第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用-【赢在高中起跑线】生物初高中教材衔接 知识回顾预习 专题特训（2026年）

衔接点二 初升高知识衔接 第3节 细胞呼吸的原理和应用 课程要求 初中内容 高中内容 植物的呼吸作用。 细胞膜的结构和功能。 呼吸作用的概念 呼吸作用的概念 呼吸作用消耗氧、产生 [细胞呼吸的方式 有氧呼吸 二氧化碳 无氧呼吸 呼吸作用的意义。 细胞呼吸原理在生 产和生活中的应用 初中知识回顾 1.植物细胞的呼吸作用是指细胞内的有机物(如淀粉和葡萄糖等)经过一系列复杂变化,分解成二氧化碳 等物质并释放出能量的过程。 2.在一般情况下,植物的呼吸作用需要消耗氧气。有些生物体的细胞还能在无氧的条件下进行呼吸作用。 例如,苹果、香蕉等植物的果实,贮藏一段时间后会产生酒味,就是因为果实内部的细胞在缺乏氧气的条 件下进行呼吸作用的结果。 3.呼吸作用的意义 植物体的各种生命活动(如细胞分裂、根吸收无机盐、植物的生长等)所需要的能量,都是来自呼吸作用。 高中知识预习 细胞呼吸:呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解,并释放能量,因此也叫细胞呼吸。 一、探究醇母菌细胞呼吸的方式 1.原理 ·醇母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO。。 CO。可使澄清的石灰水变混浊,也可使澳靡香草酬蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或澳 靡香草酸蓝溶液变成黄色的时间长短,可以检测醇母菌培养液中CO。的产生情况。 ·醇母菌无氧呼吸还可以产生酒精(C。H:OH) 重铭酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(俗称酒精)发生化学反应,变成灰绿色。具体做法是:各取2mL醇 母菌培养液的滤液,分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铭酸钾的浓 疏酸溶液(质量分数为95%~97%)并轻轻振荡,使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。由于 葡萄糖也能与酸性重铭酸钾反应发生颜色变化,因此,应将醇母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的 葡萄糖。 H55 衔接必刷题。 2.装置图 气系 #A# ① ② ③ ④ 装置一 装置二 装置一:用来测定有氧呼吸 (1)质量分数为10%的NaOH溶液(吸收;空气中的CO) (2)母菌培养液 (3)澄清的石灰水 注意:让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶(约50min)。然后将实验装置放到25-35C的环境中培养 8-10h 装置二:用来测定无氧呼吸 (4)母菌培养液 (5)澄清的石灰水 对比实验 设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实 验叫作对比实验,也叫相互对照实验。 二、有氧呼吸 对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,这一过程必须有氧的参与。 -外膜 内 -基质 1.有氧呼吸的过程 糖 第一阶段 →少量能量 (糖解) (细胞质基质) 内嗣酸 1,0 (氧化磷酸化)第三阶段 →少量能量 第二阶段 (三酸循环) (线粒体内膜) 02 (线粒体基质) →大量能量 HD C0 注意: ·NADH:还原型辅梅I,简写成[H]. .NAD:氧化型辅梅I。 56 衔接点二 初升高知识衔接 2.有氧呼吸的过程中能量的变化 ·逐步释放;三个阶段都释放能量,都产生ATP ·C。H。O→2C。HO(丙酣酸)+4H+少量能量 ·1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量,可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中 (977.28/30.54-32mol),其余的能量则以热能的形式散失掉了。 二、无氧呼吸 1.总反应式 2.过程 ·第一阶段(与无氧呼吸相同)(场所:细胞质基质)。 ·C。H。O→2C。H.O。(丙醐酸)十4[H]+少量能量。 ·第二阶段(不同生物体内产物不同)(场所:细胞质基质): →2C。HO(孔酸) 2C。HO(丙嗣酸) 人、动物、裂酸菌等 {4H] →2C。H.OH(酒精)十2CO 少量能量 植物、母菌等 ·人体肌细胞无氧呼吸产生的孔酸,能在肝脏中再次转化为葡萄糖; ·醇母菌、酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发醇。产生酒精的叫作酒精发醇,产生孔酸的叫作 酸发醇 3.无氧呼吸的能量释放情况 ·只有第一阶段释放少量能量合成少量ATP,第二阶段不释放能量,不产生ATP。 ·1mol葡萄糖在分解成孔酸以后,只释放出196.65kJ的能量,其中只有61.08kJ的能量储存在ATP 中(61.08/30.54一2mol),近69%的能量都以热能的形式散失了。 ·在无氧呼吸中,葡萄糖的大部分的能量没有释放出来,储存在酒精或孔酸中。 ·释放出来的能量,也是大部分以热能形式散失。 四、影响细胞呼吸的环境因素 1.温度 影响晦的活性,从而影响细胞呼吸。 2.氧气浓度 .厌氧生物: 必需生活在无氧条件下。 .应用: 孔酸菌进行孔酸发醇(无氧)、防止破伤风芽袍杆菌感染(有氧)。 ·需氧生物: 必需生活在有氧条件下。 醋酸菌进行醋酸发醇(有氧)、防止植物无氧呼吸产生毒害而进行的松土(有氧)、储藏水果、粮食的仓库 (低氧,降低有氧呼吸强度)。 ·兼性厌氧生物: 母菌:以葡萄糖为底物进行细胞呼吸 CO,释放量(线a) O吸收量(n线) 0 5 10 1520250.浓度 H57 衔接必刷题 轻松训练 一、单选题 1.(广东·高三专题练习)某兴趣小组拟采用右图所示的装置对醇母菌 的呼吸方式进行探究。下列叙述错误的是 ) A.本实验为对比实验,甲、乙组均为实验组 培养初期的 甲 乙 B.培养液体积、温度等属于无关变量,对实验结果无影响 薛母培养液) C. 一段时间后,甲、乙注射器活塞均会上移,但上移距离不同 订塞 D.一段时间后,取甲培养液的滤液加入含浓疏酸的重铭酸钾溶液,溶 脱气后培养 不脱气培养 液变成灰绿色 2.(全国·高三专题练习)将施豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后,测得有关数据如下表: 离子 外部溶液的离子浓度(mmol L) 根细胞内部离子浓度(mmolL) Mg2 0.25 3 NO 2 28 HPO 1 21 下列叙述正确的是 A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg{} 的量无关 B.若不断提高温度,根细胞吸收H。PO 的量会不断增加 C.若溶液缺氧,根细胞厌氧呼吸产生孔酸会抑制NO。 的吸收 D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能 3.(全国·高一课时练习)F蛋白是线粒体内膜上的一种跨膜蛋白,它能将线粒体膜间隙的H顺浓度运输 ( 至线粒体基质,与此同时催化ADP和Pi合成ATP。下列推断错误的是 ) A.H进入线粒体基质的方式为协助扩散 B.H进入线粒体基质的过程中有能量释放 C.F蛋白既有载体蛋白的功能也有晦的功能 D.F蛋白也能将线粒体膜间隙的H运输至线粒体外 二、多选题 4.(江苏省天一中学高一期末)细胞呼吸原理在生活中应用广泛。下列关于细胞呼吸原理应用的叙述,正 确的是 C ) A.零度以上低温贮存果蔬,可减少有机物的分解 B.提倡慢跑,可防止无氧呼吸产生孔酸使人体肌肉酸胀 C.皮肤破损较深的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清 D.选用透气性好的“创可贴”,是为保证人体细胞的有氧呼吸 三、综合题 5.(江苏·高三专题练习)研究发现,线粒体内的部分代谢产物可参与调控核内基因的表达,进而调控细胞 的功能。如图为工细胞中发生上述情况的示意图,请据图回答下列问题 细胞核 乙A一 -乙酷辅悔A 三酸 环 _l1 _- 自由基 581 .衔接点二 初升高知识衔接 (1)葡萄糖在 (场所)生成丙嗣酸和 。释放 (填“大量”或“少量”)的能量,其中 大部分以 形式散失,少部分合成 _。丙嗣酸进入线粒体后先经氧化脱羚形成乙酷辅晦 和[H]。[H]经一系列复杂反应与 在 A.再彻底分解成 结合,产生水和大量 的能量,同时产生自由基。 (2)线粒体中产生的乙酷辅晦A可以进入细胞核,使染色质中与 结合的蛋白质乙酷化,激活于 扰素基因的转录。 第4节 光合作用与能量转化 课程要求 ___ 初内容 高山内容 绿色植物的光合作川 光合作用与能量转化 植物光合作用的发现 捕获光能的色素和结构 植物光合作用的场所 绿叶中色素的提取和分离 植物光合作用的实质 光合作用的原理和应用 光合作用和呼吸作用 原理的应用 初中知识回顾 1.光合作用(photosynthesis)是指绿色植物利用光能,把二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物,同时释放 氧气的过程。 2.叶是绿色植物进行光合作用的主要器官 叶肉是叶片的主要部分,光合作用主要是在叶肉细胞中进行的。叶肉位于上表皮与下表皮之间,一般分 为栅栏层和海绵层。靠近上表皮的栅栏层细胞排列紧密且整齐,细胞里含有较多的叶绿体;靠近下表皮 的海绵层细胞排列比较疏松,细胞里含有较少的叶绿体。 3.叶绿体中含有绿色的叶绿素,是叶片呈现绿色的主要原因。叶绿素能够吸收光能,为光合作用提供能 量。所以,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 4.光是植物进行光合作用的能量来源,只有在一定强度的光照下,植物才能进行光合作用,制造有机物满 足自身生长发育的需要。叶绿素只有在光下才能形成,因此,在生产实践中,可以利用“叶绿素的形成需 要光”的原理,设置无光的环境生产非黄等疏菜。 5.光合作用产生淀粉 1864年,德国科学家萨克斯为此做过这样的实验;把绿叶放在暗处数小时,以消耗叶片中部分营养物质 再把叶片的一部分曝露在光下,另一部分遮光,经过一段时间后,用蒸气处理叶片,结果发现遮光部分 的叶片未变蓝,而照光部分的叶片转变成深蓝色。由于当时已经证实淀粉遇碑变蓝,萨克斯所做的实验 使人们认识到,绿色植物在光下能够产生淀粉 H59参考答案 体维持生命活动所需能量的主要来源，因此糖是细胞内 【解析】图1中的A代表腺噪呤，A与核糖构成腺苷，b、 主要的能源物质。 c表示特殊的化学键，A错误；图2中酶2是ATP合成需 (2)据图分析可知，物质a在酶Ⅱ的催化作用下可转变为 要的酶，ATP的合成可发生在线粒体、叶绿体、细胞质基 葡萄糖和物质b,因此体内缺乏酶Ⅱ可导致物质a积累。 质中，酶1是ATP水解所雾要的酶，ATP的水解发生在 (3)半乳糖血症是一种主要由血液中半乳糖增高引起的代谢 细胞吸能反应的部位，两者分布的场所不完全相同，B正 综合征，其半乳糖增高的原因是半乳糖不能最终转变为葡萄 确：人体内成熟的红细胞中没有线粒体，只进行无氧呼 糖被利用，所以半乳糖血症患儿血液中葡萄糖的浓度比正常 吸，无氧呼吸第一阶段可以产生ATP,C错误；在有氧与 值低，所以需要给患儿喂食含葡萄糖的食物以缓解病情。 无氧的条件下，有氧和无氧呼吸第一阶段都发生在细胞 质基质中，都能形成ATP,D正确。故选AC。 第2节 细胞的能量“货币”ATP 5.【答案】BC 【分析】分析题图可知：钠钾泵逆浓度梯度吸收K+和排 轻松训练 出Na+,故为主动运输。 1.【答案】C 【解析】据图可知，Na十经钠钾泵逆浓度梯度运到细胞 【分析】ATP中文名称叫三磷酸腺苷，结构简式A一P 外，K+经钠钾系逆浓度梯度运到细胞内，A错误：据图可 ~PP,其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，~代表特殊 知，ATP在钠钾系的作用下水解，且钠钾系是一种蛋白 的化学链。水解时远离A的磷酸线箭裂。作用：新陈代 质，说明其是一种能水解ATP的蛋白酶，B正确：钠钾系 谢所需能量的直接来源。ATP在细胞内含量很少且相对 是一种蛋白酶，蛋白质的功能受温度影响，故温度变化会 稳定，但在细胞内的转化速度很快。 影响纳钾系的功能，C正确；由于细胞中ATP和ADP可 【解析】①表示腺嘌呤，腺紧呤十核糖=腺苷，A错误： 以快速转化，常处于动态平衡，ATP在细胞中的含量相对 细胞中的ATP含量很少，易于消耗，并且消耗后可迅速 稳定，不会显著降低，D错误。故选BC。 合成，B错误；④是特殊的化学键，断裂需消耗水，且释放 6.【答案】(1)呼吸脑思考(2)呼吸光合(3)能量 的能量比③多，因为③是普通鳞酸键，C正确：③断裂，则 左边的化合物需要连上一个磷酸基团后，才是组成RNA ADP+P+十能量酶ATP 的基本单位之一，D错误。故选C。 【分析】(1)ATP的结构简式为A一P~P~P,其中A代 2.【答案】D 表腺苷，P代表磷酸，T代表三个，一代表普通磷酸健，~ 【分析】ATP是直接的能源物质，ATP与ADP的相互 代表特殊的化学键。(2)ADP转变成ATP的能量即合成 转化，是时刻不停地发生并且处于动态平衡之中的，ATP ATP的能量在动物中来自于呼吸作用，植物中来自于呼 与ADP的相互转化的能量供应机制，在所有的细胞内都 吸作用和光合作用，而ATP水解成ADP时释放的能量 是一样的，这体现了生物界的统一性。 来自于特殊的化学键，用于各种生命活动。 【解析】(1)在人体内，图示左侧的能量用来合成ATP, 【解析】分析题干信息，甲组试管中加入葡萄糖没有荧 来自呼吸作用释放的能量，右侧的能量是ATP水解释放 光出现，乙组试管中加入ATP出现了荧光，证明萤火虫 的能量，用于各种耗能的生命活动，如脑思考、主动运 的直接能源物质是ATP而不是葡萄糖，A正确；荧光素 输等。 接受能量后，在荧光素酶的作用下形成氧化荧光素，该过 程需要吸收能量，属于吸能反应，B正确；萤火虫尾部发光 (2)在绿色植物体内，ATP合成所需的能量来自光合作用和 呼吸作用，故图示左侧的能量来自光合作用和呼吸作用。 的过程中，ATP中的活跃的化学能转换为光能，C正确： (3)从图中可知，在适宜的温度和酶的作用下，ADP转变 在甲组试管中加入荧光素酶，由于没有ATP也不能使其 成ATP时还需要能量。ADP转化为ATP的反应式为 出现荧光，D错误。故选D。 3.【答案】D ADP+Pi十能量跨，ATP, 【分析】ATP的合成：ADP+H+能量P合丧壁ATP 第3节 细胞呼吸的原理和应用 ATP的水解：ATP ATP本解摩 ADP+Pi+能量 【解析】根据ATP的水解的方程式可以看出：ATP的水 轻松训练 解除生成ADP、能量外，还有磷酸的生成，故X为醉酸。 1.【答案】B 故选D。 【分析】酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生二氧 4.【答案】AC 化碳和水；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和少量 【分析】分析图1：ATP中文名称叫藤苷三磷酸，结构简 二氧化碳，酵母菌可以用液体培养基来培养，培养液中的 式A一P一PP,其中A代表腺普，P代表磷酸基团，~代 酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、H、温 表特殊的化学键。图中A表示腺票玲，方框内表示腺缥 度等因素有关。 岭核糖核苷酸，b、c表示特殊的化学键。分析图2：图2向 【解析】甲注射器内没有氧气，而乙甲注射器内含有氧 左代表ATP的合成，向右代表ATP的水解。 气，该实验为对比实验，实验中甲组和乙组都是实验组， 91 衔接必刷题 分别探究的是酵母菌的无氧呼吸和有氧呼吸，A正确；本 (8)果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下 实验自变量为有无氧气参与，培养液体积、温度等属于无 保存。 关变量，对实验结果有影响，B错误；酵母菌在有氧和无氧 【解析】果蔬应该在零度以上低温贮存，可抑制细胞呼 条件下均能产生CO2,但是产生速率不同，有氧呼吸产生 吸，以减少有机物的分解，A正确：提倡慢跑（有氧运动）， CO2速率快，甲注射器内酵母菌进行的是无氧呼吸，而乙 可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀，B正确；皮肤 注射器内酵母菌进行的是有氧呼吸，因此一段时间后甲、 破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清，防 乙注射器活塞均会上移，但上移距离不同，C正确；甲培 止厌氧菌在伤口深处繁殖，C正确；选用透气性好的“创 养液中，酵母菌会在无氧条件下产生CO2和酒精，酒精能 可贴”，是为了抑制破伤风杆菌等厌氧菌的生长和禁殖，D 与含浓硫酸的重铬酸钾溶液反应，使溶液变成灰绿色，D 错误。故选ABC。 正确。故选B。 5.【答案】(1)细胞质基质NADH少量热能ATP 2.【答案】D CO2O2线粒体内膜 【分析】分析表格数据可知，将豌豆根部组织浸在溶液 (2)DNA 中达到离子平衡后，豌豆根部组织细胞内的Mg2+、 【分析】有氧呼吸分为三个阶段： H2PO,和NO3的浓度均高于外部溶液，故三种离子进 第一阶段：在细胞质的基质中，叫做糖酵解。反应式： 入细胞的方式均为主动运输，主动运输消耗ATP,并且需 C,Hz06鹰2C,H,0,（丙酮酸)十4[H们+少量能量 要借助载体蛋白。 (2ATP): 【解析】根据以上分析已知，Mg2+的吸收方式为主动运 第二阶段：丙酮酸进入线粒体的基质中。这一阶段也不 输，而溶液通氧状况会影响根细胞的需氧呼吸，影响ATP 需要氧的参与，是在线粒体基质中进行的。反应式： 的合成，进而影响吸收的Mg2+的量，A错误：不断提高温 度，根细胞中需氧呼吸的酶的活性可能会受到抑制，影响 2CH,05(丙酮酸)+6H20降20[H们+6C02十少量能 需氧呼吸合成ATP,进而导致根细胞吸收H2PO4的量 量(2ATP): 可能减少，B错误：若溶液缺氧，豌豆根知胞厌氧呼吸为酒 第三阶段：在线粒体的内膜上，产生大量的能量。这一阶 精发酵，会产生乙醇和二氧化碳，C错误；细胞呼吸的电 段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。反应式：24 子传递链过程是[H]和氧气结合生成水，并产生大量 [H们+602麂12H,0+大量能量(28ATP). ATP的过程，可为吸收离子功能，D正确。故选D。 【解析】(I)萄萄糖在细胞质基质生成丙翻酸和NADH。 3.【答案】D 释放少量的能量，其中大部分以热能形式散失，少部分合 【分析】根据题意，H十离子顺浓度梯度依靠F蛋白进入 成ATP。丙酮酸进入线粒体后先经氧化脱羧形成乙酰辅 线粒体基质，该运输方式为协助扩散，该过程可驱动ADP 酶A,再彻底分解成二氧化碳和[H门。[H门经一系列复杂 和Pi合成ATP,说明F蛋白既有转运功能，也有催化 反应与O2在线粒体内膜上结合，产生水和大量的能量， 功能。 同时产生自由基。 【解析】根据分析，线粒体膜间H+浓度顺浓度梯度依靠 (2)线粒体中产生的乙酰辅酶A可以进入细胞核，使染色 跨膜蛋白运输，则其运输方式为协助扩散，A正确：H十进 质中与DNA结合的蛋白质乙酰化，激活干扰素基因的 入线粒体基质过程中有能量的释放，这部分能量用于合 转录。 成了ATP,B正确；F蛋白既能转运H+也能催化ATP的 合成，因此有转运功能，也有催化功能，C正确：F蛋白位 第4节 光合作用与能量转化 于线粒体内膜上，只能将H+转运到线粒体基质，不能将 H+运至线粒体外，D错误。故选D。 轻松训练 4.【答案】ABC 1.【答案】D 【分析】细胞呼吸原理的应用： 【分析】据图分析：图中A是光反应，B是暗反应，C是 (1)种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞的有氧呼吸， 细胞呼吸，D是ATP的利用。 有利于对矿质离子的主动吸收。 (2)利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产 A过程（光反应）：(1)水的光解2H,0摩4[H们+02， (2)ATP的形成ADP+Pi十能量→ATP: 生二氧化碳的原理制作面包、馒头。 (3)利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜。 B过程（暗反应）：(1)C02围定C02十C5鹰2Ca, (4)稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂。 （2)C,的还原2C3(CH,0)+C: (5)皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易 大量繁殖，引起破伤风。 C过程（有氧呼吸）：C6H1e06十6H20+602腾6C02十 (6)提倡慢跑等有氧运动，可防止无氧呼吸产生乳酸使人 12H20+能量。 体肌肉酸胀。 【解析】a是光反应，产物有氧气、ATP和[H门等，D是 (7)粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存。 ATP的利用，不需要O2的直接参与，A正确：a是光反 92