2025届高考生物基础复习：细胞呼吸的原理和应用

第三章 细胞的能量供应和利用 2025年高考生物专项复习 第2节 细胞呼吸的原理和应用 目录 探究酵母菌细胞呼吸的方式 细胞呼吸的方式和过程 细胞呼吸的影响因素及其应用 壹 贰 叁 2 探究酵母菌细胞呼吸的方式 壹 3 教材实验攻略 4 （1）实验原理 1.实验探究酵母菌细胞呼吸的方式 （2）实验思路——对比实验 （3）实验过程 （1）依据反应方程式和发生场所判断细胞呼吸的方式 2.细胞呼吸方式的判断（以真核生物为例） （2）通过液滴移动法判断细胞的呼吸方式 ①实验装置（以发芽种子为例，糖类为呼吸底物） ②实验原理 实验现象 结论 装置1红色液滴 装置2红色液滴 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 同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸 的无氧呼吸 ③实验现象和结论 &8& （1）为防止微生物细胞呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌、对所测种子进行消毒处理。 （2）若选用绿色植物作实验材料测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物进行光合作用会干扰呼吸速率的测定。 深度思考 1.重铬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 可以用来检测汽车司机是否酒驾。 2.葡萄糖也能与酸性重铬酸钾溶液发生颜色反应，在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，鉴定酒精时，如何避免葡萄糖对颜色反应的干扰？ 提示 将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 3.有同学认为左侧实验存在不妥之处，请指出并提出可行的方案。 提示 缺乏对照实验，应另取一套装置，除将发芽种子换成等量煮熟种子外，其他与装置2相同。 4.能否利用装置1测定有氧呼吸的速率？请分析说明。 提示 能。种子进行有氧呼吸时吸收 <m></m> ，释放 <m></m> ， <m></m> 被 <m></m> 溶液吸收，使装置内气压降低，刻度管内的红色液滴左移。单位时间内红色液滴左移的距离可表示有氧呼吸的速率。 变式1 教材实验基础 1.[链接浙科版必修1 P89～P91活动，2023浙江卷·1月]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( ) C 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 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 【解析】在探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A项错误；酵母菌可利 用的氧气量是该实验的自变量，B项错误；1分子葡萄糖经需氧呼吸（有氧呼吸）可产生6分子 ，1分子葡萄糖经 厌氧呼吸（无氧呼吸）可产生2分子酒精和2分子，故可选用酒精和 生成量作为因变量的检测指标，C项正 确；消耗等量的葡萄糖,需氧呼吸（有氧呼吸）释放的能量比厌氧呼吸（无氧呼吸）释放的能量多，D项错误。 教材实验变式 15 2.[链接人教版必修1 P90～P91探究·实践]某实验小组在探究酵母菌的呼吸方式实验中，利用酒精遇到酸性重铬酸钾 溶液会呈现灰绿色的原理检测酒精的存在。实验操作中发现：无氧呼吸组及有氧呼吸组的发酵液与酸性重铬酸钾 溶液反应后颜色均呈现灰绿色，以下说法不正确的是( ) C A.有氧呼吸组的发酵液中存在未反应的葡萄糖，未反应的葡萄糖可与酸性重铬酸钾溶液发生反应，产生灰绿色现象 B.可向两支试管中分别加入等量的两种发酵液，用酒精灯加热，在两支试管口分别放置含酸性重铬酸钾的滤纸条， 滤纸条呈灰绿色的为无氧呼吸发酵液 C.本实验为对照实验，其中有氧呼吸是实验组，无氧呼吸是对照组 D.正常生理条件下，利用 14C 标记的葡萄糖可追踪细胞呼吸过程中部分主要产物的生成 16 【解析】有氧呼吸组的发酵液中存在未反应的葡萄糖，未反应的葡萄糖可与酸性重铬酸钾溶液发生反应，产生灰绿色现象，所以应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，以免对实验结果造成干扰，A正确。由于乙醇（酒精）易挥发，加热后会从试管中挥发出来，故向两支试管中分别加入等量的两种发酵液，用酒精灯加热，在两支试管口分别放置含酸性重铬酸钾的滤纸条，滤纸条呈灰绿色的为无氧呼吸发酵液,滤纸条不呈灰绿色的为有氧呼吸发酵液，B正确。本实验为对比实验，有氧呼吸组和无氧呼吸组都是实验组，两者构成相互对照，C错误。 17 变式2 教材实验拓展 3.[链接人教版必修1 P90～P91探究·实践]（多选）在室温条件下，某同学为探究酵母菌的呼吸 作用，设置了如图的实验装置， 溶液为溴麝香草酚蓝溶液。下列相关叙述错误的是( ) BC A.在 溶液表面覆盖一层植物油，可用于探究酵母菌的无氧呼吸 B.在氧气充足时，该装置会快速产生大量的气泡，最终使 溶液变蓝 C.若温度计示数升高和 溶液变色，则说明酵母菌进行了有氧呼吸 D.一段时间后，取装置中酵母菌培养液与酸性重铬酸钾溶液反应可呈灰绿色 【解析】在 溶液表面覆盖一层植物油，可隔绝外界氧气，用于探究酵母菌的无氧呼吸，A正确。在氧气充足时， 酵母菌进行有氧呼吸，该装置会快速产生大量的气泡，使 溶液由蓝变绿再变黄，B错误。酵母菌呼吸作用产生 的能量大多以热能形式释放，可使温度计示数升高且有氧呼吸或无氧呼吸均产生二氧化碳，可使 溶液变色，故 不能判断其进行的是有氧呼吸还是无氧呼吸，C错误。酵母菌无氧呼吸可产生酒精，酒精可使橙色酸性重铬酸钾溶 液变为灰绿色，D正确。 18 细胞呼吸的方式和过程 贰 19 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 过程 反应式 ①产物为酒精： 少量能量 #b# ②产物为乳酸： 少量能量 能量释放 有机物彻底氧化分解，释放大量能量 有机物分解不彻底，能量释放较少 教材知识萃取 20 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 实质 分解有机物，释放能量，生成 意义 ①为生命活动提供能量；②为体内其他化合物的合成提供原料 续表 （1）概念:细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的 <m></m> __________,生成二氧化碳 或其他产物,释放能量并生成 <m></m> ______的过程。 （2）类型: <m></m> __________和 <m></m> __________。 氧化分解 ATP 有氧呼吸 无氧呼吸 1.细胞呼吸的概念和过程 （1）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 <m></m> ______________,释放能量,生成大量ATP的过程。 二氧化碳和水 2.有氧呼吸 （2）过程（以葡萄糖为呼吸底物） （3）总反应式及各元素的去向分析 有氧呼吸与体外有机物燃烧的异同点 （1）相同点:都是有机物氧化分解的过程;都释放能量。 （2）不同点:有氧呼吸所需条件温和,有机物中的能量是逐步释放的,有一部分能量储存在ATP中。有机物的体外燃烧是剧烈的发光放热反应,不具备上述特点。 （1）概念：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。 （2）过程（以葡萄糖为呼吸底物） 3.无氧呼吸 （3）反应式 ①产生酒精： <m></m> 。 ②产生乳酸： <m></m> 。 （4）不同无氧呼吸产物对应的生物 &3& （1）不要认为有氧呼吸的全过程都需要 <m></m> 。有氧呼吸的第一阶段不需要 <m></m> ;第 二阶段需要提供 <m></m> 条件,但不消耗 <m></m> ;第三阶段消耗 <m></m> 。 （2）不要认为进行有氧呼吸一定需要线粒体,真核生物一定进行有氧呼吸。原核生物没有线粒体,但有些原核生物含有与有氧呼吸有关的酶,也可以进行有氧呼吸;无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 （3）人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,不产生 <m></m> 。 &4& （1）[必修1 P94正文]无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失。 （2）[必修1 P94“小字部分”]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。 （3）[必修1 P96“思维训练”]科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，二者在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。 物质 来源 作用 <m></m> 有氧呼吸：第一阶段（少量）和第二阶段（大 量）； 无氧呼吸：第一阶段（少量） 有氧呼吸：与 <m></m> 结合生 成水； 无氧呼吸：还原丙酮酸 ATP 有氧呼吸：第一、二阶段（少量），第三阶段（大 量）； 无氧呼吸：第一阶段（少量） 用于各项生命活动 4.细胞呼吸过程中 <m>[𝐇]</m> 和ATP的有关分析 5.细胞呼吸中各物质的量的比例关系分析（以葡萄糖为底物） （1）有氧呼吸： <m></m> 。 （2）无氧呼吸：① <m></m> ；② <m></m> 。 （3）产生等量的 <m></m> 时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸 <m></m> 有氧呼吸 <m></m> 。 （4）消耗等量的葡萄糖时需要的 <m></m> 和产生的 <m></m> 的物质的量：有氧呼吸需要的 <m></m> 有氧呼吸和无氧呼吸产生的 <m></m> 之和 <m></m> 。 情境应用 1.在细胞中“食物分子”是一种有机“燃料”，它的“燃烧”反应与汽油的燃烧产生能量在本质上是相同的，即也需要消耗氧气，产生二氧化碳和水并释放能量。仅从底物与产物角度分析汽油的燃烧和细胞呼吸的反应式是否相同，如何表示？ 提示 相同。有机物 <m></m> 能量。 2.临床上进行复杂的肝脏手术之前要阻断肝脏血流，而在此之前需提高肝脏细胞内糖原的含量。为什么要提高肝脏细胞内糖原的含量？ 提示 因为肝糖原可分解为葡萄糖用作细胞呼吸的底物，以满足肝细胞的能量供应，从而维持细胞的活性。 3.酒精（乙醇）进入人体后主要在肝脏细胞中代谢，先利用乙醇脱氢酶将乙醇氧化 为乙醛，再利用乙醛脱氢酶将乙醛氧化为乙酸，最终将乙醇代谢为 <m></m> 和 <m></m> 。则 乙醇代谢产生的 <m></m> 与 <m></m> 的反应发生在细胞呼吸的哪个阶段？ 提示 由于乙醇代谢的终产物为 <m></m> 和 <m></m> ，且是 <m></m> 与 <m></m> 的反应，则该反应为有 氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上。 4.粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，其原因是什么？ 提示 种子在有氧呼吸过程中产生了水。 5.玉米的种子包含胚和胚乳等，玉米种子在萌发过程中胚无氧呼吸的产物是乳酸，不同于玉米的其他部位。则玉米的胚细胞和根系细胞无氧呼吸的场所和酶是否相同？ 提示 玉米的胚细胞和根系细胞无氧呼吸的场所相同，都是细胞质基质；因为二者无氧呼吸的产物不同，故它们所用的酶不完全相同。 6.家用酸奶机可以进行酸奶发酵和米酒发酵。 （1）酸奶发酵时，为什么牛奶要加满，盖子的排气孔要封闭？ 提示 酸奶发酵是乳酸发酵，只进行无氧呼吸，不需要 <m></m> ，所以牛奶要加满，而且 发酵不产生气体，排气孔要封闭。 （2）甜酒发酵时，米中间要挖一个窝，盖子留一个排气孔，其原因是什么？ 提示 米酒发酵时挖一个窝主要是为了保留部分空气，促进酵母菌的有氧呼吸，使 酵母菌繁殖更快，接着酵母菌进行无氧呼吸，产生更多酒精和 <m></m> ，因此要留排气 孔。 深度思考 1.当细胞呼吸的底物都是葡萄糖时，为什么有氧呼吸和无氧呼吸产物不同？ 提示（1）条件不同，如有氧、无氧时，参与第二阶段反应的物质存在差异，因而产物会有差异；（2）条件相同时，若生物种类不同，则参与化学反应的酶存在差异，因而产物也会有差异。 2.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？ 提示 线粒体内膜向内折叠形成嵴，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。 3.消耗同样的葡萄糖，为什么无氧呼吸过程释放的能量少？ 提示 有氧呼吸是彻底氧化分解有机物的过程,能将储存在有机物中的能量全部释放出来;而无氧呼吸是不彻底的氧化分解过程,有大量的能量储存在不彻底的氧化产物——乳酸或酒精中。 4.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸能否被再度利用? 提示 能。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；另外，还有一部分形成乳酸钠随尿液排出体外。 变式1 有氧呼吸 1.[链接人教版必修1 P92~P93正文，2022全国甲卷]线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动 的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是( ) C A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生 B.线粒体内膜上的酶可以参与 和氧反应形成水的过程 C.线粒体中的丙酮酸分解成和的过程需要 的直接参与 D.线粒体中的 能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 【解析】有氧呼吸第一、二、三阶段都有 生成，有氧呼吸第一、二、三阶段的场所分别为细胞质基质、线粒体 基质、线粒体内膜，A项正确；有氧呼吸第三阶段的化学反应发生在线粒体内膜上，在有氧呼吸第三阶段，有氧呼 吸第一、二阶段产生的与 结合生成水，该过程需要线粒体内膜上的酶催化，B项正确；线粒体中丙酮酸分解 成和的过程不需要的直接参与，C项错误；线粒体属于半自主性细胞器，其中的 可以通过转录和翻译 控制某些蛋白质的合成，D项正确。 教材素材变式 38 2.[链接人教版必修1 P92~P93正文]如图是人体细胞进行呼吸作用的过程示 意图，①~③代表场所，甲~丙代表有关物质。下列分析正确的是( ) A A.甲物质转化成和乙物质，还需要 的参与及相关酶的催化 B.甲、乙、丙分别表示 、丙酮酸和乳酸 C.场所①、②、③分别是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质 D.细胞呼吸时，①、②、③处的反应均伴随着大量 的产生 图象分析 39 【解析】甲物质（丙酮酸）转化成和乙物质，还需要 的参与及相关酶的催化，A正确；根据“图象 分析”可知，甲表示丙酮酸，乙表示 ，丙表示乳酸，B错误；场所①为细胞质基质，场所②为线粒体基质，场 所③为线粒体内膜，C错误；细胞呼吸时，③处的反应伴随着大量的产生，①、②处的反应伴随着少量 的 产生，D错误。 40 变式2 无氧呼吸 3.[链接人教版必修1 P94正文]在缺氧条件下，细胞中的丙酮酸可通过图示 途径分别生成乙醇和乳酸。下列有关叙述错误的是( ) D A.①过程中有少量能量释放，②过程不产生 B.经图示途径后葡萄糖中的大部分能量仍保存在产物乳酸或乙醇中 C.②过程需要消耗①过程产生的 D.人体成熟红细胞中进行的是①③④途径 【解析】图示途径为无氧呼吸过程，①过程（细胞呼吸第一阶段）中有少 量能量释放，②过程（产乳酸的无氧呼吸的第二阶段）无能量释放，不产 生 ，A正确。无氧呼吸都只在第一阶段释放少部分能量，大部分能量仍 保存在乳酸或乙醇中，B正确。②过程为产乳酸的无氧呼吸的第二阶段，要消耗①过程（第一阶段）产生的 （【提醒】没有第一阶段产生的 ，无氧呼吸的第二阶段无法进行。），C正确。人体成熟红细胞无线粒体， 进行的是无氧呼吸，但其无氧呼吸的产物是乳酸，不是乙醇，即人体成熟红细胞中进行的是①②途径，D错误。 41 变式3 细胞呼吸的综合考查 4.[链接浙科版必修1 P91~P94正文，2023浙江卷·6月]小曲白酒的酿造过程中，酵母菌进行了有氧呼吸和无氧呼吸。 关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是( ) A A.有氧呼吸产生的与结合，无氧呼吸产生的不与 结合 B.有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行 C.有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放 D.有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化 【解析】在有氧呼吸的第三阶段，前两阶段产生的与结合，无氧呼吸没有参与反应，产生的不与 结 合，A正确；有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行，B错误；有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸也有热能的释放， C错误；有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸也需要酶催化，D错误。 42 5.[链接苏教版必修1 P93跨学科视角]体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动，有氧运动能增加心肺功能，如 慢跑，无氧运动能增强肌肉力量，如短跑等。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。下列有关说 法正确的是( ) B A.骨骼肌在有氧运动中进行有氧呼吸，无氧运动中进行无氧呼吸 B.有氧呼吸和无氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖 C.短跑过程中，肌肉细胞的产生量大于 消耗量 D.耗氧量与乳酸生成量相等时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2倍 【解析】在有氧运动和无氧运动过程中，骨骼肌都同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，只是二者的比例不同，A错误。 有氧呼吸和无氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，B正确。人体进行有氧呼吸时产生 ，进行无氧呼吸时不产生 ，所以短跑过程中，肌肉细胞的产生量等于 消耗量，C错误。有氧呼吸过程中人体消耗1分子葡萄糖需要 吸收6分子 ，如果进行无氧呼吸，消耗1分子葡萄糖产生2分子乳酸，所以如果耗氧量与乳酸生成量相等时，则无 氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍，D错误。 43 6.[人教版必修1 P96概念检测T3变式]将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与完整的酵母菌分别装入①～⑥试管中，加入不同的物质，进行了如表所示的实验。下列有关叙述正确的是 类别 细胞质基质 线粒体 酵母菌 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 葡萄糖 - - 丙酮酸 - - - - 氧气 - - - 注：“ ”表示加入了适量的相关物质，“-”表示未加入相关物质。( ) D A.会产生酒精的试管有④⑥ B.会产生和 的试管有①⑤ C.根据试管①③⑤的实验结果，可以判断酵母菌进行有氧呼吸第一阶段的场所 D.根据试管②④⑥的实验结果，可以判断酵母菌进行无氧呼吸的场所 44 【解析】酒精是在无氧情况下，丙酮酸在细胞质基质中分解产生的，故会产生酒精的是②⑥，A错误。有氧情况下 丙酮酸在线粒体中会分解产生，与结合产生水，因此，会产生和 的试管有③⑤，B错误。根据试 管①③⑤的实验结果，不能判断酵母菌进行有氧呼吸第一阶段的场所，C错误。根据试管②④⑥的实验结果可判断 出酵母菌进行无氧呼吸的场所是细胞质基质，D正确。 45 7.[链接人教版必修1 P92~P94正文]葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质，常被形容为“生命的燃料”。如图表示葡萄糖在细胞中被利用的过程，①～④表示相关过程。回答下列问题： （1）人体内 的主要来源是__________（填细胞呼吸类型），该过程包括图中的______（填图中序号）。 有氧呼吸 ①② 【解题思路】人体内 的来源主要是有氧呼吸，包括图中过程①（第一阶段）和过程②（第二、三阶段）。 46 （2）人体剧烈运动后会因一种物质的大量积累而导致肌肉酸胀乏力，该物质是______，其产生的场所是肌肉细胞 的____________。 乳酸 细胞质基质 【解题思路】人体剧烈运动会导致无氧呼吸增强，产生大量乳酸，从而导致肌肉酸胀乏力，无氧呼吸产生乳酸的场所是细胞质基质。 47 （3）水淹麦田，小麦会出现烂根现象，主要是因为小麦根细胞缺乏____________，丙酮酸分解产生的______对小 麦根系造成伤害。 （氧气） 酒精 【解题思路】小麦烂根的主要原因是根细胞缺乏 而进行无氧呼吸产生酒精，酒精对小麦根系有毒害作用。 48 （4）为研究细胞呼吸过程中中氧元素的转移途径，给酵母菌提供。 在____________（填场所）参与反 应，生成化合物___________， 18O 转移到该化合物中。 线粒体内膜 （水） 【解题思路】有氧呼吸第三阶段消耗 ，发生场所是线粒体内膜，产物是水。 49 据图析图 分析题图可知，①为细胞呼吸的第一阶段，②为有氧呼吸的第二、三阶段，③为酒精发酵的第二阶段，④为乳酸发酵的第二阶段。 50 细胞呼吸的影响因素及其应用 叁 51 因素 影响机理 曲线模型 实践应用 温度 主要通过影响呼吸酶的活性来 影响细胞呼吸速率 ①低温下储存蔬菜、水果；②在大棚蔬菜的栽培过程 中夜间适当降温，以抑制细胞呼吸，减少有机物的消 耗，提高产量 浓度 从化学平衡的角度分析，增加 的浓度对细胞呼吸有抑制作 用 在蔬菜和水果的保鲜中，适当增加 的浓度，可提高 保鲜效果 氧气 决定呼吸类型和强度 适当降低氧气浓度能够抑制细胞呼吸，减少有机物消 耗，以延长蔬菜、水果的保鲜时间 水作为有氧呼吸的原料和环境 因素影响细胞呼吸的速率 将种子风干，以减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消 耗，延长作物种子储藏时间 教材知识萃取 52 1.影响细胞呼吸的因素 （1）内部因素 现象 不同 <m></m> __________________的 植物的呼吸速率存在差异，如旱 生植物＜水生植物，阴生植物＜ 阳生植物 同一植物在不同 <m></m> __________时期呼吸 速率不同，如幼苗期和开花期＞成熟 期；同一植物的 <m></m> __________的呼吸速 率存在差异，如生殖器官＞营养器官 种类或生存环境中 生长发育 不同器官 根本原 因 <m></m> __________不同 基因在不同时间、空间的选择性表达 直接原 因 酶的种类、数量存在差异 续表 遗传信息 因素 曲线 原理 应用 温度 ________________________________ 温度主要影响与呼 吸作用有关 <m></m> ___ 的活性 <m></m> .零上低温储藏蔬菜、水果,减少 有机物的消耗; <m></m> .温室栽培中,增 大昼夜温差,减少有机物的消耗,提 高产量 <m></m> 浓度 _________________________________ 从化学平衡的角度 分析,增加 <m></m> 的浓 度对细胞呼吸有明 显的 <m></m> ______作 用 在蔬菜、水果保鲜时,适当增加 <m></m> 浓度可抑制细胞呼吸,减少有 机物消耗 酶 抑制 （2）外部因素 因素 曲线 原理 应用 含水 量 _________________________________ 在一定范围内,呼吸 作用强度随含水量 的增加而加强,随含 水量的减少而减弱 <m></m> .种子晒干既不易发霉，也会减 少有机物的消耗; <m></m> .浸泡后的种子 易萌发 <m></m> 浓度 ____________________________________________ 是有氧呼吸所必需 的，且对无氧呼吸 有抑制作用 <m></m> .提高氧分压保证细胞有氧呼 吸，如中耕松土、稻田排涝； <m></m> . 提高氧分压抑制厌氧生物的繁 殖，如用透气的纱布包扎伤口抑 制破伤风芽孢杆菌的繁殖 续表 2.细胞呼吸原理的应用 实例 原理 有氧 包扎伤口时选用透气的材 料 抑制厌氧菌（如破伤风芽孢杆菌）的 <m></m> ______ 呼吸 有氧运动（如慢跑） 使细胞进行 <m></m> __________，避免因剧烈运动导 致氧气不足，肌细胞进行无氧呼吸产生大量 <m></m> ______,使肌肉酸胀无力 中耕松土 增加土壤中的 <m></m> ________，利于植物根系细 胞的有氧呼吸 稻田定期排水 增加土壤中的氧含量，防止幼根因缺氧进行无 氧呼吸产生 <m></m> ______等而腐烂 无氧 有氧呼吸 乳酸 氧含量 酒精 实例 原理 无氧 利用粮食等生产各种酒 酵母菌无氧呼吸产生 <m></m> ______ 酸奶、泡菜等 乳酸菌无氧呼吸产生 <m></m> ______ 水果、粮食在零上低温、 低氧条件下储藏 <m></m> ______细胞呼吸强度,减少有机物消耗 酒精 乳酸 减弱 续表 情境应用 1.《齐民要术》记载了“热进仓”贮麦法：将经暴晒的小麦种子趁热进仓贮存，温度控 制在 <m></m> ，贮藏7~10天后通风降温。 （1）收获的小麦种子为什么要进行暴晒？ 提示 因为暴晒后种子中自由水相对减少，细胞呼吸减弱，有利于贮存。 （2）为什么 <m></m> 贮藏7~10天后通风降温？ 提示 <m></m> 也属于较高温度，虽然能杀灭一些有害生物，但长时间处于此温度下， 小麦种子也会受到伤害，导致发芽率降低。 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 晚上池塘中动植物及耗氧微生物均消耗 <m></m> ，到黎明时分，水中溶解氧达到最 低,水体表层的溶解氧相对较高。 3.密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯的原因是什么？ 提示（1）密封地窖中 <m></m> 浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。（2） 空气湿度大，有利于保鲜。 4.无土栽培可以有效解决农耕土地资源不足的困境。最早的水培法是将植物根系直接浸入培养液中，但长期浸泡会导致植物根部腐烂甚至死亡，其原因是什么？ 提示 植物根部长期直接浸入培养液中，因 <m></m> 缺乏，根部细胞进行无氧呼吸产生酒 精等有害物质，导致植物根部出现腐烂甚至死亡。 5.包扎伤口时选用透气的纱布或创可贴的优点是什么？ 提示 透气纱布或创可贴可有效抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的繁殖。 深度思考 1.水果、蔬菜和种子储存条件有何不同？ 提示 水果、蔬菜需要低温（零上）、低氧、适宜水分条件下储存;种子需要低温、低氧、干燥条件下储存。 2.低 <m></m> 环境下，有机物消耗少的原因是什么？ 提示 在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，强度较弱；有氧呼吸由于 <m></m> 不足，强度也较弱，因此总呼吸强度低，有机物消耗少。 变式1 影响细胞呼吸的因素 1.[人教版必修1 P96概念检测T2变式，2023山东卷]（不定项）某种植株的非绿 色器官在不同浓度下，单位时间内吸收量和 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( ) BC A.甲曲线表示 吸收量 B.浓度为 时，该器官不进行无氧呼吸 C.浓度由0到 的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D.浓度为 时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 教材素材变式 63 【解析】图示分析: 浓度由0到的过程中， 吸收量相对值不断增大，说明有氧呼吸强度 不断增大，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C正确。分析题图可 知，浓度为时，细胞通过有氧呼吸吸收的的量为 ，推知有氧呼吸 释放的的量为，已知细胞呼吸释放的总量为 ，此时无氧呼吸 释放的的量为 ，故有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖量共计 ，而浓度为 时细胞只进行有氧呼吸，此时细胞通 过有氧呼吸吸收的的量为，消耗的葡萄糖量为，故与 浓度为 时相比，浓度为 时，葡萄糖消耗速率小，D错误。 64 2.[链接苏教版必修1 P104正文]（多选）将一批刚采摘的大小及生理状况均 相近的新鲜蓝莓均分为两份，一份用高浓度的处理 （处理组）后， 贮藏在温度为的冷库内，另一份则直接贮藏在 的冷库内。从采摘后 算起，每10天定时定量取样一次，测定其单位时间内释放量和 吸收量， 计算二者的比值，得到如图所示曲线。（呼吸底物为葡萄糖）下列叙述与实 验结果一致的是( ) ACD A.曲线中比值大于1时，表明蓝莓既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 B.第20天对照组蓝莓产生的乙醇量低于 处理组 C.第40天对照组蓝莓无氧呼吸比有氧呼吸消耗的葡萄糖多 D.贮藏蓝莓前用高浓度的 处理适宜时间，能抑制其在贮藏时的无氧呼吸 65 【解析】解题必备： 数量关系 分析 释放量/吸收量 细胞只进行有氧呼吸 释放量/吸收量 第20天，处理组释放量和 吸收量的比值等于1，只进行有氧呼吸；对照组比值大于1，细胞既进行有氧呼吸， 也进行无氧呼吸，因此对照组产生的乙醇量高于处理组，B错误。第40天，对照组释放量和 吸收量的比 值等于2，设有氧呼吸消耗的葡萄糖为，无氧呼吸消耗的葡萄糖为，则有关系式 ，解得 ，无氧呼吸消耗的葡萄糖多，C正确。贮藏10天后，处理组蓝莓的释放量和 吸收量的比值小于对 照组，说明贮藏蓝莓前用高浓度的处理 ，能一定程度上抑制其在贮藏时的无氧呼吸，D正确。 66 3.[链接苏教版必修1 P103~P104正文]科研人员探究了不同 温度和条件下密闭容器内蓝莓果实的 生成 速率的变化，结果见图1和图2。据图回答下列问题。 （1）由图可知，与相比，条件下果实的 生成 速率较低，主要原因是_______________________________ ___；随着果实储存时间的延长，密闭容器内的_____浓度 越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检 测____浓度的变化来计算呼吸速率。 低温降低了与细胞呼吸相关酶的活性 【解题思路】与相比，条件下果实细胞中与细胞呼吸相关酶的活性较低，所以该条件下果实的 生成 速率较低；随着果实储存时间的延长，密闭容器内果实细胞通过呼吸作用产生的因积累而越来越多， 浓度 增大会抑制果实的细胞呼吸，使得生成速率变慢。因为果实细胞进行有氧呼吸时会消耗 ，所以该实验还可以 通过检测密闭容器内 浓度的变化来计算呼吸速率。 67 （2）某同学欲验证温度可影响密闭容器内蓝莓果实的 生成速率，设计了如下实验方案： ①称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。 ②将甲、乙瓶分别置于和条件下，每隔一段时间测定各瓶中的 浓度。 ③记录实验数据并计算 生成速率。 为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。 ．________________________； ．_________________________________。 选取的果实成熟度应一致 每个温度条件下至少有3个重复实验 【解题思路】该实验的目的是验证温度可影响密闭容器内蓝莓果实的生成速率，自变量为温度，因变量为 生成速率。实验设计要遵循单一变量原则、对照原则等，即实验组和对照组除一个实验变量不同外，其他无关变 量要保持相同且适宜，以排除无关变量对实验结果的影响。本实验除了题中提到的蓝莓果实品种要统一、质量要 相等，瓶的容积要相同且都密封外，其他无关变量，如果实的成熟度也要一致。实验设计还要遵循重复原则，以 保证实验结果的可靠性，本实验每个温度条件下至少要有3个重复实验。 68 变式2 细胞呼吸原理的应用 4.[链接人教版必修1 P95思考·讨论，2021湖南卷]下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( ) B A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用 左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜 的温度和氧气 B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长 C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气 D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 69 【解析】早稻浸种后催芽过程中，用 左右温水淋种并时常翻种，可为种子的呼吸作用提供水分、氧气和适宜 的温度，从而利于种子萌发，A项正确；农作物种子入库贮藏时，在低氧和低温条件下呼吸速率降低，有利于延长 种子贮藏寿命，而无氧条件下种子无氧呼吸产生的酒精对种子有毒害作用，不利于种子贮藏，B项错误；油料作物 种子富含脂肪，脂肪中C、 含量较高，脂肪氧化分解消耗的氧气较多，为满足油料作物种子萌发时对氧气的需求， 播种时宜浅播，C项正确；柑橘用塑料袋密封保存，可减少水分散失，同时提供低氧环境，降低呼吸速率，起到保 鲜作用，D项正确。 70 应用 原理 包扎伤口时选用透气的材料 抑制厌氧菌（如破伤风芽孢杆菌）的繁殖 有氧运动（如慢跑） 使细胞进行有氧呼吸，避免因剧烈运动导致氧气供给不足，肌细胞进行无 氧呼吸产生大量乳酸 中耕松土 增加土壤中的氧含量，利于植物根系细胞的有氧呼吸 稻田定期排水 增加土壤中的氧含量，防止幼根因缺氧进行无氧呼吸产生酒精等而腐烂 利用粮食等生产各种酒 酵母菌无氧呼吸产生酒精 制作酸奶、泡菜等 乳酸菌无氧呼吸产生乳酸 水果、粮食在零上低温、低氧条件 下储藏 减弱细胞有氧呼吸强度，抑制无氧呼吸 酿酒时早期通气，后期密封发酵 早期通气可促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖；后期密封发酵可促进酵 母菌无氧呼吸，利于产生酒精 要点速记 细胞呼吸原理的应用 71 5.[人教版必修1 P96拓展应用T1变式]农田土壤板结时，土壤中空气不足,会影响作物根系的生长，故需要及时松土 透气。下列叙述错误的是( ) D A.土壤板结后,作物根细胞内与 的转化速率减小 B.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用,可提高土壤中无机盐含量 C.及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸，有利于根系生长 D.土壤板结后，根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解成酒精和 【解析】土壤板结会使土壤中空气减少，作物根细胞呼吸作用减弱，产生的减少，与 的转化速率减小， A项正确；松土可以增加土壤中的空气含量，增强土壤中好氧细菌的分解作用，从而提高土壤中无机盐含量，B项 正确；及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸，为根系的生长提供充足的能量，C项正确；土壤板结后，根细胞 主要进行无氧呼吸，在无氧呼吸过程中，丙酮酸在细胞质基质中氧化分解成酒精和 ，D项错误。 72 6.[苏教版必修1 P98应用题T2变式]涝害是制约牡丹生长发育的重要因素，为提高涝害下牡丹的抗逆性，科研人员利用甲、乙两个品种的牡丹进行实验，研究了淹水胁迫下外源钙对这两种牡丹呼吸代谢的影响，其部分结果如表所示。回答下列问题： 处理时间（天） #b# 酒精含量 #b# 处理 1 8 16 24 甲 淹水 0.10 0.70 1.62 2.86 淹水 0.09 0.61 1.18 2.35 乙 淹水 0.00 1.30 2.20 3.21 淹水 0.11 1.05 1.73 2.74 （1）牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时，其产生能量的场所主要是________________，而遭遇了淹水胁迫后，牡 丹根细胞会产生酒精和，可使用澄清石灰水或______________溶液来检测 。 线粒体（内膜） 溴麝香草酚蓝 【解题思路】牡丹的根细胞在未遭遇淹水胁迫时，其能量主要来源于有氧呼吸，主要场所是线粒体（内膜）；检 测 除用澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液。 73 （2）据表分析，在淹水胁迫下，甲、乙两个品种的牡丹根细胞的酒精含量与处理时间之间最可能呈现的关系均为 __________________________________________________，其中抗淹水胁迫能力更强的牡丹品种是____。 随着处理时间的延长，牡丹根细胞的酒精含量逐渐增加 甲 【解题思路】分析表格可知，无论是哪个品种的牡丹，在淹水后随着时间的延长，牡丹根细胞的酒精含量都逐渐增加。对比而言，甲品种的酒精积累量较少，不容易导致根细胞死亡，抗淹水胁迫能力更强。 74 （3）施加 能否改善淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种的毒害？____（填“能”或“不能”），作出此判 断的理由是___________________________________________________________________________________。 能 与未施用相比，施用后，甲、乙两个品种牡丹细胞内的酒精含量均有不同程度下降 【解题思路】分析表格可知，与未施用相比，施用 后，甲、乙两个品种牡丹细胞内的酒精含量均有不同 程度下降，因此施加 能改善淹水胁迫下无氧呼吸产物对甲、乙两个品种牡丹的毒害。 75 （4）现欲进一步研究外源物质 和外源钙对乙品种牡丹淹水胁迫下的呼吸代谢影响，请完善下列实验的设计思路。 组别 1 2 3 4 实验处理 一定量的蒸馏水 乙 等量的外源钙 乙 【解题思路】实验分析： 76 ①表中、 处的实验处理分别是___________________________________________、__________________________ ____。 ②培养一段时间后，检测各组的__________并做记录。 等量的外源物质乙（与后一空顺序可调换） 等量的外源钙和外源物质乙 酒精含量 77 谢谢 $$