细胞呼吸的原理和运用-高考生物一轮复习讲义（生物学必修1）

第15讲细胞呼吸的原理和运用

考点一探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.实验原理

(1)酵母菌的代谢类型：酵母菌是真核(真核/原核)生物,属于兼性庆氧菌,在卫

至L和无氟的条件下都能生存。

(2)细胞呼吸方式的判断：在有氧和无氧条件卜，细胞呼吸的产物不同，以此来碓定酵

母菌细胞呼吸的方式。

(1)图甲中空气先通过第一个锥形瓶溶液的目的是清除C02。

(2)图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是国星氢气。

(3)实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？此实验为对比实验，对比实验

不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组用互对照得出实验结论。

(4)实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸？煮沸的主要目的是火菌，排除其他微生物的呼

吸作用对实验结果造成干扰。

3.检测细胞呼吸产物所用试剂与现象

检测产物所用试剂实验现象

澄清的石灰水变混浊

二氧化碳

滨麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

酒精(酸性)重倍酸钾溶液橙色变成灰绿色

4.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，醉母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。

(3)在无氧条件下，解母菌通过细胞呼吸产生Jg撮，还产生少量的二氧化碳,

考点二有氧呼吸

1.有氧呼吸

细胞在氧的参与下，通过一多种酶的催化作用,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.主要场所——线粒体

(1)序号代表的结构名称：

①外膜；②崎；③内膜；④线粒体基质.

(2)与有氧呼吸有关的酶分布在：②、③、④。

(3)线粒体增大膜面积方式：内膜向内腔折叠形成喳。

3.有氧呼吸过程

——第一阶段第二阶段第三阶段

场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜

反应物葡萄糖丙酮酸、水［H］、。2

牛成物丙酮酸、［田、ATPC(b、[H]、ATPHQ、ATP

能量少量能量少量能量大量能量

(1)研究元素去向的方法：同位素标记法。

(2)产物COa中的：C来自前萄糖，。来自葡萄糖和水；

(3)产物从0中的：H来自葡萄糖和水，0来自氧气。

(4)细胞呼吸中［II］和ATP的来源和去路

来源去路

[H]有氧呼吸：GH-Oc和他0有氧呼吸：与有结合生成水

ATP有氧呼吸：三个阶段都产牛.用于各项生命活动

考点三无氧呼吸

1.场所：细胞质基质。

2.过程

(1)第•阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。

(2)第二阶段：丙酮酸在不同脑的催化作用下,分解成酒精和CO?,或者转化成乳酸。

(3)无氧呼吸总反应式

①酵母菌、多数植物、苹果：CH।-2aH50H(酒精)+2c(力+少量能量o

②乳酸菌、骨骼肌、马珍薯块茎、甜菜块根、玉米胚：典-2CHa+少量能量。

3.细胞呼吸的意义

(1)细胞呼吸能为生命活幻提供能量，是ATP的主要来源。

(2)细胞呼吸是生命代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸联系

起来。

考点四细胞呼吸原理及运用

1.细胞呼吸原理的运用

(1)包扎伤口：选用透气消毒纱布，抑制细菌无氧呼吸。

(2)酵母菌酿酒：“先通气，后密封”目的是：先止酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，

再无氧呼吸产生酒精。

（3）花盆经常松土：♦进根部有氧呼吸，吸收无机盐等。

（4）稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。

（5）提倡慢跑：防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生

（6）破伤风杆菌感染伤口：须及时清洗伤口，以防无氧呼吸。

2.细胞呼吸方式的判断

（1）消耗P或产生比0=存在有氧呼吸。

（2）不消耗。2,只产生COQ只进行无氧呼吸。

（3）0：吸收量=C02产生量=只进行呼吸。

0?吸收量VC02产生量n一氧呼吸和无氧呼吸都进行。

吸收量＞C（）2产生量n呼吸底物中存在脂肪。

（4）酒精量=C02产生量=只进行呼吸。

酒精审VC0?产生量n有氧呼吸和无氧呼吸都进行，多于C0?来自有氧呼吸。

考点五影响细胞呼吸的因素分析

1.影响细胞呼吸的外界因素分析

项目温度氯气浓度水分

影响自由水含量较高时呼吸旺

影响酶活性决定呼吸类型和强度

原理盛

呼吸速率£上无钮呼吸匕

坐标g：呼吸

g睁辄呼吸消失点

曲线

O温度oMOJ%°含水量

①在零上低温Y贮存蔬

常利用降低轨的浓度抑

菜、水果；②在大棚蔬菜贮藏作物种子时，将种子

实践制细胞呼吸、减少有机物

的栽培过程中，增加昼夜风干，以减弱细胞呼吸，

应用消耗这一原理来延长蔬

温差以减少有机物的消减少有机物的消耗

菜、水果的保鲜时间

耗提高产量

2.植物组织呼吸方式的探究

（1）实验设计

欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示（以发芽种子为例）:

（2）实验结果预测和结论

实验现象

结论

装置一液滴装置二液滴

进行，A错误；

B、细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H],TTF可在细胞质基质中生成，B正确；

C、保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF,C错误；

D、相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，

D错误。

3.（2021•湖北•高考真题）采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧

化反应,逐渐褐变。密封条件下4向冷藏能延K：梨的贮藏期。下列叙述错误的是（）

A.常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏

B.密封条件下，梨呼吸作用导致02减少，CO2增多，利于保鲜

C.冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓

D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓

【答案】C

【详解】

A、常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，细胞消耗的有机物增多，不耐贮

藏，A正确：

B、密封条件下，梨呼吸作用导致。2减少，CO2增多，抑制呼吸，有氧呼吸减弱，消耗的有

机物减少，故利于保鲜，B正确；

C、细胞中自由水的含量越多，则细胞代谢越旺盛，C错误；

D、酶活性的发挥需要适宜的温度等条件，结合题意“果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化

反应，逐渐褐变，密封条衅下4团冷藏能延长梨的贮藏期"可知，低温抑制了梨的酚氧化酶活

性，果肉褐变减缓，D正确。

4.（2021•浙江•高考真题）需氧呼吸必须有氧的参加，此过程中氧的作用是（）

A.在细胞溶胶中，参与糖酵解过程

B.与丙酮酸反应，生成CO2

C.进入柠檬酸循环，形成少量ATP

D,电子传递链中，接受氢和电子生成KO

【答案】D

【详解】

A、在细胞溶胶中，需要呼吸第一阶段是糖酵解过程，不需要氧参与，A错误；

B、需氧呼吸第二阶段，需要水与丙酮酸反应，生成CO2,不需要氧参与，B错误；

C、进入柠檬酸循环，形成少量ATP,是需要呼吸第二阶段，不需要氧参与，C错

误；

D、电子传递的最后一站是氧气接受氢和电子生成出0,D正确。

5.（2021•湖南•高考真题）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（）

A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40回左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼

吸作用提供水分、适宜的温度和氧气

B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长

C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气

D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用

【答案】B

【详解】

A、南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40团左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用卷供

水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；

B、种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低温条件下

保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；

C、油料作物种子种含有大量脂肪.，脂肪中C、H含量高，。含量低，油料作物种子萌发时

呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；

D、柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低

氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。

6.（2021・全国•高考真题）某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的

结果是（）

A.该菌在有氧条件下能够繁殖

B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生

C.该菌在无氟条件下能够产生乙醇

D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2

【答案】B

【详解】

A、酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有

氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合题意；

BC、酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生内酮酸、还原性的氢，

并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸被还原性氢还原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合题意,

C不符合题意；

D、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成CCh,D不符合题意。

7.（2021•全国•高考真题）植物在生长发育过程中，需要不断从环境中吸收水。下列有关植

物体内水的叙述，错误的是（）

A.根系吸收的水有利于植物保持固有姿态

B.结合水是植物细胞结构的重要组成成分

C.细胞的有氧呼吸过程不消耗水但能产生水

D.自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动

【答案】C

【详解】

A、水是植物细胞液的主要成分，细胞液主要存在于液泡中，充盈的液泡使植物细胞保持坚

挺，故根系吸收的水有利于植物保持固有姿态，A正确；

B、结合水与细胞内其他物质相结合，是植物细胞结构的重要组成成分，B正确：

C、细胞的有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水，C错误；

D、自由水参与细胞代谢活动，故自由水和结合水比值的改变会影响细胞的代谢活动，自由

水与结合水比值越高，细胞代谢越旺盛，反之亦然，D正确。

8.（2021•河北•高考真题）人体成熟红细胞能够运输02和C02,其部分结构和功能如图，

①〜⑤表示相关过程。下列叙述错误的是（）

A.血液流经肌肉组织时，气体A和B分别是CO2和。2

B.①和②是自由扩散，©和⑤是协助扩散

C.成熟红细胞通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提供能量

D.成熟红细胞表面的糖蛋白处于不断流动和更新中

【答案】D

【详解】

A、根据题意可知，红细胞能运输02和CO2,肌肉细胞进行有氧呼吸时，消耗。2,产生82,

可以判断气体A和B分别是C02和A正确；

B、①和②表示气体进出红细胞，一般气体等小分子进出细胞的方式为自由扩散，④是载

体蛋白运输葡萄糖进入红细胞，顺浓度梯度，不需要消耗能量，为协助扩散，⑤是HQ通

过水通道蛋白进入红细胞，属于协助扩散，B正确；

C、③为红细胞通过消耗能量主动吸收K+排出Na+,成熟红细胞没有线粒体，不能进行有氧

呼吸，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP,为③提哄能量，C正确；

D、成熟红细胞没有核糖体，不能再合成新的蛋白质，细胞膜上的糖蛋白不能更新，糖蛋白

存在于细胞膜的外表面，由于细胞膜具有流动性，其表面的糖蛋白处于不断流动中，D错误。

9.（2021•广东•高考真题）秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物

兴趣小组利用自制的纤维素水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌并探究其细胞呼吸（如图）。

下列叙述正确的是（）

酗

香

培

蓝

液

甲乙

A.培养开始时向甲瓶中加入重格酸钾以便检测乙醇生成

B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了C02

C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布

D.实验中增加甲瓶的酵母菌数最不能提高乙醇最大产品

【答案】D

【详解】

A、检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2mL注入到试管中，再向试管中加入0.5mL溶有0.1g

重铭酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误；

B、CO2可以使澳麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误;

C、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细

胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误；

D、乙醉最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加

甲瓶的醉母菌数量不能提高乙醉最大产量，D正确。

10.（2021•浙江•高考真题）下图为植物细胞质膜中H+ATP酹将细胞质中的H+转运到膜外的

示意图。下列叙述正确的是（）

mwmt

MXIUMII

AT[T忑P-Pi

H*

A.H+转运过程中H+ATP前不发生形变

B.该转运可使膜两侧H♦维持一定的浓度差

C.抑制细胞呼吸不影响H+的转运速率

D.线粒体内膜上的电子传递链也会发生图示过程

【答案】B

【详解】

A、主动转运过程中H+ATP酶作为载体蛋白，会发生形变，协助物质运输，A错误；

B、该转运方式为主动转运，主动转运的结果是使膜两侧H+维持一定的浓度差，B正确；

C、H+的转运方式主动转运，需要载体蛋白的协助，同时需要能量，抑制细胞呼吸会影响细

胞的能量供应，进而影响H+的转运速率，C错误；

D、图示过程是消耗ATP的过程，而线粒体内膜的电子传递链最终会生成ATP,不会发生图

示过程，D错误。

11.（2020•北京•高考真题）在口腔上皮细胞中,大量合成ATP的细胞器是（）

A.溶酶体B.线粒体C.内质网D.高尔基体

【答案】B

【详解】

A、溶酶体的作用是分解衰老损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒和病菌，A错误；

B、线粒体中可进行有氧呼吸作用的二三阶段，释放大量能量，合成大量ATP,B正确；

C、内质网是蛋白质的加工车间和脂质的合成车间，C错误；

D、高尔基体加工、分类和包装由内质网发送来的蛋白质，D错误。

12.（2020•浙江•高考真题）下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是（）

A.细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多

B.细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体崎上进行

C.细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸

D.若适当提高苹果果实贮藏环境中的02浓度会增加酒精的生成量

【答案】C

【详解】

A、需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，贮存在有机物中的能量全部释放出来，产生大

量ATP,而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的ATP少得多，A错误；

B、细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；

C、细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将1个葡萄糖分子转变为2个

丙酮酸分子，C正确；

D、若适当提岛单果果实贮敏环境中的02浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，

D借误。

13.（2020•山东•高考真题）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〃。下列说法错误的是（）

A.”瓦堡效应〃导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖

B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP

C.癌细胞呼吸作用过程中内酮酸主要在细胞质基质中被利用

D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少

【答案】B

【详解】

A、由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量，故"瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的

福萄糖来为生命活动供能，A正确；

B、无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,癌细胞中进行无氧呼吸时，第二阶段由丙胴酸转

化为乳酸的过程不会生成ATP,B错误；

C、由题干信息和分析可矢】，癌细胞主要进行无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利

用，C正