课时跟踪练10
一、选择题
1．(2025·广东部分学校高三开学考)葡萄糖在人体细胞中通过糖酵解变成丙酮酸，生成少量ATP和[H]。下列叙述正确的是( D )
A．[H]在线粒体基质与氧结合形成水
B．降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶活性会降低
C．糖酵解过程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D．糖酵解产生的丙酮酸可在线粒体中氧化分解
解析：[H]与氧结合形成水发生在线粒体内膜，A项错误；人是恒温动物，降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶活性基本不变，B项错误；糖酵解过程中产生丙酮酸，无乳酸生成，若为无氧环境，丙酮酸在细胞质基质中与[H]进一步转化为乳酸，C项错误；有氧呼吸和无氧呼吸都会发生糖酵解，糖酵解产生的丙酮酸可在线粒体基质中进一步氧化分解，D项正确。
2．下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是( C )
A．若用18O标记葡萄糖，则产物a中会检测到18O
B．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：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．(2025·广州高三质检)为验证酵母菌的呼吸方式，某小组进行了实验，实验方案和结果如下表所示。下列对①～④的判断错误的是( C )
培养液 葡萄糖溶液浓度 是否通入氧气 BTB检测 酸性重铬酸钾检测
酵母菌培养液 5% ① 黄色 ④
酵母菌培养液 5% ② ③ 灰绿色
注：BTB 为溴麝香草酚蓝溶液。
A．①为“是” B．②为“否”
C．③为“蓝色” D．④为“橙色”
解析：为验证酵母菌的呼吸方式，实验的自变量为是否有氧气，酸性重铬酸钾变成灰绿色的组别是酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸的组别，酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2，有氧呼吸的产物为CO2和水，所以①为“是” ，②为“否”，③为“黄色”， ④为“橙色”，C项错误，A项、B项、D项正确。
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( B )
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1/6
C．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：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( B )
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ATP
D．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：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100 mL锥形瓶中加入40 mL活化酵母菌和60 mL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( C )
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：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．(2025·茂名区域高三联考)丙酮酸脱氢酶位于线粒体基质，会参与细胞的呼吸作用，若其功能异常，则能量代谢会发生障碍。下列相关叙述正确的是( A )
A．翻译合成线粒体内的酶的模板可能是在线粒体中转录生成的
B．该酶参与的呼吸作用阶段可以生成大量的ATP
C．该酶的合成受阻会使人体内酒精的产生量增多
D．该酶活性增强会使生物体内ATP的数量远大于ADP的
解析：线粒体中含有DNA，能进行转录，因此翻译合成线粒体内的酶的模板可能是在线粒体中转录生成的，A项正确；丙酮酸脱氢发生在有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，会释放少量能量，生成少量ATP，B项错误；人体细胞呼吸不会产生酒精，C项错误；ATP和ADP在生物体内含量很少，ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，D项错误。
8．(2025·广东部分学校开学考)动物细胞呼吸部分代谢过程如下图所示；非糖物质代谢所形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可进一步形成葡萄糖。下列相关叙述正确的是( C )
A．过程①生成的氨基酸是必需氨基酸
B．过程②发生的场所是细胞质基质
C．细胞呼吸是生物体代谢的枢纽
D．与脂质相比，糖类H含量更高，氧化分解时消耗O2更多
解析：过程①生成的氨基酸能够在体内合成，是非必需氨基酸，A项错误；过程②为有氧呼吸第二阶段，发生的场所是线粒体基质，B项错误；细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，C项正确；与糖类相比，脂质分子中H含量更高，氧化分解时消耗的O2更多，D项错误。
9．(2025·潮州百校联考)植物无氧呼吸的类型主要受无氧呼吸相关酶的活性及种类的影响，其中起关键作用的有乳酸脱氢酶(LDH)、丙酮酸脱羧酶(PDC)和乙醇脱氢酶(ADH)，各种酶的作用过程如下图所示。研究表明，当氧气的浓度低于临界氧分压时，某旱生植物根细胞中LDH活性会增强。乳酸积累到一定程度会引起细胞内pH下降，激活PDC和ADH，LDH活性被抑制。下列叙述正确的是( B )
A．乙醛在ADH作用下被NADH还原成乙醇过程中释放少量能量
B．无氧条件下该旱生植物可将丙酮酸分解为乙醇、乳酸和CO2
C．该旱生植物在水淹胁迫初期根细胞进行细胞呼吸生成CO2
D．根细胞在有氧和无氧条件下将葡萄糖分解成丙酮酸释放的能量不同
解析：乙醛在ADH作用下被NADH还原成乙醇属于无氧呼吸的第二阶段，该过程中不释放能量，A项错误；依据题意可知，当氧气的浓度低于临界氧分压时，该旱生植物先进行无氧呼吸产生乳酸，后进行无氧呼吸产生乙醇和CO2，B项正确；该旱生植物在水淹胁迫初期根细胞进行细胞呼吸产生乳酸，C项错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段完全相同，因此，根细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸将葡萄糖分解成丙酮酸释放的能量相同，D项错误。
10．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( D )
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．0～2 h，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：甲发酵罐在前2 h没有酒精产生，说明在有充足氧气存在时，酵母菌没有进行无氧呼吸，A项错误；前2 h内，甲发酵罐没有酒精产生，只进行有氧呼吸，而乙发酵罐中没有氧气，只进行无氧呼吸，二者呼吸方式不同，B项错误；向葡萄糖溶液中通入适量的氧气可以促进酵母菌进行有氧呼吸使其大量繁殖，进而提高酒精的产量，但不能说明适量氧气可以促进无氧呼吸，C项错误；根据题图分析可知，甲发酵罐中酒精含量大于乙发酵罐，且甲发酵罐中存在有氧呼吸，说明甲发酵罐中消耗葡萄糖较多，因此两发酵罐中葡萄糖浓度较高的是乙发酵罐，由于有氧呼吸过程释放的能量比无氧呼吸过程释放的多，且大部分能量以热能形式释放，因此温度变化较小的是乙发酵罐，D项正确。
二、非选择题
11．(2021·重庆选择考)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：
(1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常，代谢物X是___________________________________________。
(2)过程⑤中酶B的名称为__________________，使用它的原因是_____________________________________________________。
(3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)题图中的呼吸链是在线粒体中发生的，线粒体是有氧呼吸的主要场所，因此呼吸链受损会导致有氧呼吸异常；分析题图可知，代谢物X是人体无氧呼吸的产物乳酸。(2)酶B是催化H2O2分解产生H2O和O2的酶，即过氧化氢酶，可催化H2O2的分解，避免H2O2对细胞的毒害。(3)过程④将代谢的乳酸消耗，可避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH，是机体进行正常生命活动的条件。
答案：(1)有氧 乳酸(C3H6O3) (2)过氧化氢酶 催化H2O2的分解，避免H2O2对细胞的毒害 (3)避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH，是机体进行正常生命活动的条件
12．某兴趣小组进行酵母菌无氧呼吸的探究实验，装置如图1所示；图2为酵母菌细胞内可发生的呼吸过程示意图，其中Ⅰ～Ⅵ代表化学物质，①～④代表反应过程，请回答下列问题：
(1)在设置图1装置前需先将葡萄糖溶液煮沸，其目的是
___________________________________________________，
试管中加水的作用是_________________________________，
滴管中冒出气泡，这是因为酵母菌无氧呼吸产生了________。此时酵母菌细胞中所进行的反应可用图2中的________过程表示。
(2)为了探究酵母菌无氧呼吸的场所，另取酵母菌培养液进行离心处理，把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理酵母菌为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有细胞器的沉淀物两部分。将两部分分别与煮沸并冷却后的葡萄糖溶液混合，组装成如图1所示的装置A和B，装置A有气泡产生，培养液中能检测到酒精，装置B无上述现象。由此得出的结论是______________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)图2中的________过程发生在线粒体中，生成物质________(填字符)的过程中释放的能量最多。
答案：(1)灭菌并排出溶液中的O2 维持温度的恒定，有利于观察气泡 CO2 ①④ (2)酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质(无氧呼吸的全过程在细胞质基质中完成，线粒体中不能进行无氧呼吸过程) (3)②③ Ⅴ
21世纪教育网(www.21cnjy.com)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
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
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：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
(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：有机物中的能量逐步释放。
③能量转化：释放的能量一部分储存在ATP中。
(4)有氧呼吸的概念：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．无氧呼吸
(1)发生场所：全过程是在细胞质基质中进行的。
(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 葡萄糖丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二阶段 丙酮酸酒精＋CO2 丙酮酸乳酸
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少量能量，生成少量ATP。
②葡萄糖分子中大部分能量存留在酒精或乳酸中。
(4)无氧呼吸的总反应式。
①酒精发酵：C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。
②乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
(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。
INCLUDEPICTURE "广东新选考命题新指向FJ.TIF"
[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。
3．1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放约2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解成乳酸只释放约196.65 kJ的能量，其中只有约61.08 kJ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。
INCLUDEPICTURE "重难突破CSJ.TIF"
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)
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
考向1 细胞呼吸的方式和过程
1．(2025·佛山S6高质量发展联盟联考)下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是( D )
A．同一植物的不同细胞中不可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶
B．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量全都用于生成ATP
C．丙酮酸产生于细胞质基质，有无氧气都可以进入线粒体进行分解
D．细胞呼吸的中间产物可能会转化为丙氨酸等非必需氨基酸
解析：马铃薯部分细胞无氧呼吸产生酒精，部分细胞无氧呼吸产生乳酸，故同一植物的不同细胞中可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶，A项错误；有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分用于生成ATP，B项错误；丙酮酸产生于细胞质基质，有氧气存在时才能进入线粒体进行分解，C项错误；非必需氨基酸是人体细胞能够合成的氨基酸，细胞呼吸的中间产物可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，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( C )
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：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( D )
分组 甲 乙 丙 丁
产生CO2的量/mol 9 12.5 15 30
产生酒精的量/mol 9 6.5 6 0
A．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：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6.5 mol，产生CO2的量为12.5 mol，说明酵母菌有氧呼吸产生CO2的量为6 mol，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 6 mol，产生CO2的量为15 mol，因此有氧呼吸产生的CO2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，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．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 )
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：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
INCLUDEPICTURE "核心知识CSJ.TIF"
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，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积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，不同点是用等量的死亡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
续上表
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。
INCLUDEPICTURE "考向探究CSJ.TIF"
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( C )
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：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( B )
注：箭头表示气流方向。
A．⑤→⑧→⑦和⑥→③
B．⑧→①→③和②→③
C．⑤→⑧→③和④→⑦
D．⑧→⑤→③和⑥→⑦
解析：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．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( D )
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：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．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( B )
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CO2
D．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：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
[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)。
答案：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______________________________________________________。
答案：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？______________________________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
答案：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______________________________________________________。
答案：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______________________________________________________
______________________________________________________。
答案：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______________________________________________________。
答案：(1)B试管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使亚甲蓝还原
(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
1．(2024·广东选择考)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( D )
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP
解析：有氧呼吸的主要场所是线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A项正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体内，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B项正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C项正确；无氧呼吸的场所是细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT与△sqr产生ATP的量相同，D项错误。
2．(2024·江苏选择考)图中①～③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是( C )
A．该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B．①②分布的蛋白质有所不同
C．有氧呼吸第一阶段发生在③
D．②③分别是消耗O2、产生CO2的场所
解析：线粒体是细胞呼吸的主要场所，可以分解有机物产生ATP，同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等，需要消耗ATP，A项正确；线粒体外膜和内膜功能不同，其上分布的蛋白质有所不同，B项正确；有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，③是线粒体基质，C项错误；②是线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2，③是线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段，产生CO2，D项正确。
3．(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( D )
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CO2
C．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：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。
4．(2024·安徽选择考)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( D )
A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活
C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快
解析：细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要经过一系列酶促反应，即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)只是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等，A项错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但其还具有一定的活性，B项错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C项错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP增多，从而使AMP与PFK1结合增多，为维持能量供应，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，D项正确。
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( B )
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：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10
一、选择题
1．(2025·广东部分学校高三开学考)葡萄糖在人体细胞中通过糖酵解变成丙酮酸，生成少量ATP和[H]。下列叙述正确的是( D )
A．[H]在线粒体基质与氧结合形成水
B．降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶活性会降低
C．糖酵解过程中葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D．糖酵解产生的丙酮酸可在线粒体中氧化分解
解析：[H]与氧结合形成水发生在线粒体内膜，A项错误；人是恒温动物，降低环境温度，人体内催化糖酵解的酶活性基本不变，B项错误；糖酵解过程中产生丙酮酸，无乳酸生成，若为无氧环境，丙酮酸在细胞质基质中与[H]进一步转化为乳酸，C项错误；有氧呼吸和无氧呼吸都会发生糖酵解，糖酵解产生的丙酮酸可在线粒体基质中进一步氧化分解，D项正确。
2．下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是( C )
A．若用18O标记葡萄糖，则产物a中会检测到18O
B．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：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．(2025·广州高三质检)为验证酵母菌的呼吸方式，某小组进行了实验，实验方案和结果如下表所示。下列对①～④的判断错误的是( C )
培养液 葡萄糖溶液浓度 是否通入氧气 BTB检测 酸性重铬酸钾检测
酵母菌培养液 5% ① 黄色 ④
酵母菌培养液 5% ② ③ 灰绿色
注：BTB 为溴麝香草酚蓝溶液。
A．①为“是” B．②为“否”
C．③为“蓝色” D．④为“橙色”
解析：为验证酵母菌的呼吸方式，实验的自变量为是否有氧气，酸性重铬酸钾变成灰绿色的组别是酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸的组别，酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2，有氧呼吸的产物为CO2和水，所以①为“是” ，②为“否”，③为“黄色”， ④为“橙色”，C项错误，A项、B项、D项正确。
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( B )
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1/6
C．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：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( B )
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ATP
D．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：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100 mL锥形瓶中加入40 mL活化酵母菌和60 mL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( C )
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：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．(2025·茂名区域高三联考)丙酮酸脱氢酶位于线粒体基质，会参与细胞的呼吸作用，若其功能异常，则能量代谢会发生障碍。下列相关叙述正确的是( A )
A．翻译合成线粒体内的酶的模板可能是在线粒体中转录生成的
B．该酶参与的呼吸作用阶段可以生成大量的ATP
C．该酶的合成受阻会使人体内酒精的产生量增多
D．该酶活性增强会使生物体内ATP的数量远大于ADP的
解析：线粒体中含有DNA，能进行转录，因此翻译合成线粒体内的酶的模板可能是在线粒体中转录生成的，A项正确；丙酮酸脱氢发生在有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，会释放少量能量，生成少量ATP，B项错误；人体细胞呼吸不会产生酒精，C项错误；ATP和ADP在生物体内含量很少，ATP和ADP的相互转化时刻不停地发生并且处于动态平衡之中，D项错误。
8．(2025·广东部分学校开学考)动物细胞呼吸部分代谢过程如下图所示；非糖物质代谢所形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可进一步形成葡萄糖。下列相关叙述正确的是( C )
A．过程①生成的氨基酸是必需氨基酸
B．过程②发生的场所是细胞质基质
C．细胞呼吸是生物体代谢的枢纽
D．与脂质相比，糖类H含量更高，氧化分解时消耗O2更多
解析：过程①生成的氨基酸能够在体内合成，是非必需氨基酸，A项错误；过程②为有氧呼吸第二阶段，发生的场所是线粒体基质，B项错误；细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，C项正确；与糖类相比，脂质分子中H含量更高，氧化分解时消耗的O2更多，D项错误。
9．(2025·潮州百校联考)植物无氧呼吸的类型主要受无氧呼吸相关酶的活性及种类的影响，其中起关键作用的有乳酸脱氢酶(LDH)、丙酮酸脱羧酶(PDC)和乙醇脱氢酶(ADH)，各种酶的作用过程如下图所示。研究表明，当氧气的浓度低于临界氧分压时，某旱生植物根细胞中LDH活性会增强。乳酸积累到一定程度会引起细胞内pH下降，激活PDC和ADH，LDH活性被抑制。下列叙述正确的是( B )
A．乙醛在ADH作用下被NADH还原成乙醇过程中释放少量能量
B．无氧条件下该旱生植物可将丙酮酸分解为乙醇、乳酸和CO2
C．该旱生植物在水淹胁迫初期根细胞进行细胞呼吸生成CO2
D．根细胞在有氧和无氧条件下将葡萄糖分解成丙酮酸释放的能量不同
解析：乙醛在ADH作用下被NADH还原成乙醇属于无氧呼吸的第二阶段，该过程中不释放能量，A项错误；依据题意可知，当氧气的浓度低于临界氧分压时，该旱生植物先进行无氧呼吸产生乳酸，后进行无氧呼吸产生乙醇和CO2，B项正确；该旱生植物在水淹胁迫初期根细胞进行细胞呼吸产生乳酸，C项错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段完全相同，因此，根细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸将葡萄糖分解成丙酮酸释放的能量相同，D项错误。
10．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( D )
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．0～2 h，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：甲发酵罐在前2 h没有酒精产生，说明在有充足氧气存在时，酵母菌没有进行无氧呼吸，A项错误；前2 h内，甲发酵罐没有酒精产生，只进行有氧呼吸，而乙发酵罐中没有氧气，只进行无氧呼吸，二者呼吸方式不同，B项错误；向葡萄糖溶液中通入适量的氧气可以促进酵母菌进行有氧呼吸使其大量繁殖，进而提高酒精的产量，但不能说明适量氧气可以促进无氧呼吸，C项错误；根据题图分析可知，甲发酵罐中酒精含量大于乙发酵罐，且甲发酵罐中存在有氧呼吸，说明甲发酵罐中消耗葡萄糖较多，因此两发酵罐中葡萄糖浓度较高的是乙发酵罐，由于有氧呼吸过程释放的能量比无氧呼吸过程释放的多，且大部分能量以热能形式释放，因此温度变化较小的是乙发酵罐，D项正确。
二、非选择题
11．(2021·重庆选择考)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：
(1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常，代谢物X是___________________________________________。
(2)过程⑤中酶B的名称为__________________，使用它的原因是_____________________________________________________。
(3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是______________________________________________________
______________________________________________________。
解析：(1)题图中的呼吸链是在线粒体中发生的，线粒体是有氧呼吸的主要场所，因此呼吸链受损会导致有氧呼吸异常；分析题图可知，代谢物X是人体无氧呼吸的产物乳酸。(2)酶B是催化H2O2分解产生H2O和O2的酶，即过氧化氢酶，可催化H2O2的分解，避免H2O2对细胞的毒害。(3)过程④将代谢的乳酸消耗，可避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH，是机体进行正常生命活动的条件。
答案：(1)有氧 乳酸(C3H6O3) (2)过氧化氢酶 催化H2O2的分解，避免H2O2对细胞的毒害 (3)避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH，是机体进行正常生命活动的条件
12．某兴趣小组进行酵母菌无氧呼吸的探究实验，装置如图1所示；图2为酵母菌细胞内可发生的呼吸过程示意图，其中Ⅰ～Ⅵ代表化学物质，①～④代表反应过程，请回答下列问题：
(1)在设置图1装置前需先将葡萄糖溶液煮沸，其目的是___________________________________________________，
试管中加水的作用是_________________________________，
滴管中冒出气泡，这是因为酵母菌无氧呼吸产生了________。此时酵母菌细胞中所进行的反应可用图2中的________过程表示。
(2)为了探究酵母菌无氧呼吸的场所，另取酵母菌培养液进行离心处理，把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理酵母菌为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有细胞器的沉淀物两部分。将两部分分别与煮沸并冷却后的葡萄糖溶液混合，组装成如图1所示的装置A和B，装置A有气泡产生，培养液中能检测到酒精，装置B无上述现象。由此得出的结论是______________________________________
______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)图2中的________过程发生在线粒体中，生成物质________(填字符)的过程中释放的能量最多。
答案：(1)灭菌并排出溶液中的O2 维持温度的恒定，有利于观察气泡 CO2 ①④ (2)酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质(无氧呼吸的全过程在细胞质基质中完成，线粒体中不能进行无氧呼吸过程) (3)②③ Ⅴ
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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
01
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。
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
少量能量
大量能量
[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。
逐步
ATP
氧
酶
葡萄糖
氧化分解
大量ATP
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。
细胞质基质
酒精＋CO2
乳酸
[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。
少
少
酒精或乳酸
[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。
3．1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放约2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解成乳酸只释放约196.65 kJ的能量，其中只有约61.08 kJ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？
提示：差速离心法。
(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：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．(2025·佛山S6高质量发展联盟联考)下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．同一植物的不同细胞中不可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶
B．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量全都用于生成ATP
C．丙酮酸产生于细胞质基质，有无氧气都可以进入线粒体进行分解
D．细胞呼吸的中间产物可能会转化为丙氨酸等非必需氨基酸
解析：马铃薯部分细胞无氧呼吸产生酒精，部分细胞无氧呼吸产生乳酸，故同一植物的不同细胞中可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶，A项错误；有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分用于生成ATP，B项错误；丙酮酸产生于细胞质基质，有氧气存在时才能进入线粒体进行分解，C项错误；非必需氨基酸是人体细胞能够合成的氨基酸，细胞呼吸的中间产物可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，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：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( )
A．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
分组 甲 乙 丙 丁
产生CO2的量/mol 9 12.5 15 30
产生酒精的量/mol 9 6.5 6 0
解析：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6.5 mol，产生CO2的量为12.5 mol，说明酵母菌有氧呼吸产生CO2的量为6 mol，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 6 mol，产生CO2的量为15 mol，因此有氧呼吸产生的CO2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，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．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：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
02
考点二 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．基础实验
(1)实验原理。
变浑浊
溴麝香草酚蓝
灰绿色
(2)实验步骤。
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．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。
左移
单位时间内液滴左移的体积
等量的死亡
(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
乳酸
酒精
不动
左移
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。
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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：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→③
B．⑧→①→③和②→③
C．⑤→⑧→③和④→⑦
D．⑧→⑤→③和⑥→⑦
解析：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。
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考向2 探究实验综合分析
3．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：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。
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4．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CO2
D．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：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
[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)。
答案：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_____________________________________________。
答案：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？
________________________________________________________________。
答案：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________________________________________________________________。
答案：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________________________________________________________________
________________________________________________________________。
答案：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
________________________________________________________________。
答案：B试管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使亚甲蓝还原
(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_______________________________________________。
答案：A试管中子叶细胞的酶失活，不进行细胞呼吸 形成对照
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高考真题体验
1．(2024·广东选择考)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( )
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP
解析：有氧呼吸的主要场所是线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A项正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体内，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B项正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C项正确；无氧呼吸的场所是细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT与△sqr产生ATP的量相同，D项错误。
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2．(2024·江苏选择考)图中①～③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是( )
A．该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B．①②分布的蛋白质有所不同
C．有氧呼吸第一阶段发生在③
D．②③分别是消耗O2、产生CO2的场所
解析：线粒体是细胞呼吸的主要场所，可以分解有机物产生ATP，同时在线粒体内部可以合成蛋白质、DNA等，需要消耗ATP，A项正确；线粒体外膜和内膜功能不同，其上分布的蛋白质有所不同，B项正确；有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，③是线粒体基质，C项错误；②是线粒体内膜，进行有氧呼吸第三阶段，消耗O2，③是线粒体基质，进行有氧呼吸第二阶段，产生CO2，D项正确。
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3．(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CO2
C．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：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。
4．(2024·安徽选择考)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( )
A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活
C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快
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解析：细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要经过一系列酶促反应，即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)只是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等，A项错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但其还具有一定的活性，B项错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C项错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP增多，从而使AMP与PFK1结合增多，为维持能量供应，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，D项正确。
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
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解析：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。
