新人教生物一轮复习学案：第8讲 ATP和细胞呼吸（教师版）
文档属性
| 名称 | 新人教生物一轮复习学案：第8讲 ATP和细胞呼吸（教师版） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-10 23:00:08 | ||
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文档简介
新人教生物一轮复习学案
第8讲 ATP和细胞呼吸
【素养目标】 1.基于对细胞生命活动实例的分析，理解ATP是生命活动的直接能源物质，并结合ATP的结构特点，认同结构和功能相适应的观点。(生命观念 科学思维) 2.通过归纳和概括，阐明有氧呼吸和无氧呼吸的概念，并能尝试构建有氧呼吸过程的模型，进而以物质和能量观，说出细胞呼吸过程中物质和能量的变化。(生命观念 科学思维) 3.学会探究酵母菌的细胞呼吸方式的方法。(科学探究)4.根据细胞呼吸原理，指导生产和生活。(社会责任)
考点一 ATP的结构与功能
1．ATP的结构
(1)图中各部分名称：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团，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代表特殊的化学键。
(2)特点
①ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能。
②ATP的水解过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
③ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
2．ATP与ADP的相互转化
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能__(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在特殊化学键中的能量
能量去路 储存在特殊化学键中 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
【拾遗补缺】 (1)源于必修1 P86“相关信息”
写出图中标出的“A”的含义：
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)源于必修1 P87图5－4：ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？为什么？
提示 不是可逆反应。因为从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
3．ATP的利用
(1)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( )
(2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( )
(3)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( )
(4)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少( )
(5)“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
[典例剖析]
(2023·西安高三检测)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“T”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( )
①dCTP, dGTP，dATP
②dGTP，dATP，dTTP，dCTP
③α位32P标记的ddTTP
④γ位32P标记的ddTTP
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
C [PCR过程需要模板、引物、DNA聚合酶、相应的缓冲液和原料，因为要获得不同长度的子链DNA片段，所以在合成DNA过程中要加入所有的原料dGTP，dATP，dTTP，dCTP和在不同碱基“T”位置使子链的延伸终止的ddTTP；DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，因此要将32P标记在α位置，C正确。]
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息1：ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止
信息2：题图
信息转化 1.可获得长度不一的DNA片段
2.β、γ位磷酸基团之间的化学键属于特殊化学键，断裂放能；剩余部分的结构为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，是合成DNA的原料
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学思维：比较与分析能力
【角度转换】 提升语言表达能力
若α、β、γ位磷酸基团均脱离，则剩余部分可直接用于DNA的复制吗？为什么？
不能，因为剩余部分是腺苷，腺苷不是直接构成DNA的物质。
考向一 ATP的结构和特点分析
1．(2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
B [根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题意“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”，说明32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团中，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。]
2．(2022·重庆高三检测)cAMP(环化—磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的信号分子，其结构组成如下图所示，下列分析正确的是( )
A．A所示物质的名称是腺苷
B．每个cAMP分子含有2个特殊的化学键
C．ATP在形成cAMP的过程中，初期会释放能量
D．cAMP与磷脂分子所含的元素种类不完全相同
C [A所示物质的名称是腺嘌呤，A错误；cAMP分子不可能出现2个特殊的化学键，B错误；ATP在形成cAMP的过程中，初期会断裂特殊的化学键，释放能量，C正确；cAMP与磷脂分子所含的元素种类完全相同，D错误。]
考向二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3．(2021·北京卷，1)ATP是细胞的能量“通货”，下列关于ATP的叙述错误的是( )
A．含有C、H、O、N、P
B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化
D．可直接为细胞提供能量
B [ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。]
4．(2022·福建八地市高三联考)磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP、ADP和AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)的含量，结果如下表所示。下列分析正确的是( )
对照组(10－6mol·g－1) 实验组(10－6mol·g－1)
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
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．对照组肌肉收缩消耗的能量直接来源于磷酸肌酸
B．对照组肌肉细胞中没有ATP和ADP的相互转化
C．实验组肌肉细胞中的ATP只有远离腺苷的特殊化学键发生断裂
D．实验表明磷酸肌酸可维持细胞中ATP的含量相对稳定
D [对照组蛙的肌肉在收缩时需要消耗的能量由ATP直接提供，A错误；对照组蛙的肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化，故有ATP和ADP的相互转化，B错误；实验组肌肉在收缩前后ADP和AMP含量发生变化，说明ATP的两个特殊化学键均能发生断裂，C错误；磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP，故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定，D正确。]
【题后反思】 细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
考点二 细胞呼吸的方式和过程
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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
(2)过程
(3)有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)
如图所示
。
(4)能量转换：葡萄糖中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。
2．无氧呼吸
(1)概念：无氧呼吸是指细胞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。
(2)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。
(3)过程
第一阶段 葡萄糖丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二阶段 酒精发酵 [H]＋丙酮酸酒精＋CO2
乳酸发酵 [H]＋丙酮酸乳酸
【拾遗补缺】 (1)源于必修1 P93“相关信息”：细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。
(2)源于必修1 P94“相关信息”：1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸的过程中，葡萄糖中的能量的主要去向和葡萄糖彻底氧化分解释放的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储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。
(3)源于必修1 P94“小字部分”：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。
(4)源于必修1 P96“思维训练”：科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质( )
(2)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸( )
(3)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累( )
(4)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖( )
(5)过保质期的酸奶常出现涨袋现象是由于乳酸菌无氧呼吸产生的气体造成的( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
1．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 条件 需氧 无氧
场所 细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段) 细胞质基质(第一、二阶段)
分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量释放 大量 少量
相 同 点 反应条件 需酶和适宜温度
本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
2.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系
(1)反应式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量；
C6H12O62C3H6O3＋少量能量。
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精和CO2)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
[典例剖析]
(多选)(2022·江苏卷，15)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
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O2
B．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都储存于ATP
BC [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，A错误；题图分析可知代谢中间物(例：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；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；物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。]
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息：生命体内部分物质与能量代谢关系示意图
信息转化 三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂质、氨基酸)的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。
素养考查 生命观念：物质与能量观 科学思维：比较与分析能力、建构模型能力
【角度转换】 提升语言表达能力
三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物和真核生物进行的场所分别在细胞质和线粒体。
考向一 细胞呼吸过程的综合分析
5．(2022·北京卷，3)在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月的高山滑雪集训，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的乳酸浓度，结果如下图。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
B [滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；人体无氧呼吸的产物是乳酸，分析题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，B正确；分析题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，C错误；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸，而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。]
6．(多选)(2023·日照高三检测)鱼藤酮是一种专属性很强的杀虫剂，对昆虫尤其是菜粉蝶幼虫等害虫具有很强的杀灭作用。其作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性，来降低相关害虫的细胞呼吸水平。下列有关叙述错误的有( )
A．鱼藤酮不影响菜粉蝶幼虫细胞进行无氧呼吸
B．鱼藤酮能促进害虫有氧呼吸的第一、二阶段，使细胞内产生更多的ATP应急
C．鱼藤酮抑制害虫有氧呼吸的第三阶段，进而使细胞内NADH的生成速率降低
D．鱼藤酮可能使害虫有氧呼吸过程中保持耗氧量不变，但产热量增加
BCD [鱼藤酮的作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性，来降低相关害虫的细胞呼吸水平，说明其会影响有氧呼吸第三阶段的反应，不影响菜粉蝶幼虫细胞进行无氧呼吸，也不影响害虫有氧呼吸的第一、二阶段，A正确、B错误；NADH脱氢酶存在于线粒体内膜上，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此鱼藤酮抑制害虫有氧呼吸的第三阶段，进而使细胞内NADH的消耗速率降低，C错误；有氧呼吸第三阶段消耗氧，产生大量能量，鱼藤酮的作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性，来降低相关害虫的细胞呼吸水平，所以鱼藤酮可能使害虫有氧呼吸过程中耗氧量降低，产热量也降低，D错误。]
考向二 细胞呼吸类型的判断
7．(2022·东莞高三检测)利用酵母菌酿酒时，早期阶段先通气，酵母菌大量增殖，增加菌体数量；酿酒阶段密封，产生酒精。下列关于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的叙述正确的是( )
A．有氧呼吸过程中能量主要以热能的形式散失，无氧呼吸过程中能量大部分储存在酒精中
B．有氧呼吸没有[H]的积累，无氧呼吸有[H]的积累
C．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行
D．有氧呼吸能产生CO2，无氧呼吸不能产生CO2
A [有氧呼吸过程中能量主要以热能的形式散失。无氧呼吸过程中分解有机物不彻底，大部分能量储存在酒精中没有释放出来，A正确；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水。无氧呼吸第一阶段产生的[H]，在第二阶段被消耗了，B错误；有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行。无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，C错误；有氧呼吸能产生CO2和H2O，无氧呼吸能产生酒精和CO2，D错误。]
8．(2022·福州高三模拟)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是( )
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol
产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol
A．a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
D [氧浓度为a时酒精的生成量＝二氧化碳的生成量，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，A错误；氧浓度为b时，酒精的产生量是6.5 mol，产生的二氧化碳是12.5 mol，因此有氧呼吸产生的二氧化碳是6 mol，无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，故无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸，B错误；氧气浓度为c时，酒精的产生量是6 mol，产生的二氧化碳是15 mol，因此有氧呼吸产生的二氧化碳是9 mol，有氧呼吸与无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发酵，C错误；d浓度时，酒精的产生量为0，说明此时酵母菌不进行无氧呼吸，只进行有氧呼吸，D正确。]
【方法归纳】 判断细胞呼吸方式的三大依据
考点三 影响细胞呼吸的因素及其应用
1．内部因素
(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。
实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。
实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。
实例：生殖器官大于营养器官。
2．外界因素
(1)温度
①解读：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。
②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。
(2)O2浓度
①解读
a．O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
b．O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
c．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
d.当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
②应用
a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。
c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
(3)CO2浓度
①解读：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(4)含水量
①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。
(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)破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并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)内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
[典例剖析]
(2022·山东“学情空间”高三联考)将若干豌豆幼苗置于25 ℃条件下培养4 d，测得的相对呼吸速率为10，再分别置于不同温度下测定3 h后呼吸速率的变化，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的释放量来测定
B．与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸速率更加稳定
C．从图中可以得出豌豆幼苗呼吸作用的最适温度为30 ℃
D．温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率
C [豌豆幼苗有氧呼吸消耗O2释放CO2，所以呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的释放量来测定，A正确；根据曲线变化可知，与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸速率更加稳定，B正确；从图中曲线变化无法得出豌豆幼苗呼吸作用的最适温度为30 ℃，C错误；细胞呼吸属于酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率，D正确。]
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息1：分别置于不同温度下测定3 h后呼吸速率的变化
信息2：题图
信息转化 1.变量之一为时间，另一变量为温度
2.双因子因素下的细胞呼吸速率的测定
素养考查 科学思维：比较与分析能力，建构模型能力 科学探究：数据处理能力
【角度转换】 提升语言表达能力
从图中曲线可以得出，一定时间内35 ℃下豌豆幼苗呼吸速率大于30 ℃下的，且35 ℃下的呼吸速率更加稳定，故豌豆幼苗呼吸作用的最适温度不是30 ℃，而且若要得出豌豆幼苗的最适温度，需在30～40 ℃设置较小温度梯度来进一步探究。
考向一 细胞呼吸的影响因素分析
9．(2022·广东六校高三联考)下图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况，下列叙述错误的是( )
①ab段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性
②bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度升高
③a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积
④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同
⑤b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体
A．①③ B．②⑤
C．③④ D．④⑤
D [①马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸，有氧呼吸产生二氧化碳，即只有有氧呼吸产生二氧化碳，因此曲线ab段下降的原因可能是低温抑制了细胞的有氧呼吸，①正确；②bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度增加，导致有氧呼吸增强，所以产生的二氧化碳增多，②正确；③由于马铃薯块茎细胞只有有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸过程中消耗氧气的量与产生二氧化碳的量相等，所以a点时马铃薯块茎吸收氧气的体积几乎等于放出二氧化碳的体积，③正确；④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件不一定相同，④错误；⑤马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体，⑤错误。故选D。]
10．(多选)(2022·山东卷，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合成酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是( )
A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋的浓度降低，生成的ATP减少
BCD [与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，说明电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，消耗的葡萄糖量多，B、C正确；DNP使H＋不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋的浓度降低，导致ATP合成减少，D正确。]
考向二 细胞呼吸原理在农业生产中的应用
11．(2021·湖南卷，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．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
C．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
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
B [南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、低温、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。]
12．(2021·湖北卷，10)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨由于呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨酚氧化酶的活性，果肉褐变减缓
C [常温下，鲜梨含水量大，酶活性较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨由于呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；冷藏时，梨细胞中的自由水相对减少，结合水相对增多，C错误；酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变，密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温抑制了梨酚氧化酶的活性，果肉褐变减缓，D正确。]
考向三 种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析
13．(2022·荆州高三检测)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如下图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，下列叙述正确的是( )
A．萌发过程胚乳中的淀粉水解成葡萄糖，主要通过在线粒体内氧化分解为种子萌发供能
B．萌发过程中在96～120 h时种子的呼吸速率最大
C．萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，最大转化速率为27 mg·粒－1·d－1
D．若自120小时后给予适宜的光照，则萌发种子的干重将继续增加
D [种子萌发过程中，淀粉可水解为葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解即呼吸作用为生命活动供能，但葡萄糖的水解是在细胞质基质中，在线粒体中不能直接利用葡萄糖，A错误；呼吸速率最大的阶段为胚乳干重的减少量最大时刻，即72～96 h，B错误；呼吸作用所消耗的有机物量＝胚乳减少的干重量－转化成幼苗的组成物质，计算出：96～120 小时为(118.1－91.1)－(177.7－172.7)＝27－5＝22 mg·粒－1·d－1，最大转化速率为22 mg·粒－1·d－1，C错误；若自120小时后给予适宜的光照，萌发种子将进行光合作用，将会导致种子的干重增加，D正确。]
14．(多选)(2022·长沙高三模拟)豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法正确的有( )
A．12～24小时这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸
B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件
C．可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质
ACD [无氧呼吸不吸收氧气，但产生二氧化碳，有氧呼吸消耗葡萄糖时，产生二氧化碳的体积与消耗氧的体积相同。据图可知，在12～24 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸方式主要是无氧呼吸，A正确；种子快速发育时期，细胞代谢旺盛，植物光合作用强才能积累更多有机物，需要提供适宜的温度等条件，B错误；由题可知，TTC与细胞呼吸时底物经脱氢酶催化所释放的氢发生红色反应，只有活细胞才能进行呼吸作用，因此，可以用来鉴定种子“死活”，C正确；b点后吸收的O2量远多于释放的CO2量，说明氧化分解的底物除糖类还有脂肪类等物质，D正确。]
【归纳总结】 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(吸胀)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(渗透吸水)。
考点四 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产生的多少，装置如图所示。
(3)检测酒精的产生：从A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
3．实验现象
条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧) 变混浊程度高/快 无变化
乙组(无氧) 变混浊程度低/慢 出现灰绿色
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
【拾遗补缺】 (1)源于必修1 P91：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。
(2)源于必修1 P92“对比实验”：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：①②③(填序号)。
①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1．实验注意事项
(1)实验装置：甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验，设置的是有氧、无氧条件。
(2)变量控制
①通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
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 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移 不动 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 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。
考向一 教材实验的综合考查
15．(2021·广东卷，9)秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。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乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
D [检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。]
16．(2022·东莞高三检测)如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述不正确的是( )
A．该实验为有氧和无氧两种条件的对比实验，其中甲、乙组均为实验组
B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则b瓶内的溶液可能会变灰绿色
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若相同时间后c瓶和e瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
D [该实验中的两套装置相互对比，即两组均为实验组，两组实验组相互对比共同探究酵母菌的呼吸方式，A正确；酸性重铬酸钾用于检测酒精，此外葡萄糖也可与重铬酸钾反应，故b瓶内的溶液可能会变灰绿色，B正确；溴麝香草酚蓝水溶液用于检测CO2，产生CO2的速度越快则颜色变化越快，所以可以根据液体变黄的时间长短检测CO2的产生速率，C正确；有氧呼吸和无氧呼吸虽然均可以产生CO2，但有氧呼吸产生二氧化碳的速率快，因此，根据c瓶和e瓶中溶液变混浊程度，能判断酵母菌的呼吸方式，D错误。]
考向二 细胞呼吸方式的探究实验分析
17．(2022·南通高三检测)某研究小组为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如下图的实验装置(不考虑其他因素的影响)。以下说法错误的是( )
A．甲装置有色液滴不动，乙装置中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸
B．甲装置有色液滴左移，说明酵母菌只进行有氧呼吸
C．甲装置有色液滴左移，乙装置有色液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸
D．乙装置有色液滴右移，说明酵母菌中一定存在无氧呼吸
B [因为甲中有NaOH溶液，所以该装置中酵母菌产生的CO2全部被吸收，液滴的移动表示氧气的消耗量，有色液滴不动说明没有氧气的消耗，没有进行有氧呼吸，若乙装置中液滴右移，说明进行了无氧呼吸，A正确；只要甲装置中的酵母菌进行有氧呼吸，则其中的O2含量会减少，有色液滴一定左移，因此甲装置有色液滴左移，说明酵母菌进行了有氧呼吸，但不能说明没有进行无氧呼吸，B错误；乙装置中有清水，清水既不吸收气体也不释放气体，所以如果有色液滴不动，说明其中的酵母菌吸收的氧气体积和消耗的二氧化碳体积相等，甲装置有色液滴左移，说明消耗了氧气，即酵母菌只进行有氧呼吸，C正确；乙装置有色液滴右移，说明酵母菌产生的CO2体积大于消耗氧气的体积，因此一定存在无氧呼吸，D正确。]
18．(多选)(2023·河北曲阳高三检测)某同学进行了4组实验，实验①：用50 mL含酵母菌的培养液，破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)无氧培养8小时；实验②：用50 mL含酵母菌的培养液，破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)通气培养8小时；实验③：用50 mL含酵母菌的培养液，无氧培养8小时；实验④：用50 mL含酵母菌的培养液，通气培养8小时。培养结束后，取4组培养液滴加等量酸性重铬酸钾溶液进行检测。下列相关叙述错误的有( )
A．四组实验中，实验①和③为对照组，实验②和④为实验组
B．四组实验应在最适温度和pH下进行，以确保实验的可靠性
C．四组实验中都会有ATP产生，但实验②中产生的ATP最多
D．实验③中培养液与酸性重铬酸钾溶液反应产生的灰绿色较实验①深
AC [实验①与实验②都是实验组，相互对照，实验③和实验④也都是实验组，相互对照，A错误；本实验的自变量是酵母细胞的完整性及是否通入氧气，其他变量都是无关变量，B正确；四组实验都能产生ATP，但只有实验④酵母细胞结构完整，且进行的是有氧呼吸，所以其产生的ATP最多，C错误；实验①：用50 mL含酵母菌的培养液，破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)无氧培养8小时，由于含有细胞质基质中的酶，可以进行无氧呼吸产生酒精，但是酶溶于培养液中，浓度低，且其活性易受产物影响，产生的酒精较少；实验③：用50 mL含酵母菌的培养液，无氧培养8小时，该组酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精量较多，在酸性条件下，与重铬酸钾溶液反应呈现的灰绿色较深，D正确。]
(八)呼吸跃变的机理及应用
1．概念：指某些肉质果实从生长停止到开始进入衰老之间的时期，其呼吸速率突然升高。
2．产生机理：产生的原因是与果实内乙烯的释放密切相关的。一般来说，当果实内产生的乙烯浓度超过0.1毫克/升时，乙烯就起到了刺激果实增强呼吸，促进成熟的作用。
3．特点及结果：不同种类果实呼吸跃变进程持续的时间长短，以及达到的最大峰值虽很不相同，但在呼吸上升的同时，与成熟作用有关的生理生化变化积极活跃，合成反应旺盛进行，有新的核酸、蛋白质(酶)形成。呼吸高峰以后，分解反应逐渐占主导，组织结构逐渐解体、崩溃，最后死亡。
4．应用：呼吸跃变型水果，常常把呼吸跃变的高峰期，作为水果由成熟走向后熟衰老的转折期。降低贮藏温度，可以使其跃变高峰延迟出现，峰的高度降低，甚至可以不出现跃变高峰。说明降低贮藏温度，能有效地延缓呼吸跃变型水果的后熟和衰老。
[对点训练]
1．(2022·滁州高三检测)科学家研究发现，不同时间采收的苹果都会或早或迟出现一个呼吸高峰，同时伴随着果实成熟的现象，果实这一由生长转向衰老的转折点，被称为跃变期。只要发育进入这一临界期，呼吸速率就会急速上升达到最高值，磷、氧比值[呼吸过程中无机磷酸(Pi)消耗量(即生成ATP的量)和氧消耗量的比值]发生明显变化，而后缓慢下降。与此同时，伴随着一系列的成熟生理变化的发生，根据呼吸变化的类型，把果实划分为跃变型和非跃变型两类。下列有关叙述错误的是( )
A．呼吸高峰时，线粒体的磷、氧比值增高，蛋白质等分子磷酸化减慢
B．在苹果果实成熟的过程中，叶片的光合产物可转运至果实中，部分用于呼吸作用
C．低温储存蔬菜的主要原理是低温下蔬菜呼吸速率降低，有机物耗损减少
D．若跃变前抑制果实中乙烯的生成和作用，则呼吸跃变将被抑制或延迟
A [呼吸高峰时，线粒体的生理活动极为活跃，合成反应旺盛进行，磷、氧比值增高，ATP为生命活动提供能量增多，(载体)蛋白质等分子磷酸化加快，A错误；叶肉细胞可进行光合作用，其光合产物可转运至果实处供果实细胞进行呼吸作用，B正确；低温条件下，呼吸作用强度减弱，有机物耗损减少，C正确；乙烯能促进果实成熟，若跃变前抑制果实中乙烯的合成，则会延缓果实成熟，从而抑制呼吸高峰的出现，导致呼吸跃变被抑制或延迟，D正确。]
2．(2022·龙岩高三检测)如下图是几种果实在采摘后成熟的过程中呼吸速率的变化曲线。下列相关说法正确的是( )
A．随着摘后天数的增加，4种果实呼吸速率变化的共同趋势都是先上升再下降
B．摘后第10天后，香蕉果实呼吸速率急剧上升，表明贮藏物质多糖在加速水解，使可溶性糖含量增加，从而增加呼吸作用的底物
C．可通过降低氧气浓度、降低温度或降低CO2浓度来延长摘后果实的贮藏时间
D．已知摘后果实呼吸高峰的出现是果实开始衰老的标志，则图中最不耐贮藏的果实是苹果
B [根据以上分析可知，随着摘后天数的增加，4种果实呼吸速率变化的共同趋势是先下降后上升再下降，A错误；摘后第10天后，香蕉果实呼吸速率急剧上升，表明贮藏物质多糖在加速水解，使可溶性糖含量增加，从而增加呼吸作用的底物，B正确；可通过降低氧气浓度、降低温度或增加CO2浓度来延长摘后果实的贮藏时间，C错误；若摘后果实呼吸高峰的出现是果实开始衰老的标志，则图中最不耐贮藏的果实是鳄梨，D错误。]
1．(2022·河北卷，4)关于呼吸作用的叙述，下列说法正确的是( )
A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
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．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
B [能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B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，场所是线粒体内膜，C错误；酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而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，D错误。]
2．(2022·广东卷，10)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A．该反应需要在光下进行
B．TTF可在细胞质基质中生成
C．TTF的生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
B [种子仅可通过细胞呼吸产生[H]，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，因此TTF可在细胞质基质中生成，B正确；保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。]
3．(2022·山东卷，4)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
C [根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供还原剂的，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；正常生理条件下，只有10%～25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了会追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；受伤组织修复即植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。]
4．(2022·浙江6月选考，12)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶的过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
B [剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸，厌氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A正确；制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理，乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳产生，B错误；梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正确；酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件产生乙醇的原理，故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量，D正确。]
5．(多选)(2021·河北卷，14)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是( )
A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
AC [荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；温度会影响酶的活性，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；气调冷藏库配备的气体过滤装置应起到除去空气中氧气的作用，以抑制果蔬的有氧呼吸，而不是去除乙烯的作用，D错误。]
第8讲 ATP和细胞呼吸
【素养目标】 1.基于对细胞生命活动实例的分析，理解ATP是生命活动的直接能源物质，并结合ATP的结构特点，认同结构和功能相适应的观点。(生命观念 科学思维) 2.通过归纳和概括，阐明有氧呼吸和无氧呼吸的概念，并能尝试构建有氧呼吸过程的模型，进而以物质和能量观，说出细胞呼吸过程中物质和能量的变化。(生命观念 科学思维) 3.学会探究酵母菌的细胞呼吸方式的方法。(科学探究)4.根据细胞呼吸原理，指导生产和生活。(社会责任)
考点一 ATP的结构与功能
1．ATP的结构
(1)图中各部分名称：A代表腺嘌呤，P代表磷酸基团，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代表特殊的化学键。
(2)特点
①ATP不稳定的原因是ATP中两个相邻的磷酸基团都带负电荷而相互排斥等原因，使得特殊的化学键不稳定，末端磷酸基团有较高的转移势能。
②ATP的水解过程就是释放能量的过程，1 mol ATP水解释放的能量高达30.54 kJ，所以说ATP是一种高能磷酸化合物。
③ATP在酶的作用下水解时，脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合，从而使后者发生变化。
2．ATP与ADP的相互转化
项目 ATP的合成 ATP的水解
反应式 ADP＋Pi＋能量ATP ATPADP＋Pi＋能量
所需酶 ATP合成酶 ATP水解酶
能量来源 光能__(光合作用)、化学能(细胞呼吸) 储存在特殊化学键中的能量
能量去路 储存在特殊化学键中 用于各项生命活动
反应场所 细胞质基质、线粒体、叶绿体 生物体的需能部位
【拾遗补缺】 (1)源于必修1 P86“相关信息”
写出图中标出的“A”的含义：
①腺苷；②腺嘌呤；③腺嘌呤脱氧核苷酸；④腺嘌呤核糖核苷酸。
(2)源于必修1 P87图5－4：ATP与ADP的相互转化是不是一个可逆反应？为什么？
提示 不是可逆反应。因为从物质方面来看是可逆的，从酶、进行的场所、能量的来源等方面来看是不可逆的。
3．ATP的利用
(1)线粒体内膜、内质网膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP( )
(2)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应( )
(3)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源( )
(4)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少( )
(5)“能量”就是指ATP，ATP就是“能量”( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
[典例剖析]
(2023·西安高三检测)双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)与脱氧核苷三磷酸(dNTP)的结构如图所示。已知ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止。某同学要通过PCR技术获得被32P标记且以碱基“T”为末端的、不同长度的子链DNA片段。在反应管中已经有单链模板、引物、DNA聚合酶和相应的缓冲液等，还需要加入下列哪些原料( )
①dCTP, dGTP，dATP
②dGTP，dATP，dTTP，dCTP
③α位32P标记的ddTTP
④γ位32P标记的ddTTP
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
C [PCR过程需要模板、引物、DNA聚合酶、相应的缓冲液和原料，因为要获得不同长度的子链DNA片段，所以在合成DNA过程中要加入所有的原料dGTP，dATP，dTTP，dCTP和在不同碱基“T”位置使子链的延伸终止的ddTTP；DNA的基本组成单位为脱氧核苷酸，因此要将32P标记在α位置，C正确。]
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息1：ddNTP按碱基互补配对的方式加到正在复制的子链中后，子链的延伸立即终止
信息2：题图
信息转化 1.可获得长度不一的DNA片段
2.β、γ位磷酸基团之间的化学键属于特殊化学键，断裂放能；剩余部分的结构为腺嘌呤脱氧核糖核苷酸，是合成DNA的原料
素养考查 生命观念：结构与功能观 科学思维：比较与分析能力
【角度转换】 提升语言表达能力
若α、β、γ位磷酸基团均脱离，则剩余部分可直接用于DNA的复制吗？为什么？
不能，因为剩余部分是腺苷，腺苷不是直接构成DNA的物质。
考向一 ATP的结构和特点分析
1．(2021·海南卷，14)研究人员将32P标记的磷酸注入活的离体肝细胞，1～2 min后迅速分离得到细胞内的ATP。结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致。下列有关叙述正确的是( )
A．该实验表明，细胞内全部ADP都转化成ATP
B．32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性
C．32P在ATP的3个磷酸基团中出现的概率相等
D．ATP与ADP相互转化速度快，且转化主要发生在细胞核内
B [根据题意可知，该实验不能说明细胞内全部ADP都转化成ATP，A错误；根据题意“结果发现ATP的末端磷酸基团被32P标记，并测得ATP与注入的32P标记磷酸的放射性强度几乎一致”，说明32P标记的ATP水解产生的腺苷没有放射性，B正确；根据题意可知，放射性几乎只出现在ATP的末端磷酸基团中，C错误；该实验不能说明转化主要发生在细胞核内，D错误。]
2．(2022·重庆高三检测)cAMP(环化—磷酸腺苷)是由ATP脱去两个磷酸基团后环化而成的一种细胞内的信号分子，其结构组成如下图所示，下列分析正确的是( )
A．A所示物质的名称是腺苷
B．每个cAMP分子含有2个特殊的化学键
C．ATP在形成cAMP的过程中，初期会释放能量
D．cAMP与磷脂分子所含的元素种类不完全相同
C [A所示物质的名称是腺嘌呤，A错误；cAMP分子不可能出现2个特殊的化学键，B错误；ATP在形成cAMP的过程中，初期会断裂特殊的化学键，释放能量，C正确；cAMP与磷脂分子所含的元素种类完全相同，D错误。]
考向二 ATP与ADP的相互转化和ATP的利用
3．(2021·北京卷，1)ATP是细胞的能量“通货”，下列关于ATP的叙述错误的是( )
A．含有C、H、O、N、P
B．必须在有氧条件下合成
C．胞内合成需要酶的催化
D．可直接为细胞提供能量
B [ATP中含有腺嘌呤、核糖与磷酸基团，故元素组成为C、H、O、N、P，A正确；在无氧条件下，无氧呼吸过程中也能合成ATP，B错误；ATP合成过程中需要ATP合成酶的催化，C正确；ATP是生物体的直接能源物质，可直接为细胞提供能量，D正确。]
4．(2022·福建八地市高三联考)磷酸肌酸是一种高能磷酸化合物，它能在肌酸激酶的催化下将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP。研究者对蛙的肌肉组织进行短暂电刺激，检测对照组和实验组(肌肉组织用肌酸激酶阻断剂处理)肌肉收缩前后ATP、ADP和AMP(腺嘌呤核糖核苷酸)的含量，结果如下表所示。下列分析正确的是( )
对照组(10－6mol·g－1) 实验组(10－6mol·g－1)
收缩前 收缩后 收缩前 收缩后
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．对照组肌肉收缩消耗的能量直接来源于磷酸肌酸
B．对照组肌肉细胞中没有ATP和ADP的相互转化
C．实验组肌肉细胞中的ATP只有远离腺苷的特殊化学键发生断裂
D．实验表明磷酸肌酸可维持细胞中ATP的含量相对稳定
D [对照组蛙的肌肉在收缩时需要消耗的能量由ATP直接提供，A错误；对照组蛙的肌肉收缩需要ATP提供能量，对照组肌肉收缩前后ATP和ADP的含量没有变化，故有ATP和ADP的相互转化，B错误；实验组肌肉在收缩前后ADP和AMP含量发生变化，说明ATP的两个特殊化学键均能发生断裂，C错误；磷酸肌酸能将自身的磷酸基团转移到ADP分子中来合成ATP，故对照组中的磷酸肌酸可以维持ATP含量的相对稳定，D正确。]
【题后反思】 细胞内产生与消耗ATP的常见生理过程
转化场所 常见的生理过程
细胞膜 消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐
细胞质基质 产生ATP：细胞呼吸第一阶段
叶绿体 产生ATP：光反应 消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录、翻译等
线粒体 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段 消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等
核糖体 消耗ATP：蛋白质的合成
细胞核 消耗ATP：DNA复制、转录等
考点二 细胞呼吸的方式和过程
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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
(2)过程
(3)有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)
如图所示
。
(4)能量转换：葡萄糖中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。
2．无氧呼吸
(1)概念：无氧呼吸是指细胞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。
(2)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。
(3)过程
第一阶段 葡萄糖丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二阶段 酒精发酵 [H]＋丙酮酸酒精＋CO2
乳酸发酵 [H]＋丙酮酸乳酸
【拾遗补缺】 (1)源于必修1 P93“相关信息”：细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。
(2)源于必修1 P94“相关信息”：1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸的过程中，葡萄糖中的能量的主要去向和葡萄糖彻底氧化分解释放的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储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。
(3)源于必修1 P94“小字部分”：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。
(4)源于必修1 P96“思维训练”：科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质( )
(2)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸( )
(3)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累( )
(4)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖( )
(5)过保质期的酸奶常出现涨袋现象是由于乳酸菌无氧呼吸产生的气体造成的( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)×
1．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 点 条件 需氧 无氧
场所 细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段) 细胞质基质(第一、二阶段)
分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2
能量释放 大量 少量
相 同 点 反应条件 需酶和适宜温度
本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
2.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系
(1)反应式
①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。
②无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量；
C6H12O62C3H6O3＋少量能量。
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③有氧呼吸和无氧呼吸(产生酒精和CO2)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
[典例剖析]
(多选)(2022·江苏卷，15)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有( )
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O2
B．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都储存于ATP
BC [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，A错误；题图分析可知代谢中间物(例：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；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；物质氧化时释放的能量一部分储存于ATP中，一部分以热能的形式散失，D错误。]
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息：生命体内部分物质与能量代谢关系示意图
信息转化 三羧酸循环是三大营养素(糖类、脂质、氨基酸)的最终代谢通路，又是糖类、脂质、氨基酸代谢联系的枢纽。
素养考查 生命观念：物质与能量观 科学思维：比较与分析能力、建构模型能力
【角度转换】 提升语言表达能力
三羧酸循环是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，原核生物和真核生物进行的场所分别在细胞质和线粒体。
考向一 细胞呼吸过程的综合分析
5．(2022·北京卷，3)在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月的高山滑雪集训，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的乳酸浓度，结果如下图。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
B [滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；人体无氧呼吸的产物是乳酸，分析题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，B正确；分析题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，C错误；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸，而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。]
6．(多选)(2023·日照高三检测)鱼藤酮是一种专属性很强的杀虫剂，对昆虫尤其是菜粉蝶幼虫等害虫具有很强的杀灭作用。其作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性，来降低相关害虫的细胞呼吸水平。下列有关叙述错误的有( )
A．鱼藤酮不影响菜粉蝶幼虫细胞进行无氧呼吸
B．鱼藤酮能促进害虫有氧呼吸的第一、二阶段，使细胞内产生更多的ATP应急
C．鱼藤酮抑制害虫有氧呼吸的第三阶段，进而使细胞内NADH的生成速率降低
D．鱼藤酮可能使害虫有氧呼吸过程中保持耗氧量不变，但产热量增加
BCD [鱼藤酮的作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性，来降低相关害虫的细胞呼吸水平，说明其会影响有氧呼吸第三阶段的反应，不影响菜粉蝶幼虫细胞进行无氧呼吸，也不影响害虫有氧呼吸的第一、二阶段，A正确、B错误；NADH脱氢酶存在于线粒体内膜上，线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，因此鱼藤酮抑制害虫有氧呼吸的第三阶段，进而使细胞内NADH的消耗速率降低，C错误；有氧呼吸第三阶段消耗氧，产生大量能量，鱼藤酮的作用机制主要是通过抑制NADH脱氢酶(存在于线粒体内膜上)的活性，来降低相关害虫的细胞呼吸水平，所以鱼藤酮可能使害虫有氧呼吸过程中耗氧量降低，产热量也降低，D错误。]
考向二 细胞呼吸类型的判断
7．(2022·东莞高三检测)利用酵母菌酿酒时，早期阶段先通气，酵母菌大量增殖，增加菌体数量；酿酒阶段密封，产生酒精。下列关于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的叙述正确的是( )
A．有氧呼吸过程中能量主要以热能的形式散失，无氧呼吸过程中能量大部分储存在酒精中
B．有氧呼吸没有[H]的积累，无氧呼吸有[H]的积累
C．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行
D．有氧呼吸能产生CO2，无氧呼吸不能产生CO2
A [有氧呼吸过程中能量主要以热能的形式散失。无氧呼吸过程中分解有机物不彻底，大部分能量储存在酒精中没有释放出来，A正确；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]，经过一系列反应，与O2结合生成水。无氧呼吸第一阶段产生的[H]，在第二阶段被消耗了，B错误；有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行。无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，C错误；有氧呼吸能产生CO2和H2O，无氧呼吸能产生酒精和CO2，D错误。]
8．(2022·福州高三模拟)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是( )
氧浓度(%) a b c d
产生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol
产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol
A．a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B．b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D．d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸
D [氧浓度为a时酒精的生成量＝二氧化碳的生成量，说明此时酵母菌只进行无氧呼吸，A错误；氧浓度为b时，酒精的产生量是6.5 mol，产生的二氧化碳是12.5 mol，因此有氧呼吸产生的二氧化碳是6 mol，无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，故无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸，B错误；氧气浓度为c时，酒精的产生量是6 mol，产生的二氧化碳是15 mol，因此有氧呼吸产生的二氧化碳是9 mol，有氧呼吸与无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发酵，C错误；d浓度时，酒精的产生量为0，说明此时酵母菌不进行无氧呼吸，只进行有氧呼吸，D正确。]
【方法归纳】 判断细胞呼吸方式的三大依据
考点三 影响细胞呼吸的因素及其应用
1．内部因素
(1)遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。
实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。
实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。
实例：生殖器官大于营养器官。
2．外界因素
(1)温度
①解读：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。
②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温(填“高温”“零上低温”或“零下低温”)。
(2)O2浓度
①解读
a．O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
b．O2浓度低时，无氧呼吸占优势。
c．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
d.当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。
②应用
a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。
b．作物栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。
c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。
d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
(3)CO2浓度
①解读：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(4)含水量
①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。
(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)破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并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)内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
[典例剖析]
(2022·山东“学情空间”高三联考)将若干豌豆幼苗置于25 ℃条件下培养4 d，测得的相对呼吸速率为10，再分别置于不同温度下测定3 h后呼吸速率的变化，如图所示。下列叙述错误的是( )
A．呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的释放量来测定
B．与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸速率更加稳定
C．从图中可以得出豌豆幼苗呼吸作用的最适温度为30 ℃
D．温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率
C [豌豆幼苗有氧呼吸消耗O2释放CO2，所以呼吸速率可通过O2的吸收量或CO2的释放量来测定，A正确；根据曲线变化可知，与40 ℃相比，35 ℃时豌豆幼苗的呼吸速率更加稳定，B正确；从图中曲线变化无法得出豌豆幼苗呼吸作用的最适温度为30 ℃，C错误；细胞呼吸属于酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响豌豆幼苗的呼吸速率，D正确。]
【名师点拨】 掌握信息转化能力
信息提取 信息1：分别置于不同温度下测定3 h后呼吸速率的变化
信息2：题图
信息转化 1.变量之一为时间，另一变量为温度
2.双因子因素下的细胞呼吸速率的测定
素养考查 科学思维：比较与分析能力，建构模型能力 科学探究：数据处理能力
【角度转换】 提升语言表达能力
从图中曲线可以得出，一定时间内35 ℃下豌豆幼苗呼吸速率大于30 ℃下的，且35 ℃下的呼吸速率更加稳定，故豌豆幼苗呼吸作用的最适温度不是30 ℃，而且若要得出豌豆幼苗的最适温度，需在30～40 ℃设置较小温度梯度来进一步探究。
考向一 细胞呼吸的影响因素分析
9．(2022·广东六校高三联考)下图表示气温多变的一天中外界O2浓度的变化与马铃薯块茎的CO2释放情况，下列叙述错误的是( )
①ab段下降可能是低温抑制了有氧呼吸相关酶的活性
②bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度升高
③a点时马铃薯块茎吸收O2的体积几乎等于放出CO2的体积
④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件一定相同
⑤b点时马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所可能有细胞质基质和线粒体
A．①③ B．②⑤
C．③④ D．④⑤
D [①马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸，有氧呼吸产生二氧化碳，即只有有氧呼吸产生二氧化碳，因此曲线ab段下降的原因可能是低温抑制了细胞的有氧呼吸，①正确；②bc段细胞呼吸增强的主要原因是O2浓度增加，导致有氧呼吸增强，所以产生的二氧化碳增多，②正确；③由于马铃薯块茎细胞只有有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸过程中消耗氧气的量与产生二氧化碳的量相等，所以a点时马铃薯块茎吸收氧气的体积几乎等于放出二氧化碳的体积，③正确；④马铃薯块茎中各种酶发挥作用时所需条件不一定相同，④错误；⑤马铃薯块茎细胞中产生CO2的场所只有线粒体，⑤错误。故选D。]
10．(多选)(2022·山东卷，16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合成酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是( )
A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻
B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多
C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多
D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋的浓度降低，生成的ATP减少
BCD [与25 ℃相比，4 ℃耗氧量增加，根据题意，电子经线粒体内膜最终传递给氧气，说明电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时间低温4 ℃处理，ATP合成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，消耗的葡萄糖量多，B、C正确；DNP使H＋不经ATP合酶返回基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋的浓度降低，导致ATP合成减少，D正确。]
考向二 细胞呼吸原理在农业生产中的应用
11．(2021·湖南卷，12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B．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
C．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
D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
B [南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、低温、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。]
12．(2021·湖北卷，10)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( )
A．常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B．密封条件下，梨由于呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C．冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D．低温抑制了梨酚氧化酶的活性，果肉褐变减缓
C [常温下，鲜梨含水量大，酶活性较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐贮藏，A正确；密封条件下，梨由于呼吸作用导致O2减少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有机物减少，故利于保鲜，B正确；冷藏时，梨细胞中的自由水相对减少，结合水相对增多，C错误；酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变，密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期”可知，低温抑制了梨酚氧化酶的活性，果肉褐变减缓，D正确。]
考向三 种子萌发过程中细胞呼吸的变化分析
13．(2022·荆州高三检测)将玉米种子置于25 ℃、黑暗、水分适宜的条件下萌发，每天定时取相同数量的萌发种子，一半直接烘干称重，另一半切取胚乳烘干称重，计算每粒的平均干重，结果如下图所示。若只考虑种子萌发所需的营养物质来源于胚乳，下列叙述正确的是( )
A．萌发过程胚乳中的淀粉水解成葡萄糖，主要通过在线粒体内氧化分解为种子萌发供能
B．萌发过程中在96～120 h时种子的呼吸速率最大
C．萌发过程中胚乳的部分营养物质转化成幼苗的组成物质，最大转化速率为27 mg·粒－1·d－1
D．若自120小时后给予适宜的光照，则萌发种子的干重将继续增加
D [种子萌发过程中，淀粉可水解为葡萄糖，葡萄糖通过氧化分解即呼吸作用为生命活动供能，但葡萄糖的水解是在细胞质基质中，在线粒体中不能直接利用葡萄糖，A错误；呼吸速率最大的阶段为胚乳干重的减少量最大时刻，即72～96 h，B错误；呼吸作用所消耗的有机物量＝胚乳减少的干重量－转化成幼苗的组成物质，计算出：96～120 小时为(118.1－91.1)－(177.7－172.7)＝27－5＝22 mg·粒－1·d－1，最大转化速率为22 mg·粒－1·d－1，C错误；若自120小时后给予适宜的光照，萌发种子将进行光合作用，将会导致种子的干重增加，D正确。]
14．(多选)(2022·长沙高三模拟)豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法正确的有( )
A．12～24小时这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸
B．在豌豆种子发育，有机物快速积累时期，应创设低温条件
C．可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质
ACD [无氧呼吸不吸收氧气，但产生二氧化碳，有氧呼吸消耗葡萄糖时，产生二氧化碳的体积与消耗氧的体积相同。据图可知，在12～24 h期间，氧气吸收量很少，而二氧化碳释放量很多，表明此时的呼吸方式主要是无氧呼吸，A正确；种子快速发育时期，细胞代谢旺盛，植物光合作用强才能积累更多有机物，需要提供适宜的温度等条件，B错误；由题可知，TTC与细胞呼吸时底物经脱氢酶催化所释放的氢发生红色反应，只有活细胞才能进行呼吸作用，因此，可以用来鉴定种子“死活”，C正确；b点后吸收的O2量远多于释放的CO2量，说明氧化分解的底物除糖类还有脂肪类等物质，D正确。]
【归纳总结】 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(吸胀)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(渗透吸水)。
考点四 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产生的多少，装置如图所示。
(3)检测酒精的产生：从A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
3．实验现象
条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 重铬酸钾—浓硫酸溶液
甲组(有氧) 变混浊程度高/快 无变化
乙组(无氧) 变混浊程度低/慢 出现灰绿色
4.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
【拾遗补缺】 (1)源于必修1 P91：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。
(2)源于必修1 P92“对比实验”：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：①②③(填序号)。
①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1．实验注意事项
(1)实验装置：甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验，设置的是有氧、无氧条件。
(2)变量控制
①通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
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 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移 不动 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 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。
考向一 教材实验的综合考查
15．(2021·广东卷，9)秸杆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。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乙醇生成
B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2
C．用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布
D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
D [检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误；健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量一定，因此实验中增加甲瓶的醇母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。]
16．(2022·东莞高三检测)如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述不正确的是( )
A．该实验为有氧和无氧两种条件的对比实验，其中甲、乙组均为实验组
B．若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则b瓶内的溶液可能会变灰绿色
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若相同时间后c瓶和e瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
D [该实验中的两套装置相互对比，即两组均为实验组，两组实验组相互对比共同探究酵母菌的呼吸方式，A正确；酸性重铬酸钾用于检测酒精，此外葡萄糖也可与重铬酸钾反应，故b瓶内的溶液可能会变灰绿色，B正确；溴麝香草酚蓝水溶液用于检测CO2，产生CO2的速度越快则颜色变化越快，所以可以根据液体变黄的时间长短检测CO2的产生速率，C正确；有氧呼吸和无氧呼吸虽然均可以产生CO2，但有氧呼吸产生二氧化碳的速率快，因此，根据c瓶和e瓶中溶液变混浊程度，能判断酵母菌的呼吸方式，D错误。]
考向二 细胞呼吸方式的探究实验分析
17．(2022·南通高三检测)某研究小组为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如下图的实验装置(不考虑其他因素的影响)。以下说法错误的是( )
A．甲装置有色液滴不动，乙装置中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸
B．甲装置有色液滴左移，说明酵母菌只进行有氧呼吸
C．甲装置有色液滴左移，乙装置有色液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸
D．乙装置有色液滴右移，说明酵母菌中一定存在无氧呼吸
B [因为甲中有NaOH溶液，所以该装置中酵母菌产生的CO2全部被吸收，液滴的移动表示氧气的消耗量，有色液滴不动说明没有氧气的消耗，没有进行有氧呼吸，若乙装置中液滴右移，说明进行了无氧呼吸，A正确；只要甲装置中的酵母菌进行有氧呼吸，则其中的O2含量会减少，有色液滴一定左移，因此甲装置有色液滴左移，说明酵母菌进行了有氧呼吸，但不能说明没有进行无氧呼吸，B错误；乙装置中有清水，清水既不吸收气体也不释放气体，所以如果有色液滴不动，说明其中的酵母菌吸收的氧气体积和消耗的二氧化碳体积相等，甲装置有色液滴左移，说明消耗了氧气，即酵母菌只进行有氧呼吸，C正确；乙装置有色液滴右移，说明酵母菌产生的CO2体积大于消耗氧气的体积，因此一定存在无氧呼吸，D正确。]
18．(多选)(2023·河北曲阳高三检测)某同学进行了4组实验，实验①：用50 mL含酵母菌的培养液，破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)无氧培养8小时；实验②：用50 mL含酵母菌的培养液，破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)通气培养8小时；实验③：用50 mL含酵母菌的培养液，无氧培养8小时；实验④：用50 mL含酵母菌的培养液，通气培养8小时。培养结束后，取4组培养液滴加等量酸性重铬酸钾溶液进行检测。下列相关叙述错误的有( )
A．四组实验中，实验①和③为对照组，实验②和④为实验组
B．四组实验应在最适温度和pH下进行，以确保实验的可靠性
C．四组实验中都会有ATP产生，但实验②中产生的ATP最多
D．实验③中培养液与酸性重铬酸钾溶液反应产生的灰绿色较实验①深
AC [实验①与实验②都是实验组，相互对照，实验③和实验④也都是实验组，相互对照，A错误；本实验的自变量是酵母细胞的完整性及是否通入氧气，其他变量都是无关变量，B正确；四组实验都能产生ATP，但只有实验④酵母细胞结构完整，且进行的是有氧呼吸，所以其产生的ATP最多，C错误；实验①：用50 mL含酵母菌的培养液，破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)无氧培养8小时，由于含有细胞质基质中的酶，可以进行无氧呼吸产生酒精，但是酶溶于培养液中，浓度低，且其活性易受产物影响，产生的酒精较少；实验③：用50 mL含酵母菌的培养液，无氧培养8小时，该组酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精量较多，在酸性条件下，与重铬酸钾溶液反应呈现的灰绿色较深，D正确。]
(八)呼吸跃变的机理及应用
1．概念：指某些肉质果实从生长停止到开始进入衰老之间的时期，其呼吸速率突然升高。
2．产生机理：产生的原因是与果实内乙烯的释放密切相关的。一般来说，当果实内产生的乙烯浓度超过0.1毫克/升时，乙烯就起到了刺激果实增强呼吸，促进成熟的作用。
3．特点及结果：不同种类果实呼吸跃变进程持续的时间长短，以及达到的最大峰值虽很不相同，但在呼吸上升的同时，与成熟作用有关的生理生化变化积极活跃，合成反应旺盛进行，有新的核酸、蛋白质(酶)形成。呼吸高峰以后，分解反应逐渐占主导，组织结构逐渐解体、崩溃，最后死亡。
4．应用：呼吸跃变型水果，常常把呼吸跃变的高峰期，作为水果由成熟走向后熟衰老的转折期。降低贮藏温度，可以使其跃变高峰延迟出现，峰的高度降低，甚至可以不出现跃变高峰。说明降低贮藏温度，能有效地延缓呼吸跃变型水果的后熟和衰老。
[对点训练]
1．(2022·滁州高三检测)科学家研究发现，不同时间采收的苹果都会或早或迟出现一个呼吸高峰，同时伴随着果实成熟的现象，果实这一由生长转向衰老的转折点，被称为跃变期。只要发育进入这一临界期，呼吸速率就会急速上升达到最高值，磷、氧比值[呼吸过程中无机磷酸(Pi)消耗量(即生成ATP的量)和氧消耗量的比值]发生明显变化，而后缓慢下降。与此同时，伴随着一系列的成熟生理变化的发生，根据呼吸变化的类型，把果实划分为跃变型和非跃变型两类。下列有关叙述错误的是( )
A．呼吸高峰时，线粒体的磷、氧比值增高，蛋白质等分子磷酸化减慢
B．在苹果果实成熟的过程中，叶片的光合产物可转运至果实中，部分用于呼吸作用
C．低温储存蔬菜的主要原理是低温下蔬菜呼吸速率降低，有机物耗损减少
D．若跃变前抑制果实中乙烯的生成和作用，则呼吸跃变将被抑制或延迟
A [呼吸高峰时，线粒体的生理活动极为活跃，合成反应旺盛进行，磷、氧比值增高，ATP为生命活动提供能量增多，(载体)蛋白质等分子磷酸化加快，A错误；叶肉细胞可进行光合作用，其光合产物可转运至果实处供果实细胞进行呼吸作用，B正确；低温条件下，呼吸作用强度减弱，有机物耗损减少，C正确；乙烯能促进果实成熟，若跃变前抑制果实中乙烯的合成，则会延缓果实成熟，从而抑制呼吸高峰的出现，导致呼吸跃变被抑制或延迟，D正确。]
2．(2022·龙岩高三检测)如下图是几种果实在采摘后成熟的过程中呼吸速率的变化曲线。下列相关说法正确的是( )
A．随着摘后天数的增加，4种果实呼吸速率变化的共同趋势都是先上升再下降
B．摘后第10天后，香蕉果实呼吸速率急剧上升，表明贮藏物质多糖在加速水解，使可溶性糖含量增加，从而增加呼吸作用的底物
C．可通过降低氧气浓度、降低温度或降低CO2浓度来延长摘后果实的贮藏时间
D．已知摘后果实呼吸高峰的出现是果实开始衰老的标志，则图中最不耐贮藏的果实是苹果
B [根据以上分析可知，随着摘后天数的增加，4种果实呼吸速率变化的共同趋势是先下降后上升再下降，A错误；摘后第10天后，香蕉果实呼吸速率急剧上升，表明贮藏物质多糖在加速水解，使可溶性糖含量增加，从而增加呼吸作用的底物，B正确；可通过降低氧气浓度、降低温度或增加CO2浓度来延长摘后果实的贮藏时间，C错误；若摘后果实呼吸高峰的出现是果实开始衰老的标志，则图中最不耐贮藏的果实是鳄梨，D错误。]
1．(2022·河北卷，4)关于呼吸作用的叙述，下列说法正确的是( )
A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体
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．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
B [能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B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，场所是线粒体内膜，C错误；酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而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，D错误。]
2．(2022·广东卷，10)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是( )
A．该反应需要在光下进行
B．TTF可在细胞质基质中生成
C．TTF的生成量与保温时间无关
D．不能用红色深浅判断种子活力高低
B [种子仅可通过细胞呼吸产生[H]，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，因此TTF可在细胞质基质中生成，B正确；保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。]
3．(2022·山东卷，4)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
C [根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供还原剂的，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；正常生理条件下，只有10%～25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了会追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；受伤组织修复即植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。]
4．(2022·浙江6月选考，12)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是( )
A．人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B．制作酸奶的过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C．梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D．酵母菌的乙醇发酵过程中通入O2会影响乙醇的生成量
B [剧烈运动时人体可以进行厌氧呼吸，厌氧呼吸的产物是乳酸，故人体剧烈运动时会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸，A正确；制作酸奶利用的是乳酸菌厌氧发酵的原理，乳酸菌厌氧呼吸的产物是乳酸，无二氧化碳产生，B错误；梨果肉细胞厌氧呼吸第一阶段能产生少量能量，该部分能量大部分以热能的形式散失了，少部分可用于合成ATP，C正确；酵母菌乙醇发酵是利用酵母菌在无氧条件产生乙醇的原理，故发酵过程中通入氧气会导致其厌氧呼吸受抑制而影响乙醇的生成量，D正确。]
5．(多选)(2021·河北卷，14)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法(如图)。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)，延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是( )
A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解
B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制
C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性
D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可延长果蔬保鲜时间
AC [荫坑和气调冷藏库环境中的低温均可通过降低温度抑制与呼吸作用相关的酶的活性，大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)降低氧气浓度，有氧呼吸和无氧呼吸均减弱，从而减缓了果蔬中营养成分和风味物质的分解，A正确；荫坑和气调冷藏库贮存中的低温可以降低呼吸作用相关酶的活性，大型封闭式气调冷藏库(充入氮气替换部分空气)降低氧气浓度，其中酶的活性降低对有氧呼吸的三个阶段均有影响，B错误；温度会影响酶的活性，气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，C正确；气调冷藏库配备的气体过滤装置应起到除去空气中氧气的作用，以抑制果蔬的有氧呼吸，而不是去除乙烯的作用，D错误。]
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