第3章 第13课时 细胞呼吸的方式和有氧呼吸(教用Word)-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

第13课时　细胞呼吸的方式和有氧呼吸 高考目标定位 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。 考点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理 2．实验思路——对比实验 【提醒】 　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：①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素示踪法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验；④探究温度(pH)对酶活性的影响。 3．实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。 (2)检测CO2产生量的装置如图所示。 (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重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 【提醒】　 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。 4．实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度高/快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度低/慢 出现灰绿色 5.实验结论 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。 判断正误 　(1)探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2(　√　) (2)对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的(　√　) (3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可用酸性重铬酸钾溶液检测二氧化碳的含量(　×　) 提示　检测二氧化碳除了用澄清的石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液，酸性重铬酸钾溶液用于检测酒精。 (4)培养开始时向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾溶液以便检测酒精生成(　×　) 提示　检测酒精的生成，应取酵母菌培养液的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。 考向一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 【例1】　(2022·重庆高考)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→③ C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦ 【答案】　B 【解析】　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的生成，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。 【例2】　(经典高考题)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是(　　 ) A．培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成 B．乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了CO2 C.用健那绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布 D．实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量 【答案】　D 【解析】　A、检测乙醇的生成，应取甲瓶中的滤液2 mL注入到试管中，再向试管中加入0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A错误； B、CO2可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成红色，B错误； C、健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C错误； D、乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量是一定，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D正确。 故选D。 考点二　有氧呼吸 1．概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 2．过程 3．写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) 。 4．能量的释放与特点 (1)释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 (2)特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。 【思维训练】　 就线粒体的起源，科学家提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。结合真核细胞有氧呼吸的场所，可以判断需氧细菌有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。 判断正误 　(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质(　×　) 提示　有氧呼吸的反应物是有机物和氧气，有机物中以糖类物质为主，当然脂肪和蛋白质等有机物也可以在细胞内彻底氧化分解。 (2)真核细胞都进行有氧呼吸(　×　) 提示　哺乳动物成熟的红细胞只进行无氧呼吸。 (3)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸(　×　) 提示　有些没有线粒体的细胞，含有有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸。 (4)有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程(　×　) 提示　葡萄糖不能在线粒体中彻底氧化分解，线粒体只能利用葡萄糖在细胞质基质中分解后的产物丙酮酸。 1．辨析 “NADH”和“NAD＋” 生物利用的能量来自糖类等有机物中的化学能，细胞需通过有机物的逐步氧化分解，将有机物中的能量一部分储存在ATP中，成为细胞能直接利用的能量形式。有机物的氧化是逐步脱氢和失电子的过程。NAD＋(填“NADH”或“NAD＋”)是电子和氢离子的载体，能够与糖氧化过程中脱下来的氢离子和电子结合，形成NADH(填“NADH”或“NAD＋”)。 2．有氧呼吸的第三阶段：NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获和传递，O2为最终的电子受体，生成H2O。 请据图分析ATP生成的过程是什么？ 提示　内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H＋泵出，构建H＋浓度梯度，H＋通过线粒体内膜上的ATP合酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。 考向二　有氧呼吸的过程分析 【例3】　(2024·安徽高考)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中 ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　 ) A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等 B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活 C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节 D．运动时肌细胞中 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快 【答案】　D 【解析】　A、细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要一系列酶促反应即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误； B、由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但还具有其活性，B错误； C、由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误； D、运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中 ATP减少，ADP和AMP会增多，从而 AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中 ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。 故选D。 【例4】　(2023·广东高考)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 【解析】　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。 1．(必修1 P91)探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，实验的自变量是有无氧气。 2．(必修1 P91)请分析该实验的因变量并完善下表。 因变量 检测方法 CO2产生的多少 澄清石灰水变浑浊的程度 溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短 是否有酒精产生 橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学反应，使溶液变成灰绿色。可通过观察溶液颜色是否变化来确定 3.(必修1 P91)在检测酒精的实验中，将酵母菌培养的时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖的原因是葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化。 4．(必修1 P93)有氧呼吸：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 5. (必修1 P92～93)真核细胞有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，产物为丙酮酸、[H]、少量能量；第二阶段在线粒体基质中进行，需要消耗水，产物为CO2、[H]、少量能量；第三阶段在线粒体内膜上进行，需要消耗O2，能产生水，并产生大量能量。 6．(必修1 P92)请写出有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 7．有氧呼吸过程中葡萄糖中能量的去向为大部分以热能的形式散失，少部分转化为ATP中的化学能。 学科网（北京）股份有限公司 $$