2027届高三生物一轮复习课件第9讲+细胞呼吸的原理和应用

细胞呼吸的原理和应用高中生物·一轮复习·第9讲考点要求考查形式2025年2024年2023年探究酵母菌细胞呼吸的方式√选择题

非选择题安徽卷T4,2分\浙江1月卷T16,2分细胞呼吸的方式与过程√选择题√非选择题甘肃卷T3,2分河南卷T4,3分贵州卷T17，12分天津卷T1,2分细胞呼吸的影响因素及其应用√选择题

非选择题河北卷T1,3分全国甲卷T2,6分重庆卷T10,2分考情分析1．从命题题型和内容上看，试题以选择题为主，也会在非选择题中出现。主要从以下几方面考查：细胞呼吸的过程、呼吸方式的判断、细胞呼吸原理的应用等。2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查(1)结合课本其他基础实验考查课本内实验基础知识；(2)常结合细胞代谢（物质运输、光合作用）考查综合分析能力。复习目标1.基于细胞呼吸过程中物质与能量的变化，形成物质与能量观。(生命观念)2．通过分析细胞呼吸产生CO2的曲线模型，理解影响细胞呼吸的因素。(科学思维)3．通过探究细胞呼吸方式的实验，提高对生物学问题进行初步探究的能力。(科学探究)4．结合细胞呼吸的原理，解释生产和生活中相关实例蕴含的生物学原理。(社会责任)探究酵母菌细胞细胞呼吸的方式PART01酵母菌：单细胞真菌，真核生物，有细胞壁，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。认识酵母菌提出问题作出假设设计实验进行实验（验证假设）分析结果得出结论科学探究步骤提出问题作出假设设计实验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么?实验组组A：有氧呼吸组组B：无氧呼吸组如何控制有氧和无氧的条件？怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？无氧CO2和酒精产生CO2有氧产生（对比实验）自变量因变量有氧/无氧条件通气/密闭产生CO₂的多少/是否产生酒精CO2的检测：酒精的检测：无关变量影响温度、pH等相同且适宜①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚蓝水溶液：澄清→浑浊蓝→绿→黄酸性重铬酸钾溶液：橙色→灰绿色（对比实验）实验现象条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧变混浊程度高／快不变灰绿色变混浊程度低／慢出现灰绿色加入重铬酸钾A:有氧条件下；B:无氧条件下有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？酵母菌培养液气泵质量分数为10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水还有的同学认为，在无氧呼吸实验装置中不能保证装置内的O2已经被完全消耗完，以致可能对实验结果有干扰。你能不能避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？酵母菌培养液澄清的石灰水石蜡油或植物油密封用酸性重铬酸钾检测时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。可能原因是什么？①有氧呼吸装置实验操作中可能供氧不足，导致部分酵母菌进行无氧呼吸产生少量酒精②有氧和无氧组葡萄糖未消耗完所致，重铬酸钾是强氧化剂，酵母菌培养液中的葡萄糖是还原性糖，同样也可以被重铬酸钾氧化，其颜色反应与酒精相同。注意：葡萄糖（具有还原性）也能和酸性重铬酸钾反应，故检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。煮沸：灭菌、除去葡萄糖溶液中的氧气。1、为什么葡萄糖溶液需要煮沸后冷却再加入？思考讨论：冷却：避免高温杀死酵母菌。酵母菌2、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？在酵母菌生长的适宜温度下进行试验，以保证酵母菌高效活性3、如何确定酵母菌通过细胞呼吸产生的CO2量的多少？根据石灰水变浑浊的程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短。4、NaOH的作用是什么？除去空气中的CO2，以保证D瓶中使澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。5、B瓶为什么要封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？刚封口的时候，锥形瓶中有氧气，本实验探究的是无氧呼吸，所以应先把氧气消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2是无氧呼吸产生的。练习1判断下列说法是否正确(1)探究酵母菌不同氧气条件下，细胞呼吸的方式，有氧和无氧两种条件都是实验组。(

)(2)对比实验一定是对照实验，对照实验不一定是对比实验。(

)✓✓练习2下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列叙述正确的是(

)A.相同反应时间内，甲装置中澄清石灰水的浑浊程度更高B.将乙装置中装有NaOH溶液的试管去除也可以得出相同的结论C.甲装置中酵母菌培养液上可滴加几滴花生油形成油脂层以创造无氧条件D.澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝溶液代替，反应会使溶液变成蓝色C练习3下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，错误的是(

)A.酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精，颜色呈现灰绿色B.实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等C.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的CO2D.探究无氧呼吸时需将装置封口静置一段时间C细胞呼吸PART02线粒体结构：（1）线粒体增大膜面积的方式：

。（2）线粒体增大膜面积的意义：

。（3）有氧呼吸的酶分布在：

。（4）线粒体的功能：

。内膜向内折叠成嵴增大有氧呼吸酶的附着位点线粒体内膜和线粒体基质进行有氧呼吸的主要场所外膜内膜嵴线粒体基质一、有氧呼吸C6H12O66CO2能量ATP热能酶20[H]12H2O酶ATP大量能量热能2丙酮酸6H2O能量热能6O26O2线粒体基质4[H]2丙酮酸酶ATP[H]指的是还原型辅酶I（NADH)细胞质基质线粒体内膜第一阶段第二阶段第三阶段C6H12O6酶12C3H4O3

+

4[H]+少量能量

场所细胞质基质6CO2+

20[H]+少量能量

2C3H4O3+6H2O酶2线粒体基质酶312H2O+大量能量

24[H]+6O2线粒体内膜总反应式

C6H12O6+6H2O+

6O2

6CO2

+12H2O+能量酶OOOOO葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解的[H]的氧化各阶段特征比较：有氧呼吸

场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜物质变化有机物（葡萄糖）无机物（CO2+H2O）能量变化有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能+散失的热能（彻底氧化分解）有氧呼吸总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2

+12H2O+能量酶

指细胞在氧的参与下，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，同时生成大量ATP的过程。有氧呼吸定义：思考:与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？区别：有氧呼吸过程温和有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中意义：可使有机物中的能量逐步转移到ATP中，保证能量得到最充分的利用；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定共同：有氧呼吸和有机物体外燃烧的本质是一致的，都是有机物氧化分解释放能量的过程。思考:为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。思考:化学式前后的水分子能否抵消？如若不能，请说明理由？不能①反应物的水是在线粒体基质中参与反应的，而产物中的水在线粒体内膜中产生；②反应物中水在有氧呼吸第二阶段被消耗，而产物水在有氧呼吸第三阶段产生。易错提示①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。②反应式中间不能用等号，要用箭头。③反应条件“酶”不能省去。④不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。⑤真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫中无线粒体，只能进行无氧呼吸线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。（原因：含有与有氧呼吸有关的酶；场所：细胞质和细胞膜内表面）C6H12O62C3H4O32C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶细胞质基质少量能量场所：产生能量：物质变化：第一阶段：场所：产生能量：物质变化：第二阶段：6CO2+20[H]+少量能量2丙酮酸+6H2O酶线粒体基质少量能量场所：产生能量：物质变化：第三阶段：线粒体内膜酶12H2O+大量能量24[H]+6O2大量能量6H2O6CO24[H]20[H]6O212H2OC3H6O3(乳酸)+4[H]2C3H4O3

CO2+

C2H5OH(酒精)酶1酶2第一阶段细胞质基质第二阶段细胞质基质422+[H]

+少量能量

C6H12O6酶C3H4O3

22C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶酒精发酵：乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶实例：大多数植物（水稻根、苹果果实等）、酵母菌等。实例：乳酸菌、动物细胞、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚乳等。总反应式无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量二、无氧呼吸在

参与的情况下，葡萄糖等有机物经过

，释放

的过程，就是无氧呼吸。思考：同样是分解葡萄糖，无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？

无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。有机物分解不彻底，还有大部分能量储存于乳酸和酒精中。无氧呼吸概念没有氧气不完全分解少量能量有氧呼吸和无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件场所分解程度产物能量转化能量释放相同点需氧不需氧细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段)细胞质基质葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底CO2、H2O乳酸或酒精和CO2大量能量少量能量本质都是氧化分解有机物，释放能量，生成ATP；第一阶段反应场所和过程完全相同。有机物中的化学能释放，约34%储存在ATP中，其余能量以热能形式散失有机物中的化学能大部分存留在酒精或乳酸中，少部分释放，释放的能量约31%储存在ATP中，69%以热能形式散失2、呼吸作用意义：（1）为生物体提供能量。（2）生物体代谢的枢纽。葡萄糖丙酮酸非必需氨基酸甘油1、概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。蛋白质、糖类和脂质代谢可以通过细胞呼吸过程联系起来。三、细胞呼吸的概念和意义电子传递和氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）重难点透析

电子传递链(1)[H]在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成了H2O。(2)线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。电子传递和氧化磷酸化（有氧呼吸第三阶段）重难点透析

电子传递链(3)H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成（在一定范围内，线粒体内膜两侧的H＋浓度差越大，ATP合成越多）。影响呼吸作用的因素PART03环境因素：C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量温度氧气、温度、二氧化碳、水水氧气二氧化碳主要通过影响酶的活性，从而影响呼吸作用。自由水越多呼吸作用越旺盛原料越多促进反应积累过多抑制细胞呼吸的进行。内因：遗传因素（决定酶种类和数量）（1）O2浓度为0时，

（2）O2浓度为10%时，

，

。（3）O2浓度0-10%时，

（6）O2浓度为5%时，

，

。（4）O2浓度＞10%时，

。

只有无氧呼吸。无氧呼吸降为零只有有氧呼吸只进行有氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸并存。（5）CO2中的C来自于

。葡萄糖总CO2释放量最少，有机物消耗量最少，此时O2浓度为储存的最适氧气浓度，适宜于种子、蔬菜保存重点分析：O2浓度对细胞呼吸速率的曲线分析1.O2浓度：2.温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。温度℃呼吸速率①零上低温下贮存蔬菜、水果。②在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。③温水和面，发酵快。应用通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。机理3.二氧化碳浓度：呼吸速率①地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。②在水果、蔬菜保鲜中，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗应用机理CO2（%）增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用4.含水量：呼吸速率①粮食贮藏：零上低温，低氧，干燥；干种子萌发前进行浸泡处理②果蔬储存：零上低温，低氧，一定湿度③土壤板结、长期水淹，出现烂根现象，需要及时排水。应用机理细胞含水量在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增强内因(以植物为例)如，旱生植物小于水生植物；阴生植物小于阳生植物如，生殖器官大于营养器官如，幼苗期、开花期植株器官的呼吸速率高，成熟期呼吸速率低①遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同①遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同②器官类型同植物的不同器官呼吸速率不同③生长发育阶段同植物的同器官在不同的生长发育阶段呼吸速率不同若需消耗氧气或产物有水，则一定存在有氧呼吸若产物中有酒精或乳酸，则一定有无氧呼吸看反应物、产物“三看法”判断细胞呼吸的类型（以葡萄糖为底物）看物质的量的关系

不消耗O2，释放CO2

→只进行产酒精的无氧呼吸不消耗O2，不释放CO2→只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡CO2释放量=O2的吸收量→只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸CO2释放量>O2的吸收量→既进行有氧呼吸，又进行产酒精的无氧呼吸看反应场所只在细胞质基质中——无氧呼吸；有线粒体参与——一定存在有有氧呼吸植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例）(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是

，根据有色液滴移动的刻度可知

。吸收二氧化碳呼吸作用消耗的氧气的体积(2)装置2有色液滴移动代表

。细胞呼吸消耗的O2体积和释放CO2的体积的差值

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)(3)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只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例）(4)误差校正

为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。

对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例）

有氧呼吸与产酒精的无氧呼吸的数量关系

(1)消耗等量葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸CO2产生量的比为3：1(2)产生等量CO2，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量的比为1：3(3)有氧呼吸与无氧呼吸同时进行时

能力提升PART04一．教材知识链接1.CO2可使

变浑浊，也可使

由

变

再变

。根据石灰水

或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的

，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(P91“探究·实践”)2.检测酒精的产生：橙色的

溶液，在

条件下与乙醇发生化学反应，变成

。(P91“探究·实践”)3.概括地说，有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。澄清石灰水溴麝香草酚蓝溶液蓝绿黄混浊程度时间长短重铬酸钾酸性灰绿色一．教材知识链接4．无氧呼吸的全过程都是在

中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成

和二氧化碳，或者转化成

。（P94）5．无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在

或

中。（P94）6．破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行

。（P95“思考·讨论”）细胞质基质乳酸酒精酒精乳酸无氧呼吸二．教材深挖拓展1．无氧呼吸装置应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶：病毒尽管没有细胞结构，但病毒必须寄生在活细胞中，依靠细胞中的物质来合成自身需要的物质，离开了细胞，病毒就不能长时

。2．燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步释放能量，这种方式能保证有机物中的能量得到最充分的利用，基本上每个细胞都要进行细胞呼吸气和释放二氧化碳，而绿色植物的一些。

。3．线粒体内膜上的脂类与蛋白质的比约为0.3∶1，外膜中的比值接近1∶1，产生这种差异的主要原因：

。在封口后，培养液表面上方的空气中还存在一定量的氧气，静置一段时间，让酵母菌将这部分氧气消耗尽，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶可认为检验的是酵母菌无氧呼吸释放的气体一方面可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；再者可使能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态内膜上含有较多的与有氧呼吸有关的酶。4．种子在密闭容器中储存，CO2生成速率逐渐降低的原因：基本上每个细胞都要进行细胞呼吸消耗氧气和释放二氧化碳，而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进行光合>。.....。5．不同生物无氧呼吸的产物不同，进行细胞呼吸消耗氧气和释放二氧化碳，而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进。.6．无氧呼吸只释放出少量能量的原因：二氧化碳和释放氧气。正因为有了细胞呼吸和光合作用，才能保持生物圈的碳氧平

衡

。

种子进行细胞呼吸需消耗O2释放CO2，CO2浓度增加，O2浓度减少，在一定程度上抑制了种子的细胞呼吸

其直接原因是相关酶种类不同，根本原因是不同生物遗传物质(基因)不同。

无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，大量能量储存在氧化分解不彻底的产物(酒精或乳酸)中7．向只含有线粒体和葡萄糖的试管中通入氧气，结果没有CO2和H2O产生，其原因是每个细胞都要进行细胞呼吸消耗氧气和释放二氧化碳，而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进行光合作用吸收二氧化碳和释.。8．夏季雨水过多时，农作物出现烂根现象的主要原因：，而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进行光合作用吸收二氧化碳和释放氧气。正因为有了细胞呼吸和

光。9．中耕松土的优点：每个细胞都要进行细胞呼吸消耗氧气和释放二氧化碳，而绿色植物的一些细胞和蓝细菌能进行光合作用吸收二氧化碳和释放氧气。正因为有了细胞呼吸和光合作用，才能保持生物圈每个细胞都要进行细胞呼吸消耗氧气和释放二氧化碳光合作用，才能保持生物圈每个细胞都要进行细胞呼吸消耗氧气和释放二氧，。葡萄糖不能进入线粒体，线粒体中进行有氧呼吸第二阶段的底物为丙酮酸，丙酮酸才可以进入线粒体发生化学反应水淹造成土壤中缺乏氧气，根细胞无氧呼吸产生的酒精会对根产生毒害作用，导致农作物出现烂根现象