xì)胞中自由水的含量，從而增強種子的代謝作用，提高其呼吸作用，A錯誤；實驗開始時，紅色小液滴位于0點，在其他條件適宜的情況下，一段時間后，由于種子呼吸會消耗氧氣，故紅色小液滴將向左移動，B錯誤；小液滴停止移動后，說明其不再消耗氧氣，即進(jìn)行無氧呼吸，C錯誤；為確保紅色小液滴的移動僅由種子的生理活動引起，需另設(shè)放置煮熟種子的對照實驗裝置，觀察小液滴是否移動，D正確。
3．圖1所示是某同學(xué)為測定大豆種子呼吸速率所組裝的實驗裝置。請回答下列問題：
(1)設(shè)置乙裝置的目的是排除___________________________________________對實驗的干擾。
(2)實驗過程中有色液滴不斷向左移動時，________(填“能”或“不能”)說明有氧呼吸速率不斷增強。
(3)圖1所示裝置只能測出有氧呼吸速率，若要測出發(fā)芽的大豆種子的無氧呼吸，還需設(shè)置對照組實驗，對照組實驗裝置中以等量的蒸餾水代替濃NaOH溶液。圖2是根據(jù)兩組裝置的測量結(jié)果繪制的大豆種子萌發(fā)過程中CO2釋放和O2吸收速率的變化趨勢。
對照組有色液滴的移動距離表示____________________________________。圖2顯示，在12～24 h期間，萌發(fā)種子的呼吸方式是________，第48 h后，萌發(fā)的種子O2吸收速率超過CO2釋放速率，其原因是細(xì)胞呼吸的底物中可能還有________等物質(zhì)。
解析：(1)裝置乙中裝入加熱殺死的大豆種子，可排除微生物的呼吸作用和環(huán)境因素如溫度、氣壓等對實驗的干擾。(2)實驗過程中發(fā)芽的大豆種子有氧呼吸消耗O2，產(chǎn)生的CO2被濃NaOH溶液吸收，導(dǎo)致甲裝置內(nèi)氣體體積變小，有色液滴不斷向左移動時，只能說明O2不斷被消耗，但不能說明有氧呼吸速率不斷增強。(3)對照組實驗裝置中以等量的蒸餾水代替濃NaOH溶液，有色液滴的移動距離表示大豆種子呼吸消耗O2與產(chǎn)生CO2的體積差。圖2中12～24 h期間，O2吸收速率基本不變，但CO2釋放速率增加，說明萌發(fā)種子主要進(jìn)行無氧呼吸，同時也進(jìn)行有氧呼吸。相同質(zhì)量的糖類和脂肪氧化分解時，脂肪由于氫含量較高，消耗的O2量較大，第48 h后，萌發(fā)的種子O2吸收速率超過CO2釋放速率，說明細(xì)胞呼吸的底物中可能還有脂肪等物質(zhì)。
答案：(1)微生物及環(huán)境因素　(2)不能　(3)大豆種子呼吸消耗的O2與釋放的CO2的差　有氧呼吸和無氧呼吸　脂肪
一、選擇題
1．下列關(guān)于葉肉細(xì)胞內(nèi)ATP的描述，正確的是(　　)
A．ATP的結(jié)構(gòu)決定了其在葉肉細(xì)胞中不能大量儲存
B．光合作用產(chǎn)生的ATP可以為Mg2＋進(jìn)入葉肉細(xì)胞直接提供能量
C．ATP水解失掉兩個磷酸基團(tuán)后，可以作為逆轉(zhuǎn)錄的原料
D．葡萄糖分子在線粒體內(nèi)徹底氧化分解，可以產(chǎn)生大量ATP
解析：選A　ATP的結(jié)構(gòu)決定了其在細(xì)胞內(nèi)的含量很少；植物葉肉細(xì)胞吸收Mg2＋的方式是主動運輸，需要消耗來自呼吸作用產(chǎn)生的ATP提供能量，光合作用產(chǎn)生的ATP只能用于暗反應(yīng)；ATP水解，失去兩個磷酸后為腺嘌呤核糖核苷酸，可作為轉(zhuǎn)錄的原料之一；葡萄糖水解為丙酮酸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。
2．磷酸肌酸主要儲存于動物和人的肌細(xì)胞中，是一種高能磷酸化合物，ATP和磷酸肌酸在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化式為，磷酸肌酸(C～P)＋ADP??ATP＋肌酸(C)
下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．磷酸肌酸是能量的一種儲存形式，是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)
B．磷酸肌酸和肌酸的相互轉(zhuǎn)化與ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化相偶聯(lián)
C．肌肉收縮時，在磷酸肌酸的作用下使ATP的含量保持相對穩(wěn)定
D．可推測生物體內(nèi)還存在著其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等
解析：選A　ATP是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)，磷酸肌酸不是細(xì)胞內(nèi)的直接能源物質(zhì)；據(jù)題干可知，磷酸肌酸和肌酸的相互轉(zhuǎn)化與ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化相偶聯(lián)；肌肉收縮時，磷酸肌酸可轉(zhuǎn)化為ATP，故可使ATP的含量保持相對穩(wěn)定；生物體內(nèi)還存在著其他的高能磷酸化合物，如GTP、CTP等。
3．(2021·泉州質(zhì)檢)下圖表示呼吸作用過程中葡萄糖分解的兩個途徑。酶1、酶2和酶3依次分別存在于(　　)
A．線粒體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
B．線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
C．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
D．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
解析：選C　在呼吸作用中，葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸的過程在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生，所以酶1存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；有氧呼吸第二、三階段在線粒體中進(jìn)行，所以酶2存在于線粒體；無氧呼吸都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，所以酶3存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
4．(2020·浙江選考)酵母菌細(xì)胞呼吸的部分過程如圖所示，①～③為相關(guān)生理過程。下列敘述正確的是(　　)
A．①釋放的能量大多貯存在有機物中
B．③進(jìn)行的場所是細(xì)胞溶膠和線粒體
C．發(fā)生①③時，CO2釋放量大于O2吸收量
D．發(fā)酵液中的酵母菌在低氧環(huán)境下能進(jìn)行①②和①③
解析：選D　①釋放的少量能量中大部分以熱能形式散失，有少部分合成ATP，A錯誤；③進(jìn)行的場所是線粒體，B錯誤；①③是需氧呼吸，CO2釋放量等于O2吸收量，C錯誤；酵母菌是兼性厭氧菌，既能進(jìn)行需氧呼吸也能進(jìn)行厭氧呼吸，所以發(fā)酵液中的酵母菌在低氧環(huán)境下能進(jìn)行①②和①③，D正確。
5．(2021·天津模擬)按下表設(shè)計進(jìn)行實驗。分組后，在相同的適宜條件下培養(yǎng)8～10小時。對實驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，下列敘述正確的是(　　)
實驗材料 取樣 處理 分組 培養(yǎng)液 供氧情況
適宜濃度 酵母菌液 50 mL 破碎細(xì)胞(細(xì)胞器完整) 甲 25 mL 75 mL 無氧
乙 25 mL 75 mL 通氧
50 mL 未處理 丙 25 mL 75 mL 無氧
丁 25 mL 75 mL 通氧
A．甲組不產(chǎn)生CO2而乙組產(chǎn)生
B．甲組的酒精產(chǎn)量與丙組相同
C．丁組能量轉(zhuǎn)換率與丙組相同
D．丁組的氧氣消耗量大于乙組
解析：選D　分析表格可知，甲、丙兩組均為無氧環(huán)境，則酵母菌細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。乙、丁兩組均為有氧環(huán)境，則酵母菌細(xì)胞主要進(jìn)行有氧呼吸。破碎細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中酶的濃度較低，所以甲、乙兩組的反應(yīng)速度較慢。酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都能產(chǎn)生CO2，A錯誤；甲組反應(yīng)速度慢，則甲組的酒精產(chǎn)量小于丙組，B錯誤；有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)高于無氧呼吸，C錯誤；乙、丁兩組均進(jìn)行有氧呼吸，乙組反應(yīng)速度較慢，因此，其氧氣消耗量低于丁組，D正確。
6．人的肌肉組織分為快肌纖維和慢肌纖維兩種，快肌纖維幾乎不含有線粒體，與短跑等劇烈運動有關(guān)；慢肌纖維與慢跑等有氧運動有關(guān)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．慢跑時慢肌纖維產(chǎn)生的ATP，主要來自線粒體內(nèi)膜
B．短跑時快肌纖維無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，故產(chǎn)生酸痛感覺
C．兩種肌纖維均可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生丙酮酸、[H]和ATP
D．消耗等摩爾葡萄糖，快肌纖維比慢肌纖維產(chǎn)生的ATP多
解析：選D　由題意知，慢肌纖維與慢跑等有氧運動有關(guān)，有氧呼吸的能量主要來自第三階段，場所是線粒體內(nèi)膜，A正確；快肌纖維幾乎不含有線粒體，主要進(jìn)行無氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，故產(chǎn)生酸痛感覺，B正確；有氧呼吸和無氧呼吸第一階段完全相同，都產(chǎn)生丙酮酸、[H]和ATP，C正確；快肌纖維幾乎不含有線粒體，所以進(jìn)行無氧呼吸，消耗等摩爾葡萄糖，無氧呼吸產(chǎn)生的ATP少，D錯誤。
7．下列涉及ATP的相關(guān)敘述，錯誤的是(　　)
A．苯和乙醇的跨膜運輸都不需要消耗ATP
B．ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成
C．細(xì)胞中ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化的能量供應(yīng)機制，是生物界的共性
D．葡萄糖和果糖合成蔗糖為放能反應(yīng)，此反應(yīng)正常進(jìn)行需要ATP提供能量
解析：選D　苯和乙醇通過自由擴散出入細(xì)胞，其跨膜運輸都不需要消耗ATP，A正確；ATP中的A代表腺苷，由腺嘌呤和核糖結(jié)合而成，B正確；所有生物均以ATP作為生命活動的直接能源物質(zhì)，說明生物界具有統(tǒng)一性，C正確；葡萄糖和果糖合成蔗糖為吸能反應(yīng)，D錯誤。
8．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·廣東卷)下列所述生產(chǎn)與生活中的做法，合理的是(　　)
A．做面包時加入酵母菌并維持密閉狀態(tài)
B．水稻田適時排水曬田以保證根系通氣
C．白天定時給栽培大棚通風(fēng)以保證氧氣供應(yīng)
D．用不透氣的消毒材料包扎傷口以避免感染
解析：選B　做面包時加入酵母菌是因為酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳使面包松軟多孔，由于酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，故不能維持密閉狀態(tài)；水稻田適時排水曬田的目的是保證根系通氣，防止根系細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精，造成毒害；白天定時給栽培大棚通風(fēng)的目的是保證二氧化碳的供應(yīng)，利于植物進(jìn)行光合作用；用透氣的消毒材料包扎傷口以抑制厭氧菌大量繁殖，避免感染。
9．某科研小組為探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，進(jìn)行了如圖所示實驗(假設(shè)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的熱量不會使瓶中氣壓升高)，開始時溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色基本不變，反應(yīng)一段時間后溶液顏色由藍(lán)變綠再變黃。下列有關(guān)分析正確的是(　　)
A．溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由藍(lán)變綠再變黃說明酵母菌的呼吸強度在增強
B．溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色一開始不變是因為酵母菌只進(jìn)行了有氧呼吸
C．14C6H12O6不能進(jìn)入線粒體，故線粒體中不能檢測出放射性
D．實驗過程中酵母菌細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部來自線粒體
解析：選B　溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色由藍(lán)變綠再變黃說明酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2增多，A錯誤；溴麝香草酚藍(lán)水溶液的顏色一開始不變是因為酵母菌只進(jìn)行了有氧呼吸，瓶中壓強不變，B正確；14C6H12O6不能進(jìn)入線粒體，但其分解形成的丙酮酸能進(jìn)入線粒體，因此線粒體中能檢測出放射性，C錯誤；實驗過程中酵母菌細(xì)胞呼吸釋放的CO2來自有氧呼吸第二階段和無氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，D錯誤。
10．將一些蘋果儲藏在密閉容器中，較長時間后會聞到酒香。當(dāng)通入不同濃度的O2時，其O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量如表所示。若細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖，則下列敘述錯誤的是(　　)
O2濃度(%) a b c d e
CO2產(chǎn)生量(mol/min) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O2的消耗量(mol/min) 0 0.5 0.7 1.2 3.0
A．O2濃度為a時，蘋果的細(xì)胞呼吸只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行
B．O2濃度為c時，蘋果產(chǎn)生酒精的速率為0.6 mol/min
C．O2濃度為d時，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精發(fā)酵
D．O2濃度為b時，較適宜于蘋果的儲藏
解析：選C　O2濃度為a時，蘋果的細(xì)胞呼吸為無氧呼吸，只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行；O2濃度為c時，無氧呼吸產(chǎn)生CO2的速率為1.3－0.7＝0.6(mol/min)，所以蘋果產(chǎn)生酒精的速率為0.6 mol/min；O2濃度為d時，有氧呼吸每分鐘產(chǎn)生的CO2的量為1.2 mol，所以有氧呼吸每分鐘消耗的葡萄糖的量為0.2 mol，無氧呼吸每分鐘產(chǎn)生的CO2的量為0.4 mol，所以無氧呼吸每分鐘消耗的葡萄糖的量為0.2 mol，故消耗的葡萄糖中有1/2用于酒精發(fā)酵；由表可知，O2濃度為b時，呼吸作用強度最低，此濃度較適合蘋果的儲存。
二、非選擇題
11．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·重慶卷)如圖為某運動員劇烈運動時，肌肉收縮過程中部分能量代謝的示意圖。
據(jù)圖回答下列問題：
(1)由圖可知，肌肉收縮最初的能量來自細(xì)胞中的____________________，該物質(zhì)的產(chǎn)生部位有____________________。
(2)圖中曲線B代表的細(xì)胞呼吸類型是____________，判斷依據(jù)是___________________________________________，該反應(yīng)產(chǎn)物是____________。
(3)足球運動員為提高運動能力，通常進(jìn)行3到4周的高原訓(xùn)練，這種訓(xùn)練方式主要提高C的能力，原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)肌肉收縮最初的能量應(yīng)來自細(xì)胞中的存量ATP直接水解提供能量，人體細(xì)胞中ATP的產(chǎn)生部位有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。(2)由題圖分析可知，曲線B代表的過程可在較短時間內(nèi)提供能量，是在細(xì)胞呼吸的第一階段產(chǎn)生的能量，但隨著運動時間的延長無法持續(xù)提供能量，說明這不是人體主要的呼吸類型，應(yīng)是無氧呼吸，人體內(nèi)無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。(3)運動員為提高運動能力，進(jìn)行高原訓(xùn)練，目的是提高血液中紅細(xì)胞的含量，從而提高血液的運氧能力，使機體的有氧呼吸功能增加，有助于提高運動員的運動能力。
答案：(1)(存量)ATP　細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體　(2)無氧呼吸　該過程可在較短時間內(nèi)提供能量，是在細(xì)胞呼吸的第一階段產(chǎn)生的能量，但隨著運動時間的延長無法持續(xù)提供能量，說明這不是人體主要的呼吸類型　乳酸　(3)高原環(huán)境下空氣中的O2含量低，人體內(nèi)會通過增殖、分化產(chǎn)生更多的紅細(xì)胞，提高血液的運氧能力，使機體的有氧呼吸功能增加，有助于提高運動員的運動能力
12．地下黑作坊用病死豬肉腌制的臘肉往往含有大量的細(xì)菌，可利用“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”對市場中臘肉含細(xì)菌多少進(jìn)行檢測：①將臘肉研磨后離心處理，取一定量上清液放入分光光度計(測定發(fā)光強度的儀器)反應(yīng)室內(nèi)，加入適量的熒光素和熒光素酶，在適宜條件下進(jìn)行反應(yīng)；②記錄發(fā)光強度并計算ATP含量；③測算出細(xì)菌數(shù)量。分析并回答下列問題：
(1)熒光素接受________提供的能量后就被激活，在熒光素酶的作用下形成氧化熒光素并且發(fā)出熒光。根據(jù)發(fā)光強度可以計算出生物組織中ATP的含量，原因是發(fā)光強度與ATP含量成________(填“正比”或“反比”)；根據(jù)ATP含量進(jìn)而測算出細(xì)菌數(shù)量的依據(jù)是每個細(xì)菌細(xì)胞中ATP含量________________。
(2)“熒光素—熒光素酶生物發(fā)光法”中涉及的能量轉(zhuǎn)換是__________________；生物細(xì)胞中ATP的水解一般與__________(填“吸能反應(yīng)”或“放能反應(yīng)”)相聯(lián)系。
(3)研究人員用不同條件處理熒光素酶后，測定酶濃度與發(fā)光強度的關(guān)系如圖所示。
其中高濃度鹽溶液經(jīng)稀釋后酶活性可以恢復(fù)，高溫和Hg2＋處理后酶活性不可恢復(fù)。若要節(jié)省熒光素酶的用量，可以使用________處理；Hg2＋處理后酶活性降低可能是因為________________________________________________________________________。
解析：(1)ATP是直接能源物質(zhì)，由題意可知，其提供的能量可激活熒光素，ATP越多，被激活的熒光素越多，發(fā)光越強，即發(fā)光強度與ATP含量成正比；每個細(xì)菌的代謝強度基本相同，所產(chǎn)生的ATP含量也大致相同且相對穩(wěn)定。(2)ATP中的能量是活躍的化學(xué)能，氧化熒光素發(fā)光時的能量是光能，能量轉(zhuǎn)換為活躍的化學(xué)能→光能。ATP水解釋放出來的能量可供各種吸能反應(yīng)所需。(3)Mg2＋處理后熒光素酶活性增強，故若要節(jié)省熒光素酶的用量，可用Mg2＋處理，Hg2＋處理后酶活性降低可能是因為Hg2＋破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)。
答案：(1)ATP　正比　大致相同且相對穩(wěn)定　(2)化學(xué)能→光能　吸能反應(yīng)　(3)Mg2＋　Hg2＋破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)
13．圖甲是細(xì)胞內(nèi)部分生命活動示意圖，其中①、②、③、④表示生理過程，A、B、C、D表示生命活動產(chǎn)生的物質(zhì)。圖乙是某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。請據(jù)圖回答下列相關(guān)問題：
(1)圖甲中在生物膜上發(fā)生的生理過程是________(填數(shù)字)，A表示________，D表示________。產(chǎn)生能量最多的生理過程是________(填數(shù)字)。
(2)圖乙中只完成圖甲中生理過程①、②、③的O2濃度是________。圖乙中最適合儲存水果或蔬菜的O2濃度是________。
(3)O2濃度為b時，植物細(xì)胞無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的________倍。
解析：(1)圖甲中生理過程①為呼吸作用第一階段，發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中；生理過程②為有氧呼吸的第二階段，發(fā)生的場所為線粒體基質(zhì)；生理過程③為有氧呼吸的第三階段，發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，其產(chǎn)生的能量最多；生理過程④為無氧呼吸第二階段。A物質(zhì)是丙酮酸，B物質(zhì)為[H]，C物質(zhì)為乙醇，D物質(zhì)為乳酸。(2)圖乙中O2濃度為a時，該器官沒有吸收O2，只有CO2生成，因此植物細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸；O2濃度為d時，O2吸收量和CO2釋放量相等，植物細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸；O2濃度為b和c時，CO2的釋放量大于O2的吸收量，則植物細(xì)胞同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸。O2濃度為c時，植物細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用釋放的CO2量最少，是儲存水果或蔬菜的最佳O2濃度。(3)O2濃度為b時，O2吸收量為3，則有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為3，無氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為5，根據(jù)有氧呼吸與無氧呼吸的化學(xué)反應(yīng)式可知植物細(xì)胞無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍。
答案：(1)③　丙酮酸　乳酸　③　(2)d　c　(3)5
14．由于萌發(fā)的種子所占體積小，代謝水平高，因此，常用作生物實驗材料。下面三個裝置以萌發(fā)的種子為材料，研究呼吸作用的產(chǎn)物及方式。據(jù)圖回答下列問題：
(1)為排除微生物對實驗結(jié)果的干擾，常將萌發(fā)的種子進(jìn)行________處理。
(2)為使實驗結(jié)果科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)設(shè)置對照實驗。結(jié)合上述三套實驗裝置，確定實驗?zāi)康模⒋_定對照實驗的設(shè)置情況(將①～⑥補充完整)：
裝置 實驗?zāi)康?對照實驗的設(shè)置情況
甲 ① ②
乙 ③ ④
丙 ⑤ ⑥
①______________________，②______________________________，
③______________________，④_______________________________，
⑤______________________，⑥_______________________________。
(3)增設(shè)對照實驗后，乙組兩個裝置中有色液滴如何移動，證明萌發(fā)的種子既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)為排除微生物呼吸作用的影響，種子必須進(jìn)行消毒處理。(2)從三個裝置中所給的儀器可以判斷出待觀測指標(biāo)，再根據(jù)待觀測指標(biāo)推斷出實驗?zāi)康模蓪嶒災(zāi)康拇_定出對照實驗的設(shè)置情況。甲裝置：溫度計→測定萌發(fā)種子是否產(chǎn)生熱量→根據(jù)題目推斷出實驗?zāi)康臑椤疤骄亢粑饔檬欠癞a(chǎn)生熱量”→對照實驗應(yīng)為不能進(jìn)行呼吸作用的“死種子”。乙裝置：有色液滴移動情況→容器內(nèi)氣體體積變化情況→根據(jù)題目推斷出實驗?zāi)康臑椤疤骄棵劝l(fā)種子的呼吸作用方式”→NaOH溶液吸收CO2，可更換為不吸收CO2的清水作為對照。丙裝置：澄清的石灰水能否變混濁→是否產(chǎn)生CO2→根據(jù)題目推斷出實驗?zāi)康臑椤疤骄糠N子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2”→對照實驗應(yīng)為不能進(jìn)行呼吸作用的“死種子”。(3)乙裝置增設(shè)對照實驗后，在含NaOH溶液的裝置中，無論有氧呼吸還是無氧呼吸所產(chǎn)生的CO2都被NaOH溶液吸收，而O2消耗會使裝置中氣體體積減小，故有色液滴左移。在含清水的裝置中進(jìn)行的有氧呼吸不會引起裝置中氣體體積變化，但是無氧呼吸會使裝置中氣體體積變大，故有色液滴右移。
答案：(1)消毒　(2)①探究呼吸作用是否產(chǎn)生熱量　
②等量的加熱殺死并冷卻至常溫的萌發(fā)種子　③探究萌發(fā)種子的呼吸作用方式　④將NaOH溶液換成等量的清水　⑤探究種子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2　⑥等量的加熱殺死的萌發(fā)的種子　(3)含NaOH溶液的裝置中有色液滴左移，含清水的裝置中有色液滴右移

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