高考生物一轮复习必修1第三单元细胞的能量供应和利用第10讲细胞呼吸的原理学案

第10讲细胞呼吸的原理【课标要求】1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.活动：探究酵母菌细胞呼吸的方式。考点一细胞呼吸的方式和过程1．有氧呼吸（1）有氧呼吸过程图解。[易错提醒]葡萄糖只有在细胞质基质中被分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。（2）有氧呼吸的总反应式：________________________________________。（3）与体外有机物燃烧相比，有氧呼吸具有的特点：①反应过程：温和。②能量释放：有机物中的能量释放。③能量转化：释放的能量一部分储存在中。（4）有氧呼吸的概念：细胞在的参与下，通过多种的催化作用，把等有机物彻底，产生二氧化碳和水，释放能量，生成的过程。2．无氧呼吸（1）发生场所：全过程是在_____________________________________中进行的。（2）无氧呼吸的类型和过程。类型酒精发酵乳酸发酵过程第一阶段葡萄糖eq\o(→,\s\up7(酶))丙酮酸＋[H]＋少量能量第二阶段丙酮酸eq\o(→,\s\up7(酶、[H]))_______________丙酮酸eq\o(→,\s\up7(酶、[H]))____________实例大部分植物、酵母菌等高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等[易错提醒]①无氧呼吸产生的少量ATP只来自第一阶段，第二阶段不产生ATP；②第一阶段产生的[H]用于第二阶段还原丙酮酸产生乳酸或酒精和CO2；③葡萄糖中的能量大部分储存在乳酸或酒精中。（3）能量转化。①都只在第一阶段释放量能量，生成量ATP。②葡萄糖分子中大部分能量存留在中。（4）无氧呼吸的总反应式。①酒精发酵：____________________________________。②乳酸发酵：______________________________。（5）无氧呼吸的概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。[易错提醒]细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量。[答案自填]1.（1）细胞质基质线粒体基质线粒体内膜少量能量大量能量（2）C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量（3）②逐步③ATP（4）氧酶葡萄糖氧化分解大量ATP2.（1）细胞质基质（2）酒精＋CO2乳酸（3）①少少②酒精或乳酸（4）①C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量②C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3（乳酸）＋少量能量[教材命题点思考]1．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？提示：（1）线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积。（2）线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。2．无氧呼吸对生物体都有害吗？提示：不是所有的无氧呼吸都对生物体有害。有的生物只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸获得生命活动所需的能量。进行有氧呼吸的生物也可以进行短时间的无氧呼吸，但长时间进行无氧呼吸会对机体造成危害。3．1mol葡萄糖有氧呼吸能释放约2870kJ的能量，而1mol葡萄糖分解成乳酸只释放约196.65kJ的能量，其中只有约61.08kJ的能量储存在ATP中。据此分析，在进行无氧呼吸过程中葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖彻底氧化分解释放能量的主要去向是什么？提示：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中储存起来，葡萄糖彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。[情境命题点思考]4．为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况，现以从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验（除步骤二中加入物质不同外，其他条件相同且适宜）。组别步骤一步骤二步骤三1加入线粒体加入葡萄糖加入溴麝香草酚蓝溶液，一段时间后观察溶液颜色的变化情况2加入线粒体加入丙酮酸（1）从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是什么？（2）请预测两组实验的结果，并简述判断理由（实验结果中要写出具体的颜色变化）。提示：（1）差速离心法。（2）第1组溶液为蓝色，第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄，第1组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用，所以无CO2生成，第2组丙酮酸可进入线粒体被利用，生成CO2。1．细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析2．有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比（以葡萄糖为呼吸底物）（1）有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。（2）产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。（3）消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。（4）消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。3．判断细胞呼吸方式的三大依据（以葡萄糖为呼吸底物）（1）（2）（3）考向1细胞呼吸的方式和过程1．（2022·高考全国卷甲）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（）A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成解析：选C。有氧呼吸的全过程分为三个阶段，分别在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜上进行，这三个阶段都能释放能量，产生ATP，A项正确；在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段的反应，则线粒体内膜上的酶可以催化前两个阶段产生的[H]与氧结合形成水，B项正确；丙酮酸分解成CO2和[H]属于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，这一阶段不需要O2直接参与，C项错误；线粒体为半自主性细胞器，含有DNA和核糖体，故线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成，D项正确。2．（2023·高考全国卷乙）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如下图所示。下列相关叙述错误的是（）A.在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP解析：选C。在无氧环境中植物幼苗进行无氧呼吸，根据CO2的产生与否可判断在时间a之前只进行产乳酸的无氧呼吸，在时间a之后逐渐由产乳酸的无氧呼吸转为产酒精和CO2的无氧呼吸，A项、B项正确；产酒精和产乳酸的无氧呼吸都只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，且二者第一阶段完全相同，所以产生的ATP一样多，C项错误；酒精跨膜运输的方式是自由扩散，不消耗ATP，D项正确。考向2细胞呼吸方式的判断与计算3．某同学在做“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验时，将完全相同的甲、乙、丙、丁四瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液（葡萄糖足够用），分别通入不同浓度的O2维持相同时间，测得实验结果见下表。下列分析正确的是（）分组甲乙丙丁产生CO2的量/mol912.51530产生酒精的量/mol96.560A.甲瓶中酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B．乙瓶中酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率C．丙瓶中酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍D．丁瓶中酵母菌只进行有氧呼吸，未进行无氧呼吸解析：选D。甲瓶中酵母菌细胞呼吸产生酒精的量与产生CO2的量相等，因此酵母菌只进行无氧呼吸，A项错误；乙瓶中酵母菌产生酒精的量为6.5mol，产生CO2的量为12.5mol，说明酵母菌有氧呼吸产生CO2的量为6mol，因此酵母菌的有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率，B项错误；丙瓶中酵母菌无氧呼吸产生酒精的量为6mol，产生CO2的量为15mol，因此有氧呼吸产生的CO2是9mol，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是（9÷6）∶（6÷2）＝1∶2，即无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍，C项错误；丁瓶中酵母菌产生酒精的量为0，说明细胞不进行无氧呼吸，只进行有氧呼吸，D项正确。4．（2024·汕头高三期末）马拉松运动员在从慢跑到极限冲刺的过程中，依次会经历有氧阶段、混氧阶段和无氧阶段。下图所示为人体运动强度和血液中乳酸含量与O2消耗速率的关系，下列相关叙述正确的是（）A．若a强度下的运动属于马拉松运动员的有氧阶段，此时体内也有无氧呼吸发生B．冲刺阶段的供能方式是以碳水化合物和脂肪为底物，通过无氧呼吸供给的C．只有大于c运动强度后，肌肉细胞O2的消耗量才会与CO2的产生量相等D．若运动强度长时间超过c，大量乳酸可直接通过肾脏排出体外解析：选A。a运动强度下乳酸含量是血液中乳酸的正常值，说明机体内存在一定的无氧呼吸，由于乳酸含量较少，因此a运动强度下的运动属于马拉松运动员的有氧阶段，A项正确；冲刺阶段时，供能方式仍然是以有氧呼吸消耗葡萄糖为主，B项错误；由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2，只有有氧呼吸才产生CO2，因此任何时刻肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等，C项错误；若运动强度长时间超过c，大量乳酸和碳酸氢钠反应生成乳酸钠，乳酸钠通过肾脏排出体外，D项错误。考点二探究酵母菌细胞呼吸的方式[学生用书P57]1．基础实验（1）实验原理。（2）实验步骤。2．探究实验（1）细胞呼吸速率的测定。①实验装置。②实验原理。组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴。即表示有氧呼吸速率。③误差的校正。为排除温度、气压等无关变量的干扰，可设置对照装置。对照装置与上述装置相比，不同点是用的种子代替萌发的小麦种子，其余均相同。（2）液滴移动法探究细胞呼吸的方式。①探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如下图所示（以发芽种子为例）。②结果结论。实验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生的无氧呼吸或种子已经死亡不动右移只进行产生的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸左移种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质③误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同点是用煮熟的种子代替发芽种子，其余均相同。[答案自填]1.（1）变浑浊溴麝香草酚蓝灰绿色（2）NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水重铬酸钾变浑浊快变浑浊慢2.（1）②左移单位时间内液滴左移的体积③等量的死亡（2）②乳酸酒精不动左移考向1教材实验综合考查1．（2023·浙江1月选考）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（）A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等解析：选C。在探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，有无O2是实验的自变量，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度皆属于无关变量，A项、B项错误；可用酒精和CO2的生成量作为实验因变量的检测指标，C项正确；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，D项错误。2．（2022·重庆选择考）从图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是（）注：箭头表示气流方向。A．⑤→⑧→⑦和⑥→③B．⑧→①→③和②→③C．⑤→⑧→③和④→⑦D．⑧→⑤→③和⑥→⑦解析：选B。探究酵母菌细胞能进行有氧呼吸时（有CO2生成），为防止空气中的CO2影响实验结果，空气通往酵母菌培养液前需先通过NaOH溶液，以除去其中的CO2，将该气体通入酵母菌培养液，再用澄清石灰水对酵母菌培养液中的CO2产生情况进行检测，酵母菌培养液中的通气管应“长进短出”；探究酵母菌细胞能进行无氧呼吸时（也有CO2生成），将酵母菌培养液直接与澄清石灰水相连，可用装置②设置无氧条件（装置②应封口放置一段时间，使酵母菌消耗完瓶中的O2；⑥中培养液过多，易溢出，排除），再与③相连，检测CO2产生情况，B项符合题意。考向2探究实验综合分析3．（2024·惠州高三期中）下图表示为探究酵母菌细胞呼吸类型而设计的实验装置，酵母菌以葡萄糖为能源物质（不考虑物理因素对实验的影响）。下列有关实验装置和结果的分析，错误的是（）A．如果装置甲中液滴左移，装置乙中液滴右移，说明酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸B．如果装置甲中液滴左移，装置乙中液滴不移，说明酵母菌只进行有氧呼吸C．如果装置甲中液滴不移，装置乙中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸D．实验中，装置甲中的液滴先不移后向左移，装置乙中的液滴先右移后不移解析：选D。装置甲中的液滴左移，表示有O2的消耗；装置乙中的液滴右移，说明呼吸作用释放的CO2量多于消耗的O2量，可知酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，A项正确。装置甲中的液滴左移，说明酵母菌进行了有氧呼吸；装置乙中的液滴不移，说明酵母菌进行呼吸作用的O2消耗量等于CO2产生量，即酵母菌只进行有氧呼吸，B项正确。若装置甲中液滴不移，说明酵母菌不进行有氧呼吸；装置乙中液滴右移，说明呼吸作用释放了CO2，则酵母菌只进行无氧呼吸，C项正确。实验中，装置甲中的液滴先不移，说明酵母菌不进行有氧呼吸，则液滴不会再移动；装置乙中的液滴先右移，说明酵母菌进行无氧呼吸，最后反应停止，液滴将保持不动，D项错误。4．（2024·茂名高三检测）下面三个装置可用于研究萌发的种子的呼吸作用方式及其产物，下列有关分析错误的是（）A．甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量B．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸C．丙装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生了CO2D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验解析：选B。甲装置中有温度计，可用于探究呼吸作用是否产生热量，A项正确；乙装置中NaOH溶液可吸收种子呼吸作用产生的CO2，有色液滴左移的距离代表呼吸作用消耗的O2量，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行了有氧呼吸，但该装置无法证明种子萌发是否有无氧呼吸进行，B项错误；丙装置中澄清的石灰水可用来检测CO2，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生了CO2，C项正确；种子未进行消毒处理，附着在种子表面的微生物进行的呼吸作用会对实验结果产生干扰，实验过程中的其他无关变量也会影响实验结果，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验，D项正确。创设情境长句特训[学生用书P59][事实概述类]1．中耕是指作物生长期中，去除植株之间的杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有__________________________________________（答出2点即可）。提示：减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用2．假设从培养基中得到了能高效降解某种有机物X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供和______________________________________。提示：合成其他物质的原料能量3．酵母菌细胞内丙酮酸在（填场所）被消耗。从能量转化角度分析，丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同？____________________________________________________________________。提示：细胞质基质和线粒体基质细胞质基质中分解丙酮酸不释放能量、不合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP[原因分析类]4．粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，其原因是__________________________________________________。提示：种子在有氧呼吸过程中产生了水5．同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是_______________________________________________。提示：同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低6．某同学做了如下实验：取A、B两支试管，在A试管中加入煮熟的蚕豆子叶，B试管中加入发芽的蚕豆子叶。在两试管中分别加入亚甲蓝溶液（注：亚甲蓝氧化态为蓝色，接受氢后为无色），一段时间后倒出溶液，两试管中的子叶都呈蓝色。然后在两试管中加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量石蜡油，37℃保温一段时间后，发现A试管中的子叶不变色，B试管中子叶的蓝色变浅。请思考分析：（1）B试管中子叶蓝色变浅的原因是__________________________________________________。（2）A试管中子叶不变色的原因是，实验中设置A试管的目的是___________________________________________。提示：（1）B试管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原（2）A试管中子叶细胞的酶失活，不进行细胞呼吸形成对照高考真题体验[学生用书P59]1．（2021·高考全国卷甲）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酒精D．该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2解析：选B。酵母菌是异养兼性厌氧微生物，有、无O2时均能氧化葡萄糖产生丙酮酸，无氧呼吸的产物有CO2和酒精，有氧呼吸的产物有CO2和水，有氧呼吸释放的能量更多，有利于其繁殖，B项符合题意。2．（2021·广东选择考改编）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料酒精的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（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酒精生成B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2C．酵母菌若进行无氧呼吸，不需要酶催化D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高酒精最大产量解析：选D。检测无氧呼吸的产物——酒精应从甲瓶中取出发酵液，滴加到试管中，再往试管中滴加酸性重铬酸钾溶液，而不是在甲瓶中直接加入酸性重铬酸钾溶液，A项错误；溴麝香草酚蓝溶液遇到CO2时的颜色变化为由蓝变绿再变黄，B项错误；无氧呼吸也需在酶的催化下完成，C项错误；甲瓶添加的纤维素水解液是定量的，增加酵母菌的数量只能提高酒精的生成速率，不能提高酒精的最大产量，D项正确。3．（2022·北京等级考）在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，结果如图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内（）A．消耗的ATP不变B．无氧呼吸增强C．所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多D．骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多解析：选B。由题图可知，集训后受训者血浆中的乳酸浓度显著高于集训前，结合骨骼肌细胞无氧呼吸产生乳酸以及题干信息中机体摄氧量无明显变化可知，集训后骨骼肌细胞有氧呼吸速率不变，依然为主要的供能方式，无氧呼吸增强，机体消耗的ATP增多，由于无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分依然留存在产物乳酸中，因此骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，B项符合题意。4．（2022·河北选择考）关于呼吸作用的叙述，正确的是（）A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中D．长时间通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色解析：选B。酵母菌进行无氧呼吸产生CO2，CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，A项错误；种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，为新器官的发育提供原料（如产物水可参与细胞内的生物化学反应）和能量，B项正确；有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜上，C项错误；长时间通气培养时酵母菌进行有氧呼吸（葡萄糖已耗尽），不产生酒精，酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D项错误。5．（2023·山东等级考）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（）A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒解析：选B。题干中“玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累”，说明H＋进入液泡是消耗能量的主动运输，为逆浓度梯度转运，可推知液泡内的H＋浓度较细胞质基质中的高，液泡内pH低于细胞质基质，A项错误；玉米根细胞进行有氧呼吸或进行产酒精的无氧呼吸均有CO2产生，B项正确；无氧呼吸只有第一阶段生成ATP，产酒精和产乳酸的无氧呼吸第一阶段的过程相同，生成等量的ATP，C项错误；细胞将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为产酒精途径可减少乳酸的产生以缓解酸中毒，D项错误。课时跟踪练[学生用书P11（单独成册）]一、选择题1．下列有关酵母菌细胞呼吸中由丙酮酸生成CO2过程的叙述，错误的是（）A.既可消耗水，也可产生水B．该过程需要多种酶的参与C．既可发生在有氧呼吸中，也可发生在无氧呼吸中D．既可发生在线粒体基质中，也可发生在细胞质基质中解析：选A。酵母菌有氧呼吸第二阶段丙酮酸生成CO2的过程需要多种酶的参与，需要消耗水，但不产生水，A项错误。2．（2024·广州高三开学考）下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是（）A．若用18O标记葡萄糖，则产物a中会检测到18OB．物质a可使溴麝香草酚蓝溶液变黄色C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质D．条件X下酵母菌进行细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失解析：选C。酵母菌和人体细胞进行有氧呼吸都能产生CO2和水，人体细胞进行无氧呼吸的产物为乳酸，酵母菌进行无氧呼吸的产物为酒精和CO2，故条件X为无氧，条件Y为有氧，物质a为水，物质b为CO2，物质c为乳酸，物质d为酒精。有氧呼吸过程中产生的水中的O来自O2，若用18O标记葡萄糖，则产物a（水）中不会检测到18O，A项错误；物质b（CO2）可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，B项错误；酵母菌有氧呼吸产生b（CO2）的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生b（CO2）的场所是细胞质基质，C项正确；条件X为无氧，酵母菌进行无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，D项错误。3．（2023·汕头高三二模）对酵母菌进行处理，获得细胞质基质和线粒体。用超声波使线粒体破碎，线粒体内膜可反卷成小的膜泡，原来内膜的内侧面位于膜泡的外表面。下列四支试管在适宜温度下不会产生CO2的是（）A．葡萄糖＋细胞质基质B．丙酮酸＋细胞质基质C．葡萄糖＋小膜泡D．丙酮酸＋线粒体基质解析：选C。酵母菌的细胞质基质可以利用葡萄糖进行无氧呼吸产生CO2，A项不符合题意；酵母菌的细胞质基质可以利用丙酮酸进行无氧呼吸的第二阶段产生CO2，B项不符合题意；小膜泡虽然由线粒体内膜反卷而成，是有氧呼吸第三阶段的场所，但线粒体不能直接利用葡萄糖进行有氧呼吸，故不会产生CO2，C项符合题意；酵母菌可以利用丙酮酸在线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段产生CO2，D项不符合题意。4．下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（假设细胞呼吸的底物是葡萄糖）。下列相关叙述错误的是（）A．氧浓度为a时，有氧呼吸最弱B．氧浓度为b时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/6C．氧浓度为c时，产生CO2的场所有细胞质基质和线粒体D．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸解析：选B。由题图可知，氧浓度为b时，O2吸收量与CO2释放量不相等，说明该器官既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，有氧呼吸消耗O2的相对值为3，则产生的CO2的相对值也为3，消耗葡萄糖的相对量为0.5，无氧呼吸产生的CO2的相对值为8－3＝5，消耗葡萄糖的相对量为2.5，所以在氧浓度为b时，有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的0.5÷2.5＝1/5，B项错误。5．（2022·江苏选择考）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（）A．光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化B．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为酒精C．蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATPD．供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP解析：选B。光照下的叶肉细胞既可进行光合作用，也可进行呼吸作用，两过程都产生ATP，光合作用产生的ATP来自光能的直接转化，呼吸作用产生的ATP来自有机物中的化学能，A项错误；供氧不足时，酵母菌可在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为酒精和CO2，B项正确；蓝细菌为原核生物，无线粒体，但体内含有与有氧呼吸相关的酶，可以进行有氧呼吸，C项错误；供氧充足时，真核细胞在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP，D项错误。6．为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中的O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是（）A.t1→t2，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降B．t3时培养液中葡萄糖的消耗速率比t1时快C．若降低10℃培养，O2相对含量达到稳定时所需的时间会缩短D．实验后的培养液滤液加入适量酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色解析：选C。题中信息说明酵母菌在最适温度条件下进行培养，若降低温度则酶的活性下降，O2相对含量达到稳定时所需的时间会延长，C项错误。7．植物的细胞代谢也受微生物的影响，被病原微生物感染后的植物，感染部位呼吸作用会大大加强。其原因一方面是病原微生物打破了植物细胞中酶和底物之间的间隔；另一方面是植物感染后，染病部位附近的糖类会集中到该部位，呼吸底物增多。下列说法错误的是（）A．在有氧条件下，呼吸底物氧化分解所释放的能量的去向主要是生成ATPB．酶与底物的间隔被打破后能直接和底物接触，从而降低呼吸作用的活化能C．病原微生物和植物的呼吸产物不同，其直接原因在于两者的呼吸酶不同D．染病组织呼吸作用加强可能会加快植物中毒素的分解，以减轻对细胞代谢的影响解析：选A。细胞进行有氧呼吸时，呼吸底物氧化分解所释放的能量主要以热能的形式散失，少部分用于ATP的合成，A项错误；酶的作用机理是降低化学反应的活化能，B项正确；病原微生物和植物属于不同的生物，其呼吸产物不同的根本原因在于两者的遗传信息（即基因）不同，直接原因在于两者的呼吸酶不同，C项正确；染病组织呼吸作用加强会给细胞提供更多能量，加速新陈代谢，可能会加快植物中毒素的分解，以减轻对细胞代谢的影响，D项正确。8.呼吸商（RQ＝释放的CO2量/吸收的O2量）可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标。右图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系。以下叙述正确的是（）A．呼吸商越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B．B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C．为延长水果保存的时间，最好将氧分压调至C点D．C点以后，细胞呼吸强度不随氧分压的变化而变化解析：选B。呼吸商越大，吸收的O2量相对越少，细胞有氧呼吸越弱，无氧呼吸越强，A项错误；呼吸商越小，细胞有氧呼吸越强，因此B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度，B项正确；C点时，细胞只进行有氧呼吸，此时细胞消耗的有机物较多，若要延长水果保存的时间，不能将氧分压调至C点，C项错误；C点以后，酵母菌只进行有氧呼吸，无论有氧呼吸的强度是否变化，呼吸商均不变，但不能说明细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化，D项错误。9．北欧鲫鱼能够在冬季结冰的水下生活。北欧鲫鱼在缺氧时将乳酸转变为酒精（熔点为－114℃），再将酒精经鱼鳃排到水中，大大提高了在严酷环境中的存活率。其细胞呼吸过程如下图所示。下列相关叙述错误的是（）A．过程①②③都发生在细胞质基质中，①②能产生ATPB．上述呼吸过程中，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失C．基因的表达差异使北欧鲫鱼肌细胞与其他细胞中催化呼吸作用的酶有所不同D．上述过程避免了北欧鲫鱼体内乳酸的堆积，排出的酒精还可以延缓周围水体结冰解析：选B。题图中①为无氧呼吸，产物为乳酸；②为无氧呼吸的第一阶段，③为无氧呼吸的第二阶段，产物有酒精。无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，所以过程①②能产生ATP，而过程③不能，A项正确；无氧呼吸过程只释放出少量能量，大部分能量存留在酒精或乳酸中，B项错误；由题图可知，缺氧条件下，北欧鲫鱼不同细胞中葡萄糖分解产物不同，是因为不同细胞中相关的酶不同，其根本原因是基因的选择性表达，C项正确；北欧鲫鱼将体内乳酸转化为酒精排出，排出的酒精溶于水中，能延缓周围水体结冰，D项正确。10．（2024·茂名高三模拟）某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成下面的坐标图。据此下列说法正确的是（）A．甲发酵罐实验结果表明在有充足氧气存在时，酵母菌也可能同时进行无氧呼吸B．0～2h，甲、乙两发酵罐中的呼吸方式相同C．该实验证明向葡萄糖溶液中通入适量的氧气可以提高酒精的产量，说明适量氧气可以促进无氧呼吸D．在实验结束时甲、乙两发酵罐中葡萄糖浓度较高的是乙发酵罐，罐内温度变化较小的是乙发酵罐解析：选D。甲发酵罐在前2h没有酒精产生