第4章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用（1）呼吸作用——初升高生物人教版（2019）教材銜接知識(shí)銜接回顧初中一、呼吸作用的過(guò)程二、呼吸作用是生物的共同特征在所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有機(jī)物分解、提供能量的方式是基本相似的，都是通過(guò)細(xì)胞的呼吸作用。三、綠色植物在維持生物圈碳—氧平衡中的作用生物的呼吸作用及人類(lèi)使用燃料時(shí)消耗大量氧氣，釋放二氧化碳；綠色植物通過(guò)光合作用不斷消耗大氣中的二氧化碳，將氧氣排放到大氣中，維持了生物圈中二氧化碳和氧氣的相對(duì)平衡。銜接高中一、細(xì)胞呼吸的類(lèi)型1.依據(jù)：細(xì)胞呼吸過(guò)程中是否有氧氣參與。2.類(lèi)型：有氧呼吸和無(wú)氧呼吸。二、有氧呼吸1.概念：細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。酶2.化學(xué)反應(yīng)式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。3.過(guò)程第一階段第二階段第三階段場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜反應(yīng)物葡萄糖丙酮酸、水[H]、O2生成物丙酮酸、[H]、ATPCO2、[H]、ATPH2O、ATP能量少量能量少量能量大量能量與有機(jī)物在體外燃燒相比，有氧呼吸是在溫和的條件下進(jìn)行的；有機(jī)物中的能量是逐漸釋放的；少部分能量?jī)?chǔ)存在ATP之中，大多數(shù)能量以熱能的形式散失。三、無(wú)氧呼吸1.概念：細(xì)胞在無(wú)氧條件下，經(jīng)過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物不徹底氧化分解，產(chǎn)生酒精和CO2或乳酸等，釋放能量，生成少量ATP的過(guò)程。2.場(chǎng)所：全過(guò)程是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生的。3.過(guò)程第一階段第二階段產(chǎn)物酒精和CO2大多數(shù)植物、酵母菌等乳酸高等動(dòng)物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、乳酸菌等四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用對(duì)有氧呼吸原理的應(yīng)用1.包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料，抑制破傷風(fēng)桿菌的無(wú)氧呼吸。2.提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)使細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，避免肌細(xì)胞產(chǎn)生大量乳酸。3.及時(shí)松土有利于植物根系生長(zhǎng)。4.稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧變黑、腐爛。對(duì)無(wú)氧呼吸原理的應(yīng)用1.利用糧食通過(guò)酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。2.利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。3.破傷風(fēng)芽孢桿菌可通過(guò)無(wú)氧呼吸進(jìn)行大量繁殖，較深的傷口需及時(shí)清理、注射破傷風(fēng)抗毒血清等。習(xí)題鞏固1.下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是()A.需用酸性的重鉻酸鉀檢測(cè)厭氧呼吸的產(chǎn)物B.葡萄糖在線粒體中被徹底分解為CO2和H2OC.提倡有氧運(yùn)動(dòng)可減少因劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的乳酸堆積D.可通過(guò)低氧、干燥環(huán)境來(lái)延長(zhǎng)新鮮荔枝的保存時(shí)間2.儲(chǔ)藏果蔬時(shí)，為減少有機(jī)物的消耗，常采用降低氧氣含量的措施，以減弱果蔬的()A.化能合成作用 B.呼吸作用 C.滲透作用 D.蒸騰作用3.在離體的線粒體懸浮液中加入物質(zhì)“X”后，發(fā)現(xiàn)線粒體中有二氧化碳釋放。請(qǐng)推斷物質(zhì)“X”是()A.乳酸 B.乙醇 C.葡萄糖 D.丙酮酸4.研究人員體外培養(yǎng)成肌細(xì)胞，并用成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子21（FGF21）刺激，檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)ATP含量，結(jié)果如圖所示。根據(jù)該結(jié)果推測(cè)FGF21的功能，不合理的是()A.增加線粒體數(shù)量 B.促進(jìn)有氧呼吸C.促進(jìn)無(wú)氧呼吸 D.提升ATP合成酶的活性5.下列有關(guān)細(xì)胞呼吸過(guò)程的敘述，錯(cuò)誤的是()A.有氧呼吸既消耗水，又產(chǎn)生水B.無(wú)氧呼吸既不消耗氧氣，也不消耗水C.有氧呼吸和無(wú)氧呼吸均主要在最后一個(gè)階段釋放能量D.有氧呼吸和無(wú)氧呼吸釋放的能量均主要以熱能形式散失6.馬拉松運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中，需要依靠細(xì)胞呼吸提供大量能量。下列關(guān)于細(xì)胞呼吸敘述正確的是()A.人體細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所在細(xì)胞溶膠和線粒體B.O2參與需氧呼吸的第三階段C.人體細(xì)胞厭氧呼吸的每個(gè)階段都能產(chǎn)生ATPD.進(jìn)行厭氧呼吸時(shí)，葡萄糖中的大部分能量以熱能形式散失7.葉綠體和線粒體都能完成物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化，關(guān)于菠菜中這兩種細(xì)胞器的敘述，正確的是()A.都能產(chǎn)生還原劑，但不是同一種物質(zhì)B.都能產(chǎn)生ATP，且都發(fā)生在內(nèi)膜上C.葉綠體在白天和夜晚都能進(jìn)行暗反應(yīng)D.線粒體在有氧或無(wú)氧條件下都能產(chǎn)生CO28.下圖為真核細(xì)胞需氧呼吸過(guò)程中的某一階段示意圖，其基本過(guò)程是在電子傳遞過(guò)程中H+向膜一側(cè)轉(zhuǎn)運(yùn)，形成質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)能，驅(qū)動(dòng)ATP的合成。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A.圖中的膜是線粒體外膜，進(jìn)行需氧呼吸第二階段反應(yīng)B.ATP合成酶既具有催化作用，又具有轉(zhuǎn)運(yùn)H+作用C.葡萄糖的濃度不會(huì)影響該階段的反應(yīng)速率D.合成的ATP可用于細(xì)胞中的各項(xiàng)放能反應(yīng)9.下圖為探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（試管內(nèi)上部空間有充足的氧氣）的改進(jìn)裝置。下列相關(guān)敘述正確的是()A.上述實(shí)驗(yàn)是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，甲為對(duì)照組，乙為實(shí)驗(yàn)組B.兩個(gè)裝置中酵母菌產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所相同，都可檢測(cè)到pH下降C.若X為溴麝香草酚藍(lán)，則乙裝置中溶液先變成黃色D.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后即可以加入酸性重鉻酸鉀檢測(cè)酒精是否產(chǎn)生10.人在長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行需氧呼吸和厭氧呼吸，產(chǎn)生較多的乳酸，從而引起肌肉酸痛。下列敘述正確的是()A.人體主要依賴(lài)于厭氧呼吸提供能量B.產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是細(xì)胞溶膠和線粒體C.此過(guò)程中乳酸脫氫酶將丙酮酸還原為乳酸D.油脂需先分解成甘油和脂肪酸再參與細(xì)胞呼吸11.呼吸作用的原理在生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.選擇消毒透氣的“創(chuàng)可貼”包扎傷口，是為了保障人體細(xì)胞有氧呼吸B.在馬拉松長(zhǎng)跑的過(guò)程中，人體CO2釋放量與O2消耗量之比為1：1C.在儲(chǔ)藏糧食、新鮮蔬菜和水果時(shí)，應(yīng)降低環(huán)境溫度、降低氧氣含量D.給土壤中耕松土可促進(jìn)根系呼吸，有利于礦質(zhì)元素的吸收12.糖酵解是葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程,氧氣可以降低糖類(lèi)的分解和減少糖酵解產(chǎn)物的積累,這種現(xiàn)象稱(chēng)為巴斯德效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),ATP對(duì)糖酵解相關(guān)酶的活性有抑制作用,而ADP對(duì)其有激活作用。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.催化糖酵解系列反應(yīng)的酶存在于酵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B.供氧充足的條件下,丙酮酸進(jìn)入線粒體產(chǎn)生CO2的同時(shí)可產(chǎn)生大量的[H]C.供氧充足的條件下,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中ATP/ADP增高對(duì)糖酵解速度有抑制作用D.供氧不足的條件下,NAD+和NADH的轉(zhuǎn)化速度減慢且糖的消耗減少13.如圖是真核生物的細(xì)胞呼吸過(guò)程圖解，圖中①~⑤表示代謝過(guò)程，X、Y代表物質(zhì)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.圖中能生成ATP的代謝過(guò)程有①③④⑤B.物質(zhì)Y可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃C.過(guò)程②和⑤分別發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中D.人體細(xì)胞內(nèi)⑤不能進(jìn)行是因?yàn)槿鄙俅呋撨^(guò)程的酶14.某同學(xué)設(shè)置下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式。下列敘述正確的是()A.甲瓶中可加入植物蠟，乙瓶中可加入澄清石灰水B.反應(yīng)結(jié)束后取甲瓶中樣液加入重鉻酸鉀溶液，出現(xiàn)橙色C.甲瓶中添加的葡萄糖濃度越高，越有利于酵母菌的繁殖D.甲瓶酵母菌培養(yǎng)液配好后立即連接乙瓶，可減少實(shí)驗(yàn)誤差15.下面分別是真核細(xì)胞內(nèi)呼吸作用的過(guò)程和“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”裝置圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）圖一中①過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所是________，圖一中能產(chǎn)生ATP的過(guò)程有________（填序號(hào)）。其中X代表__________、Y代表__________。（2）花盆里的土壤板結(jié)后，需要及時(shí)松土，其目的是促進(jìn)_______（填序號(hào)）過(guò)程的進(jìn)行，有利于植物對(duì)無(wú)機(jī)鹽離子的吸收。（3）圖二甲裝置中NaOH溶液的作用是_____________。乙裝置中B瓶先密封放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，其目的是___________。（4）圖二中的實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，取少量酵母菌培養(yǎng)液A和培養(yǎng)液B，分別加入酸性的重鉻酸鉀溶液，其中B呈現(xiàn)_____________，說(shuō)明該種呼吸方式的產(chǎn)物有_______________。

答案以及解析1.答案：C解析：A、厭氧呼吸的產(chǎn)物有酒精和CO2或者乳酸，可以用酸性重鉻酸鉀檢測(cè)厭氧呼吸產(chǎn)生的酒精，酸性重鉻酸鉀不能檢測(cè)乳酸和CO2，A錯(cuò)誤；B、葡萄糖需要在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸才能進(jìn)入線粒體進(jìn)一步分解，B錯(cuò)誤；C、劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致氧氣供應(yīng)不足，肌肉細(xì)胞無(wú)氧呼吸強(qiáng)度增大，產(chǎn)生的乳酸大量積累而導(dǎo)致肌肉酸痛，因此提倡有氧運(yùn)動(dòng)可減少因劇烈運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的乳酸堆積，C正確；D、水果(如新鮮荔枝)、蔬菜應(yīng)儲(chǔ)存在低氧、一定濕度和零上低溫的環(huán)境下，D錯(cuò)誤。故選C。2.答案：B解析：儲(chǔ)藏果蔬過(guò)程中，需要減少有機(jī)物的消耗，即降低呼吸作用（包括有氧呼吸和無(wú)氧呼吸），而果實(shí)主要進(jìn)行有氧呼吸，其次還能進(jìn)行無(wú)氧呼吸，故采用降低氧氣含量的措施，以減弱果蔬的呼吸作用，B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。3.答案：D解析：線粒體不能直接利用葡萄糖，在離體的線粒體懸浮液中加入物質(zhì)“X”后，發(fā)現(xiàn)線粒體中有二氧化碳釋放，表明在線粒體中進(jìn)行了有氧呼吸的第二階段，有氧呼吸第二階段是丙酮酸和水結(jié)合生成二氧化碳和[H]，并合成少量的ATP，因此加入的物質(zhì)“X”是丙酮酸。D符合題意。故選D。4.答案：C解析：由圖可知，F(xiàn)GF21可以促進(jìn)ATP含量的提升，增加線粒體數(shù)量、促進(jìn)有氧呼吸、提升ATP合成酶活性均可提升ATP含量，而促進(jìn)無(wú)氧呼吸會(huì)使ATP含量減少，C符合題意，ABD不符合題意。故選C。5.答案：C解析：A、有氧呼吸第二階段消耗水，第三階段產(chǎn)生水，A正確；B、無(wú)氧呼吸將葡萄糖分解為乳酸或酒精和CO2，該過(guò)程既不消耗氧氣，也不消耗水，B正確；C、有氧呼吸第三階段釋放的能量多于前兩個(gè)階段，無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP，C錯(cuò)誤；D、有氧呼吸和無(wú)氧呼吸釋放的能量均主要以熱能形式散失，D正確。故選C。6.答案：B解析：A、人體細(xì)胞厭氧呼吸不產(chǎn)生CO2，需氧呼吸產(chǎn)生CO2，場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)，故人體細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所只有線粒體，A錯(cuò)誤；B、O2參與需氧呼吸的第三階段，與前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]結(jié)合生成水，同時(shí)釋放大量能量，B正確；C、人體細(xì)胞厭氧呼吸只有第一階段能產(chǎn)生ATP第二階段不產(chǎn)生ATP，C錯(cuò)誤；D、進(jìn)行厭氧呼吸時(shí)，葡萄糖中的大部分能量?jī)?chǔ)存在不徹底的氧化產(chǎn)物(如乳酸)中，D錯(cuò)誤。故選B。7.答案：A解析：A、葉綠體在光反應(yīng)中產(chǎn)生還原劑NADPH，線粒體在有氧呼吸中產(chǎn)生NADH，兩者均為還原劑但種類(lèi)不同，A正確；B、葉綠體的ATP在類(lèi)囊體膜產(chǎn)生，線粒體的ATP在內(nèi)膜產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；C、暗反應(yīng)依賴(lài)光反應(yīng)提供的ATP和NADPH，夜晚無(wú)無(wú)法進(jìn)行暗反應(yīng)，C錯(cuò)誤；D、線粒體通過(guò)有氧呼吸第二階段（基質(zhì)）產(chǎn)生CO2，無(wú)氧條件下細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)），線粒體不參與，D錯(cuò)誤。故選A。8.答案：B解析：A、需氧呼吸第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，而圖中的膜進(jìn)行的是電子傳遞鏈過(guò)程，是線粒體內(nèi)膜不是線粒體外膜，A錯(cuò)誤；B、從圖中可以看到，H+通過(guò)ATP合成酶從膜間隙轉(zhuǎn)運(yùn)到基質(zhì)，同時(shí)ATP合成酶催化ADP和Pi合成ATP，所以ATP合成酶既具有催化作用，又具有轉(zhuǎn)運(yùn)H+作用，B正確；C、葡萄糖經(jīng)過(guò)糖酵解形成丙酮酸后才能進(jìn)入線粒體進(jìn)行需氧呼吸后續(xù)階段，葡萄糖的濃度會(huì)影響糖酵解的速率，進(jìn)而影響需氧呼吸后續(xù)階段，包括圖中這一階段的反應(yīng)速率，C錯(cuò)誤；D、合成的ATP可用于細(xì)胞中的各項(xiàng)吸能反應(yīng)，而不是放能反應(yīng)，D錯(cuò)誤。故選B。9.答案：C解析：A、上述實(shí)驗(yàn)是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，甲、乙均為實(shí)驗(yàn)組，A錯(cuò)誤；B、兩個(gè)裝置中酵母菌產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所不相同，甲中酵母菌產(chǎn)生二氧化碳的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，乙中酵母菌產(chǎn)生二氧化碳的場(chǎng)所是線粒體基質(zhì)，兩個(gè)裝置都可檢測(cè)到pH下降，B錯(cuò)誤；C、乙裝置中酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳比甲裝置中酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳多，若X為溴麝香草酚藍(lán)，則乙裝置中溶液先變成黃色，C正確；D、由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀溶液發(fā)生顏色翻譯，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)束后才可以加入酸性重鉻酸鉀檢測(cè)酒精是否產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。故選C。10.答案：D解析：A、人在長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，雖然同時(shí)進(jìn)行需氧呼吸和厭氧呼吸，但人體主要依賴(lài)需氧呼吸提供能量，厭氧呼吸只是輔助，A錯(cuò)誤；B、人體細(xì)胞需氧呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所是線粒體，厭氧呼吸產(chǎn)生乳酸，不產(chǎn)生CO2，所以產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所只有線粒體，B錯(cuò)誤；C、乳酸脫氫酶能催化[H]將丙酮酸還原為乳酸，C錯(cuò)誤；D、糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)這三類(lèi)物質(zhì)的水解產(chǎn)物——單糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通過(guò)多種途徑進(jìn)入細(xì)胞呼吸過(guò)程被氧化分解，釋放出所儲(chǔ)存的能量。脂肪先分解成甘油和脂肪酸，甘油形成一個(gè)三碳化合物后進(jìn)入糖酵解，脂肪酸則進(jìn)一步被分解，D正確。故選D。11.答案：A解析：A、若不慎受傷，應(yīng)選擇消毒透氣的紗布或“創(chuàng)可貼”包扎傷口，防止破傷風(fēng)桿菌等厭氧菌繁殖，A錯(cuò)誤；B、由于人體細(xì)胞無(wú)氧呼吸不消耗氧氣，也不釋放二氧化碳，且有氧呼吸消耗的氧氣量與釋放的二氧化碳量相等，因此在馬拉松長(zhǎng)跑的過(guò)程中，人體CO2釋放量與O2消耗量之比為1∶1，B正確；C、在儲(chǔ)藏糧食、新鮮蔬菜和水果時(shí)，應(yīng)降低環(huán)境溫度、降低氧氣含量，降低呼吸作用，C正確；D、給土壤中耕松土可促進(jìn)根系呼吸，釋放大量的能量，進(jìn)而有利于礦質(zhì)元素的吸收（吸收礦質(zhì)元素的方式為主動(dòng)運(yùn)輸，需要消耗能量），D正確。故選A。12.答案：D解析：根據(jù)題意,糖酵解是葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸的過(guò)程,葡萄糖分解產(chǎn)生丙酮酸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),故催化糖酵解系列反應(yīng)的酶存在于酵母細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),A正確;供氧充足的條件下細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸,丙酮酸進(jìn)入線粒體產(chǎn)生CO2的同時(shí)可產(chǎn)生大量的NADH,即[H],B正確；供氧充足的條件下,細(xì)胞中ATP含量升高,而ATP對(duì)糖酵解相關(guān)酶的活性有抑制作用,即細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中ATP/ADP增高對(duì)糖酵解速率有抑制作用,C正確；供氧不足的條件下細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸,NAD+和NADH的轉(zhuǎn)化速度減慢且糖的消耗會(huì)增加,D錯(cuò)誤。13.答案：A解析：A、無(wú)氧呼吸的第二階段沒(méi)有ATP產(chǎn)生，圖中能生成ATP的代謝過(guò)程有①③，A錯(cuò)誤；B、物質(zhì)Y為CO2，可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃，B正確；C、根據(jù)分析可知，過(guò)程②為有氧呼吸第二階段和⑤為無(wú)