高考生物（人教版）一轮总复习学案必修1第三单元第2讲atp与细胞呼吸

第2讲ATP与细胞呼吸考情研读·备考定位考点展示核心素养1．ATP在能量代谢中的作用。2．细胞呼吸的过程。3．实验：探究酵母菌的呼吸方式。1．生命观念——通过对ATP的结构和功能，细胞呼吸类型和过程的学习，建立起生命的物质与能量观和普遍联系的观点。2．理性思维——通过分析ATP的合成、利用过程及对细胞呼吸方式的判断，培养对问题进行推理，并做出合理判断的能力。3．科学探究——通过“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验，掌握对生物学问题进行初步探究的能力。考点一ATP的结构、功能和利用自主回顾·素养储备基础梳理1．ATP的结构概念图2．ATP的合成与利用3．ATP与ADP的相互转化(据图填表)项目ATP的合成ATP的水解反应式ADP＋Pi＋能量eq\o(→,\s\up7(酶1))__ATP__ATPeq\o(→,\s\up7(酶2))__ADP＋Pi＋能量__所需酶__ATP合成酶____ATP水解酶__能量来源__光能__(光合作用)，__化学能__(细胞呼吸)储存在__高能磷酸键__中的能量能量去路储存于形成的__高能磷酸键__中用于__各项生命活动__反应场所__细胞质基质、线粒体、叶绿体__生物体的需能部位思维辨析易错整合，判断正误。(1)1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团(×)(2)ATP≠能量，ATP是一种高能磷酸化合物，是与能量有关的一种物质，不能将两者等同起来(√)(3)人长时间剧烈运动时，骨骼肌细胞中每摩尔葡萄糖生成ATP的量与安静时相等(×)(4)人在寒冷时，肾上腺素和甲状腺激素分泌增多，细胞产生ATP的量增加(√)(5)线粒体内膜、内质网的膜和叶绿体中进行光反应的膜结构中都能合成ATP(×)(6)ATP是生命活动的直接能源物质，但它在细胞中的含量很少，ATP与ADP时刻不停地进行相互转化(√)(7)ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应(√)(8)无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源(×) (9)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会同时发生ATP的合成与分解(×)(10)活细胞内ATP与ADP的转化只能单向进行(×)延伸探究1．人体内ATP的含量很少，但在剧烈运动时，每分钟约有0.5kg的ATP转化为ADP，以供运动之需，但人体内ATP总含量并没有太大变化，[提示]ATP与ADP时刻不停地快速地发生相互转化，并且处于动态平衡之中。2．植物、动物、细菌和真菌的细胞内，都以ATP作为能量“通货”，由此说明了什么？[提示]生物界具有统一性，也说明种类繁多的生物有着共同的起源。3．热图导析：请根据ATP水解产生ADP的过程图回答下列问题(1)图中A表示__腺苷__，P表示__磷酸基团__。(2)图中①表示__高能磷酸键__，其中蕴藏着__大量化学能__。(3)图中②为__高能磷酸键水解释放能量__的过程，其作用是__为生命活动提供能量__。(4)催化该过程的酶与催化ATP生成的酶__不是__(填“是”或“不是”)同一种酶；高等植物细胞内ATP在__叶绿体类囊体薄膜、细胞质基质和线粒体__等部位生成。(5)下列过程需要①过程提供能量的是__①②③④⑤__。①主动运输②生物发光、发电③肌肉收缩④淀粉合成⑤大脑思考⑥根细胞吸收水分剖析难点·考点突破重难精讲1．概括ATP与核苷酸的关系2．理清ATP的合成、利用与细胞代谢的关系3．细胞内常见产生与消耗ATP生理过程的归纳转化场所常见的生理过程细胞膜消耗ATP：主动运输；胞吞、胞吐细胞质基质产生ATP：细胞呼吸第一阶段消耗ATP：一些吸能反应叶绿体产生ATP：光反应消耗ATP：暗反应和自身DNA复制、转录，蛋白质合成等线粒体产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段消耗ATP：自身DNA复制、转录，蛋白质合成等核糖体消耗ATP：蛋白质的合成细胞核消耗ATP：DNA复制、转录等精准命题突破点ATP的结构及其合成和利用〔典例剖析〕例1在某细胞培养液中加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，发现其含量变化不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性标记，该现象不能得出的结论是(C)A．ATP中远离A的磷酸基团容易脱离B．部分32P标记的ATP是重新合成的C．ATP是细胞内的直接能源物质D．该过程中ATP既有合成又有分解[解析]ATP在细胞内的含量很少，但作为生物体内的直接能源物质，ATP与ADP的转化是非常迅速的，所以加入32P标记的磷酸分子，短时间内分离出细胞中的ATP，其含量变化虽不大，但部分ATP的末端磷酸基团已带上放射性。本实验不能说明ATP是细胞内的直接能源物质。┃┃规律总结►ATP理解的四点提醒(1)ATP不等同于能量：ATP是与能量有关的一种高能磷酸化合物，水解时大量的能量会释放出来。(2)ATP在细胞内含量较少：剧烈运动时，含量不会明显增加，但可以通过ATP与ADP的快速转化为生命活动提供能量。(3)ATP与RNA的关系：ATP分子脱去2分子磷酸基团，称为腺嘌呤核糖核苷酸，它是RNA分子的基本组成单位之一。(4)ATP与ADP的相互转化不可逆：从物质方面来看是可逆的，但从酶、进行的场所、能量方面来看是不可逆的。〔对应训练〕1．(2020·河北衡水中学二调)下图表示生物体内发生的两个化学反应，请判断下列相关说法中正确的是(B)A．ATP分子水解时，图中所示的化学键③④最易断裂B．图中酶1和酶2的化学本质相同，但是二者的种类不同C．细胞中的吸能反应一般与ATP的合成反应相联系D．ATP与ADP间相互转化的能量供应机制只发生在真核细胞内[解析]ATP分子水解时，图中所示的化学键④最易断裂，并释放出大量的能量；图中酶1和酶2的化学本质相同，都是蛋白质，但是二者的种类不同；细胞中的放能反应一般与ATP的合成反应相联系，吸能反应一般与ATP的水解反应相联系；ATP与ADP间相互转化的能量供应机制发生在一切细胞内。突破点ATP的拓展考查〔典例剖析〕例2(2021·河南九校联考)核苷三磷酸(NTP)包括ATP、GTP、UTP、CTP等；脱氧核苷三磷酸(dNTP，d表示脱氧)包括dATP、dGTP、dTTP、dCTP。研究发现dNTP可作为DNA合成的原料。下列叙述正确的是(B)A．dNTP和NTP的区别体现在五碳糖的种类不同B．dNTP含有2个高能磷酸键，可为DNA复制提供能量C．DNA复制时需dATP、dTTP含量越多，则DNA结构越稳定D．真核细胞分裂时，胞内dNTP都进入细胞核内参与DNA的复制[解析]dNTP和NTP的区别在于五碳糖种类不同和碱基种类不同；DNA复制时，dNTP需要脱去2个高能磷酸键释放能量，该能量可用于DNA复制；DNA复制时需dCTP、dGTP含量越多，则DNA结构越稳定；真核细胞进行分裂时，除核DNA进行复制外，细胞质DNA也有复制，胞内dNTP不可能全部进入细胞核中。┃┃技巧点拨►ATP、DNA、RNA、核苷酸结构中“A”的含义辨析(1)ATP结构中的A为腺苷，由腺嘌呤和核糖组成。(2)DNA结构中的A为腺嘌呤脱氧核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子脱氧核糖和一分子磷酸组成。(3)RNA结构中的A为腺嘌呤核糖核苷酸，由一分子腺嘌呤、一分子核糖和一分子磷酸组成。(4)核苷酸结构中的A为腺嘌呤。可见，它们的共同点是都含有腺嘌呤。〔对应训练〕2．在线粒体的内外膜间隙中存在着一类标志酶——腺苷酸激酶，它能将ATP分子末端的磷酸基团转移至腺嘌呤核糖核苷酸(AMP)上而形成ADP。以下有关分析中错误的是(B)A．腺苷酸激酶催化1分子ATP分解伴随着2分子ADP的生成B．腺苷酸激酶催化该反应一般与放能反应相联系C．腺苷酸激酶与细胞内ATP与ADP的平衡维持有关D．腺苷酸激酶发挥作用时伴随着高能磷酸键的断裂与形成[解析]腺苷酸激酶催化该反应会释放能量，一般与吸能反应相联系，B错误。考点二细胞呼吸的类型及过程自主回顾·素养储备基础梳理1．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，释放出能量并生成__ATP__的过程。2．细胞的有氧呼吸(1)过程图解(2)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)____。3．无氧呼吸4．不同生物无氧呼吸产物思维辨析易错整合，判断正误。(1)有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解(×)(2)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP(×)(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(×)(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中(×)(5)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时(×)(6)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供(×)(7)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(×)(8)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累(×)延伸探究1．肌细胞内的肌质体是由什么组成的？有什么意义？[提示]肌细胞内的肌质体是由大量变形的线粒体组成的，肌质体有利于对肌细胞的能量供应。2．1mol葡萄糖有氧呼吸能释放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是什么？[提示]无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。3．热图导析：据生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解回答问题。(1)图中A是__丙酮酸__，其产生的部位是__细胞质基质__。(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是__②__，可在人体细胞中进行的是__①②④__。(均填图中序号)(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中__①③__过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中__①④__过程。(均填图中序号)(4)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？[提示]种子在有氧呼吸过程中产生了水。(5)如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是什么？[提示]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。剖析难点·考点突破重难精讲1．过程图解2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸区别场所细胞质基质和线粒体细胞质基质条件氧气，多种酶无氧气，多种酶物质变化葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2能量变化释放大量能量，产生大量ATP释放少量能量，产生少量ATP特点受O2和温度等因素的影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制联系二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP■有关细胞呼吸的7个易错点(1)有H2O生成的一定是有氧呼吸，有CO2生成的可能是有氧呼吸，也可能是无氧呼吸，但一定不是乳酸发酵。(2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同或基因的选择性表达。(3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。(4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。(5)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。(6)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。精准命题突破点细胞呼吸过程的综合分析〔典例剖析〕例3(2021·甘肃张掖质检)细胞呼吸是细胞内分解有机物、释放能量、产生ATP等一系列代谢活动的总称。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是(B)A．细胞外的葡萄糖分子进入线粒体参与有氧呼吸过程，至少要穿过3层生物膜B．用14C—葡萄糖研究肝细胞的糖代谢，C．进行无氧呼吸的细胞一定不含线粒体D．人体细胞能进行有氧呼吸和无氧呼吸，因此人属于兼性厌氧型生物[解析]葡萄糖参与有氧呼吸的第一阶段，该过程发生在细胞质基质，A错误；用14C┃┃技巧方法►判断细胞呼吸方式的三大依据〔对应训练〕3．(2021·吉林“五地六校”联考)如图是某动物体的细胞呼吸过程。下列有关叙述不正确的是(C)A．4、6分别是水和氧气B．3产生于线粒体基质C．产生的8主要用于合成ATPD．植物细胞也能进行该过程[解析]4为水、6为氧气，A正确；3(二氧化碳)在有氧呼吸第二阶段产生，场所是线粒体基质，B正确；8(能量)大部分以热能形式散失，少部分用于合成ATP，C错误；该图表示有氧呼吸过程，植物细胞也可以进行，D正确。4．(2021·湖南株洲质检)细胞呼吸过程中，线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H＋转运到膜间隙，使膜间隙中H＋浓度增大，大部分H＋通过结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP的合成，主要过程如下图所示。下列有关叙述不正确的是(B)A．乳酸菌不可能发生上述过程B．该过程发生于有氧呼吸第二阶段C．图中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白D．H＋由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散[解析]乳酸菌为原核细胞，没有线粒体，A项正确；有氧呼吸第二阶段发生于线粒体基质，该过程发生于线粒体内膜，B项错误；图中①是具有ATP合成酶活性的H＋通道蛋白，C项正确；H＋由膜间隙向线粒体基质顺浓度运输，且需要通道蛋白协助，属于协助扩散，D项正确。突破点细胞呼吸类型的判断和有关计算〔典例剖析〕例4(2020·贵州遵义航天中学一模)“有氧运动”是指人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。结合所学知识，分析下列说法正确的是(D)A．a运动强度下只有有氧呼吸，b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，c运动强度下只有无氧呼吸B．运动强度大于或等于b后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量C．无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中D．若运动强度长时间超过c，会因为乳酸积累而使肌肉酸胀乏力[解析]a运动强度下乳酸含量低，无氧呼吸较弱，b运动强度下有氧呼吸和无氧呼吸都有所增强，c运动强度下氧气消耗速率较高，有氧呼吸、无氧呼吸速率都在较高水平，A错误；肌肉细胞无氧呼吸不产生CO2，有氧呼吸CO2的产生量等于O2的消耗量，B错误；无氧呼吸中葡萄糖的能量大部分储存在乳酸中，释放的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中，C错误；运动强度长时间超过c，人体会因乳酸大量积累而出现肌肉酸胀乏力现象，D正确。┃┃规律总结►细胞呼吸反应中各物质量的比例关系(1)反应式①有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量。②无氧呼吸：C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量；C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋能量。(2)相关物质间量的比例关系①有氧呼吸：C6H12O6︰O2︰CO2＝1︰6︰6。②无氧呼吸：C6H12O6︰CO2︰C2H5OH＝1︰2︰2或C6H12O6︰C3H6O3＝1︰2。③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2︰有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3︰4。④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸：有氧呼吸＝3︰1。〔对应训练〕5．(2020·会宁四中高三月考)呼吸作用方式和用于生物呼吸作用有机物的差异会导致呼吸释放的CO2量与吸收O2的量的比发生差异，已知呼吸熵(RQ)＝eq\f(呼吸释放的CO2量,呼吸作用吸收的O2量)，下列有关说法不正确的是(D)A．呼吸熵(RQ)大于1，表明生物一定存在产生C2H5OH的无氧呼吸B．呼吸熵(RQ)等于1，表明生物进行有氧呼吸，但不能确定产生乳酸的无氧呼吸的存在与否C．呼吸熵(RQ)小于1，表明生物体有氧呼吸过程中消耗了非糖有机物D．呼吸熵(RQ)越大，生物体新陈代谢越旺盛[解析]呼吸熵(RQ)大于1，生物既进行有氧呼吸，又进行产生CO2的无氧呼吸，所以该生物一定存在产生C2H5OH的无氧呼吸，A正确；呼吸熵(RQ)等于1，表明生物进行有氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸，B正确；糖类呼吸熵为1，若呼吸熵(RQ)小于1，即细胞呼吸吸收O2量>释放CO2量，说明呼吸底物氧的相对含量比糖类低，故生物体有氧呼吸过程中消耗了非糖类有机物，C正确；呼吸熵(RQ)越大，无氧呼吸越强，有氧呼吸越弱，即生物体新陈代谢越弱，D错误。考点三影响细胞呼吸的因素及其应用自主回顾·素养储备基础梳理1．温度(1)影响原理：温度通过影响__酶的活性__影响细胞呼吸速率。(2)曲线分析：①a点为该酶的__最适温度__，细胞呼吸速率最快。②温度低于a时，随温度降低，酶活性__下降__，细胞呼吸受__抑制__。③温度高于a时，随温度升高，酶活性__下降__，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。(3)实际应用：①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。②促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。2．氧气(1)影响原理：氧气促进__有氧呼吸__，抑制无氧呼吸。(2)曲线分析：①A点时，氧浓度为零，细胞只进行__无氧呼吸__。②氧浓度为0～10%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸速率__减慢__。B点时，有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量；C、D点：横坐标相同，无氧呼吸停止。③氧浓度在0～20%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐__加快__。④随氧浓度的升高，细胞呼吸速率__先减慢后加快__，最后趋于稳定。⑤氧浓度为__5%__左右时，细胞呼吸强度最弱。(3)实际应用：①保鲜：低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鲜。②促进生长：农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量，促进根部有氧呼吸促进生长。③防止无氧呼吸：陆生植物长时间水淹，土壤中氧含量降低，植物因无氧呼吸产生的酒精积累而烂根。④控制呼吸方式：制葡萄酒时，初期进行有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖，发酵时严格控制无氧环境，促进酵母菌的无氧呼吸。3．二氧化碳(1)影响原理：CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会__抑制__细胞呼吸。(2)曲线分析：(3)实际应用：①保鲜：地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。②抑菌：薯片等食品充气保存，可抑制微生物的繁殖。4．水含量(1)影响原理：①各种生化反应需溶解在水中才能进行，自由水含量升高，新陈代谢__加快__。②水是有氧呼吸的__反应物__之一，含水量会影响细胞呼吸的进行。(2)实际应用：①抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。②促进细胞呼吸：浸泡有利于种子的萌发。思维辨析易错整合，判断正误。(1)同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异(√)(2)严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少(×)(3)粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏(×)(4)温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量(√)(5)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清(√)(6)剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸(×)延伸探究1．密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等，其原因是什么？[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，水体表层的溶解氧相对较高，因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。3．氧气影响细胞呼吸的曲线分析(1)O2浓度在2.5%～10%之间时、在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？(2)O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？(3)在保存蔬菜、水果时，应选择哪一点对应的O2浓度？为什么？[提示](1)O2浓度在2.5%～10%之间时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。(2)不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1︰3。(3)应选择R点对应的O2浓度，因为此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少。剖析难点·考点突破重难精讲1．内部因素——遗传因素(决定酶的种类和数量)(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。2．应用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低温储存\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(粮食,水果、蔬菜零上低温)),种植大棚作物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白天：适当升温,夜间：适当降温))))■(1)O2浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为细胞可进行无氧呼吸。(2)随着O2浓度的增加，无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸也因氧气浓度较低而较弱，细胞呼吸的总强度较低；但随着氧气浓度的升高，有氧呼吸逐渐增强，细胞呼吸总强度增大。(3)从化学平衡的角度分析，高浓度的CO2在一定程度上可以抑制细胞呼吸。(4)储存种子需要低氧、低温、干燥的环境，储存水果蔬菜需要低氧、零上低温、低湿的环境，以减少有机物的消耗。精准命题突破点细胞呼吸的影响因素分析〔典例剖析〕例5科研人员探究温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(B)A．20h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体B．50h后，30℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中COC．50h后，30℃的有氧呼吸速率比2℃和D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大[解析]果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；50h后，30℃条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO〔对应训练〕6．(2017·海南卷，7)下列有关植物细胞呼吸作用的叙述，正确的是(C)A．分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小B．若细胞既不吸收O2也不放出CO2，说明细胞已停止无氧呼吸C．适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗D．利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数不同[解析]与成熟组织细胞相比，分生组织细胞代谢旺盛，呼吸速率快，A错误。某些植物组织细胞无氧呼吸产物为乳酸，产生乳酸的无氧呼吸过程，既不吸收O2也不放出CO2，B错误。降低氧气浓度，有氧呼吸减弱，有机物消耗减慢，C正确。利用葡萄糖进行有氧呼吸时，吸收O2与释放CO2的摩尔数相同，D错误。突破点细胞呼吸原理在生产中的应用〔典例剖析〕例6(2021·昆明质检)对下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识的有关叙述，错误的是(C)A．提倡慢跑，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀B．零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解C．马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分抑制细胞有氧呼吸[解析]马铃薯块茎的无氧呼吸产物是乳酸，不是酒精，C错误。┃┃归纳总结►细胞呼吸原理的应用(1)在生产或生活实践中，若需要增强相关植物或其器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施；若需减弱细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。(2)蔬菜、水果在储藏时都应在低温低氧条件下，种子应保持干燥，而蔬菜、水果应保持一定的湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。(4)分析题目给定的生产生活实际情境，判断是需要促进细胞呼吸还是需要抑制细胞呼吸。例如，中耕松土，促进细胞呼吸；储存种子，抑制细胞呼吸。〔对应训练〕7．(2021·黑龙江哈尔滨师大附中测试)如图为蔬菜存放时，空气中的O2浓度(y)与蔬菜释放出的CO2气体量(x)的关系曲线。根据图示，最有利于蔬菜储存的O2浓度是(B)A．① B．②C．③ D．④[解析]②O2浓度条件下，CO2产生量最少，有机物消耗最少，并且有氧条件下无氧呼吸受到抑制，最有利于蔬菜的储存，B正确。考点四细胞呼吸方式的探究和呼吸速率的测定自主回顾·素养储备基础梳理1．探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)实验原理(2)实验步骤①配制__酵母菌__培养液。②安装实验装置。③检测：把排气管通入澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液，澄清石灰水变__混浊__，溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，将密闭装置中的酵母菌培养液加入酸性__重铬酸钾__后，溶液变成__灰绿色__。(3)实验现象条件澄清石灰水的变化重铬酸钾—浓硫酸溶液甲组(有氧)变混浊快无变化乙组(无氧)变混浊慢出现__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在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生__酒精和CO2__。2．种子萌发时呼吸速率的测定(1)实验装置(2)指标及原理①指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。②原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液左移。单位时间内着色液左移的体积即表示呼吸速率。(3)物理误差的校正①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。(4)实验拓展：呼吸底物与着色液移动的关系脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生CO2量小于消耗O2量，着色液移动更明显。剖析难点·考点突破重难精讲1．探究种子萌发时细胞呼吸的类型(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2．构建种子萌发时吸水和呼吸方式变化曲线(1)在种子吸水的第Ⅰ阶段，由于(吸胀)吸水，呼吸速率上升。(2)在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用CO2的产生量要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。(3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的吸收量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水)。(4)种子萌发后期，O2吸收量大于CO2释放量，说明除了糖类参与氧化分解外，还有其他物质参与氧化分解，如脂肪。精准命题突破点探究酵母菌细胞呼吸的方式〔典例剖析〕例7(2020·太原期中)下图是“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置，下列叙述正确的是(C)A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组B．若从B瓶和D瓶中取样，加入酸性重铬酸钾溶液，D瓶内的溶液会由蓝变绿再变黄C．可根据澄清石灰水变混浊的速率，来检测CO2的产生速率D．必须持续往A瓶通气，以保证B瓶的酵母菌进行有氧呼吸[解析]酵母菌为兼性厌氧型真菌，有氧呼吸和无氧呼吸均可进行，所以该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，两组都是实验组，A错误；若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，由于只有无氧呼吸才会产生酒精，所以D瓶内的溶液会变成灰绿色，B错误；因为CO2可使澄清石灰水变混浊，所以可根据澄清的石灰水变混浊的速率，来检测CO2的产生速率，C正确；甲是探究酵母菌有氧呼吸的装置，若持续往A瓶中通空气，空气中的CO2可能不会被NaOH完全吸收，导致会有CO2从A瓶到B瓶然后进入C瓶，这样不能保证使澄清石灰水变混浊的是酵母菌有氧呼吸产生的CO2，可以间歇性通气，D错误。〔对应训练〕8．(2021·邯郸模拟)某同学为了研究酵母菌呼吸作用的类型，制作了如图所示的实验装置。甲、乙中各加等量的经煮沸后冷却的葡萄糖溶液，并加等量的酵母菌，乙内用液状石蜡隔绝空气。对该实验的分析，错误的是(D)A．该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型B．将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，以免影响实验结果C．乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型D．乙为甲的空白对照实验，以排除无关因素对酵母菌呼吸作用的影响[解析]由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，所以该实验不能以有无CO2的产生来判断酵母菌的呼吸作用类型，A正确；由于配制的葡萄糖溶液中可能有杂菌，所以将葡萄糖溶液煮沸可以防止杂菌污染，B正确；由于乙装置中用石蜡进行密封，形成无氧环境，所以乙和甲比较，说明酵母菌在不同的条件下有不同的呼吸作用类型，C正确；乙和甲都是实验组，相互形成对照，自变量是有无氧气，D错误。突破点细胞呼吸相关实验的探究〔典例剖析〕例8(2021·皖北联盟联考)下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析错误的是(B)A．甲装置可用于探究呼吸作用是否产生热量B．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸C．丙装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验[解析]甲装置中含有温度计，可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生热量；乙装置中NaOH溶液可吸收呼吸作用产生的CO2，则有色液滴向左移动可说明呼吸作用消耗了氧气，因此该装置可用于探究萌发的种子是否进行有氧呼吸，但不能说明种子萌发只进行有氧呼吸；丙装置中澄清石灰水可检测CO2，因此该装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2；微生物也会进行呼吸作用，所以三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验。〔对应训练〕9．某同学用如下图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为1mm2，实验开始时，打开软管夹，将装置放入25℃水浴中，10min后关闭软管夹，随后每隔5min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。实验时间(min)101520253035液滴移动距离(mm)032.565100130162.5A．图中X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动B．在20～30min内氧气的平均吸收速率为6.5mmC．如将X换为清水，并向试管充入N2即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率D．增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中[解析]X为NaOH溶液，软管夹关闭后液滴将向左移动，在20～30min内氧气的平均吸收速率为(130－65)×1÷10＝6.5(mm3/min)；果蝇幼虫无氧呼吸产生乳酸不产生CO2，无论是否进行无氧呼吸液滴都不会移动；对照实验应将装置中的果蝇幼虫换成等质量的死幼虫，并将该装置置于相同的环境中，重复上述实验。10．(2021·正定模拟)如图为测量萌发的小麦种子细胞呼吸方式的装置图，下列相关说法正确的是(D)A．图示说明萌发的小麦种子细胞进行了无氧呼吸B．图中萌发的小麦种子细胞的细胞质基质产生的[H]最多C．萌发的小麦种子细胞有氧呼吸的第二阶段产生水D．有色液滴移动的距离可表示细胞呼吸消耗氧气的量[解析]图示中有色液滴左移说明萌发的小麦种子细胞进行了有氧呼吸，消耗了氧气，A错误；萌发的小麦种子细胞的线粒体基质产生的[H]最多，B错误；细胞有氧呼吸的第三阶段产生水，C错误。课末总结知识导图·思维缕析学科素养·核心释疑某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答下列问题：(1)在12～24h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式和产物是：以无氧呼吸为主，产生酒精和二氧化碳，据此分析豆科植物种子掩埋过深导致腐烂的原因是：掩埋过深时氧气供应不足，种子进行无氧呼吸产生的酒精积累过多，对细胞有毒害作用，导致腐烂。(2)从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物，使有机物的总量下降。(3)种子萌发48小时后，氧气的消耗量大于二氧化碳的释放量，分析其原因是豆科植物富含脂肪，等质量的脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此进行有氧呼吸时消耗O2的量大于产生CO2的量。探究高考·明确考向1．(2020·全国卷Ⅰ，2)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是(D)A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多[解析]本题主要考查有氧呼吸与无氧呼吸的过程。以葡萄糖为底物的有氧呼吸反应式为C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量，产生乙醇的无氧呼吸反应式为C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量，产生乳酸的无氧呼吸反应式为C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。能产生乙醇的细胞呼吸方式是无氧呼吸，根据反应式可知，该过程产生的CO2与乙醇的分子数相等，如果存在有氧呼吸，那么最终产生的CO2分子数会多于乙醇分子数，所以若产生的CO2与乙醇分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，根据反应式可知，吸收的O2和释放的CO2分子数相等，B正确；若细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，根据反应式可知，该过程既不吸收O2，也不产生CO2，C正确；若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，若是产生乙醇的无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少，若是产生乳酸的无氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等，D错误。2．(2020·浙江卷，6)下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是(C)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嵴上进行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O2浓度会增加酒精的生成量[解析]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；细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；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；若适当提高苹果果实贮藏环境中的O2浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D错误。故选C。3．(2020·山东卷，2)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(B)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ATPC．癌细胞呼吸作用过程中丙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[解析]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葡萄糖来为生命活动供能，A正确；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，第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP，B错误；由题干信息和分析可知，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正确；由分析可知，无氧呼吸只有第一阶段产生少量的NADH，而有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生NADH，