细胞呼吸的原理和应用（原卷版）-2025年高一生物寒假专项提升讲练【人教版】

第04讲细胞呼吸的原理和应用

一、细胞呼吸的原理

【基础巩固】

(-)细胞呼吸

1、概念：生物体内糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内经过一系列的,最终生

成，并且释放、生成的总过程，叫做细胞呼吸。

2、实质：细胞内的有机物,并移放

3、类型：根据是否需要，可分为两种类型：和c

4、探究酵母菌细胞呼吸的方式

(1)取材：酵母菌

酵母菌是一种单细胞真菌，在的条件下都能生存其代谢类型是,可

用于研究细胞呼吸的不同方式。

(2)呼吸产物的检测

a、CO2的检测：

★CO?可以使变浑浊。

★C02可以使由变再变

b、酒精的检测：在条件下，色的与酒精发生反应变成

色。

(3)实验装置

质M分数为1g薛母曲澄清的那母像澄清的

的NaOH溶液培养液有灰水培养液石茨水

甲乙

(4)实验分析

口、将培养液煮沸冷却的目的:杀死培养液中的杂菌

b、图甲中的空气先通过NaOH溶液的目的是,排除空气中的C02对实验结果的干

扰。

c、乙组装置中将装酵母菌培养液的锥形瓶放置一段时间后，才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连

接，其目的是,确保产物C02只来自无氧呼吸。

d、在检测酒精时，由于葡葡糖也能与酸性重铭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

（5）科学方法

设置两个或两个以上的实验组，通过对实验结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，

这样的实验叫作,也叫作o

（6）实验结论

a、酵母菌在条件下都进行细胞呼吸

b、在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生；在无氧条件下，酵母菌通过细胞

呼吸产生。

（-）有氧呼吸

1、概念：细胞在氧的参与下，通过的催化作用，把葡萄糖等有机物,

产生,释放，生成大量的过程。

2、场所：______________________________

内膜的某些部位向线粒体的内腔

折叠形成崎，崎使内膜的表面积

大大增加。

线粒体的内膜上和基质中含有许

多种与有氧呼吸有关的酶。

3、有氧呼吸的过程

（1）第一阶段场所：

物质变化：_______________________________________________

产能情况：产生能量。

（2）第二阶段场所：

物质变化：_______________________________________________

产能情况：产生能量。

（3）第三阶段场所：

物质变化：_______________________________________________

产能情况：产生能量。

4、有氧呼吸的总反应式：_______________________________________________________________

（1）元素的转移：

a有氧呼吸过程中生成的CO2中的。来源于

b有氧呼吸过程中生成的H20中的0来源于

（2）为什么葡萄糖不能进入线粒体中氧化分解？

（3）丙酮酸进入线粒体的条件是

（三）无氧呼吸

1、概念：在没有参与的情况下，葡萄糖等有机物经过,释放的过程。

2、类型：对于微生物而言，根据产物的不同，可分为发酵和发酵

3、过程

（1）酒精发酵

a第一阶段场所：

物质变化：_______________________________________________

产能情况：。

b第二阶段场所：

物质变化：_______________________________________________

产能情况：。

酒精发酵总反应式：_________________________________________________________________

无氧呼吸产生酒精的生物种类：____________________________________________________

（2）乳酸发酵

a第一阶段场所：

物质变化：_______________________________________________

产能情况：o

b第二阶段场所：

物质变化：_______________________________________________

产能情况：O

乳酸发酵总反应式：_________________________________________________________________

无氧呼吸产生乳酸的生物种类：____________________________________________________

5、为什么无氧呼吸过程中释放的能量远远少于有氧呼吸释放的能量？

6、无氧呼吸过程中是否有［H］的积累？

7、有氧呼吸和无氧呼吸的比较

有氧呼吸无氧呼吸

场所

需氧情况

产物

能量释放

相同点

（四）细胞呼吸有关的计算

1、消耗等量葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的C02的物质的量之比为：

2、产生等量的82时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为：

3、无氧呼吸产生的酒精和C02的物质的量；有氧呼吸消耗02和产生C02的物质的量

（五）细胞呼吸方式的判断

1、三看法判断

（1）一看生物

植物、酵母菌有氧呼吸-酒精代谢

动物、人类有氧呼吸-乳酸代谢

特例：马铃普块茎、玉米胚、甜菜块根无氧呼吸产生乳酸。

（2）二看气体

没有氧气参加反应一只有无氧呼吸一有二氧化碳则是酒精代谢；无二氧化碳则是乳酸代谢。

有氧气参加反应一存在有氧呼吸

（3）三看比例

CO24a.若KO2/K）2-4/3,有氧呼吸=无氧呼吸；

=b.若1€。2/22>4/3,有氧呼吸〈无氧呼吸；

2

°------------3-------c.若KO2/PO2<4/3,有氧呼吸〉无氧呼吸.

C°2_1a.若伙：。2/22=1，只存在有氧呼吸；

02—16者/。2>22=1，底物有脂肪；

2、液滴移动法探究细胞呼吸的方式

红色液滴

（1）若甲组液滴，乙组液滴，则种子只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。

（2）若甲组液滴,乙组液滴,则种子只进行了无氧呼吸。

（3）若甲组液滴,乙组液滴,则种子中既存在有氧呼吸又存在无氧呼吸。

（4）若甲组液滴,乙组液滴，则种子进行了以脂肪等非糖物质为底物的有氧

呼吸。

【考点剖析】

1.如图为某同学设计的“探究酵母菌呼吸方式”装置示意图，下列叙述正确的是（）

rc

接像皮球

（或气泵）

b

质房分数为10%酹母菌澄清的酵母菌澄清的

的NaOH溶液培养液石灰水培养液石灰水

装置甲装置乙

A.装置甲中NaOH的作用主要是除去空气中的杂菌和水蒸气

B.可以通过观察c、e中澄清石灰水变浑浊程度判断呼吸类型

C.装置乙d瓶中加入酵母菌培养液后应立即与e瓶相连

D.从d瓶中取样加入酸性重辂酸钾溶液可见变为橙色

2.卜面三个装置可用于研究萌发的小麦种子呼吸方式及其产物（呼吸底物都为糖类），有关分析错误的是

)

温度计一

保温新

萌发的一

种子

甲乙

A.甲装置可用于探究细胞呼喙是否产生热量

B.乙装置有色液滴右移，说明种子萌发只进行无氧呼吸

C.内装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生C02

D.3个装置都要有对照实验，且所用种子和装置均需要进行消毒处理

3、将某种微生物放在含等量葡萄糖溶液的4支试管中培养，通入不同浓度的02后，在同•时刻测得其

产生的CO?与酒精的量如下表，请分别回答下列问题:

。2浓度abcd

C02912.51530

酒精96.5X0

⑴该微生物的呼吸作用类型是,判断依据是。

⑵当02浓度为c时，如何鉴定该微生物是否进行了无氧呼吸？o

⑶若当。2浓度为C时，有2/3的葡萄糖用于酒精发酵，则产生的酒精的量是

⑷该微生物在进行无氧呼吸时，不能产生乳酸的原因是。

⑸写出有氧呼吸的总反应：。

二、影响细胞呼吸的因素

【基础巩固】

（一）温度

1、原理：通过影响来影响呼吸速率

2、曲线

omrc

3、应用：

（1）储存蔬菜和水果

（2）大棚夜间或阴雨天适当降低温度，目的是，从而增加农作物产

量。

（3）温水和面发酵快。

（二）氧气浓度

1、原理：直接影响呼吸速率和呼吸性质，对无氧呼吸有作用

2、曲线

（1）氧气浓度为0时，只进行

（2）氧气浓度0——10%时，有氧呼吸和无氧呼吸同时存在。随着氧气浓度增加，有氧呼吸速率,

无氧呼吸速率。

（3）氧气浓度大于10%时，细胞只进行

（4）氧气浓度为5%时，无氧呼吸，有氧呼吸，因此细胞呼吸—o最适宜储存蔬

菜、水果、粮食。

（5）氧气浓度大于20%时，有氧呼吸速率,闲置因素可能是或

等。

3、应用

（1）中耕松土。可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收

（2）为了减少有机物消耗，应控制环境储存蔬菜、水果、粮食。

（三）二氧化碳浓度

1、原理：增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的作月

2、应用：地窖中CO2浓度高，有利于的储存

（四）含水量

1、原理：在一定范围内，细胞呼吸速率，随含水量的增加而;超过一定范围，细胞呼吸速

率随含水量的增加而

2、应用：粮食储存：零上低温，低氧，;

水果蔬菜储存：零上低温，低氧，

【考点剖析】

1、实验小组将等量的某植物种子分别放在不同。2浓度的密闭容器中（底物是葡萄糖），1小时后，测出

容器中。2和CO2的变化情况如下表：

。2浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%

。2吸收量/mol00.10.20.30.40.50.60.70.70.7

C.O2释放晨/mcl10.«0.60.S0.40.50.60.70.70.7

据表分析以下叙述中，正确的是（）A.在。2浓度为07%时只进行无氧呼吸

B.有氧呼吸的强度随02浓度升高而增强

C.在。2浓度为5%时，种子只进行有氧呼吸

D.在无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中

2、（多选题）图甲是酵母菌细胞呼吸过程示意图，图乙表示某在环境因素对酵母菌有氧呼吸速率的影响。

卜.列相关叙述正确的是（）

葡萄倭+酵母菌

条件Y

物质a+物质b0：浓度（％）

甲乙

A.在图甲中条件X和条件Y二产生物质a的场所分别是细胞质基质和线粒体基质

B.若只检测图甲中的物质a是否生成，则无法判断酵母菌进行的细胞呼吸方式

C.由图乙可知，30团是酵母菌有氧呼吸的最适温度

D.据图乙可知，在不同温度条件下，最适合有氧呼吸的。2浓度也会有所不同

3、图甲为呼吸作用示意图（A~E表示过程，X表示物质），图乙为表示某植物器官在不同氧浓度下的

CO2释放量和。2吸收量的变化。请据图回答下列问题：

气

体

交

换

相

对O.5

。

值

图甲

⑴图甲中的X物质是。图甲中的D过程发生的场所是。C02可使溶液发生的颜

色变化为由蓝色变成绿色再变黄。酒精用检测。

（2）农田被水淹后，作物烂根主要与图甲中的（填字母）过程有关。

（3）据图乙可知，随着氧浓度的增大，达到图乙中点对应的氧浓度时只进行有氧呼吸。若图乙的器

官是某种子，则储存该种子最合适的氧气浓度是图中B点对应的浓度，原因是o

（4）在细胞呼吸过程中，实现的能量转化是有机物中稳定的化学能转化o

【跟踪检测】

一、单选题

1.酵母菌在日常生活中有广泛用途，下列有关酵母菌的说法错误的是（）

A.发面过程中酵母菌呼吸作用产生CO2,使面团膨大多孔

B.酵母菌与乳酸菌结构不同，前者有以核膜为界限的细胞核

C.线粒体是有氧呼吸的主要场所，没有线粒体的细胞不能进行有氧呼吸

D.不能根据澳麝香草酚蓝溶液是否变黄来判断酵母菌的呼吸方式

2.下列关于细胞呼吸作用原理应用的叙述错误的是（）

A.松土可以促进根部细胞吸收矿质营养，并且避免无氧呼吸枳累酒精对植物根系造成伤害

B.有氧运动可以减少细胞因无氧呼吸积累过多的乳酸而导致的肌肉酸胀无力

C.选用“创可贴"、透气的纱布包扎伤口，可为伤口创造透气的环境，避免伤口处的细胞无氧呼吸

D.储藏水果和粮食的仓库，往往通过降低温度、氧气含量等措施抑制细胞的呼吸作用，以延长保质期

3.下图表示细胞的需氧呼吸过程，下列有关说法正确的是（）

A.①②④中数值最大的是④，且②的产生一定与线粒体基质有关

B.产生②的这一阶段产生的同最多，③代表的物质是氯气

C.线粒体不能完成图示全过程，原核生物也不能完成图示全过程

D.若对⑤进行同位素18。标记，最先检测到18。的是⑥，一段时间后还可能检测到C18O2

4.细胞呼吸原理广泛用于生产实践中，下表中有关措施与对应目的错误的是（）

选

应用措施目的

项

A种子贮存晒干除去所有的水分，降低细胞呼吸强度

酵母菌酿

B先通气，后密封加快酵母菌繁殖，有利于酒精发酵

酒

C蔬菜保鲜低温低氧降低酶的活性，降低细胞呼吸

提高土壤含氧量，促进根细胞的需氧呼吸，从而促进根对水和无机盐

D栽种庄稼中耕松土

的吸收

A.AR.RC.C.D.D

5.呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如

下图所示，相关叙述不正确的是（）

段粒体茶质

ADP+PiATP

A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段

B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气

C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H+跨过内膜到达线粒体基质

D.呼吸链的甩子传递所产生的膜两侧H+浓度差为ATP的合成提供了驱动力

6.马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述错误的是（）

A.马铃萼块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来的

B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸时伴随着大量ATP的生成

C.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会抑制酸味的产生

D.马铃薯块茎储藏库中温度的适当降低会抑制酸味的产生

7.耐力性运动是指机体进行一定时间（每次30min以上）的低中等强度的运动，如步行、游泳、骑行等,

有氧呼吸是耐力性运动中能量供应的主要方式，在耐力性运动训练中肌纤维的线粒体数量会出现适应性

变化。下列说法不正确的是（）

A.有氧呼吸时，细胞产生的能量只有一部分储存在ATP中

B.线粒体是人体细胞中唯一含有双层膜的细胞器

C.线粒体内膜上丙酮酸分解成CO?和［H］的过程需要H20的参与

D.坚持进行耐力性运动训练后，肌纤维中线粒体数量会适当增加

8.荔枝采摘后易受机械损伤和微生物侵染而导致果皮褐变，品质下降。研究发现，低温、短时辐射处理、

调整储藏环境中的气体比例、对果实表面进行涂膜处理等方式均能有效延长荔枝的储藏时间。卜列叙述

错误的是（）

A.调整气体比例是为抑制荔枝的无氧呼吸

B.低温能够降低荔枝及其附着微生物的酶的活性

C.辐射处理能破坏蛋白质空间结构，从而杀死微生物

D.果实表面涂膜处理可减少水分的散失和氧气的进入

9.某小组同学为延长苹果的储存时间，对不同温度和。2含量条件卜新鲜苹果的CO?释放量进行测量，结果

如下表所示（表中数据为相对值）。下列有关叙述错误的是（）

C02释放量

温度周

。2含量0.1%。2含量1%。2含量3%。2含量10%。2含量20%。2含量40%

36.23.61.24.45.45.3

1031.227.55.921.533.332.9

2046.435.26.438.965.566.2

3059.841.48.856.6100.0101.6

A.本实验的自变量为温度和CO?释放量

B.。2含量为1%时释放的CO?来自有氧呼吸和无氧呼吸

C.3团、02含量为3%是测试条件下储存苹果的最佳环境条件

D.储存苹果需要控制温度和氧含量的主要目的是抑制细胞呼吸

10.将一批刚采摘的大小及生理状况均相近的新鲜蓝莓均分为两份，一份用高浓度的C02处理48h后，贮

藏在温度为调的冷库内，另一份则直接贮藏在1团的冷库内，从采后算起每10天定时定量取样一次，

测定其单位时间内CO2释放量和。2吸收量，冲算二者的比值得到如图所示曲线。下列叙述与实验结果

不一致的是（）

贮藏天数/d

A.曲线中比值大于1时，表明蓝蒋既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸

B.第20天对照组蓝莓产生的乙醇量高于C02处理组

C.第40天对照组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多

D.贮藏蓝莓前用高浓度的COZ处理适宜时间，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸

二、多选题

11.下图实验装置用于测量大麦种子的呼吸速率，装置中的种子用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过（不

影响生命力）。实验开始时，使图中U形管内两侧有色液体均处"0〃标志位，用夹子夹紧橡皮管，在25团

条件静置4h,所得实验结果如下图（不考虑种子代谢释放的热量）。下列叙述正确的是（）

带夹

橡皮管

mm3

10g灭菌的_80_

死大麦种子、二40二

石棉网三0I

筒状滤纸

NaOH溶液1U

装置B

A.装置A中有色液体的高度变化量表示大麦种子细胞呼吸消耗02的体积

B.若种子呼吸作用消耗脂类物质，则吸收02的体积大于释放CO2的体积

C.实验lh时，大麦种子消耗氧气的总量为xmg,可用于分解15x/16mg葡萄糖

D.大麦种子在25团条件下4h内的细胞呼吸速率为1.75mm3glhl

12.如图是在适宜温度条件下测得的小麦种子CO2释放量与。2浓度之间的关系下列相关叙正确的是（）

气体交换的相对值

A.Q点、P点产生C02的场所分别是细胞质基质、线粒体

B.R点CO?释放量最少，因此5%的。2浓度最适合小麦种子的储存

C.若将实验材料换为等质量的花生种子，P点后02的吸收量比小麦种子的少

D.若图中AB=BC,则此时小麦种子单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的有机物的量相等

13.某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的细胞呼吸，实验设计如下图所示。关闭活栓

后，U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验

中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化（忽略其他原因引起的气体体积变化）。下列有关说法正

A.甲组右管液面变化，表示微生物呼吸作用中氧气的消耗量

B.乙组右管液面变化，表示微生物呼吸作用中CO?的释放量和。2消耗量之间的差值

C.甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼吸

D.甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵

14.在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给

。2，电子传递过程中释放的能量驱动H♦从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H♦经ATP合酶返回线粒

体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的02结合生成水“为研究短时低温对该阶段的影响，将长

势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时

不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是（）

A.4团时线粒体内膜上的电子传递受阻

B.与25回时相比，蜴时有氧呼吸产热多

C.与25回时相比，4团时有氧口乎吸消耗葡萄糖的量多

D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H♦浓度降低，生成的ATP减少

15.现有等量的A、B两个品种的小麦种子，将它们分别置于两个容积相同、密闭的棕色广口瓶内，各加入

适量（等量）的水。在25m条件下，瓶内。2含量变化如图所示，请据图判断下列说法错误的是（）

A.在卜〜t2期间，瓶内。2含量的降低主要是由种子细胞的有氧呼吸引起的

B.在匕〜t2期间，A种子比B种子的呼吸速率慢

C.在匕〜t2期间，A、B种子糕放CO?量的变化趋势是逐渐增加

D.在0〜匕期间，广口瓶内的CO?有少量增加，主要原因可能是种子进行了无氧呼吸

三、综合题

16.图1表示葡萄糖的部分代谢过程。图2表示某生物在适宜温度下单位时间内CO?释放量和。2浓度之间

的关系。请回答下列问题：

▲气体交换的相对值

I乳酸Ioc5101520

图1图2。2浓度(%)

⑴图1中a代表的物质是反应过程①②③④中，释放能量的过程有_（填序号）：能在人体

细胞中进行的过程是一（填序号）。

⑵图1中产生水的场所是__c给小白鼠提供】8。2后能不能在其呼出的C02中检测到180,—（能，则

需要用文字或字母和箭头表示出物质变化过程：不能，则需要说出理由）

（3）农田被水淹后，作物烂根主要与图1中的—（填序号）过程有关。

（4）若图2中AB=BC,则此时该生物单位时间内有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的之比是—o

（5）若剧烈运动时人体肌细胞无氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1：5,则消耗的氧气与产生的二

氧化碳之比为_，消耗同样多葡萄糖，①④过程比①②过程释放能量少的原因是

17.图1是细胞内呼吸作用过程的图解，图2是某植物的非绿色器官C02释放量和。2吸收量的变化，图3

通过液滴的移动判断气体的变化。回答下列问题:

CGH|206

薛

—:①二乳酸

I;匕

酒精+Y

IHJ------H20

X③②