第二单元 第4课时 细胞呼吸的原理和应用-【金版教程】2026年高考生物一轮复习解决方案全书word（经典版 多选版）

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第④ 课时 细胞呼吸的原理和应用 1.说明生物通过细胞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 酵母菌细胞呼吸的方式。 知识自主梳理 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验材料 +生物类型：其菌（真核生物） 酵母菌 代谢类型：异养兼性厌氧 2.实验原理 母 有厂H,0 澄清石灰水变浑浊（现象） 呼 氧LC01检 -C0, 四澳避香草酚道蓝一绿一黄（现象） 无 溶液 物 氧酒精 色重铬酸钾溶液四灰绿色（现象） (酸性条件下) 3.实验设计思路 supl(03)对比实验 控制变量 结果分析 得出结论 有氧与无 产生C0的多少 两种呼吸方 氧条件 及是否生成酒精 式及其产物 4.实验步骤 (1)配制酵母菌培养液（酵母菌十supl(O4)葡萄糖溶液）。 (2)检测CO2的产生，装置如图所示 1 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 先密村放置一酸时间再连通，目的是圆扎尽B中季免 接橡皮球 (或气泵 质量分数 酵母菌澄洁的石酵母菌澄洁的石 为10%的 培养液灰水或溴 培养液灰水或溴 NaOH溶液 麝香草酚 麝香草酚 蓝溶液 目的美团清陈 蓝溶液 装置甲 装置乙 空气中的C0 (3)检测酒精的产生 自A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入两支干净的试管中一→分别滴加0.5mL 溶有0.1g重铭酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 特别提醒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.实验结果 澄清石灰水出现浑浊所需 溴麝香草粉蓝溶液变 酸性重铬酸钾溶液 观察项目 时间及浑浊程度 色情况、变化时间 变色情况 甲组（有氧） supl(07)短且浑浊程度大 变黄且时间短 不变色 supl(O8)变黄且时 sup1(O9)由橙色变 乙组（无氧） 长且浑浊程度小 间长 成灰绿色 6实验结论 甲组（有氧） 酵母菌在有氧条件下进行stup1(10有氧呼吸，产生大量sup1(11)CO2 酵母菌在无氧条件下进行supl(12)无氢呼吸，无氧呼吸的产物有sup1(13)酒精 乙组（无氧） 同时也产生少量的supl(14)CO2 7科学方法 对比实验 (I)对比实验概念：设置两个或两个以上的sup1(15)实验组，通过对结果的比较分析，来探究 supl(16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。 (2)对比实验实例：探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，有氧和无氧两种条件都是 实验组，这两个实验组的结果都是sup1(17)事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞 呼吸的影响。 二细胞呼吸概念、实质和意义 亨学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 1.概念：细胞呼吸是指sup1(O1)有机物在sup1(02)细胞内经过一系列的sup1(O3)氧化分解， 生成supl(O4)二氧化碳或其他产物，释放supl(O5)能量并生成supl(O6ATP的过程。 2.实质：细胞内有机物氧化分解，并释放能量。 3.意义 ()提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 (②)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。 三有氧呼吸 1.概念：细胞在supl(O1)氧的参与下，通过sup1(O2)多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机 物supl(O3)彻底氧化分解，产生supl(04)二氧化碳和水，释放能量，生成大量1 supl1(O5)ATP的过程。 2.场所：sup1(06线粒体（主要）、细胞质基质。 3.过程 葡萄糖 场所：☑细胞质基质 第阶段 丙酮酸 物质变化（反应式）：☒葡萄機酸 2丙酮酸+4H西 产能情况：四少量 HO. 场所：回线粒体基质 第二阶段 物质变化（反应式）：四2内酮酸+6H,0 穆.6C0,+20山 02 产能情况：☑少量 场所：☒线粒体内膜 物质变化（反应式）：24H+60 第三阶段 避12H,0 产能情况：国大量 4.有氧呼吸的总反应式（标出氧元素的来源与去路） C,H0,+6,0+60,商6C0s+12H.d+能量 s\up1(15) 5.能量的转化与特点 (1)转化 大部分以x(sup1(16 \s\upl (17 3 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 5.ZXXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (2)特点：在温和的条件下进行，能量sup1(18)逐步释放，释放的能量有相当一部分储存在 ATP中。 四无氧呼吸 1.概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过supl(O1)不完全分解，释放1 supl(O2)少量能量的过程。 2.场所：supl(O3)细胞质基质。 3.过程 第一阶段 酶 CH,O62CH,O,(丙酮酸)+4H田+sup1(04)少量能量 产酒精 酶 4[田十2C,H,O(丙丽酸)supl(05)2CH,OH酒精)+2CO2 第二阶段 产乳酸 酶 4[H]+2CH,O(丙酮酸)supl(06)2CHQ(乳酸) 4.无氧呼吸的总反应式及其对应生物 (1)总反应式 酶 ①无氧呼吸的乳酸途径反应式：supl(07)CH262CH6Q3十少量能量。 ②无氧呼吸的酒精途径反应式：supl(08)CL2O62CH,OH十2CO2十少量能量 (②)对应生物 ·网乳酸菌 产物为乳酸 所有@动物细胞 植物中的马铃薯块茎、玉米 胚，甜菜块根 直接原因一“酶”不同 “基因”不同或基因“选择 根本原因 性表达” →皿酵母菌 产物为酒精和C0, 多数☑植物细胞 多数细菌 5.无氧呼吸过程中的能量转化 1mol葡萄糖少量释放blc{avs4 alcol(少量储存在x0supl(13)八supl(14)热能的形式散失) sup1(15)酒精或乳酸中 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 特别提醒 1.有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。底物是葡萄 糖时，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例 比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。 2.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧 呼吸。 3.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 细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 4.人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体：酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体 和细胞质基质。 五细胞呼吸的影响因素及应用 1.温度 吸速率 温废 (1)原理：温度通过影响supl(O1)呼吸酶的活性米影响呼吸速率。 (2)应用：①粮食、蔬菜、水果的储藏：在sup1(02)低温条件下。②大棚蔬菜的栽培过程：夜 间适 当sup1(O3)隆低温度，降低细胞呼吸，减少sup1(04)有机物的消耗。 2,O2浓度 (1)原理 O2是有氧呼吸所必需的，O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度 随O2浓度的增加而增强。 吸 C0,释放的总量 率 A 有氧呼吸吸收的O, 一无氧呼吸释放的C0 05101520253035400,浓度% (2)应用 ①包扎伤口：需要选用supl(O5)透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。 5 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 ②酿酒：利用酵母菌在控制sup1(O6通气的情况下，可以生产各种酒。 ③破伤风由supl(O7)破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行supl(O8)无氧呼吸。皮肤破损 较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，需到医院治疗。 ④提倡有氧运动（慢跑等）：有氧运动能避免肌细胞因sup1(O9)供氧不足进行无氧呼吸产生大 量乳酸。supl(10)乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。 ⑤生活中：馒头、面包、泡菜等许多传统食品的制作，现代发酵工业生产青霉素、味精等产 品，都建立在对微生物细胞呼吸原理利用的基础上。 ⑥农业生产：中耕松土、适时排水，是通过改善supl(11)氧气供应来促进作物根系的例 supl(12)呼吸作用，以利于作物的生长。 ⑦储藏果实、蔬菜：降低sup1(13)温度、降低sup1(14)氢气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用 ,以减少sup1(15)有机物的消耗，延长保质期。 3.C02浓度 (I)原理：CO2是细胞呼吸的产物，随着CO2浓度的增大，对细胞呼吸supl(16抑制作用增强。 (2)应用 粮食、果蔬的储藏：适当sup1(1)增大CO2浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。 4.水 (I)原理：在一定范围内，细胞呼吸速率随细胞内水的含量的增加而supl(18)增大。当含水量 超过一定的范围时，细胞呼吸会受到抑制，甚至造成植物supl(19)死亡。 (2)应用 ①植物栽培：要合理灌溉。 ②种子储藏：将种子晒干，以减弱呼吸作用，有利于储藏。 ③果蔬储存：应保持一定的湿度。 特别提醒 1.果蔬和种子储存条件不同 果蔬需零上低温、低氧、高CO2、适宜水分；种子需要零上低温、低氧、高CO2、干燥条件。 2.影响植物细胞呼吸的内部因素 (1)植物种类水生植物>旱生植物阳生植物>阴生植物)： (2)器官种类 生殖器官（花、果实、种子）>营养器官（根、茎、叶）： 6 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (3)生长时期：幼苗、开花期升高，成熟期下降。 《易错判断 1.原核细胞（如醋酸菌）没有线粒体，不能进行有氧呼吸。真核细胞（如酵母菌）有线粒体，不 能进行无氧呼吸。() 2.ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，而线粒体是动物细胞中合成ATP的唯一场所。 () 3.乳酸菌在细胞质基质中消耗氧气，酵母菌和大肠杆菌在线粒体内分解丙酮酸产生CO2。( ×) 4.葡萄糖分解为丙酮酸在有氧和无氧条件下均可进行。() 5.有氧呼吸产生的田在线粒体内膜中与氧结合生成水，无氧呼吸产生的田留在细胞质基质 中，不参与第二阶段反应。(×) 6.有氧呼吸三个阶段均合成ATP,无氧呼吸仅在第一阶段合成ATP。() 7.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸释放的能量更多。( 8.将酵母菌研磨离心后，分别向仅含细胞质基质和细胞器的试管中加入丙酮酸后，均可产生 CO2和水。() 9.选用透气性好的“创可贴”包扎伤口有利于组织细胞的有氧呼吸。(<) 10.要及时为板结的土壤松士透气，以保证根细胞进行有氧呼吸。() 11.慢跑可有利于人体细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时，骨骼肌细胞可通过无氧呼吸方式 供给能量。（√） 12.甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，二者消耗了等量的葡萄糖，则它们产 生的CO2的量之比约为3：1。（√） 13.在低温的环境中保存蔬菜水果能够有效降低有机物的消耗，因此可将蔬果置于零下低温 环境保存。(×) 14.制作酸奶应保持适当通气，以利于乳酸菌的繁殖。(×) 15.葡萄糖分解为丙酮酸既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行。（√） 16.线粒体内膜向内折叠形成嵴增大内膜面积，此种结构有利于有氧呼吸进行。（√） 7 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 经典考题训练 考向一围绕细胞呼吸过程，考查物质与能量观 [例1](2023全国乙卷，3)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() CO: 婆 时间 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 答案：C 解析：在时问a之前，植物很细胞无CO2释放，说明此时段植物根细胞只进行产生乳酸的无 氧呼吸，A正确：在无氧条件下，a~b时间内植物根细胞释放CO2,推测该时段植物根细胞 存在产生酒精和C○2的无氧呼吸过程，B正确：在葡萄糖经无氧呼吸产生酒精或乳酸的过程 中，只有第一阶段释放能量，这两个过程的第一阶段相同，故消耗1分子葡萄糖，这两个过 程生成的ATP相同，C错误；酒精跨膜运输的方式为自由扩散，不需要消耗ATP,D正确。 [例2]如图为真核细胞有氧呼吸的基本过程示意图。下列叙述错误的是() H)物质D 楠萄 能量丙酸 能量 能量物质② 阶段A 阶段B H阶段C A.阶段A、B、C都必须在有氧的条件下进行 B.阶段A发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、田和ATP C.物质①为CO2,其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的浓度 D.阶段C产生的物质②中的氧原子均来自氧气，产生ATP最多 答案：A 8 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 解析：阶段A为有氧呼吸的第一阶段，该过程的进行不需要在有氧条件下，无氧条件下也可 以进行，A错误：阶段A为有氧呼吸第一阶段，该阶段发生在细胞质基质中，产物是丙酮酸、 [田和ATP,B正确：阶段B为有氧呼吸第二阶段，产生的物质①为二氧化碳，其在线粒体 基质中产生，通过自由扩散进入细胞质基质，因此其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基 质中的浓度，C正确：阶段C为有氧呼吸第三阶段，物质②为水，产物水中的氧原子均来自 氧气，该阶段释放能量最多，因此产生ATP最多，D正确。 [例3】（多选）研究人员选取体长、体重一致的斑马鱼随机均分成对照组和训练组，其中训练 组每天进行运动训练（特续不断驱赶斑马鱼游动），对照组不进行训练。训练一段时闻后，分 别测量两组斑马鱼在静止时及相同强度运动后肌肉中乳酸含量，结果如图所示。下列叙述正 确的是(） 25 .对照组静止时 ,训练组静止时 巴，对照组运动后 d,排练州运动后 10 A.乳酸是由丙酮酸在线粒体基质中转化形成的 B.静止时斑马鱼所需ATP主要在线粒体生成 C.运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例 D.运动训练可降低斑马鱼静止时的无氧呼吸强度 答案：BC 解析：乳酸是由丙酮酸在细胞质基质中转化形成的，A错误；静止时斑马鱼主要的呼吸方式 是有氧呼吸，有氧呼吸的第三阶段可生成大量的ATP,所以ATP主要在线粒体内膜上生成， B正确；c、d对照，训练组斑马鱼在运动时产生的乳酸比对照组运动时产生的乳酸少，说明 运动训练可降低无氧呼吸在运动中的供能比例，C正确：a、b对照，训练组斑马鱼在静止时 产生的乳酸与对照组静止产生的乳酸基本一致，说明运动训练不能降低斑马鱼静止时的无氧 呼吸强度，D错误。 考向二围绕细胞呼吸的应用，考查科学思维与社会责任 [例4](2022广东，10)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种 子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被田还原成TT℉（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于 9 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 0.5%TT℃溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是() A.该反应需要在光下进行 B.TTF可在细胞质基质中生成 C.TTF生成量与保温时间无关 D.不能用红色深浅判新种子活力高低 答案：B 解析：大豆种子不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误：细胞质基质中可通 过细胞呼吸第一阶段产生H川，TT下可在细胞质基质中生成，B正确：一定时间范围内，保温 时间越长，越多的TTC进入活细胞，细胞呼吸产生的H越多，生成越多的红色TT℉，C错 误；相同时问内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低， D错误。 [例5]人体肌肉由快缩肌纤维（细胞）和慢缩肌纤维（细胞）组成。在电镜下观察，前者几乎没 有线粒体存在，后者含有大量的线粒体。对不同运动项目的机体总需氧量、实际摄入氧量和 血液中乳酸增加量进行测定，结果如下表。下列叙述正确的是( 运动项目 总需氧量/升 实际摄入氧量/升 血液乳酸量 马拉松跑 600 589 略有增加 400米跑 16 2 显著增加 A马拉松跑主要依赖快缩肌纤维，400米跑主要依赖慢缩肌纤维 B.快缩肌纤维供能过程产生过多CO2,导致400米跑的人呼吸加速 C.长期慢跑等有氧运动，可以提高骨路肌中慢缩肌纤维比例 D.快缩肌纤维会产生乳酸，慢缩肌纤维不会产生乳酸 答案：C 解析：由题意可知，快缩肌纤维几乎不含线粒体，而慢缩肌纤维含有大量线粒体，因此慢缩 肌纤维与慢跑等有氧运动有关，马拉松跑主要依赖馒缩肌纤维，4O0米跑主要依赖快缩肌纤 维，A错误：快缩肌纤维几乎不含线粒体，进行无氧呼吸产生乳酸，B错误：慢缩肌纤维含 有线粒体进行有氧呼吸，长期慢跑等有氧运动，可以提高骨骼肌中慢缩肌纤维比例，C正确： 快缩肌纤维几乎不含线粒体，会产生乳酸，慢缩肌纤维在无氧呼吸时也会产生乳酸，D错误。 考向三围绕影响细胞呼吸因素的分析，考查科学思维能力 [例6呼吸熵RQ=放出的CO2量吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态 10