2025届高考生物一轮复习：细胞呼吸的原理和应用

2025届高考生物一轮复习： 细胞呼吸的原理和应用 （2024·山东·高考真题）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 【详解】A、由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确； B、Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确； C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误； D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。 故选ABD。 （2024·湖北·高考真题）磷酸盐体系（HPO42−/H2PO4−）和碳酸盐体系（HCO3-/H2CO3）是人体内两种重要的缓冲体系。下列叙述错误的是（ ） A. 有氧呼吸的终产物在机体内可转变为HCO3- B. 细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关 C. 缓冲体系的成分均通过自由扩散方式进出细胞 D. 过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限 【详解】A、有氧呼吸的终产物为二氧化碳和水，二氧化碳溶于水后形成H2CO3 ，再由H2CO3形成H+和HCO3-，A正确； B、细胞呼吸生成ATP的过程与磷酸盐体系有关，如在细胞呼吸中磷酸盐作为底物参与了糖酵解和柠檬酸循环等过程，B正确； C、缓冲体系的成分如HCO3-、HPO42− 携带电荷，不能通过自由扩散方式进出细胞，C错误； D、机体内环境中的缓冲物质能够对乳酸起缓冲作用，但过度剧烈运动会引起乳酸中毒说明缓冲体系的调节能力有限，D正确。 故选C。 （2023·山东·高考真题）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 【详解】A、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，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；B 、玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，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，B正确；C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；D、丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。故选B。 （2023·广东·统考高考真题）在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是（    ） A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸 C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳 【答案】A 【详解】游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。故选A。 （2023·全国·统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B．a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 【详解】A、图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确；B、a阶段无二氧化碳产生，b阶段二氧化碳释放较多，a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B正确；C、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同，C错误；D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。故选C。 （2023·山东·高考真题·多选）某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是（ ） A．甲曲线表示O2吸收量 B．O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸 C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D．O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 A错误；B正确；CC正确；D、O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存，且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小， 据图，此时气体交换相对值 CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生。 按有氧C6 : O2 : CO2=1:6:6，无氧呼吸C6:CO2=1:2，算得C6（葡萄糖）的相对消耗量为0.05+0.15=0.2。 而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6的相对消耗量为0.11，明显比a点时要低！所以a点时葡萄糖的消耗速率一定不是最小，D错误。故选BC。 （2023·浙江·统考高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（     ） A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量 B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量 C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标 D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等 【详解】A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A错误；B、氧气的有无是自变量，B错误；C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。故选C。 （2022·河北·统考高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（　　 ） A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体 B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量 C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中 D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色 【详解】A、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可产生二氧化碳，A错误；B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原料和能量，B正确；C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，C错误；D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。故选B。 高考考点1　探究酵母菌细胞呼吸的方式 10 考点情境 某同学利用如图实验装置用酵母菌做了如下实验: 注:①本实验所用的酵母液是由5%的葡萄糖溶液十10克酵母干粉搅拌而成。②BTB试剂(溴麝香草酚蓝)在不同pH的溶液中呈现不同的颜色，当pH<7时为黄色，pH>7时为蓝色。 (1)酵母菌属于兼性厌氧菌 相同时间内二氧化碳释放量的多少(或二氧化碳释放速率) (2)均变黄，2号试管较1号试管黄色深 (1)利用该实验装置“探究酵母菌的呼吸方式”，选用酵母菌作为本实验的实验材料，因为（ ）。判断酵母菌呼吸方式的依据是（ ） (2)一段时间后，观察、对比1、2试管的颜色变化是? ①个体一般以单细胞状态存在 ②具有典型的真核细胞结构：细胞壁、细胞膜、细胞核、细胞质、液泡、线粒体等 ③繁殖方式：无性繁殖（最常见的是出芽生殖）和有性繁殖 ④代谢类型：兼性厌氧型 工业上常用的酵母菌种有啤酒酵母，主要用来生产面包、饮料酒、酒精等。 关于酵母菌： 返回导航 下一页 上一页 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 方案 预期结果 实验思路？ 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 无关变量: 细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物 有氧 无氧 影响实验结果的可变因素如温度、酵母菌活性 酒精、CO2 自变量: 因变量: 因变量 实验探究步骤 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 检测物质 检测试剂 实验现象 CO2 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝溶液 酒精 重铬酸钾溶液（酸性） 变混浊（根据石灰水的混浊程度可比较CO2的多少） 由蓝变绿再变黄(根据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色时间长短可比较CO2的多少) 由橙色变成灰绿色 2 实验原理 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 实验思路？ 分析变量 自变量: 因变量: 无关变量: 细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物 有氧 无氧 影响实验结果的可变因素如温度、酵母菌活性 酒精、CO2 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 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋ 溶液)。 (2)检测CO2产生的多少的装置如图所示。 葡萄糖 清除空气中的CO2　 3 实验步骤 (3)检测酒精的产生：从A、B中各取2 mL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0.5 mL溶有0.1 g 的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 重铬酸钾 耗尽B中氧气 目的是 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 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 初 始 相同时间后 有氧装置 无氧装置 酵母菌 有氧条件下产生大量CO2和水 无氧条件下产生酒精和少量CO2 4 实验现象 5 实验结论 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 汽车司机酒驾检测 与社会的联系 饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。 醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 (1)源于必修1 P91：由于 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1 P92“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： (填序号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式；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。 ①②③ 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾 教材隐性知识 （2022·重庆·统考高考真题）从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是（ ） 注：箭头表示气流方向A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦ 【详解】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有氧呼吸时，先用NaOH去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水检测CO2的浓度，通气体的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧→①→③；无氧呼吸装置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装置组合是②→③，B正确，ACD错误。故选B。。 高考考点2　细胞呼吸方式的判断 22 1.据反应物、产物判断 ①若有水生成 ②若有水参与 ③消耗O2 ④无CO2释放 2.根据O2的吸收量和CO2的释放量判断 3.若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，判断哪种呼吸方式占优势 4.实验装置中根据液滴的移动方向判断 ①若O2的吸收量=CO2的释放量 ②若O2的吸收量<CO2的释放量 ③若O2的吸收量>CO2的释放量 ④若某生物既无O2的消耗又无CO2的释放，能否说明生物已死亡 一定存在有氧呼吸 一定存在有氧呼吸 只进行有氧呼吸或有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸同时存在 有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸同时存在,差值为？ 消耗的底物中存在脂质 看消耗的有机物的量 不能 可以进行产乳酸的无氧呼吸 细胞呼吸方式的判断 一定存在有氧呼吸 一定为产乳酸的无氧呼吸 返回导航 下一页 上一页 高考考点3　测定呼吸速率 24 (一)根据液滴移动方向探究细胞的呼吸方式 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 [实验拓展] 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 (二)种子萌发时呼吸速率的测定 1．实验装置 2．指标及原理 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 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距离即表示呼吸速率 [实验拓展] 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 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、温度等物理因素引起误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将发芽的种子煮熟)，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，脂肪氧化分解时耗氧量高，产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，着色液移动更明显。 细胞是生命活动的基本单位 考点一 考点一二 若想得到实验结论，对照实验如何设置？请预测与结论相符合的现象. 装置一 装置二 结论 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 只进行产酒精的无氧呼吸 左移 不动 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 左移 右移 进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸 装置二：测定无氧呼吸速率 思考：“液滴移动法”探究发芽种子的细胞呼吸方式、测定呼吸速率 ？？？ 用等量清水代替NaOH溶液， 其它设置与装置Ⅱ相同 呼吸速率的表示方法? 实验观察指标? 单位时间内消耗O2的量 （单位时间内产生CO2的量） 装置一：NaOH的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2,着色液滴左移的距离代表有氧呼吸吸收O2的量。(测定有氧呼吸速率) 单位时间内着色液移动的距离 返回导航 下一页 上一页 若想得到实验结论，对照实验如何设置？请预测与结论相符合的现象. A.为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置 实验，具体做法是 。 B.为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行 处理，所测种子进行 处理（灭菌/消毒） C.若选用绿色植物作实验材料来测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行 处理，通过测定 来表示呼吸速率 对照 将发芽的种子改为等量的灭活种子，其他条件均不变 灭菌 消毒 遮光（黑暗） 单位时间内消耗O2的量 （单位时间内产生CO2的量） 思考：“液滴移动法”探究发芽种子的细胞呼吸方式、测定呼吸速率 装置二：测定无氧呼吸速率 装置一：NaOH的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2,着色液滴左移的距离代表有氧呼吸吸收O2的量。(测定有氧呼吸速率) 返回导航 下一页 上一页 高考考点4　影响细胞呼吸的因素 30 1 O2浓度对细胞呼吸的影响 （1）机理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 （2）呼吸方式的判断： ①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。 ②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸 和无氧呼吸。 ③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。 （3）应用： 　　①中耕松土促进根呼吸。 　　②无氧发酵控制无氧环境。 　　③低氧储存粮食、蔬菜、水果。 学科网原创 用显微镜观察多种多样的细胞 考点三 考点三 2 温度对细胞呼吸的影响 ①解读：温度通过影响 而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25 ℃～35 ℃之间。 ②应用 ① 温储存食品（冰箱） ②大棚栽培在夜间和阴天适当 温以降低呼吸作用消耗的有机物 ③ 水和面发得快 零上低 降 酶的活性 温 用显微镜观察多种多样的细胞 考点三 考点三 3 CO2浓度对细胞呼吸的影响 ①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会_____ (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，增加CO2浓度可抑制细胞呼 吸，减少有机物的消耗。 抑制 4 水对细胞呼吸的影响 ①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越 ，细胞呼吸越强。 ②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的 含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。 旺盛 自由水 用显微镜观察多种多样的细胞 考点三 考点三 $$