2025年新高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第09讲细胞呼吸(讲义)(学生版+解析)

第09讲细包呼吸目录TOC\o"1-3"\h\u01考情透视·目标导航 202知识导图·思维领航 303考点突破·考法探究 3考点一探究酵母菌细包呼吸的方式 3知识点1探究酵母菌细包呼吸的方式 3知识点2辨别“对比实验”与“对照实验”（常考易错点） 6知识点3教材实验中的“显色”归纳（常考点） 7知识点4“液滴移动法”探究细包呼吸的方式（拓展） 7考向1结合探究酵母菌的呼吸方式，考查科学探究能力 8考点二细包呼吸的方式及过程 10知识点1有氧呼吸 10知识点2无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解） 12知识点3有氧呼吸与无氧呼吸的比较 13知识点4细包呼吸的意义 14考向1围绕细包呼吸的过程，考查生命观念 15考向2结合有氧呼吸中电子传递链，考查模型与建模的能力 16考点三细包呼吸的影响因素及其应用 17知识点1细包呼吸的影响因素 17知识点2细包呼吸原理的运用 19考向1结合影响细包呼吸的因素，考查科学思维 20考向2围绕细包呼吸原理的应用，考查社会责任 2004真题练习·命题洞见 2105长句分析·规范作答 23一、教材知识链接 23二、教材深挖拓展 23三、长句规范作答 24考点由高考知核心知识点预测细包呼吸的原理和应用考点一：探究酵母菌细包呼吸的方式（3年10考，全国卷3年1考）（2023·浙江）酵母菌呼吸方式（2022·江苏）酵母菌呼吸方式（2022·重庆）酵母菌呼吸方式题型：选择题、解答题内容：（1）主要呼吸作用的类型、或结合课本其他基础实验考查课本内结本实验知识(2)常结合物质出入细包方式、光合作用、生物技术等综合考查考点二：细包呼吸的方式及过程（3年40考，全国卷3年4考）（2023·广东、2023·浙江、2023·山东、2023·全国）呼吸作用的过程（2022·全国、2022·浙江、2022·山东、2022·北京）呼吸作用的过程考点三：细包呼吸的影响因素及应用（3年38考，全国卷3年3考）（2023·湖南）呼吸作用的应用（2023·山东）细包呼吸的影响因素（2022·海南）呼吸作用的应用课标要求1.说明生物通过细包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.探究酵母菌细包呼吸的方式(活动)。3.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细包呼吸的影响。4.通过种子储藏、酒精发酵等了解细包呼吸在生产实践中的应用。新旧教材对比增：①细包呼吸的实质；②葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，应将酵母菌培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖；③无氧呼吸的概念；④储存水果、粮食的条件。（详细知识导图见附件）考点一探究酵母菌细包呼吸的方式知识点1探究酵母菌细包呼吸的方式【注意】呼吸≠呼吸作用呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。细包呼吸是指有机物在细包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。1.实验材料：酵母菌（1）单细包真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。（2）有氧呼吸：产生二氧化碳和水。（3）无氧呼吸：产生酒精和二氧化碳。2.实验设计请阅读教材P90-91探究酵母菌细包呼吸的方式相关内容，完成以下问题。（1）你能对酵母菌细包呼吸的方式提出什么问题？（2）作出假设：___________________________________________（3）自变量？因变量？因变量如何检测？（4）实验思路及预期结果。（5）如何选择器材设计实验装置3.实验过程及现象如何在通入空气中去除CO2？瓶应封口放置一段时间后再连通澄清石灰水，为何？【拓展延伸】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？验证空气中的CO2是否完全被吸收？4.实验结果分析（1）CO2的检测及结论现象：澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。溴麝香草酚蓝水溶液→蓝变绿再变黄。结论：有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。（2）酒精的检测及结论现象：橙色重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。由于葡萄糖也能与酸性重铬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耗尽溶液中的葡萄糖。5.实验结论酵母菌单细包真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。（1）细包呼吸①有氧呼吸：产生大量二氧化碳和水。②无氧呼吸：产生酒精和少量二氧化碳。（2）绝大多数生物细包呼吸的的主要都是有氧呼吸。6.本实验为对比实验，分析各种变量：（1）自变量为氧气的有无。（2）因变量为CO2产生的速率；酒精产生的速率。CO2的鉴定：CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。酒精的鉴定：酒精与橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下发生化学反应，变成灰绿色。（3）无关变量：温度、试剂用量等，要遵循等量原则。【教材隐性知识】（1）源于必修1P91：由于葡萄糖也能与酸性重铬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耗尽溶液中的葡萄糖。（2）源于必修1P92“科学方法”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有①②③(填序号)。①探究酵母菌细包呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；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；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。知识点2辨别“对比实验”与“对照实验”（常考易错点）1.对照实验的类型及实验组、对照组的确认空白对照对照组为自然状态下不作处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组。自身对照实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组。相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论。条件对照即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。2.对比实验及其特点含义：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫作对比实验。【教材隐性知识】源于必修1P92“科学方法”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有①②③(填序号)。①探究酵母菌细包呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；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；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。知识点3教材实验中的“显色”归纳（常考点）知识点4“液滴移动法”探究细包呼吸的方式（拓展）1.原理（1）装置甲：NaOH的作用是吸收掉细包呼吸产生的CO2，红墨水滴移动的距离代表细包呼吸吸收O2的量。（2）装置乙：红墨水滴移动的距离代表细包呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。现象结论装置甲装置乙液滴左移液滴不动只进行有氧呼吸或产乳酸的无氧呼吸液滴不动液滴右移只进行无氧呼吸液滴左移液滴右移进行有氧呼吸和无氧呼吸液滴不动液滴不动只进行产乳酸的无氧呼吸2.变式训练：若将发芽种子换成玉米胚，结果如何？装置1装置2结果着色液滴左移着色液滴不动只进行有氧呼吸着色液滴不动着色液滴不动只进行产生乳酸的无氧呼吸着色液滴左移着色液滴不动既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸【易错辨析】（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”)()（2）在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(必修1P90“探究·实践”)()（3）检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(必修1P90“探究·实践”)()（4）在探究酵母菌细包呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细包呼吸的方式。(必修1P90“探究·实践”)()（5）在探究酵母菌细包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铬酸钾溶液检测酒精。(必修1P90“探究·实践”)()（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”)()考向1结合探究酵母菌的呼吸方式，考查科学探究能力例1．某研究小组为了探究酵母菌的细包呼吸方式，设计了如下图所示的实验装置(不考虑其他因素的影响)。以下说法错误的是()A.甲装置有色液滴不动，乙装置中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸B.甲装置有色液滴左移，说明酵母菌只进行有氧呼吸C.甲装置有色液滴左移，乙装置有色液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸D.乙装置有色液滴右移，说明酵母菌中一定存在无氧呼吸【思维建模】教材规定实验中的“显色”归纳【变式训练】1.下图是探究酵母菌细包呼吸方式的实验装置，下列有关分析错误的是()A．质量分数为10%的NaOH溶液能够吸收空气中的CO2B．可用溴麝香草酚蓝溶液代替澄清的石灰水来检测呼吸产物CO2C．与B瓶酵母菌相比，A瓶中酵母菌的细包呼吸需要水的参与，而且也有水的生成D．B瓶酵母菌细包呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分以热能散失【变式训练】2.酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是()A．可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生B．培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化C．可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完D．适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定考点二细包呼吸的方式及过程知识点1有氧呼吸1.主要场所：线粒体2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点：（1）线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积（2）线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。3.过程图解注意：第一、二阶段所产热能（大）、ATP（小）；第三阶段所产热能（大）、ATP（小）（1）[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。（2）有氧呼吸过程中，水的利用发生在第二阶段，水的产生发生在第三阶段，氧的利用发生在阶段，CO2的产生发生在第三阶段。因此，CO2中的氧来自葡萄糖和水，生成物水中的氧来自O2。（3）有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是第三阶段。能产生[H]的步骤有第一、第二阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放大量能量。（5）在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为细包质基质、线粒体基质到线粒体内膜；而NAD＋相反。4.总反应式5.有氧呼吸定义指细包在氧的参与下，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。【教材隐性知识】1.“源于必修1P93思考讨论”1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？2.“源于必修1P93思考讨论”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？提示：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，有利于维持细包的相对稳定。【易错提示】关于有氧呼吸的7点提示（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）反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。（3）反应式中间不能用等号，要用箭头。（4）反应条件“酶”不能省去。（5）不要认为细包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。（6）脂肪进行有氧呼吸时，消耗的O2＞产生的CO2原因：脂肪与葡萄糖相比，含H的比例更高，消耗的氧气更多，如油菜种子（7）线粒体不能直接分解葡萄糖，葡萄糖要先在细包质基质中分解为丙酮酸才能在线粒体中进一步的彻底氧化分解知识点2无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解）1.无氧呼吸过程2.不同生物无氧呼吸产物类型及原因注意：形象记忆：马吃甜玉米3.概念指细包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，生成少量ATP的过程。问题1:同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？【教材隐性知识】1.源于必修1P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细包呼吸过程联系起来。2.源于必修1P96“思维训练”：科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细包吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细包内专门进行细包呼吸的细包器。知识点3有氧呼吸与无氧呼吸的比较1.无氧呼吸与有氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸区别场所细包质基质和线粒体细包质基质条件氧气，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，并且都在细包质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP2.判断细包呼吸方式的三大依据3．细包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＋少量能量；C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。（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。【归纳总结】（1）真核生物细包并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细包、哺乳动物成熟的红细包只能进行无氧呼吸。（2）原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细包中含有与有氧呼吸有关的酶。（3）人和动物细包呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细包呼吸产生CO2的场所是线粒体和细包质基质。知识点4细包呼吸的意义1.为生物体提供能量2.生物体代谢的枢纽3.意义：细包呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细包呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细包呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细包呼吸过程联系起来。【教材隐性知识】源于必修1P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细包呼吸过程联系起来。【易错辨析】1.细包呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(必修1P93相关信息)()2.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.人体肌细包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)()4.细包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包呼吸过程联系起来。(必修1P94正文)()考向1围绕细包呼吸的过程，考查生命观念例1．线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细包色素c的参与。细包接受凋亡信号后，线粒体中的细包色素c可转移到细包质基质中，并与Apaf1蛋白结合引起细包凋亡。下列说法错误的是()A.细包色素c位于线粒体的内膜B.细包色素c功能丧失的细包将无法合成ATPC.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细包质基质和线粒体基质D.若细包中Apaf1蛋白功能丧失，细包色素c将不会引起该细包凋亡【变式训练】1.下图为酵母菌和人体细包呼吸流程图，下列叙述正确的是()A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18OB．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细包质基质D．条件X下酵母菌细包呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能散失【变式训练】2.下列有关细包利用葡萄糖进行细包呼吸的叙述中，正确的是()A．无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能散失B．剧烈运动时，人体产生的CO2来自细包质基质和线粒体基质C．进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体D．无氧呼吸过程中有[H]积累，有氧呼吸过程中没有[H]积累考向2结合有氧呼吸中电子传递链，考查模型与建模的能力例1．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，下列相关叙述错误的是()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.呼吸链的电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【变式训练】体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，如短跑等。如图为有氧呼吸的某个阶段的示意图。回答下列问题。(1)图示过程是有氧呼吸的第________阶段。人在短跑时，产生CO2的具体部位是________________，产生[H]的具体部位是________________，有氧呼吸过程中的能量变化是___________________________________。而人在慢跑时，消耗的O2在细包呼吸中的用途是__________________________。(2)据图可知，H＋沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动某物质(A)合成ATP，则A为________。有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，使得H＋回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康，具体危害是_______________________________________________(写出一点即可)。(3)有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化产生的，从能量的角度分析，与无氧呼吸相比，有氧呼吸能够________________________，其在进化地位上更为高等。(4)为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细包呼吸的方式，设计了相关实验，大体实验思路如下：让同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后，测定相关指标数据。测定的指标为______________________________________________________________________。考点三细包呼吸的影响因素及其应用知识点1细包呼吸的影响因素影响细包呼吸因素：内因：遗传因素：不同植物呼吸速率不同（阳生植物＞阴生植物）；同一植物不同发育时期不同（幼苗期＞成熟期）；同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞营养器官）。外因：环境因素：温度（酶）、O2浓度、H2O、CO2浓度等1.温度：（1）机理：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。（2）应用：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。2.O2浓度：各点分析：①Q点：不消耗O2，只产生CO2⇒只进行无氧呼吸。②P点：消耗O2量=产生CO2量⇒只进行有氧呼吸。③R点：产生CO2最少⇒组织细包呼吸最弱点。④A点：有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率不相等。⑤B点：无氧呼吸终止点。（1）机理：直接影响呼吸速率和呼吸性质。①O2促进有氧呼吸；②O2抑制无氧呼吸，O2浓度达到一定值时，无氧呼吸被完全抑制。（2）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低氧储存蔬菜、水果、粮食为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境。（3）结合O2浓度影响细包呼吸的曲线分析：①O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖“不是”一样多，理由是根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，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。②在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，理由是此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少。3.CO2浓度：（1）机理：增加CO2的浓度对细包呼吸有明显的抑制作用。（2）应用：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）可抑制细包呼吸，减少有机物消耗。4.水分（1）影响eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应,水作为生物化学反应的介质影响反应的进行,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢))（2）应用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(粮食在入仓前要进行晾晒处理,干种子萌发前要进行浸泡处理))知识点2细包呼吸原理的运用问题1:请阅读P95页的6个资料，说说细包呼吸原理在生活生产中有哪些应用？为什么被锈钉扎伤或伤口很深时，需要注射破伤风疫苗，且用透气的创可贴或纱布包扎伤口？为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施来延长保质期？为什么提倡慢跑？1.蔬果储存：零上低温、低氧、湿度适中2.种子储存：零上低温、低氧、干燥【易错辨析】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)()2.破伤风芽孢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)()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)()考向1结合影响细包呼吸的因素，考查科学思维例1．呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细包呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是()A.呼吸熵越大，细包有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细包呼吸强度不再随氧分压的变化而变化【变式训练】研究小组通过实验探究适宜温度条件下某绿色植物呼吸速率受氧气浓度的影响，结果如图所示。据图分析正确的是()A．A点时细包呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质B．P点无氧呼吸和有氧呼吸相等，CO2生成量等于O2吸收量C．欲测定该绿色植物呼吸作用受氧气浓度的影响应遮光处理D．储存蔬果最好选择无氧条件，以降低有氧呼吸消耗有机物考向2围绕细包呼吸原理的应用，考查社会责任例2．下列关于细包呼吸的叙述，正确的是()A.水稻根部只能进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境B.荔枝在无O2、保持干燥、零下低温中，可延长保鲜时间C.登山时人体主要通过无氧呼吸获得能量D.高等生物保留无氧呼吸，有利于对缺氧环境的适应【变式训练】1.下列有关细包呼吸的原理及其应用的说法，正确的是()A．用谷氨酸棒状杆菌制作味精时，应密封，以利于谷氨酸棒状杆菌的发酵B．稻田定期排水，主要是为了防止无氧呼吸产生的乳酸对细包造成毒害C．中耕松土能促进根部细包的有氧呼吸，有利于根部细包对矿质离子的吸收D．用透气的消毒纱布包扎伤口，主要是为了避免组织细包缺氧死亡【变式训练】2.下列关于细包呼吸原理的应用，正确的是()A．制作酸奶时，应通入空气使乳酸菌快速繁殖B．种子储藏前，应晒干以减少自由水含量降低代谢C．温室种植蔬菜，适当提升夜间温度可以提高产量D．人体进行有氧运动，可防止无氧呼吸产生的酒精造成的损害1.（2023·重庆·高考真题）哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，进而转化为NADH（[H]）。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是（

）A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAMB．静脉注射标记的NAM，细包质基质会出现标记的NADHC．食物中缺乏NAM时，组织细包仍可用NAM合成NAD+D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH2.（2023·北京·高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（）A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATPD．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量3.（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细包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D．不同方式的细包呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等一、教材知识链接1.CO2可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，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：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。(P91“探究·实践”)3.概括地说，有氧呼吸是指细包在氧的参与下，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。（P93）4．无氧呼吸的全过程都是在细包质基质中进行的。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，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。（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酒精或乳酸中。（P94）6．破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。（P95“思考·讨论”）二、教材深挖拓展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?2.(教材必修1P94“相关信息”)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？3.(教材必修1P94“正文中楷体文字”)细包呼吸是否只是为生命活动提供能量？举例说明。三、长句规范作答1.(社会生活)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。2.(科学思维)“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？3.(科学探究)为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？第09讲细包呼吸目录TOC\o"1-3"\h\u01考情透视·目标导航 202知识导图·思维领航 303考点突破·考法探究 3考点一探究酵母菌细包呼吸的方式 3知识点1探究酵母菌细包呼吸的方式 3知识点2辨别“对比实验”与“对照实验”（常考易错点） 6知识点3教材实验中的“显色”归纳（常考点） 7知识点4“液滴移动法”探究细包呼吸的方式（拓展） 7考向1结合探究酵母菌的呼吸方式，考查科学探究能力 8考点二细包呼吸的方式及过程 10知识点1有氧呼吸 10知识点2无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解） 12知识点3有氧呼吸与无氧呼吸的比较 13知识点4细包呼吸的意义 15考向1围绕细包呼吸的过程，考查生命观念 16考向2结合有氧呼吸中电子传递链，考查模型与建模的能力 17考点三细包呼吸的影响因素及其应用 19知识点1细包呼吸的影响因素 19知识点2细包呼吸原理的运用 21考向1结合影响细包呼吸的因素，考查科学思维 21考向2围绕细包呼吸原理的应用，考查社会责任 2204真题练习·命题洞见 2305长句分析·规范作答 28一、教材知识链接 28二、教材深挖拓展 28三、长句规范作答 29考点由高考知核心知识点预测细包呼吸的原理和应用考点一：探究酵母菌细包呼吸的方式（3年10考，全国卷3年1考）（2023·浙江）酵母菌呼吸方式（2022·江苏）酵母菌呼吸方式（2022·重庆）酵母菌呼吸方式题型：选择题、解答题内容：（1）主要呼吸作用的类型、或结合课本其他基础实验考查课本内结本实验知识(2)常结合物质出入细包方式、光合作用、生物技术等综合考查考点二：细包呼吸的方式及过程（3年40考，全国卷3年4考）（2023·广东、2023·浙江、2023·山东、2023·全国）呼吸作用的过程（2022·全国、2022·浙江、2022·山东、2022·北京）呼吸作用的过程考点三：细包呼吸的影响因素及应用（3年38考，全国卷3年3考）（2023·湖南）呼吸作用的应用（2023·山东）细包呼吸的影响因素（2022·海南）呼吸作用的应用课标要求1.说明生物通过细包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.探究酵母菌细包呼吸的方式(活动)。3.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细包呼吸的影响。4.通过种子储藏、酒精发酵等了解细包呼吸在生产实践中的应用。新旧教材对比增：①细包呼吸的实质；②葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，应将酵母菌培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖；③无氧呼吸的概念；④储存水果、粮食的条件。（详细知识导图见附件）考点一探究酵母菌细包呼吸的方式知识点1探究酵母菌细包呼吸的方式【注意】呼吸≠呼吸作用呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。细包呼吸是指有机物在细包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。1.实验材料：酵母菌（1）单细包真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。（2）有氧呼吸：产生二氧化碳和水。（3）无氧呼吸：产生酒精和二氧化碳。2.实验设计请阅读教材P90-91探究酵母菌细包呼吸的方式相关内容，完成以下问题。（1）你能对酵母菌细包呼吸的方式提出什么问题？（2）作出假设：___________________________________________（3）自变量？因变量？因变量如何检测？（4）实验思路及预期结果。（5）如何选择器材设计实验装置3.实验过程及现象如何在通入空气中去除CO2？提示：NaOH溶液可吸收空气中的CO2。瓶应封口放置一段时间后再连通澄清石灰水，为何？提示：消耗瓶内的氧气，造成无氧环境。【拓展延伸】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？验证空气中的CO2是否完全被吸收？提示：若D瓶澄清石灰水无变化，则空气中的CO2完全被吸收。4.实验结果分析（1）CO2的检测及结论现象：澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。溴麝香草酚蓝水溶液→蓝变绿再变黄。结论：有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。（2）酒精的检测及结论现象：橙色重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。由于葡萄糖也能与酸性重铬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耗尽溶液中的葡萄糖。结论：有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。5.实验结论酵母菌单细包真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。（1）细包呼吸①有氧呼吸：产生大量二氧化碳和水。②无氧呼吸：产生酒精和少量二氧化碳。（2）绝大多数生物细包呼吸的的主要都是有氧呼吸。6.本实验为对比实验，分析各种变量：（1）自变量为氧气的有无。（2）因变量为CO2产生的速率；酒精产生的速率。CO2的鉴定：CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。酒精的鉴定：酒精与橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下发生化学反应，变成灰绿色。（3）无关变量：温度、试剂用量等，要遵循等量原则。【教材隐性知识】（1）源于必修1P91：由于葡萄糖也能与酸性重铬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耗尽溶液中的葡萄糖。（2）源于必修1P92“科学方法”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有①②③(填序号)。①探究酵母菌细包呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；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；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。知识点2辨别“对比实验”与“对照实验”（常考易错点）1.对照实验的类型及实验组、对照组的确认空白对照对照组为自然状态下不作处理的对象组，实验组为施加实验变量处理的对象组。自身对照实验处理前的对象组为对照组，实验处理后的对象组为实验组。相互对照不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响，进行相互对照，以得出相应的实验结论。条件对照即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，在动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。2.对比实验及其特点含义：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫作对比实验。【教材隐性知识】源于必修1P92“科学方法”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有①②③(填序号)。①探究酵母菌细包呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；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；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。知识点3教材实验中的“显色”归纳（常考点）知识点4“液滴移动法”探究细包呼吸的方式（拓展）1.原理（1）装置甲：NaOH的作用是吸收掉细包呼吸产生的CO2，红墨水滴移动的距离代表细包呼吸吸收O2的量。（2）装置乙：红墨水滴移动的距离代表细包呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。现象结论装置甲装置乙液滴左移液滴不动只进行有氧呼吸或产乳酸的无氧呼吸液滴不动液滴右移只进行无氧呼吸液滴左移液滴右移进行有氧呼吸和无氧呼吸液滴不动液滴不动只进行产乳酸的无氧呼吸2.变式训练：若将发芽种子换成玉米胚，结果如何？装置1装置2结果着色液滴左移着色液滴不动只进行有氧呼吸着色液滴不动着色液滴不动只进行产生乳酸的无氧呼吸着色液滴左移着色液滴不动既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸【易错辨析】（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”)(×)提示：有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳（2）在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(必修1P90“探究·实践”)(×)提示：变成灰绿色（3）检测CO2的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。(必修1P90“探究·实践”)(√)（4）在探究酵母菌细包呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细包呼吸的方式。(必修1P90“探究·实践”)(√)（5）在探究酵母菌细包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铬酸钾溶液检测酒精。(必修1P90“探究·实践”)(×)提示：由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化（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”)(×)提示：对比实验都是实验组，没有对照组考向1结合探究酵母菌的呼吸方式，考查科学探究能力例1．某研究小组为了探究酵母菌的细包呼吸方式，设计了如下图所示的实验装置(不考虑其他因素的影响)。以下说法错误的是()A.甲装置有色液滴不动，乙装置中液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸B.甲装置有色液滴左移，说明酵母菌只进行有氧呼吸C.甲装置有色液滴左移，乙装置有色液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸D.乙装置有色液滴右移，说明酵母菌中一定存在无氧呼吸【答案】B【解析】因为甲中有NaOH溶液，所以该装置中酵母菌产生的CO2全部被吸收，液滴的移动表示氧气的消耗量，有色液滴不动说明没有氧气的消耗，没有进行有氧呼吸，乙装置中有清水，清水既不吸收气体也不释放气体，若乙装置中液滴右移，说明进行了无氧呼吸，A正确；只要甲装置中的酵母菌进行有氧呼吸，则其中的O2含量会减少，有色液滴一定左移，因此甲装置有色液滴左移，说明酵母菌进行了有氧呼吸，但不能说明没有进行无氧呼吸，B错误；若乙装置有色液滴不动，说明其中的酵母菌吸收的氧气体积和产生的二氧化碳体积相等，甲装置有色液滴左移，说明消耗了氧气，即酵母菌只进行有氧呼吸，C正确；乙装置有色液滴右移，说明酵母菌产生的CO2体积大于消耗的氧气体积，因此一定存在无氧呼吸，D错误。【思维建模】教材规定实验中的“显色”归纳【变式训练】1.下图是探究酵母菌细包呼吸方式的实验装置，下列有关分析错误的是()A．质量分数为10%的NaOH溶液能够吸收空气中的CO2B．可用溴麝香草酚蓝溶液代替澄清的石灰水来检测呼吸产物CO2C．与B瓶酵母菌相比，A瓶中酵母菌的细包呼吸需要水的参与，而且也有水的生成D．B瓶酵母菌细包呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分以热能散失【答案】D【解析】B瓶酵母菌进行的是无氧呼吸，其细包呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分储存在产物酒精中，D错误。【变式训练】2.酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是()A．可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生B．培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化C．可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完D．适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定【答案】B【解析】该装置的B瓶中可加入澄清石灰水，根据是否变混浊检测CO2的产生；培养一段时间后，从A瓶中取少许培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化来判断有无酒精产生；斐林试剂可检测葡萄糖的有无，故可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完；酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，故应适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行酒精的鉴定。考点二细包呼吸的方式及过程知识点1有氧呼吸1.主要场所：线粒体2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点：（1）线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积（2）线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。3.过程图解注意：第一、二阶段所产热能（大）、ATP（小）；第三阶段所产热能（大）、ATP（小）（1）[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。（2）有氧呼吸过程中，水的利用发生在第二阶段，水的产生发生在第三阶段，氧的利用发生在阶段，CO2的产生发生在第三阶段。因此，CO2中的氧来自葡萄糖和水，生成物水中的氧来自O2。（3）有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是第三阶段。能产生[H]的步骤有第一、第二阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放大量能量。（5）在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为细包质基质、线粒体基质到线粒体内膜；而NAD＋相反。4.总反应式5.有氧呼吸定义指细包在氧的参与下，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。【教材隐性知识】1.“源于必修1P93思考讨论”1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？2.“源于必修1P93思考讨论”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？提示：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，有利于维持细包的相对稳定。【易错提示】关于有氧呼吸的7点提示（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）反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。（3）反应式中间不能用等号，要用箭头。（4）反应条件“酶”不能省去。（5）不要认为细包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。（6）脂肪进行有氧呼吸时，消耗的O2＞产生的CO2原因：脂肪与葡萄糖相比，含H的比例更高，消耗的氧气更多，如油菜种子（7）线粒体不能直接分解葡萄糖，葡萄糖要先在细包质基质中分解为丙酮酸才能在线粒体中进一步的彻底氧化分解知识点2无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解）1.无氧呼吸过程2.不同生物无氧呼吸产物类型及原因注意：形象记忆：马吃甜玉米3.概念指细包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，生成少量ATP的过程。问题1:同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？【教材隐性知识】1.源于必修1P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细包呼吸过程联系起来。2.源于必修1P96“思维训练”：科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细包吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细包内专门进行细包呼吸的细包器。知识点3有氧呼吸与无氧呼吸的比较1.无氧呼吸与有氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸区别场所细包质基质和线粒体细包质基质条件氧气，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，并且都在细包质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP2.判断细包呼吸方式的三大依据3．细包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＋少量能量；C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。（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。【归纳总结】（1）真核生物细包并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细包、哺乳动物成熟的红细包只能进行无氧呼吸。（2）原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细包中含有与有氧呼吸有关的酶。（3）人和动物细包呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细包呼吸产生CO2的场所是线粒体和细包质基质。知识点4细包呼吸的意义1.为生物体提供能量2.生物体代谢的枢纽3.意义：细包呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细包呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细包呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细包呼吸过程联系起来。【教材隐性知识】源于必修1P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细包呼吸过程联系起来。【易错辨析】1.细包呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(必修1P93相关信息)(√)2.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.人体肌细包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)(√)4.细包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包呼吸过程联系起来。(必修1P94正文)(√)考向1围绕细包呼吸的过程，考查生命观念例1．线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细包色素c的参与。细包接受凋亡信号后，线粒体中的细包色素c可转移到细包质基质中，并与Apaf1蛋白结合引起细包凋亡。下列说法错误的是()A.细包色素c位于线粒体的内膜B.细包色素c功能丧失的细包将无法合成ATPC.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细包质基质和线粒体基质D.若细包中Apaf1蛋白功能丧失，细包色素c将不会引起该细包凋亡【答案】B【解析】细包色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，有氧呼吸第一阶段和第二阶段也能合成ATP，B错误。【变式训练】1.下图为酵母菌和人体细包呼吸流程图，下列叙述正确的是()A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18OB．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细包质基质D．条件X下酵母菌细包呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能散失【答案】C【解析】有氧呼吸过程中产生的水中的O来自O2，若用18O标记葡萄糖，则物质a(水)中不会检测到18O，A正确；条件Y为有氧条件，物质a为水，物质b为二氧化碳，二氧化碳才能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，B错误；物质b为二氧化碳，酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细包质基质，C正确；条件X为无氧条件，酵母菌细包无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，D错误。【变式训练】2.下列有关细包利用葡萄糖进行细包呼吸的叙述中，正确的是()A．无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能散失B．剧烈运动时，人体产生的CO2来自细包质基质和线粒体基质C．进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体D．无氧呼吸过程中有[H]积累，有氧呼吸过程中没有[H]积累【答案】C【解析】无氧呼吸时，葡萄糖中的能量主要储存在酒精或乳酸中，释放的能量的主要去向是以热能散失，A正确；人体细包只能通过有氧呼吸产生二氧化碳，而有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，B错误；进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体，如蓝细菌，无线粒体，因有与有氧呼吸有关的酶，可进行有氧呼吸，C正确；无氧呼吸和有氧呼吸过程中都没有[H]积累，D错误。【思维建模】细包呼吸的3点注意(1)真核生物细包并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细包、哺乳动物成熟的红细包只能进行无氧呼吸。(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细包中含有与有氧呼吸有关的酶。(3)人和动物细包呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细包呼吸产生CO2的场所是线粒体和细包质基质。考向2结合有氧呼吸中电子传递链，考查模型与建模的能力例1．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，下列相关叙述错误的是()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.呼吸链的电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【答案】C【解析】图示为发生在线粒体内膜的过程，表示有氧呼吸的第三阶段，该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段，A正确；在电子传递链中，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，生成水，B正确；据图可知，电子传递过程中逐级释放的能量推动H＋从线粒体基质跨过线粒体内膜到达另一侧，C错误；电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，使能量转换成H＋电化学势能，D错误。【变式训练】体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，如短跑等。如图为有氧呼吸的某个阶段的示意图。回答下列问题。(1)图示过程是有氧呼吸的第________阶段。人在短跑时，产生CO2的具体部位是________________，产生[H]的具体部位是________________，有氧呼吸过程中的能量变化是___________________________________。而人在慢跑时，消耗的O2在细包呼吸中的用途是__________________________。(2)据图可知，H＋沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动某物质(A)合成ATP，则A为________。有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，使得H＋回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康，具体危害是_______________________________________________(写出一点即可)。(3)有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化产生的，从能量的角度分析，与无氧呼吸相比，有氧呼吸能够________________________，其在进化地位上更为高等。(4)为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细包呼吸的方式，设计了相关实验，大体实验思路如下：让同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后，测定相关指标数据。测定的指标为______________________________________________________________________。【答案】(1)三线粒体基质细包质基质、线粒体基质有机物中的化学能转化为ATP中的化学能和热能和[H]结合形成水(2)ADP、Pi导致细包供能不足和体温过高(写出其中一点即可)(3)更充分地将有机物中的能量释放出来供细包使用(4)不同运动强度下的O2消耗速率和血浆中乳酸含量【解析】(1)图示过程发生在线粒体内膜，是有氧呼吸的第三阶段。人在短跑时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，但只在有氧呼吸的第二阶段产生CO2，其场所是线粒体基质；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段及有氧呼吸的第二阶段均可产生[H]，因此产生[H]的具体部位是细包质基质、线粒体基质；有氧呼吸过程中的能量变化是有机物中的化学能转化为ATP中的化学能和热能。人在慢跑时，O2在有氧呼吸第三阶段与[H]结合生成水。(2)据图可知，A在ATP合成酶的作用下合成ATP，据此推断，物质A为ADP和Pi。正常情况下，细包呼吸释放的能量少部分储存在ATP中，大部分以热能的散失，以维持细包的能量供应和人体的体温，而题述减肥药物会使得ATP合成酶合成ATP的量减少，则能量在体内的转化率降低，造成大量的额外产热，从而导致细包供能不足和体温过高。(3)与无氧呼吸相比，有氧呼吸能更充分地将有机物中的能量释放出来供细包使用。(4)本实验的目的为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细包呼吸的方式，则观测指标为不同运动强度下氧气的消耗速率和血浆中的乳酸含量。考点三细包呼吸的影响因素及其应用知识点1细包呼吸的影响因素影响细包呼吸因素：内因：遗传因素：不同植物呼吸速率不同（阳生植物＞阴生植物）；同一植物不同发育时期不同（幼苗期＞成熟期）；同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞营养器官）。外因：环境因素：温度（酶）、O2浓度、H2O、CO2浓度等1.温度：（1）机理：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。（2）应用：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。2.O2浓度：各点分析：①Q点：不消耗O2，只产生CO2⇒只进行无氧呼吸。②P点：消耗O2量=产生CO2量⇒只进行有氧呼吸。③R点：产生CO2最少⇒组织细包呼吸最弱点。④A点：有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率不相等。⑤B点：无氧呼吸终止点。（1）机理：直接影响呼吸速率和呼吸性质。①O2促进有氧呼吸；②O2抑制无氧呼吸，O2浓度达到一定值时，无氧呼吸被完全抑制。（2）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低氧储存蔬菜、水果、粮食为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境。（3）结合O2浓度影响细包呼吸的曲线分析：①O2浓度为C时，AB＝BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖“不是”一样多，理由是根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，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。②在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，理由是此时总CO2释放量最少，有机物的损耗最少。3.CO2浓度：（1）机理：增加CO2的浓度对细包呼吸有明显的抑制作用。（2）应用：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）可抑制细包呼吸，减少有机物消耗。4.水分（1）影响eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应,水作为生物化学反应的介质影响反应的进行,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢))（2）应用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(粮食在入仓前要进行晾晒处理,干种子萌发前要进行浸泡处理))知识点2细包呼吸原理的运用问题1:请阅读P95页的6个资料，说说细包呼吸原理在生活生产中有哪些应用？为什么被锈钉扎伤或伤口很深时，需要注射破伤风疫苗，且用透气的创可贴或纱布包扎伤口？为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施来延长保质期？为什么提倡慢跑？1.蔬果储存：零上低温、低氧、湿度适中2.种子储存：零上低温、低氧、干燥【易错辨析】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)(√)2.破伤风芽孢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)(√)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)(×)提示：促进有氧呼吸过程使酵母菌大量繁殖考向1结合影响细包呼吸的因素，考查科学思维例1．呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细包呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是()A.呼吸熵越大，细包有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细包呼吸强度不再随氧分压的变化而变化【答案】B【解析】根据题意可知，呼吸熵＝放出的CO2量/吸收的O2量，酵母菌有氧呼吸放出的CO2量与吸收的O2量相等，无氧呼吸不吸收O2，但能放出CO2，故呼吸熵越小，表示有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱，A正确、B正确；C点呼吸熵为1，说明酵母菌只进行有氧呼吸，有氧呼吸消耗的有机物较多，C错误；C点以后只进行有氧呼吸，其呼吸强度在一定范围内会随着O2浓度的增加而增强，D错误。【变式训练】研究小组通过实验探究适宜温度条件下某绿色植物呼吸速率受氧气浓度的影响，结果如图所示。据图分析正确的是()A．A点时细包呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质B．P点无氧呼吸和有氧呼吸相等，CO2生成量等于O2吸收量C．欲测定该绿色植物呼吸作用受氧气浓度的影响应遮光处理D．储存蔬果最好选择无氧条件，以降低有氧呼吸消耗有机物【答案】C【解析】A点时CO2生成量大于O2吸收量，说明有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，产生二氧化碳的场所是细包质基质和线粒体基质，A正确；P点时CO2生成量等于O2吸收量，说明植物只进行有氧呼吸，B错误；欲测定该绿色植物呼吸作用受氧气浓度的影响应遮光处理，以排除光合作用产生氧气的影响，C正确；无氧条件下无氧呼吸较为旺盛，有机物消耗较多，储存蔬果最好选择A点时的氧气浓度，D错误。考向2围绕细包呼吸原理的应用，考查社会责任例2．下列关于细包呼吸的叙述，正确的是()A.水稻根部只能进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境B.荔枝在无O2、保持干燥、零下低温中，可延长保鲜时间C.登山时人体主要通过无氧呼吸获得能量D.高等生物保留无氧呼吸，有利于对缺氧环境的适应【答案】D【解析】水稻根部细包主要进行有氧呼吸，而无氧呼吸会产生酒精，对根细包会产生毒害作用，所以不能长期适应缺氧环境，A正确；荔枝等水果的保存要求零上低温、低氧、湿度适宜，B错误；登山时人体主要通过有氧呼吸获得能量，C错误；高等生物保留无氧呼吸的能力，有利于适应缺氧环境，D错误。【变式训练】1.下列有关细包呼吸的原理及其应用的说法，正确的是()A．用谷氨酸棒状杆菌制作味精时，应密封，以利于谷氨酸棒状杆菌的发酵B．稻田定期排水，主要是为了防止无氧呼吸产生的乳酸对细包造成毒害C．中耕松土能促进根部细包的有氧呼吸，有利于根部细包对矿质离子的吸收D．用透气的消毒纱布包扎伤口，主要是为了避免组织细包缺氧死亡【答案】C【解析】谷氨酸棒状杆菌在有氧的情况下可以生产味精，A正确；稻田定期排水，可防止根细包因无氧呼吸产生酒精而中毒变黑、腐烂，B错误；中耕松土能促进根部细包的有氧呼吸，释放大量的能量，有利于根部细包吸收矿质离子(根部细包吸收矿质离子的方式为主动运输，需要消耗能量)，C正确；包扎伤口时选用透气的消毒纱布，主要是为了防止厌氧菌(如破伤风杆菌)的繁殖，D错误。【变式训练】2.下列关于细包呼吸原理的应用，正确的是()A．制作酸奶时，应通入空气使乳酸菌快速繁殖B．种子储藏前，应晒干以减少自由水含量降低代谢C．温室种植蔬菜，适当提升夜间温度可以提高产量D．人体进行有氧运动，可防止无氧呼吸产生的酒精造成的损害【答案】B【解析】乳酸菌属于厌氧生物，进行无氧呼吸产生乳酸，因此制作酸奶时，需要严格控制无氧环境，A正确；种子在储藏前，晒干能够减少自由水含量，抑制细包呼吸，降低代谢，减少有机物的消耗，B正确；温室种植蔬菜时，在夜间植物只进行细包呼吸消耗有机物，因此应适当降低夜间温度以提高产量，C错误；人体进行无氧呼吸时会产生乳酸，D错误。1.（2023·重庆·高考真题）哺乳动物可利用食物中的NAM或NA合成NAD+，进而转化为NADH（[H]）。研究者以小鼠为模型，探究了哺乳动物与肠道菌群之间NAD+代谢的关系，如图所示。下列叙述错误的是（

）A．静脉注射标记的NA，肠腔内会出现标记的NAMB．静脉注射标记的NAM，细包质基质会出现标记的NADHC．食物中缺乏NAM时，组织细包仍可用NAM合成NAD+D．肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于NADH【答案】A【分析】无氧呼吸的第一阶段发生在细包质基质，葡萄糖分解生成丙酮酸，释放少量能量，生成少量ATP；无氧呼吸第二阶段发生在细包质基质，丙酮酸与还原氢反应生成乳酸或二氧化碳和酒精，不释放能量。【详解】A、静脉注射标记的NA，NA可以在细包内转化为NAD+，NAD+可以在细包内转化为NAM，NAM可以被肠道菌群利用，因此肠腔内会出现标记的NAM，A正确；B、静脉注射标记的NAM，NAM可以在细包内转化为NAD+，NAD+可以在细包内转化为NADH，因此细包质基质会出现标记的NADH，B正确；C、结合题图，食物中缺乏NAM时，组织细包仍可用NA合成NAD+，C正确；D、肠道中的厌氧菌合成ATP所需的能量主要来自于细包呼吸（无氧呼吸），D错误。故选A。2.（2023·北京·高考真题）运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是（）A．低强度运动时，主要利用脂肪酸供能B．中等强度运动时，主要供能物质是血糖C．高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATPD．肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量【答案】A【分析】如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能；当中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸；当高强度运动时，主要利用肌糖原供能。【详解】A、由图可知，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能，A正确；B、由图可知，中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B错误；C、高强度运动时，糖类中的能量大部分以热能的散失，少部分转变为ATP，C错误；D、高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，肌糖原在有氧条件和无氧条件均能氧化分解提供能量，D错误。故选A。3.（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细包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，引起细包质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细包质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细包酸中毒。细包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，延缓细包酸中毒。下列说法正确的是（

）A．正常玉米根细包液泡内pH高于细包质基质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【答案】B【分析】无氧呼吸全过程：（1）第一阶段：在细包质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的[H]和少量能量，