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细胞呼吸的原理及其应用



本专题是根据近 三年（2017～2019）的高考真题情况，去组织和命制题目。专题中有近三年的高考真题，
根据真 题加以模仿的题和百强名校对应考点的题。该专题主要考查细胞呼吸的类型、过程、原理及有关计算；
影 响细胞呼吸的因素；细胞呼吸在生产实践中的应用等。




考 点说明
考点透视
1．（2019•新课标II卷•2）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现 象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有
关。下列叙述正确的是（）
A．马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D．马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
2．（2019•新课标III卷 •4）若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前
的这n粒干种子相比， 这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（）
A．有机物总量减少，呼吸强度增强 B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱 D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
3．（2018全国Ⅱ卷，4）有些作物的种子入库前需要经过风 干处理，与风干前相比，下列说法错误的是（）
A．风干种子中有机物的消耗减慢 B．风干种子上微生物不易生长繁殖
C．风干种子中细胞呼吸作用的强度高 D．风干种子中结合水与自由水的比值大
4．（2018全国Ⅲ卷，5）下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是（）
A．植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸
B．食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失
C．有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸
D．植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP


考点突破
1．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是（）
A．荔枝储存在无O
2
、干燥、零下低温的环境中，可延长保鲜时间
B．细胞进行有氧呼吸时，生成物水中的氢来自丙酮酸的分解

C．剧烈运动时人体细胞呼吸消耗的氧气量与产生的二氧化碳量相等
D．乳酸菌无氧呼吸分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在乳酸中
2．下图为不完整的人体细胞呼吸示意图，其中产生ATP最多以及酵母菌细胞不具有的过程分别是（）
A．①和② B．②和④
C．③和④ D．④和②
3．从小鼠的肝细胞中提取细胞质基质和线粒体，分别保存于试管中，置于适宜环境中进行 相关实验。下
列说法正确的是（）
A．为保持活性应将提取出的线粒体置于清水中保存
B．向盛有细胞质基质的试管中注入葡萄糖，可测得有CO
2
产生
C．向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，可测得氧的消耗量加大
D．向盛有线粒体的试管中注入丙酮酸，降低温度可改变其耗氧速率
4．细胞呼吸过程如图所示(字母表示物质)，下列叙
A．①②④过程均能产生少量ATP
B．A表示丙酮酸，O
2
参与水的生成
C．线粒体中含有催化①③过程的酶
D．剧烈运动时人体细胞产生B的过程有②和③
5．下列关于微生物呼吸作用的相关叙述，错误的是（）
．．
A．蓝藻细胞中无线粒体，但能进行有氧呼吸
B．乳酸菌发酵制作酸奶时，需提供无氧的环境
C．制作面包的原理利用了酵母菌无氧呼吸产生CO
2

D．硝化细菌的呼吸为其生命活动提供物质和能量
6．小麦种子吸水萌发时的呼吸作用过程可分为如图所示的4个阶段。下列相关说法正确的是（）
述正确的是（）

A．第1、2阶段，种子呼吸作用消耗的O
2
量高于CO
2
的产生量
B．第3阶段种子吸收水分的主要方式是渗透作用
C．第3阶段，胚根长出，种子的干重将增加
D．从第1阶段到第3阶段，种子胚细胞中的有机物种类将减少

7．下列有关生物体的细胞呼吸的叙述，错误的是（）
A．有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同，但都能合成ATP
B．病毒核酸的复制和蛋白质的合成需要宿主细胞的细胞呼吸提供能量
C．与细菌呼吸有关的酶分布于质膜和细胞质基质中，并由拟核中的基因编码
D．人体在剧烈运动时所需要的能量不足时，会由乳酸分解提供能量作为补充
8．下图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。有关叙述不正确的是（）

A．番茄果实细胞产生CO
2
的场所有线粒体和细胞质基质
B．光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 ℃时比15 ℃时更强
C．低温、黑暗条件下更有利于贮存番茄果实
D．贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关
9．丙酮酸和水彻底分解成 二氧化碳和[H]，并释放出少量能量，这属于有氧呼吸的第二阶段，该阶段也称
柠檬酸循环。在线粒体 基质中，存在着与柠檬酸循环有关的酶，也有少量与柠檬酸循环有关的酶在线粒体内膜
上。下列关于有氧 呼吸的叙述错误的是（）
A．有氧呼吸第三阶段消耗的[H]不全来自柠檬酸循环
B．有氧呼吸第二阶段涉及的呼吸酶均位于线粒体基质
C．在有氧环境中，乳酸菌内不会发生柠檬酸循环
D．在无氧环境中，酵母菌内丙酮酸可转化成酒精
10．为探究酵母菌的呼吸方式，在连通C O
2
和O
2
传感器的100mL锥形瓶中，加入40mL活化酵母菌和60m L
葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O
2
和CO
2
相对含量变化见下图。下列有关分析正确的是（）

A．t
1
→t
2
，酵母菌的有氧呼吸速率不断下降
B．t
3
时，培养液中葡萄糖的消耗速率比t
1
时慢

C．若适当降低温度培养，O
2
相对含量达到稳定所需时间会缩短
D．若将酵母菌改为破伤风杆菌，也可能得到类似的实验结果
11．生产实践中广泛运用细胞呼吸的原理。下列有关叙述错误的是（）
．．
A．为板结的土壤松土透气能保证根细胞的正常呼吸
B．粮食贮藏时，应适当降低温度和保持干燥
C．温室种植时，夜间适当降温，以提高农作物产量
D．透气性好的“创可贴”可保证人体细胞有氧呼吸所需O
2
的供应
12．下列关于的过程分析不正确的是（）
．．．
A．①过程可在植物细胞中进行，也可在动物细胞中进行
B．①过程可在线粒体中进行，也可在细胞质基质中进行
C．②过程可产生ATP，也可不产生ATP
D．②过程可以产生[H]，也可以消耗[H]
13．“有氧运动”是指人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。下图所示为人体运动强 度
与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是（）
< br>A．a运动强度下只有有氧呼吸，b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，c运动强度下只有无氧呼吸
B．运动强度大于或等于b后，肌肉细胞CO
2
的产生量将大于O
2
的消耗量
C．无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP中
D．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
14．请回答与生物细胞呼吸有关的问题：
(1)动物细胞无氧呼吸的产物是_______ _；在氧气充足的条件下，有氧呼吸释放能量最多阶段的场所是
________，线粒体内O
2
CO
2
的值比细胞质基质________(填“高”或“低”)。
(2)酵母菌细胞无氧呼吸的产物可以用酸性重铬酸钾检测，颜色变化是由橙色变为________。
15．下图表示大豆种子在适宜萌发的条件下，鲜重的变化情况及对应阶段萌发种子形态变化。请据图回 答
问题：

（1）经研究发现，图中在第Ⅱ阶段，种子呼 吸产生CO
2
的量大大超过O
2
的消耗量，此时种子的呼吸方式
有_ ________________________，在第Ⅲ阶段种子O
2
的吸收速率超过C O
2
的释放速率，其原因是细胞的呼吸底
物中可能还有______________ __等物质。
16．下图是表示某植物叶肉细胞呼吸作用的示意图。

据图回答下列问题：
（1）图中[H]代表的物质主要是_________________。
（2）若图中C 、D表示细胞的有关结构，则C代表，D代表，ATP合成发生在________（填“C”、“D”
或“C和D”）。
（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_________________。

















答案与解析

一、考点透视
1.【答案】B

【解析】马铃薯块茎无氧 呼吸的产物是乳酸，无葡萄糖，A错误；马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，
葡萄糖被分解成丙酮酸， 丙酮酸在第二阶段转化成乳酸，B正确；马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无
氧呼吸的第一阶段， 会生成少量ATP，C错误；马铃薯块茎储存时，氧气浓度增加会抑制其无氧呼吸，酸味会
减少，D错误 。
2.【答案】A
【解析】根据题意分析，种子萌发时，吸水膨胀，种皮变软，呼吸作用逐 渐增强，将储藏在子叶或胚乳
中的营养物质逐步分解，转化为可以被细胞吸收利用的物质，所以种子萌发 过程中，呼吸作用强度增加，而有
机物因呼吸作用消耗而总量不断减少。综上所述，BCD不符合题意， A符合题意。故选A。
3.【答案】C
【解析】风干的种子中自由水含量极少，细胞呼吸作 用强度非常弱，因此有机物消耗减慢，A正确，C错
误；风干的种子含水量少，不利于微生物的生长繁殖 ，B正确；风干的种子中自由水含量极少，导致结合水与
自由水的比值增大，D正确。
4.【答案】C
【解析】本题主要考查植物细胞的光合作用、细胞呼吸及生态系统能量流动的 有关知识。植物在有氧时
进行有氧呼吸，产物是CO
2
和H
2
O，并 释放大量能量，合成大量ATP，在无氧时进行短时间的无氧呼吸，大部分
组织无氧呼吸产物是CO2
和酒精，某些组织或器官是乳酸，并释放少量能量，合成少量ATP；光合作用的光反
应 阶段主要反应是水的光解和合成ATP；食物链中的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级（除了最高营养级）和被分解者分解利用。植物在黑暗中有氧时可进行有氧呼吸，无氧时可进行无氧呼
吸，A正确；食物链上的营养级同化的能量有三个去向：呼吸散失、传递给下一个营养级（除了最高营养 级）
和被分解者分解利用，B正确；有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是CO
2
和H2
O、CO
2
和酒精，某些组织或器官是
乳酸，C错误；植物光合作用的 光反应阶段和呼吸作用过程中都可以合成ATP，D正确，所以选C。
【点拨】光合作用虽然暗反应消 耗了ATP，但光反应阶段利用光能合成了ATP；葡萄糖是细胞呼吸的底物，
不是产物。
二、考点突破
1.【答案】C
【解析】在低氧、零上低温、一定湿度的环境中储存 荔枝可延长保鲜时间，A错误；进行有氧呼吸时，生
成物水中的氢来自葡萄糖和丙酮酸的分解，B错误； 剧烈运动时人体细胞有氧呼吸与无氧呼吸同时进行，但无
氧呼吸不产生二氧化碳，故呼吸消耗的氧气量与 产生的二氧化碳量相等，C正确；乳酸菌无氧呼吸分解的葡萄
糖中的能量一部分转移至ATP，以热能形 式释放一部分，其余的存留在乳酸中，D错误。
2.【答案】B
【解析】本题考查呼吸作用 的类型。图中①③②过程分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段，其中发生
在线粒体内膜的③过程释放的 能量最多，产生的ATP也最多。①④表示无氧呼吸过程。酵母菌细胞既可进行有

氧呼吸，又可进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，不是乳酸，由于两种不同类型的无氧呼吸
的①过程相同，所以酵母菌细胞不具有的过程是④，B项正确。
3.【答案】D
【 解析】为保持活性应将提取出的线粒体置于生理盐水中保存，A错误；向盛有细胞质基质的试管中注入
葡 萄糖，可能发生无氧呼吸过程，产生的是乳酸，没有CO
2
的产生，B错误；向盛有线粒体的试 管中注入葡萄
糖，而葡萄糖的分解发生在细胞质基质中，线粒体不能利用葡萄糖，因此没有氧气的消耗， C错误；向盛有线
粒体的试管中注入丙酮酸，丙酮酸可以在线粒体中进行有氧呼吸的二、三阶段，并消耗 氧气，降低温度可以降
低有关酶的活性，因此可改变其耗氧速率，D正确。
4.【答案】B
【解析】图中②④过程分别代表两种无氧呼吸的第二阶段，不能产生ATP，A错误；图中A表示丙酮酸 ，
有氧呼吸第三阶段氧气与[H]结合生成水，B正确；①表示有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，发生在 细胞质基
质中，因此线粒体中不含催化该过程的酶，C错误；过程②表示产生酒精的无氧呼吸的第二阶段 ，而人体不存
在该过程，B为CO
2
，因此剧烈运动时人体细胞产生CO
2< br>的过程只有③，D错误。
5.【答案】C
【解析】酵母菌是兼性厌氧菌，有氧呼吸和 无氧呼吸均会产生CO
2
。制作面包的原理主要是利用酵母菌有
氧呼吸产生CO
2
，酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO
2
。
6.【答案】B
【解 析】第1、2阶段，种子以无氧呼吸为主，呼吸作用消耗的O
2
量低于CO
2
的产生量，A错误；第3阶
段胚根突破种皮，进入迅速吸水阶段，这主要是由于胚根的生长引起的渗透性 吸水，B正确；第3阶段，胚根
长出，种子迅速吸水，种子的鲜重增加，由于种子不能进行光合作用，呼 吸作用在此阶段大大增强，种子的干
重将减少，C错误；从第1阶段到第3阶段，在萌发过程，呼吸作用 将种子中的贮藏物质分解成了种类繁多的
有机小分子物质，满足生长发育所需，有机物的种类增加了，D 错误。
7.【答案】D
【解析】本题考查生物体的细胞呼吸。酵母菌有氧呼吸的产物是二氧 化碳和水，无氧呼吸的产物是酒精
和二氧化碳，同时都可以合成ATP，A项正确；病毒的核酸复制和蛋 白质的合成发生在宿主细胞中，需要宿主
细胞提供原料、酶、能量等，B项正确；细菌是原核生物，没有 细胞核和线粒体，遗传物质主要存在于拟核中，
与呼吸作用有关的酶分布于质膜和细胞质基质，并由拟核 中的基因编码，C项正确；人体在剧烈运动时所需要
的能量由葡萄糖分解提供，此时肌肉细胞会进行无氧 呼吸产生乳酸，而乳酸不能再分解供能，将会碳酸氢钠生
成乳酸钠排除体外，D项错误。
8.【答案】C
【解析】番茄果实细胞有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO
2
，有氧呼吸第二阶段在线粒体中产生CO
2
，无氧
呼吸在细胞质基质中产生CO
2
，A正确；分别计算8 ℃和15 ℃时光照条件下呼吸强度比黑暗条件下呼吸强度

的减少量占黑暗条件下呼吸强 度的百分比，进行比较可知，B正确；由图可知，光照条件下细胞呼吸比黑暗条
件下细胞呼吸弱，所以光 照条件下更有利于果实的贮存，C错误；温度降低会使与呼吸作用有关的酶活性降低，
细胞呼吸减弱，D 正确。
9.【答案】B
【解析】由有氧呼吸的过程分析可知，有氧呼吸第三阶段消耗的[H ]来自于有氧呼吸第一阶段和第二阶段
(柠檬酸循环)，A正确；根据题干信息分析，有氧呼吸第二阶段 又叫柠檬酸循环，与之有关的酶主要存在于线
粒体基质中，也有少量与柠檬酸循环有关的酶在线粒体内膜 上，B错误；乳酸菌是厌氧菌，不能进行有氧呼吸，
所以在有氧环境中，乳酸菌内不会发生柠檬酸循环， C正确；无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，第一阶段产
生丙酮酸和[H]，第二阶段可将丙酮酸和[H ]转化为酒精和二氧化碳，D正确。
10.【答案】A
【解析】本题以图文结合的形式考查 了细胞呼吸的类型的相关知识，意在考查学生的识图、析图能力，
运用所学知识解决相应的生物学问题的 能力。在t
1
~t
2
时刻，单位时间内氧气的减少速率越来越慢，说明酵母< br>菌的有氧呼吸速率不断下降，A项正确；t
3
时刻，培养液中氧气的含量不再发生变化， 说明酵母菌基本不再进
行有氧呼吸，此时主要进行无氧呼吸，t
1
和t
3产生CO
2
的速率相同，所以单位时间内产生相同量的CO
2
，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，因此t
3
时，溶液中消耗葡萄糖的速率比t
1
时快，B项错误；图示所给
温度是最适温度，此时酶的活性最高，反应速率最快，因此若降低 温度，氧气相对含量达到稳定时所需要的时
间会变长，C项错误；破伤风杆菌是一种厌氧细菌，将酵母菌 改为破伤风杆菌，不能得到类似的实验结果，D
项错误。
11.【答案】D
【解析 】为板结的土壤松土透气能及时保证根细胞有氧呼吸，提供根部细胞的正常能量；粮食应贮藏在
低温、低 氧、干燥的环境中，以减少有机物的消耗；温室种植时，夜间适当降温，可以降低呼吸消耗，有利于
提高 农作物产量；透气性好的“创可贴”是为了避免厌氧菌的繁殖。
12.【答案】B
【解析】 若为有氧呼吸，①过程发生在细胞质基质中，②过程发生在线粒体基质中。若为无氧呼吸，①
②过程均发 生在细胞质基质中；无氧呼吸中②过程不产生ATP，但消耗[H]。
13.【答案】D
【 解析】a运动强度下乳酸含量为正常值，没有增加，无无氧呼吸，b运动强度下有氧呼吸有所增强同时
存 在无氧呼吸，c运动强度下氧气消耗速率较高，有氧呼吸、无氧呼吸速率都在较高水平，A错误；肌肉细胞
无氧呼吸不产生CO
2
，有氧呼吸CO
2
的产生量等于O
2
的消耗量，运动强度大于或等于b后也一样，B错误；无
氧呼吸中葡萄糖的能量大部分储存在乳酸中， 少部分释放，释放的能量中大部分以热能散失，其余储存在ATP
中，C错误；若运动强度长时间超过c ，人体的自我调节能力是有限的，会因为乳酸大量积累而使肌肉出现酸
胀乏力的现象，D正确。

14.【答案】(1)乳酸线粒体内膜低
(2)灰绿色
【解析】(1)动物细胞无氧呼吸的产物为乳酸。有氧呼吸第三阶段产生的能量最多，发生的场所是线粒体
内膜；线粒体中消耗O
2
，产生CO
2
，因此线粒体内O
2
CO
2
的值低于细胞质基质。(2)酸性重铬酸钾遇酒精变为灰
绿色。
15.【答案】（1）有氧呼吸和无氧呼吸 脂肪
【解析】（1）消耗氧气说明进行了有氧 呼吸，但产生的CO
2
的量大大超过O
2
的消耗量，说明同时也进行了
无氧呼吸；脂肪含量少，代谢消耗的氧气多，而且此阶段脂肪的含量下降得比较多，故可推知第Ⅲ阶段种子细< br>胞的呼吸底物中可能还有脂肪等物质。
16.【答案】（1）NADH（或答：还原型辅酶Ⅰ）
（2）细胞质基质线粒体 C和D
（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸
【解 析】（1）呼吸作用中的[H]为还原型辅酶I（NADH）。（2）植物叶肉细胞能产生ATP的生理过程有： 光
合作用光反应阶段（A）和有氧呼吸的三个阶段（C和D）。（3）酒精是植物细胞无氧呼吸的产物。