第3单元 第3课时 细胞呼吸的影响因素和应用（课件）-【创新方案】2026年高考生物一轮复习（多选版）

细胞呼吸的影响因素和应用 第3课时 2.2.4　运用模型与建模的方法分析细胞呼吸的过程及环境条件变化对细胞呼吸方式的影响 活动探究：探究酵母菌细胞呼吸的方式 课标要求 目录 再认再现——教材基础落实 课时跟踪检测 互动课堂——核心深化学习 再认再现——教材基础落实 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 某兴趣小组想探究酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2，现提供若干套(每套均有数个)实验装置，如下图A~D所示。回答下列问题： 1.实验原理 (1)酵母菌的代谢类型为_________型，有氧条件下，酵母菌可进行有氧呼吸，产生___________；无氧条件下可进行无氧呼吸，产生___________。 (2)CO2可使澄清石灰水变_____，也可使_____________溶液由蓝变绿再变___；酒精在_____条件下，使橙色重铬酸钾溶液变成_____色。 兼性厌氧 CO2和H2O 酒精和CO2 浑浊 溴麝香草酚蓝 黄 酸性 灰绿 2.实验装置 (1)请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)，有氧条件下的装置序号：________________________；无氧条件下的装置序号：______。 (2)装置中C瓶的作用是_________________，排除其对实验结果的干扰；B瓶中澄清的石灰水还可用_________________代替。 C→A→B(或C→B→A→B) D→B 吸收空气中的CO2 溴麝香草酚蓝溶液 (3)若要检测无氧呼吸时是否有酒精生成，应用_____________溶液，现象是溶液颜色变为_______。 (4)D瓶应封口放置一段时间后，再连通___瓶，其原因是_______ ______________________________________。 酸性重铬酸钾 灰绿色 B 确保通入B瓶的CO2是由酵母菌无氧呼吸所产生的 3.判断正误——辨清教材微点 (1)探究酵母菌细胞呼吸的方式时，采用了对比实验法。 ( ) (2)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。 ( ) (3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可直接向酵母菌培养液中添加酸性重铬酸钾溶液检测酒精。 ( ) (4)在做测定无氧呼吸的实验时，锥形瓶中加入酵母菌培养液后应立即连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。 ( ) (5)酵母菌细胞呼吸的产物都能用酸性重铬酸钾溶液鉴定。 ( ) √ × × × × 二、细胞呼吸的影响因素 1.识图作答——理清O2浓度对细胞呼吸的影响 某种植物的种子在不同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。(假设细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，且无氧呼吸类型只有一种) (1)图中甲曲线表示___________，乙曲线表示_________。(均填“CO2释放量”或“O2吸收量”) (2)当O2浓度为0时，该种子细胞呼吸的产物是___________；当O2浓度为b时，该种子细胞呼吸产生的CO2来自_______ (填“细胞质基质”“线粒体”或“细胞质基质和线粒体”)。  (3)当O2浓度由0增加到b的过程中，细胞有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐_____，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐____________。 CO2释放量 O2吸收量 酒精和CO2 线粒体 加快 降低直至为0 (4)当O2浓度为a时有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率的比值为____。 (5)在种子的贮藏过程中，有时会发生种子堆湿度增大现象，是因为_________________________________。 1∶3 种子进行有氧呼吸的过程中产生了水 2.填写表格——掌握其他环境因素对细胞呼吸的影响 (1)温度对细胞呼吸的影响 原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响_________而影响细胞呼吸速率 酶的活性 (2)CO2浓度对细胞呼吸的影响 原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会_____细胞呼吸的进行 抑制 (3)水分对细胞呼吸的影响 分析：①水是生物化学反应的介质，也是有氧呼吸的反应物；②在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而_____，随含水量的减少而_____ 加快 减慢 3.判断正误——辨清教材微点 (1)密封塑料袋中储藏的马铃薯块茎会因无氧呼吸积累酒精而造成腐烂。 ( ) (2)中耕松土能提高土壤养分的利用率，促进根系的生长。 ( ) (3)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。 ( ) (4)所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。 ( ) √ × √ √ (5)低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利。 ( ) (6)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。 ( ) × × 融通大概念——建构知识体系 互动课堂——核心深化学习 [系统知能] 1.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 (1)实验设计(以萌发的种子为例) 核心点(一)　细胞呼吸方式的实验拓展与应用 (2)实验结果预测和结论 说明：若所测生物材料进行的无氧呼吸产生乳酸，则无法用此方法测定。 结果预测 结论 装置一 着色液滴 装置二 着色液滴 不动 不动 无细胞呼吸(种子死亡) 不动 右移 只进行无氧呼吸 左移 右移 既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸 (3)物理误差的校正 为排除温度、气压等无关变量的干扰，可设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用煮熟的种子代替萌发的种子，其余均相同。 2.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 ①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，刻度管内的着色液滴左移；②单位时间内着色液滴左移的距离即表示呼吸速率 (3)种子中脂肪含量与着色液滴移动的关系 脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此含脂肪高的种子有氧呼吸时，产生的CO2量小于消耗的O2量，着色液滴移动更明显。 [题点全练] 题点1　探究酵母菌细胞呼吸方式的实验 1.在探究实验的设计过程中，往往要进行对照实验，下列有关叙述正确的是 (　 ) A.只能设置两个实验组，互为对照实验 B.在“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，产物不同，即酒精和CO2构成对照实验 C.进行对照实验是为了探究某种因素与实验对象的关系 D.只要实验现象明显，有无对照实验对实验结论没有影响 √ 解析：可以设置两个或两个以上的实验组，形成相互对照，A错误；酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都会产生CO2，在“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验中，设置有氧和无氧两种条件构成对照，并非产物对照，B错误；进行对照实验是为了探究某种因素与实验对象的关系，C正确；有无对照实验，对实验结论是有影响的，D错误。 2.(2025·桂林模拟)通过下面甲、乙两组装置探究酵母菌细胞的呼吸方式。取 20 g新鲜的食用酵母菌，均分为两份，分别放入锥形瓶 A(500 mL)和锥形瓶 B(500 mL)中，再分别向瓶中注入5%的葡萄糖溶液，实验装置放到25~35 ℃的环境中培养8~10 h。下列分析错误的是 (　 ) A.甲、乙两组为对比实验，实验结果事先都是已知的 B.若适当增加 A、B 瓶中葡萄糖溶液的量，不会影响实验结果 C.若环境温度低于25~35 ℃，可适当延长培养时间，不会影响实验结论 D.若通过检测酒精的产生确定酵母菌的呼吸方式，应将酵母菌的培养时间适当延长 √ 解析：甲、乙两组都需要人为控制条件(甲组需要氧气，乙组为无氧条件)，故甲、乙两组为对比实验，实验结果事先都是未知的，A错误；本实验是通过甲、乙两组装置探究酵母菌细胞的呼吸方式，适当增加A、B瓶中葡萄糖溶液的量，不会影响实验结果，B正确；环境温度低于25~35 ℃，会影响呼吸速率，但是不会影响实验结论，C正确；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，D正确。 题点2　探究细胞呼吸的拓展实验 3.(2025·洛阳模拟)呼吸熵(RQ=释放的CO2体积/消耗的O2体积)可表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。测定发芽种子呼吸熵的装置如图。实验开始前，着色液滴均停留在初始位置，然后关闭活塞，在25 ℃下经20 min读出刻度管中着色液滴移动距离，设装置1和装置2的着色液滴分别向左移动x mm和y mm。下列说法错误的是(　 ) A.若测得x=50 mm，y=-50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是2 B.若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物中可能有脂肪 C.若呼吸底物为葡萄糖，装置1液滴右移、装置2液滴左移 D.为保证数据的科学性，可增加放入灭活发芽种子的装置，其他条件不变 √ 解析：若测得x=50 mm，y=-50 mm，则细胞既进行有氧呼吸也进行产酒精的无氧呼吸，细胞呼吸消耗的氧气相对量是50，产生的二氧化碳相对量是50+50=100，呼吸熵是100÷50=2，A正确；由于脂肪中氢的比例高，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，产生的二氧化碳量少，故若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵小于1，则分解的有机物中可能有脂肪，B正确；仅依据呼吸底物为葡萄糖，无法判断装置中液滴的移动方向，C错误；为保证数据的科学性，增加放入灭活发芽种子的对照装置，排除物理因素对实验结果的影响，D正确。 4.[多选](2025·岳阳模拟)新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世。某科研小组采用无土栽培的方法，研究正常通气与低氧条件对两个新疆棉品种(甲、乙)根系细胞呼吸的影响，一周后测得根系中丙酮酸和乙醇含量，实验结果如图所示。下列说法正确的是 (　 ) A.正常通气情况下，新疆棉根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸 B.正常通气情况下，新疆棉根系产生CO2的场所是细胞质基质和线粒体基质 C.低氧条件下，新疆棉根系细胞吸收无机盐能力下降 D.低氧条件下，催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的可能是乙品种 √ √ √ 解析：正常通气情况下，新疆棉根系细胞会进行有氧呼吸；由题图可知，正常通气情况下，甲品种和乙品种根系中都有乙醇产生，所以新疆棉根系细胞还存在无氧呼吸，A正确。正常通气情况下，新疆棉根系细胞的呼吸方式为有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸产生CO2的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生CO2的场所是细胞质基质，B正确。低氧条件下，新疆棉根系细胞无氧呼吸增强，有氧呼吸减弱，释放的能量少，物质的主动运输受阻，所以吸收无机盐的能力下降，C正确。低氧条件下，甲品种根系细胞中的丙酮酸含量低于乙品种，而产生的乙醇含量却高于乙品种，所以低氧条件下，催化丙酮酸转变为乙醇的酶活性更高的可能是甲品种，D错误。 [系统知能] 1.建模分析O2浓度影响细胞呼吸的“四点、三线” 核心点(二)　影响细胞呼吸的环境因素分析及应用 　　大多数植物细胞的无氧呼吸产生酒精和CO2，环境O2浓度对它们的呼吸强度有明显的影响。以CO2的释放量为指标，可以构建O2浓度影响细胞呼吸的“四点、三线”模型，如图： “四点” ①A点时：O2浓度为零，细胞只进行无氧呼吸； ②B点时：有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放量相等，无氧呼吸的强度是有氧呼吸的3倍(以消耗葡萄糖的量为指标)； ③C点时：无氧呼吸停止，细胞只进行有氧呼吸； ④D点时：细胞呼吸消耗的有机物最少(提醒：不是消耗葡萄糖最少)，有利于种子、蔬菜和水果的储存 续表 “三线” ①在同一坐标系中画出细胞呼吸CO2释放总量、无氧呼吸CO2释放量和有氧呼吸CO2释放量(等于O2吸收量)三条曲线； ②变化规律：随O2浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定 续表 2.建模分析种子萌发时吸水和细胞呼吸方式的变化 图示 分　析 (1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于吸水(吸胀吸水)，呼吸速率上升； (2)在种子萌发的第Ⅱ阶段，细胞产生CO2的量要比消耗O2的量大得多，说明在此期间主要进行无氧呼吸； (3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的进入量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根大量吸水(渗透吸水) [题点全练] 题点1　影响细胞呼吸的因素分析 1.(2025·唐山模拟)如图表示环境因素对某植物种子细胞有氧呼吸速率的影响，下列有关叙述不正确的是(　 ) A.O2浓度为0时，细胞仍能够进行细胞呼吸 B.b点时，有氧呼吸速率的主要限制因素是温度 C.低温、无氧是储存植物种子的最佳条件 D.c点时，限制有氧呼吸的因素有O2浓度和温度 解析：O2浓度为0时，细胞可进行无氧呼吸，A正确；b点时，O2浓度不再是限制有氧呼吸速率的因素，此时有氧呼吸速率主要受温度限制，B正确；干燥、低温、低氧是储存植物种子的最佳条件，若在无氧条件下储存种子，种子将进行无氧呼吸，对细胞有毒害作用，C错误；c点时，可通过适当提高温度和O2浓度来提高有氧呼吸速率，D正确。 √ [微点拨] 影响细胞呼吸因素的四点注意 (1)完全无氧条件下，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞可以进行无氧呼吸。 (2)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、增氧等措施；若需要降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。 (3)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果应在低温、低氧条件下储存，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时还应保持一定的湿度。 (4)内部因素也会影响细胞呼吸强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长发育时期等。 2.(2025·黄山模拟)豆芽是深受老百姓喜爱的蔬菜，它是种子萌发后得到的。黄豆中富含蛋白质和脂肪，如图是黄豆芽生产过程中O2的吸收速率和CO2的释放速率的变化情况。据图分析，下列说法不正确的是 (　 ) A.在12 h时，黄豆种子重量超过干种子，说明有机物积累较多 B.两条曲线前端都趋向0，原因是干种子呼吸作用很弱 C.在a点之前，黄豆种子主要进行的是产生酒精的无氧呼吸 D.在b点以后，黄豆种子呼吸作用消耗的有机物不全是葡萄糖 √ 解析：据图可知，在12 h时，种子的CO2的释放速率大于O2的吸收速率，此时有有机物的消耗，故有机物会减少而不会积累，黄豆种子重量超过干种子是因为种子萌发过程中吸收了水分，A错误；两条曲线前端都趋向0，原因是干种子的呼吸作用很弱，B正确；在a点之前，CO2的释放量远大于O2的吸收量，说明黄豆种子主要进行的是产生酒精和CO2的无氧呼吸，C正确；在b点以后，O2的吸收量大于CO2的释放量，说明此时黄豆种子呼吸作用消耗的有机物不全是葡萄糖，可能有脂肪等的消耗，D正确。 3.[多选](2024·山东高考)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 √ √ √ 解析：种皮会限制O2进入种子，由题图可知，p点开始乙醇脱氢酶活性下降，子叶耗氧量上升，说明有氧呼吸开始增强，推测p点是种皮被突破的时间点，A正确。Ⅱ阶段子叶耗氧量下降，原因是种皮限制O2进入种子，且Ⅰ阶段种子不断消耗O2导致其内O2浓度降低，故Ⅱ阶段种子内O2浓度降低导致有氧呼吸被限制，B正确。结合题图可知，Ⅲ阶段乙醇脱氢酶活性逐渐降低，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐减小，C错误。q处种子有氧呼吸和无氧呼吸氧化的NADH相等，产生等量NADH时无氧呼吸需要消耗更多的葡萄糖，故q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。 题点2　影响细胞呼吸的因素在生产生活中的应用 4.(2023·湖南高考)食品保存有干制、腌制、低温保存和高温处理等多种方法。下列叙述错误的是 (　 ) A.干制降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，食品保存时间延长 B.腌制通过添加食盐、糖等制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖 C.低温保存可抑制微生物的生命活动，温度越低对食品保存越有利 D.高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并可破坏食品中的酶类 √ 解析：干制能降低食品的含水量，使微生物不易生长和繁殖，进而延长食品保存时间，A正确；腌制过程中添加食盐、糖等可制造高渗环境，从而抑制微生物的生长和繁殖，B正确；低温保存可以抑制微生物的生命活动，但不是温度越低越好，一般果蔬的保存温度为零上低温，C错误；高温处理可杀死食品中绝大部分微生物，并通过破坏食品中的酶类，减少食品中有机物的分解，有利于食品保存，D正确。 [微点拨] 不适合低温储存的食物 (1)部分热带水果不适宜放在冰箱。因为放入冰箱，反而会“冻伤”水果，导致表皮出现黑褐色的斑点。 (2)土豆是一种淀粉含量高的食物，低温会促进土豆里的淀粉转化为糖，影响土豆品质。 (3)经过冰箱低温冷冻后，西红柿会变得软烂，味道失去成熟的鲜味或出现开裂现象，甚至腐烂。 5.(2025·宿迁模拟)下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述，错误的是 (　 ) A.乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质 B.酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质 C.黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸，促进根系生长 D.地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏 √ 解析：CO2会使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，乳酸发酵不会产生CO2，A错误；酵母菌无氧呼吸会产生酒精，酒精可使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色，B正确；黏土掺沙会增加氧气含量，有利于农作物根细胞有氧呼吸，从而促进根系生长，C正确；地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏，D正确。 6.(2023·北京高考)运动强度越低，骨骼肌的耗氧量越少。如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量。对这一结果正确的理解是 (　 ) A.低强度运动时，主要利用脂肪酸供能 B.中等强度运动时，主要供能物质是血糖 C.高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP D.肌糖原在有氧条件下才能氧化分解提供能量 √ 解析：由图可知，当运动强度较低时，骨骼肌主要利用脂肪酸供能，A正确；由图可知，中等强度运动时，骨骼肌的主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B错误；高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若进行有氧呼吸，则糖类中的能量大部分以热能的形式散失，少部分转变为ATP，若进行无氧呼吸，则大部分能量存留在乳酸中，C错误；高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，此时主要由肌糖原为骨骼肌供能，则肌糖原在有氧条件和无氧条件均能氧化分解为骨骼肌提供能量，D错误。 1.利用酵母菌生产葡萄酒时，酒精含量不会一直增加，当达到12%~16%时，发酵就停止了，其可能的原因有哪些? 提示：发酵产物(如酒精)增多、营养物质减少、酸碱度发生变化等。 2.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构与功能上相适应的特点有哪些? 提示：线粒体具有内、外两层膜，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。 主攻学困点——强化规范表达 3.包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点是什么? 提示：为伤口创造透气的环境，避免厌氧病菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。 4.中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用是什么? 提示：减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用。 5.花盆里的土壤板结，若不及时松土，将影响根系吸收无机盐离子，原因是什么? 提示：空气不足会抑制根细胞有氧呼吸，影响能量的释放，而根系吸收无机盐离子的过程为主动运输，需要细胞呼吸提供的能量。 6.密封地窖能长时间储存水果、红薯、马铃薯等的原因是什么? 提示：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 7.同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是什么? 提示：同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低。 8.用水浸泡的植物种子的萌发率高于未浸泡的该植物种子，原因是什么? 提示：浸泡可增加种子细胞中的自由水含量，细胞代谢活动增强。 课时跟踪检测 (单击进入电子文档) $$