2022版新教材高考生物总复习第3单元第8讲细胞呼吸的原理与应用教案

第8讲细胞呼吸的原理与应用

考点内容核心素养解读

1.比较有氧呼吸和无氧呼吸的过程,建立物

质与能量观（生命观念）

2.对比有氧呼吸与无氧呼吸,掌握分类比较

说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子的研究方法（科学思维）

中的能量转化为生命活动可以利用的能量3.关注细胞呼吸的原理在生产、生活中的应

用（社会责任）

4.通过实验设计与结果分析,探究酵母菌的

呼吸方式（科学探究）

考点一细胞呼吸的方式及过程

必备知识•整合

1.细胞呼吸的概念: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。

2.有氧呼吸

⑴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。

⑵过程图解

场所细胞质基质

葡萄糖

II-第一

物质变化C6Hl2。6旦2丙酮酸+[H]

阶段

（反应式）

I丙中酸1=产能情况少量能量

场所

线粒体基质

第二

阶段

[ski—物质变化2丙酮酸+6凡0£6C（）2+[H]

（反应式）

产能情况少量能量

——

场所

02一线粒体内膜

第三

物质变化[H]+6O昱21HO

阶段2l

|H2°I—（反应式）

产能情况大量能量

酶

⑶总反应式:C6Hl2O6+6H2O+6O2-6co2+12出0+能量

3.无氧呼吸

⑴概念:是指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，释

放少量能量的过程。

⑵场所:全过程是在细胞质基质中进行的O

（3）过程

（4）反应式

酶

①产物为酒精:c6Hl-2C2H5OH+2c0?+少量能量。

②产物为乳酸:CeHizOe旦2c3H6。3+少量能量。

（5）能量

①只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATPo

②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。

版材基础诊断

1.呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解,并储存能量。（必修1P90正文）（X）

2.有氧呼吸第二、三阶段所需的酶都分布在线粒体内膜的崎上。（必修1P92正文）

(X)

3.细胞呼吸过程中产生的［H］是还原型辅酶I的简化表示方法。（必修1P93相关信息）

（V）

4.有氧呼吸中的能量是逐步释放出来的,其中有相当一部分储存在ATP中。（必修1P93正文）

（V）

5.无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。（必修1P94正文）3

6.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能在肝脏中再次转化为葡萄糖。（必修1P94相关信息）

（V）

7.细胞呼吸是生物体代谢的枢纽,蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系

起来。（必修1P94正文）（V）

8.所有生物的生存,都离不开细胞呼吸释放的能量。（必修1P94正文）（V）

教材深度拓展

1.（必修1P92图5-8拓展）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上与功能相适

应的特点有线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成崎,扩大了内膜的表面积。线粒体

内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。

2.（必修1P93正文、思考•讨论拓展）呼吸作用和有机物的燃烧都是分解有机物、释放能量

的过程,不同的是有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释放

的；有一部分能量储存在ATP中,这种方式保证了有机物中的能量得到最充分的利

用，有利于维持细胞的相对稳定状态。

3.（必修1P93图5-9拓展）有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被

利用,产物中的CO?和水分别在第二、三阶段形成。

4.（必修1P94正文拓展）无氧呼吸中葡萄糖中能量的去向是大部分储存在酒精或乳酸中,

少部分释放；释放能量的去向是大部分以热能形式散失，少部分生成ATP。

重点疑难•突破

1.比较有氧呼吸与无氧呼吸

项目有氧呼吸无氧呼吸

反应

需要。2、酶不需要。2,需要酶

条件

细胞质基质、线粒

不场所体基质、线粒体内细胞质基质

同膜

点产物C02>H20乳酸或酒精和CC）2

有机物彻底氧化

能量有机物分解不彻底,能量释放较

分解,释放大量能

释放少

量

实质分解有机物，释放能量，生成ATP

相

①为各项生命活动提供能量；

同意义

1②生物体代谢的枢纽

点

联系第一阶段相同

2.细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向

项目来源去向

有氧呼吸:与@结合生成

有氧呼吸:C6Hl和上0;

[H]水；

无氧呼吸:C6Hl

无氧呼吸:还原丙酮酸

有氧呼吸:三个阶段都产

生；

ATP’用于各项生命活动

无氧呼吸:只在第一阶段

产生

［特别提醒］关于细胞呼吸的说明

(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体:真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体;

原核细胞无线粒体，但有的原核细胞含有全套的与有氧呼吸有关的酶,这些酶分布在细胞质

基质和细胞膜上,因此这些细胞能进行有氧呼吸。

(2)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解,必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进

入线粒体被分解。

(3)无氧呼吸只在第一阶段产生ATP,第二阶段不产生ATP,还要消耗第一阶段产生的

(4)人体内产生的CO?只能是有氧呼吸的产物,因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,无

C02O

(5)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。

(6)细胞呼吸释放的能量,大部分以热能的形式散失,少部分以化学能的形式储存在ATP

中。

(7)无氧呼吸有机物氧化分解不彻底,还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。

3.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系

(1)反应式

①有氧呼吸:C6Hl2O6+6O2+6H2O旦6co2+12H2+少量能量。

②无氧呼吸:C6Hl旦2c2H50H(酒精)+2C0z+少量能量；

酶

C6Hl三2c3H(乳酸)+能量。

(2)相关物质间量的比例关系

①有氧呼吸:C6HlQ:。2：C02=l：6：6„

②无氧呼吸:C6Hl:C02：C2H50H=1：2：2或C6HI2O6:C3H603=l：2。

③产生等量的C02时消耗的葡萄糖的物质的量:无氧呼吸：有氧呼吸=3:1„

关键能力•提升

考向一结合有氧呼吸与无氧呼吸的过程,考查生命观念

1.（2020山东临沂一模）某高等植物细胞呼吸过程中主要物质变化如图，①〜③为相关生理过

程。下列叙述正确的是（）

|^»CO2+H2O

C6H12O62丙酮酸一

^C,H.OH+CO,

A.若该植物为玉米,则③只发生在玉米胚细胞的细胞质基质中

B.该植物②过程产生ATP的场所是线粒体基质和线粒体内膜

C.等量的葡萄糖在有氧呼吸和无氧呼吸过程中产生丙酮酸的量不同

D.只给根部细胞提供同位素标记的比"0,在和CO,中能同时检测到十

1.答案B玉米的胚细胞进行无氧呼吸的产物为乳酸，不是酒精和二氧化碳,A错误;②过

程是指有氧呼吸的第二阶段和第三阶段,场所分别为线粒体基质和线粒体内膜,两个阶段都

会产生ATP,B正确;有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一阶段完全相同，因此会产生等量的丙

酮酸,C错误;根部细胞没有叶绿体,不能进行光合作用,所以给根部细胞提供同位素标记的

18

H20,只能在C02中检测到"0,D错误。

2.（不定项选择）（2021辽宁沈阳36中高三期初测试）金鱼能在严重缺氧的环境中生

存若干天,其肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼缺氧状态

下，细胞中部分代谢途径，下列相关叙述正确的是（）

肌细胞其他细胞

肌糖原葡萄糖

②|

葡萄糖物质X

②]

⑤]

——乳酸

---------酒精

通过鳏血管，排出

A.②过程不需要02的参与,产生的“物质X”是丙酮酸，由3种元素组成

B.过程①②均有能量释放,大部分用于合成ATP

C.过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为细胞内反应的场所不同

18

D.若给肌细胞提供0标记的02,会在C02中检测到十

2.答案AD根据细胞呼吸的过程可知，“物质X”是丙酮酸，由C、H、03种元素组成，②

为细胞呼吸第一阶段,不需要参与,A正确;过程①②均有能量释放,少部分用于合成ATP,B

错误;过程③⑤是无氧呼吸的第二阶段,场所均是细胞质基质，其产物不同是因为不同细胞中

18

的酶不同,C错误;有氧条件下,肌细胞可以进行有氧呼吸,若给肌细胞提供0标记的02）则产

1818

生的水中含有0,含有0的水参与有氧呼吸的第二阶段,产生的C02中能检测到宵,D正确。

考向二借助细胞呼吸类型的判断,考查科学思维能力

3.（2021黑龙江哈尔滨六中高三开学考）用葡萄糖溶液培养酵母菌。下面是根据培养液中酵

母菌代谢物的生成量绘成的曲线图。以下分析不正确的是（）

A.在0?浓度为c时,有氧呼吸吸收的与释放C02物质的量相等

B.在浓度为a时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的比为3：5

C.图中实线可以表示不同浓度下酵母菌进行有氧呼吸时CO?的生成量

D.图中虚线可以表示不同02浓度下酵母菌进行无氧呼吸的强弱变化

3.答案C在浓度小于c时，酵母菌的代谢物中有酒精，说明存在无氧呼吸，无氧呼吸有

C02的生成,因此图中实线表示的应该是不同浓度下,酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸共同

的COz的生成量,C错误。

4.如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时CO,释放量和5吸收量的变化（假

设细胞呼吸的底物是葡萄糖）。下列相关叙述错误的是（）

A.氧浓度为a时,有氧呼吸最弱

B.氧浓度为b时,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的1/6

C.氧浓度为c时,产生C02的场所有细胞质基质和线粒体

D.氧浓度为d时,只进行有氧呼吸

4.答案B柱形图显示:氧浓度为b时,0z的吸收量与C02的释放量不等，说明该器官既进行

有氧呼吸又进行无氧呼吸，由图可知有氧呼吸消耗的相对值为3,则产生的CO?的相对值也

为3,消耗葡萄糖的相对量为0.5,无氧呼吸产生的CO2的相对值为8-3=5,消耗葡萄糖的相对

量为2.5,所以在b条件下,有氧呼吸消耗葡萄糖的量是无氧呼吸的0.5+2.5=1/5,B错误。

题后悟道-方法

判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)

・一定存在有氧呼吸

产生凡\----定存在有氧呼吸

据反应物

产生酒精或乳酸.一定存在无氧呼吸

和产物

无C°2释放,一定为产乳酸的无氧呼吸

co,=o,只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和

―产生乳酸的无氧呼吸或只进行产生乳酸

乙据物质的量的无氧呼吸

虫草m一的关系co2>o2两类呼吸并存，差值为无氧呼吸产生的

CO?量

只在细胞质基质中cM建网

后3据场所产------------*无氧呼吸

好竺夕di■菽细I有线拉体蓼专____.有氧呼吸或两类呼吸并存

考点二影响细胞呼吸的因素及应用

必备知识•整合

1,温度对细胞呼吸的影响

(1)原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响酶活性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，可延长保鲜时间。

②提高产量: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.氧气浓度对细胞呼吸的影响

(1)原理：。2是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸过程有抑制(填“促进”或

“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有促进(填“促进”或“抑制”)作用。

(2)应用

①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽抱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乳酸。

④稻田定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒,烂根死亡。

3.二氧化碳浓度对细胞呼吸的影响

（i）原理：o）2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会3tL（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,适当增加C02浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的

消耗。

4.水对细胞呼吸的影响

（1）原理

①间接影响:细胞内的许多生化反应需要水的参与，自由水含量升高，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:晒干的种子自由水含量降低,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。

破材基础诊断

1.中耕松土、适时排水都是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用。（必修1P95正

文）（V）

2.破伤风芽抱杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖,原因是伤口深处氧气缺乏。（必修1P95

思考•讨论）（J）

3.酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。（必修1P95思

考•讨论）（X）

4.慢跑时,氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。（必修1P95思考•讨论）

（X）

俄材深度拓展

1.（必修1P95思考•讨论拓展）水果、蔬菜和种子储藏条件有何异同点？

提示:水果、蔬菜和种子都需要在低温、低氧、高CO,浓度条件下储藏。但水果、蔬菜需要

在适宜水分条件（一定湿度）下储藏且需要零上低温;种子需要在干燥条件下储藏。

2.（必修1P95思考•讨论拓展）包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优

点是为伤口创造了透气的环境,避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。

3.(必修1P95思考•讨论拓展)如图所示为人体慢跑过程中运动强度与血液中乳酸水平、氧

气消耗速率的关系。判断图中不同阶段的细胞呼吸类型。

ab:有氧呼吸;be:有氧呼吸和无氧呼吸;cd:有氧呼吸和无氧呼吸;d点：有氧

呼吸和无氧呼吸。

重点疑难•突破

1.影响细胞呼吸的内部因素

项目规律举例

不同种类的植物呼吸速率

遗传特性旱生植物小于水生植物,阴生植物小于阳生植物

不同

生长发育|同一植物在不同的生长发同一植株幼苗期、开花期呼吸速率较高，成熟期呼吸速|

时期不同育时期呼吸速率不同率较低

同一植物的不同器官呼吸

器官类型生殖器官大于营养器官

速率不同

2.温度和浓度对细胞呼吸影响的曲线分析

(1)温度对细胞呼吸的影响曲线

①a点为呼吸酶的最适温度,细胞呼吸速率最快。

②温度低于a点时,随温度降低,酶活性下降,细胞呼吸受抑制。

③温度高于a点时,随温度升高,酶活性下降甚至变性失活,细胞呼吸受抑制。

(2)0?浓度对细胞呼吸的影响曲线

①A点时,。2浓度为零,细胞进行无氧呼吸。

②。2浓度为0~10%时，随&浓度的升高,无氧呼吸速率减慢;浓度为10%（即B点）时,无

氧呼吸停止。

③色浓度为0~20%时,随浓度升高,有氧呼吸速率逐渐增强。

④随浓度的升高,细胞呼吸速率先减慢后加快,最后趋于稳定。

⑤浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。

［特别提醒］影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关组织或器官的细胞

呼吸强度,可采取供水、升温、增氧等措施;若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、

低氧等措施。

关键能力•提升

考向一围绕细胞呼吸的应用，考查科学思维与社会责任

1.（2020山东泰安高三期中）下列关于呼吸作用原理的应用，正确的是（）

A.提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的酒精对细胞造成伤害

B,给作物施农家肥,既能防止土壤板结,又能提高C0?浓度,有利于作物增产

C.鸟类和哺乳动物维持体温恒定所需的能量,主要来自ATP的水解

D.包扎伤口时,需要选用透气性好的创可贴,防止破伤风芽抱杆菌感染伤口表面并大量繁殖

1.答案B提倡慢跑等有氧运动的原因之一是体内不会因剧烈运动产生大量的乳酸对细胞

造成伤害,A错误;鸟类和哺乳动物维持体温恒定所需的能量,主要来自有机物氧化分解释放

的热能,C错误;破伤风芽抱杆菌为厌氧菌,包扎伤口时,需要选用透气性好的创可贴,防止破

伤风芽抱杆菌感染伤口深处并大量繁殖,D错误。

2.（2020贵州高三模拟）水涝会造成农作物减产甚至引起农作物死亡。下列关于水涝对农作

物生命活动影响的叙述错误的是（）

A.水涝后,土壤中硝化细菌等需氧微生物的代谢活动受到抑制

B.如果长时间水涝,农作物根细胞会因缺氧产生有害物质而烂根

C.水涝后,农作物根细胞内ATP浓度下降、细胞持续吸水

D.排除积水后中耕松土,有利于受涝害的农作物恢复长势

2.答案CATP在细胞内含量极少,ATP和ADP含量总保持动态平衡，其浓度不会发生明显变

化,且植物细胞有细胞壁,不会持续吸水,C错误。

考向二围绕影响细胞呼吸因素的分析,考查科学思维能力

3.（2020山东济宁一中质量检测）为研究淹水时KNOs对甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜

樱桃,其中一组倒入清水,其余三组分别倒入等量的不同浓度的KNOs溶液，保持液面高出盆土

表面，每天定时测定甜樱桃根的有氧呼吸速率，结果如图。下列相关分析错误的是（）

o

E

=Lo

<、

母

亲

生

懈

而

A.检测甜樱桃根有氧呼吸速率可用或CO?作指标

B.细胞中ATP/ADP的值下降可促进细胞呼吸

C.淹水时KNOs对甜樱桃根的有氧呼吸速率降低有减缓作用

D.A、B、C三点中,A点时甜樱桃根在单位时间内与氧结合的［田最多

3.答案A根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强，由于甜樱桃根细胞无氧呼吸会产生CO%

故实验过程中不能用CO,作为检测有氧呼吸速率的指标,A错误。

4.（不定项选择）（2020山东青岛黄岛高三期中）为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究者

在遮光状态下,测得了相同的新鲜菠菜叶在不同温度和色含量条件下的C0,释放量,结果如下

表（表中数据为相对值）。下列有关分析错误的是（）

。2含量温度C02释放量0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0%

3℃6.23.61.24.45.45.3

10℃31.253.75.921.533.332.9

20℃46.435.26.438.965.566.2

30℃59.841.48.856.6100.0101.6

A.根据变化规律,表中10℃、含量为1.0%条件下的数据很可能是错误的

B.零下低温、含量为3.0%是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合

C.含量从20.0%上升至40.0%时,Oz含量限制了呼吸强度的继续升高

D.在20。。条件下,Oz含量从0.1%升高到3.0%的过程中，细胞无氧呼吸逐渐减弱

4.答案BC分析表格数据可知,温度为3°C、0,含量为3.0%时,释放的CO?的量最少，细胞

呼吸速率最低,是储藏菠菜叶的最佳环境条件组合,零下低温会冻伤菠菜叶,不适于储藏,B

错误；分析表格数据可知,02含量从20.0%升至40.0%时，细胞呼吸释放的CO?的量变化不大,02

含量已经达到饱和,不再是限制呼吸强度的因素,C错误。

实验探究酵母菌细胞呼吸的方式

必备知识•整合

1.实验原理

（1）酵母菌代谢类型

理4异养型

H2O

I闱I异化作用类型＞兼性厌氧型烈

酒精

co2

（2）产物检测

产物试剂现象（颜色变化）

变混浊（根据混浊程度可确定产生C02的多

澄清石灰水

少）

C02

蓝色一绿色一黄色（根据溶液变成黄色时间

漠麝香草酚蓝溶液

长短可确定产生co?的多少）

酸性条件下橙色的

酒精橙色f灰绿色

重铭酸钾溶液

2.实验设计思路一一对比实验

控制变量卜d结果分析|-------得出结论

产生co,的两种呼吸

有氧与无多少及龛否方式及其

氧条件

生成酒精产物

3.实验步骤

⑴配制酵母菌培养液（酵母菌+葡萄糖溶液）。

（2）检测C02的产生,装置如图所示:

（3）检测酒精的产生：自A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液,分别注入编号为1、2

的两支试管中一分别滴加0.5mL溶有0.1g重铭酸钾的浓硫酸溶液一振荡并观察溶液的颜

色变化。

4.实验现象

澄清石灰水的1、2两试管的变

条件

变化化

变混浊—

有氧条件无变化

fi__

变混浊—出现灰绿

无氧条件

fi__

5.实验结论

酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼

吸产生的CO?多且快;在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量C02»

取材基础诊断

1.检测酵母菌培养过程中是否产生co2,可判断其呼吸方式。（必修1P90探究•实践）

（X）

2.在酸性条件下,酒精会使重铭酸钾溶液由蓝变绿再变黄。（必修1P90探究•实践）

（X）

3.检测CO2的产生除澄清石灰水外,还可以用澳麝香草酚蓝溶液检测。（必修1P90探究•实

践）（V）

4.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的混浊程度判断细胞呼吸的方式。

（必修1P90探究•实践）3

5.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铭酸钾溶液

检测酒精。（必修1P90探究•实践）3

6.对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。（必修1P92科学方法）

（X）

教材深度拓展

1.（必修1P90问题探讨拓展）利用酵母菌生产葡萄酒时，酒精含量不会一直增加，当达到

时,发酵就停止了，其原因最可能是酵母菌在无氧及其他条件合适的情况下，随着

发酵产物(如酒精)增多，营养物质减少及酸碱度发生变化等,其繁殖速度逐渐下降,死亡率逐

渐上升，酒精发酵最终会停止。

2.(必修1P90探究•实践拓展)重铝酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理在日常生活中可

以有什么用处，请举一例。

提示:这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是让司机呼出的气体直接接触

到经硫酸处理过的重铭酸钾,如果呼出的气体中含有酒精,重铭酸钾会变成灰绿色。

重点疑难•突破

1.细胞呼吸材料的选择和处理

(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)如果实验材料是酵母菌,实验所用的葡萄糖溶液在使用前需煮沸，目的是灭菌,排除

其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。

2.实验注意事项

(1)实验装置

甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对比实验,设置的是有氧、

无氧条件。

(2)无关变量控制

①有氧装置中空气先通过NaOH溶液的目的是消除空气中的CO%以保证第三个锥形瓶中

的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。

②B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水

的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO?是由酵母菌无氧呼吸产生的。

3.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式

(1)探究装置:欲确认某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置,如图所示(以发芽

种子为例)o

发芽20%NaOH溶液5mL

种子

装皆一装皆二

(2)实验原理

①装置一:NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的C02,着色液滴移动的距离代表细胞

呼吸吸收5的量。

②装置二:着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的C02量与吸收的量的差值。

(3)实验结果及结论

实验结果

装置一液装置二液结论

滴滴

不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸

不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸

同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧

左移右移

呼吸

只进行有氧呼吸或同时进行有氧

左移不动

呼吸和产生乳酸的无氧呼吸

(4)误差校正:为使实验结果准确,除减少无关变量的干扰外,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。

关键能力•提升

考向围绕探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理、过程、结果分析,考查科学探究的能力

1.滨麝香草酚蓝(BTB)是一种酸碱指示剂,变色范围为pH6.0~7.6,酸性呈黄色,碱性呈蓝色。

在BTB溶液中缓慢通入C02,可逐渐发生以下颜色变化:蓝色一绿色一黄色。某兴趣小组设计

了如下实验装置，探究绿豆种子的细胞呼吸方式。下列叙述错误的是()

A.甲瓶中加入氢氧化钠以除去空气中的C02

B.乙、丙瓶中共有的代谢物一定有丙酮酸

C.丙瓶中葡萄糖分解后能量大多释放并转化为热能

D.试管1中的BTB溶液变为黄色所需时间比试管2短

1.答案C丙瓶进行无氧呼吸，葡萄糖中的能量大多储存在有机物中，释放的能量占少部

分,C错误。

2.（不定项选择）（2020山东荷泽郭城一中高三下二模）为研究酵母菌的发酵产物，某研究小

组设计了如图甲所示的装置，并将有关检测结果绘制成图乙。①号、②号试管中均加入3mL

蒸储水和一定量的检验试剂。据图分析下列说法正确的是（）

A.①号试管中不存在发酵产物酒精

B.设②号试管对照组是为了排除无关变量温度对实验的干扰

C.图乙曲线b表示①号试管内玻璃管口气泡释放速率变化

D.图乙曲线a表示酵母菌培养液中酵母菌数量变化规律

2.答案AC酒精不存在于①号试管中，酒精应该在含酵母菌的葡萄糖溶液中,A正确;①②

号试管中加入的是澄清的石灰水或漠麝香草酚蓝溶液,②试管的设置是为了排除空气中二氧

化碳的干扰,B错误;随着培养酵母菌时间的延长,营养物质消耗、有害代谢物积累，酵母菌的

数量先增加后减少,①号试管内玻璃管口气泡释放速率先增加后下降，曲线b符合该变化,C

正确,D错误。

3.甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图I、图n装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了实验探究。

下列相关叙述中，错误的是（）

—温度计

A.图I所示的实验可以验证酵母菌通过无氧呼吸释放的能量大部分都变成了热能

B.图n所示的实验可以探究酵母菌是否进行有氧呼吸

C,应设置一组对照实验与图II形成对照，以排除外界环境因素的干扰

D.装置I中酵母菌通过细胞呼吸释放的能量可以转变成热能

3.答案A图I只能证明酵母菌无氧呼吸释放了热能,不能测出酵母菌无氧呼吸释放多少

能量,故无法验证无氧呼吸释放的能量大部分都变成了热能,A错误。

4.（2020山东荷泽郸城一中二模）如图是测定某发芽种子的呼吸类型所用装置（假设呼吸底

物只有葡萄糖,不考虑外界条件的影响且种子始终保持活性），下列有关说法错误的是

)

A液滴左移液滴不动只进行有氧呼吸

B液滴不动液滴右移只进行无氧呼吸且产物有酒精

C液滴不动液滴不动只进行无氧呼吸且产物有乳酸

既进行有氧呼吸又进行无氧呼

D液滴左移液滴右移

吸

4.答案A甲装置液滴左移，说明细胞呼吸消耗氧气，乙装置液滴不动，说明细胞呼吸吸收

的氧气量与产生的二氧化碳量相等或进行产乳酸的无氧呼吸，此时种子只进行有氧呼吸或同

时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,A错误。

5.（不定项选择）（2021山东济南章丘四中高三质量检测）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呼吸，实验设计如图甲、乙。关闭活栓后,U形管右管液面高度变化反

映瓶中的气体体积变化。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容积变化）。下列有关说法正确的是（）

参考点心活栓

左右菊萄糖溶液

及微生物

调节螺旋」丁

NaOH溶液

甲

A.甲组右管液面变化,表示的是微生物呼吸时氧气的消耗量

B.乙组右管液面变化,表示的是微生物呼吸时CO?释放量和消耗量之间的差值

C.甲组右管液面不变，乙组液面不变,说明微生物可能是进行了乳酸发酵

D.甲组右管液面升高，乙组液面不变,说明微生物既进行有氧呼吸,又进行酒精发酵

5.答案ABC甲组右管液面升高,微生物进行有氧呼吸消耗了氧气；乙组不变，说明氧气的

消耗量等于CO?的释放量,综合甲、乙两组可知,微生物可能只进行有氧呼吸或者同时进行有

氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,D错误。

高考真题再现

1.（2020课标全国I,2,6分）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（）

A.若产生的CO?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02的分子数与释放C02的相等

C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸,则无吸收也无C02释放

D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸,则吸收的分子数比释放C02的多

1.答案D若细胞同时进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸,则吸收的分子数比释放C02

的少;若细胞同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸,则吸收02的分子数等于释放C02的分子

数,D错误。

2.（2020海南单科,18,3分）ABC转运蛋白是一类跨膜转运蛋白，参与细胞吸收多种营养物质，

每一种ABC转运蛋白对物质运输具有特异性。ABC转运蛋白的结构及转运过程如图所示,下

列有关叙述正确的是（）

小分子•fABC转运蛋白

细胞膜

\/2ATP2ADP+2P1

ATP结合域

A.ABC转运蛋白可提高的跨膜运输速度

B.ABC转运蛋白可协助葡萄糖顺浓度梯度进入细胞

C.C「和氨基酸依赖同一种ABC转运蛋白跨膜运输

D.若ATP水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程

2.答案D02的跨膜运输方式为自由扩散，不需要转运蛋白协助,也不需要消耗能量,A错误;

据图可知:ABC转运蛋白发挥作用过程伴随ATP的水解,说明ABC转运蛋白运输物质时需要消

耗能量,而葡萄糖顺浓度梯度进入细胞不需要耗能,B错误;据题干信息“每一种ABC转运蛋

白对物质运输具有特异性”可知,一种转运蛋白转运一种物质，故C「和氨基酸跨膜运输依赖

的ABC转运蛋白不同,C错误;据图可知,ABC转运蛋白的功能发挥伴随ATP的水解,故若ATP

水解受阻,ABC转运蛋白不能完成转运过程,D正确。

3.（2019课标全国III,4,6分）若将〃粒玉米种子置于黑暗中使其萌发,得到〃株黄化苗。那么，

与萌发前的这〃粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为（）

A.有机物总量减少，呼吸强度增强

B.有机物总量增加,呼吸强度增强

C.有机物总量减少，呼吸强度减弱

D.有机物总量增加,呼吸强度减弱

3.答案A与干种子相比，黄化苗中自由水含量增多，细胞呼吸强度增强，有机物总量减

少,A正确,B、C、D错误。

4.（2019海南单科,12,2分）下列关于绿色植物的叙述，错误的是（）

A.植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸

B.植物细胞中ATP的合成都是在膜上进行的

C.遮光培养可使植物叶肉细胞的叶绿素含量下降

D.植物幼茎的绿色部分能进行光合作用和呼吸作用

4.答案B有氧呼吸不需要光照，植物细胞在白天和黑夜都能进行有氧呼吸,A正确;植物

细胞中ATP的合成不都是在膜上进行的,如可以在细胞质基质和线粒体基质中进行,B错误；

叶绿素的合成需要光照,遮光培养会导致叶肉细胞的叶绿素含量下降,C正确;植物幼茎的绿

色部分含有叶绿体,能进行光合作用，所有的活细胞都能进行呼吸作用,D正确。

5.（2018课标全国III,5,6分）下列关于生物体中细胞呼吸的叙述，错误的是（）

A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸

B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失

C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸

D.植物光合作用和呼吸作用过程中都可以合成ATP

5.答案C细胞呼吸方式与光照无关,黑暗状态下植物可进行有氧呼吸,也可进行无氧呼

吸,A正确;能量在食物链上传递的过程中,有一部分能量通过呼吸作用以热能形式散失,B正

确;有氧呼吸的产物是CO2和水,无氧呼吸的产物是乳酸或CO2和酒精,C错误;植物在光合作用

的光反应阶段有ATP合成,在有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段有ATP合成,D正

确。

6.（2017海南单科,7改编,2分）下列有关植物细胞呼吸作用的叙述,正确的是（）

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6也不放出C02,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，吸收与释放CO?的物质的量不同

6.答案C分生组织细胞的代谢旺盛，呼吸速率通常比成熟组织细胞的大,A错误;若细胞

既不吸收5也不放出CO?,细胞可能进行产生乳酸的无氧呼吸,B错误;影响有氧呼吸的因素有

浓度和温度等,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,C正确;利

用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收的与释放的C0?物质的量相同,D错误。

|夯基提能作业

一、单项选择题

1.（2020辽宁沈阳城郊重点联合体联考）下列有关细胞呼吸的说法中,正确的是（）

A.破伤风芽抱杆菌在有氧条件下不能大量繁殖

B.空气中的病毒一般进行有氧呼吸

C.人体细胞产生C0?的场所有线粒体和细胞质基质

D.人体成熟的红细胞、蛙的红细胞、鸡的红细胞均能进行有氧呼吸

1.答案A病毒无细胞结构，不进行呼吸作用,B错误;人体细胞产生CO?的场所是线粒体基

质,C错误;人成熟的红细胞是真核细胞，但没有线粒体,只能进行无氧呼吸,D错误。

2.（2020山东章丘四中3月模拟）如图所示为氢元素随化合物在生物体内代谢转移的过程，其

中分析合理的是（）

乳酸

CO-

A.①过程只能发生在真核生物的核糖体中

B.在缺氧的情况下,③过程中不会发生脱氢反应

C.M物质是丙酮酸,④过程不会发生在线粒体中

D.在氧气充足的情况下,②③过程发生在线粒体中

2.答案C①过程为氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程，真核生物与原核生物的核糖体中

都可以发生该过程,A错误;③过程是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,不管是否有氧,③过

程都会产生丙酮酸和错误;M物质是丙酮酸,④过程为无氧呼吸的第二阶段,产生了乳

酸,发生在细胞质基质中,C正确;在氧气充足的情况下,②过程是有氧呼吸第三阶段,发生在

线粒体中,③过程为细胞呼吸第一阶段,发生在细胞质基质中,D错误。

3.（2020山东高考模拟）线粒体中的［H］与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受

凋亡信号后,线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf-1蛋