高考生物微专题（通用版）：第8讲 细胞呼吸

第8讲细胞呼吸内容考情——知考向核心素养——提考能内容要求1.说明生物通过呼吸将储存在有机物分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量2.活动：探究酵母菌的呼吸方式生命观念通过学习细胞呼吸的过程，建立物质与能量观科学思维影响细胞呼吸因素的分析，细胞呼吸类型的判断及相关计算近三年考情2020·全国卷Ⅲ（29）、2019·全国卷Ⅱ（2）、2019·全国卷Ⅲ（4）、2018·全国卷Ⅰ（30）、2018·全国卷Ⅱ（4，30）、2018·全国卷Ⅲ（29）科学探究探究酵母菌细胞呼吸方式社会责任细胞呼吸在生产中的应用，关注生产与生活及人体健康考点一细胞呼吸的类型及过程1.有氧呼吸（1）概念：是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。（2）过程（3）写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路（4）放能：1mol葡萄糖释放的能量中有1161kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。（5）与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放的；一部分能量储存在ATP中。2.无氧呼吸微生物的无氧呼吸也叫发酵。（1）场所：全过程是在细胞质基质中进行的。（2）总反应方程式生成乳酸：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3（乳酸）＋少量能量生成少量ATP生成酒精：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量注①无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。②人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。（3）放能：1mol葡萄糖释放196.65kJ（生成乳酸）或225.94kJ（生成酒精）的能量，其中均有61.08kJ左右转移至ATP中。（4）不同生物的无氧呼吸产物提醒（1）有氧呼吸与无氧呼吸最大区别是有氧呼吸有氧气参与而无氧呼吸无氧参与。（2）线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸。无线粒体的真核生物（或细胞）只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。（3）脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。（1）有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解（×）（2）有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP（×）（3）有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水（×）（4）有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中（×）（5）人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供（×）（6）无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累（×）1.细胞呼吸中的[H]实际上是氧化型辅酶Ⅰ（NAD＋）转化成还原型辅酶Ⅰ（NADH）。eq\x(必修①P94“相关信息”)2.有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在哪些阶段利用？产物中的二氧化碳和水分别在哪些阶段形成？eq\x(必修①P93“图示拓展”)提示有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段利用；产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。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，内膜向内折叠形成嵴，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.无氧呼吸中葡萄糖中能量去向及释放的能量去向？提示无氧呼吸中葡萄糖中能量大部分储存在酒精或乳酸中，少部分释放，而释放的能量大部分以热能形式散失，少部分生成ATP。1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较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。考向1结合细胞呼吸过程，考查物质和能量观1.（2020·北京等级模考，3）研究发现，在线粒体内膜两侧存在H＋浓度差。H＋顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质的同时，驱动ATP的合成（如下图）。根据图示得出的下列结论，错误的是（）A.ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道B.H＋可直接穿过内膜磷脂双分子层C.此过程发生在有氧呼吸第三阶段D.线粒体的内、外膜功能存在差异答案B解析据题中信息可知，H＋可顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质，推测ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道，A正确；H＋通过ATP合成酶中的H＋通道穿过内膜磷脂双分子层，而不是直接穿过内膜磷脂双分子层，B错误；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，由题图可知H＋顺浓度梯度经线粒体内膜上的ATP合成酶转移至线粒体基质的同时驱动ATP的合成，据此推测该过程发生在有氧呼吸第三阶段，C正确；线粒体内膜能进行有氧呼吸第三阶段，外膜将线粒体与外界分隔开来，二者功能不同，D正确。2.（2020·山东等级考，2）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（）A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATPC.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少答案B解析无氧呼吸消耗1分子葡萄糖只产生少量ATP，因此癌细胞要满足其生命活动，需大量吸收葡萄糖，A正确；无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸转化为乳酸的过程中不生成ATP，无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段，B错误；无氧呼吸过程中丙酮酸转化为乳酸的场所为细胞质基质，C正确；癌细胞主要进行无氧呼吸，其产生NADH的过程仅发生在第一阶段，因此消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。考向2围绕细胞呼吸类型的判断，考查科学思维能力3.（2020·江苏海安中学模拟）“格瓦斯”是由酵母菌和乳酸菌双菌发酵的传统谷物发酵饮料。传统做法是以俄式大面包为基质，加入相关菌种发酵，生成微量乙醇、一定量的CO2以及丰富的有机酸等。下列叙述正确的是（）A.发酵过程需要密闭条件B.两菌种的细胞呼吸方式相同C.CO2由两菌种共同产生D.两菌种细胞呼吸的场所均只有细胞质基质答案A解析根据题干中的关键词“乙醇”“一定量的CO2”“丰富的有机酸”可知，酵母菌和乳酸菌主要进行的是无氧呼吸，因此发酵过程需要密闭条件，A正确；乳酸菌只能进行无氧呼吸，酵母菌是兼性厌氧微生物，两菌种的细胞呼吸方式不完全相同，B错误；乳酸菌的无氧呼吸产物是乳酸，不产生CO2，C错误；乳酸菌只能进行无氧呼吸，场所是细胞质基质，而酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸，有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中，无氧呼吸发生在细胞质基质中，D错误。4.（2021·安徽合肥调研）实验小组将等量的某植物种子分别放在不同O2浓度的密闭容器中，1小时后，测出容器中O2和CO2的变化情况如下表：O2浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.70.7CO2释放量/mol10.80.60.50.40.50.60.70.70.7据表分析以下叙述中，正确的是（）A.在O2浓度为0～3%时只进行无氧呼吸B.有氧呼吸的强度随O2浓度升高而增强C.在O2浓度为5%时，种子只进行有氧呼吸D.无氧呼吸的产物是乳酸和CO2答案C解析O2浓度为0时，只进行无氧呼吸，表中O2浓度为1%～3%时，CO2的释放量大于O2的吸收量，细胞既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸，A错误；O2浓度为15%～25%时，随着O2浓度的上升，细胞呼吸强度不变，B错误；在O2浓度为5%时，CO2的释放量和O2的吸收量相等，种子只进行有氧呼吸，C正确；该植物种子无氧呼吸的产物有酒精和二氧化碳，D错误。考点二探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理2.实验步骤（1）配制酵母菌培养液（酵母菌＋葡萄糖溶液）。（2）检测CO2的产生，装置如图所示。注澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝水溶液。（3）检测酒精的产生3.实验现象4.实验结论（1）酵母菌有氧呼吸可以产生大量CO2（2）酵母菌无氧呼吸可以产生酒精和少量CO21.细胞呼吸方式或类型的判定（1）判断细胞呼吸方式的三大依据（2）“实验法”判断生物呼吸类型①装置②实验原理③结果分析与判定④物理误差的校正为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，设置如图所示的丙装置，（除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同。）装置丙提醒（1）若所放材料为绿色植物，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。（2）为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。（3）如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。2.教材规定实验中的“显色”归纳考向1结合酵母菌细胞呼吸方式的探究实验，考查科学探究的能力1.（2018·天津卷，5）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相对含量变化见题图。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相对含量达到稳定所需时间会缩短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答案C解析据图分析t1～t2时段，氧气的含量迅速下降，因此有氧呼吸速率不断下降，A正确；酵母菌在进行有氧呼吸时可大量增殖，t1时刻氧气消耗量大，产生能量多，酵母菌增殖产生的后代数目多，t3时刻氧气含量少，酵母菌主要进行无氧呼吸，而在消耗葡萄糖量相等的情况下，有氧呼吸会比无氧呼吸产生更多的CO2，据图分析，t3时刻酵母菌产生CO2的速率与t1时刻几乎一致，则说明t3时刻葡萄糖消耗的速率比t1时刻快，B正确；题中信息说明酵母菌在最适温度条件下进行培养，降低温度则酶的活性下降，氧气相对含量达到稳定所需时间延长，C错误；实验中由于氧气含量的下降，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，酸性重铬酸钾溶液与酒精发生化学反应变成灰绿色，D正确。2.（2021·湖南五市十校联考）如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的装置。下列说法错误的是（）A.若要探究酵母菌的有氧呼吸，则应选择装置a、b、cB.在有氧或无氧的条件下，酵母菌细胞呼吸都会产生CO2C.b瓶中的溶液也可以换成溴麝香草酚蓝水溶液，遇CO2的颜色变化为由黄变绿再变蓝D.检测d瓶中的产物可用酸性的重铬酸钾溶液，现象是出现灰绿色答案C解析若要探究酵母菌的有氧呼吸，应选择装置a、b、c，其中c锥形瓶中的10%NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，b锥形瓶中的澄清石灰水用于检测有氧呼吸产生的CO2，A正确；酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，其中有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物是酒精和CO2，B正确；b瓶中的石灰水也可以换成溴麝香草酚蓝水溶液，用于检测CO2，溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2会由蓝变绿再变黄，C错误；d瓶中的酵母菌进行无氧呼吸，产物为酒精和CO2，酒精属于d瓶中的产物，在酸性条件下会使橙色的重铬酸钾溶液变成灰绿色，D正确。考向2生物细胞呼吸方式的探究实验分析3.（2020·山东威海一模）如图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的实验装置。下列叙述正确的是（）A.将种子浸透是为了增加种子细胞中结合水的含量，从而增强种子的代谢作用B.实验开始时，红色小液滴位于0刻度处，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，红色小液滴将向右移动C.小液滴停止移动后，种子的呼吸作用方式是有氧呼吸D.为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟冷却的种子的对照实验装置答案D解析细胞新陈代谢的强弱与细胞中自由水的相对含量密切相关，将种子浸透可增加种子细胞中自由水的含量，从而使其新陈代谢旺盛，A错误；广口瓶中的KOH溶液可以吸收呼吸作用释放的二氧化碳，故红色小液滴是否移动取决于是否消耗氧气。实验开始时，红色小液滴位于0刻度处，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，由于种子呼吸作用会消耗氧气，故红色小液滴将向左移动，B错误；小液滴停止移动后，说明浸透的种子不再消耗氧气，此时其不进行有氧呼吸，C错误；为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟冷却的种子的对照实验装置，观察小液滴是否移动，D正确。4.（2020·山东新高考二模）家庭酿酒过程中，密闭容器内酵母菌呼吸速率变化情况如图所示（呼吸底物为葡萄糖）。下列叙述正确的是（）A.0～8h，容器内的水含量由于酵母菌的细胞呼吸消耗而不断减少B.0～6h酵母菌呈“J”型增长C.0～8h，容器内压强不断增大，在8h时达到最大值D.6h左右酵母菌开始产生酒精，6～10h酒精产生速率逐渐增大答案D解析以葡萄糖为呼吸底物，有氧呼吸反应式为C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量；产酒精的无氧呼吸反应式为C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量。酵母菌有氧呼吸既消耗水又生成水，但总体来说有氧呼吸过程有水生成，无氧呼吸既不消耗水也不生成水，因此，0～8h，容器内的水含量不会由于酵母菌的呼吸消耗而不断减少，A错误；在密闭容器中，酵母菌不会呈“J”型增长，B错误；0～6h，酵母菌只进行有氧呼吸，容器内压强不变，6h后，无氧呼吸逐渐增强，产生的CO2增多，容器内压强才开始逐渐增大，且容器内压强在8h时并未达到最大，C错误；6h左右酵母菌开始进行无氧呼吸产生酒精，6～10h无氧呼吸逐渐增强，酒精产生速率逐渐增大，D正确。考点三影响细胞呼吸的因素及应用1.内部因素2.外部因素（1）严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少（×）（2）粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏（×）（3）皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清（√）（4）剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸（×）（5）种子萌发过程中氧气不足时可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸（√）1.检测汽车司机是否喝酒的方法是让司机呼出的气体直接接触到载有用浓硫酸处理过的重铬酸钾的硅胶。eq\x(必修①P92“结论、交流和应用2”)2.水果、蔬菜和种子储存条件有何不同？eq\x(必修①P95“资料分析拓展”)提示水果、蔬菜需要低温（零上）、低氧、高CO2浓度、适宜水分条件下储存；种子需要低温、低氧、高CO2浓度、干燥条件储存。解读细胞呼吸曲线示意图考向1结合细胞呼吸的应用，考查生命观念1.（2021·陕西榆林模拟）下列有关细胞呼吸原理的应用分析错误的是（）A.种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是根细胞有氧呼吸受阻B.植物不能长期忍受无氧呼吸，其主要原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用C.人体成熟红细胞只能以无氧呼吸的方式分解葡萄糖，产生乳酸，而获取能量D.人剧烈运动后，会感到肌肉酸痛，是由肌细胞无氧呼吸产生的乳酸积累导致的答案B解析大多数植物无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，不是乳酸，B错误。2.（2021·黑龙江哈尔滨六中调研）下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识，解释错误的是（）A.提倡慢跑，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀B.零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解C.马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用D.种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞有氧呼吸答案C解析慢跑是进行有氧运动，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀，A正确；温度能够影响呼吸酶的活性，零度以上低温贮存果蔬，既能减少有机物的分解，又不会冻伤果蔬，B正确；马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，C错误；水是有氧呼吸的反应物之一，种子贮藏前干燥是通过减少水分来抑制细胞的有氧呼吸，D正确。细胞呼吸原理的应用考向2结合影响细胞呼吸的因素，考查科学思维能力3.（2021·湖北省部分重点中学联考）呼吸熵（RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量）可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是（）A.呼吸熵越大，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.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化答案B解析根据题意可知，呼吸熵＝放出的CO2量/吸收的O2量，酵母菌有氧呼吸放出的CO2量与吸收的O2量相等，无氧呼吸不吸收O2，但能放出CO2，故呼吸熵越小，表示有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱，A错误；根据A项分析可知，B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度，B正确；C点呼吸熵为1，说明酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的有机物较多，C错误；C点以后只进行有氧呼吸，其呼吸强度在一定范围内会随着O2浓度的增加而增强，D错误。4.（2021·成都市诊断）如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响，下列叙述错误的是（）A.与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低B.与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有氧浓度和温度C.由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于30℃和35℃之间D.氧浓度不变，A点时适当提高温度，细胞有氧呼吸速率可能增大答案C解析当氧浓度为60%时，有氧呼吸的速率在30℃时比20℃时的大，说明与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低，A正确；当氧浓度为20%时，C点升高温度，有氧呼吸速率会增大，所以温度影响有氧呼吸速率；当温度为15℃时增加氧浓度，有氧呼吸速率也会增大，所以氧浓度也会影响有氧呼吸速率，B正确；分析题图可知，在20℃、30℃、35℃三个温度条件下，30℃条件下氧气充足时有氧呼吸速率最高，说明有氧呼吸的最适宜温度在20℃～35℃之间，而不是位于30℃和35℃之间，C错误；从图中可以看出，30℃时可能最接近酶的最适温度，如果酶的最适温度是31℃，则适当升高温度会提高有氧呼吸速率，D正确。多因素对呼吸速率影响曲线图的分析方法（以本题为例）重温真题经典再现1.经典重组判断正误（1）与风干前相比，风干种子中细胞呼吸作用的强度高（2018·全国卷Ⅱ，4C）（）（2）人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供（2014·全国卷Ⅱ，6C）（）（3）人体大脑活动的能量主要来自脂肪的有氧氧化（2017·海南卷，5B）（）（4）无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累（2010·全国卷Ⅰ，2C）（）（5）质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多（2010·全国卷Ⅰ，2D）（）提示（1）×与风干前相比，风干种子中细胞呼吸作用的强度弱。（2）×人体在剧烈运动时所需要的能量由葡萄糖分解提供。（3）×人体大脑活动的能量主要来自葡萄糖的氧化分解。（4）×该过程产生的[H]用于生成酒精或乳酸，细胞内并不积累[H]。（5）√2.（2020·浙江7月选考，6，改编）下列关于细胞的有氧呼吸与无氧呼吸的叙述，正确的是（）A.细胞的无氧呼吸产生的ATP比有氧呼吸的多B.细胞的无氧呼吸在细胞质基质和线粒体嵴上进行C.细胞的有氧呼吸与无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸D.若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度会增加酒精的生成量答案C解析1分子葡萄糖经无氧呼吸可产生约2个ATP，1分子葡萄糖经有氧呼吸可产生约38个ATP，A错误；无氧呼吸在细胞质基质中进行，B错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都是产生丙酮酸，C正确；适当提高环境中的O2浓度会抑制无氧呼吸，产生的酒精量会减少，D错误。3.（2018·全国卷Ⅲ，5）下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是（）A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP答案C解析植物在黑暗中既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸，A正确；食物链上某一营养级同化的能量大部分用于呼吸消耗，B正确；对于以糖类为底物的呼吸作用来说，有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物为乳酸或者酒精和CO2，C错误；植物光合作用的光反应阶段、有氧呼吸过程的第一、第二、第三阶段以及无氧呼吸第一阶段都可以合成ATP，D正确。4.（2020·江苏卷，30）研究发现，线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达，进而调控细胞的功能。如图为T细胞中发生上述情况的示意图，请据图回答下列问题：（1）丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅酶A，再彻底分解成和[H]。[H]经一系列复杂反应与结合，产生水和大量的能量，同时产生自由基。（2）线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色质中与结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的转录。（3）线粒体内产生的自由基穿过线粒体膜到中，激活NFAT等调控转录的蛋白质分子，激活的NFAT可穿过进入细胞核，促进白细胞介素基因的转录。转录后形成的分子与核糖体结合，经过程合成白细胞介素。（4）T细胞内乙酰辅酶A和自由基调控核内基因的表达，其意义是___________________________________________________________。答案（1）CO2O2（2）DNA（3）细胞质基质核孔mRNA翻译（4）提高机体的免疫能力解析（1）有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体中，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸彻底氧化分解生成CO2和[H]，在有氧呼吸的第三阶段，[H]经过一系列复杂反应与O2结合，产生水和大量能量。（2）染色质是由DNA和蛋白质组成的。（3）由题图可以看出，线粒体产生的自由基在细胞质基质中激活NFAT。NFAT是蛋白质分子，通过核孔进入细胞核。转录的产物是mRNA，mRNA与核糖体结合，经翻译过程合成蛋白质（如白细胞介素）。（4）干扰素和白细胞介素都属于免疫活性物质，T细胞内的乙酰辅酶A和自由基都能通过调控核内基因表达促进干扰素和白细胞介素的合成，提高机体的免疫能力。

课后·分层训练（时间：35分钟）1.（2021·南昌市质检）下列叙述错误的是（）A.人是否酗酒可通过呼出气体是否可使酸性重铬酸钾变蓝来检测B.线粒体能在细胞中向着代谢旺盛、耗能较多的部位移动C.线粒体蛋白的合成离不开核糖体的作用D.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体答案A解析酗酒者呼出的气体中含有酒精，可以使酸性重铬酸钾溶液变成灰绿色，A错误；线粒体能在细胞中向着代谢旺盛、耗能较多的部位移动，B正确；核糖体是蛋白质的合成场所，故线粒体蛋白的合成离不开核糖体的作用，C正确；肌细胞无氧呼吸的产物是乳酸，没有二氧化碳，故剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体，D正确。2.（2021·长沙一中调研）关于细胞呼吸的叙述，错误的是（）A.用酵母菌发面做馒头时，酵母菌的呼吸产物CO2受热膨胀可使馒头疏松B.高等生物保留部分无氧呼吸的能力，有利于对不良环境的适应C.提倡慢跑等有氧运动可以避免供氧不足，从而避免肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸D.鲜荔枝在无O2、保持干燥和无乙烯环境中，可延长保鲜时间答案D解析做馒头时常加入一些酵母菌，酵母菌呼吸产生的CO2受热膨胀可使馒头疏松，A正确；高等生物主要进行有氧呼吸，但也保留了部分无氧呼吸的能力，有利于其在缺氧环境中进行无氧呼吸来补充能量，有利于其对不良环境的适应，B正确；慢跑等有氧运动可以避免供氧不足，避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸，C正确；在无氧条件下，植物细胞进行无氧呼吸，荔枝细胞无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，酒精对荔枝细胞有毒害作用，故在无O2、保持干燥和无乙烯环境中保存鲜荔枝不能延长保鲜时间，D错误。3.（2021·湖北孝感市质检）如图表示人体内细胞呼吸的过程，下列叙述正确的是（）A.②过程既需要水参与，又需要氧气参与B.①→③过程将导致细胞内[H]的积累C.①、②过程都有能量释放，③过程有ATP生成D.剧烈运动时人体细胞主要通过①→③过程获得能量答案A解析②过程表示有氧呼吸的第二、三阶段，在第二阶段需要水参与，在第三阶段需要氧气参与，A正确；①过程产生的[H]可在③过程中被利用，不会导致细胞内[H]的积累，B错误；①、②过程都有能量释放，③过程没有ATP生成，C错误；人在剧烈运动时，机体细胞仍主要通过有氧呼吸（即①→②过程）获得能量，D错误。4.（2020·“四省八校联盟”联考）下列有关细胞呼吸及其在生产、生活中应用的叙述，正确的是（）A.若细胞既不吸收O2，也不放出CO2，说明细胞的呼吸作用已停止B.植物叶肉细胞通过呼吸作用产生的还原氢可用于光合作用的暗反应C.用透气的纱布包扎伤口可避免人体组织细胞因缺氧而死亡D.中耕松土可促进根细胞有氧呼吸，有利于矿质离子的吸收答案D解析高等动物细胞在无氧呼吸过程中可产生乳酸，该过程不消耗O2也不产生CO2，A错误；植物叶肉细胞通过呼吸作用产生的[H]不能用于光合作用的暗反应，B错误；用透气的纱布包扎伤口是为了避免厌氧菌大量繁殖，C错误；中耕松土可以增加土壤中的氧气含量，有利于根细胞进行有氧呼吸，有利于根细胞对矿质元素的吸收，D正确。5.（2020·安徽合肥二检）丙酮酸通过MPC（丙酮酸载体）进入线粒体参与相关代谢过程。下列叙述错误的是（）A.葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸时会产生少量[H]B.丙酮酸在线粒体基质中可被分解成二氧化碳和水C.MPC功能缺陷可能导致乳酸积累，进而对细胞产生毒害D.丙酮酸通过MPC进入线粒体不属于自由扩散答案B解析细胞呼吸第一阶段是葡萄糖被分解成丙酮酸，产生少量的[H]，并且释放出少量的能量，场所是细胞质基质，A正确；有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]，并释放少量的能量，该阶段发生在线粒体基质中；有氧呼吸第三阶段[H]与氧气结合生成水，同时释放大量能量，该阶段发生在线粒体内膜上，B错误；MPC功能缺陷可能会导致丙酮酸大量存在于细胞质基质，而后可能会在细胞质基质中转变为乳酸，乳酸积累过多会对细胞产生毒害，C正确；据题干信息可知，MPC（丙酮酸载体）是转运丙酮酸的载体，而自由扩散不需要载体蛋白协助，D正确。6.（2020·陕西宝鸡中学二模）某研究小组使用小鼠跑步机实验法研究在不同运动强度下一定时间内小鼠体内的氧气消耗量和血液中乳酸积累量（均用物质的量表示），结果如图所示（假设呼吸底物均为葡萄糖）。下列相关叙述正确的是（）A.在运动状态下，小鼠肌肉细胞中CO2的产生部位是细胞质基质和线粒体B.无氧呼吸只在第一阶段生成少量的ATP，其余能量以热能形式散失C.运动强度为15m·min－1时，无氧呼吸消耗的葡萄糖大约是有氧呼吸的3倍D.研究表明提倡慢跑可以避免肌肉组织乳酸大量积累引起下丘脑形成酸胀感答案C解析小鼠无氧呼吸的产物是乳酸，肌肉细胞只在有氧呼吸第二阶段产生CO2，场所是线粒体基质，A错误；小鼠细胞进行无氧呼吸时，葡萄糖中的能量大部分储存在不彻底的氧化产物乳酸中，只有少量释放出来，释放出来的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中，B错误；由图示可知，运动强度为15m·min－1时，氧气消耗量等于血液中乳酸积累量，小鼠细胞有氧呼吸和无氧呼吸过程中反应物和产物的相关比例分别为C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6、C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2，故该运动强度下无氧呼吸消耗葡萄糖的量大约是有氧呼吸的3倍，C正确；酸胀感属于大脑皮层产生的感觉，D错误。7.（2021·江西上饶市质检）下列有关人体内有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是（）A.二氧化碳只是有氧呼吸的产物B.葡萄糖不能作为无氧呼吸的底物C.无氧呼吸过程不产生[H]D.有氧呼吸只有第三阶段产生ATP答案A解析人体有氧呼吸的产物是H2O和CO2，无氧呼吸的产物只有乳酸，因此CO2只是有氧呼吸的产物，A正确；葡萄糖既能作为有氧呼吸的底物，也能作为无氧呼吸的底物，B错误；有氧呼吸第一、第二阶段以及无氧呼吸的第一阶段都能产生[H]，C错误；有氧呼吸三个阶段都能产生ATP，D错误。8.（2021·江西九江联考）如图是酵母菌呼吸作用示意图，下列相关叙述不正确的是（）A.物质a是二氧化碳，都在细胞质基质中产生B.试剂甲是重铬酸钾，现象Z为橙色变为灰绿色C.等量的葡萄糖在条件Y下产生的能量多于在条件X下产生的能量D.O2与有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]在线粒体内膜上反应生成物质b答案A解析由题图可知物质a为CO2，物质b为H2O，图中条件X下酵母菌进行无氧呼吸，产生CO2的场所为细胞质基质，而条件Y下酵母菌进行有氧呼吸，产生CO2的场所为线粒体基质，A错误；酵母菌无氧呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应，溶液变成灰绿色，B正确；在条件X下酵母菌进行无氧呼吸，而在条件Y下酵母菌进行有氧呼吸，等量的葡萄糖在条件Y下产生的能量多于在条件X下产生的能量，C正确；酵母菌进行有氧呼吸时，O2与有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]在线粒体内膜上反应生成物质b（水），D正确。9.（2020·海南省高考模拟，21）酵母菌是常用的酿酒微生物。为了优化酿酒工艺，某兴趣小组探究NaCl溶液浓度、pH和温度对酵母菌无氧呼吸强度的影响。回答下列问题。（1）在适宜浓度的葡萄糖溶液中加入酵母菌，无氧条件下培养一段时间后，培养液的pH会，原因是___________________________________________。（2）不同浓度的NaCl溶液对酵母菌无氧呼吸强度的影响如下图所示。从图中分析得知，配制酵母菌培养液时，最好的做法是__________________________________________________。（3）探究pH对酵母菌无氧呼吸强度影响的实验中，把溶液pH由4.0提高到6.0，酵母菌的无氧呼吸速率明显下降，最可能的原因是_________________________________________。（4）为探究温度对酵母菌无氧呼吸强度的影响，实验室提供了温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃的培养条件，请设计一个可用于记录实验数据的表格。答案（1）下降酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳进入培养液，使培养液pH值降低（2）不添加NaCl（3）pH升高，与酵母菌无氧呼吸有关的酶活性降低（4）温度/℃1020304050气体产生速率/（mL·min－1）解析（1）酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，二氧化碳进入发酵液，使培养液的pH下降。（2）由图中曲线可知，随NaCl溶液浓度的增大，酵母菌细胞呼吸产生气体的速率下降，因此在配置酵母菌培养液时最好不添加NaCl。（3）影响酵母菌无氧呼吸的速率的因素有温度、氧气浓度和pH等，温度和pH通过影响酶的活性影响无氧呼吸速率。（4）由题干可知，自变量为不同温度，观测指标为酵母菌无氧呼吸强度即气体产生速率。10.（2021·宁夏六盘山模拟）人体细胞无氧呼吸会产生乳酸。研究发现，乳酸不仅是人体重要的代谢中间产物和能量载体，还可作为癌细胞的营养来源。下列相关叙述正确的是（）A.人体无氧呼吸产生乳酸的场所是细胞质基质和线粒体B.剧烈运动后血液中乳酸增多，但对血浆pH的变化影响不大C.无氧呼吸时，乳酸是重要的能量载体，细胞不产生ATPD.癌细胞的能量仅来自乳酸，与正常细胞相比代谢减缓答案B解析人体无氧呼吸产生乳酸的场所是细胞质基质，A错误；剧烈运动后血液中乳酸增多，可通过血浆中的NaHCO3等缓冲物质来中和，因此血浆pH保持相对稳定，B正确；无氧呼吸第一阶段将葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，同时合成少量的ATP，C错误；癌细胞分裂速度快，与正常细胞相比，细胞代谢更加旺盛，无氧呼吸产生的乳酸可作为癌细胞的能量来源之一，D错误。11.（2020·山东省等级考试一模，2）线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf－1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是（）A.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质B.细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应C.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATPD.若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡答案C解析有氧呼吸的第一和第二阶段产生[H]，场所为细胞质基质和线粒体基质，A正确；由题干可知，细胞色素c参与线粒体中的有氧呼吸第三阶段[H]与氧气结合，B正确；有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，若细胞色素c功能丧失，只有第三阶段无法合成ATP，C错误；由题干可知，细胞色素c与Apaf－1蛋白结合后引起细胞凋亡，若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c不能与之结合，将不会引起细胞凋亡，D正确。12.（2021·吉林长春质监）过保质期或储存不当的酸奶可能会出现胀袋现象，胀袋的酸奶中可能含有乳酸菌、酵母菌等微生物。下列相关说法正确的是（）A.乳酸菌和酵母菌均属于兼性厌氧菌B.乳酸菌和酵母菌进行细胞呼吸都会产生丙酮酸C.胀袋现象是乳酸菌无氧呼吸产生的气体导致的D.酸奶中的酸性物质主要由酵母菌无氧呼吸产生答案B解析乳酸菌是厌氧型细菌，A错误；两种生物均进行呼吸作用，有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同，均是葡萄糖分解产生丙酮酸和[H]，B正确；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生气体，所以不会导致胀袋，胀袋的原因可能是酵母菌无氧呼吸产生了二氧化碳，C错误；酸奶中的酸性物质主要是乳酸菌无氧呼吸产生的乳酸，酵母菌无氧呼吸不能产生乳酸，D错误。13.（2021·安徽六校素质测试）某兴趣小组进行酵母菌无氧呼吸的探究实验，装置如图1；图2