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专题四：呼吸作用
[竞赛要求]
呼吸系统：1.系统的结构特点 2.呼吸机制 3.气体交换
呼吸作用：1.呼吸作用的类型
2.呼吸作用的生理意义
3.呼吸作用的途径
4.呼吸作用的过程
5.影响呼吸作用的因素
6.呼吸作用与光合作用的关系
7.呼吸作用的原理的应用
图4-1人的呼吸系统
[知识梳理]
一、 呼吸系统
呼吸：机体与环境交换氧和二氧化碳的过程称为呼吸。其全过程包括外呼吸（又称肺呼吸）、气体运输和内呼吸（又称组织呼吸）三个相互紧密联系的环节。
1、呼吸系统的基本结构
呼吸系统由鼻、咽、喉、气管、支气管和肺等器官组成。肺的实质是由反复分支的支气管树（各级支气管）及大量肺泡构成。（图4-1）肺泡是肺实现气体交换的结构和功能单位，壁薄，仅由单层扁平上皮组成，外面密布毛细血管网（对保证血液与外界气体交换有重要作用）和弹性纤维（与呼吸后肺泡的弹性回缩有关）。肺泡的数量极多，为气体交换提供了广大的面积。
2、呼吸运动与肺通气
（1）呼吸运动
肺本身不能主动的长缩，呼吸时气体进出于肺，有赖于胸廓的周期性运动。胸廓扩大，肺随之扩张，外界气体吸入肺泡；胸廓缩小，肺泡气被排出。所以胸廓的节律性扩大与缩小，称为呼吸运动。呼吸运动的实现，是由于呼吸肌活动的结果。主要的呼吸肌是膈肌和肋间肌。吸气时，肋间外肌收缩，肋间内肌松弛，使肋骨上举，增大了胸廓的前后径，同时，当肋骨上举时，其下缘又略向外侧偏转，故胸廓的左右径亦增大。呼气时，肋间内肌收缩，肋骨下降，于是胸廓前后、左右径复位（图4-2）。
图4-2 吸气和呼气时胸廓的变化

（2）肺通气的动力
呼吸肌的活动是推动气体进出肺的原动力，但此原动力还必须引起肺内、外压力的周期性变化，从而建立起肺泡与大气之间存在一定的压力差，方能推动气体进出肺。
3、气体交换与运输
（1）气体交换
呼吸气体的交换是指肺泡和血液之间，血液和组织细胞之间氧和二氧化碳的交换。气体交换是通过扩散的方式进行的，而决定气体扩散方向的为该气体的分压。呼吸气体的交换动力就是交换处细胞两边该气体的分压差。在肺泡内，氧分压高于静脉血，二氧化碳分压低于静脉血，所以氧从肺泡扩散入静脉血，二氧化碳从静脉血扩散入肺泡。交换的结果，使静脉血变成动脉血。在组织中，氧的分压低于动脉血的分压，而二氧化碳的分压则高于动脉血，所以氧从血液中向组织扩散，二氧化碳从组织向血液扩散。交换的结果，使动脉血变成静脉血。总之，肺循环毛细血管不断从肺泡获得氧排出二氧化碳；而体循环毛细血管不断从组织接受二氧化碳排出氧。
（2）气体运输
血液运输氧和二氧化碳是以物理溶解和化学结合两种形式进行的，但主要是以化学结合形式进行的。
①氧的运输
在通常氧的分压下，每100毫升血浆中仅能溶解0.3毫升的氧，所以绝大部分的氧是与血红蛋白（Hb）形成可逆结合的形式进行运输的。一个血红蛋白分子是由一个珠蛋白分子结合四个血红素构成的。每个血红素含有一个Fe2+, Fe2+不仅能同氧结合，也能同一氧化碳结合。肺内，由于氧的分压高，促使氧进入红细胞同血红蛋白结合形成氧合血红蛋白；而在组织中，氧的分压低，促使血红蛋白与氧解离，形成还原血红蛋白。
②二氧化碳的运输
组织中产生的二氧化碳进入血液后，在其分压差的推动下，大部分进入红细胞，在其中以氨基甲酸血红蛋白或碳酸盐的形式运输。
二、呼吸作用
1.呼吸作用的类型
呼吸作用是指生活细胞内的有机物，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放能量的过程。应该注意的是，呼吸作用并不一定伴随着O2的吸收和CO2的释放。依据呼吸过程中是否有氧参与，可将呼吸作用分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
（1）有氧呼吸是指生活细胞利用分子氧（O2），将某些有机物质彻底氧化分解释放CO2，同时将O2还原为H2O，并释放能量的过程。这些有机物称为呼吸底物，碳水化合物、有机酸、蛋白质、脂肪等均可以作为呼吸底物。其总反应式如下：
C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能

（2）无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物（酒精、乳酸等），同时释放出部分能量的过程。有氧呼吸是由无氧呼吸进化来的。植物中的无氧呼吸主要产生酒精，动物组织无氧呼吸主要产生乳酸。如苹果、香蕉贮藏久了产生的酒味，便是酒精发酵的结果;胡萝卜、甜菜块根在储藏时也会产生乳酸。一般将微生物的无氧呼吸统称为发酵。需要指出的是，发酵工业上所说的发酵，并非完全是无氧的，如醋酸发酵就是需要氧的。反应式可写为：
1葡萄糖
2丙酮酸
2乙醛
2乙醇＋2ATP+2CO2+2H2O
NADH+H
NAD+
酒精发酵（酵母菌）：

乳酸发酵（乳酸菌）：
1葡萄糖
2丙酮酸
2乳酸＋2ATP+2H2O

长时间的无氧呼吸对植物有较大影响：无氧呼吸释放的能量少，要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活动的需要就要消耗大量的有机物，以至呼吸基质很快耗尽；无氧呼吸生成氧化不彻底的产物，如酒精、乳酸等。这些物质的积累，对植物会产生毒害作用；无氧呼吸产生的中间产物少，不能为合成多种细胞组成成分提供足够的原料。
2.呼吸作用的生理意义（图4-3）
（1）为植物生命活动提供能量
（2）中间产物是合成重要有机物质的原料
（3）在植物抗病免疫方面有重要作用
3.呼吸作用的途径
呼吸作用的糖的分解代谢途径有三种，糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸途径。不管是有氧呼吸或无氧呼吸，糖的分解都必须先经过糖酵解阶段，形成丙酮酸，然后才分道扬镳。还有一种葡萄糖在细胞质内进行的直接氧化降解的酶促反应过程称为戊糖磷酸途径。在正常情况下，植物细胞里葡萄糖降解主要是通过糖酵解和三羧酸循环，戊糖磷酸途径所占的比重较小（一般只占百分之几到三十之间）。但这两种途径在葡萄糖降解中所占的比例，随植物的种类、器官、年龄和环境而异。
4.呼吸作用的过程

图4-3 呼吸作用的意义

以葡萄糖的氧化为例，呼吸作用可分为三个部分：糖酵解；三羧酸循环和氧化磷酸化。
（1）糖酵解
指葡萄糖在无氧条件下被酶降解成丙酮酸，并释放能量的过程。也称为EMP途径。包括一系列反应，都在细胞质中发生，而且不需要氧。这一过程可以分为以下两步（图4-4）：
第一步是1分子葡萄糖经过两次磷酸化，而形成1分子的1，6-二磷酸果糖，这一过程要消耗2分子的ATP；第二步是1分子的1，6-二磷酸果糖，在有关酶的催化作用下，最终形成2分子的丙酮酸，并将2分子的氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）还原成2分子的还原型辅酶Ⅱ（NADH），这一过程生成2分子的ATP。总反应式：
2丙酮酸+2ATP+2NADH+2H++2H2O
葡萄糖+2ADP+2Pi+2NAD+

在缺氧情况下，NADH就去还原乙醛成乙醇，或还原丙酮酸为乳酸。无氧呼吸释放二氧化碳，说明呼吸底物在此过程中也被氧化，但是氧化作用所需要的氧是来自组织内的含氧物质，即水分子和被氧化的糖分子中得到的，因此无氧呼吸也称分子内呼吸。如果氧气充足，则丙酮酸就完全氧化形成水和二氧化碳。
（2）三羧酸循环
糖酵解的产物丙酮酸，在有氧条件下进入线粒体，首先丙酮酸氧化脱羧，与辅酶A结合成为活化的乙酰辅酶A（乙酰CoA），再通过一个包括三羧酸和二羧酸循环而逐步氧化分解，最终形成水和二氧化碳并释放能量的过程。发生在在线粒体基质中。
这一循环过程的最初中间产物是柠檬酸，而柠檬酸是一种三羧基酸，所以这个过程叫做三羧酸循环，也叫做Krebs循环或柠檬酸循环（图4-5）。

图4-4 糖酵解的过程
图4-5 三羧酸循环

概括地说，这一过程一共发生了5次脱氢，其中4次脱出的氢都被NAD+携带着，形成NADH，另一次则被黄酶（FAD）携带着，形成还原型黄酶（FADH2），并形成2分子ATP。
各种细胞的呼吸作用都有三羧酸循环；三羧酸循环是最经济和最有效率的氧化系统。
其特点和意义如下：①该途径不需要通过糖酵解，对葡萄糖进行直接氧化，生成的NADPH也可能进入线粒体，通过氧化磷酸化作用生成ATP。②产生大量的NADPH,为细胞的各种合成反应提供主要的还原力。NADPH作为主要的供氢体,为脂肪酸、固醇、等的合成, 硝酸盐、亚硝酸盐的还原以及氨的同化等反应所必需。③为合成代谢提供原料。
（3）氧化磷酸化
在这一过程中，NADH中的H传递给了FAD，于是NADH被氧化成NAD+，而FAD则被还原成FADH2。FADH2中的H2则分离成游离的氢离子（H+）和电子（e）：

图4-6氧化磷酸化

FADH2→FAD+2H+ + 2e
电子e可以在多种细胞色素中按顺序传递，最终传递给氧，再加上由FADH2游离出来的H+，最终生成H2O。这一过程中，H+和e在各传递体中依次传递，共同构成了一条链，因此叫做细胞呼吸电子传递链，或简称为呼吸链。在电子传递过程中，因为氧化NADH和FADH2而释放出的能量形成了ATP，并且这一氧化作用与磷酸化作用总是偶联在一起的，所以这一过程叫做氧化磷酸化（图4-6）。
（4）呼吸作用产生的ATP统计
1分子葡萄糖经过呼吸作用产生的ATP统计：
糖酵解
底物水平的磷酸化
己糖分子活化产生2NADH
4ATP（细胞质）－2ATP(细胞质)
4或6ATP（线粒体）
丙酮酸脱羧
2NADH
6ATP（线粒体）
三羧酸循环
底物水平磷酸化产生6NADH
产生2FADH2
2ATP（线粒体）
18ATP（线粒体）
4ATP（线粒体）
总计

36或38ATP
在氧化磷酸化过程中，1分子NADH彻底被氧化，需要发生3次磷酸化，生成3分子的ATP；1分子的FADH2彻底被氧化，则生成2分子的ATP。
因为1 mol的物质含有6.02×1023个分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，则生成6 mol的二氧化碳和6 mol的水，并生成38 mol的ATP。在标准状态（是指作用物的质量浓度为1 mol/L、pH为7.0、温度为25 ℃的状态）下，1 mol ADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，那么，38个ATP就需要1 161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖释放出来的能量是2 870 kJ，其中只有1 161 kJ被保留在ATP中，它们可供细胞生命活动利用。这就是说，有氧呼吸的能量转换效率约为40%左右，其余的能量则以热能的形式散失或作他用。
5.呼吸作用与光合作用的关系
（1）ADP和NADP+在光合和呼吸中可共用。
（2）光合C3途径与呼吸PPP途径基本上正反反应，中间产物可交替使用。
（3）光合释放O2 → 呼吸；呼吸释放CO2 → 光合
6. 影响呼吸作用的因素
（1）呼吸作用的指标
①呼吸速率：又称呼吸强度，是最常用的生理指标。通常以单位时间内单位鲜重或干重植物组织或原生质释放的CO2
②呼吸商：（R.Q.）又称呼吸系数，同一植物组织在一定时间内所释放的CO2与所吸收的O2的量(体积或摩尔数)的比值。它表示呼吸底物的性质及氧气供应状态的一种指标。
R.Q.=释放的CO2/吸收O2的量
呼吸底物是各种有机物，有机物来源于食物，最终来源于光合作用。氨基酸和脂肪酸的氧化，都首先转化为某种中间代谢物，再进入糖酵解或三羧酸循环。氨基酸氧化需先脱氨，再进入呼吸代谢途径。脂肪酸氧化需转化为乙酰CoA，再进入三羧酸循环。底物类型不同，完葡萄糖全氧化时的R.Q.＝1；富含氢的脂肪、蛋白质<1；含氧较多的有机酸>1。呼吸商的大小与呼吸底物的性质关系密切，根据呼吸商的大小可大致推测呼吸底物的类型。生物材料的呼吸商也往往来自多种呼吸底物的平均值。氧气对呼吸商影响也很大，如无氧条件下发生的酒精发酵，只有CO2释放，无O2的吸收，则R.Q.远大于1。
（2）内部因素对呼吸速率的影响
不同植物具有不同的呼吸速率，一般是生长快的植物呼吸速率也快。
同一植株的不同器官或组织，呼吸速率也有很大差异。一般来说，生殖器官＞营养器官；生长旺盛＞生长缓慢；幼嫩器官＞年老器官；种子内，胚＞胚乳
（3）外界条件对呼吸速率的影响
①温度：最适温度: 25～35℃，而且呼吸最适温度＞光合最适温度
最低温度：0℃左右（冬小麦: 0℃~ -7℃，松树针叶: -25℃）
最高温度：35～45℃
在0—35℃，温度系数(Q10)为2.0～2.5
②氧气：氧气浓度＜20％时，呼吸开始下降；氧气浓度在10％～20％时，有氧呼吸为主；氧气浓度＜10％；无氧呼吸出现并逐步增强，有氧呼吸迅速下降。把无氧呼吸停止进行的最低氧含量(10％左右)称为无氧呼吸的消失点。
氧浓度过高，对植物有毒害；氧浓度过低, 无氧呼吸增强，产生酒精中毒，消耗体内养料过多。
③CO2：CO2浓度增高, 呼吸受抑；CO2＞5％时，明显抑制；土壤积累CO2可达4％～10％，
④水分：干燥种子，呼吸很微弱；吸水后迅速增加，所以种子含水量是制约种子呼吸强弱的重要因素。整体植物的呼吸速率，随着植物组织含水量的增加而升高。
⑤机械损伤：造成的称伤呼吸。
7.呼吸作用的原理在农业生产中的应用
（1）呼吸作用与作物栽培
对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。
水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。
（2）呼吸作用与粮食贮藏
种子是有生命的有机体，不断进行着呼吸作用。呼吸速率快，会引起有机物的大量消耗；呼吸放出的水分，又会使粮堆湿度增大，粮食“出汗”，呼吸加强；呼吸放出的热量，又使粮温增高，反过来又促使呼吸增强，最后导致发热霉变，使粮食变质变量。因此，在贮藏过程中，必须降低呼吸速率，确保贮粮安全。经分析，种子本身呼吸增高不大，主要是种子上附着的微生物，它们在75%相对湿度中可迅速繁殖。所以，粮食安全贮藏，首先要晒干。
（3）呼吸作用与果蔬贮藏
果蔬贮藏不能干燥，因为干燥会造成皱缩，失去新鲜状态，但柑橘、白菜、菠菜等贮藏前可轻度干燥，以减少呼吸。果蔬贮藏也应采取降低氧浓度或降低温度的原理。
现在常用“自体保藏法”来贮藏果蔬，其原理是在密闭环境里，利用果蔬本身呼吸释放出的二氧化碳，达到高浓度后抑制呼吸作用，以延长贮藏时间。
（4）呼吸作用的其他应用
较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。
选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
谷氨酸棒状杆菌是一种厌氧细菌。在无氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠──味精。
有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺和马拉松长跑等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。

[典型例题]
例1．在下列哪种条件下贮藏果实的效果好？( )
　　A．高二氧化碳浓度、低氧浓度和高乙烯浓度
　　B．低二氧化碳浓度、高氧浓度和无乙烯
　　C．低氧浓度、高二氧化碳浓度和无乙烯
　　D．无氧、无乙烯和高二氧化碳浓度
答案：C
解析：贮藏果实应降低呼吸强度，呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸，为使两种呼吸强度都降低，应选较低氧气浓度，而不是无氧或高氧浓度，同时应选高CO2浓度，才能有效的阻止呼吸作用的进行。乙烯是催熟剂，所以应选无乙烯的条件。
例2．厌氧条件下，哪一种化合物会在哺乳动物的肌肉组织中积累 ( )
　　A．乳酸 B．丙酮酸 C．酒精 D．CO2
答案：A
解析：哺乳动物无氧呼吸的产物是乳酸，而不是酒精和CO2，丙酮酸是呼吸作用的中
间产物，也不会在肌肉组织中积累。
例3．水淹导致植物死亡的原因是 ( )
　　A．土壤水势过高 B．植物的根缺氧
　　C．呼吸产生的CO2的毒害作用 D．土壤中的物质溶于水中达到毒害作用的浓度
答案：B
解析：水淹导致植物死亡的原因是根系缺乏氧气，主要进行无氧呼吸。第一，无氧呼吸释放的能量少，要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活动的需要就要消耗大量的有机物，以至呼吸基质很快耗尽。第二，无氧呼吸生成氧化不彻底的产物，如酒精、乳酸等。这些物质的积累，对植物会产生毒害作用。第三，无氧呼吸产生的中间产物少，不能为合成多种细胞组成成分提供足够的原料。
例4．呼吸商是呼吸作用的一个重要指标．它是呼吸作用所放出的CO2的摩尔数或体积与所吸收的O2的摩尔数或体积之比。蓖麻油的分子式是Ｃ57H101O9，如它是呼吸底物并完全被氧化，Ｃ57H101O9 +O2→CO2+H2O，呼吸商是 （ ）
　　A．0.57 B．1.65 C．0.73 D．0.89
答案：C
解析：将该 反应式配平，即为4Ｃ57H101O9 +311O2＝228CO2+202H2O，呼吸商为228/311=0.733。
例5．下列图文相符的有（BD）
A
B
C
D

答案：BD
解析：A，小白鼠是恒温动物，当环境温度升高时，维持体温所需的能量减少，有氧呼吸强度下降，耗氧量下降。B，酵母菌是兼性厌氧型生物，在氧浓度较低时，进行无氧呼吸，随氧浓度的升高，无氧呼吸强度下降。当氧浓度到达一定值时，开始进行有氧呼吸，符合曲线。C，此图表示的是“光合午休现象”，而“光合午休现象”只发生于夏季晴朗的中午。D，番茄种子萌发时，由于呼吸产生能量，分解有机物，所以干重在减少。当长出叶片开始光合时，合成有机物，干重又开始增加。
例6．氨基酸作为呼吸底物时呼吸商是 （ ）
　　A．大于1 B．等于1 C．小于1 D．不一定
答案：D
解析：呼吸商是呼吸作用所放出的CO2的摩尔数或体积与所吸收的O2的摩尔数或体积之比。呼吸商的大小主要取决于呼吸底物的碳、氢、氧的比，由于不同氨基酸的碳、氢、氧的比不同，所以呼吸商不定。
例7．宇宙空间站内绿色植物积累240mol氧气，这些氧气可供宇航员血液中多少血糖分解，大约使多少能量储存在ATP中？ （ ）
　　A．40mol，28 675kJ B．240mol，28 657kJ
　　C．40mol，46 440kJ D．240mol，46 440kJ
答案：C
解析：根据有氧呼吸反应式，葡萄糖与氧气的比是1：6，240mol氧气能分解40mol葡萄糖，每mol葡萄糖分解时会将1161KJ的能量储存在ATP中，40mol葡萄糖分解时会将46440KJ的能量储存在ATP中。
例8．下列关于呼吸作用产物的叙述中，只适用于有氧呼吸的是 （ ）
　　A．产生ATP B．产生丙酮酸 C．产生H2O D．产生CO2
答案：C
解析：无氧呼吸和有氧呼吸都产生ATP、丙酮酸和CO2，而只有有氧呼吸产生H2O。
例9．以下哪种物质不属于糖酵解过程中的产物：（ ）
A．磷酸烯醇式丙酮酸 B．3--磷酸甘油酸
C．2--磷酸甘油醛 D．果糖--6--磷酸
答案：C
解析：糖酵解过程大致可分成下列四个阶段：（1）葡萄糖或糖原转变为果糖-1，6-二磷酸（FDP），（2）果糖-1，6-二磷酸分解为甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸，（3）甘油醛-3-磷酸转变为丙酮酸，（4）在无氧情况下，丙酮酸经乳酸脱氢酶催化，接受甘油醛-3-磷酸脱氢过程中生成的NADH＋H+中的两个氢原子，被还原成为乳酸，乳酸是糖酵解的最终产物。
例10．抗氰呼吸受下列哪种抑制剂抑制 （ ）
　　A．抗霉素A B．安密妥、鱼藤酮 C．CO D．KCN和CO

答案：B
解析：从上图可看出，要抑制抗氰呼吸，则这种呼吸抑制剂的作用位点应在UQ之前，因此应为安密妥、鱼藤酮。
例11．甲、乙两组数量相同的酵母菌培养在葡萄糖溶液中，甲组进行有氧呼吸，乙组进行发酵，若两组消耗了等量的葡萄糖则 （ABC）
　　A．甲组放出的CO2与乙组放出的CO2的体积比为3︰1
　　B．甲组释放的能量与乙组释放的能量之比为15︰1
　　C．它们放出的CO2和吸入的O2的体积之比为4︰3
　　D．若两组产生的CO2量相等．那么消耗的葡萄糖之比为3︰1
答案：ABC
解析：有氧呼吸每消耗1mol葡萄糖，产生CO26mol，释放能量2870KJ。无氧呼吸每消耗1mol葡萄糖，产生CO22mol，释放能量196.65KJ。如果将两种呼吸产生的CO2累加与有氧呼吸吸入的O2体积作比则应为（6＋2）：6＝4：3。若两组产生CO2量相等．那么消耗的葡萄糖之比为3︰1。
例12．下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化，请据图回答：

（1）外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是 。
（2）该器官CO2的释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条曲线，此时该器官的呼吸作用方式是 。
（3）当外界氧浓度为4％～5％时，该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2吸收量的相对值为0.4。此时，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 倍；释放的能量约相当于有氧呼吸的 倍；形成ATP的数量约相当于有氧呼吸的 倍。
答案：（1）有氧呼吸和无氧呼吸（2）有氧呼吸（3）1.5，0.1，0.07
解析：（1）分析图中曲线，O2吸收量可代表有氧呼吸的强度，CO2释放量可代表有氧呼吸与无氧呼吸强度之和。外界氧浓度在10％以下时，两条曲线不重合，说明同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。（2）两条曲线在P点相交后重合为一条曲线，释放的CO2 和吸收的O2量相等，说明只进行有氧呼吸。（3）有氧呼吸消耗的葡萄糖：消耗的O2 ：释放的CO2=1：6：6，无氧呼吸消耗的葡萄糖：释放的CO2=1：2，当O2吸收量的相对值为0.4时，说明有氧呼吸释放的CO 2也是0.4，则无氧呼吸释放的CO 2是0.2。无氧呼吸消耗的葡萄糖是0.2/2，有氧呼吸消耗的葡萄糖是0.4/6，作比为1.5。再乘上无氧呼吸与有氧呼吸释放能量之比196.65/2870，约等于0.1。用1.5乘上无氧呼吸与有氧呼吸形成ATP之比2/38，约等于0.07。

[智能训练]
1．动物脂肪氧化供能的特点是： （ ）
A．氧化时释放能量多
B．动物体所消耗的能量的绝大部分是由脂肪提供
C．在短期饥饿情况下，脂肪是主要的能量来源。
D．脂肪不能在机体缺氧时供能
2．光呼吸底物氧化的地点在： （ ）
　　A．叶绿体 B．过氧化物酶体 C．线粒体 D．细胞质
3．水果储藏保鲜时，降低呼吸的环境条件是： （ ）
　　A．低O2，高CO2，零上低温 B．低CO2，高O2，零下低温
　　C．无O2，高CO2，零上低温 D．低O2，无CO2，零上低温
4．下列过程中哪一个释放能量最多？ （ ）
　　A．糖酵解 B．三羧酸循环 C．生物氧化 D．暗反应
5．葡萄糖酵解的产物是： （ ）
　　A．丙氨酸 B．丙酮醛 C．丙酮酸 D．乳酸 E．磷酸丙酮酸
6．动物体内糖类、蛋白质、脂肪在代谢过程中可以互相转化的枢纽是 （ ）
　　A．三羧酸循环 B．丙酮酸氧化 C．ATP的形成 D．糖酵解
7．在呼吸作用过程中，若有CO2放出，则可推断此过程一定 （ ）
　　A．是有氧呼吸 B．是无氧呼吸 C．不是酒精发酵 D．不是乳酸发酵
8．贮藏在地窖中的大量马铃薯处在相对缺氧状态下，可以通过无氧呼吸获得少量能量。这时葡萄糖被分解为 （ ）
A．乳酸和二氧化碳 B．乳酸
C．酒精和二氧化碳 D．酒精
9．已知1mol葡萄糖完全燃烧释放出能量2 870kJ，1molATP转化为ADP释出能量31kJ，lmol葡萄糖生物氧化时，脱下的H在线粒体内氧化生成36molATP，若在线粒体外氧化则生成38moIATP。那么，细菌和动物利用葡萄糖进行有氧呼吸的能量利用率分别为
（ ）
　　A．34％和36％ B．36％和34％ C．39％和41％ D．41％和39％
10．剧烈运动时，肌肉内产生乳酸，能在何处合成为糖元 （ ）
　　A．肌肉中 B．血液中 C．肝脏中 D．胰脏中
11．让一只鼠吸入含有放射性18O的O2，该鼠体内最先出现标记氧原子的是 （ ）
　　A．丙酮酸 B．二氧化碳 C．乳酸 D．水
12．l分子丙酮酸经TCA循环及呼吸链氧化时 （ ）
A．生成3分子CO2 B．生成5分子H2O
C．生成12个分子ATP D．有5次脱氢，均通过 NAD+开始呼吸链
13．葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖需要 （ ）
　　A．ATP B．NAD C．l，6-磷酸果糖 D．1，6-二磷酸葡萄糖
14．一分子葡萄糖完全氧化可以生成多少分子ATP （ ）
　　A．35 B．38 C．32 D．24
15．以有机物为基质的生物氧化反应中，主要以外源无机氧化物作为最终电子受体，称为
（ ）
　　A．好氧呼吸 B．无氧呼吸 C．发酵 D．分子内呼吸
16．水稻对于土壤通气不良具有较强的忍耐力，这个特性与以下哪些特点有关？（ ）
　 A．水稻无氧呼吸不会产生酒精，不易烂根
B．水稻幼苗在缺氧情况下，细胞色素氧化酶仍保持一定的活性
　　C．水稻根部具有较强的乙醇酸氧化能力，该途径放出的氧可供根系呼吸用
　　D．水稻根部具有较发达的细胞间隙和气道，并与茎叶的气道相通
17．细胞进行有氧呼吸时电子传递是在 （ ）
　　A．细胞质内 B．线粒体的内膜 C．线粒体的膜间腔内 D．基质内进行
18．参与体内供能反应最多的高能磷酸化合物是： （ ）
　　A．磷酸肌酸 B．三磷酸腺苷 C．PEP D．UTP E．GTP
19．氧化磷酸化过程中电子传递的主要作用是： （ ）
A．形成质子梯度 B．将电子传给氧分子
C．转运磷酸根 D．排出二氧化碳
20．以下各项中限制糖酵解速度的步骤是 （ ）
A．丙酮酸转化为乳酸
B．6一磷酸果糖的磷酸化
C．葡萄糖的磷酸化
D．从6一磷酸葡萄糖到6一磷酸果糖的异构作用
21．植物细胞的呼吸强度一般随植物种类和组织类型不同而不同，下列哪一项一般是不正确的（D）
　　A．相同环境下，落叶树叶片比常绿树呼吸强度高
　　B．阳生植物呼吸强度比阴生植物高
　　C．老器官的呼吸强度比幼嫩器官的低
　　D．花的呼吸强度一般低于叶、根
22．通常酚氧化酶与所氧化的底物分开，酚氧化酶氧化的底物贮存在 （ ）
　　A．液泡 B．叶绿体 C．线粒体 D．过氧化体
23．植物抗氰呼吸的P／O比值是 （ ）
　　A．1 / 2 B．1 C．3 D．3
24．在呼吸作用的末端氧化酶中，与氧气亲和力最强的是 （ ）
　　A．抗坏血酸化酶 B．多酚氧化酶 C．细胞色素氧化酶 D．交替氧化酶
25．水稻幼苗之所以能够适应淹水低氧条件，是因为低氧时下列末端氧化酶活性加强的缘故 （ ）
　　A．抗霉素A B．安密妥 C．酚氧化酶 D．交替氧化酶
26．植物呼吸过程中的氧化酶对温度反应不同，柑橘果实成熟时，气温降低，则以下列哪种氧化酶为主 （ ）
A．细胞色素氧化酶 B．多酚氧化酶
C．黄酶 D．交替氧化酶
27．呼吸跃变型果实在成熟过程中，抗氰呼吸加强，与下列哪种物质密切相关 （ ）
　　A．酚类化合物 B．糖类化合物 C．赤霉素 D．乙烯
28．当植物组织从有氧条件下转放到无氧条件下，糖酵解速度加快，是由于 （ ）
　　A．柠檬酸和ATP合成减少 B．ADP和Pi减少
　　C．NADH＋H＋合成减少 D．葡萄糖–6–磷酸减少
29．细胞中物质分解代谢时，三羧酸循环发生在 （ ）
　　A．细胞质 B．细胞核 C．叶绿体 D．线粒体
30．根瘤菌进行呼吸过程的主要场所是 （ ）
　　A．细胞质基质 B．核区 C．线粒体 D．细胞膜
31．取浸泡去皮的种子，放在红墨水中染色15min～20min，请指出下列哪项表明种子完全丧失生命力 （ ）
　　A．胚根、子叶完全未着色 B．胚根、子叶略带红色
　　C．胚全部染上红色 D．胚根、子叶出现红点
32．同呼吸作用有关，但与 ATP无关的过程是 （ ）
　 A．主动运输 B．协助扩散 C．离子交换吸附 D．渗透吸水
33．豌豆种子发芽早期，CO2的释放量比O2的吸收量多3倍～4倍，这是因为种子此时的
（ ）
　　A．无氧呼吸比有氧呼吸强 B．光合作用比呼吸作用强
　　C．有氧呼吸比无氧呼吸强 D．呼吸作用比光合作用强
34．在植物很细胞中，彻底分解1mol葡萄糖，需消耗的氧气量、释放的能量以及其中可能转移到ATP中的能量数分别是 （ ）
　　A．2mol、1161kJ、2 870kJ B．2mol、686kJ、300kJ
　　C．6mol、2 870kJ、1161kJ D．6mol、686kJ、300kJ
35．将细菌培养物由供氧条件转变为厌氧条件，下列过程中加快的一种是 （ ）
A．葡萄糖的利用 B．二氧化碳的放出
C．ATP的形成 D．丙酮酸的氧化
36．动物体内能量代谢过程中，能量转移是指 （ ）
　　A．肝糖元与血糖的相互转变需ATP B．有机物氧化分解产生ATP
　　C．合成有机物消耗ATP D．ATP释放能量用于各种生理活动
37．对于动物体内脂肪的叙述错误的是 （ ）
　　A．脂肪是动物能源的补充料和储备品
　　B．动物体内脂肪氧化比同质的糖类氧化时产热量高1倍多
　　C．动物含不饱和脂肪酸比植物高
　　D．动物体内调配脂类的总枢纽是肝脏
38．在内呼吸过程中，吸入氧气与下列哪项无直接关系 （ ）
　　A．呼吸运动 B．气体扩散 C．组织细胞缺氧 D．血红蛋白质的机能
39．当用14C标记的葡萄糖饲喂动物后，可在哪种物质中发现？ （ ）
　　A．胆固醇 B．脂肪 C．尿素 D．维生素
40．一分子葡萄糖在有氧呼吸分解过程中，经过三羧酸循环阶段，能直接产生几个分子的ATP？ （ ）
　　A．1 B．2 C．4 D．0
41．1g分子葡萄糖在细胞内氧化和在体外燃烧，其共同点是 （ ）
A．C6H12O2＋6O2→6CO2＋6H2＋686 000卡
B．60％能量以热的形式散发
C．需H2O参与间接供氧
D．碳原子直接与O2结合生成CO2
42．有氧呼吸、无氧呼吸和光合作用都有的现象是 （ ）
A．最终合成有机物 B．最终分解有机物
C．气体交换 D．能量转换
43．下列哪一种活动释放能量最多 （ ）
A．光解 B．糖酵解
C．柠檬酸循环 D．呼吸链中最后的氧化作用
44．当人在剧烈运动时，合成ATP的能量主要来源于 （ ）
　　A．无氧呼吸 B．有氧呼吸 C．磷酸肌酸 D．以上三项都有
45．人在剧烈运动时，处于暂时相对缺氧状态下的骨骼肌可以通过无氧呼吸获得少量的能量，此时葡萄糖变为 （ ）
　　A．酒精 B．乳酸 C．酒精和二氧化碳 D．乳酸和二氧化碳
46．人体进行下列哪项生理活动时，会产生ATP？ （ ）
　　A．呼吸运动 B．外呼吸 C．肺的通气 D．内呼吸
47．根瘤菌进行呼吸作用的主要场所是 （ ）
　　A．细胞质基质 B．细胞膜 C．线粒体 D．核区
48．下图表示某陆生植物的非绿色器官呼吸过
程中O2的吸收量和CO2的释放量(mo1)之
间的相互关系，其中线段XY=YZ，下列哪
个结论是正确的？ （ ）
A．B点时无氧呼吸强度最低
B．在氧浓度为a时，有氧呼吸与无氧呼吸
释放的二氧化碳之比为3:1
C．在氧浓度为a时，有氧呼吸和无氧呼吸
释放的能量相等
D．在氧浓度为a时，有氧呼吸与无氧呼吸
消耗的葡萄糖之比约为1:3
49．实验室里三种植物细胞，分别取自于植物的三种营养器官。在适宜的光照、温度等条件下，测得甲细胞只释放CO2而不释放O2；乙细胞只释放O2不释放CO2；丙细胞既不释放O2也不释放CO2。以下叙述中正确的有 （ ）
A．甲不可能取自于叶 B．乙不可能取自于根　
　　C．丙可能是死细胞 D．甲可能取自于茎
50．酵母菌无氧呼吸时，产生A摩尔的CO2，人体在正常情况下消耗同样量的葡萄糖，可形成CO2的量是 （ ）
　　A．1 / 12A摩尔 B．2A摩尔 C．3A摩尔 D．6A摩尔
51．下列生物的呼吸作用只在细胞质基质中进行的是 （