2025年高考一輪總復習課件 第三單元　第8課　細胞呼吸的原理和應用

第8課細胞呼吸的原理和應用·學業(yè)質(zhì)量水平要求·1.運用物質(zhì)與能量觀、結(jié)構與功能觀等觀念，闡釋細胞呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化。2.采用歸納與概括、模型與建模等方法闡釋細胞呼吸等相關概念的內(nèi)涵，構建細胞呼吸的過程模型。3.探究酵母菌細胞呼吸方式的方法。4.應用細胞呼吸的原理指導生產(chǎn)、生活實踐。(探究·實踐)探究酵母菌細胞呼吸的方式1．實驗原理2．實驗設計思路——對比實驗3．實驗步驟(1)酵母菌培養(yǎng)液的配制①酵母菌：新鮮的食用酵母菌。②葡萄糖溶液：使用前需煮沸滅菌，排除其他微生物的呼吸作用對實驗結(jié)果造成的干擾。(2)檢測CO2的產(chǎn)生①裝置及目的實驗裝置目的NaOH溶液保證通入A瓶的空氣中不含CO2，以保證澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致B瓶應封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的O2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實驗現(xiàn)象條件澄清石灰水的變化變化速度甲組(有氧)變渾濁快乙組(無氧)變渾濁慢(3)檢測酒精的產(chǎn)生及實驗現(xiàn)象試管試管1試管2步驟1A瓶中取濾液2mLB瓶中取濾液2mL2滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，振蕩實驗現(xiàn)象不變色橙色變成灰綠色4．實驗結(jié)論(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。(2)酵母菌在有氧條件下進行細胞呼吸產(chǎn)生CO2多而快，在無氧條件下進行細胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2。1．檢測酵母菌培養(yǎng)過程中是否產(chǎn)生CO2，可判斷其呼吸方式。(×)2．檢測CO2的產(chǎn)生除澄清石灰水外，還可以用溴麝香草酚藍溶液檢測。(√)3．在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中可依據(jù)澄清石灰水的渾濁程度判斷細胞呼吸的方式。(√)4．在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中可直接向酵母菌培養(yǎng)液中添加酸性的重鉻酸鉀溶液檢測酒精。(×)5．在測定無氧呼吸時錐形瓶中加入酵母菌培養(yǎng)液后應立即連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。(×)1．(必修1P90問題探討)利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，酒精含量不會一直增加，當達到12%～16%時，發(fā)酵就停止了，其原因最可能是酵母菌在無氧及其他條件合適的情況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物(如酒精)增多，營養(yǎng)物質(zhì)減少及酸堿度發(fā)生變化等，其代謝速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發(fā)酵最終會停止。2．(必修1P90～91探究·實踐)(1)重鉻酸鉀可以檢測有無酒精存在。這一原理在日常生活中可以用來檢測汽車司機是否飲酒。具體做法是讓司機呼出的氣體直接接觸到經(jīng)硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，則重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻(合理即可)。(2)由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應發(fā)生顏色變化，因此，應將酵母菌的培養(yǎng)時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。考向1|實驗原理與過程1．(2023·浙江1月選考)為探究酵母菌的細胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料進行實驗。下列關于該實驗的敘述，正確的是()A．酵母菌用量和葡萄糖溶液濃度是本實驗的自變量B．酵母菌可利用的氧氣量是本實驗的無關變量C．可選用酒精和CO2生成量作為因變量的檢測指標D．不同方式的細胞呼吸消耗等量葡萄糖所釋放的能量相等C解析：酵母菌用量和葡萄糖溶液濃度是無關變量，A錯誤；氧氣的有無是自變量，B錯誤；有氧呼吸不產(chǎn)生酒精，無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2且比值為1∶1，因此可選用酒精和CO2生成量作為因變量的檢測指標，C正確；等量的葡萄糖經(jīng)有氧呼吸徹底氧化分解，釋放能量多，而無氧呼吸氧化分解不徹底，釋放能量少，D錯誤。2．(2022·重慶卷)從下圖中選取裝置，用于探究酵母菌細胞呼吸方式，正確的組合是()酵母菌培養(yǎng)液①酵母菌培養(yǎng)液②澄清的石灰水③酵母菌培養(yǎng)液④酵母菌培養(yǎng)液⑤酵母菌培養(yǎng)液⑥澄清的石灰水⑦質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液⑧注：箭頭表示氣流方向。A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦B解析：酵母菌屬于異養(yǎng)兼性厭氧型生物，既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸。探究其進行有氧呼吸時，先用NaOH溶液去除空氣中的CO2，再將空氣通入酵母菌培養(yǎng)液，最后連接澄清石灰水檢測CO2的生成，通氣體的管子應該長進短出，裝置組合是⑧→①→③；探究其無氧呼吸時，應直接將酵母菌培養(yǎng)液與澄清石灰水相連，裝酵母菌溶液的瓶子不能太滿，以免溢出，裝置組合是②→③，B正確，A、C、D錯誤。實驗操作的提醒及目的實驗操作提醒操作目的配制培養(yǎng)液時，將葡萄糖溶液先煮沸再冷卻后加入錐形瓶①煮沸：為了除去其他雜菌，防止其他雜菌的干擾；②冷卻后再加入：防止高溫將酵母菌殺死通入空氣時，先通入NaOH溶液再通入酵母菌培養(yǎng)液中排除空氣中CO2對實驗結(jié)果的干擾檢測無氧呼吸的酵母菌培養(yǎng)液封口放置一段時間讓酵母菌將瓶中的O2消耗完，確保其在實驗過程中只進行無氧呼吸考向2|實驗結(jié)果的檢測3．(2022·河北卷)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B解析：能使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃的氣體是CO2，酵母菌無氧呼吸可產(chǎn)生CO2，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；酸性的重鉻酸鉀可用于檢測酒精，兩者反應呈灰綠色，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。4．(2021·廣東卷改編)秸稈的纖維素經(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)酵母菌并探究其細胞呼吸過程(如下圖)。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．乙瓶的溶液由藍色變成紅色，表明酵母菌已產(chǎn)生了CO2C．選用酵母菌作為實驗材料是因為其為厭氧型生物D．實驗中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量不能提高乙醇最大產(chǎn)量D解析：檢測乙醇生成，應取甲瓶中的濾液2mL注入試管中，再向試管中滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，振蕩混合均勻，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溶液由藍變綠再變黃，因此乙瓶的溶液不會變成紅色，B錯誤；選用酵母菌作為實驗材料是因為其為兼性厭氧型生物，C錯誤；乙醇最大產(chǎn)量與甲瓶中葡萄糖的量有關，由于甲瓶中葡萄糖的量是一定的，實驗中增加甲瓶的酵母菌數(shù)量只能加快反應速率而不能提高乙醇最大產(chǎn)量，D正確。細胞呼吸的方式與過程1．有氧呼吸(1)概念解讀條件H2O、O2、多種酶原料葡萄糖等有機物變化徹底氧化分解產(chǎn)物CO2和水能量釋放能量(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)：__INCLUDEPICTURE____"24SWG3FX219.TIF"__。2．無氧呼吸(1)概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。(2)場所：細胞質(zhì)基質(zhì)。(3)過程(4)反應式①C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。②C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。(5)不同生物無氧呼吸產(chǎn)物類型及原因3．細胞呼吸的實質(zhì)和意義1．有氧呼吸第二、三階段所需的酶都分布在線粒體內(nèi)膜的嵴上。(×)2．細胞呼吸過程中產(chǎn)生的[H]是還原型輔酶Ⅰ的簡化表示方法。(√)3．有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質(zhì)中與氧結(jié)合生成水。(×)4．無氧呼吸只在第一階段釋放少量的能量，生成少量的ATP。(√)5．人劇烈運動時產(chǎn)生的CO2是有氧呼吸和無氧呼吸共同的產(chǎn)物。(×)6．細胞內(nèi)葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反應，只發(fā)生在有氧環(huán)境下。(×)1．(必修1P92圖5-8)線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，其在結(jié)構上與功能相適應的特點有線粒體具有內(nèi)、外兩層膜，內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，擴大了內(nèi)膜的表面積。線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。2．(必修1P93正文、思考·討論)呼吸作用和有機物的燃燒都是分解有機物、釋放能量的過程。不同的是有氧呼吸是在溫和的條件下進行的；有機物中的能量是逐步釋放的；有一部分能量儲存在ATP中，這種方式保證了有機物中的能量得到最充分的利用，有利于維持細胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)?？枷?|有氧呼吸和無氧呼吸過程分析1．(2023·廣東卷)在游泳過程中，參與呼吸作用并在線粒體內(nèi)膜上作為反應物的是()A．還原型輔酶Ⅰ B．丙酮酸C．氧化型輔酶Ⅰ D．二氧化碳A解析：游泳過程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一階段和第二階段都產(chǎn)生了[H]，這兩個階段產(chǎn)生的[H]在第三階段經(jīng)過一系列的化學反應，在線粒體內(nèi)膜上與氧結(jié)合生成水，這里的[H]是一種簡化的表示方式，實際上指的是還原型輔酶Ⅰ，A正確。2．(2024·山東日照期中)有氧呼吸生成H2O的過程中，伴有H＋經(jīng)蛋白復合體Ⅳ從線粒體基質(zhì)跨膜泵至內(nèi)外膜之間的膜間腔，以維持H＋濃度梯度。膜間腔的H＋一般經(jīng)線粒體內(nèi)膜上的ATP合酶進入線粒體基質(zhì)，同時伴隨ATP合成；有時H＋會直接通過線粒體內(nèi)膜磷脂雙分子層回漏到基質(zhì)，該過程中生成的能量全部以熱能的形式釋放。下列說法錯誤的是()A．線粒體基質(zhì)中的H＋來自丙酮酸的分解B．H＋回漏使有氧呼吸生成的ATP減少C．H＋回漏和H＋經(jīng)ATP合酶進入基質(zhì)的方式均為被動運輸D．人在寒冷環(huán)境時，H＋回漏到線粒體基質(zhì)的速率可能增加A解析：線粒體基質(zhì)中的H＋來自丙酮酸和水的分解，A錯誤；H＋回漏發(fā)生過程中能量全部以熱能的形式釋放，不形成ATP，因此有氧呼吸釋放的能量由于H＋回漏的發(fā)生，生成的ATP相對減少，B正確；H＋由線粒體內(nèi)膜磷脂雙分子層進入基質(zhì)，順濃度梯度，不消耗能量，運輸方式為被動運輸，C正確；H＋回漏發(fā)生過程中能量全部以熱能的形式釋放，人在打寒戰(zhàn)的過程中，細胞呼吸加強，產(chǎn)生更多的熱能，線粒體內(nèi)H＋回漏的速率可能會增加，細胞耗氧量增加，D正確。細胞呼吸中[H]和ATP的來源與去路項目來源去路[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O；無氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：與O2結(jié)合生成H2O；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考向2|有氧呼吸和無氧呼吸的判斷3．(2024·廣東惠州模擬)不同生物在不同O2條件下細胞呼吸的產(chǎn)物可能有差異。在一個密閉的環(huán)境內(nèi)，若只考慮以葡萄糖為呼吸底物，則在細胞呼吸前后氣體量會發(fā)生變化的是()A．乳酸菌在完全無O2條件下B．人體肌細胞在O2充足條件下C．馬鈴薯塊莖在O2不足條件下D．蘋果組織在O2不足條件下D解析：乳酸菌在完全無O2條件下進行無氧呼吸，將葡萄糖分解為乳酸，沒有CO2生成，所以細胞呼吸前后不會發(fā)生氣體體積變化，A錯誤。馬鈴薯塊莖與人體肌細胞在O2不足條件下，有氧呼吸與無氧呼吸同時進行，在有氧呼吸的過程中消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等，在無氧呼吸的過程中不消耗O2，產(chǎn)物為乳酸，沒有CO2生成，所以細胞呼吸前后不會發(fā)生氣體體積變化，B、C錯誤。蘋果組織在O2不足條件下，有氧呼吸與無氧呼吸同時進行，在有氧呼吸的過程中消耗的O2量與產(chǎn)生的CO2量相等，在無氧呼吸的過程中不消耗的O2，有CO2生成，因此細胞呼吸前后會發(fā)生氣體體積變化，D正確。判斷真核生物細胞呼吸方式的三大依據(jù)4．(2022·北京卷)一隊初學者進行了3個月高山滑雪集訓，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。檢測集訓前后受訓者完成滑雪動作后血漿中乳酸濃度，結(jié)果如下圖。與集訓前相比，滑雪過程中受訓者在單位時間內(nèi)()A．消耗的ATP不變B．無氧呼吸增強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解析：滑雪過程中，受訓者耗能增多，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，與集訓前相比，集訓后受訓者血漿中乳酸濃度增加，由此可知，與集訓前相比，滑雪過程中受訓者在單位時間內(nèi)無氧呼吸增強，所消耗的ATP中來自無氧呼吸的增多，B正確，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，而滑雪過程中受訓者在單位時間內(nèi)無氧呼吸增強，故骨骼肌中每克葡萄糖產(chǎn)生的ATP減少，D錯誤。影響細胞呼吸的因素及應用1．溫度對細胞呼吸的影響(1)原理：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶活性進而影響細胞呼吸速率。(2)模型及解讀①a為呼吸酶的最適溫度，細胞呼吸速率最快。②溫度低于a時，隨溫度降低，酶活性下降，細胞呼吸受抑制。③溫度高于a時，隨溫度升高，酶活性下降甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。(3)應用①保鮮：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延長保鮮時間。②提高產(chǎn)量：溫室中栽培蔬菜時，夜間適當降低溫度，可降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，提高蔬菜的產(chǎn)量。2．氧氣濃度對細胞呼吸的影響(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制(填“促進”或“抑制”)作用，對有氧呼吸過程有促進(填“促進”或“抑制”)作用。(2)模型及解讀①A點時，O2濃度為0，細胞進行無氧呼吸。②O2濃度為0～10%時，隨O2濃度的升高，無氧呼吸速率減慢；O2濃度為10%(即B點)時，無氧呼吸停止。③O2濃度為0～20%時，隨O2濃度升高，有氧呼吸速率逐漸增強。(3)應用①選用透氣的消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風芽孢桿菌等厭氧細菌的無氧呼吸。②作物栽培中的中耕松土，保證根的正常細胞呼吸。③提倡慢跑，防止肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。④稻田定期排水，抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止中毒，爛根死亡。3．CO2濃度對細胞呼吸的影響(1)原理：CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制(填“促進”或“抑制”)細胞呼吸的進行。(2)模型(3)應用：在蔬菜和水果保鮮中，適當增加CO2濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。4．水對細胞呼吸的影響(1)原理①直接影響：水是有氧呼吸的反應物之一。②間接影響：細胞內(nèi)的許多生化反應需要水的參與，自由水含量升高，細胞呼吸加快。(2)應用①抑制細胞呼吸：曬干的種子自由水含量降低，細胞呼吸減慢，有利于儲藏。②促進細胞呼吸：浸泡種子有利于種子的萌發(fā)。1．中耕松土、適時排水都是通過改善氧氣供應來促進作物根系的呼吸作用。(√)2．破傷風芽孢桿菌易在被銹鐵釘扎過的傷口深處繁殖，原因是傷口深處氧氣缺乏。(√)3．釀酒過程的早期需要不斷通氣的目的是促進酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生酒精。(×)4．慢跑時，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。(×)5．嚴格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮。(×)6．溫室大棚中，可以通過夜間適當降溫來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。(√)1．(必修1P95思考·討論)水果、蔬菜和種子都需要在低溫、低氧、高CO2濃度條件下儲藏。但水果、蔬菜需要在適宜水分(一定濕度)條件下儲藏且需要零上低溫；種子需要在干燥條件下儲藏。2．(必修1P95思考·討論)密封地窖能長時間儲存水果、紅薯、馬鈴薯等的原因是密封的地窖CO2濃度高，能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。考向1|影響細胞呼吸的因素1．(2023·湖南卷)食品保存有干制、腌制、低溫保存和高溫處理等多種方法。下列敘述錯誤的是()A．干制降低食品的含水量，使微生物不易生長和繁殖，食品保存時間延長B．腌制通過添加食鹽、糖等制造高滲環(huán)境，從而抑制微生物的生長和繁殖C．低溫保存可抑制微生物的生命活動，溫度越低對食品保存越有利D．高溫處理可殺死食品中絕大部分微生物，并可破壞食品中的酶類C解析：干制能降低食品中的含水量，使微生物不易生長和繁殖，進而延長食品保存時間，A正確；腌制過程中添加食鹽、糖等可制造高滲環(huán)境，從而抑制微生物的生長和繁殖，B正確；低溫保存可以抑制微生物的生命活動，但不是溫度越低越好，一般果蔬的保存溫度為零上低溫，C錯誤；高溫處理可殺死食品中絕大部分微生物，并通過破壞食品中的酶類，降低酶類對食品中有機物的分解，有利于食品保存，D正確。2．(2024·天津模擬)某科學興趣小組以酵母菌作為實驗材料，以葡萄糖作為能量來源，在一定條件下，通過控制O2濃度的變化，得到了酵母菌進行細胞呼吸時CO2產(chǎn)生速率(Ⅰ)、O2消耗速率(Ⅱ)，以及酒精產(chǎn)生速率(Ⅲ)隨著時間變化的三條曲線，實驗結(jié)果如圖所示，t1時刻，Ⅰ、Ⅱ兩條曲線重合，S1、S2、S3、S4分別表示各曲線圍成的面積。該興趣小組還利用乳酸菌作為實驗材料進行相同的實驗，實驗裝置和條件不變，得到乳酸產(chǎn)生速率(Ⅳ)的曲線。下列相關敘述不正確的是()A．在t1時刻，由于O2濃度較高，無氧呼吸消失B．若曲線Ⅳ和曲線Ⅲ兩者完全重合，則O～t1時間段酵母菌和乳酸菌細胞呼吸消耗的葡萄糖量相等C．如果改變溫度條件，t1會左移或右移，但是S1和S2的值始終相等D．若S2∶S3＝2∶1，則S4∶S1＝8∶1時，O～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1B解析：t1時刻，酒精產(chǎn)生速率為0，Ⅰ、Ⅱ兩條曲線重合，即酵母菌只進行有氧呼吸，無氧呼吸消失，A正確；乳酸菌進行無氧呼吸消耗1mol葡萄糖產(chǎn)生2mol乳酸，酵母菌進行無氧呼吸消耗1mol葡萄糖產(chǎn)生2mol酒精，若曲線Ⅳ和曲線Ⅲ兩者完全重合，說明酵母菌和乳酸菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和乳酸的速率相等，但酵母菌同時進行有氧呼吸，則0～t1時間段酵母菌細胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌，B錯誤；如果改變溫度條件，酶的活性會升高或降低，t1會左移或右移，O～t1產(chǎn)生的CO2的量為S1＋S2＋S3＋S4，無氧呼吸產(chǎn)生的酒精量與無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量相同，即無氧呼吸產(chǎn)生的CO2的量為S2＋S3，有氧呼吸消耗的O2量等于有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，即有氧呼吸產(chǎn)生的CO2的量為S2＋S4，即S1＋S2＋S3＋S4＝S2＋S3＋S2＋S4，即S1和S2的值始終相等，C正確；由C選項分析可知S1＝S2，若S2∶S3＝2∶1、S4∶S1＝8∶1時，則S4∶S2＝8∶1，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2的量為S2＋S4＝9S2，無氧呼吸產(chǎn)生的CO2的量為S2＋S3＝1.5S2，有氧呼吸產(chǎn)生的CO2∶無氧呼吸產(chǎn)生的CO2＝6∶1，有氧呼吸消耗1mol葡萄糖產(chǎn)生6molCO2，無氧呼吸消耗1mol葡萄糖產(chǎn)生2molCO2，因此O～t1時間段有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值為2∶1，D正確?？枷?|細胞呼吸原理的應用3．(2021·湖北卷)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，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，梨呼吸作用導致O2減少，CO2增多，利于保鮮C．冷藏時，梨細胞的自由水增多，導致各種代謝活動減緩D．低溫抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐變減緩C解析：常溫下鮮梨含水量大，環(huán)境溫度較高，呼吸代謝旺盛，細胞消耗的有機物較多，不耐貯藏，A正確；密封條件下，梨呼吸作用導致O2減少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸減弱，消耗的有機物減少，故利于保鮮，B正確；細胞中自由水的含量越多，細胞代謝越旺盛，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，逐漸褐變，密封條件下4℃冷藏能延長梨的貯藏期”可知，低溫抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐變減緩，D正確。4．(2021·湖南卷)下列有關細胞呼吸原理應用的敘述，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解析：根據(jù)題意，40℃左右溫水淋種，是為了提供水分和適宜的溫度；時常翻種是為了提供氧氣；水分、適宜的溫度和氧氣都可以促進種子的呼吸作用，A正確。利用呼吸作用的原理，貯藏種子的條件應是低溫、低氧、干燥，而無氧條件下種子無氧呼吸旺盛，產(chǎn)物酒精的積累容易使種子腐爛，貯藏壽命縮短，B錯誤。油料作物種子中脂肪較多，相對于糖類而言，脂肪分子中氫的含量高，而氧的含量低，單位質(zhì)量的脂肪氧化分解時消耗的氧氣更多，因此種子萌發(fā)時需氧量較高，播種時適宜淺播，C正確。水果保鮮時，利用塑料袋密封保存，可隔絕氧氣，降低呼吸速率，同時減少水分散失，起到保鮮作用，D正確?？枷?|細胞呼吸影響因素的探究實驗5．(2024·山東濟南模擬)科研人員通過人工模擬潮水系統(tǒng)，探究了水淹脅迫對紅海欖幼苗根系呼吸代謝的影響，相關實驗數(shù)據(jù)如表所示。下列說法錯誤的是()水淹處理/(h·d-1)061218地下根系生物量/g3.403.412.792.26地上莖葉生物量/g4.194.454.223.79總生物量/g7.597.867.016.05地下根系生物量與地上莖葉生物量的比值0.810.770.660.60A．每天水淹處理6h，對紅海欖幼苗的生長有一定的促進作用B．紅海欖幼苗每天最佳水淹時間為6hC．減小地下根系生物量分配比例是植物對水淹脅迫的一種適應策略D．過度水淹情況下，植物可以通過無氧呼吸來彌補有氧呼吸產(chǎn)能的不足B解析：每天水淹處理6h，與對照組(水淹處理0h·d-1)相比地下根系生物量和地上莖葉生物量均有所增加，則對紅海欖幼苗的生長有一定的促進作用，A正確；據(jù)題表可知，紅海欖幼苗在水淹處理6h·d-1時，總生物量最大，但是由于每組實驗水淹處理時間間隔較大，故不能說明紅海欖幼苗每天最佳水淹時間為6h，B錯誤；隨著每天水淹時間增加，地下根系生物量分配比例減小，是植物對水淹脅迫的一種適應策略，C正確；過度水淹情況下，無氧呼吸增強，植物可以通過無氧呼吸來彌補有氧呼吸產(chǎn)能的不足，D正確。課時質(zhì)量評價(八)(建議用時：40分鐘)一、選擇題1．(2022·全國甲卷)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，錯誤的是()A．有氧呼吸時細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中都能產(chǎn)生ATPB．線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與[H]和氧反應形成水的過程C．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C解析：有氧呼吸的第一階段的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)，第二、三階段發(fā)生在線粒體，三個階段均可產(chǎn)生ATP，故有氧呼吸時細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體都可產(chǎn)生ATP，A正確；線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的場所，該階段O2和[H]反應生成水，該過程需要酶的催化，B正確；丙酮酸分解為CO2和[H]的過程是有氧呼吸第二階段，場所是線粒體基質(zhì)，該過程需要水的參與，不需要O2的參與，C錯誤；線粒體是半自主性細胞器，其中含有少量DNA，可以通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制蛋白質(zhì)的合成，D正確。2．(2022·廣東卷)種子質(zhì)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的前提和保障。生產(chǎn)實踐中常用TTC法檢測種子活力，TTC(無色)進入活細胞后可被[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．該反應需要在光下進行B．TTF可在細胞質(zhì)基質(zhì)中生成C．TTF生成量與保溫時間無關D．不能用紅色深淺判斷種子活力高低B解析：大豆種子充分吸水脹大，此時未形成葉綠體，不能進行光合作用，故該反應不需要在光下進行，A錯誤；細胞質(zhì)基質(zhì)中可通過細胞呼吸第一階段產(chǎn)生[H]，故TTF可在細胞質(zhì)基質(zhì)中生成，B正確；保溫時間較長時，較多的TTC進入活細胞，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)此可判斷種子活力高低，D錯誤。3．(2024·貴州1月適應性測試)用酵母菌做實驗材料探究細胞呼吸，將酵母菌(甲)、細胞質(zhì)基質(zhì)(乙)及線粒體(丙)分別放入3支試管，向試管中加入等量、相同濃度的葡萄糖溶液，均供氧充足，一段時間后，得到葡萄糖和CO2的相對含量變化如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．甲中產(chǎn)生的CO2其氧元素來自葡萄糖和水B．乙反應結(jié)束后可用酸性重鉻酸鉀溶液檢測酒精C．甲和乙消耗等量的葡萄糖釋放的能量相等D．實驗結(jié)果表明葡萄糖不能在線粒體中分解C解析：根據(jù)呼吸作用的方程可知，呼吸作用產(chǎn)生的CO2其氧元素來自葡萄糖和水，A正確；由題意可知，甲既可進行有氧呼吸也可進行無氧呼吸，乙只能進行無氧呼吸，丙只能進行有氧呼吸第二、三階段，乙反應結(jié)束后產(chǎn)生的酒精可用酸性重鉻酸鉀檢測，呈灰綠色，B正確；甲(進行有氧呼吸和無氧呼吸)和乙(只進行無氧呼吸)消耗等量的葡萄糖，前者釋放的能量比后者多，C錯誤；丙中葡萄糖無消耗，說明葡萄糖不能在線粒體中分解，D正確。4．(2024·廣東廣州模擬)研究發(fā)現(xiàn)，菜粉蝶幼蟲細胞中NADH脫氫酶(一種催化NADH與O2反應的酶)對廣泛存在于植物根部中的魚藤酮十分敏感，魚藤酮會干擾NADH脫氫酶與輔酶Q之間的結(jié)合，從而中斷有氧呼吸電子傳遞鏈的作用。生產(chǎn)上常利用魚藤酮來防治菜粉蝶幼蟲。下列說法錯誤的是()A．NADH脫氫酶的作用機理是降低NADH與O2反應所需的活化能B．輔酶Q可能在有氧呼吸傳遞e－與H＋的過程中起到重要作用C．NADH脫氫酶催化NADH與O2在菜粉蝶幼蟲線粒體內(nèi)膜上發(fā)生反應D．魚藤酮作用機制是抑制ATP水解使菜粉蝶幼蟲因為缺乏能量而死亡D解析：NADH脫氫酶催化NADH與O2反應，酶的作用機理是降低生化反應的活化能，A正確；魚藤酮作用機制是干擾NADH脫氫酶與輔酶Q之間的結(jié)合，從而中斷有氧呼吸電子傳遞鏈的作用，推測輔酶Q可能在有氧呼吸傳遞e－與H＋的過程中起到重要作用，B正確；NADH與O2反應生成水發(fā)生于線粒體內(nèi)膜，C正確；魚藤酮作用機制是抑制ATP合成，使菜粉蝶幼蟲因為缺乏能量而死亡，D錯誤。5．科研人員對野生酵母進行誘變處理，導致圖中某呼吸酶基因發(fā)生突變，獲得了高產(chǎn)酒精酵母，該突變酵母甚至在有氧條件下也能產(chǎn)生酒精。下列說法錯誤的是()A．高產(chǎn)酒精酵母可能是酶3基因發(fā)生突變而產(chǎn)生的新品種B．野生型酵母菌在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中都能產(chǎn)生CO2C．O2充足時，野生型酵母菌細胞質(zhì)基質(zhì)中因缺少NADH導致丙酮酸不能轉(zhuǎn)化成酒精D．O2充足時，高產(chǎn)酒精酵母菌在線粒體中大量消耗NADHD解析：根據(jù)題圖中丙酮酸的代謝途徑可知，在酶3的催化作用下，NADH和O2反應生成H2O和NAD＋，高產(chǎn)酒精酵母可能是酶3基因發(fā)生突變，導致NADH大量累積，有氧呼吸不能正常進行，丙酮酸用于無氧呼吸的量增多，酒精的生成量增多，A正確；酵母菌能進行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸，在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中都能產(chǎn)生CO2，B正確；O2充足時，細胞質(zhì)基質(zhì)中的NADH進入線粒體中被利用，野生型酵母菌細胞質(zhì)基質(zhì)中因缺少NADH導致丙酮酸大量用于有氧呼吸，而不能轉(zhuǎn)化成酒精，C正確；O2充足時，野生型酵母菌在線粒體大量消耗NADH，產(chǎn)生H2O，并釋放大量的能量，高產(chǎn)酒精酵母菌的酶3基因發(fā)生突變，在線粒體中無法利用NADH，D錯誤。6．(2024·山東泰安模擬)細胞代謝的活躍期，線粒體通過中間分裂產(chǎn)生兩個功能正常的子線粒體。線粒體某部位Ca2+和活性氧自由基增加時，該部位分裂形成不包含復制性DNA的子線粒體，最終發(fā)生自噬，其余部位形成正常的子線粒體，稱為線粒體的外周分裂。下列敘述錯誤的是()A．線粒體中間分裂有利于滿足細胞較高的能量需求B．線粒體的外周分裂方式受細胞其他結(jié)構的影響C．外周分裂產(chǎn)生的子線粒體均不能再進行中間分裂D．真核細胞各種呼吸酶分布于細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中C解析：線粒體是有氧呼吸的主要場所，為細胞生命活動提供能量，由題干信息可知，線粒體通過中間分裂產(chǎn)生兩個功能正常的子線粒體，進行物質(zhì)氧化分解，有利于滿足細胞較高的能量需求，A正確；當線粒體某部位Ca2+和活性氧自由基增加時線粒體進行外周分裂，因此線粒體的兩種分裂方式受細胞內(nèi)其他結(jié)構的影響，B正確；線粒體外周分裂可形成不包含復制性DNA的子線粒體，最終發(fā)生自噬，其余部位形成正常的子線粒體，這部分線粒體還可以正常進行中間分裂，C錯誤；有氧呼吸三個階段的呼吸酶分布于細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜上，因此真核細胞一般都含有各種復雜的細胞器，各種呼吸酶分布于細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中，D正確。7．ATP合酶位于生物膜上，由頭部親水性蛋白F1和基部疏水性蛋白F0構成，膜外高濃度的H＋通過ATP合酶進入膜內(nèi)時為ATP的合成提供能量。下列敘述錯誤的是()A．ATP合酶具有催化和運輸?shù)墓δ蹷．疏水性蛋白F0可以在細胞中自由移動C．ATP合酶在原核細胞和真核細胞都有分布D．ATP合酶的合成是與ATP的水解相關聯(lián)的吸能反應B解析：由題干信息可知，ATP合酶可以運輸H＋，也能催化ATP合成，因此ATP合酶具有催化和運輸?shù)墓δ埽珹正確；細胞中含有大量的液體，因此疏水性蛋白F0不可以在細胞中自由移動，B錯誤；真核生物和原核生物都能進行細胞呼吸合成ATP，因此ATP合酶在原核細胞和真核細胞都有分布，C正確；ATP合酶的合成需要消耗ATP，因此ATP合酶的合成是與ATP的水解相關聯(lián)的吸能反應，D正確。8．(2024·廣東汕頭一模)20世紀30年代，科學家發(fā)現(xiàn)在鴿子的胸肌懸浮液中加入蘋果酸可極大地加快丙酮酸的分解速率。增加中間產(chǎn)物能加快反應的進行。依據(jù)所學知識不能作出的推測是()A．鴿子的胸肌細胞比紅細胞的線粒體含量更多B．丙酮酸徹底氧化分解的場所在線粒體基質(zhì)C．蘋果酸是葡萄糖分解為丙酮酸的中間產(chǎn)物D．加入蘋果酸可以提高NADH的合成速率C解析：鴿子的胸肌細胞對能量的需求多于紅細胞，因此鴿子胸肌細胞的線粒體含量多于紅細胞，A不符合題意；丙酮酸徹底氧化分解發(fā)生在有氧呼吸第二階段，其場所在線粒體基質(zhì)，B不符合題意；加入蘋果酸會促進丙酮酸的分解，而增加中間產(chǎn)物的量能加快反應的進行，故不能推測出蘋果酸是丙酮酸分解的中間產(chǎn)物，C符合題意；加入蘋果酸會提高丙酮酸分解的速率，而丙酮酸在分解過程(即有氧呼吸第二階段)中會產(chǎn)生大量的NADH，因此加入蘋果酸可以提高NADH的合成速率，D不符合題意。二、非選擇題9．科研人員探究了不同溫度(25℃和0.5℃)條件下密閉容器內(nèi)藍莓果實的CO2生成速率的變化，結(jié)果見圖1和圖2。據(jù)圖回答下列問題：(1)由圖可知，與25℃相比，0.5℃條件下果實的CO2生成速率較低，主要原因是________________________________；隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內(nèi)的____________濃度越來越高，抑制了果實的細胞呼吸。該實驗還可以通過檢測____________濃度變化來計算呼吸速率。(2)某同學擬驗證上述實驗結(jié)果，設計如下方案：①稱取兩等份同一品種的藍莓果實，分別裝入甲、乙兩個容積相同的瓶內(nèi)，然后密封。②將甲、乙瓶分別置于25℃和0.5℃條件下儲存，每隔一段時間測定各瓶中的CO2濃度。③記錄實驗數(shù)據(jù)并計算CO2生成速率。為使實驗結(jié)果更可靠，請給出兩條建議，以完善上述實驗方案(不考慮溫度因素)。a．________________________________________________________________________；b．________________________________________________________________________。解析：(1)0.5℃條件下果實的細胞中細胞呼吸相關酶的活性較低，所以CO2生成速率較低；隨著果實儲存時間的增加，密閉容器內(nèi)的果實細胞呼吸產(chǎn)生的CO2量因積累而越來越多，高濃度CO2會抑制果實的細胞呼吸，使得CO2生成速率變慢。因為果實細胞呼吸消耗O2，所以該實驗還可以通過檢測密閉容器內(nèi)的O2濃度變化來計算呼吸速率。(2)該實驗的目的是驗證溫度影響密閉容器內(nèi)藍莓果實的CO2生成速率，自變量為溫度，其他對實驗結(jié)果有影響的因