2026届新高考生物考前热点复习细胞呼吸的原理和应用

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细胞呼吸的原理和应用课标要求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.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式。目录PART01PART02PART03细胞呼吸方式的判断及速率测定PART04探究酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式和过程细胞呼吸的影响因素及应用探究酵母菌

细胞呼吸的方式01一、实验材料酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型。1.提出问题2.作出假设3.设计实验4.进行实验5.分析结果6.表达与交流（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？）（酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸）设计思路预期结果分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳。细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物有氧/无氧温度、酵母菌活性等酒精、CO2无关变量:自变量:因变量:实验探究步骤二、实验原理检测对象检测试剂实验现象CO2酒精澄清石灰水溴麝香草酚蓝溶液重铬酸钾溶液（酸性）变混浊由蓝变绿再变黄由橙色变成灰绿色也可以用CO2传感器测装置内的CO2浓度三、实验步骤(1)配制酵母菌培养液①葡萄糖溶液煮沸的目的:加热杀死杂菌；排出葡萄糖溶液中溶解的氧气。②葡萄糖溶液煮沸后冷却的目的:防止高温杀死酵母菌体。(酵母菌＋

溶液)5%葡萄糖(2)检测CO2产生的多少，装置如图所示。(3)检测酒精的产生：从A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中

→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液

→振荡并观察溶液的颜色变化。①图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是:让酵母菌将瓶中氧气耗尽，保证通入澄清石灰水的是无氧呼吸产生的CO2。吸收空气中的CO2，避免空气中的CO2对实验结果的干扰。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:③由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，所以应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。四、实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的快慢重铬酸钾—浓硫酸溶液甲组（有氧）乙组（无氧）变混浊程度高/快变混浊程度低/慢无变化变灰绿色五、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，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和水；

在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。（广东.模拟）学生进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验时，用溴麝香草酚蓝溶液检测发现溶液变黄的速度很快。对溶液变黄时间短的合理解释是（）A．有氧呼吸在线粒体基质产生CO2B．有氧呼吸在线粒体基质产生酒精C．无氧呼吸在细胞质基质产生CO2D．无氧呼吸在细胞质基质产生酒精A溴麝香草酚蓝溶液是检测CO2的试剂，根据变黄的时间可以判断CO2的产生量的多少。相同条件下，有氧呼吸产生CO2速率比无氧呼吸快，产生CO2量更多。

某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器A缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入25mL无菌氧气，密封；用注射器B缓慢吸入25mL酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于25℃的水浴锅中保温一段时间，以下说法正确的是（）A．该实验中，注射器A为实验组，注射器B为对照组B．若注射器A中的气体体积大于25mL，说明酵母菌进行了无氧呼吸C．可向B装置内加入橙色的酸性重铬酸钾溶液检测反应后液体中是否有酒精的产生D．当注射器A、B中的气体体积均为25mL时，两注射器中酵母菌消耗的葡萄糖的量相同B①探究酵母菌细胞呼吸的方式②鲁宾和卡门的同位素示踪法证明光合作用释放的O2来自水的实验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教材中的“对比实验”的实例

对比实验是一种设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，以探究某种因素与实验对象关系的实验方法。该方法通过有意识地改变某个条件来验证该条件与实验结果之间的关联，属于对照实验的特殊形式，其特点在于不单独设置对照组，而是通过实验组间的相互对照实现实验目的。02细胞呼吸的方式和过程呼吸和细胞呼吸细胞呼吸的概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。细胞呼吸呼吸：是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程。呼吸细胞呼吸的实质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。细胞呼吸的意义：为细胞的生命活动能量，为各种物质间的相互转化提供了丰富的中间产物及多样的途径，是生物体代谢的枢纽。一、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。有氧呼吸的主要场所——线粒体①线粒体内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。②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。2、有氧呼吸的过程与场所细胞质基质线粒体基质2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]线粒体内膜24[H]+6O2→12H2O大量能量酶酶第一阶段糖酵解第二阶段三羧酸循环第三阶段电子传递和氧化磷酸化24葡萄糖丙酮酸糖

酵

解丙酮酸三

羧

酸

循

环乙酰CoA膜间隙内

膜膜间隙线粒体基质电子传递和氧化磷酸化有氧呼吸如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子由电子传递链传递，最终被O2氧化。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性的将膜间隙高浓度的H+回收到线粒体基质。下列说法错误的是（）A．UCP对H+的转运不涉及两者的结合和UCP构象的改变B．H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙属于主动运输C．ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白D．寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高AUCP活性升高，有利于减少ATP的生成，使能量更多的以热能形式释放，增加产热一、有氧呼吸3、有氧呼吸总反应方程式与各元素的来源和去路C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶1mol葡萄糖2870KJ储存于ATP中以热能形式散失释放能量977.28KJ1892.72KJ4、有氧呼吸过程中的能量变化a.转化效率=977.28/2870=34.05%b.产生ATPmol数=977.28/30.54=32mol1、葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。2、有氧呼吸消耗O2的量不一定等于产生CO2的量，如果是以脂肪为呼吸底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。3、真核细胞中若没有线粒体就只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫。但线粒体不是所有生物进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌、醋酸杆菌(原核生物)无线粒体但能进行有氧呼吸。（丙酮酸穿过线粒体内膜的方式为主动运输）二、无氧呼吸1.概念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，产生CO2和酒精或乳酸，释放少量能量，生成少量ATP的过程。2.场所细胞质基质3.过程第一阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同。第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成______________，或转化成________。CO2和酒精乳酸乳酸脱氢酶酒精脱氢酶1、第二阶段为丙酮酸不彻底分解。2、无氧呼吸的第二阶段不再释放能量，不生成ATP。二、无氧呼吸4、总反应式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量如:人、动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等)C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶如:大多数植物、酵母菌常见的主要进行无氧呼吸的生物或细胞①只进行无氧呼吸：乳酸菌、破伤风杆菌、哺乳动物成熟红细胞②主要进行无氧呼吸：种子萌发初期、癌细胞（2023.山东）

水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（

）A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒B几乎所有高等动植物细胞中都含有乳酸脱氢酶基因和酒精脱氢酶基因，但表达情况不同。①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中二、无氧呼吸5、无氧呼吸过程中的能量变化1mol葡萄糖196.65KJ储存于ATP中（约31%）以热能形式散失（约69%）释放能量61.08KJ136.57KJ项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量特点相同点过程实质意义细胞质基质、线粒体细胞质基质需O2、多种酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量（2870KJ/mol）少量(196.65KJ/mol)有机物彻底分解，能量完全释放有机物不彻底分解，释放部分能量第一阶段(葡萄糖

丙酮酸)完全相同氧化分解有机物，释放能量，产生ATP为生物体生命活动提供能量不需O2、多种酶有氧呼吸和无氧呼吸的比较生物体代谢的枢纽，为生物体其他化合物的合成提供原料下图是人体内葡萄糖转化成脂肪的部分过程示意图。下列有关叙述错误的是（

）A．长期偏爱高糖膳食的人体内，图示过程会加强，进而导致体内脂肪积累B．细胞溶胶中有催化过程①的酶，该过程会产生少量[H]和ATPC．过程②产生的二碳化合物是酒精D．物质X为甘油，在糖尿病患者体内，X与脂肪酸反应合成脂肪减少C

在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转变为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类、脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。03细胞呼吸的影响因素及应用①不同生物种类，细胞呼吸速率不同。②同一生物的不同器官或组织，细胞呼吸速率不同。③同一器官不同生长发育阶段，细胞呼吸速率不同。项目规律举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物器官类型同植物不同器官呼吸速率不同生殖器官大于营养器官生长发育阶段同一植物的同一器官在不同的生长发育阶段呼吸速率不同幼苗期、开花期植株器官的呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。一、影响细胞呼吸的内因二、影响细胞呼吸的环境因素及其应用1、温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率①影响原理:a点:最适温度（25—35℃），细胞呼吸速率最大超过或者低于最适温度，细胞呼吸速率都会下降③应用:在生产实践上利用低温(0℃以上低温)贮藏蔬菜和水果；在大棚蔬菜栽培中夜间适当降温，以减少有机物的消耗，提高产量。②坐标曲线:a点二、影响细胞呼吸的环境因素及其应用2、氧气浓度a、氧气浓度为0时，只进行无氧呼吸；①影响原理:②坐标曲线:直接影响呼吸的类型和速率b、0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；c、O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸③应用：a、中耕松土促进根呼吸；b、无氧发酵控制无氧环境；c、低氧储存粮食、蔬菜、水果（5%）；e、提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸；f、稻田定期排水，防止酒精中毒，烂根死亡d、选用透气的消毒纱布包扎伤口二、影响细胞呼吸的环境因素及其应用3、CO2浓度①影响原理:②坐标曲线:③应用：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。储藏粮食、果蔬时可适当增加CO2浓度二、影响细胞呼吸的环境因素及其应用4、含水量①影响原理:②坐标曲线:③应用：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。a、粮食在收仓前要进行晾晒处理，减少有机物消耗；b、干种子播种前进行浸泡处理；c、水果、蔬菜储存时保持一定的湿度（低湿）。（2024.山东）（多选题）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。下列说法正确的是（

）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ABD有氧呼吸：C6H12O6~24NADH无氧呼吸：C6H12O6~4NADH（2024.重庆模拟）种子在萌发过程中，主要依靠氧化分解细胞内的有机物提供能量，该过程中细胞大量吸水，以保证新陈代谢的速率。下图为某种子萌发时吸水和呼吸方式变化的曲线。下列叙述错误的是（

）A．种子萌发的第Ⅰ阶段，种子快速吸水，呼吸速率上升B．种子萌发的第Ⅱ阶段，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行C．种子萌发的第Ⅲ阶段，氧化分解供能的物质不只有糖类D．种子萌发过程中所需的能量直接来源于有机物的氧化分解D主要进行无氧呼吸在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主。04细胞呼吸呼吸方式的判断

及速率测定一、细胞呼吸方式的判定（以真核生物为例）依据一：根据反应物和产物来判断①消耗O2：一定存在有氧呼吸④不消耗O2，不释放CO2：③产物中有酒精或乳酸：一定存在无氧呼吸为产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡②产物中有H2O：一定存在有氧呼吸一、细胞呼吸方式的判定（以真核生物为例）依据二：根据物质量的关系来判断①CO2释放量=O2吸收量：只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸或有氧呼吸+乳酸发酵③CO2释放量<O2消耗量：可能存在脂质的氧化分解②CO2释放量>O2吸收量：既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸④酒精产生量=CO2释放量：只进行产酒精的无氧呼吸⑤酒精产生量<CO2释放量：既有进行有氧呼吸，又进行产酒精的无氧呼吸一、细胞呼吸方式的判定（以真核生物为例）依据三：根据反应场所来判断①若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行：②若部分过程在线粒体中进行：只进行无氧呼吸一定有有氧呼吸①若只有二氧化碳和水产生，则为

；②若有乳酸或酒精产生，则为

。注意：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的呼吸作用在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式的判断应是根据产物判断：有氧呼吸无氧呼吸（2025.日照模拟）高强度间歇运动（HIIT）作为有氧运动与无氧运动有机融合的训练模式，在减脂成效方面与中等强度持续运动（MICT）持平。在运动后的恢复期，HIIT呼吸熵（单位时间内细胞呼吸CO2释放量与O2吸收量的比值）比MICT低。下列说法错误的是（）A．HIIT和MICT两种运动模式的呼吸熵值均为1B．以葡萄糖为底物的有氧呼吸，在线粒体中消耗和产生水C．以葡萄糖为底物的无氧呼吸，大部分能量仍在有机物中D．运动后的恢复期HIIT的减脂效果比MICT减脂效果更佳AC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有机物消耗速率O2吸收速率CO2释放速率①测定装置(以萌发种子为例)通常用C02