資源簡介

(共97張PPT)
第5課時
細胞呼吸——能量的轉(zhuǎn)化和利用
課標要求
說明細胞通過細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。
考點一　細胞呼吸的方式和過程
考點二　探究酵母菌的呼吸方式
內(nèi)容索引
課時精練
重溫高考 真題演練
考點一
細胞呼吸的方式和過程
1.有氧呼吸
(1)概念：指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生______________，同時釋放能量，生成_______
_____的過程。
歸納 夯實必備知識
二氧化碳和水
大量
ATP
(2)過程
細胞質(zhì)基質(zhì)
2C3H4O3＋4[H]
少量能量
線粒體基質(zhì)
6CO2＋20[H]
少量能量
線粒體內(nèi)膜
大量能量
(3)寫出有氧呼吸總反應式(標出氧元素的來源與去向)
__________________________________________。
(4)能量轉(zhuǎn)換：葡萄糖中穩(wěn)定的化學能轉(zhuǎn)化為________________________。
ATP中活躍的化學能和熱能
提醒　①有氧呼吸的場所并非只是線粒體；真核細胞有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；原核細胞無線粒體，有氧呼吸在細胞質(zhì)和細胞質(zhì)膜上進行。
②無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要儲存在____________中；而徹底氧化分解釋放的能量主要以______的形式散失了。
③科學家就線粒體的起源，提出了一種解釋：有一種真核細胞吞噬了原始的_________，二者在共同繁衍的過程中，__________進化為宿主細胞內(nèi)專門進行細胞呼吸的細胞器。
乳酸或酒精
熱能
好氧細菌
好氧細菌
2.無氧呼吸
(1)概念：是指在____________的條件下，細胞通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為______和CO2，或分解成_____等物質(zhì)，同時釋放_____能量的過程。
(2)場所：全過程都是在___________中進行的。
無氧或缺氧
乙醇
乳酸
較少
細胞質(zhì)基質(zhì)
第一階段 葡萄糖 丙酮酸＋[H]＋_________
第二階段 產(chǎn)乙醇 [H]＋丙酮酸 ______ _______ 大多數(shù)植物、酵母菌等
產(chǎn)乳酸 [H]＋丙酮酸 _____ ________________________________________等
(3)過程
少量能量
乙醇
＋CO2
乳酸
高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、乳酸菌
(4)產(chǎn)物不同的原因
①直接原因：____不同。
②根本原因：___________________________。
酶
基因不同或基因的選擇性表達
(1)源于必修1 P94正文：細胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]是___________
___________的簡化表示方法。
(2)必修1 P94“知識鏈接”檸檬酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)(糖、脂肪、蛋白質(zhì))__________的最終共同途徑，這三大營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過分解代謝都先生成乙酰輔酶A，乙酰輔酶A進入檸檬酸循環(huán)徹底氧化生成______和H2O，釋放能量用于ATP合成。
還原型輔酶
Ⅰ(NADH)
分解代謝
CO2
(3)必修1 P94“知識鏈接”：檸檬酸循環(huán)也是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。通過檸檬酸循環(huán)，糖可轉(zhuǎn)化成__________________，有些氨基酸也可以通過脫氨基作用和糖異生途徑轉(zhuǎn)化為__________。
脂肪和非必需氨基酸
糖或甘油
3.有氧呼吸與無氧呼吸中[H]和ATP的來源和去路
(1)有氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
一
二
三
一、二、三
(2)無氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
無氧呼吸中的[H]和ATP都是在第____階段產(chǎn)生的，場所是細胞質(zhì)基質(zhì)。其中[H]在第____階段被全部消耗。
一
二
4.細胞呼吸方式的判斷(以真核生物以例)
(1)依據(jù)反應方程式和發(fā)生場所判斷
有氧
無氧
無氧
無氧
有氧
(2)通過液滴移動法探究細胞呼吸的方式
①探究裝置：欲確認某生物的細胞呼吸方式，應設置兩套實驗裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：
②結(jié)果與結(jié)論
實驗結(jié)果 結(jié)論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 _________________________或種子已經(jīng)死亡
不動 右移 ___________________________
左移 右移 進行有氧呼吸和產(chǎn)生乙醇的無氧呼吸
左移 不動 _______________或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
左移 左移 種子進行有氧呼吸時，底物中除糖類外還含有脂質(zhì)
只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
只進行產(chǎn)生乙醇的無氧呼吸
只進行有氧呼吸
③誤差校正：為使實驗結(jié)果精確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置三。裝置三與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。
思考　①為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應將裝置進行滅菌、所測種子進行______處理。
②若選用綠色植物作實驗材料，測定細胞呼吸速率，需將整個裝置進行______處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。
消毒
遮光
考向一　細胞呼吸過程的綜合分析
1.線粒體呼吸鏈主要由線粒體呼吸鏈酶組成，由于線粒體中需要經(jīng)呼吸鏈氧化和電子傳遞的主要是NADH和FADH2，所以可將呼吸鏈分為NADH氧化呼吸鏈和FADH2氧化呼吸鏈，下圖是這兩條呼吸鏈相關路徑。據(jù)圖分析以下說法不正確的是
A.線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，為細胞色素還原酶、
細胞色素氧化酶等酶的附著提供了場所
B.NADH在有氧呼吸的前兩個階段產(chǎn)生，在第三階
段消耗
C.細胞呼吸產(chǎn)生的NADH和光合作用產(chǎn)生的NADPH
都可用于還原O2
D.輔酶Q參與細胞的有氧呼吸過程，與ATP的形成
關系密切
√
突破 強化關鍵能力
光合作用產(chǎn)生的NADPH只能用于光合作用的暗反應，而不能用于還原氧氣，C錯誤。
2.(2023·江蘇蘇州高三模擬)糖酵解時產(chǎn)生大量還原型高能化合物NADH，在有氧條件下，電子由電子載體所組成的電子傳遞鏈傳遞，最終被O2氧化，如圖為真核細胞呼吸過程中電子傳遞鏈和氧化磷酸化過程。下列說法錯誤的是
A.H＋由線粒體基質(zhì)進入線粒體
膜間隙時需要載體蛋白的協(xié)助
B.有氧呼吸在線粒體內(nèi)膜上產(chǎn)生
H2O
C.電子傳遞鏈對線粒體內(nèi)膜兩側(cè)H＋梯度的形成起抑制作用
D.H＋在跨膜運輸進入線粒體基質(zhì)的過程中部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中儲存
√
分析題圖可知，H＋由線粒體基質(zhì)進入線粒體膜間隙時需要載體蛋白的協(xié)助，A正確；
有氧呼吸過程中，第三階段在線粒體內(nèi)膜上進行，前兩個階段產(chǎn)生的NADH與O2反應生成水，B正確；
分析題圖可知，NADH中的H＋
和電子被電子傳遞鏈所接受，
結(jié)果使得線粒體內(nèi)膜外側(cè)H＋
濃度升高，線粒體內(nèi)膜兩側(cè)形
成H＋梯度，即電子傳遞鏈對
線粒體內(nèi)膜兩側(cè)H＋梯度的形成起促進作用，C錯誤；
分析題圖，NADH中的能量變?yōu)镠＋的電化學勢能，再通過H＋向膜內(nèi)跨膜運輸變?yōu)锳TP中的能量，D正確。
3.(2023·江蘇南京高三檢測)下圖為酵母菌和人體細胞呼吸流程圖，下列敘述正確的是
A.若用18O標記葡萄糖，則物質(zhì)a中會檢測到18O
B.條件Y下，產(chǎn)生的物質(zhì)a使溴麝香草酚藍溶液
變黃色
C.酵母菌產(chǎn)生物質(zhì)b的場所有線粒體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)
D.條件X下酵母菌細胞呼吸時，葡萄糖中的能量主要以熱能形式散失
√
有氧呼吸過程中產(chǎn)生的水中的O來自O2，
若用18O標記葡萄糖，則物質(zhì)a(水)中不會
檢測到18O，A錯誤；
條件Y為有氧條件，物質(zhì)a為水，物質(zhì)b為
二氧化碳，二氧化碳才能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，B錯誤；
物質(zhì)b為二氧化碳，酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是線粒體基質(zhì)，無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；
條件X為無氧條件，酵母菌細胞無氧呼吸時葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，D錯誤。
考向二　細胞呼吸類型的判斷
4.葡萄糖和脂肪是細胞呼吸常用的物質(zhì)，葡萄糖中的氧含量遠多于脂肪，科學研究中常用RQ(釋放的CO2體積/消耗的O2體積)來推測生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物質(zhì)。下列敘述錯誤的是
A.水淹時植物根細胞的RQ>1，該植物根細胞呼吸的產(chǎn)物可能有乙醇
B.若測得酵母菌在葡萄糖培養(yǎng)液中的RQ＝1，說明進行的是有氧呼吸
C.若測得某植物種子在萌發(fā)初期的RQ<1，該植物種子可能富含脂肪
D.人體在劇烈運動的時候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ會大于1
√
水淹時，根細胞可進行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸，釋放的CO2體積/消耗的O2體積會大于1，A正確；
酵母菌既可以進行有氧呼吸，又可以進行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸，在葡萄糖培養(yǎng)液中RQ＝1，說明消耗的氧氣與產(chǎn)生CO2一樣多，則酵母菌進行的是有氧呼吸，B正確；
由于相同質(zhì)量的脂肪氧化分解時，消耗的氧氣量大于產(chǎn)生的CO2的量，若呼吸底物為葡萄糖，則有氧呼吸消耗的氧氣和產(chǎn)生的CO2一樣多。所以若測得某植物種子在萌發(fā)初期的RQ<1，說明該植物種子可能富含脂肪，C正確；
人體在劇烈運動的時候，既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸，但無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，則有氧呼吸消耗的氧氣和產(chǎn)生的CO2一樣多，故RQ＝1，D錯誤。
A.氧濃度為a時，蘋果的細胞呼吸只在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行
B.氧濃度為c時，蘋果產(chǎn)生乙醇的速率為0.6 mol·min－1
C.氧濃度為d時，消耗的葡萄糖中有1/4用于乙醇發(fā)酵
D.表中5個氧濃度條件下，氧濃度為b時，較適宜蘋果的儲藏
5.將蘋果儲藏在密閉容器中，較長時間后會聞到酒香。當通入不同濃度的O2時，其O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量如下表所示(假設細胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列敘述錯誤的是
√
氧濃度/% a b c d e
CO2產(chǎn)生速率/(mol·min－1) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O2消耗速率/(mol·min－1) 0 0.5 0.7 1.2 3.0
氧濃度為d時，有氧呼吸與無氧呼吸CO2產(chǎn)生速率分別為1.2 mol·min－1和0.4 mol·min－1，消耗葡萄糖之比為1∶1，即有1/2的葡萄糖用于乙醇發(fā)酵，C錯誤。
氧濃度/% a b c d e
CO2產(chǎn)生速率/(mol·min－1) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O2消耗速率/(mol·min－1) 0 0.5 0.7 1.2 3.0
6.為探究酵母菌的細胞呼吸方式而設計的實驗裝置如圖。下列有關分析錯誤的是
A.若裝置1和裝置2有色液滴均不
移動，則表明酵母菌無生命力
B.若酵母菌只進行無氧呼吸，則
裝置1中有色液滴不移動，裝置2中有色液滴向右移動
C.裝置1和裝置2酵母菌培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量會影響有色液滴的移動
D.若裝置1和裝置2有色液滴向左、右移動距離均為3個單位，則兩個裝
置內(nèi)的酵母菌共消耗葡萄糖2個單位
√
若裝置1中液滴向左移動3個
單位的距離，則其有氧呼吸
消耗葡萄糖0.5個單位，裝置
2中液滴向右移動3個單位，
說明釋放的二氧化碳量與消耗氧氣量的差值為3，則無氧呼吸消耗葡萄糖1.5個單位，裝置1中酵母菌也可能會進行無氧呼吸而消耗葡萄糖，因此兩個裝置內(nèi)的酵母菌共消耗葡萄糖可能會大于2個單位，D錯誤。
考點二
探究酵母菌的呼吸方式
1.實驗材料
提煉 通讀實驗內(nèi)容
異養(yǎng)兼性厭氧型
2.實驗步驟
(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌＋_______溶液)。
(2)檢測CO2產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。
葡萄糖
(3)CO2和酒精的檢測
檢測產(chǎn)物 所用試劑 現(xiàn)象
CO2 澄清的石灰水 變______
溴麝香草酚藍溶液 由藍色變?yōu)開______
酒精 酸性重鉻酸鉀溶液 變成_____
混濁
黃綠色
綠色
3.實驗現(xiàn)象
條件 澄清石灰水的變化 /出現(xiàn)變化的快慢 酸性(硫酸)條件下
的重鉻酸鉀溶液
甲組(無氧) 變混濁程度低(或慢) 出現(xiàn)_____
乙組(有氧) 變混濁程度高(或快) 無變化
綠色
4.實驗結(jié)論
(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。
(2)在有氧條件下產(chǎn)生大量CO2，在無氧條件下進行細胞呼吸產(chǎn)生_______
______。
酒精和
CO2
提醒　探究酵母菌的呼吸方式的方法為對比實驗，對比實驗中兩組都是實驗組，兩組之間相互對照。教材中對比實驗的實例有_______(填序號)。
①探究酵母菌的呼吸方式；②魯賓和卡門的同位素標記法實驗；③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標記T2噬菌體侵染細菌的實驗；④比較過氧化氫在不同條件下的分解。
①②③
考向　探究酵母菌的呼吸方式
7.(2023·江蘇鎮(zhèn)江高三模擬)酸性重鉻酸鉀既能將酒精中的羥基氧化成羧基，也能將葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重鉻酸鉀溶液與酒精和葡萄糖都會出現(xiàn)由橙色變?yōu)榛揖G色的顏色變化。在探究酵母菌無氧呼吸產(chǎn)物時，下列檢測或鑒定不一定能成功的是
A.可在B瓶中加入澄清石灰水檢測CO2的產(chǎn)生
B.培養(yǎng)一段時間后，向A瓶中加入酸性重鉻酸
鉀溶液，觀察顏色變化
C.可用斐林試劑檢測葡萄糖是否消耗完
D.適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，充分耗盡葡萄糖后再進行鑒定
√
突破 強化關鍵能力
該裝置的B瓶中可加入澄清石灰水，根據(jù)是否變混
濁檢測CO2的產(chǎn)生；培養(yǎng)一段時間后，從A瓶中取
少許培養(yǎng)液，加入酸性重鉻酸鉀溶液，觀察顏色變
化來判斷有無酒精產(chǎn)生；斐林試劑可檢測葡萄糖的
有無，故可用斐林試劑檢測葡萄糖是否消耗完；酸性重鉻酸鉀既能將酒精中的羥基氧化成羧基，也能將葡萄糖中的醛基氧化成羧基，故應適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，充分耗盡葡萄糖后再進行酒精的鑒定。
8.(多選)為探究酵母菌的呼吸方式，在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養(yǎng)液，密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中O2和CO2相對含量變化見下圖。下列有關分析錯誤的是
A.t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降
B.t3時，培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時慢
C.若降低10 ℃培養(yǎng)，O2相對含量達到穩(wěn)定所
需時間會縮短
D.實驗后的培養(yǎng)液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成綠色
√
√
在t1→t2時刻，單位時間內(nèi)氧氣的減少
速率越來越慢，說明酵母菌的有氧呼吸
速率不斷下降，A正確；
t3時刻，培養(yǎng)液中氧氣的含量不再發(fā)生
變化，說明酵母菌基本不再進行有氧呼吸，此時主要進行無氧呼吸，t1和t3產(chǎn)生CO2的速率基本相同，因此t3時，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1時快，B錯誤；
圖示所給溫度是最適溫度，此時酶的活
性最高，反應速率最快，因此若降低溫
度，氧氣相對含量達到穩(wěn)定時所需要的
時間會變長，C錯誤；
據(jù)圖可知，酵母菌進行了無氧呼吸，無氧呼吸過程會產(chǎn)生酒精，酒精與酸性重鉻酸鉀溶液反應后變成綠色，D正確。
三
重溫高考 真題演練
1.(2022·江蘇，8)下列關于細胞代謝的敘述正確的是
A.光照下，葉肉細胞中的ATP均源于光能的直接轉(zhuǎn)化
B.供氧不足時，酵母菌在細胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇
C.藍細菌沒有線粒體，只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATP
D.供氧充足時，真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP
1
2
3
4
5
√
光照下，葉肉細胞可以進行光合作用和有氧呼吸，光合作用中產(chǎn)生的ATP來源于光能的直接轉(zhuǎn)化，有氧呼吸中產(chǎn)生的ATP來源于有機物的氧化分解，A錯誤；
供氧不足時，酵母菌在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，B正確；
藍細菌屬于原核生物，沒有線粒體，但可以進行有氧呼吸，C錯誤；
供氧充足時，真核生物在線粒體內(nèi)膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP，D錯誤。
1
2
3
4
5
2.(多選)(2022·江蘇，15)下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關系示意圖。下列敘述正確的有
A.三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡的中心，
可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2
B.生物通過代謝中間物，將物質(zhì)的分
解代謝與合成代謝相互聯(lián)系
C.乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位
D.物質(zhì)氧化時釋放的能量都儲存于ATP
√
1
2
3
4
5
√
由題圖分析可知，三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸鏈會消耗O2，A錯誤；物質(zhì)氧化時釋放的能量一部分儲存于ATP中，一部分以熱能的形式散失，D錯誤。
1
2
3
4
5
3.(2022·山東，4)植物細胞內(nèi)10%～25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物，該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說法錯誤的是
A.磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH與有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶不同
B.與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少
C.正常生理條件下，利用14C標記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產(chǎn)物
的生成
D.受傷組織修復過程中所需要的原料可由該途徑的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化生成
1
2
3
4
√
5
1
2
3
4
正常生理條件下，只有10%～25%的葡萄糖參加了磷酸戊糖途徑，其余的葡萄糖會參與其他代謝反應，例如，有氧呼吸，所以用14C標記葡萄糖，除了追蹤到磷酸戊糖途徑的含碳產(chǎn)物外，還會追蹤到參與其他代謝反應的含碳產(chǎn)物，C錯誤。
5
4.(2022·河北，4)下列關于呼吸作用的敘述，正確的是
A.酵母菌無氧呼吸不產(chǎn)生使溴麝香草酚藍溶液變黃的氣體
B.種子萌發(fā)時需要有氧呼吸為新器官的發(fā)育提供原料和能量
C.有機物徹底分解、產(chǎn)生大量ATP的過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中
D.通氣培養(yǎng)的酵母菌液過濾后，濾液加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后變?yōu)榛?br/>綠色
√
1
2
3
4
5
能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃的成分是二氧化碳，酵母菌無氧呼吸可產(chǎn)生二氧化碳，A錯誤；
種子萌發(fā)時種子中的有機物經(jīng)有氧呼吸氧化分解，可為新器官的發(fā)育提供原料和能量，B正確；
有機物徹底分解、產(chǎn)生大量ATP的過程是有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內(nèi)膜，C錯誤；
酸性的重鉻酸鉀與酒精發(fā)生化學反應，呈現(xiàn)灰綠色，而通氣培養(yǎng)時酵母菌進行有氧呼吸，不產(chǎn)生酒精，故酵母菌液過濾后的濾液加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后不會變?yōu)榛揖G色，D錯誤。
1
2
3
4
5
5.(2020·全國Ⅰ，2)種子儲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，則細胞只進行無氧呼吸
B.若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C.若細胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放
D.若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
√
1
2
3
4
5
若細胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乙醇、CO2的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少；若細胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù)，D項錯誤。
1
2
3
4
5
一、易錯辨析
1.葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)(　 　)
2.真核細胞都進行有氧呼吸(　 　)
3.沒有線粒體的細胞一定不能進行有氧呼吸(　 　)
4.有氧呼吸的實質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并且釋放大量能量的過程(　 　)
5.無氧呼吸過程中沒有氧氣參與，所以有[H]的積累(　 　)
6.水稻根、蘋果果實、馬鈴薯塊莖等植物器官的細胞無氧呼吸的產(chǎn)物都是乙醇和二氧化碳(　 　)
×
五分鐘　查落實
×
×
×
×
×
7.人體產(chǎn)生二氧化碳的細胞呼吸方式一定是有氧呼吸(　 　)
8.和有氧呼吸相比，無氧呼吸的兩個階段釋放的能量較少(　 　)
9.人體肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖(　 　)
10.過保質(zhì)期的酸奶常出現(xiàn)脹袋現(xiàn)象是由于乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的氣體造成的(　 　)
√
√
×
×
二、填空默寫
1.(必修1 P93)細胞呼吸：主要是指____________________________在活細胞內(nèi)氧化分解為CO2或其他物質(zhì)，同時釋放能量并生成_____的過程。
2.請書寫有氧呼吸和無氧呼吸的反應式。
(1)有氧呼吸：___________________________________________。
(2)產(chǎn)乙醇的無氧呼吸：______________________________________。
(3)產(chǎn)乳酸的無氧呼吸：_______________________________。
糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機物
ATP
四
課時精練
一、單項選擇題
1.(2023·江蘇連云港高三模擬)某興趣小組探究酵母菌無氧呼吸產(chǎn)物時，需排除未消耗完的葡萄糖對無氧呼吸產(chǎn)物酒精鑒定的影響(已知酒精的沸點為78 ℃)。下列相關敘述錯誤的是
A.葡萄糖、酒精與酸性重鉻酸鉀都能發(fā)生顏色反應，因兩者都具氧化性
B.可將酵母菌培養(yǎng)液進行90 ℃水浴，收集揮發(fā)氣體冷凝處理后進行鑒定
C.可適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，以耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖再進行鑒定
D.可用斐林試劑對酵母菌培養(yǎng)液進行鑒定，判斷葡萄糖是否消耗完
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
葡萄糖、酒精與酸性重鉻酸鉀都能發(fā)生顏色反應，因兩者都具還原性，A錯誤；
由于酒精的沸點為78 ℃，因此，可將酵母菌培養(yǎng)液進行90 ℃水浴，收集揮發(fā)氣體(酒精)冷凝處理后進行鑒定，這樣避免葡萄糖的干擾，B正確；
可適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，以耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖再進行鑒定，這樣可使葡萄糖消耗完，避免對酒精的鑒定造成影響，C正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
斐林試劑能鑒定還原糖的存在，而葡萄糖為還原糖，因此，可用斐林試劑對酵母菌培養(yǎng)液進行鑒定，判斷葡萄糖是否消耗完，然后再檢測酒精的存在，D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2.如圖是酵母菌呼吸作用實驗示意圖，下列相關敘述正確的是
A.條件X下，ATP的產(chǎn)生只發(fā)生在葡萄糖→丙酮酸的過程中
B.條件Y下，葡萄糖在線粒體中被分解，并產(chǎn)生CO2和H2O
C.試劑甲為溴麝香草酚藍溶液，與乙醇反應產(chǎn)生的現(xiàn)象是溶液變成綠色
D.物質(zhì)a產(chǎn)生的場所僅為線粒體基質(zhì)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
3.研究發(fā)現(xiàn)，真核細胞內(nèi)脂肪的合成與有氧呼吸過程有關，其作用機理如下圖所示(注：圖中小黑點都表示Ca2＋ ) 。下列有關敘述正確的是
A.Ca2＋進出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的方式均為主動運輸
B.Ca2＋通過參與調(diào)控有氧呼吸第二階段來影響脂肪合成
C.若蛋白N功能減弱， 則Ca2＋在線粒體中的含量迅速下降
D.細胞內(nèi)包裹脂肪的脂滴膜最可能由雙層磷脂分子構(gòu)成
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
圖中Ca2＋進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是主動
運輸，出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是協(xié)助擴
散，A錯誤；
Ca2＋通過參與調(diào)控有氧呼
吸第二階段(檸檬酸循環(huán))來影響脂肪合成，B正確；
蛋白N的功能是運輸Ca2＋出線粒體，若蛋白N功能減弱， 則Ca2＋在線粒體中的含量增加，C錯誤；
細胞內(nèi)包裹脂肪的脂滴膜由單層磷脂分子構(gòu)成，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4.(2023·江蘇揚州高三調(diào)研)如圖為寒冷的深海里，某種海魚部分細胞在缺氧條件下的無氧呼吸途徑。下列敘述正確的是
A.圖中②過程產(chǎn)生丙酮酸的同時也產(chǎn)生了少量[H]，這些[H]會積累起來
B.圖中通過②③過程，葡萄糖中的化學能大部分轉(zhuǎn)化為了熱能
C.在低氧條件下，該海魚細胞呼吸產(chǎn)生的CO2可能多于消耗的O2
D.在寒冷的深海里，影響該海魚細胞呼吸強度的外界因素只有溫度
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
圖中②過程產(chǎn)生丙酮酸的
同時也產(chǎn)生了少量[H]，這
些[H]會參與形成酒精，不
會積累起來，A錯誤；
圖中通過②③過程，葡萄糖中的化學能大部分轉(zhuǎn)化為酒精中的化學能，B錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
在低氧條件下，該海魚某些
細胞有氧呼吸產(chǎn)生CO2和水，
肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精和
CO2，所以該海魚細胞呼吸產(chǎn)生CO2的量可能多于消耗O2的量，C正確；
在寒冷的深海里，影響該海魚細胞呼吸強度的外界因素有溫度、O2濃度等，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5.(2023·江蘇蘇州高三模擬)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運動的人肌細胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關的敘述，正確的是
A.葡萄糖可通過線粒體膜上的載體蛋白運輸?shù)骄€粒體基質(zhì)中
B.線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與
C.線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的化學反應釋放的能量大部分形成了ATP
D.線粒體中的DNA 能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
線粒體不能直接利用葡萄糖，其利用的是丙酮酸，葡萄糖不能進入線粒體，A錯誤；
線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要H2O的直接參與，不需要O2的參與，B錯誤；
線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的化學反應(有氧呼吸第三階段)釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，C錯誤；
線粒體是半自主細胞器，其所含的DNA能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成，D正確。
6.如圖為細胞內(nèi)葡萄糖分解的過程圖，細胞色素c(Cytc)是位于線粒體內(nèi)膜上參與細胞呼吸的多肽。正常情況下，外源性Cytc不能通過細胞質(zhì)膜進入細胞，但在缺氧時，細胞質(zhì)膜的通透性增加，外源性Cytc便能進入細胞及線粒體內(nèi)，提高氧的利用率。若給相對缺氧條件下培養(yǎng)的人體肌細胞補充外源性Cytc，下列相關分析中正確的是
A.補充外源性Cytc會導致細胞質(zhì)基質(zhì)中[H]
的增多
B.Cytc在臨床上可用于組織細胞缺氧急救的輔助治療
C.進入線粒體的外源性Cytc參與②過程中生成CO2的反應
D.進入線粒體的外源性Cytc促進②③過程
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
Cytc促進[H]的消耗，故細胞質(zhì)基
質(zhì)中[H]將減少，A錯誤；
外源性Cytc可進入線粒體內(nèi)膜上參
與有氧呼吸第三階段，該階段生成水，而CO2產(chǎn)生于線粒體基質(zhì)，C錯誤；
缺氧條件下補充外源性Cytc后會促進細胞有氧呼吸②過程，不能促進③過程，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7.體檢項目之一：受試人口服13C標記的尿素膠囊，一段時間后，吹氣。若被檢者呼出的CO2中含有13C的13CO2達到一定值，則該被檢者為幽門螺桿菌的感染者(幽門螺桿菌主要寄生于人體胃中，產(chǎn)脲酶，脲酶催化尿素分解為NH3和CO2)。下列推測正確的是
A.感染者呼出的13CO2是由幽門螺桿菌呼吸作用產(chǎn)生的
B.感染者呼出的13CO2是由人體細胞呼吸作用產(chǎn)生的
C.細胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成脲酶
D.感染者胃部組織有NH3的產(chǎn)生
√
幽門螺桿菌以及人體細胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2來自呼吸作用的底物葡萄糖，尿素不是它們的呼吸底物，所以幽門螺桿菌以及人體細胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2均不含13C標記，A、B錯誤；
根據(jù)上述分析，幽門螺桿菌能夠產(chǎn)生脲酶，脲酶在幽門螺桿菌的核糖體中合成，C錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
8.(2023·江蘇南京高三模擬)某小組探究酵母菌和乳酸菌的呼吸方式，實驗裝置如下圖所示。裝置①～③中溴麝香草酚藍(BTB)溶液的最終顏色依次是
A.黃色、黃色、藍色
B.黃色、藍色、藍色
C.藍色、黃色、藍色
D.藍色、黃色、黃色
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
裝置①和②中的酵母菌分別進行了有氧呼吸和無氧呼吸，都有CO2的產(chǎn)生，所以都能使溴麝香草酚藍溶液變?yōu)辄S色，裝置③中的乳酸菌進行無氧呼吸，沒有CO2的產(chǎn)生，所以溴麝香草酚藍溶液為藍色，A正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
二、多項選擇題
9.下面三個裝置可用于研究萌發(fā)種子的呼吸作用方式及產(chǎn)物，下列有關分析不正確的是
A.甲裝置可用于探究呼吸
作用是否產(chǎn)生熱量
B.乙裝置有色液滴向左移動，說明種子萌發(fā)只進行有氧呼吸
C.丙裝置可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2
D.三個裝置中的種子都必須進行滅菌處理，都需要設置對照實驗
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
√
10.(2023·江蘇南通高三期末)呼吸電子傳遞鏈是指在線粒體內(nèi)膜上由一系列呼吸電子傳遞體組成的將電子傳遞到分子氧的“軌道”，如下圖所示，相關敘述正確的是
A.圖示過程是有氧呼吸的第三階
段，是有氧呼吸過程中產(chǎn)能最
多的階段
B.有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的
NADH所攜帶的電子最終傳遞給了氧氣
C.高能電子在傳遞過程中逐級釋放能量推動H＋跨過內(nèi)膜到達線粒體基質(zhì)
D.呼吸鏈的電子傳遞所產(chǎn)生的膜兩側(cè)H＋濃度差為ATP的合成提供了驅(qū)動力
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
√
圖示為發(fā)生在線粒體內(nèi)膜的
過程，表示有氧呼吸的第三
階段，該階段是有氧呼吸過
程中產(chǎn)能最多的階段，A正確；
在電子傳遞鏈中，有氧呼吸
第一、二階段產(chǎn)生的NADH
所攜帶的電子最終傳遞給了氧氣，生成水，B正確；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
據(jù)圖可知，電子傳遞過程中逐級釋放的能量推動H＋從線粒體基質(zhì)跨過線粒體內(nèi)膜到達另一側(cè)，C錯誤；
電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H＋濃度差，使能量轉(zhuǎn)換成H＋電化學勢能，D正確。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
11.(2023·河北高三模擬)下列關于細胞呼吸的敘述，正確的是
A.酵母菌釋放等量CO2時，有氧呼吸消耗的葡萄糖是無氧呼吸消耗葡萄
糖的1/3
B.發(fā)菜和硝化細菌進行有氧呼吸時，外界環(huán)境中的O2只需要穿過1層生物
膜即可參與反應
C.油菜種子細胞進行有氧呼吸時會出現(xiàn)消耗O2比釋放CO2多的情況
D.在密閉容器中用葡萄糖培養(yǎng)液培養(yǎng)動物細胞時，氣體體積不發(fā)生變化
可以判斷其只進行有氧呼吸
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
√
發(fā)菜和硝化細菌都是原核生物，沒有線粒體，進行有氧呼吸時O2只需要穿過細胞膜即可參與反應，B正確；
油菜種子富含脂肪，等質(zhì)量的脂肪比糖類含有的C和H多，故細胞進行有氧呼吸時會出現(xiàn)消耗O2比釋放CO2多的情況，C正確；
動物細胞進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，既不消耗O2也不釋放CO2，密閉容器中用葡萄糖培養(yǎng)液培養(yǎng)動物細胞時，氣體體積不發(fā)生變化不能判斷其是否只進行有氧呼吸，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12.(2023·江蘇鎮(zhèn)江高三調(diào)研)細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐，如細胞呼吸過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)，而非糖物質(zhì)又可以通過一系列反應轉(zhuǎn)化為葡萄糖。以下有關說法錯誤的是
A.細胞中的物質(zhì)都可作為細胞呼吸的底物，為生物代謝提供能量
B.脂質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖時，元素組成和比例均不發(fā)生改變
C.與燃燒相比，有氧呼吸釋放的能量有一部分儲存在ATP中
D.在人體細胞中，細胞呼吸的中間產(chǎn)物可能轉(zhuǎn)化為必需氨基酸
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
√
√
細胞中不是所有有機物都可作為細胞呼吸的底物，如核糖、脫氧核糖等有機物不能作為細胞呼吸的底物，A錯誤；
與糖類相比，脂質(zhì)物質(zhì)中氧的含量低，而碳、氫的含量高，且糖類只含C、H、O三種元素，而脂質(zhì)中不僅含有C、H、O三種元素，有的還含有N、P，故脂質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖時，元素組成和比例可能均發(fā)生改變，B錯誤；
必需氨基酸是人體細胞不能合成的，必須從食物中獲取的氨基酸，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
三、非選擇題
13.(2020·江蘇，30節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn)，線粒體內(nèi)的部分代謝產(chǎn)物可參與調(diào)控核內(nèi)基因的表達，進而調(diào)控細胞的功能。下圖為T淋巴細胞中發(fā)生上述情況的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)丙酮酸進入線粒體后先經(jīng)氧化脫
羧形成乙酰輔酶A，再徹底分解成
________和[H]。[H]經(jīng)一系列復雜
反應與_______結(jié)合，產(chǎn)生水和大
量的能量，同時產(chǎn)生自由基。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
CO2
O2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
有氧呼吸過程中，丙酮酸在線粒體中先經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A，再被徹底分解為CO2和[H]，產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與O2結(jié)合產(chǎn)生水和大量的能量，同時產(chǎn)生自由基。
(2)線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，使染色質(zhì)中與_____結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。
DNA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A進入細胞核后，會使染色質(zhì)中與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，削弱蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合能力，從而使DNA解螺旋，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。
(3)線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到___________中，激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子，激活的NFAT可穿過______進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄后形成的________分子與核糖體結(jié)合，經(jīng)______過程合成白細胞介素。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
細胞質(zhì)基質(zhì)
核孔
mRNA
翻譯
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜進入細胞質(zhì)基質(zhì)中，可以激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子，即NFAT是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)通過核孔進出細胞核，所以NFAT可以通過核孔進入細胞核，
促進白細胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)基質(zhì)后可以與其中的核糖體結(jié)合，進行翻譯過程合成相應的白細胞介素。
14.下圖1表示酵母菌細胞內(nèi)細胞呼吸相關物質(zhì)代謝過程，請回答以下問題：
(1)酵母菌細胞內(nèi)丙酮酸在______________
___________(填場所)被消耗，從能量轉(zhuǎn)化
角度分析，丙酮酸在不同場所被分解時有
什么不同？__________________________
____________________________________
_______________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
細胞質(zhì)基質(zhì)和
線粒體基質(zhì)
細胞質(zhì)基質(zhì)中分解丙酮酸釋放
的能量不能用于合成ATP，但在線粒體基
質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量可用于合成ATP
(2)酵母菌在O2充足時幾乎不產(chǎn)生酒精，有人認為是因為O2的存在會抑制圖1中酶1的活性而導致無酒精產(chǎn)生，為驗證該假說，實驗小組將酵母菌破碎后高速離心，取_______(填“含線粒體的沉淀物”或“上清液”)均分為甲、乙兩組，向甲、乙兩支試管加入
等量的葡萄糖溶液，立即再向甲試管中通
入O2，一段時間后，分別向甲、乙兩試管
中加入等量的___________________進行檢測。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
上清液
酸性的重鉻酸鉀溶液
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
由題圖可知，酶1催化丙酮酸分解為酒精
和二氧化碳，說明酶1位于細胞質(zhì)基質(zhì)，
所以酵母菌破碎后高速離心，取上清液
(主要成分是細胞質(zhì)基質(zhì)，含有酶1)分為
甲、乙兩組，一段時間后在兩支試管加
入等量葡萄糖，向甲試管通入O2，所以甲是實驗組，乙是對照組。一段時間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的酸性的重鉻酸鉀溶液進行檢測。若甲試管由橙色變綠色即產(chǎn)生了乙醇，說明O2對酶1沒有抑制作用，如果甲試管不變色，說明O2對酶1有抑制作用。
(3)按照上述實驗過程，觀察到__________________，說明(2)中假說不成立，實驗小組查閱資料發(fā)現(xiàn)，細胞質(zhì)基質(zhì)中的NADH還存在如下圖2所示的轉(zhuǎn)運過程，NADH在線粒體內(nèi)積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運即會被抑制，且細胞內(nèi)反應物濃度上升或產(chǎn)物濃度下降一般會促進酶促反應速率，反之則抑制。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
甲、乙試管都顯綠色
請結(jié)合以上信息解釋O2會抑制酵母菌產(chǎn)生酒精的原因： ______________
_______________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
O2充足時，線粒體內(nèi)的NADH與O2結(jié)合產(chǎn)生水，從而促進線粒體內(nèi)蘋果酸的分解，進而促進蘋果酸向線粒體的轉(zhuǎn)運過程，當細胞質(zhì)基質(zhì)中的蘋果酸濃度較低時，促進了細胞質(zhì)基質(zhì)中NADH的消耗，使得細胞質(zhì)基質(zhì)中NADH含量很少，NADH的缺少導致丙酮酸不能轉(zhuǎn)化成乙醇(或氧氣存在時，線粒體大量消耗NADH，導致細胞質(zhì)基質(zhì)中缺乏NADH)
(4)高產(chǎn)產(chǎn)酒酵母酒精產(chǎn)量更高，甚至在有氧條件下也能產(chǎn)酒，結(jié)合圖1和圖2分析，是利用野生酵母，通過物理或化學誘變因素誘導控制合成_____(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因發(fā)生突變而產(chǎn)生的新品種。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
酶3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
結(jié)合圖1和圖2分析，O2存在時，酶3催化有氧呼吸第三階段，如果通過物理或化學誘變因素誘導控制合成酶3的基因發(fā)生突變，O2不能與線粒體NADH反應，NADH積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運會被抑制，細胞質(zhì)基質(zhì)的NADH就會在酶1的催化下合成酒精。第5課時　細胞呼吸——能量的轉(zhuǎn)化和利用
課標要求　說明細胞通過細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。
考點一　細胞呼吸的方式和過程
1．有氧呼吸
(1)概念：指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時釋放能量，生成大量ATP的過程。
(2)過程
(3)寫出有氧呼吸總反應式(標出氧元素的來源與去向)
。
(4)能量轉(zhuǎn)換：葡萄糖中穩(wěn)定的化學能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學能和熱能。
提醒　①有氧呼吸的場所并非只是線粒體；真核細胞有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體；原核細胞無線粒體，有氧呼吸在細胞質(zhì)和細胞質(zhì)膜上進行。
②無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要儲存在乳酸或酒精中；而徹底氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失了。
③科學家就線粒體的起源，提出了一種解釋：有一種真核細胞吞噬了原始的好氧細菌，二者在共同繁衍的過程中，好氧細菌進化為宿主細胞內(nèi)專門進行細胞呼吸的細胞器。
2．無氧呼吸
(1)概念：是指在無氧或缺氧的條件下，細胞通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為乙醇和CO2，或分解成乳酸等物質(zhì)，同時釋放較少能量的過程。
(2)場所：全過程都是在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行的。
(3)過程
第一階段 葡萄糖丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二階段 產(chǎn)乙醇 [H]＋丙酮酸乙醇＋CO2 大多數(shù)植物、酵母菌等
產(chǎn)乳酸 [H]＋丙酮酸乳酸 高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、乳酸菌等
(4)產(chǎn)物不同的原因
①直接原因：酶不同。
②根本原因：基因不同或基因的選擇性表達。
(1)源于必修1 P94正文：細胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ(NADH)的簡化表示方法。
(2)必修1 P94“知識鏈接”檸檬酸循環(huán)是三大營養(yǎng)物質(zhì)(糖、脂肪、蛋白質(zhì))分解代謝的最終共同途徑，這三大營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過分解代謝都先生成乙酰輔酶A，乙酰輔酶A進入檸檬酸循環(huán)徹底氧化生成CO2和H2O，釋放能量用于ATP合成。
(3)必修1 P94“知識鏈接”：檸檬酸循環(huán)也是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。通過檸檬酸循環(huán)，糖可轉(zhuǎn)化成脂肪和非必需氨基酸，有些氨基酸也可以通過脫氨基作用和糖異生途徑轉(zhuǎn)化為糖或甘油。
3．有氧呼吸與無氧呼吸中[H]和ATP的來源和去路
(1)有氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
(2)無氧呼吸過程中的[H]、ATP的來源和去路
無氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一階段產(chǎn)生的，場所是細胞質(zhì)基質(zhì)。其中[H]在第二階段被全部消耗。
4．細胞呼吸方式的判斷(以真核生物以例)
(1)依據(jù)反應方程式和發(fā)生場所判斷
(2)通過液滴移動法探究細胞呼吸的方式
①探究裝置：欲確認某生物的細胞呼吸方式，應設置兩套實驗裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：
②結(jié)果與結(jié)論
實驗結(jié)果 結(jié)論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸或種子已經(jīng)死亡
不動 右移 只進行產(chǎn)生乙醇的無氧呼吸
左移 右移 進行有氧呼吸和產(chǎn)生乙醇的無氧呼吸
左移 不動 只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸
左移 左移 種子進行有氧呼吸時，底物中除糖類外還含有脂質(zhì)
③誤差校正：為使實驗結(jié)果精確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置三。裝置三與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。
思考　①為防止微生物呼吸對實驗結(jié)果的干擾，應將裝置進行滅菌、所測種子進行消毒處理。
②若選用綠色植物作實驗材料，測定細胞呼吸速率，需將整個裝置進行遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。
考向一　細胞呼吸過程的綜合分析
1．線粒體呼吸鏈主要由線粒體呼吸鏈酶組成，由于線粒體中需要經(jīng)呼吸鏈氧化和電子傳遞的主要是NADH和FADH2，所以可將呼吸鏈分為NADH氧化呼吸鏈和FADH2氧化呼吸鏈，下圖是這兩條呼吸鏈相關路徑。據(jù)圖分析以下說法不正確的是(　　)
A．線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，為細胞色素還原酶、細胞色素氧化酶等酶的附著提供了場所
B．NADH在有氧呼吸的前兩個階段產(chǎn)生，在第三階段消耗
C．細胞呼吸產(chǎn)生的NADH和光合作用產(chǎn)生的NADPH都可用于還原O2
D．輔酶Q參與細胞的有氧呼吸過程，與ATP的形成關系密切
答案　C
解析　光合作用產(chǎn)生的NADPH只能用于光合作用的暗反應，而不能用于還原氧氣，C錯誤。
2．(2023·江蘇蘇州高三模擬)糖酵解時產(chǎn)生大量還原型高能化合物NADH，在有氧條件下，電子由電子載體所組成的電子傳遞鏈傳遞，最終被O2氧化，如圖為真核細胞呼吸過程中電子傳遞鏈和氧化磷酸化過程。下列說法錯誤的是(　　)
A．H＋由線粒體基質(zhì)進入線粒體膜間隙時需要載體蛋白的協(xié)助
B．有氧呼吸在線粒體內(nèi)膜上產(chǎn)生H2O
C．電子傳遞鏈對線粒體內(nèi)膜兩側(cè)H＋梯度的形成起抑制作用
D．H＋在跨膜運輸進入線粒體基質(zhì)的過程中部分能量轉(zhuǎn)移到ATP中儲存
答案　C
解析　分析題圖可知，H＋由線粒體基質(zhì)進入線粒體膜間隙時需要載體蛋白的協(xié)助，A正確；有氧呼吸過程中，第三階段在線粒體內(nèi)膜上進行，前兩個階段產(chǎn)生的NADH與O2反應生成水，B正確；分析題圖可知，NADH中的H＋和電子被電子傳遞鏈所接受，結(jié)果使得線粒體內(nèi)膜外側(cè)H＋濃度升高，線粒體內(nèi)膜兩側(cè)形成H＋梯度，即電子傳遞鏈對線粒體內(nèi)膜兩側(cè)H＋梯度的形成起促進作用，C錯誤；分析題圖，NADH中的能量變?yōu)镠＋的電化學勢能，再通過H＋向膜內(nèi)跨膜運輸變?yōu)锳TP中的能量，D正確。
3．(2023·江蘇南京高三檢測)下圖為酵母菌和人體細胞呼吸流程圖，下列敘述正確的是(　　)
A．若用18O標記葡萄糖，則物質(zhì)a中會檢測到18O
B．條件Y下，產(chǎn)生的物質(zhì)a使溴麝香草酚藍溶液變黃色
C．酵母菌產(chǎn)生物質(zhì)b的場所有線粒體基質(zhì)、細胞質(zhì)基質(zhì)
D．條件X下酵母菌細胞呼吸時，葡萄糖中的能量主要以熱能形式散失
答案　C
解析　有氧呼吸過程中產(chǎn)生的水中的O來自O2，若用18O標記葡萄糖，則物質(zhì)a(水)中不會檢測到18O，A錯誤；條件Y為有氧條件，物質(zhì)a為水，物質(zhì)b為二氧化碳，二氧化碳才能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，B錯誤；物質(zhì)b為二氧化碳，酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是線粒體基質(zhì)，無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，C正確；條件X為無氧條件，酵母菌細胞無氧呼吸時葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，D錯誤。
考向二　細胞呼吸類型的判斷
4．葡萄糖和脂肪是細胞呼吸常用的物質(zhì)，葡萄糖中的氧含量遠多于脂肪，科學研究中常用RQ(釋放的CO2體積/消耗的O2體積)來推測生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物質(zhì)。下列敘述錯誤的是(　　)
A．水淹時植物根細胞的RQ>1，該植物根細胞呼吸的產(chǎn)物可能有乙醇
B．若測得酵母菌在葡萄糖培養(yǎng)液中的RQ＝1，說明進行的是有氧呼吸
C．若測得某植物種子在萌發(fā)初期的RQ<1，該植物種子可能富含脂肪
D．人體在劇烈運動的時候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ會大于1
答案　D
解析　水淹時，根細胞可進行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸，釋放的CO2體積/消耗的O2體積會大于1，A正確；酵母菌既可以進行有氧呼吸，又可以進行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸，在葡萄糖培養(yǎng)液中RQ＝1，說明消耗的氧氣與產(chǎn)生CO2一樣多，則酵母菌進行的是有氧呼吸，B正確；由于相同質(zhì)量的脂肪氧化分解時，消耗的氧氣量大于產(chǎn)生的CO2的量，若呼吸底物為葡萄糖，則有氧呼吸消耗的氧氣和產(chǎn)生的CO2一樣多。所以若測得某植物種子在萌發(fā)初期的RQ<1，說明該植物種子可能富含脂肪，C正確；人體在劇烈運動的時候，既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸，但無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，則有氧呼吸消耗的氧氣和產(chǎn)生的CO2一樣多，故RQ＝1，D錯誤。
5．將蘋果儲藏在密閉容器中，較長時間后會聞到酒香。當通入不同濃度的O2時，其O2的消耗量和CO2的產(chǎn)生量如下表所示(假設細胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列敘述錯誤的是(　　)
氧濃度/% a b c d e
CO2產(chǎn)生速率/(mol·min－1) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0
O2消耗速率/(mol·min－1) 0 0.5 0.7 1.2 3.0
A.氧濃度為a時，蘋果的細胞呼吸只在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行
B．氧濃度為c時，蘋果產(chǎn)生乙醇的速率為0.6 mol·min－1
C．氧濃度為d時，消耗的葡萄糖中有1/4用于乙醇發(fā)酵
D．表中5個氧濃度條件下，氧濃度為b時，較適宜蘋果的儲藏
答案　C
解析　氧濃度為d時，有氧呼吸與無氧呼吸CO2產(chǎn)生速率分別為1.2 mol·min－1和0.4 mol·min－1，消耗葡萄糖之比為1∶1，即有1/2的葡萄糖用于乙醇發(fā)酵，C錯誤。
6．為探究酵母菌的細胞呼吸方式而設計的實驗裝置如圖。下列有關分析錯誤的是(　　)
A．若裝置1和裝置2有色液滴均不移動，則表明酵母菌無生命力
B．若酵母菌只進行無氧呼吸，則裝置1中有色液滴不移動，裝置2中有色液滴向右移動
C．裝置1和裝置2酵母菌培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量會影響有色液滴的移動
D．若裝置1和裝置2有色液滴向左、右移動距離均為3個單位，則兩個裝置內(nèi)的酵母菌共消耗葡萄糖2個單位
答案　D
解析　若裝置1中液滴向左移動3個單位的距離，則其有氧呼吸消耗葡萄糖0.5個單位，裝置2中液滴向右移動3個單位，說明釋放的二氧化碳量與消耗氧氣量的差值為3，則無氧呼吸消耗葡萄糖1.5個單位，裝置1中酵母菌也可能會進行無氧呼吸而消耗葡萄糖，因此兩個裝置內(nèi)的酵母菌共消耗葡萄糖可能會大于2個單位，D錯誤。
考點二　探究酵母菌的呼吸方式
1．實驗材料
2．實驗步驟
(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。
(2)檢測CO2產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。
(3)CO2和酒精的檢測
檢測產(chǎn)物 所用試劑 現(xiàn)象
CO2 澄清的石灰水 變混濁
溴麝香草酚藍溶液 由藍色變?yōu)辄S綠色
酒精 酸性重鉻酸鉀溶液 變成綠色
3.實驗現(xiàn)象
條件 澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢 酸性(硫酸)條件下的重鉻酸鉀溶液
甲組(無氧) 變混濁程度低(或慢) 出現(xiàn)綠色
乙組(有氧) 變混濁程度高(或快) 無變化
4.實驗結(jié)論
(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。
(2)在有氧條件下產(chǎn)生大量CO2，在無氧條件下進行細胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。
提醒　探究酵母菌的呼吸方式的方法為對比實驗，對比實驗中兩組都是實驗組，兩組之間相互對照。教材中對比實驗的實例有①②③(填序號)。
①探究酵母菌的呼吸方式；②魯賓和卡門的同位素標記法實驗；③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標記T2噬菌體侵染細菌的實驗；④比較過氧化氫在不同條件下的分解。
考向　探究酵母菌的呼吸方式
7．(2023·江蘇鎮(zhèn)江高三模擬)酸性重鉻酸鉀既能將酒精中的羥基氧化成羧基，也能將葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重鉻酸鉀溶液與酒精和葡萄糖都會出現(xiàn)由橙色變?yōu)榛揖G色的顏色變化。在探究酵母菌無氧呼吸產(chǎn)物時，下列檢測或鑒定不一定能成功的是(　　)
A．可在B瓶中加入澄清石灰水檢測CO2的產(chǎn)生
B．培養(yǎng)一段時間后，向A瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，觀察顏色變化
C．可用斐林試劑檢測葡萄糖是否消耗完
D．適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，充分耗盡葡萄糖后再進行鑒定
答案　B
解析　該裝置的B瓶中可加入澄清石灰水，根據(jù)是否變混濁檢測CO2的產(chǎn)生；培養(yǎng)一段時間后，從A瓶中取少許培養(yǎng)液，加入酸性重鉻酸鉀溶液，觀察顏色變化來判斷有無酒精產(chǎn)生；斐林試劑可檢測葡萄糖的有無，故可用斐林試劑檢測葡萄糖是否消耗完；酸性重鉻酸鉀既能將酒精中的羥基氧化成羧基，也能將葡萄糖中的醛基氧化成羧基，故應適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，充分耗盡葡萄糖后再進行酒精的鑒定。
8．(多選)為探究酵母菌的呼吸方式，在連通CO2和O2傳感器的100 mL錐形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60 mL葡萄糖培養(yǎng)液，密封后在最適溫度下培養(yǎng)。培養(yǎng)液中O2和CO2相對含量變化見下圖。下列有關分析錯誤的是(　　)
A．t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降
B．t3時，培養(yǎng)液中葡萄糖的消耗速率比t1時慢
C．若降低10 ℃培養(yǎng)，O2相對含量達到穩(wěn)定所需時間會縮短
D．實驗后的培養(yǎng)液濾液加入適量酸性重鉻酸鉀溶液后變成綠色
答案　BC
解析　在t1→t2時刻，單位時間內(nèi)氧氣的減少速率越來越慢，說明酵母菌的有氧呼吸速率不斷下降，A正確；t3時刻，培養(yǎng)液中氧氣的含量不再發(fā)生變化，說明酵母菌基本不再進行有氧呼吸，此時主要進行無氧呼吸，t1和t3產(chǎn)生CO2的速率基本相同，因此t3時，溶液中消耗葡萄糖的速率比t1時快，B錯誤；圖示所給溫度是最適溫度，此時酶的活性最高，反應速率最快，因此若降低溫度，氧氣相對含量達到穩(wěn)定時所需要的時間會變長，C錯誤；據(jù)圖可知，酵母菌進行了無氧呼吸，無氧呼吸過程會產(chǎn)生酒精，酒精與酸性重鉻酸鉀溶液反應后變成綠色，D正確。
1．(2022·江蘇，8)下列關于細胞代謝的敘述正確的是(　　)
A．光照下，葉肉細胞中的ATP均源于光能的直接轉(zhuǎn)化
B．供氧不足時，酵母菌在細胞質(zhì)基質(zhì)中將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇
C．藍細菌沒有線粒體，只能通過無氧呼吸分解葡萄糖產(chǎn)生ATP
D．供氧充足時，真核生物在線粒體外膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP
答案　B
解析　光照下，葉肉細胞可以進行光合作用和有氧呼吸，光合作用中產(chǎn)生的ATP來源于光能的直接轉(zhuǎn)化，有氧呼吸中產(chǎn)生的ATP來源于有機物的氧化分解，A錯誤；供氧不足時，酵母菌在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行無氧呼吸，將丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，B正確；藍細菌屬于原核生物，沒有線粒體，但可以進行有氧呼吸，C錯誤；供氧充足時，真核生物在線粒體內(nèi)膜上氧化[H]產(chǎn)生大量ATP，D錯誤。
2．(多選)(2022·江蘇，15)下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關系示意圖。下列敘述正確的有(　　)
A．三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2并消耗O2
B．生物通過代謝中間物，將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系
C．乙酰CoA在代謝途徑中具有重要地位
D．物質(zhì)氧化時釋放的能量都儲存于ATP
答案　BC
解析　由題圖分析可知，三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸鏈會消耗O2，A錯誤；物質(zhì)氧化時釋放的能量一部分儲存于ATP中，一部分以熱能的形式散失，D錯誤。
3．(2022·山東，4)植物細胞內(nèi)10%～25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)物，該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說法錯誤的是(　　)
A．磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH與有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶不同
B．與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少
C．正常生理條件下，利用14C標記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產(chǎn)物的生成
D．受傷組織修復過程中所需要的原料可由該途徑的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化生成
答案　C
解析　正常生理條件下，只有10%～25%的葡萄糖參加了磷酸戊糖途徑，其余的葡萄糖會參與其他代謝反應，例如，有氧呼吸，所以用14C標記葡萄糖，除了追蹤到磷酸戊糖途徑的含碳產(chǎn)物外，還會追蹤到參與其他代謝反應的含碳產(chǎn)物，C錯誤。
4．(2022·河北，4)下列關于呼吸作用的敘述，正確的是(　　)
A．酵母菌無氧呼吸不產(chǎn)生使溴麝香草酚藍溶液變黃的氣體
B．種子萌發(fā)時需要有氧呼吸為新器官的發(fā)育提供原料和能量
C．有機物徹底分解、產(chǎn)生大量ATP的過程發(fā)生在線粒體基質(zhì)中
D．通氣培養(yǎng)的酵母菌液過濾后，濾液加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后變?yōu)榛揖G色
答案　B
解析　能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃的成分是二氧化碳，酵母菌無氧呼吸可產(chǎn)生二氧化碳，A錯誤；種子萌發(fā)時種子中的有機物經(jīng)有氧呼吸氧化分解，可為新器官的發(fā)育提供原料和能量，B正確；有機物徹底分解、產(chǎn)生大量ATP的過程是有氧呼吸第三階段，場所是線粒體內(nèi)膜，C錯誤；酸性的重鉻酸鉀與酒精發(fā)生化學反應，呈現(xiàn)灰綠色，而通氣培養(yǎng)時酵母菌進行有氧呼吸，不產(chǎn)生酒精，故酵母菌液過濾后的濾液加入重鉻酸鉀濃硫酸溶液后不會變?yōu)榛揖G色，D錯誤。
5．(2020·全國Ⅰ，2)種子儲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，則細胞只進行無氧呼吸
B．若細胞只進行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等
C．若細胞只進行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放
D．若細胞同時進行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多
答案　D
解析　有氧呼吸的反應式為C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量，無氧呼吸的反應式為C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量或C6H12O62C3H6O3＋能量。據(jù)此推理，若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細胞只進行產(chǎn)生乙醇和CO2的無氧呼吸，A項正確；若細胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乙醇、CO2的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的少；若細胞同時進行有氧呼吸和產(chǎn)物為乳酸的無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)等于釋放CO2的分子數(shù)，D項錯誤。
一、易錯辨析
1．葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)(　×　)
2．真核細胞都進行有氧呼吸(　×　)
3．沒有線粒體的細胞一定不能進行有氧呼吸(　×　)
4．有氧呼吸的實質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并且釋放大量能量的過程(　×　)
5．無氧呼吸過程中沒有氧氣參與，所以有[H]的積累(　×　)
6．水稻根、蘋果果實、馬鈴薯塊莖等植物器官的細胞無氧呼吸的產(chǎn)物都是乙醇和二氧化碳(　×　)
7．人體產(chǎn)生二氧化碳的細胞呼吸方式一定是有氧呼吸(　√　)
8．和有氧呼吸相比，無氧呼吸的兩個階段釋放的能量較少(　×　)
9．人體肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖(　√　)
10．過保質(zhì)期的酸奶常出現(xiàn)脹袋現(xiàn)象是由于乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的氣體造成的(　×　)
二、填空默寫
1．(必修1 P93)細胞呼吸：主要是指糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機物在活細胞內(nèi)氧化分解為CO2或其他物質(zhì)，同時釋放能量并生成ATP的過程。
2．請書寫有氧呼吸和無氧呼吸的反應式。
(1)有氧呼吸：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
(2)產(chǎn)乙醇的無氧呼吸：C6H12O62C2H5OH(乙醇)＋2CO2＋能量。
(3)產(chǎn)乳酸的無氧呼吸：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋能量。
課時精練
一、單項選擇題
1．(2023·江蘇連云港高三模擬)某興趣小組探究酵母菌無氧呼吸產(chǎn)物時，需排除未消耗完的葡萄糖對無氧呼吸產(chǎn)物酒精鑒定的影響(已知酒精的沸點為78 ℃)。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．葡萄糖、酒精與酸性重鉻酸鉀都能發(fā)生顏色反應，因兩者都具氧化性
B．可將酵母菌培養(yǎng)液進行90 ℃水浴，收集揮發(fā)氣體冷凝處理后進行鑒定
C．可適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，以耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖再進行鑒定
D．可用斐林試劑對酵母菌培養(yǎng)液進行鑒定，判斷葡萄糖是否消耗完
答案　A
解析　葡萄糖、酒精與酸性重鉻酸鉀都能發(fā)生顏色反應，因兩者都具還原性，A錯誤；由于酒精的沸點為78 ℃，因此，可將酵母菌培養(yǎng)液進行90 ℃水浴，收集揮發(fā)氣體(酒精)冷凝處理后進行鑒定，這樣避免葡萄糖的干擾，B正確；可適當延長酵母菌培養(yǎng)時間，以耗盡培養(yǎng)液中的葡萄糖再進行鑒定，這樣可使葡萄糖消耗完，避免對酒精的鑒定造成影響，C正確；斐林試劑能鑒定還原糖的存在，而葡萄糖為還原糖，因此，可用斐林試劑對酵母菌培養(yǎng)液進行鑒定，判斷葡萄糖是否消耗完，然后再檢測酒精的存在，D正確。
2．如圖是酵母菌呼吸作用實驗示意圖，下列相關敘述正確的是(　　)
A．條件X下，ATP的產(chǎn)生只發(fā)生在葡萄糖→丙酮酸的過程中
B．條件Y下，葡萄糖在線粒體中被分解，并產(chǎn)生CO2和H2O
C．試劑甲為溴麝香草酚藍溶液，與乙醇反應產(chǎn)生的現(xiàn)象是溶液變成綠色
D．物質(zhì)a產(chǎn)生的場所僅為線粒體基質(zhì)
答案　A
3．研究發(fā)現(xiàn)，真核細胞內(nèi)脂肪的合成與有氧呼吸過程有關，其作用機理如下圖所示(注：圖中小黑點都表示Ca2＋ ) 。下列有關敘述正確的是(　　)
A．Ca2＋進出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的方式均為主動運輸
B．Ca2＋通過參與調(diào)控有氧呼吸第二階段來影響脂肪合成
C．若蛋白N功能減弱， 則Ca2＋在線粒體中的含量迅速下降
D．細胞內(nèi)包裹脂肪的脂滴膜最可能由雙層磷脂分子構(gòu)成
答案　B
解析　圖中Ca2＋進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是主動運輸，出內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是協(xié)助擴散，A錯誤；Ca2＋通過參與調(diào)控有氧呼吸第二階段(檸檬酸循環(huán))來影響脂肪合成，B正確；蛋白N的功能是運輸Ca2＋出線粒體，若蛋白N功能減弱，則Ca2＋在線粒體中的含量增加，C錯誤；細胞內(nèi)包裹脂肪的脂滴膜由單層磷脂分子構(gòu)成，D錯誤。
4．(2023·江蘇揚州高三調(diào)研)如圖為寒冷的深海里，某種海魚部分細胞在缺氧條件下的無氧呼吸途徑。下列敘述正確的是(　　)
A．圖中②過程產(chǎn)生丙酮酸的同時也產(chǎn)生了少量[H]，這些[H]會積累起來
B．圖中通過②③過程，葡萄糖中的化學能大部分轉(zhuǎn)化為了熱能
C．在低氧條件下，該海魚細胞呼吸產(chǎn)生的CO2可能多于消耗的O2
D．在寒冷的深海里，影響該海魚細胞呼吸強度的外界因素只有溫度
答案　C
解析　圖中②過程產(chǎn)生丙酮酸的同時也產(chǎn)生了少量[H]，這些[H]會參與形成酒精，不會積累起來，A錯誤；圖中通過②③過程，葡萄糖中的化學能大部分轉(zhuǎn)化為酒精中的化學能，B錯誤；在低氧條件下，該海魚某些細胞有氧呼吸產(chǎn)生CO2和水，肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2，所以該海魚細胞呼吸產(chǎn)生CO2的量可能多于消耗O2的量，C正確；在寒冷的深海里，影響該海魚細胞呼吸強度的外界因素有溫度、O2濃度等，D錯誤。
5．(2023·江蘇蘇州高三模擬)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運動的人肌細胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關的敘述，正確的是(　　)
A．葡萄糖可通過線粒體膜上的載體蛋白運輸?shù)骄€粒體基質(zhì)中
B．線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與
C．線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的化學反應釋放的能量大部分形成了ATP
D．線粒體中的DNA 能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成
答案　D
解析　線粒體不能直接利用葡萄糖，其利用的是丙酮酸，葡萄糖不能進入線粒體，A錯誤；線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要H2O的直接參與，不需要O2的參與，B錯誤；線粒體內(nèi)膜上發(fā)生的化學反應(有氧呼吸第三階段)釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，C錯誤；線粒體是半自主細胞器，其所含的DNA能夠通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成，D正確。
6．如圖為細胞內(nèi)葡萄糖分解的過程圖，細胞色素c(Cytc)是位于線粒體內(nèi)膜上參與細胞呼吸的多肽。正常情況下，外源性Cytc不能通過細胞質(zhì)膜進入細胞，但在缺氧時，細胞質(zhì)膜的通透性增加，外源性Cytc便能進入細胞及線粒體內(nèi)，提高氧的利用率。若給相對缺氧條件下培養(yǎng)的人體肌細胞補充外源性Cytc，下列相關分析中正確的是(　　)
A．補充外源性Cytc會導致細胞質(zhì)基質(zhì)中[H]的增多
B．Cytc在臨床上可用于組織細胞缺氧急救的輔助治療
C．進入線粒體的外源性Cytc參與②過程中生成CO2的反應
D．進入線粒體的外源性Cytc促進②③過程
答案　B
解析　Cytc促進[H]的消耗，故細胞質(zhì)基質(zhì)中[H]將減少，A錯誤；外源性Cytc可進入線粒體內(nèi)膜上參與有氧呼吸第三階段，該階段生成水，而CO2產(chǎn)生于線粒體基質(zhì)，C錯誤；缺氧條件下補充外源性Cytc后會促進細胞有氧呼吸②過程，不能促進③過程，D錯誤。
7．體檢項目之一：受試人口服13C標記的尿素膠囊，一段時間后，吹氣。若被檢者呼出的CO2中含有13C的13CO2達到一定值，則該被檢者為幽門螺桿菌的感染者(幽門螺桿菌主要寄生于人體胃中，產(chǎn)脲酶，脲酶催化尿素分解為NH3和CO2)。下列推測正確的是(　　)
A．感染者呼出的13CO2是由幽門螺桿菌呼吸作用產(chǎn)生的
B．感染者呼出的13CO2是由人體細胞呼吸作用產(chǎn)生的
C．細胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體合成脲酶
D．感染者胃部組織有NH3的產(chǎn)生
答案　D
解析　幽門螺桿菌以及人體細胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2來自呼吸作用的底物葡萄糖，尿素不是它們的呼吸底物，所以幽門螺桿菌以及人體細胞呼吸作用產(chǎn)生的CO2均不含13C標記，A、B錯誤；根據(jù)上述分析，幽門螺桿菌能夠產(chǎn)生脲酶，脲酶在幽門螺桿菌的核糖體中合成，C錯誤。
8．(2023·江蘇南京高三模擬)某小組探究酵母菌和乳酸菌的呼吸方式，實驗裝置如下圖所示。裝置①～③中溴麝香草酚藍(BTB)溶液的最終顏色依次是(　　)
A．黃色、黃色、藍色
B．黃色、藍色、藍色
C．藍色、黃色、藍色
D．藍色、黃色、黃色
答案　A
解析　裝置①和②中的酵母菌分別進行了有氧呼吸和無氧呼吸，都有CO2的產(chǎn)生，所以都能使溴麝香草酚藍溶液變?yōu)辄S色，裝置③中的乳酸菌進行無氧呼吸，沒有CO2的產(chǎn)生，所以溴麝香草酚藍溶液為藍色，A正確。
二、多項選擇題
9．下面三個裝置可用于研究萌發(fā)種子的呼吸作用方式及產(chǎn)物，下列有關分析不正確的是(　　)
A．甲裝置可用于探究呼吸作用是否產(chǎn)生熱量
B．乙裝置有色液滴向左移動，說明種子萌發(fā)只進行有氧呼吸
C．丙裝置可用于探究萌發(fā)的種子的呼吸作用是否產(chǎn)生CO2
D．三個裝置中的種子都必須進行滅菌處理，都需要設置對照實驗
答案　BD
10．(2023·江蘇南通高三期末)呼吸電子傳遞鏈是指在線粒體內(nèi)膜上由一系列呼吸電子傳遞體組成的將電子傳遞到分子氧的“軌道”，如下圖所示，相關敘述正確的是(　　)
A．圖示過程是有氧呼吸的第三階段，是有氧呼吸過程中產(chǎn)能最多的階段
B．有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的NADH所攜帶的電子最終傳遞給了氧氣
C．高能電子在傳遞過程中逐級釋放能量推動H＋跨過內(nèi)膜到達線粒體基質(zhì)
D．呼吸鏈的電子傳遞所產(chǎn)生的膜兩側(cè)H＋濃度差為ATP的合成提供了驅(qū)動力
答案　ABD
解析　圖示為發(fā)生在線粒體內(nèi)膜的過程，表示有氧呼吸的第三階段，該階段是有氧呼吸過程中產(chǎn)能最多的階段，A正確；在電子傳遞鏈中，有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的NADH所攜帶的電子最終傳遞給了氧氣，生成水，B正確；據(jù)圖可知，電子傳遞過程中逐級釋放的能量推動H＋從線粒體基質(zhì)跨過線粒體內(nèi)膜到達另一側(cè)，C錯誤；電子傳遞過程中釋放的能量用于建立膜兩側(cè)H＋濃度差，使能量轉(zhuǎn)換成H＋電化學勢能，D正確。
11．(2023·河北高三模擬)下列關于細胞呼吸的敘述，正確的是(　　)
A．酵母菌釋放等量CO2時，有氧呼吸消耗的葡萄糖是無氧呼吸消耗葡萄糖的1/3
B．發(fā)菜和硝化細菌進行有氧呼吸時，外界環(huán)境中的O2只需要穿過1層生物膜即可參與反應
C．油菜種子細胞進行有氧呼吸時會出現(xiàn)消耗O2比釋放CO2多的情況
D．在密閉容器中用葡萄糖培養(yǎng)液培養(yǎng)動物細胞時，氣體體積不發(fā)生變化可以判斷其只進行有氧呼吸
答案　ABC
解析　發(fā)菜和硝化細菌都是原核生物，沒有線粒體，進行有氧呼吸時O2只需要穿過細胞膜即可參與反應，B正確；油菜種子富含脂肪，等質(zhì)量的脂肪比糖類含有的C和H多，故細胞進行有氧呼吸時會出現(xiàn)消耗O2比釋放CO2多的情況，C正確；動物細胞進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，既不消耗O2也不釋放CO2，密閉容器中用葡萄糖培養(yǎng)液培養(yǎng)動物細胞時，氣體體積不發(fā)生變化不能判斷其是否只進行有氧呼吸，D錯誤。
12．(2023·江蘇鎮(zhèn)江高三調(diào)研)細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐，如細胞呼吸過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)，而非糖物質(zhì)又可以通過一系列反應轉(zhuǎn)化為葡萄糖。以下有關說法錯誤的是(　　)
A．細胞中的物質(zhì)都可作為細胞呼吸的底物，為生物代謝提供能量
B．脂質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖時，元素組成和比例均不發(fā)生改變
C．與燃燒相比，有氧呼吸釋放的能量有一部分儲存在ATP中
D．在人體細胞中，細胞呼吸的中間產(chǎn)物可能轉(zhuǎn)化為必需氨基酸
答案　ABD
解析　細胞中不是所有有機物都可作為細胞呼吸的底物，如核糖、脫氧核糖等有機物不能作為細胞呼吸的底物，A錯誤；與糖類相比，脂質(zhì)物質(zhì)中氧的含量低，而碳、氫的含量高，且糖類只含C、H、O三種元素，而脂質(zhì)中不僅含有C、H、O三種元素，有的還含有N、P，故脂質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖時，元素組成和比例可能均發(fā)生改變，B錯誤；必需氨基酸是人體細胞不能合成的，必須從食物中獲取的氨基酸，D錯誤。
三、非選擇題
13．(2020·江蘇，30節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn)，線粒體內(nèi)的部分代謝產(chǎn)物可參與調(diào)控核內(nèi)基因的表達，進而調(diào)控細胞的功能。下圖為T淋巴細胞中發(fā)生上述情況的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：
(1)丙酮酸進入線粒體后先經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A，再徹底分解成________和[H]。[H]經(jīng)一系列復雜反應與________結(jié)合，產(chǎn)生水和大量的能量，同時產(chǎn)生自由基。
(2)線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，使染色質(zhì)中與________結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。
(3)線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到________________中，激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子，激活的NFAT可穿過________進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄后形成的______分子與核糖體結(jié)合，經(jīng)______過程合成白細胞介素。
答案　(1)CO2　O2　(2)DNA　(3)細胞質(zhì)基質(zhì)　核孔　mRNA　翻譯
解析　(1)有氧呼吸過程中，丙酮酸在線粒體中先經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A，再被徹底分解為CO2和[H]，產(chǎn)生的[H]在線粒體內(nèi)膜上與O2結(jié)合產(chǎn)生水和大量的能量，同時產(chǎn)生自由基。(2)染色質(zhì)主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A進入細胞核后，會使染色質(zhì)中與DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)乙酰化，削弱蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合能力，從而使DNA解螺旋，激活干擾素基因的轉(zhuǎn)錄。(3)線粒體內(nèi)產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜進入細胞質(zhì)基質(zhì)中，可以激活NFAT等調(diào)控轉(zhuǎn)錄的蛋白質(zhì)分子，即NFAT是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)通過核孔進出細胞核，所以NFAT可以通過核孔進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA通過核孔進入細胞質(zhì)基質(zhì)后可以與其中的核糖體結(jié)合，進行翻譯過程合成相應的白細胞介素。
14．下圖1表示酵母菌細胞內(nèi)細胞呼吸相關物質(zhì)代謝過程，請回答以下問題：
(1)酵母菌細胞內(nèi)丙酮酸在__________________(填場所)被消耗，從能量轉(zhuǎn)化角度分析，丙酮酸在不同場所被分解時有什么不同？____________________________________________。
(2)酵母菌在O2充足時幾乎不產(chǎn)生酒精，有人認為是因為O2的存在會抑制圖1中酶1的活性而導致無酒精產(chǎn)生，為驗證該假說，實驗小組將酵母菌破碎后高速離心，取________(填“含線粒體的沉淀物”或“上清液”)均分為甲、乙兩組，向甲、乙兩支試管加入等量的葡萄糖溶液，立即再向甲試管中通入O2，一段時間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的________________________________進行檢測。
(3)按照上述實驗過程，觀察到________________，說明(2)中假說不成立，實驗小組查閱資料發(fā)現(xiàn)，細胞質(zhì)基質(zhì)中的NADH還存在如下圖2所示的轉(zhuǎn)運過程，NADH在線粒體內(nèi)積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運即會被抑制，且細胞內(nèi)反應物濃度上升或產(chǎn)物濃度下降一般會促進酶促反應速率，反之則抑制。請結(jié)合以上信息解釋O2會抑制酵母菌產(chǎn)生酒精的原因： _________________
_______________________________________________________________________________。
(4)高產(chǎn)產(chǎn)酒酵母酒精產(chǎn)量更高，甚至在有氧條件下也能產(chǎn)酒，結(jié)合圖1和圖2分析，是利用野生酵母，通過物理或化學誘變因素誘導控制合成________________(填“酶1”“酶2”或“酶3”)的基因發(fā)生突變而產(chǎn)生的新品種。
答案　(1)細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)　細胞質(zhì)基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量不能用于合成ATP，但在線粒體基質(zhì)中分解丙酮酸釋放的能量可用于合成ATP　(2)上清液　酸性的重鉻酸鉀溶液　(3)甲、乙試管都顯綠色　O2充足時，線粒體內(nèi)的NADH與O2結(jié)合產(chǎn)生水，從而促進線粒體內(nèi)蘋果酸的分解，進而促進蘋果酸向線粒體的轉(zhuǎn)運過程，當細胞質(zhì)基質(zhì)中的蘋果酸濃度較低時，促進了細胞質(zhì)基質(zhì)中NADH的消耗，使得細胞質(zhì)基質(zhì)中NADH含量很少，NADH的缺少導致丙酮酸不能轉(zhuǎn)化成乙醇(或氧氣存在時，線粒體大量消耗NADH，導致細胞質(zhì)基質(zhì)中缺乏NADH)　(4)酶3
解析　(2)由題圖可知，酶1催化丙酮酸分解為酒精和二氧化碳，說明酶1位于細胞質(zhì)基質(zhì)，所以酵母菌破碎后高速離心，取上清液(主要成分是細胞質(zhì)基質(zhì)，含有酶1)分為甲、乙兩組，一段時間后在兩支試管加入等量葡萄糖，向甲試管通入O2，所以甲是實驗組，乙是對照組。一段時間后，分別向甲、乙兩試管中加入等量的酸性的重鉻酸鉀溶液進行檢測。若甲試管由橙色變綠色即產(chǎn)生了乙醇，說明O2對酶1沒有抑制作用，如果甲試管不變色，說明O2對酶1有抑制作用。(4)結(jié)合圖1和圖2分析，O2存在時，酶3催化有氧呼吸第三階段，如果通過物理或化學誘變因素誘導控制合成酶3的基因發(fā)生突變，O2不能與線粒體NADH反應，NADH積累，蘋果酸的轉(zhuǎn)運會被抑制，細胞質(zhì)基質(zhì)的NADH就會在酶1的催化下合成酒精。

展開更多......

收起↑