必修1　第3单元　第3讲　细胞呼吸的影响因素探究酵母菌细胞呼吸的方式

必修1分子与细胞第三单元细胞的能量供应和利用第3讲细胞呼吸的影响因素、探究酵母菌细胞呼吸的方式考情研读·备考定位课标要求核心素养1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2．活动：探究酵母菌的呼吸方式。1．通过构建模型分析影响细胞呼吸的因素，培养模型构建的科学思维能力。(科学思维)2．通过“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验，掌握对生物学问题进行初步探究的能力。(科学探究)3．通过分析细胞呼吸的原理在生产、生活中的应用，养成关注社会的责任意识。(社会责任)考点二提能训练练案[11]考点一考点一探究酵母菌细胞呼吸的方式及其拓展应用必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．实验原理2．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋5%_________溶液)。(2)检测CO2的产生，装置如图所示。注：澄清石灰水也可以换为溴麝香草酚蓝溶液。葡萄糖(3)检测酒精的产生3．实验现象甲不变色教材隐含知识1．(必修1P91探究·实践)在检测酒精的实验中，为什么将酵母菌培养的时间延长以耗尽溶液中的葡萄糖？_________________________________________________________________________________________________________。由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖2．(必修1P92科学方法)对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有_________(填序号)。①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素示踪实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。①②③思|维|辨|析合，判断正误。(1)探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2。(

)(2)对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的。(

)(3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可用酸性重铬酸钾溶液检测二氧化碳的含量。(

)(4)培养开始时向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾溶液以便检测酒精生成。(

)答案：(1)√

(2)√

(3)×

(4)×延|伸|探|究某同学利用“液滴某著名企业法”探究萌发种子细胞呼吸的方式，请回答有关问题：(1)实验装置(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不动不动______________________________不动右移______________________________左移右移______________________________左移不动______________________________(3)由于环境变化也会影响液滴某著名企业，为使实验结果准确，除减少无关变量的干扰，还应如何设置对照实验？(4)若实验材料选用绿色植物，为准确判定细胞呼吸方式，应如何处理？提示：(2)只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡只进行产生酒精的无氧呼吸进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸(3)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。(4)若用绿色植物替代发芽种子，则整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰细胞呼吸的测定。剖析难点·考点突破精|准|命|题考向探究酵母菌细胞呼吸的方式

(2023·浙江卷)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例1答案：C解析：酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；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正确；消耗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错误。故选C。〔变式训练〕

(2025·浙江金华第一中学高三校联考模拟预测)如下图所示，在b瓶和d瓶中放入适量萌发的水稻种子，用于探究水稻种子萌发过程的呼吸方式，有关叙述正确的是(

)A．a瓶内左侧玻璃管不一定要插入NaOH溶液的液面下B．短时间内b瓶和d瓶的升高，且b瓶升高更快C．c瓶中澄清石灰水变浑浊，说明b瓶内的种子只进行需氧呼吸D．d瓶内换成等质量的块茎也可观察到相同的现象答案：B解析：a瓶内左侧玻璃管要插入NaOH溶液的液面下，保证空气中的二氧化碳被充分吸收，A错误；呼吸作用会散失热量，短时间内b瓶和d瓶的升高，且b瓶中种子进行需氧呼吸，散失热量较多，高更快，B正确；c瓶中澄清石灰水变浑浊，不排除b瓶内的种子进行无氧呼吸，C错误；块茎无氧呼吸的产物为乳酸，不产生二氧化碳，D错误。故选B。考点二细胞呼吸的影响因素及应用必备知识·夯实基础知|识|巩|固1．因素2．细胞呼吸的影响(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，过影响_________进而影响细胞呼吸速率。(2)应用①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可______保鲜时间。②提高产量：栽培蔬菜时，夜间适当______，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。酶活性延长降低3．氧气浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：O2是____________所必需的，且O2对无氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用。有氧呼吸抑制促进(2)应用①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的______呼吸。②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生______。④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生______，防止酒精中毒，烂根死亡。无氧乳酸酒精4．二氧化碳浓度对细胞呼吸的影响(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会______(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，适当______CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。抑制增加5．水对细胞呼吸的影响(1)原理①间接影响：细胞内的化反应需要水的参与，_________含量升高，细胞呼吸加快。②直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。(2)应用①抑制细胞呼吸：晒干的种子_________含量降低，细胞呼吸减慢，有利于储藏。②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。自由水自由水思|维|辨|析合，判断正误。(1)“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。(

)(2)密封塑料袋中的块茎会因无氧呼吸积累酒精而造成腐烂。(

)(3)用乳酸菌制酸奶时，应先通气再密封，利于乳酸菌发酵。(

)(4)破伤风芽孢杆菌锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。(

)(5)提倡有氧运动，原因之一是避免肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸。(

)答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√延|伸|探|究1．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、等，其主要原因是什么？提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。2．夏季，池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象，原因是什么？提示：黎明时分水中的溶解氧不足，鱼为了呼吸，便会浮头，以便从空气中吸取氧气。剖析难点·考点突破精|准|命|题考向一结合影响细胞呼吸的因素，考查科学思维

(2025·湖北重点中学联考)呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是(

)例1A．呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B．B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C．为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D．C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化答案：B解析：根据题意可知，呼吸熵＝放出的CO2量/吸收的O2量，酵母菌有氧呼吸放出的CO2量与吸收的O2量相等，无氧呼吸不吸收O2，但能放出CO2，故呼吸熵越小，表示有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱，A错误，B正确；C点呼吸熵为1，说明酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的有机物较多，C错误；C点以后只进行有氧呼吸，其呼吸强度在一定范围内会随着O2浓度的增加而增强，D错误。〔变式训练1〕

(2025·山东济南高三诊断)下图表示O2浓度和洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响，下列叙述错误的是(

)A．与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低B．与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有O2浓度和C．由图可知，细胞有氧呼吸的最适于30℃和35℃之间D．O2浓度不变，A点时适当提高，细胞有氧呼吸速率可能增大答案：C解析：当O2浓度为60%时，有氧呼吸的速率在30℃时比20℃时的大，说明与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低，A正确；当O2浓度为20%时，C点升高，有氧呼吸速率会增大，所以响有氧呼吸速率，当15℃时，增大O2浓度，有氧呼吸速率也会增大，所以O2浓度也会影响有氧呼吸速率，B正确；分析题图可知，在

20℃、30℃、35℃三个件下，30℃条件下O2充足时有氧呼吸速率最高，说明有氧呼吸的最适宜20～35℃之间，而不是位于

30℃和35℃之间，C错误；从图中可以看出，30℃时可能最接近酶的最适，如果酶的最适31℃，则适当升高提高有氧呼吸速率，D正确。故选C。考向二围绕细胞呼吸原理的应用，考查社会责任

(2025·山东威海高三期中)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(

)A．可采用适宜种并时常翻种的方法促进种子的萌发B．提倡慢跑等有氧运动的原因之一是防止无氧呼吸产生乳酸C．利用酵母菌和醋酸菌的无氧呼吸酿制酒精和乙酸D．用保鲜膜保存苹果，可以降低呼吸速率，起保鲜作用例2答案：C解析：适宜种并时常翻种可给予种子适宜的、湿度和氧气条件，促进种子的萌发，A正确；人体细胞进行无氧呼吸会产生乳酸，B正确；醋酸菌进行有氧呼吸产生乙酸，C错误；用保鲜膜保存苹果，通过降低O2浓度，使呼吸速率降低，同时减少水分散失，有利于水果的保鲜，D正确。〔变式训练2〕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℃左右种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的氧气B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低下呼吸速率降低，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解析：南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O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；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。素养提升·强化思维构|建|网|络|情境储备战高考|【情境储备】线粒体产能(ATP)的原理细胞呼吸的第一阶段。

1．糖酵解：葡萄糖(氨基酸或脂肪)被转化分解成丙酮酸或脂肪酸。丙酮酸和脂肪酸可进入线粒体进一步分解成乙酰CoA(乙酰辅酶A)。2．三羧酸循环(TCA循环)：乙酰CoA通过TCA循环(三羧酸循环)，产生含有高能电子的NADH和FADH2(后者无图示)。3．电子传递链：NADH和FADH2中的高能电子通过电子传递链(虚线带箭头曲线表示)最终传递给氧，生成水。在电子传递的过程中，内膜上的电子传递复合物将基质中的H＋转运至膜间隙，形成H＋浓度梯度，H＋的电化学梯度驱动ATP合成酶合成大量ATP。【高考预测】

(2025·山东淄博模拟)某实验小组为探究细胞中ROCK1(一种蛋白激酶基因)过度表达对细胞呼吸的影响，通过对体外培养的成肌细胞中加入不同物质检测细胞耗氧率(OCR，可一定程度上反映细胞呼吸情况)，设置对照组：Ad-GFP组，实验组：Ad-ROCK1(ROCK1过度表达)组。实验结果如图所示。下列叙述正确的是(

)A．加入寡霉素后，OCR降低值代表机体用于ATP合成的耗氧量B．FCCP的加入使细胞耗氧量增加，细胞产生的能量均以热能形式释放C．ROCK1过度表达只增加细胞的基础呼吸，而不增加ATP的产生量D．抗霉素A加入成肌细胞后只能进行无氧呼吸，无法产生[H]和CO2答案：A解析：图中0～17min，加入寡霉素前可代表细胞的正常耗氧率，寡霉素是ATP合成酶抑制剂，加入寡霉素后，OCR降低值代表细胞用于ATP合成的耗氧量，间接反映细胞此时的ATP产量，A正确；FCCP作用于线粒体内膜，大量耗氧，不能产生ATP，故FCCP的加入使细胞耗氧量增加，线粒体内膜上产生的能量均以热能形式释放，而细胞质基质和线粒体基质中的能量还可储存在ATP中，B错误；ROCK1过度表达不仅增加细胞的基础呼吸，而且增加细胞ATP的产生量，C错误；抗霉素A加入或肌细胞阻止线粒体耗氧，无法进行有氧呼吸第三阶段，细胞进行无氧呼吸，能产生[H]，D错误。真|题|再|现1．(2024·)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是(

)A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加答案：B解析：大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。故选B。2．(2024·山东卷改编)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法错误的是(

)A．p点为种皮被突破的时间点B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多答案：C解析：由图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。3．(2022·河北卷)关于呼吸作用的叙述，正确的是(

)A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色答案：B解析：能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。4．(2023·贵州卷)农业生产中，旱粮地低洼处，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。回答下列问题。(1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有_____________________；参与有氧呼吸的酶是______