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重难点 05 酶、ATP 以及细胞呼吸
知识点一： 酶
1、对比实验指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种因素
与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组。
2、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是
RNA。
3、酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化
一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性
是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、
过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
知识点二： ATP
1、腺苷三磷酸（ATP）是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成，水解时释放出能量较
多，是生物体内最直接的能量来源。
2、ATP又叫三磷酸腺苷，简称为ATP，其结构式是：A-P～P～P。A-表示腺苷、T-表示三
个、P-表示磷酸基团。“～”表示高能磷酸键。ATP是一种含有高能磷酸键的有机化合物，
它的大量化学能就储存在高能磷酸键中。ATP水解释放能量断裂的是末端的那个高能磷酸
键。ATP是生命活动能量的直接来源，但本身在体内含量并不高。
ATP与ADP间能迅速地相互转化的原因是ATP末端磷酸基团稳定性较低，当ATP在ATP
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，ATP也就变成了ADP；而ADP在有关酶的作用下，可以接受能量，同时与Pi结合，
重新变成ATP。
3、ATP来源于光合作用和呼吸作用。放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般
与ATP的水解相联系。
ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP的相互转化实现贮能和放能，从而保
证了细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶
绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸
生成ATP。ATP水解释放的能量可以用于各项生命活动。
知识点三： 细胞呼吸
1、与无氧呼吸相比，有氧呼吸释放的能量多，人体能量的主要来源是有氧呼吸过程；
2、人体无氧呼吸的产物是乳酸。场所：细胞质基质
线粒体是真核细胞主要细胞器（动植物都有），程粒状、棒状，具有双膜结构，内膜向内
突起形成嵴，内膜基质和基粒上有与有氧呼吸有关的酶，含少量的DNA、RNA，在机能旺
盛的细胞中含量多。有氧呼吸的三阶段：
有氧呼吸可以分为三个阶段：
第一阶段：在细胞质的基质中，反应式：C H O 2C HO+4NADH+少量能量；
6 12 6 3 4 3
第二阶段：在线粒体基质中进行，反应式：2C HO+6H O 6CO+20NADH+少量能量;
3 4 3 2 2
第三阶段：这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的， 反应式：24NADH+6O
2
12HO+大量能量。
2
细胞呼吸原理的应用
1.种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收；
2.利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头；
3.利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜；
4..稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂；
5.皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风；
6.提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，
引起肌肉酸胀乏力；
7.粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存；
8.果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
知识点四： 颜色反应
1、CO 可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水
2
混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养CO 的产生情
2
况。
2、橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
会考查细胞呼吸过程、条件、原料及产物及实验分析能力，考查酶在细胞代谢中的作用
的知识、酶的概念和特性，同时会以有氧气呼吸为基础，考查学生信息获取与应用能力，
以上就要求学生能熟练设计、分析实验，同时运用所学知识结合题中提取的关键信息进行
综合分析。
（建议用时：30分钟）
一、单选题
1．（2022·江苏省如皋中学）dATP与ATP结构相似，区别是其中所含的五碳糖为脱氧核
糖。下列说法错误的是（ ）
A．含有两个特殊的不稳定的化学健 B．能为DNA合成提供直接能源C．含有C、H、O、N、P五种元素 D．dATP中的“A”代表腺苷
【答案】D
【解析】
【分析】
脱氧腺苷三磷酸，3'-脱氧腺苷，又称去氧腺苷三磷酸（dATP）是一种去氧核苷酸三磷酸
（dNTP），结构与腺苷三磷酸（ATP）相似，但少了一个位于五碳糖2号碳上的-OH基，
取而代之的是单独的氢原子。腺苷三磷酸（ATP）是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接
而成，水解时释放出能量较多，是生物体内最直接的能量来源。
【详解】
A、两者均含有2个特殊的高能磷酸键，这两个键不稳定，可以分解释放能量，A正确；
B、两者均含有高能磷酸键，该键水解可以为化学合成提供直接能源，B正确；
C、元素组成均为C、H、O、N、P，C正确；
D、dATP中的“A”代表脱氧腺苷（腺嘌呤和脱氧核糖组成），ATP中的A代表腺苷（腺嘌
呤和核糖组成），D错误。
故选D。
2． 人体如果长时间处于缺氧环境会出现心慌、呼吸困难、全身乏力等症状，原因是人在
缺氧的环境中细胞呼吸的方式发生了改变。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．有氧呼吸减弱，导致细胞释放的能量减少
B．无氧呼吸增强，导致细胞产生大量乳酸，引起肌肉酸胀乏力
C．无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量
D．由于O 缺乏，有氧呼吸第一阶段产生的丙酮酸减少，影响第二、三阶段的进行
2
【答案】D
【解析】
【分析】
1、有氧呼吸过程需要氧气，氧气参与有氧呼吸的第三阶段；
2、与无氧呼吸相比，有氧呼吸释放的能量多，人体能量的主要来源是有氧呼吸过程；
3、人体无氧呼吸的产物是乳酸。
【详解】
A、由于氧气浓度降低，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强，导致细胞释放的能量减少，A正
确；
B、人进入高原后，由于氧气浓度降低，无氧呼吸增强，产生乳酸增加，引起肌肉酸胀乏
力，B正确；
C、无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，第二阶段丙酮酸转化成乳酸过程中不释放
能量，C正确；
D、葡萄糖酵解产生丙酮酸的阶段不需要氧气参与，氧气减少直接影响了有氧呼吸的第三
阶段，D错误。
故选D。3、下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是（ ）
A．若用18O标记葡萄糖，则产物a中会检测到放射性
B．条件Y下，产生物质a使溴麝香草酚蓝水溶液变黄色
C．酵母菌物质b产生的场所有线粒体基质、细胞质基质
D．条件X下酵母细胞呼吸时，葡葡糖中的能量主要以热能形式散失
【答案】C
【解析】
【分析】
根据图示分析可知：酵母菌和人体细胞进行有氧呼吸都能产生二氧化碳和水，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二氧化碳，故条件X为无
氧，条件Y为有氧。物质a为水，物质b为二氧化碳，物质c为乳酸，物质d为酒精。
【详解】
A、有氧呼吸过程中产生的水中的O来自O，若用18O标记葡萄糖，则产物a（水）中不会
2
检测到放射性，A错误；
B、条件Y为有氧，物质a为水，物质b为二氧化碳，二氧化碳才能使溴麝香草酚蓝水溶液
变黄色，B错误；
C、物质b为二氧化碳，酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，无氧呼吸产
生二氧化碳的场所是细胞质基质，C正确；
D、条件X为无氧，酵母细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，D错误。
故选C。
4、关于酶与ATP的叙述正确的是（ ）
A．某种酶经蛋白酶处理后活性不变，推断其组成成分中含有脱氢核糖
B．酶的催化效率无论在什么条件下总是高于无机催化剂
C．酶形成需要消耗ATP，ATP的形成也需要酶的催化
D．酶应在最适温度和最适pH条件下保存
【答案】C
【解析】
【分析】
1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA。
2、酶的特性:高效性、专一性和作用条件温和的特性。
【详解】
A、酶的化学本质多数为蛋白质，少数为RNA，若某种酶经蛋白酶处理后活性不变，说明
其不是蛋白质类的酶，那么应该为RNA类的酶，RNA的组成成分中含有核糖，A错误；
B、酶的催化需要温和的条件，高温、过酸、过碱都会使酶的活性丧失，此时的催化效率
低于无机催化剂，B错误；
C、酶的形成属于物质的合成反应，因此需要消耗ATP，ATP的形成同样需要ATP合成酶
的催化作用，C正确；
D、最适宜温度和pH条件下长期保存酶，酶的活性会降低、甚至失活，长期保存酶应该在
较低温度和最适pH条件下保存，D错误。
故选C。
5、在过氧化氢酶催化下，HO 分解释放的 O 与愈创木酚反应生成茶褐色产物；氧气产生
2 2 2
越多，溶液颜色越深。为探究 pH 对酶活性的影响，某研究小组运用比色法，测定了
5min 内茶褐色产物量的变化，结果见图。下列叙述不正确的是（ ）
A．先将过氧化氢酶和反应物分别在不同 pH 值条件下处理，一段时间后再混合
B．依据 0～1min 的曲线斜率，可比较不同 pH 条件下的酶活性
C．pH 值 5～8 的处理组，反应结束时的产物相对量是不同的
D．当 pH 为 3 时过氧化氢酶因空间结构被破坏而失活
【答案】C
【解析】
【分析】
1、酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；
2、酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性
是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、
过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。
【详解】
A、该题探究pH对酶活性的影响，应先将底物和酶达到环境所处的pH值，再将相同pH
值条件下的酶和底物混合，A正确；
B、依据0～1min的曲线斜率，可比较不同pH条件下的酶活性，斜率越大，酶活性越高，
B正确；
C、探究pH对酶活性的影响，底物的量为无关变量，各组要相同，pH5～8缓冲液处理组，
最终产物相对量是相同的，C错误；
D、过酸、过碱都会使酶因空间结构被破坏而失活，D正确。
故选C。
6、德国化学家毕希纳把酵母细胞放在石英砂里用力研磨。加水搅拌再进行过滤，得到不含
酵母菌细胞的提收液，在这些汁液中加入葡萄塘，一段时间后就冒出气泡且有酒味出现，
他将醇母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。以下分析错误的是（ ）
A．酿酶能够与双缩脲试剂反应显紫色
B．酵母细胞被研磨破裂后酿酶依然有活性
C．汁液中产生酒味的原因是酵母菌无氧呼吸的结果
D．酵母菌发酵产物可用酸性重铬酸钾检测，颜色由蓝变绿再变黄
【答案】D
【解析】
【分析】
酶是活细胞产生的具有生物催化能力的有机物，大多数是蛋白质，少数是RNA；
酶的催化具有高效性、专一性、需要适宜的温度和pH值。
【详解】
A、酿酶的化学本质是蛋白质，蛋白质能够与双缩脲试剂反应显紫色，A正确；
B、由题"在不含酵母菌细胞的提取液中加入葡萄糖，一段时间后就冒出气泡且有酒味出
现”，说明酵母细胞被研磨破裂后酿酶依然有活性，B正确；
C、汁液中有酒味的原因是酵母菌无氧呼吸产生酒精的结果，C正确；
D、酵母细胞进行酒精发酵，其产物二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液试剂由蓝变绿再变
黄，酒精使酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色，D错误。
故选D。
7、下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，下列叙述错误的是（ ）A．a瓶中的NaOH溶液可以吸收输入空气中的CO
2
B．与b瓶相比，d瓶中酵母菌的增殖速率较小
C．若向d瓶中加入酸性重鉻酸钾溶液后呈橙色，则说明有酒精生成
D．若甲、乙装置产生等量的CO，则消耗葡萄糖的质量比为1：3
2
【答案】C
【解析】
【分析】
题图分析:
1、装置甲是探究酵母菌的有氧呼吸方式，其中a瓶中的质量分数为10%NaOH的作用是吸
收空气中的二氧化碳;b瓶是酵母菌的培养液;c瓶是澄清石灰水，目的是检测有氧呼吸产生
的二氧化碳。
2、装置乙是探究酵母菌无氧呼吸方式,d瓶是酵母菌的培养液，e瓶是澄清石灰水，目的是
检测无氧呼吸产生的二氧化碳。
3、检测CO 的产生:使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
2
4、检测酒精的产生:橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
【详解】
A、a瓶加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO，A正确;
2
B、b瓶酵母菌进行有氧呼吸，可大量繁殖，d瓶酵母菌进行无氧呼吸，酵母菌的增殖速率
较小，B正确;
C、橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色，C错误;
D、根据化学方程式可知，若甲、乙装置产生等量的CO，则消耗葡萄糖的质量比为1：
2
3，D正确。
故选C。
8、细胞内的磷酸果糖激酶（酶Р）催化下列反应：果糖-6-磷酸+ATP→果糖-1，6-二磷酸
+ADP。这是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应。下图为高、低两种ATP浓度下酶Р与果
糖-6-磷酸浓度的关系。下列叙述正确的是（ ）A．细胞内酶Р催化的反应发生在线粒体中
B．一定范围内，果糖-6-磷酸浓度与酶Р活性呈负相关
C．低ATP浓度在一定程度上抑制了酶P的活性
D．酶Р活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈调节
【答案】D
【解析】
【分析】
1、ATP来源于光合作用和呼吸作用。放能反应一般与ATP的合成相联系，吸能反应一般
与ATP的水解相联系。
2、有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解形成丙酮酸和[H]，发生在细胞质
基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和[H]，发生在线粒体基质中；
有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒体内膜上。
3、由图分析可知，酶P会受到高浓度ATP的抑制。
【详解】
A、由题干可知，磷酸果糖激酶（酶Р）催化的反应是细胞有氧呼吸第一阶段的重要反应，
而细胞有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中，因此胞内酶Р催化的反应发生在细胞质基
质中，A错误；
B、由图可知，一定范围内，果糖-6-磷酸浓度升高，酶Р活性升高，二者呈正相关，B错
误；
C、由图可知，相同果糖-6-磷酸浓度下，一定范围内，低ATP浓度下，酶Р的活性更高，
说明低ATP浓度促进了酶Р的活性，C错误；
D、由图可知，ATP浓度较高，酶Р的活性更低，而有氧呼吸会产生ATP，使细胞内ATP
含量升高，故酶Р活性受到有氧呼吸产物ATP的反馈调节，使酶Р活性受到抑制，D正确。
故选D。
9、某小组为了探究现存的水稻种子是否有活性，他们将吸水膨胀的种子200粒放在加有溴麝香草酚蓝的琼脂凝胶培养皿中培养，观察琼脂凝胶的颜色变化而做出判断。下列说法错
误的是（ ）
A．活种子呼吸作用产生的CO 可使其周围凝胶呈现黄色
2
B．若种子周围的凝胶保持蓝色则可判定该种子没有活性
C．吸水膨胀种子的细胞中结合水比例上升，细胞代谢加快
D．温度等培养条件会影响琼脂凝胶颜色变化的快慢
【答案】C
【解析】
【分析】
1.有氧呼吸分为三个阶段：第一阶段是葡萄糖酵解形成丙酮酸和还原氢，同时产生少量的
ATP，该过程发生在细胞质基质中，第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和还原氢，
同时也产生少量的ATP，该过程发生在线粒体基质中，第三阶段是还原氢与氧气在线粒体
内膜上结合形成水，同时释放出大量的能量；
2.无氧呼吸分为两个阶段：第一阶段与有氧呼吸的第一阶段相同，第二阶段是丙酮酸和还
原氢反应形成二氧化碳和酒精或者是乳酸，该过程没有能量产生，发生在细胞质基质中。
【详解】
A、活种子呼吸作用产生的CO 可使其周围凝胶呈现黄色，因为二氧化碳可使含有溴麝香
2
草酚蓝溶液的琼脂显黄色，A正确；
B、若种子周围的凝胶保持蓝色说明没有二氧化碳产生，则可判定该种子没有活性，因为
水稻种子无论有氧还是无氧呼吸过程中都有二氧化碳生成，B正确；
C、吸水膨胀种子的细胞中自由水比例上升，细胞代谢加快，C错误；
D、温度会通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率，因而会影响二氧化碳的产生速率进
而影响琼脂凝胶颜色变化的快慢，D正确。
故选C。
10、某研究小组在探究酵母菌的细胞生理活动时，收集了酵母菌生长增殖的资料，设计实
验装置并进行实验（1～4试管加入等量的溴麝香草酚蓝水溶液），结果如下图所示。探究
的问题不可能是（ ）A．酵母菌有氧呼吸、无氧呼吸产生CO 的多少
2
B．酵母菌进行细胞呼吸的最适温度是多少
C．酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO 吗
2
D．酵母菌在无氧呼吸中是否产生乙醇
【答案】D
【解析】
【分析】
酵母菌是真核生物，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。在有氧条件下，
酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生
酒精，还产生少量的二氧化碳。
CO 可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混
2
浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO 的产生情
2
况。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇（俗称酒精）发生化学反应，变成灰绿色。
利用上述现象可鉴定呼吸作用的产物。
分析题图可知，装置甲为密封条件，其中酵母菌进行无氧呼吸；装置乙为有氧条件，酵母
菌进行有氧呼吸。试管1、2用于检测CO 的产生，试管3、4起对照作用。
2
【详解】
A、根据试管1、2的颜色不同，可判断出装置甲产生的CO 较少，装置乙产生的CO 较多，
2 2
A不符合题意；
B、实验装置中利用酒精灯加热改变实验温度，通过检测CO 的产生量，可判断酵母菌进
2
行细胞呼吸的最适温度，B不符合题意；
C、装置甲、乙的条件不同，酵母菌进行不同类型的细胞呼吸，利用溴麝香草酚蓝溶液的
变色情况，可判断有氧呼吸和无氧呼吸是否都能产生CO，C不符合题意；
2
D、由题图可知，本实验中的试剂只有溴麝香草酚蓝溶液，只能检测CO，不能检测乙醇，
2
D符合题意。
故选D。
11、人体进食后，小肠微绒毛外侧葡萄糖由于二糖的水解而浓度局部高于细胞内，这部分
葡萄糖能通过GLUT 转运；非进食后的大部分葡萄糖利用Na＋顺浓度进入细胞所提供的能
2
量，通过SGLT 转运，过程如图1所示。葡萄糖的转运速率与肠腔中葡萄糖浓度关系如图
1
2所示。据此分析错误的是（ ）A．图1中的IM代表小肠绒毛细胞膜上的麦芽糖酶
B．葡萄糖通过SGLT 进入小肠细胞不消耗ATP，但属于主动运输
1
C．由图2可知，葡萄糖浓度高时主要以主动运输的方式进入细胞
D．同一细胞可以不同的方式吸收葡萄糖，其结构基础是载体的种类不同
【答案】C
【解析】
【分析】
分析题图可知，图1中，麦芽糖水解为葡萄糖后，大部分葡萄糖利用Na＋顺浓度进入细胞
所提供的能量，通过SGLT1转运，该运输需要载体，需要能量，属于主动运输；由题意可
知，葡萄糖通过GLUT2转运，运输方向是高浓度到低浓度，需要载体，不需要能量，属
于协助扩散。
图2中，根据曲线图分析：SGLT1和GLUT2，前者是主动运输的载体，后者是协助扩散的
载体。图中随着葡萄糖浓度升高，GLUT2转运葡萄糖速率迅速提高，此运输方式需要载体
蛋白，不消耗能量，为协助扩散。
【详解】
A、由图1可知，麦芽糖在IM的作用下分解为葡萄糖，故IM代表小肠绒毛细胞膜上的麦芽糖酶，A正确；
B、葡萄糖通过SGLT1，利用Na﹢转运所提供的能量转运，属于主动运输，B正确；
C、由图2可知，随着葡萄糖浓度升高，GLUT2转运葡萄糖速率迅速提高，此运输方式需
要载体蛋白，不消耗能量，为协助扩散，因此主要以协助运输的方式进入细胞内，C错误；
D、膜上运输作用的蛋白质有载体蛋白和通道蛋白，同一细胞可以以不同的方式吸收葡萄
糖，其结构基础是载体的种类不同，D正确。
故选C。
12、线粒体外膜上的孔蛋白为亲水通道，分子量较小的物质可自由通过。丙酮酸进入线粒
体的过程如下图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．丙酮酸通过协助扩散穿过线粒体外膜
B．丙酮酸借助H+浓度梯度通过线粒体内膜
C．线粒体内膜上既有载体蛋白也有酶
D．缺氧时丙酮酸将在细胞质基质中彻底氧化分解
【答案】D
【解析】
【分析】
分析题图：图示是丙酮酸进入线粒体的过程，其通过外膜需要孔蛋白协助，通过内膜时是
逆浓度梯度进行的，且需要H+的协助，应该为主动运输。
【详解】
A、丙酮酸进入线粒体外膜时通过孔蛋白自由通过，其运输方式为协助扩散，A正确；
B、通过图示可知，丙酮酸借助H+浓度梯度通过线粒体内膜，B正确；
C、图中氢离子与丙酮酸进入线粒体是依靠载体蛋白完成的，氢离子与氧气反应生成水是
依靠酶完成的，故线粒体内膜上既有载体蛋白也有酶，C正确；
D、缺氧时丙酮酸将在细胞质基质中，进行不彻底氧化分解，D错误。
故选D。
二、非选择题
13、科学家因早期发现凡是耗能多的细胞，线粒体也较多，且线粒体在细胞内耗能部位聚
集，故认为线粒体是有氧呼吸的场所。将酵母菌破碎后离心获得细胞质基质和线粒体，通入18O，进行以下实验：
2
试管 加入的细胞成分 加入的反应物 各试管变化情况
1 细胞质基质+线粒体 添加14C标记的葡萄糖 葡萄糖的量减少，有1CO、H18O 的生成
2 2 2
葡萄糖的量减少，有14C标记的丙酮酸、[H]
2 细胞质基质 添加14C标记的葡萄糖
的生成
3 线粒体悬液 添加14C标记的葡萄糖 葡萄糖的量②
4 线粒体悬液 添加① 反应物的量减少，有14CO、H18O的生成
2 2
(1)本实验中利用___________方法追踪物质的运行。
(2)表中①加入的反应物是___________，3号试管中葡萄糖的量②变化情况是___________。
(3)比较2号和3号试管，说明______________________；比较3号和4号试管，说明
___________。通过上述分析与推理，据此推断有氧呼吸的场所是______________________。
(4)在荧光素酶的催化作用下，荧光素接受ATP提供的能量后发出荧光。若1、2、3号试管
中添加等量的葡萄糖，再分别加入荧光素和荧光素酶，其中发出荧光较强的是___________
号试管。
【答案】(1)同位素标记法
(2) 14C标记的丙酮酸 不变
(3) 葡萄糖可在细胞质基质分解，葡萄糖不能直接在线粒体内分解 葡萄糖不能直
接进入线粒体内分解，丙酮酸可直接进入线粒体氧化分解 细胞质基质和线粒体
(4)1
【解析】
【分析】
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸。有氧呼吸三个阶段的场所
分别为细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜，无氧呼吸两个阶段都发生细胞质基质中。
由表格可知，1试管含有细胞质基质和线粒体，进行了有氧呼吸，2试管只有细胞质基质，
只能进行无氧呼吸，能够产生酒精和CO，3试管中线粒体不能分解葡萄糖，所以不能进
2
行呼吸作用，4试管加入线粒体，线粒体可以将丙酮酸氧化分解，所以物质①是丙酮酸。
(1)
实验用了14C标记的葡萄糖和18O，所以采用的方法是同位素标记法。
2
(2)
线粒体可以分解丙酮酸，获得了14CO、H18O的生成，所以①是14C标记的丙酮酸；线粒
2 2
体不能够分解葡萄糖，所以葡萄糖的量不会减少，即不变。
(3)
2号和3号试管，自变量是加入的细胞成分，在细胞质基质中葡萄糖减少，线粒体中葡萄
糖不会减少，所以比较2号和3号试管，说明葡萄糖可在细胞质基质分解，葡萄糖不能直接在线粒体内分解；3号和4号试管，自变量是加入的反应物，在线粒体中加入丙酮酸，
有CO 的产生，说明葡萄糖不能直接进入线粒体内分解，丙酮酸可直接进入线粒体氧化分
2
解；由此有氧呼吸的场所由细胞质基质（分解葡萄糖）和线粒体（彻底分解丙酮酸）。
(4)
1号试管进行有氧呼吸，分解葡萄糖，2号试管进行无氧呼吸，3号试管不会进行呼吸作用，
所以产生能量最多的是1号试管，其产生的ATP最多，因此1、2、3号试管中发出荧光较
强的是1号试管。
14、如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，C、E瓶为澄清石灰水，请据图
分析：
(1)酵母菌便于用来研究细胞呼吸的不同方式的原因是___________________。
(2)A瓶加入的试剂是________，其目的是___________________。
(3)B中酵母菌细胞呼吸的场所为________________。
(4)该实验还可以根据________________（试剂）变成黄色时间长短，检测酵母菌培养液中
CO 的产生情况。
2
【答案】(1)酵母菌是兼性厌氧菌
(2) NaOH 除去空气中的CO
2
(3)细胞质基质 线粒体
(4)溴麝香草酚蓝溶液
【解析】
【分析】
甲装置是探究酵母菌有氧呼吸的实验装置，其中A锥形瓶中加入的是NaOH，作用是吸收
空气中CO；B瓶中是酵母菌培养液；C锥形瓶中加入的是澄清石灰水，目的是检测呼吸
2
产生的二氧化碳。乙装置是探究酵母菌无氧呼吸的实验装置，其中D瓶中是酵母菌培养液；
E锥形瓶中加入的是澄清石灰水，目的也是检测呼吸产生的二氧化碳。
(1)
酵母菌是兼性厌氧菌，故酵母菌便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
(2)
A瓶加入的试剂是NaOH溶液，其目的是吸收空气中的CO，排除空气中CO 对实验结果
2 2
的干扰。
(3)B中酵母菌进行有氧呼吸，所以细胞呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。
(4)
该实验还可以根据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色时间长短，检测酵母菌培养液中CO 的产生
2
情况。
【点睛】
本题结合实验装置图，考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验，对于此类试题需要考生注意
的细节较多，如实验的原理、实验采用的试剂及试剂的作用，实验现象及实验结论等，需
要考生在平时的学习过程中注意积累。
15、长期的高血压会引起心肌细胞中线粒体的功能障碍，使心脏功能下降。某研究小组以
高血压大鼠为实验对象，探究有氧运动对心肌细胞线粒体功能的影响。
(1)在线粒体中，丙酮酸被分解为_____和_____，在一系列线粒体复合酶的作用下，后者与
O 在_____上结合生成HO，释放大量能量。若复合酶I活性降低，O 会生成大量活性氧
2 2 2
（ROS），ROS积聚造成线粒体的损伤甚至凋亡。
(2)研究小组选择若干高血压大鼠进行为期9周的有氧运动训练，测定其心肌细胞线粒体复
合酶I和SOD活性，以安静状态的正常大鼠和高血压大鼠做对照，结果如下图所示。
①对比_____组结果可知，高血压使线粒体复合酶I和SOD活性降低；
②有氧运动可通过提高上述酶活性，使ROS_____，从而减少ROS积累，减轻其对线粒体
的损伤。
(3)若用显微镜观察各组大鼠心肌细胞的线粒体结构和数量，与2组相比，3组可能出现
_____等变化，为有氧运动有助于改善线粒体功能提供证据。
【答案】(1) CO [H] 线粒体内膜
2
(2) 1、2 生成量减少，清除量增加
(3)结构完整（规则、清晰等）、数量增加
【解析】
【分析】
线粒体是有氧呼吸的主要场所。有氧呼吸过程分为三个阶段，第一阶段是葡萄糖酵解形成
丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳
和[H]，发生在线粒体基质中；有氧呼吸的第三阶段是[H]与氧气反应形成水，发生在线粒
体内膜上。
(1)线粒体是有氧呼吸的主要场所，丙酮酸在线粒体中被分解为CO 和[H]，其中，[H]与O 在
2 2
线粒体内膜上结合生成HO，释放大量能量。
2
(2)
①结合图示信息，通过1、2组对照可知，高血压使线粒体复合酶I和SOD活性降低。
②据题意可知，复合酶I能减少ROS的生成，SOD可有效清除ROS，因此，有氧运动提高
复合酶I和SOD活性后，会使ROS生成量减少，清除量增加，从而减少ROS积累导致的
线粒体损伤。
(3)
ROS积聚会造成线粒体损伤甚至凋亡，用显微镜观察各组大鼠心肌细胞的线粒体结构和数
量，2、3组对照，根据3组中线粒体结构完整（规则、清晰等）、数量增加等情况，可为
有氧运动有助于改善线粒体功能提供证据。
