資源簡介

新人教生物一輪復(fù)習(xí)學(xué)案
第8講 ATP和細(xì)胞呼吸
【素養(yǎng)目標(biāo)】　1.基于對細(xì)胞生命活動實(shí)例的分析，理解ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，并結(jié)合ATP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，認(rèn)同結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。(生命觀念　科學(xué)思維)　2.通過歸納和概括，闡明有氧呼吸和無氧呼吸的概念，并能嘗試構(gòu)建有氧呼吸過程的模型，進(jìn)而以物質(zhì)和能量觀，說出細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化。(生命觀念　科學(xué)思維)　3.學(xué)會探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式的方法。(科學(xué)探究)4.根據(jù)細(xì)胞呼吸原理，指導(dǎo)生產(chǎn)和生活。(社會責(zé)任)
考點(diǎn)一　ATP的結(jié)構(gòu)與功能
1．ATP的結(jié)構(gòu)
(1)圖中各部分名稱：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基團(tuán)，①代表腺苷，②代表AMP，即腺嘌呤核糖核苷酸，③代表ADP，④代表ATP，⑤代表特殊的化學(xué)鍵。
(2)特點(diǎn)
①ATP不穩(wěn)定的原因是ATP中兩個相鄰的磷酸基團(tuán)都帶負(fù)電荷而相互排斥等原因，使得特殊的化學(xué)鍵不穩(wěn)定，末端磷酸基團(tuán)有較高的轉(zhuǎn)移勢能。
②ATP的水解過程就是釋放能量的過程，1 mol ATP水解釋放的能量高達(dá)30.54 kJ，所以說ATP是一種高能磷酸化合物。
③ATP在酶的作用下水解時，脫離下來的末端磷酸基團(tuán)挾能量與其他分子結(jié)合，從而使后者發(fā)生變化。
2．ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化
項(xiàng)目 ATP的合成 ATP的水解
反應(yīng)式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量來源 光能__(光合作用)、化學(xué)能(細(xì)胞呼吸) 儲存在特殊化學(xué)鍵中的能量
能量去路 儲存在特殊化學(xué)鍵中 用于各項(xiàng)生命活動
反應(yīng)場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體、葉綠體 生物體的需能部位
【拾遺補(bǔ)缺】　(1)源于必修1 P86“相關(guān)信息”
寫出圖中標(biāo)出的“A”的含義：
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脫氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)源于必修1 P87圖5－4：ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化是不是一個可逆反應(yīng)？為什么？
提示　不是可逆反應(yīng)。因?yàn)閺奈镔|(zhì)方面來看是可逆的，從酶、進(jìn)行的場所、能量的來源等方面來看是不可逆的。
3．ATP的利用
(1)線粒體內(nèi)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和葉綠體中進(jìn)行光反應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)中都能合成ATP(　　)
(2)ATP水解釋放的能量可用于細(xì)胞內(nèi)的吸能反應(yīng)(　　)
(3)無氧條件下，光合作用是葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的唯一來源(　　)
(4)ATP是生命活動的直接能源物質(zhì)，但它在細(xì)胞中的含量很少(　　)
(5)“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
[典例剖析]
(2023·西安高三檢測)雙脫氧核苷三磷酸(ddNTP)與脫氧核苷三磷酸(dNTP)的結(jié)構(gòu)如圖所示。已知ddNTP按堿基互補(bǔ)配對的方式加到正在復(fù)制的子鏈中后，子鏈的延伸立即終止。某同學(xué)要通過PCR技術(shù)獲得被32P標(biāo)記且以堿基“T”為末端的、不同長度的子鏈DNA片段。在反應(yīng)管中已經(jīng)有單鏈模板、引物、DNA聚合酶和相應(yīng)的緩沖液等，還需要加入下列哪些原料(　　)
①dCTP, dGTP，dATP
②dGTP，dATP，dTTP，dCTP
③α位32P標(biāo)記的ddTTP
④γ位32P標(biāo)記的ddTTP
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
C　[PCR過程需要模板、引物、DNA聚合酶、相應(yīng)的緩沖液和原料，因?yàn)橐@得不同長度的子鏈DNA片段，所以在合成DNA過程中要加入所有的原料dGTP，dATP，dTTP，dCTP和在不同堿基“T”位置使子鏈的延伸終止的ddTTP；DNA的基本組成單位為脫氧核苷酸，因此要將32P標(biāo)記在α位置，C正確。]
【名師點(diǎn)撥】　掌握信息轉(zhuǎn)化能力
信息提取 信息1：ddNTP按堿基互補(bǔ)配對的方式加到正在復(fù)制的子鏈中后，子鏈的延伸立即終止
信息2：題圖
信息轉(zhuǎn)化 1.可獲得長度不一的DNA片段
2.β、γ位磷酸基團(tuán)之間的化學(xué)鍵屬于特殊化學(xué)鍵，斷裂放能；剩余部分的結(jié)構(gòu)為腺嘌呤脫氧核糖核苷酸，是合成DNA的原料
素養(yǎng)考查 生命觀念：結(jié)構(gòu)與功能觀 科學(xué)思維：比較與分析能力
【角度轉(zhuǎn)換】　提升語言表達(dá)能力
若α、β、γ位磷酸基團(tuán)均脫離，則剩余部分可直接用于DNA的復(fù)制嗎？為什么？
不能，因?yàn)槭Ｓ嗖糠质窍佘眨佘詹皇侵苯訕?gòu)成DNA的物質(zhì)。
考向一　ATP的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)分析
1．(2021·海南卷，14)研究人員將32P標(biāo)記的磷酸注入活的離體肝細(xì)胞，1～2 min后迅速分離得到細(xì)胞內(nèi)的ATP。結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．該實(shí)驗(yàn)表明，細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP
B．32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性
C．32P在ATP的3個磷酸基團(tuán)中出現(xiàn)的概率相等
D．ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化速度快，且轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)
B　[根據(jù)題意可知，該實(shí)驗(yàn)不能說明細(xì)胞內(nèi)全部ADP都轉(zhuǎn)化成ATP，A錯誤；根據(jù)題意“結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATP的末端磷酸基團(tuán)被32P標(biāo)記，并測得ATP與注入的32P標(biāo)記磷酸的放射性強(qiáng)度幾乎一致”，說明32P標(biāo)記的ATP水解產(chǎn)生的腺苷沒有放射性，B正確；根據(jù)題意可知，放射性幾乎只出現(xiàn)在ATP的末端磷酸基團(tuán)中，C錯誤；該實(shí)驗(yàn)不能說明轉(zhuǎn)化主要發(fā)生在細(xì)胞核內(nèi)，D錯誤。]
2．(2022·重慶高三檢測)cAMP(環(huán)化—磷酸腺苷)是由ATP脫去兩個磷酸基團(tuán)后環(huán)化而成的一種細(xì)胞內(nèi)的信號分子，其結(jié)構(gòu)組成如下圖所示，下列分析正確的是(　　)
A．A所示物質(zhì)的名稱是腺苷
B．每個cAMP分子含有2個特殊的化學(xué)鍵
C．ATP在形成cAMP的過程中，初期會釋放能量
D．cAMP與磷脂分子所含的元素種類不完全相同
C　[A所示物質(zhì)的名稱是腺嘌呤，A錯誤；cAMP分子不可能出現(xiàn)2個特殊的化學(xué)鍵，B錯誤；ATP在形成cAMP的過程中，初期會斷裂特殊的化學(xué)鍵，釋放能量，C正確；cAMP與磷脂分子所含的元素種類完全相同，D錯誤。]
考向二　ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化和ATP的利用
3．(2021·北京卷，1)ATP是細(xì)胞的能量“通貨”，下列關(guān)于ATP的敘述錯誤的是(　　)
A．含有C、H、O、N、P
B．必須在有氧條件下合成
C．胞內(nèi)合成需要酶的催化
D．可直接為細(xì)胞提供能量
B　[ATP中含有腺嘌呤、核糖與磷酸基團(tuán)，故元素組成為C、H、O、N、P，A正確；在無氧條件下，無氧呼吸過程中也能合成ATP，B錯誤；ATP合成過程中需要ATP合成酶的催化，C正確；ATP是生物體的直接能源物質(zhì)，可直接為細(xì)胞提供能量，D正確。]
4．(2022·福建八地市高三聯(lián)考)磷酸肌酸是一種高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來合成ATP。研究者對蛙的肌肉組織進(jìn)行短暫電刺激，檢測對照組和實(shí)驗(yàn)組(肌肉組織用肌酸激酶阻斷劑處理)肌肉收縮前后ATP、ADP和AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)的含量，結(jié)果如下表所示。下列分析正確的是(　　)
對照組(10－6mol·g－1) 實(shí)驗(yàn)組(10－6mol·g－1)
收縮前 收縮后 收縮前 收縮后
ATP 1.30 1.30 1.30 0.75
ADP 0.60 0.60 0.60 0.95
AMP 0.10 0.10 0.10 0.30
A．對照組肌肉收縮消耗的能量直接來源于磷酸肌酸
B．對照組肌肉細(xì)胞中沒有ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化
C．實(shí)驗(yàn)組肌肉細(xì)胞中的ATP只有遠(yuǎn)離腺苷的特殊化學(xué)鍵發(fā)生斷裂
D．實(shí)驗(yàn)表明磷酸肌酸可維持細(xì)胞中ATP的含量相對穩(wěn)定
D　[對照組蛙的肌肉在收縮時需要消耗的能量由ATP直接提供，A錯誤；對照組蛙的肌肉收縮需要ATP提供能量，對照組肌肉收縮前后ATP和ADP的含量沒有變化，故有ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，B錯誤；實(shí)驗(yàn)組肌肉在收縮前后ADP和AMP含量發(fā)生變化，說明ATP的兩個特殊化學(xué)鍵均能發(fā)生斷裂，C錯誤；磷酸肌酸能將自身的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到ADP分子中來合成ATP，故對照組中的磷酸肌酸可以維持ATP含量的相對穩(wěn)定，D正確。]
【題后反思】　細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生與消耗ATP的常見生理過程
轉(zhuǎn)化場所 常見的生理過程
細(xì)胞膜 消耗ATP：主動運(yùn)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
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、翻譯等
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、翻譯等
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
考點(diǎn)二　細(xì)胞呼吸的方式和過程
1．有氧呼吸
(1)概念：指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。
(2)過程
(3)有氧呼吸總反應(yīng)式(標(biāo)出氧元素的來源與去向)
如圖所示
。
(4)能量轉(zhuǎn)換：葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能和熱能。
2．無氧呼吸
(1)概念：無氧呼吸是指細(xì)胞在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。
(2)場所：全過程都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。
(3)過程
第一階段 葡萄糖丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二階段 酒精發(fā)酵 [H]＋丙酮酸酒精＋CO2
乳酸發(fā)酵 [H]＋丙酮酸乳酸
【拾遺補(bǔ)缺】　(1)源于必修1 P93“相關(guān)信息”：細(xì)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)源于必修1 P94“相關(guān)信息”：1 mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只釋放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量儲存在ATP中。據(jù)此分析在進(jìn)行無氧呼吸的過程中，葡萄糖中的能量的主要去向和葡萄糖徹底氧化分解釋放的能量的主要去向是什么？
提示　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)源于必修1 P94“小字部分”：蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來。
(4)源于必修1 P96“思維訓(xùn)練”：科學(xué)家就線粒體的起源，提出了一種解釋：有一種真核細(xì)胞吞噬了原始的需氧細(xì)菌，二者在共同繁衍的過程中，需氧細(xì)菌進(jìn)化為宿主細(xì)胞內(nèi)專門進(jìn)行細(xì)胞呼吸的細(xì)胞器。
(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)(　　)
(2)沒有線粒體的細(xì)胞一定不能進(jìn)行有氧呼吸(　　)
(3)無氧呼吸過程中沒有氧氣參與，所以有[H]的積累(　　)
(4)人體肌細(xì)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(　　)
(5)過保質(zhì)期的酸奶常出現(xiàn)漲袋現(xiàn)象是由于乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生的氣體造成的(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×
1．有氧呼吸和無氧呼吸的比較
項(xiàng)目 有氧呼吸 無氧呼吸
不 同 點(diǎn) 條件 需氧 無氧
場所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)、線粒體(第二、三階段) 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(第一、二階段)
分解程度 葡萄糖被徹底分解 葡萄糖分解不徹底
產(chǎn)物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量釋放 大量 少量
相 同 點(diǎn) 反應(yīng)條件 需酶和適宜溫度
本質(zhì) 氧化分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動所需
過程 第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同
意義 為生物體的各項(xiàng)生命活動提供能量
2.細(xì)胞呼吸反應(yīng)式中各物質(zhì)量的比例關(guān)系
(1)反應(yīng)式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②無氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量；
C6H12O62C3H6O3＋少量能量。
(2)相關(guān)物質(zhì)間量的比例關(guān)系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②無氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③有氧呼吸和無氧呼吸(產(chǎn)生酒精和CO2)消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為有氧呼吸需要的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時消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為無氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
[典例剖析]
(多選)(2022·江蘇卷，15)下圖為生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)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(luò)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
BC　[題圖分析可知三羧酸循環(huán)是代謝網(wǎng)絡(luò)的中心，可產(chǎn)生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸鏈會消耗，A錯誤；題圖分析可知代謝中間物(例：丙酮酸、乙酰CoA等)，將物質(zhì)的分解代謝與合成代謝相互聯(lián)系，B正確；題圖分析可知丙酮酸、乙酰CoA在代謝途徑中將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)、核酸的代謝相互聯(lián)系在一起，具有重要地位，C正確；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。]
【名師點(diǎn)撥】　掌握信息轉(zhuǎn)化能力
信息提取 信息：生命體內(nèi)部分物質(zhì)與能量代謝關(guān)系示意圖
信息轉(zhuǎn)化 三羧酸循環(huán)是三大營養(yǎng)素(糖類、脂質(zhì)、氨基酸)的最終代謝通路，又是糖類、脂質(zhì)、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。
素養(yǎng)考查 生命觀念：物質(zhì)與能量觀 科學(xué)思維：比較與分析能力、建構(gòu)模型能力
【角度轉(zhuǎn)換】　提升語言表達(dá)能力
三羧酸循環(huán)是需氧生物體內(nèi)普遍存在的代謝途徑，原核生物和真核生物進(jìn)行的場所分別在細(xì)胞質(zhì)和線粒體。
考向一　細(xì)胞呼吸過程的綜合分析
5．(2022·北京卷，3)在北京冬奧會的感召下，一隊(duì)初學(xué)者進(jìn)行了3個月的高山滑雪集訓(xùn)，成績顯著提高，而體重和滑雪時單位時間的攝氧量均無明顯變化。檢測集訓(xùn)前后受訓(xùn)者完成滑雪動作后血漿中的乳酸濃度，結(jié)果如下圖。與集訓(xùn)前相比，滑雪過程中受訓(xùn)者在單位時間內(nèi)(　　)
A．消耗的ATP不變
B．無氧呼吸增強(qiáng)
C．所消耗的ATP中來自有氧呼吸的增多
D．骨骼肌中每克葡萄糖產(chǎn)生的ATP增多
B　[滑雪過程中，受訓(xùn)者耗能增多，故消耗的ATP增多，A錯誤；人體無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，分析題圖可知，與集訓(xùn)前相比，集訓(xùn)后受訓(xùn)者血漿中乳酸濃度增加，由此可知，與集訓(xùn)前相比，滑雪過程中受訓(xùn)者在單位時間內(nèi)無氧呼吸增強(qiáng)，B正確；分析題圖可知，與集訓(xùn)前相比，集訓(xùn)后受訓(xùn)者血漿中乳酸濃度增加，由此可知，與集訓(xùn)前相比，滑雪過程中受訓(xùn)者在單位時間內(nèi)無氧呼吸增強(qiáng)，故所消耗的ATP中來自無氧呼吸的增多，C錯誤；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸產(chǎn)生的ATP多于無氧呼吸，而滑雪過程中受訓(xùn)者在單位時間內(nèi)無氧呼吸增強(qiáng)，故骨骼肌中每克葡萄糖產(chǎn)生的ATP減少，D錯誤。]
6．(多選)(2023·日照高三檢測)魚藤酮是一種專屬性很強(qiáng)的殺蟲劑，對昆蟲尤其是菜粉蝶幼蟲等害蟲具有很強(qiáng)的殺滅作用。其作用機(jī)制主要是通過抑制NADH脫氫酶(存在于線粒體內(nèi)膜上)的活性，來降低相關(guān)害蟲的細(xì)胞呼吸水平。下列有關(guān)敘述錯誤的有(　　)
A．魚藤酮不影響菜粉蝶幼蟲細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸
B．魚藤酮能促進(jìn)害蟲有氧呼吸的第一、二階段，使細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生更多的ATP應(yīng)急
C．魚藤酮抑制害蟲有氧呼吸的第三階段，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)NADH的生成速率降低
D．魚藤酮可能使害蟲有氧呼吸過程中保持耗氧量不變，但產(chǎn)熱量增加
BCD　[魚藤酮的作用機(jī)制主要是通過抑制NADH脫氫酶(存在于線粒體內(nèi)膜上)的活性，來降低相關(guān)害蟲的細(xì)胞呼吸水平，說明其會影響有氧呼吸第三階段的反應(yīng)，不影響菜粉蝶幼蟲細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸，也不影響害蟲有氧呼吸的第一、二階段，A正確、B錯誤；NADH脫氫酶存在于線粒體內(nèi)膜上，線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，因此魚藤酮抑制害蟲有氧呼吸的第三階段，進(jìn)而使細(xì)胞內(nèi)NADH的消耗速率降低，C錯誤；有氧呼吸第三階段消耗氧，產(chǎn)生大量能量，魚藤酮的作用機(jī)制主要是通過抑制NADH脫氫酶(存在于線粒體內(nèi)膜上)的活性，來降低相關(guān)害蟲的細(xì)胞呼吸水平，所以魚藤酮可能使害蟲有氧呼吸過程中耗氧量降低，產(chǎn)熱量也降低，D錯誤。]
考向二　細(xì)胞呼吸類型的判斷
7．(2022·東莞高三檢測)利用酵母菌釀酒時，早期階段先通氣，酵母菌大量增殖，增加菌體數(shù)量；釀酒階段密封，產(chǎn)生酒精。下列關(guān)于酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的敘述正確的是(　　)
A．有氧呼吸過程中能量主要以熱能的形式散失，無氧呼吸過程中能量大部分儲存在酒精中
B．有氧呼吸沒有[H]的積累，無氧呼吸有[H]的積累
C．有氧呼吸在線粒體中進(jìn)行，無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行
D．有氧呼吸能產(chǎn)生CO2，無氧呼吸不能產(chǎn)生CO2
A　[有氧呼吸過程中能量主要以熱能的形式散失。無氧呼吸過程中分解有機(jī)物不徹底，大部分能量儲存在酒精中沒有釋放出來，A正確；有氧呼吸前兩個階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過一系列反應(yīng)，與O2結(jié)合生成水。無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的[H]，在第二階段被消耗了，B錯誤；有氧呼吸第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，第二、三階段在線粒體中進(jìn)行。無氧呼吸的兩個階段都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，C錯誤；有氧呼吸能產(chǎn)生CO2和H2O，無氧呼吸能產(chǎn)生酒精和CO2，D錯誤。]
8．(2022·福州高三模擬)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通過對表中數(shù)據(jù)分析可得出的結(jié)論是(　　)
氧濃度(%) a b c d
產(chǎn)生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol
產(chǎn)生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol
A．a(chǎn)濃度時酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率
B．b濃度時酵母菌有氧呼吸速率大于無氧呼吸速率
C．c濃度時有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵
D．d濃度時酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸未進(jìn)行無氧呼吸
D　[氧濃度為a時酒精的生成量＝二氧化碳的生成量，說明此時酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸，A錯誤；氧濃度為b時，酒精的產(chǎn)生量是6.5 mol，產(chǎn)生的二氧化碳是12.5 mol，因此有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳是6 mol，無氧呼吸消耗的葡萄糖是6.5÷2＝3.25 mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖是6÷6＝1 mol，故無氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸，B錯誤；氧氣濃度為c時，酒精的產(chǎn)生量是6 mol，產(chǎn)生的二氧化碳是15 mol，因此有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳是9 mol，有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖之比是(9÷6)∶(6÷2)＝1∶2，有2/3的葡萄糖用于酵母菌的發(fā)酵，C錯誤；d濃度時，酒精的產(chǎn)生量為0，說明此時酵母菌不進(jìn)行無氧呼吸，只進(jìn)行有氧呼吸，D正確。]
【方法歸納】　判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)
考點(diǎn)三　影響細(xì)胞呼吸的因素及其應(yīng)用
1．內(nèi)部因素
(1)遺傳特性：不同種類的植物呼吸速率不同。
實(shí)例：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。
(2)生長發(fā)育時期：同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同。
實(shí)例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官類型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。
實(shí)例：生殖器官大于營養(yǎng)器官。
2．外界因素
(1)溫度
①解讀：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸速率。
②應(yīng)用：儲存水果、蔬菜時應(yīng)選取零上低溫(填“高溫”“零上低溫”或“零下低溫”)。
(2)O2濃度
①解讀
a．O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。
b．O2濃度低時，無氧呼吸占優(yōu)勢。
c．隨著O2濃度增大，無氧呼吸逐漸被抑制，有氧呼吸不斷加強(qiáng)。
d.當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值后，隨著O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。
②應(yīng)用
a．選用透氣的消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風(fēng)芽孢桿菌等厭氧細(xì)菌的無氧呼吸。
b．作物栽培中及時松土，保證根的正常細(xì)胞呼吸。
c．提倡慢跑，防止肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。
d．稻田定期排水，抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。
(3)CO2濃度
①解讀：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制(填“促進(jìn)”或“抑制”)細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。
②應(yīng)用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。
(4)含水量
①解讀：一定范圍內(nèi)，細(xì)胞中自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。
②應(yīng)用：糧食儲存前要進(jìn)行曬干處理，目的是降低糧食中的自由水含量，降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，減少儲存時有機(jī)物的消耗。
(1)嚴(yán)格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮是因?yàn)榇藯l件下細(xì)胞呼吸分解有機(jī)物最少(　　)
(2)糧食種子適宜在零上低溫、低氧和中等濕度的環(huán)境中儲藏(　　)
(3)破傷風(fēng)芽孢桿菌是一種厭氧菌，皮膚破損較深的患者，應(yīng)及時清洗傷口并到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗毒血清(　　)
(4)劇烈運(yùn)動時，氧氣供應(yīng)不足，肌細(xì)胞主要進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸(　　)
(5)內(nèi)部因素也會影響細(xì)胞呼吸的強(qiáng)度，如生物的遺傳特性、器官種類、生長時期等(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
[典例剖析]
(2022·山東“學(xué)情空間”高三聯(lián)考)將若干豌豆幼苗置于25 ℃條件下培養(yǎng)4 d，測得的相對呼吸速率為10，再分別置于不同溫度下測定3 h后呼吸速率的變化，如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．呼吸速率可通過O2的吸收量或CO2的釋放量來測定
B．與40 ℃相比，35 ℃時豌豆幼苗的呼吸速率更加穩(wěn)定
C．從圖中可以得出豌豆幼苗呼吸作用的最適溫度為30 ℃
D．溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響豌豆幼苗的呼吸速率
C　[豌豆幼苗有氧呼吸消耗O2釋放CO2，所以呼吸速率可通過O2的吸收量或CO2的釋放量來測定，A正確；根據(jù)曲線變化可知，與40 ℃相比，35 ℃時豌豆幼苗的呼吸速率更加穩(wěn)定，B正確；從圖中曲線變化無法得出豌豆幼苗呼吸作用的最適溫度為30 ℃，C錯誤；細(xì)胞呼吸屬于酶促反應(yīng)，溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響豌豆幼苗的呼吸速率，D正確。]
【名師點(diǎn)撥】　掌握信息轉(zhuǎn)化能力
信息提取 信息1：分別置于不同溫度下測定3 h后呼吸速率的變化
信息2：題圖
信息轉(zhuǎn)化 1.變量之一為時間，另一變量為溫度
2.雙因子因素下的細(xì)胞呼吸速率的測定
素養(yǎng)考查 科學(xué)思維：比較與分析能力，建構(gòu)模型能力 科學(xué)探究：數(shù)據(jù)處理能力
【角度轉(zhuǎn)換】　提升語言表達(dá)能力
從圖中曲線可以得出，一定時間內(nèi)35 ℃下豌豆幼苗呼吸速率大于30 ℃下的，且35 ℃下的呼吸速率更加穩(wěn)定，故豌豆幼苗呼吸作用的最適溫度不是30 ℃，而且若要得出豌豆幼苗的最適溫度，需在30～40 ℃設(shè)置較小溫度梯度來進(jìn)一步探究。
考向一　細(xì)胞呼吸的影響因素分析
9．(2022·廣東六校高三聯(lián)考)下圖表示氣溫多變的一天中外界O2濃度的變化與馬鈴薯塊莖的CO2釋放情況，下列敘述錯誤的是(　　)
①ab段下降可能是低溫抑制了有氧呼吸相關(guān)酶的活性
②bc段細(xì)胞呼吸增強(qiáng)的主要原因是O2濃度升高
③a點(diǎn)時馬鈴薯塊莖吸收O2的體積幾乎等于放出CO2的體積
④馬鈴薯塊莖中各種酶發(fā)揮作用時所需條件一定相同
⑤b點(diǎn)時馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所可能有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
A．①③ B．②⑤
C．③④ D．④⑤
D　[①馬鈴薯塊莖細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，即只有有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，因此曲線ab段下降的原因可能是低溫抑制了細(xì)胞的有氧呼吸，①正確；②bc段細(xì)胞呼吸增強(qiáng)的主要原因是O2濃度增加，導(dǎo)致有氧呼吸增強(qiáng)，所以產(chǎn)生的二氧化碳增多，②正確；③由于馬鈴薯塊莖細(xì)胞只有有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，而有氧呼吸過程中消耗氧氣的量與產(chǎn)生二氧化碳的量相等，所以a點(diǎn)時馬鈴薯塊莖吸收氧氣的體積幾乎等于放出二氧化碳的體積，③正確；④馬鈴薯塊莖中各種酶發(fā)揮作用時所需條件不一定相同，④錯誤；⑤馬鈴薯塊莖細(xì)胞中產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體，⑤錯誤。故選D。]
10．(多選)(2022·山東卷，16)在有氧呼吸第三階段，線粒體基質(zhì)中的還原型輔酶脫去氫并釋放電子，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給O2，電子傳遞過程中釋放的能量驅(qū)動H＋從線粒體基質(zhì)移至內(nèi)外膜間隙中，隨后H＋經(jīng)ATP合成酶返回線粒體基質(zhì)并促使ATP合成，然后與接受了電子的O2結(jié)合生成水。為研究短時低溫對該階段的影響，將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結(jié)果如圖所示。已知DNP可使H＋進(jìn)入線粒體基質(zhì)時不經(jīng)過ATP合酶。下列相關(guān)說法正確的是(　　)
A．4 ℃時線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞受阻
B．與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸產(chǎn)熱多
C．與25 ℃時相比，4 ℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP導(dǎo)致線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋的濃度降低，生成的ATP減少
BCD　[與25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根據(jù)題意，電子經(jīng)線粒體內(nèi)膜最終傳遞給氧氣，說明電子傳遞未受阻，A錯誤；與25 ℃相比，短時間低溫4 ℃處理，ATP合成量較少，耗氧量較多，說明4 ℃時有氧呼吸釋放的能量較多的用于產(chǎn)熱，消耗的葡萄糖量多，B、C正確；DNP使H＋不經(jīng)ATP合酶返回基質(zhì)中，會使線粒體內(nèi)外膜間隙中H＋的濃度降低，導(dǎo)致ATP合成減少，D正確。]
考向二　細(xì)胞呼吸原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
11．(2021·湖南卷，12)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的敘述，錯誤的是(　　)
A．南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣
B．農(nóng)作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長
C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用
B　[南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，“常用40 ℃左右溫水淋種”可以為種子的呼吸作用提供水分和適宜的溫度，“時常翻種”可以為種子的呼吸作用提供氧氣，A正確；種子無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，因此，農(nóng)作物種子入庫儲藏時，應(yīng)在低氧和零上低溫條件下保存，貯藏壽命會顯著延長，B錯誤；油料作物種子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物種子萌發(fā)時呼吸作用需要消耗大量氧氣，因此，油料作物種子播種時宜淺播，C正確；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失減少，氧氣濃度降低，從而降低了呼吸速率，低氧、低溫、一定濕度是新鮮水果保存的適宜條件，D正確。]
12．(2021·湖北卷，10)采摘后的梨常溫下易軟化。果肉中的酚氧化酶與底物接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，逐漸褐變。密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的貯藏期。下列敘述錯誤的是(　　)
A．常溫下鮮梨含水量大，環(huán)境溫度較高，呼吸代謝旺盛，不耐貯藏
B．密封條件下，梨由于呼吸作用導(dǎo)致O2減少，CO2增多，利于保鮮
C．冷藏時，梨細(xì)胞的自由水增多，導(dǎo)致各種代謝活動減緩
D．低溫抑制了梨酚氧化酶的活性，果肉褐變減緩
C　[常溫下，鮮梨含水量大，酶活性較高，呼吸代謝旺盛，細(xì)胞消耗的有機(jī)物增多，不耐貯藏，A正確；密封條件下，梨由于呼吸作用導(dǎo)致O2減少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸減弱，消耗的有機(jī)物減少，故利于保鮮，B正確；冷藏時，梨細(xì)胞中的自由水相對減少，結(jié)合水相對增多，C錯誤；酶活性的發(fā)揮需要適宜的溫度等條件，結(jié)合題意“果肉中的酚氧化酶與底物接觸發(fā)生氧化反應(yīng)，逐漸褐變，密封條件下4 ℃冷藏能延長梨的貯藏期”可知，低溫抑制了梨酚氧化酶的活性，果肉褐變減緩，D正確。]
考向三　種子萌發(fā)過程中細(xì)胞呼吸的變化分析
13．(2022·荊州高三檢測)將玉米種子置于25 ℃、黑暗、水分適宜的條件下萌發(fā)，每天定時取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結(jié)果如下圖所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質(zhì)來源于胚乳，下列敘述正確的是(　　)
A．萌發(fā)過程胚乳中的淀粉水解成葡萄糖，主要通過在線粒體內(nèi)氧化分解為種子萌發(fā)供能
B．萌發(fā)過程中在96～120 h時種子的呼吸速率最大
C．萌發(fā)過程中胚乳的部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，最大轉(zhuǎn)化速率為27 mg·粒－1·d－1
D．若自120小時后給予適宜的光照，則萌發(fā)種子的干重將繼續(xù)增加
D　[種子萌發(fā)過程中，淀粉可水解為葡萄糖，葡萄糖通過氧化分解即呼吸作用為生命活動供能，但葡萄糖的水解是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，在線粒體中不能直接利用葡萄糖，A錯誤；呼吸速率最大的階段為胚乳干重的減少量最大時刻，即72～96 h，B錯誤；呼吸作用所消耗的有機(jī)物量＝胚乳減少的干重量－轉(zhuǎn)化成幼苗的組成物質(zhì)，計算出：96～120 小時為(118.1－91.1)－(177.7－172.7)＝27－5＝22 mg·粒－1·d－1，最大轉(zhuǎn)化速率為22 mg·粒－1·d－1，C錯誤；若自120小時后給予適宜的光照，萌發(fā)種子將進(jìn)行光合作用，將會導(dǎo)致種子的干重增加，D正確。]
14．(多選)(2022·長沙高三模擬)豌豆種子細(xì)胞呼吸時，底物經(jīng)脫氫酶催化所釋放的氫，能將無色的三苯基氯化四唑(TTC)還原為紅色的三苯甲胺。在種子萌發(fā)過程中，其CO2釋放速率和O2吸收速率的變化如圖所示，下列有關(guān)種子萌發(fā)和發(fā)育說法正確的有(　　)
A．12～24小時這段時間，種子主要的呼吸方式為無氧呼吸
B．在豌豆種子發(fā)育，有機(jī)物快速積累時期，應(yīng)創(chuàng)設(shè)低溫條件
C．可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鑒定種子“死活”
D．b點(diǎn)后氧化分解的底物可能包括糖類、脂肪等物質(zhì)
ACD　[無氧呼吸不吸收氧氣，但產(chǎn)生二氧化碳，有氧呼吸消耗葡萄糖時，產(chǎn)生二氧化碳的體積與消耗氧的體積相同。據(jù)圖可知，在12～24 h期間，氧氣吸收量很少，而二氧化碳釋放量很多，表明此時的呼吸方式主要是無氧呼吸，A正確；種子快速發(fā)育時期，細(xì)胞代謝旺盛，植物光合作用強(qiáng)才能積累更多有機(jī)物，需要提供適宜的溫度等條件，B錯誤；由題可知，TTC與細(xì)胞呼吸時底物經(jīng)脫氫酶催化所釋放的氫發(fā)生紅色反應(yīng)，只有活細(xì)胞才能進(jìn)行呼吸作用，因此，可以用來鑒定種子“死活”，C正確；b點(diǎn)后吸收的O2量遠(yuǎn)多于釋放的CO2量，說明氧化分解的底物除糖類還有脂肪類等物質(zhì)，D正確。]
【歸納總結(jié)】　種子萌發(fā)時吸水和呼吸方式的變化曲線
(1)在種子萌發(fā)的第Ⅰ階段，由于(吸脹)吸水，呼吸速率上升。
(2)在種子萌發(fā)的第Ⅱ階段，細(xì)胞產(chǎn)生CO2的量要比消耗O2的量大得多，說明在此期間主要進(jìn)行無氧呼吸。
(3)在胚根長出后，由于胚根突破種皮，增加了O2的進(jìn)入量，種子以有氧呼吸為主，同時胚根大量吸水(滲透吸水)。
考點(diǎn)四　探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式
1．實(shí)驗(yàn)原理
2．實(shí)驗(yàn)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，裝置如圖所示。
(3)檢測酒精的產(chǎn)生：從A、B中各取2 mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。
3．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
條件 澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢 重鉻酸鉀—濃硫酸溶液
甲組(有氧) 變混濁程度高/快 無變化
乙組(無氧) 變混濁程度低/慢 出現(xiàn)灰綠色
4.實(shí)驗(yàn)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。
【拾遺補(bǔ)缺】　(1)源于必修1 P91：由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，因此，應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時間適當(dāng)延長以耗盡溶液中的葡萄糖。
(2)源于必修1 P92“對比實(shí)驗(yàn)”：對比實(shí)驗(yàn)中兩組都是實(shí)驗(yàn)組，兩組之間相互對照。教材中對比實(shí)驗(yàn)的實(shí)例有：①②③(填序號)。
①探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式；②魯賓和卡門的同位素標(biāo)記法實(shí)驗(yàn)；③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)；④比較過氧化氫在不同條件下的分解。
1．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)裝置：甲組探究酵母菌的有氧呼吸，乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對比實(shí)驗(yàn)，設(shè)置的是有氧、無氧條件。
(2)變量控制
①通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。
②B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。
2．液滴移動法探究細(xì)胞呼吸的方式
(1)探究裝置：欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式，應(yīng)設(shè)置兩套實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：
(2)結(jié)果結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果 結(jié)論
裝置一液滴 裝置二液滴
不動 不動 只進(jìn)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(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)生乳酸的無氧呼吸
左移 左移 種子進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置三。裝置三與裝置二相比，不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。
考向一　教材實(shí)驗(yàn)的綜合考查
15．(2021·廣東卷，9)秸桿的纖維素經(jīng)酶水解后可作為生產(chǎn)生物燃料乙醇的原料。生物興趣小組利用自制的纖維素水解液(含5%葡萄糖)培養(yǎng)酵母菌并探究其細(xì)胞呼吸(如圖)。下列敘述正確的是(　　)
A．培養(yǎng)開始時向甲瓶中加入重鉻酸鉀以便檢測乙醇生成
B．乙瓶的溶液由藍(lán)色變成紅色，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2
C．用甲基綠溶液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布
D．實(shí)驗(yàn)中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量
D　[檢測乙醇的生成，應(yīng)取甲瓶中的濾液2 mL注入到試管中，再向試管中加入0.5 mL溶有0.1 g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，使它們混合均勻，觀察試管中溶液顏色的變化，A錯誤；CO2可以使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃，因此乙瓶的溶液不會變成紅色，B錯誤；健那綠染液是專一性染線粒體的活細(xì)胞染料，可使活細(xì)胞中的線粒體呈現(xiàn)藍(lán)綠色，而細(xì)胞質(zhì)接近無色，因此用健那綠染液染色后可觀察到酵母菌中線粒體的分布，C錯誤；乙醇最大產(chǎn)量與甲瓶中葡萄糖的量有關(guān)，因甲瓶中葡萄糖的量一定，因此實(shí)驗(yàn)中增加甲瓶的醇母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量，D正確。]
16．(2022·東莞高三檢測)如圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)裝置，有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A．該實(shí)驗(yàn)為有氧和無氧兩種條件的對比實(shí)驗(yàn)，其中甲、乙組均為實(shí)驗(yàn)組
B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，則b瓶內(nèi)的溶液可能會變灰綠色
C．可根據(jù)溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的時間長短，來檢測CO2的產(chǎn)生速率
D．若相同時間后c瓶和e瓶中溶液都變混濁，不能據(jù)此判斷酵母菌的呼吸方式
D　[該實(shí)驗(yàn)中的兩套裝置相互對比，即兩組均為實(shí)驗(yàn)組，兩組實(shí)驗(yàn)組相互對比共同探究酵母菌的呼吸方式，A正確；酸性重鉻酸鉀用于檢測酒精，此外葡萄糖也可與重鉻酸鉀反應(yīng)，故b瓶內(nèi)的溶液可能會變灰綠色，B正確；溴麝香草酚藍(lán)水溶液用于檢測CO2，產(chǎn)生CO2的速度越快則顏色變化越快，所以可以根據(jù)液體變黃的時間長短檢測CO2的產(chǎn)生速率，C正確；有氧呼吸和無氧呼吸雖然均可以產(chǎn)生CO2，但有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的速率快，因此，根據(jù)c瓶和e瓶中溶液變混濁程度，能判斷酵母菌的呼吸方式，D錯誤。]
考向二　細(xì)胞呼吸方式的探究實(shí)驗(yàn)分析
17．(2022·南通高三檢測)某研究小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，設(shè)計了如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置(不考慮其他因素的影響)。以下說法錯誤的是(　　)
A．甲裝置有色液滴不動，乙裝置中液滴右移，說明酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸
B．甲裝置有色液滴左移，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸
C．甲裝置有色液滴左移，乙裝置有色液滴不動，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸
D．乙裝置有色液滴右移，說明酵母菌中一定存在無氧呼吸
B　[因?yàn)榧字杏蠳aOH溶液，所以該裝置中酵母菌產(chǎn)生的CO2全部被吸收，液滴的移動表示氧氣的消耗量，有色液滴不動說明沒有氧氣的消耗，沒有進(jìn)行有氧呼吸，若乙裝置中液滴右移，說明進(jìn)行了無氧呼吸，A正確；只要甲裝置中的酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，則其中的O2含量會減少，有色液滴一定左移，因此甲裝置有色液滴左移，說明酵母菌進(jìn)行了有氧呼吸，但不能說明沒有進(jìn)行無氧呼吸，B錯誤；乙裝置中有清水，清水既不吸收氣體也不釋放氣體，所以如果有色液滴不動，說明其中的酵母菌吸收的氧氣體積和消耗的二氧化碳體積相等，甲裝置有色液滴左移，說明消耗了氧氣，即酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，C正確；乙裝置有色液滴右移，說明酵母菌產(chǎn)生的CO2體積大于消耗氧氣的體積，因此一定存在無氧呼吸，D正確。]
18．(多選)(2023·河北曲陽高三檢測)某同學(xué)進(jìn)行了4組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)①：用50 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，破碎酵母細(xì)胞后(保持細(xì)胞器完整)無氧培養(yǎng)8小時；實(shí)驗(yàn)②：用50 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，破碎酵母細(xì)胞后(保持細(xì)胞器完整)通氣培養(yǎng)8小時；實(shí)驗(yàn)③：用50 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，無氧培養(yǎng)8小時；實(shí)驗(yàn)④：用50 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，通氣培養(yǎng)8小時。培養(yǎng)結(jié)束后，取4組培養(yǎng)液滴加等量酸性重鉻酸鉀溶液進(jìn)行檢測。下列相關(guān)敘述錯誤的有(　　)
A．四組實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)①和③為對照組，實(shí)驗(yàn)②和④為實(shí)驗(yàn)組
B．四組實(shí)驗(yàn)應(yīng)在最適溫度和pH下進(jìn)行，以確保實(shí)驗(yàn)的可靠性
C．四組實(shí)驗(yàn)中都會有ATP產(chǎn)生，但實(shí)驗(yàn)②中產(chǎn)生的ATP最多
D．實(shí)驗(yàn)③中培養(yǎng)液與酸性重鉻酸鉀溶液反應(yīng)產(chǎn)生的灰綠色較實(shí)驗(yàn)①深
AC　[實(shí)驗(yàn)①與實(shí)驗(yàn)②都是實(shí)驗(yàn)組，相互對照，實(shí)驗(yàn)③和實(shí)驗(yàn)④也都是實(shí)驗(yàn)組，相互對照，A錯誤；本實(shí)驗(yàn)的自變量是酵母細(xì)胞的完整性及是否通入氧氣，其他變量都是無關(guān)變量，B正確；四組實(shí)驗(yàn)都能產(chǎn)生ATP，但只有實(shí)驗(yàn)④酵母細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，且進(jìn)行的是有氧呼吸，所以其產(chǎn)生的ATP最多，C錯誤；實(shí)驗(yàn)①：用50 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，破碎酵母細(xì)胞后(保持細(xì)胞器完整)無氧培養(yǎng)8小時，由于含有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的酶，可以進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，但是酶溶于培養(yǎng)液中，濃度低，且其活性易受產(chǎn)物影響，產(chǎn)生的酒精較少；實(shí)驗(yàn)③：用50 mL含酵母菌的培養(yǎng)液，無氧培養(yǎng)8小時，該組酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精量較多，在酸性條件下，與重鉻酸鉀溶液反應(yīng)呈現(xiàn)的灰綠色較深，D正確。]
(八)呼吸躍變的機(jī)理及應(yīng)用
1．概念：指某些肉質(zhì)果實(shí)從生長停止到開始進(jìn)入衰老之間的時期，其呼吸速率突然升高。
2．產(chǎn)生機(jī)理：產(chǎn)生的原因是與果實(shí)內(nèi)乙烯的釋放密切相關(guān)的。一般來說，當(dāng)果實(shí)內(nèi)產(chǎn)生的乙烯濃度超過0.1毫克/升時，乙烯就起到了刺激果實(shí)增強(qiáng)呼吸，促進(jìn)成熟的作用。
3．特點(diǎn)及結(jié)果：不同種類果實(shí)呼吸躍變進(jìn)程持續(xù)的時間長短，以及達(dá)到的最大峰值雖很不相同，但在呼吸上升的同時，與成熟作用有關(guān)的生理生化變化積極活躍，合成反應(yīng)旺盛進(jìn)行，有新的核酸、蛋白質(zhì)(酶)形成。呼吸高峰以后，分解反應(yīng)逐漸占主導(dǎo)，組織結(jié)構(gòu)逐漸解體、崩潰，最后死亡。
4．應(yīng)用：呼吸躍變型水果，常常把呼吸躍變的高峰期，作為水果由成熟走向后熟衰老的轉(zhuǎn)折期。降低貯藏溫度，可以使其躍變高峰延遲出現(xiàn)，峰的高度降低，甚至可以不出現(xiàn)躍變高峰。說明降低貯藏溫度，能有效地延緩呼吸躍變型水果的后熟和衰老。
[對點(diǎn)訓(xùn)練]
1．(2022·滁州高三檢測)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，不同時間采收的蘋果都會或早或遲出現(xiàn)一個呼吸高峰，同時伴隨著果實(shí)成熟的現(xiàn)象，果實(shí)這一由生長轉(zhuǎn)向衰老的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，被稱為躍變期。只要發(fā)育進(jìn)入這一臨界期，呼吸速率就會急速上升達(dá)到最高值，磷、氧比值[呼吸過程中無機(jī)磷酸(Pi)消耗量(即生成ATP的量)和氧消耗量的比值]發(fā)生明顯變化，而后緩慢下降。與此同時，伴隨著一系列的成熟生理變化的發(fā)生，根據(jù)呼吸變化的類型，把果實(shí)劃分為躍變型和非躍變型兩類。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．呼吸高峰時，線粒體的磷、氧比值增高，蛋白質(zhì)等分子磷酸化減慢
B．在蘋果果實(shí)成熟的過程中，葉片的光合產(chǎn)物可轉(zhuǎn)運(yùn)至果實(shí)中，部分用于呼吸作用
C．低溫儲存蔬菜的主要原理是低溫下蔬菜呼吸速率降低，有機(jī)物耗損減少
D．若躍變前抑制果實(shí)中乙烯的生成和作用，則呼吸躍變將被抑制或延遲
A　[呼吸高峰時，線粒體的生理活動極為活躍，合成反應(yīng)旺盛進(jìn)行，磷、氧比值增高，ATP為生命活動提供能量增多，(載體)蛋白質(zhì)等分子磷酸化加快，A錯誤；葉肉細(xì)胞可進(jìn)行光合作用，其光合產(chǎn)物可轉(zhuǎn)運(yùn)至果實(shí)處供果實(shí)細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用，B正確；低溫條件下，呼吸作用強(qiáng)度減弱，有機(jī)物耗損減少，C正確；乙烯能促進(jìn)果實(shí)成熟，若躍變前抑制果實(shí)中乙烯的合成，則會延緩果實(shí)成熟，從而抑制呼吸高峰的出現(xiàn)，導(dǎo)致呼吸躍變被抑制或延遲，D正確。]
2．(2022·龍巖高三檢測)如下圖是幾種果實(shí)在采摘后成熟的過程中呼吸速率的變化曲線。下列相關(guān)說法正確的是(　　)
A．隨著摘后天數(shù)的增加，4種果實(shí)呼吸速率變化的共同趨勢都是先上升再下降
B．摘后第10天后，香蕉果實(shí)呼吸速率急劇上升，表明貯藏物質(zhì)多糖在加速水解，使可溶性糖含量增加，從而增加呼吸作用的底物
C．可通過降低氧氣濃度、降低溫度或降低CO2濃度來延長摘后果實(shí)的貯藏時間
D．已知摘后果實(shí)呼吸高峰的出現(xiàn)是果實(shí)開始衰老的標(biāo)志，則圖中最不耐貯藏的果實(shí)是蘋果
B　[根據(jù)以上分析可知，隨著摘后天數(shù)的增加，4種果實(shí)呼吸速率變化的共同趨勢是先下降后上升再下降，A錯誤；摘后第10天后，香蕉果實(shí)呼吸速率急劇上升，表明貯藏物質(zhì)多糖在加速水解，使可溶性糖含量增加，從而增加呼吸作用的底物，B正確；可通過降低氧氣濃度、降低溫度或增加CO2濃度來延長摘后果實(shí)的貯藏時間，C錯誤；若摘后果實(shí)呼吸高峰的出現(xiàn)是果實(shí)開始衰老的標(biāo)志，則圖中最不耐貯藏的果實(shí)是鱷梨，D錯誤。]
1．(2022·河北卷，4)關(guān)于呼吸作用的敘述，下列說法正確的是(　　)
A．酵母菌無氧呼吸不產(chǎn)生使溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的氣體
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(jī)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
B　[能使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)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(jī)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(jī)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；酸性的重鉻酸鉀可用于檢測酒精，兩者反應(yīng)呈灰綠色，而通氣培養(yǎng)時酵母菌進(jìn)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。]
2．(2022·廣東卷，10)種子質(zhì)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前提和保障。生產(chǎn)實(shí)踐中常用TTC法檢測種子活力，TTC(無色)進(jìn)入活細(xì)胞后可被[H]還原成TTF(紅色)。大豆充分吸脹后，取種胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保溫一段時間后部分種胚出現(xiàn)紅色。下列敘述正確的是(　　)
A．該反應(yīng)需要在光下進(jìn)行
B．TTF可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成
C．TTF的生成量與保溫時間無關(guān)
D．不能用紅色深淺判斷種子活力高低
B　[種子僅可通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生[H]，該反應(yīng)不需要在光下進(jìn)行，A錯誤；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可通過細(xì)胞呼吸第一階段產(chǎn)生[H]，因此TTF可在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中生成，B正確；保溫時間較長時，較多的TTC進(jìn)入活細(xì)胞，生成較多的紅色TTF，C錯誤；相同時間內(nèi)，種胚出現(xiàn)的紅色越深，說明種胚代謝越旺盛，據(jù)此可判斷種子活力的高低，D錯誤。]
3．(2022·山東卷，4)植物細(xì)胞內(nèi)10%～25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應(yīng)，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(jìn)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?xiàng)l件下，利用14C標(biāo)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(fù)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
C　[根據(jù)題意，磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH是為其他物質(zhì)的合成提供還原劑的，而有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶是NADH，能與O2反應(yīng)產(chǎn)生水，A正確；有氧呼吸是葡萄糖徹底氧化分解釋放能量的過程，而磷酸戊糖途徑產(chǎn)生了多種中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物還進(jìn)一步生成了其他有機(jī)物，所以葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量比有氧呼吸少，B正確；正常生理?xiàng)l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(yīng)，例如有氧呼吸，所以用14C標(biāo)記葡萄糖，除了會追蹤到磷酸戊糖途徑的含碳產(chǎn)物，還會追蹤到參與其他代謝反應(yīng)的產(chǎn)物，C錯誤；受傷組織修復(fù)即植物組織的再生過程，細(xì)胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途徑的中間產(chǎn)物可生成氨基酸和核苷酸等，D正確。]
4．(2022·浙江6月選考，12)下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，錯誤的是(　　)
A．人體劇烈運(yùn)動會導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞產(chǎn)生較多的乳酸
B．制作酸奶的過程中乳酸菌可產(chǎn)生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉細(xì)胞厭氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇發(fā)酵過程中通入O2會影響乙醇的生成量
B　[劇烈運(yùn)動時人體可以進(jìn)行厭氧呼吸，厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，故人體劇烈運(yùn)動時會導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞產(chǎn)生較多的乳酸，A正確；制作酸奶利用的是乳酸菌厭氧發(fā)酵的原理，乳酸菌厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無二氧化碳產(chǎn)生，B錯誤；梨果肉細(xì)胞厭氧呼吸第一階段能產(chǎn)生少量能量，該部分能量大部分以熱能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正確；酵母菌乙醇發(fā)酵是利用酵母菌在無氧條件產(chǎn)生乙醇的原理，故發(fā)酵過程中通入氧氣會導(dǎo)致其厭氧呼吸受抑制而影響乙醇的生成量，D正確。]
5．(多選)(2021·河北卷，14)《齊民要術(shù)》中記載了利用蔭坑貯存葡萄的方法(如圖)。目前我國果蔬主產(chǎn)區(qū)普遍使用大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣)，延長了果蔬保鮮時間、增加了農(nóng)民收益。下列敘述正確的是(　　)
A．蔭坑和氣調(diào)冷藏庫環(huán)境減緩了果蔬中營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的分解
B．蔭坑和氣調(diào)冷藏庫貯存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧氣參與的第一、二階段正常進(jìn)行，第三階段受到抑制
C．氣調(diào)冷藏庫中的低溫可以降低細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中酶的活性
D．氣調(diào)冷藏庫配備的氣體過濾裝置及時清除乙烯，可延長果蔬保鮮時間
AC　[蔭坑和氣調(diào)冷藏庫環(huán)境中的低溫均可通過降低溫度抑制與呼吸作用相關(guān)的酶的活性，大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣)降低氧氣濃度，有氧呼吸和無氧呼吸均減弱，從而減緩了果蔬中營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)的分解，A正確；蔭坑和氣調(diào)冷藏庫貯存中的低溫可以降低呼吸作用相關(guān)酶的活性，大型封閉式氣調(diào)冷藏庫(充入氮?dú)馓鎿Q部分空氣)降低氧氣濃度，其中酶的活性降低對有氧呼吸的三個階段均有影響，B錯誤；溫度會影響酶的活性，氣調(diào)冷藏庫中的低溫可以降低細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中酶的活性，C正確；氣調(diào)冷藏庫配備的氣體過濾裝置應(yīng)起到除去空氣中氧氣的作用，以抑制果蔬的有氧呼吸，而不是去除乙烯的作用，D錯誤。]

展開更多......

收起↑