【高考生物】2026步步高大一轮复习讲义第三单元　细胞的能量供应和利用第三单元　第11课时　细胞呼吸的原理和应用含答案

【高考生物】2026步步高大一轮复习讲义第三单元细胞的能量供应和利用第三单元第11课时细胞呼吸的原理和应用课标要求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。考情分析1.探究酵母菌细胞呼吸的方式2022·重庆·T122021·福建·T72021·广东·T92.细胞呼吸的方式与过程2024·重庆·T72024·江苏·T62024·贵州·T172024·安徽·T32024·甘肃·T32024·广东·T52023·全国乙·T32023·山东·T42023·重庆·T102023·广东·T72023·湖北·T62022·北京·T32022·山东·T42022·江苏·T152022·全国甲·T42022·广东·T102022·山东·T162022·河北·T42021·重庆·T212021·全国甲·T22021·福建·T92021·河北·T42020·全国Ⅰ·T22020·山东·T23.细胞呼吸的影响因素及其应用2024·江西·T212024·山东·T162023·山东·T172023·北京·T22022·海南·T102021·湖北·T102021·湖南·T122021·河北·T14考点一探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理2．实验思路——对比实验[提醒]对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有：①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素示踪法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验；④探究温度(pH)对酶活性的影响。3．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋____________溶液)。(2)检测CO2产生量的装置如图所示。(3)检测酒精的产生[提醒]由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。4．实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的快慢溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液甲组(有氧)变浑浊程度______/快无变化乙组(无氧)变浑浊程度______/慢出现______色5.实验结论(1)酵母菌在________和________条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下产生____________________。(1)无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖(2021·山东，12A)()(2)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2(2021·全国甲，2D)()(3)为检测酒精生成，应向无氧组的酵母菌培养液中加入重铬酸钾()(4)酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体(2022·河北，4A)()(5)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(2022·河北，4D)()考向一探究酵母菌细胞呼吸的方式1．(2024·河南大学附中检测)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．氧气的有无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2．(2024·淮安马坝高级中学检测)某同学连通橡皮球(或气泵)让少量空气间歇性地依次通过如图装置中的3个锥形瓶。下列相关叙述正确的是()A．若增加橡皮球(或气泵)的通气量，澄清石灰水变浑浊的速率一定会加快B．在瓶A中的培养液加入酸性重铬酸钾溶液后需要水浴加热才会产生灰绿色C．酒精检测前，需要延长酵母菌的培养时间以排除葡萄糖对实验结果的影响D．将瓶A置于微型振荡器上培养可以提高瓶内酵母菌细胞产生酒精的速率考点二细胞呼吸的方式与过程1．有氧呼吸(1)概念：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______________________，释放能量，生成______________的过程。(2)过程[教材隐性知识]源于必修1P93“相关信息”：细胞呼吸过程中产生的[H]是_____________的简化表示方法。(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)(4)能量的去路与特点①释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以________形式散失，少部分储存在________中。②特点：在温和的条件下进行，能量________释放，彻底氧化分解。[思维训练]就线粒体的起源，科学家提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。结合真核细胞有氧呼吸的场所，可以判断需氧细菌有氧呼吸的场所是__________________。2．无氧呼吸(1)概念：无氧呼吸是指细胞在______________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过______________分解，释放________能量的过程。(2)过程(3)不同生物无氧呼吸产物类型及原因(4)无氧呼吸过程中能量的去路①大部分储存在________或________中。②释放的能量中大部分以________形式散失，少部分储存在ATP中。[归纳提升](1)无氧呼吸在能量供应中的意义①生物在缺氧环境下，可以通过无氧呼吸释放少量能量维持生命活动。②无氧呼吸产生ATP的速度非常快，可以使肌肉在短暂的剧烈活动期间获得所需能量。(2)长时间无氧呼吸对植物的危害①无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞中的蛋白质变性。②利用葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量很少，植物要维持正常的生命活动就要消耗更多的有机物。3．无氧呼吸与有氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸区别场所细胞质基质条件氧气，多种酶无氧气，多种酶物质变化葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成________或酒精和CO2能量变化释放大量能量，产生大量ATP释放______能量，产生少量ATP特点受O2和温度等因素的影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制联系二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP[归纳提升]细胞呼吸方式的判断4．细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的__________________，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成____________的过程。5．细胞呼吸的生物学意义(1)提供了生物体生命活动所需的大部分______________________________________。(2)是生物体代谢的________。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。(1)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(2022·河北，4B)()(2)有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中(2022·河北，4C)()(3)葡萄糖在线粒体中分解释放大量能量(2021·福建，9A)()(4)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气(2021·湖南，12C)()(5)马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP(2019·全国Ⅱ，2C)()(6)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP(2020·山东，2B)()细胞呼吸的过程分析1．辨析“NADH”和“NAD＋”生物利用的能量来自糖类等有机物中的化学能，细胞需通过有机物的逐步氧化分解，将有机物中的能量一部分储存在ATP中，成为细胞能直接利用的能量形式。有机物的氧化是逐步脱氢和失电子的过程。________(填“NADH”或“NAD＋”)是电子和氢离子的载体，能够与糖氧化过程中脱下来的氢离子和电子结合，形成________(填“NADH”或“NAD＋”)。2．有氧呼吸的第三阶段：NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获和传递，O2为最终的电子受体，生成H2O。请据图分析ATP生成的过程是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应的原因(据图分析)：由于细胞中NAD＋的含量不多，随着NADH的积累，NAD＋逐渐被消耗，当NAD＋的含量很低时，________________________就会停止，ATP的合成也会停止。因此需要NADH转化成NAD＋来实现循环利用，来自NADH中的氢就会被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸不能运出细胞，如果持续积累，也会______________________________________________________。(提示信息：已知细胞中的NAD＋的含量不多，丙酮酸不能运出细胞)考向二有氧呼吸的过程分析3．(2024·重庆，7)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是()A．图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜C．肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力D．葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]4．(2024·黄冈二模)细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法不正确的是()A．膜间隙高浓度的H＋全部来自有机物的分解B．NADH中的能量可通过H＋的电化学势能转移到ATP中C．蛋白质复合体运输H＋和ATP合成酶运输H＋的方式分别为主动运输和协助扩散D．寒冷条件下棕色脂肪细胞被激活时，线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增大考向三无氧呼吸的过程5．(2024·甘肃，3)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是()A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加6.(2023·全国乙，3)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考向四细胞呼吸的意义7．(2022·江苏，15改编)如图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述不正确的是()A．三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2并消耗O2B．生物通过代谢中间物，将物质的分解代谢与合成代谢相互联系C．乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位D．物质氧化时释放的能量部分储存于ATP，部分以热能形式释放8．(2023·湖北，6)为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A溶液处理斑马鱼，实验结果如表。据结果分析，下列叙述正确的是()指标A物质浓度(μg·L－1)01050100①肝脏糖原含量(mg·g－1)25.0±0.612.1±0.712.0±0.711.1±0.2②肝脏丙酮酸含量(nmol·g－1)23.6±0.717.5±0.215.7±0.28.8±0.4③血液中胰高血糖素含量(mIU·mgprot－1)43.6±1.787.2±1.8109.1±3.0120.0±2.1A.由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高考点三影响细胞呼吸的因素及其应用1．影响细胞呼吸的主要外部因素及其应用因素原理曲线应用温度主要影响__________________①零______低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗；②温室栽培中________昼夜温差，增加有机物积累O2浓度O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡；②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等CO2浓度CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会________细胞呼吸的进行对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗水水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛①粮食储藏要求________，减少有机物消耗；②干种子萌发前进行浸泡处理2.影响细胞呼吸的内在因素主要为细胞呼吸酶的数量；另外，ATP浓度可影响有氧呼吸第三阶段的酶活性，ATP浓度高会降低细胞呼吸速率。(1)干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活(2022·海南·10C)()(2)农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长(2021·湖南·12B)()(3)低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利(2023·湖南·5C)()考向五细胞呼吸的影响因素及其应用9．(2025·宜荆月考)某植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法错误的是()A．甲、乙曲线分别表示CO2释放量和O2吸收量B．O2浓度由0到b的过程中，无氧呼吸释放CO2的速率逐渐降低C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加D．O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小10．(2025·湖北多校联考)科研人员为探究温度、O2浓度对采收后苹果储藏的影响，进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是()A．据图分析，苹果储藏的适宜条件是低温和无氧B．5%O2浓度条件下，苹果细胞产生CO2的场所为细胞质基质C．20%～30%O2浓度范围内，影响CO2相对生成量的环境因素主要是温度D．在O2充足的条件下，O2参与反应的场所是细胞质基质和线粒体内膜考向六种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析11．(2024·山东，16改编)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法不正确的是()A．p点为种皮被突破的时间点B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多种子萌发时吸水和呼吸方式的变化曲线(1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于吸水，呼吸速率上升。(2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水。一、过教材1．下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式的叙述，正确的是()A．该实验属于对照实验，其中氧气充足为对照组B．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量C．可选用是否生成酒精作为因变量的检测指标D．可用乳酸菌替代酵母菌来探究细胞的两种呼吸方式E．甲乙两个装置均需要在黑暗条件下进行F．甲组装置中的a和c均能吸收CO2，目的相同G．d瓶应封口放置一段时间后再连通e瓶H．通过观察瓶内澄清石灰水是否浑浊可以判断出酵母菌的呼吸方式I．可选用溴麝香草酚蓝溶液检测是否产生酒精J．鉴定无氧条件产物的先后顺序一般为先鉴定酒精再鉴定CO2K．用酸性重铬酸钾溶液检验酵母菌无氧呼吸产生的酒精，要先耗尽培养液中葡萄糖L．应直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精2．下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是()A．线粒体是有氧呼吸的主要场所，有些无线粒体的细胞也能进行有氧呼吸B．有氧呼吸过程中葡萄糖进入线粒体被彻底氧化分解C．丙酮酸分解成CO2和NADH需要O2的直接参与D．酵母菌有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体内膜E．进行有氧呼吸时，既有水的消耗也有水的生成F．有氧呼吸各阶段中有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多G．有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段发生的场所和产物均相同H．有氧呼吸和无氧呼吸的每一个阶段均可产生ATPI．不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是其所含呼吸酶的种类不同J．马拉松长跑时，肌肉细胞中CO2的产生量多于O2的消耗量K．动植物细胞进行细胞呼吸时释放的能量大部分以热能的形式散失L．人体成熟红细胞进行细胞呼吸时，葡萄糖分子中的能量主要以热能的形式散失M．细胞中的有机物在氧化分解时，O2的消耗量与CO2的产生量一定相等N．细胞呼吸除了能为生命活动提供能量，还是生物体内物质代谢的枢纽O．密封的牛奶包装盒鼓起是乳酸菌无氧呼吸产生CO2引起的3．下列关于细胞呼吸的影响因素及其应用的叙述，错误的是()A．氧气参与有氧呼吸的第三阶段，随着氧浓度增大有氧呼吸速率会不断变大B．无氧和低温条件适合贮藏农作物种子C．利用麦芽、葡萄和酵母菌等生产各种酒需要控制通气D．及时排涝可以避免作物根细胞进行无氧呼吸产生酒精导致烂根E．农田适时松土有利于农作物根细胞有氧呼吸F．用透气的纱布包扎伤口可以抑制一些厌氧细菌在伤口处的繁衍增殖G．进行有氧运动可以避免人体肌肉细胞产生过多乳酸引起肌肉酸胀乏力二、过高考1．(2024·江西，21节选)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如图。回答下列问题：(1)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是__________________。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程：①________________________________________________________________________；②分别制作匀浆，取等量匀浆液；③________________________________________________________________________；④分别在沸水浴中加热；⑤________________________________________________________________________。(2)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(2021·海南，21节选)植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是__________________。除通气外，还需更换营养液，其主要原因是________________________________________________________________________。答案精析考点一整合1．异养兼性厌氧型2．产生CO2的多少3．(1)葡萄糖4．高低灰绿5．(1)有氧无氧(2)酒精和CO2判断正误(1)√(2)√(3)×[检测酒精的生成，应取酵母菌培养液的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。](4)×[能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的成分是CO2，酵母菌无氧呼吸可产生CO2。](5)×[通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故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。]评价1．C[酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的无关变量，A错误；氧气的有无是本实验的自变量，B错误；等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放的能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。]2．C[若增加橡皮球(或气泵)的通气量，即增大了进入装置中的氧气量，不一定能增大酵母菌有氧呼吸作用强度，一种可能是酵母菌呼吸强度已达到最大，增大氧气量对其无影响；另一种可能是在反应的末期，葡萄糖消耗殆尽，二氧化碳产生速率不再变化，A错误。酒精与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，变成灰绿色，不需要进行水浴加热，B错误。由于葡萄糖也可与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，C正确。将瓶A置于微型振荡器上培养，是为了让瓶中的氧气充分溶解在酵母菌培养液中，氧气的存在会抑制无氧呼吸，从而降低酵母菌细胞产生酒精的速率，D错误。]考点二整合1．(1)二氧化碳和水大量ATP(2)细胞质基质C6H12H6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H4O3＋4[H]少量能量线粒体基质2C3H4O3＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋20[H]少量能量线粒体内膜24[H]＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))12H2O大量能量教材隐性知识还原型辅酶Ⅰ(NADH)(3)(4)①热能ATP②逐步思维训练细胞质和细胞膜2．(1)没有氧气不完全少量(2)乳酸酒精和CO2(3)乳酸基因酒精和CO2(4)①酒精乳酸②热能3．细胞质基质和线粒体乳酸少量4．氧化分解ATP5．(1)能量(2)枢纽判断正误(1)√(2)×[有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜。](3)×[线粒体不能直接利用葡萄糖。](4)√(5)×[无氧呼吸在第一个阶段会产生少量的ATP。](6)×[无氧呼吸第二个阶段不产生ATP。]提升1．NAD＋NADH2．内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H＋泵出，构建H＋浓度梯度，H＋通过线粒体内膜上的ATP合成酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。3．细胞呼吸的第一阶段抑制细胞呼吸第一阶段的进行评价3．D[由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A错误；草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B错误；由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C错误；葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]，分别是有氧呼吸第一阶段及图示中的4步，D正确。]4．A[膜间隙高浓度的H＋来自有氧呼吸第一阶段和第二阶段，即来自有机物和水，A错误；图中NADH中H＋和电子被电子传递系统所接受，使得膜间隙的H＋浓度升高，在线粒体内膜两侧形成一个质子跨膜梯度，NADH中的能量变为H＋电化学势能，再通过H＋向线粒体基质运输变为ATP中的能量，B正确；蛋白质复合体运输H＋是逆浓度梯度的，因此其运输方式是主动运输，ATP合成酶运输H＋是顺浓度梯度的，因此其运输方式是协助扩散，C正确；棕色脂肪细胞被激活时，通过UCP转运降低了线粒体内膜两侧的H＋电化学势能，有氧呼吸不能合成ATP，能量以热能形式散失所占比例明显增大，D正确。]5．B[根系吸收的养分主要是矿质元素，主要通过主动运输吸收，需要消耗能量，因此浇水过多使根系呼吸产生的能量减少，会使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分的方式是协助扩散和自由扩散，均不消耗能量，B错误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根系细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根系细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精等有害物质，D正确。]6．C[植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有CO2释放，图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，A正确；a时间之前，根细胞无CO2产生，a～b时间内，根细胞CO2释放速率逐渐升高，存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径的改变来适应缺氧环境的体现，B正确；无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，C错误；酒精的跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。]7．A[由题图分析可知，三羧酸循环是代谢网络的中心，可产生大量的[H]和CO2，但不消耗O2，呼吸链会消耗O2，A错误；由题图分析可知，代谢中间物(如丙酮酸、乙酰CoA等)将物质的分解代谢与合成代谢相互联系，B正确；由题图分析可知，丙酮酸、乙酰CoA在代谢途径中将蛋白质、糖类、脂质、核酸的代谢相互联系在一起，具有重要地位，C正确。]8．D[有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸的第一阶段都产生丙酮酸，故无法判断有氧呼吸和无氧呼吸的快慢，A错误；由①可知，随着A物质浓度增大，肝脏糖原含量逐渐减少，葡萄糖转化为糖原的速率减慢，B错误；①中肝脏糖原含量减少，②中丙酮酸含量减少，表明细胞呼吸减弱，葡萄糖分解为丙酮酸减少，C错误；③血液中胰高血糖素含量增多，通过增加肝糖原分解等使血糖浓度持续升高，D正确。]考点三整合1．酶活性上增大抑制干燥判断正误(1)×[干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中缺水，特别是缺少自由水，导致细胞代谢强度非常弱，细胞呼吸产生的能量非常少，不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求。](2)×[种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长。](3)×[低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温。]评价9．D[据图可知，O2浓度为a时，气体交换相对值CO2为0.6，O2为0.3，其中，CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生。按有氧呼吸中C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸C6H12O6∶CO2＝1∶2，算得C6H12O6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05＋0.15＝0.2。而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6H12O6的相对消耗量约为0.117，明显比a点时低，所以a点时葡萄糖的消耗速率不是最小，D错误。]10．C[据图分析可知，苹果储藏的适宜条件是低温和低氧，A错误；5%O2浓度条件下，苹果细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质，B错误；20%～30%O2浓度范围内，不同温度条件下CO2的相对生成量达到相对稳定且各不相同，此时影响CO2相对生成量的环境因素主要是温度，C正确；在O2充足的条件下，苹果细胞进行有氧呼吸，O2参与反应的场所是线粒体内膜，D错误。]11．C[由图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。]查落实固基础一、1．CGK[探究酵母菌呼吸方式为对比实验，两组均为实验组，A错误；本实验中，氧气的有无是自变量，酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，B错误；乳酸菌是厌氧菌，只能进行无氧呼吸，因此不能替代酵母菌探究细胞的两种呼吸方式，D错误；酵母菌不进行光合作用，无需放在黑暗条件下探究呼吸方式，E错误；甲组装置中a为NaOH溶液，吸收外界环境中的CO2，c为澄清石灰水，检测酵母菌呼吸作用产生的CO2，目的不同，F错误；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，故不能通过观察瓶内澄清石灰水是否浑浊判断酵母菌呼吸方式，H错误；利用溴麝香草酚蓝溶液来鉴定是否有CO2的生成，而酸性重铬酸钾溶液遇酒精会变成灰绿色，可用其检测是否有酒精生成，I错误；在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，检测酒精应取2mL酵母菌培养液的滤液，注入试管中，然后添加0.5mL酸性的重铬酸钾溶液，L错误。]2．BCDHJLMO[有氧呼吸过程中葡萄糖需要在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸才能进入线粒体被彻底氧化分解，B错误；丙酮酸分解成CO2和NADH是有氧呼吸的第二阶段，该阶段不需要O2的直接参与，C错误；酵母菌有氧呼吸产生NADH的场所是细胞质基质和线粒体基质，D错误；无氧呼吸的第二个阶段不产生ATP，H错误；以葡萄糖为底物，肌肉细胞中CO2的产生量等于O2的消耗量，J错误；人体成熟红细胞进行无氧呼吸，葡萄糖分子中的能量主要储存在乳酸中，L错误；细胞中的脂肪进行氧化分解时，消耗的O2量大于CO2的产生量，M错误；乳酸菌无氧呼吸不产生CO2，O错误。]3．AB[氧浓度增大到一定程度后，有氧呼吸速率不再随氧浓度增加而增大，A错误；贮藏农作物种子需在低氧和低温条件下进行，B错误。]二、1．(1)逐渐上升而后相对稳定①将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组，编号为a、b、c、d、e、f③在6支试管中分别添加等量的DNS试剂，混匀⑤在加热的过程中观察6组试管中颜色变化，并记录(2)乙烯具有催熟作用，乙烯含量上升时，会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象，进而促进果实的成熟2．增加培养液中的溶氧量，促进根部细胞进行呼吸作用根细胞通过呼吸作用产生二氧化碳溶于水形成碳酸，导致营养液pH下降；植物根系吸收了营养液中的营养元素，导致营养液成分发生改变第12课时捕获光能的色素和结构及光合作用原理的探索课标要求说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。考情分析捕获光能的色素2024·广东·T32024·贵州·T32024·江苏·T202024·河北·T192023·江苏·T122023·全国乙·T22023·海南·T162023·全国甲·T29考点一捕获光能的色素和结构1．绿叶中色素的提取和分离[归纳总结]实验异常现象分析2．色素的分布和作用(1)分布：叶绿体________________上。(2)作用：吸收、传递、转化光能。(3)吸收光谱：一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光。叶绿素对________________的吸收量大，类胡萝卜素对____________的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量________。[教材隐性知识]源于必修1P99“图5－12”“旁栏思考”及P101“拓展应用”(1)从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收光谱带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a____(填“宽”或“窄”)。(2)研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b________，弱光下的吸光能力________，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。(3)海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？请根据材料作答。材料藻类中色素种类及光在海水中的分布藻类色素种类含量最多的色素分布及主要吸收的光绿藻叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光浅水层；主要吸收红光和蓝紫光褐藻叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素某种叶黄素主要吸收绿光和蓝紫光，反射红黄光中水层；主要吸收绿光和蓝紫光红藻叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素藻红素主要吸收蓝紫光，反射红光深水层；主要吸收蓝紫光3．叶绿体的结构和功能[归纳总结]恩格尔曼实验设计的4点巧妙之处(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿体呈螺旋带状，便于观察；利用需氧细菌可确定释放氧气多的部位。(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了空气中氧气和光的干扰。(3)观测指标设计得妙：用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。(4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验，明确实验结果完全是由光照引起的。(1)氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素(2023·全国乙，2A)()(2)叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢(2023·全国乙，2D)()(3)某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，研磨时用水补充损失的提取液(2024·广东，3B)()(4)某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，将两组滤纸条置于同一烧杯中层析，用过的层析液直接倒入下水道(2024·广东，3CD)()(5)纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液(2021·河北，3C)()考向一捕获光能的色素和结构1．(2024·贵州，3)为探究不同光照强度对叶色的影响，取紫鸭跖草在不同光照强度下，其他条件相同且适宜，分组栽培，一段时间后获取各组光合色素提取液，用分光光度法(一束单色光通过溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的浓度成正比)分别测定每组各种光合色素含量。下列叙述错误的是()A．叶片研磨时加入碳酸钙可防止破坏色素B．分离提取液中的光合色素可采用纸层析法C．光合色素相对含量不同可使叶色出现差异D．测定叶绿素的含量时可使用蓝紫光波段2．(2023·江苏，12)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验的叙述，合理的是()A．用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏B．若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠C．该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量D．用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间考向二叶绿素合成的问题分析3．请回答关于叶绿素合成的问题(1)(2022·湖南，17节选)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床，作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10μmol/(s·m2)时，固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量；日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒，浸种1天后，播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中，保湿透气，昼/夜温为35℃/25℃，光照强度为2μmol/(s·m2)，每天光照时长为14小时。在此条件下，该水稻种子__________(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米，至少1片绿叶视为成苗)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)(2024·湖南，17节选)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。长期缺钾导致该植物的叶绿素含量________，从叶绿素的合成角度分析，原因是_________________________________________________(答出两点即可)。(3)(2022·辽宁，22节选)浒苔是形成绿潮的主要藻类。绿潮时浒苔堆积在一起，形成大量的“藻席”，造成生态灾害。为研究浒苔疯长与光合作用的关系，进行如下实验：测定三个样品的叶绿素含量，结果见表。样品叶绿素a/(mg·g－1)叶绿素b/(mg·g－1)上层0.1990.123中层0.2280.123下层0.6840.453数据表明，取自“藻席”下层的样品叶绿素含量最高，这是因为________________。影响叶绿素合成的三大因素考点二光合作用原理的探索探索光合作用的部分实验暗反应中碳的转化和去向研究得益于纸层析法的发明和放射性同位素的研究，卡尔文及其同事用14CO2饲养单细胞小球藻，观察光合作用过程中碳的转化和去向，从而揭示了光合作用暗反应的过程。如图为卡尔文等研究的主要流程，请回答下列问题：(1)卡尔文等人用沸腾的乙醇杀死细胞，目的是______________________。(2)随后通过双向纸层析分离小球藻中的有机物。对代谢物纸层析的原理是什么？________________________________________________________________________(3)点样处位于滤纸的左下角；双向纸层析是第一次层析后，将滤纸旋转90°进行第二次层析的方法；层析液中溶解度越大的物质在滤纸上扩散得越快。据图分析两次层析过程中使用了________(填“相同”或“不同”)的层析液，判断依据是_______________________。(4)与单向纸层析相比，双向纸层析的优点是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(5)如图为小球藻同化14CO2不同时间的放射自显影图。根据实验结果请对“尿苷二磷酸葡萄糖、磷酸丙糖、PGA(C3)”三种物质出现的先后顺序进行排序___________________。考向三光合作用原理的探究4．(2025·龙岩检测)卡尔文将14C标记的CO2通入正在进行光合作用的小球藻培养液中，然后在培养后不同时间(0.5s、3s、10s等)将培养液迅速倾入热乙醇中以杀死细胞，最后利用层析法和放射自显影技术进行物质的分离和鉴定，实验结果如图。下列相关分析不正确的是()A．用14C标记CO2可排除细胞中原有物质的干扰B．热乙醇处理的目的是停止光合作用的进行C．推测暗反应的初产物可能是3­磷酸甘油酸D．可依据放射性的强弱推测出暗反应的过程5．(2024·潜江模拟)实验中常用希尔反应来测定除草剂对杂草光合作用的抑制效果。希尔反应基本过程：将黑暗中制备的离体叶绿体加到含有DCIP(氧化型)、蔗糖和磷酸缓冲液(pH＝7.3)的溶液中并照光。水在光照下被分解，产生氧气等，溶液中的DCIP被还原，颜色由蓝色变成无色。用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体并进行希尔反应，实验结果如图所示。下列叙述错误的是()A．相同浓度除草剂处理下，单位时间内溶液颜色变化慢的品种受除草剂抑制效果更显著B．与品种乙相比，除草剂抑制品种甲类囊体的功能较强C．除草剂浓度为K时，品种乙的叶绿体能合成有机物D．不用除草剂处理时，品种乙的叶绿体放氧速率等于品种甲一、过教材1．下列关于绿叶中色素的提取和分离的叙述，正确的是()A．在绿叶中色素的提取和分离实验中，无水乙醇的作用是提取和分离色素B．二氧化硅的作用是防止研磨过程中色素被破坏，加入碳酸钙的作用是有助于研磨充分C．绿叶中色素的提取和分离实验中，用单层滤纸过滤研磨液以提高色素纯度D．制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便E．为使色素带清晰，画滤液细线后需紧接着重复画线F．滤液细线应该触及层析液，便于色素的溶解和分离G．胡萝卜素含量最少，但在层析液中的溶解度最高H．蓝绿色的色素带最宽，是因为叶绿素b的含量最多I．色素带的宽窄反映了相应色素在层析液中溶解度的大小2．下列有关捕获光能的色素和结构的叙述中，正确的是()A．胡萝卜素和叶黄素主要吸收红光B．如果植物缺少镁，则仅有蓝紫光的吸收会受到影响C．温室或大棚种植蔬菜时为促进植物的光合作用，补充白色光并不是最佳选择D．叶绿体具有双层膜结构，捕获光能的色素位于内膜上E．恩格尔曼实验中用水绵做实验材料是因为其叶绿体呈椭球形便于观察F．恩格尔曼实验中通过同位素示踪法证明了氧气是叶绿体释放出来的G．恩格尔曼实验中实验材料先放在没有空气的黑暗环境中以排除氧气和光的干扰H．恩格尔曼实验中根据产生气泡的位置来确定绿色植物进行光合作用的部位3．下列关于光合作用的探索实验，叙述错误的是()A．恩格尔曼通过实验发现，光合作用时叶绿体主要吸收红光和蓝紫光B．希尔运用同位素标记法证明了叶绿体在光下可释放出氧气C．希尔反应可以证明水的光解产生的O2，全来自水D．希尔的实验说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应E．鲁宾和卡门通过实验证明了光合作用释放的氧气全部来自水F．阿尔农发现叶绿体合成ATP的过程总是伴随着水的光解G．卡尔文用荧光标记法探明了CO2中的碳如何转移到有机物中二、过高考1．(2022·广东，18节选)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a)，测定相关指标(图b)，探究遮阴比例对植物的影响。回答下列问题：结果显示，与A组相比，C组叶片叶绿素含量____，原因可能是____________________。2．(2024·甘肃，17节选)类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下(400μmol·m－2·s－1)，纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光(1μmol·m－2·s－1)下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题：(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是____________，加入少许碳酸钙可以________________________。(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是________________。(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为______________________。(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研