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第9 讲 细胞呼吸
1．分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的不同，理解细胞呼吸的本质。
2．概述有氧呼吸的三个阶段，写出有氧呼吸的反应式。
3．探究酵母菌细胞呼吸的方式，学会控制和检测实验变量。
4．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
5．举例说明细胞呼吸原理的应用。
考点要求
考题统计
考情分析
探究酵母菌细胞呼吸的方式
2022，广东，选T10, 2、分
2022，河北，选T4, 2 分
2021，辽宁，选T5，2 分
2021，福建，选T7, 2 分
本专题知识难度较
低、基础性强。考查
学生对细胞整体性的
认识,或结合一些情景
信息或表格信息设置
题目，考查学生的应
变能力、获取信息和
综合分析能力。
细胞呼吸的方式及过程
2023，广东，选T2，2 分
2023，全国，选T5, 2 分
2022，山东，选T16，2 分
2021，湖北，选T10，2 分
2021，湖南，选T12，2 分
细胞呼吸的影响因素及应用
2022，湖北，选T10，2 分
2022，广东，选T10，2 分
2021，河北，选T14，2 分
2021，湖南，选T12，2 分
2021，湖北，选T10，2 分
2020，广东，选T2，2 分
1
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考点一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理
2.实验设计----对比实验
3.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 的产生,装置如图所示。观察两组装置中
澄清石灰水的变化。
提醒:澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝溶液。
(3)检测酒精的产生
4.实现现象及结论
(1)实验现象
2
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(2)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在有氧条件下进行细胞呼吸产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
【总结归纳】
1.酵母菌呼吸方式测定的实验装置分析:
(1)酵母菌为兼性厌氧菌,既可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸,接空气泵的乙端会进行有氧呼吸,产生大
量CO2,实验的自变量应为O2 的有无。
(2)石蜡或油膜密封玻璃容器的目的是将液体与空气隔绝,丙端进行无氧呼吸,产生少量CO2,实验的因变量
为CO2 的多少。
(3)酵母菌和葡萄糖溶液、温度等环境因素在该实验中为无关变量。为了使乙端进行有氧呼吸,空气泵进
入的气体应含有O2,实验的因变量为CO2 的多少,因此应先除去CO2。
1.如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的（ ）
A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B.若向B 瓶和D 瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D 瓶内的溶液会变黄
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C 瓶和E 瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
【答案】C
【解析】 A、该实验中的两套装置相互对照，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 错误；
B、重铬酸钾用于检测酒精，D 瓶中由于缺乏O2 而进行无氧呼吸产生酒精，而B 中因为有O2 而进行有氧
呼吸，不能产生酒精，所以D 瓶内的溶液会变成灰绿色，B 错误；
C、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，溴麝香草酚蓝水溶液变黄
所需的时间越短，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；
D、有氧呼吸和无氧呼吸虽然均可以产生CO2，但有氧呼吸产二氧化碳的速率快，因此，根据C 瓶和F 瓶
中溶液变浑浊程度，能判断酵母菌的呼吸方式，但都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式，D 错误。
【总结归纳】
2. “液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置：
3
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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)结果与结论
装置一
装置二
结果
红色液滴 左移
红色液滴 不动
只进行有氧呼吸
红色液滴 不动
红色液滴 右移
只进行无氧呼吸
红色液滴 左移
红色液滴 右移
既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
(3)误差校正：
①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。
②若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作
用会干扰呼吸速率的测定。
2.下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析不正确的是
( )
A．装置甲可用于探究呼吸作用是否产生热量
B．装置乙的有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸
C．装置丙可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生二氧化碳
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
【答案】C
【解析】装置甲中有温度计，且使用了保温瓶(可以防止种子细胞呼吸释放的热量散失)，因此，该装置
可以用于探究呼吸作用是否产生热量；装置乙中NaOH 溶液能吸收二氧化碳，装置乙的有色液滴向左移动
是该装置中氧气减少所致，说明种子萌发时一定进行有氧呼吸，但种子细胞也可能同时进行无氧呼吸；
澄清的石灰水可用于检测二氧化碳，因此，装置丙可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生二氧化碳
三个装置中的种子都必须进行消毒处理，以杀死种子表面的微生物，避免微生物的呼吸作用对实验产生
干扰，并且三个装置都要设置相应的对照实验。
【易错点】
(1)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式。(必修1 P90“探究·实践”)( × )
(2)在酸性条件下,酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(必修1 P90“探究·实践”)( × )
4
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酶
(3)检测CO2 的产生除澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(必修1 P90“探究·实践”)(
√ )
(4)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。(必修1
P90“探究·实践”)( √ )
(5)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检测酒精。
(必修1 P90“探究·实践”)( × )
(6)对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。(必修1 P92“科学方法”)( × )
考点二 细胞呼吸的方式及过程
1.细胞呼吸的概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成
ATP 的过程。
2.有氧呼吸
(1)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)过程图解(以葡萄糖为底物)
（3）总反应式： C 6H12O6 +6O
2 +6H
2O
→
6CO
2 + 12H
2O + 能量
3.无氧呼吸
(1)概念:是指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:全过程是在细胞质基质中进行的。
(3)过程
(4)反应式
①产物为酒精:植物、酵母菌等
5
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C H
O
2C H OH+2CO +少量能量
②产物为乳酸: 高等动物、乳酸菌、少数植物器官
C H
O
2C H O +少量能量
(5)能量:只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。 葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
【总结归纳】
1.有氧呼吸和无氧呼吸的比较
2.细胞呼吸过程中[H]和ATP 的来源和去路
【教材拾遗】
1.(必修1 P93 正文、“思考·讨论”拓展)呼吸作用和有机物的燃烧都是分解有机物、释放能量的过程,
不同的是有氧呼吸是在 条件下进行的;有机物中的能量是 ;有一部分能
量 , 这种方式保证了 , 有利于
。
提示:温和的 逐步释放的 储存在ATP 中 有机物中的能量得到最充分的利用 维持细胞的相对稳定状
态
2.(必修1 P93 图5-9 拓展)有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在 阶段被利用,产物中
的CO2 和水分别在 阶段形成。
提示:第一、二、三 第二、三
【易错点】
(1)呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解,并储存能量。(必修1 P90 正文)( × )
(2)有氧呼吸第二、三阶段所需的酶都分布在线粒体内膜的嵴上。(必修1 P92 正文)( × )
6
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(3)细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(必修1 P93“相关信息”)( √ )
(4)有氧呼吸中的能量是逐步释放出来的,其中有相当一部分储存在ATP 中。(必修1 P93 正文)( √ )
(5)无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。(必修1 P94 正文)
( √ )
(6)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。(必修1 P94“相关信息”)( √ )
(7)细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,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。(必修
1 P94 正文)( √ )
(8)所有生物的生存,都离不开细胞呼吸释放的能量。(必修1 P94 正文)( √ )
1.(2023·重庆市期末)研究发现，癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这
种现象称为“瓦堡效应”。葡萄糖在癌细胞中的代谢途径如图所示，下列说法错误的是 ( )
A.过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与
B.过程③不能生成ATP
C.在癌细胞呼吸作用过程中有少量葡萄糖在线粒体中被利用
D.“瓦堡效应”导致癌细胞既不产生CO2 也不吸收O2
【答案】C
【解析】葡萄糖进入癌细胞的方式属于主动运输，所以过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与，A 正确；
无氧呼吸第二阶段不产生ATP，B 正确；线粒体不能直接利用葡萄糖，葡萄糖被利用的场所是细胞质基质，
C 错误；“瓦堡效应”是指癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP 的现象，说
明癌细胞进行的是无氧呼吸，D 正确。
2．种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产
生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（ ）
A．若产生的CO2 与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2 的分子数与释放CO2 的相等
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2 吸收也无CO2 释放
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2 的分子数比释放CO2 的多
【答案】D
【解析】A、若二氧化碳的生成量=酒精的生成量，则说明不消耗氧气，故只有无氧呼吸，A 正确；
B、若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量，B 正确；
C、若只进行无氧呼吸，说明不消耗氧气，产乳酸的无氧呼吸不会产生二氧化碳，C 正确；
D、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则消耗的氧气量小于二氧化碳的生成量，若无
氧呼吸产乳酸，则消耗的氧气量=二氧化碳的生成量，D 错误。
考点三 细胞呼吸的影响因素及应用
1.内部因素
7
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答案：种类 不同好生长发育 降低 不同器官 大于
2.外部因素
（1）温度
①分析---原理是 温度影响酶的活性
在最适温度时，呼吸强度
►
最大
。
超过最适温度，呼吸酶活性
►
降低
，甚至变性失活，
细胞呼吸受抑制。
低于最适温度，酶活性下降，细胞呼吸受
►
抑制
。
②应用。
低温下储存蔬菜和水果。
►
储存水果蔬菜需要低氧、零上低温、低湿的环境，以减少有机物的消耗
（2）氧气：
①分析：如图，O2是有氧呼吸所必需的，且适当的低O2对无氧
呼吸过程有抑制作用。
►O2浓度=0 时，只进行_ 无
_ 氧呼吸。
►0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
►O2浓度≥10%时，只进行_ 有
_ 氧呼吸。
►O2浓度=5%时，有机物消耗最_ 少
_ 。
②应用。
中耕松土促进植物根部有氧呼吸
►
，为主动运
输提供能量，有利于矿质元素的吸收。
无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
►
早期通气：促进酵母菌有氧呼吸，有利于菌种的繁殖
酿酒
后期密封：促进酵母菌无氧呼吸，有利于产生酒精
食醋和味精的制作：需氧型细菌（醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌）以及发酵罐，在控制通气（无菌
空气）的情况下，可以生产食醋和味精。
低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
►
储存种子需要低氧、低温、干燥的环境。
（3）CO2：
①分析：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸有_ 抑制
作用。
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。一般以释放二氧化
碳最少的氧气浓度作为最适浓度。
（4）水：
①分析：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
②应用：将种子晒干，减少呼吸消耗，有利于储藏。
常规判断：
(1)制作面包和酿酒时都使用酵母菌，但两过程中细胞呼吸的主要方式并不相同( √ )
(2)向盛有线粒体的试管中注入葡萄糖，降低温度可降低其耗氧速率( × )
(3)“正其行，通其风”主要为植物提供更多的O2 以提高细胞呼吸效率( × )
(4)密封塑料袋中储藏的马铃薯块茎会因无氧呼吸积累酒精而造成腐烂( × )
(5)中耕松土能提高土壤养分的利用率，促进根系的生长( √ )
(6)储藏水果、蔬菜时需要零上低温，且氧气含量越低越好( × )
(7)不刷牙，乳酸杆菌等厌氧菌进行无氧呼吸后会产生酸性物质导致牙齿受到损坏( √ )
8
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【教材拾遗】
1.(必修1 P95“思考·讨论”拓展)水果、蔬菜和种子储藏条件有何异同点?
提示:水果、蔬菜和种子都需要在低温、低氧、高CO2 浓度条件下储藏。但水果、蔬菜需要在适宜水分条
件(一定湿度)下储藏且需要零上低温;种子需要在干燥条件下储藏。
2.(必修1 P95“思考·讨论”拓展)包扎伤口时,选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是什么?
提示:为伤口创造了透气的环境,避免厌氧病菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈。
1、乙两图均表示氧浓度对呼吸作用(底物为葡萄糖)的影响，下列相关叙述中正确的是
( )
A．甲图中，氧浓度为a 时只进行无氧呼吸，呼吸产物中有乳酸或酒精
B．甲图中，氧浓度为d 时只进行有氧呼吸
C．乙图中，储存种子或水果时，A 点对应的氧浓度最适宜
D．根据乙图可知，氧浓度较低时抑制有氧呼吸，氧浓度较高时促进有氧呼吸
【答案】B
【解析】甲图中氧浓度为a 时只释放CO2 而不吸收O2，说明此时只进行无氧呼吸，无氧呼吸产物是酒精
和CO2，A 错误；当氧浓度为d 时CO2 释放量等于O2 吸收量，说明此时只进行有氧呼吸，B 正确；乙图中
C 点时有机物消耗量最少，C 点对应的氧浓度最适于储存种子或水果，C 错误；氧气没有抑制有氧呼吸的
作用，D 错误。
2.读植物组织细胞呼吸曲线
(1)图中各点表示的生物学意义：
Q 点：不耗O2，产生CO2 只进行无氧呼吸
⇒
P 点：耗O2量＝产生CO2量只进行有氧呼吸
⇒
QP 段(不包含Q、P 点)：产生CO2 量>耗O2 量
同时进行有氧呼吸和无
⇒
氧呼吸
R 点：产生CO2量最少组织细胞呼吸作用最弱
⇒
(2)B 点：有氧呼吸吸收的O2量（或释放的CO2量）等于无氧呼吸释放
的CO2量
(3)在保存蔬菜、水果时，应选择R 点对应的O2 浓度，同时保持零上
低温条件。
1．（2023·全国·统考高考真题）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图所示。下列相关叙述错误的是（
）
9
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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
【答案】C
【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a 之前，植物根细
胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a 之前，
只进行无氧呼吸产生乳酸，A 正确；
B、a 阶段无二氧化碳产生，b 阶段二氧化碳释放较多，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，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B 正确；
C、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故
每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP 和产生乳酸时相同，C 错误；
D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D 正确。
故选C。
2．（2023·广东·统考高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（ ）
A．还原型辅酶Ⅰ
B．丙酮酸
C．氧化型辅酶Ⅰ
D．二氧化碳
【答案】A
【分析】有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成2 分子丙酮酸和少量的[H]，同时释放了少
量的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳[H]，同时释放少量的能量，
发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两个阶段产生的[H]与氧气结合形成水，释放大量的能量，发生
的场所是线粒体内膜。
【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶
段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化
的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A 正确。
故选A。
10
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3．（2023·浙江·统考高考真题）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
【答案】C
【分析】探究酵母菌的细胞呼吸方式的实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量；氧气的有无是自
变量；需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多。
【详解】A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A 选项错误；
B、氧气的有无是自变量，B 选项错误；
C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2 生成量作为因变
量的检测指标，C 选项正确；
D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在
酒精中，释放能量少，D 选项错误；
故选C。
4．（2022·重庆·统考高考真题）从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是（
）
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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
【答案】B
【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是：（1）酵母菌是兼性厌氧型生物；（2）酵母菌呼吸产
生的CO2可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定，因为CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，
或使澄清石灰水变浑浊；（3）酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色。
【详解】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，
先用NaOH 去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的生成，通气
体的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧一①一③；无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石
灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②一③，B 正确，ACD 错误。
故选B。
5．（2022·江苏·统考高考真题）下列关于细胞代谢的叙述正确的是（ ）
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乙醇
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
【答案】B
【答案】B
【分析】1、有氧呼吸的过程：第一阶段在细胞质基质进行，1 分子的葡萄糖分解成2 分子的丙酮酸，同
时脱下4 个[H]，释放出少量的能量；第二阶段在线粒体基质进行，2 分子丙酮酸和6 水分子中的氢全部脱
下，共脱下20 个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳，释放出少量的能量；第三阶段在线粒体内膜进行，
前两阶段脱下的共24 个[H]与6 个O2结合成水，释放大量的能量。
2、无氧呼吸在细胞质基质进行，1 分子的葡萄糖分解成2 分子的乙醇、2 分子的二氧化碳并释放出少量的
能量，或1 分子的葡萄糖分解成2 分子的乳酸并释放出少量的能量。
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【详解】A、光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP 来源于光能的直接
转化，有氧呼吸中产生的ATP 来源于有机物的氧化分解，A 错误；
B、供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳 ，B 正确；
C、蓝细菌属于原核生物，没有线粒体，但进行有氧呼吸，C 错误；
D、供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP ，D 错误。
故选B。
13
