2026届高三一轮复习生物：细胞呼吸的方式和过程课件

第三单元　细胞的能量供应和利用 第10讲　细胞呼吸的方式和过程 考情解码·考点定标 考情分析 1．从命题题型和内容上看，试题以选择题为主，也会在非选择题中出现。主要从以下几方面考查：细胞呼吸的过程、呼吸方式的判断、细胞呼吸原理的应用等。 2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查 (1)结合课本其他基础实验考查课本内实验基础知识； (2)常结合细胞代谢（物质运输、光合作用）考查综合分析能力。 复习目标 1.基于细胞呼吸过程中物质与能量的变化，形成物质与能量观。(生命观念) 2．通过分析细胞呼吸产生CO2的曲线模型，理解影响细胞呼吸的因素。(科学思维) 3．通过探究细胞呼吸方式的实验，提高对生物学问题进行初步探究的能力。(科学探究) 4．结合细胞呼吸的原理，解释生产和生活中相关实例蕴含的生物学原理。(社会责任) 2 体系构建·思维领航 细 胞 呼吸 实质 呼吸方式 细胞内有机物氧化分解、释放能量 有氧呼吸 无氧呼吸 总反应式 特点：需要O2、有机物彻底分解、放能多 总反应式 特点：不需要O2、有机物未彻底分解、放能少 实 验 探究酵母菌细胞的呼吸方式 实验材料 实验结果和结论 检测方法 过程 过程 影响因素 内部因素 外部因素 遗传特性 温度、O2浓度、CO2浓度、水分 应用 农业生产、果蔬储存、医疗等 实验设计 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 ①第一阶段场所：细胞质基质 ②第二阶段场所：线粒体基质 ③第三阶段场所：线粒体内膜 场所：细胞质基质 C6H12O6 2C3H603+少能 酶 C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少能 酶 物质鉴定法 液滴移动法 生长发育时期 器官类型 考点1　细胞呼吸的方式和过程 2.主要场所： 。 线粒体 外膜 内膜 嵴 核糖体 DNA/RNA 线粒体基质 向内折叠 线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点 (1)线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积 (2)线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 原核细胞有氧呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行 3.过程 细胞质基质 少量能量 线粒体基质 少量能量 线粒体内膜 大量能量 +6H2O 6CO2 +20[H] + 少量能量 酶 2C3H4O3 12H2O + 大量能量 酶 24[H] + 6O2 2C3H4O3 C6H12O6 + 4 [H] +少量能量 酶 热能（大）、ATP（小） 热能（大）、ATP（小） 热能（大）、ATP（小） 4.有氧呼吸总反应方程式与各元素的来源和去路 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 (1)有氧呼吸生成物水中的氧全部来 ,场所是线粒体内膜。 (2)水在第二阶段参加反应，生成二氧化碳。二氧化碳中的氧来于 。 水和葡萄糖 O2 ①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。 ②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。 ③反应式中间不能用等号，要用箭头。 ④反应条件“酶”不能省去。 ⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。 易错提醒 (1)葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解。葡萄糖在细胞质基质中被分解成丙酮酸，在有氧条件下，丙酮酸进入线粒体与氧气反应生成CO2和水。 (2)三个阶段中有[H]产生的是前 阶段，[H]中的H来自 ，用于与O2反应生产 。 (3)葡萄糖中稳定的化学能被转化成热能和ATP中活跃的化学能。 (4)有氧呼吸三个阶段都产生能量，其中产生能量最多的是第 阶段。 (5)有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第 阶段被利用；产物中的二氧化碳和水分别在第 阶段形成。 一二 葡萄糖和水 水 三 一、二、三 二、三 5.能量的去路与特点 (1)释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以 形式散失，少部分储存在ATP 中。 (2)特点：与有机物体外燃烧相比 ①有氧呼吸过程温和。 ②有氧呼吸进行时有机物中能量经过一系列的化学反应 。 ③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在 中。 热能 逐步释放 ATP 【教材隐性知识】“源于必修1 P93思考讨论”1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？ 1mol的葡萄糖 2870KJ 少部分储存于ATP中 大部分以热能形式散失 释放能量 977.28KJ 1892.72KJ 【教材隐性知识】“源于必修1 P93思考讨论”与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？ 意义：可使有机物中的能量逐步转移到ATP中，保证能量得到最充分的利用；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定 34% (1)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。(2024·江西卷，5C) ( ) (2)线粒体内膜含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。(2023·湖南卷，2C)( ) (3)线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与。(2022·全国甲卷， ( ) × 有氧呼吸第二阶段丙酮酸分解的过程消耗水。 × 有氧呼吸生成CO2的场所是线粒体基质。 × 丙酮酸分解为CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段，场所是线粒体基质，该过程需要水的参与，不需要O2的直接参与。 (4)供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP。(2022·全国卷，8D) ( ) (5)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(2021·湖北卷，1A) ( ) 　供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]产生大量ATP。 　葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体内膜。 × × 1.(2023·广东卷，7)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 解析　游泳过程中主要由有氧呼吸提供能量，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。 A 12 知识点2　无氧呼吸的类型和过程 1.概念： 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，产生 ，释放 ，生成少量ATP的过程。 不完全分解 CO2和酒精或乳酸 少量能量 细胞质基质 2.场所： 3.总反应式 C6H12O6 2C3H603（乳酸）+少量能量 酶 C6H12O6 2C2H50H（酒精）+2CO2+少量能量 酶 例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等 例：大多数植物、酵母菌 乳酸发酵： 酒精发酵： 不同生物无氧呼吸的产物不同，直接原因是 ， 根本原因是 。 催化反应的酶不同 控制酶合成的基因不同 微生物的无氧呼吸也叫发酵 知识点2　无氧呼吸的类型和过程 4.过程 场所： 细胞质基质 反应式： 场所： 细胞质基质 反应式： +4[H]+少量能量 C6H12O6 2C3H4O3（丙酮酸） 酶 第一 阶段 第二 阶段 [H] 丙酮酸 葡萄糖 乳酸 酒精+CO2 少量能量 酶 2C3H4O3 +4[H] 2C3H6O3 （乳酸） 或 酶 2C3H4O3 +4[H] 2C2H5OH （酒精） +2CO2 酶 酶 酶 考点一 细胞呼吸的方式和过程 5.能量转化 葡萄糖无氧呼吸都只在 释放少量的能量，其中一部分储存在 ，一部分以热能形式散失，葡萄糖中大部分能量储存在 中。 6.特点：与有氧呼吸相比 7.常见的主要进行无氧呼吸的生物或细胞 (1)只进行无氧呼吸： (2)主要进行无氧呼吸： 第一阶段 ATP 酒精或乳酸 ①缺氧条件; ②有机物氧化分解不彻底; ③释放少量能量。 乳酸菌、破伤风杆菌、哺乳动物成熟红细胞、蛔虫 种子萌发初期、癌细胞 无氧呼吸只在第一阶段释放 人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2 考点一 细胞呼吸的方式和过程 知识点2　无氧呼吸的类型和过程 无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而氧化分解释放的能量近69％都以热能形式散失了。 (教材必修1 P94“相关信息”)1 mol 葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是什么？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。 (1)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。(2023·全国乙卷，3C) ( ) (2)酵母菌有(需)氧呼吸在线粒体中进行，无(厌)氧呼吸在细胞质基质中进行。(2023·浙江6月选考，11B) ( ) × 两种无氧呼吸过程都只有第一阶段产生能量，两个都是葡萄糖转化为丙酮酸的过程，所以每分子葡萄糖经两种无氧呼吸产生的ATP相等。 × 　有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行。 (3)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。(2021·湖南卷， ( ) (4)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。(2020·山东卷) ( ) × √ 无氧呼吸第二阶段不产生ATP。 (5)马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。(2019·全国卷Ⅱ ( ) × 无氧呼吸在第一阶段(产生丙酮酸的过程)会产生少量的ATP。 [2024湖南卷]缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关( ) √ 细胞呼吸的意义 ①为生物体提供能量； 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 热能 散失 能量 转移 ATP ADP Pi 能 量 细胞分裂 生长发育 主动运输 肌肉收缩 神经冲动的传导 细胞呼吸 能 量 有机物 CO2＋H2O ②生物体代谢的枢纽。 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸 甘油 18 1.无氧呼吸与有氧呼吸的比较 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区别 场所 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成 或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放 能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 过程 二者第一阶段反应完全相同，并且都在 中进行； 实质 都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 细胞质基质和线粒体 少量 乳酸 细胞质基质 2.归纳细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路 无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一阶段产生的，场所是细胞质基质。其中[H]在第二阶段被用于还原丙酮酸，全部消耗没有积累。 在真核细胞有氧呼吸的第三阶段中，还原型辅酶Ⅰ(NADH)脱去氢并释放电子(e－)，电子被特殊蛋白质捕获和传递最终传递给O2。电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质跨膜运输到线粒体内、外膜的间隙，从而建立H＋浓度梯度，随后H＋在ATP合成酶的协助下顺浓度梯度运输到线粒体基质，并生成大量ATP，过程如图所示。 拓展：细胞呼吸和电子传递链 大本p95 根据以上信息，真核细胞有氧呼吸的第三阶段中，电子传递过程发生在____________(填场所)，电子最终传递给O2后会参与________(填物质)的生成，ATP合成酶的功能是__________________________(答出两点)。 线粒体内膜 H2O 运输H＋和催化ATP的合成 21 3．比赛过程中，运动员的肌肉细胞中同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。若呼吸底物均为葡萄糖，下列相关分析正确的是( C ) A．比赛过程中，运动员肌肉细胞内丙酮酸产生并消耗于细胞质基质 B．比赛过程中，运动员肌肉细胞释放CO2的量大于吸收O2的量 C．比赛过程中，运动员消耗葡萄糖中的化学能大部分以热能形式散失 D．比赛结束后，运动员血浆pH将长时间明显低于血浆正常pH范围 C 1．（2024·安徽卷）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( D ) 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 D （2023·山东卷）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( B ) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质 B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成 C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足 D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒 B 解析　题干中“玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累”，说明H＋进入液泡是消耗能量的主动运输，为逆浓度梯度转运，可推知液泡内H＋浓度较细胞质基质高，pH较低，A错误；玉米根细胞进行有氧呼吸或产生酒精的无氧呼吸均有CO2产生，B正确；无氧呼吸只有第一阶段生成ATP，产酒精和产乳酸的无氧呼吸第一阶段的过程相同，生成等量的ATP，C错误；无氧呼吸只在第一阶段产生[H]，第二阶段由丙酮酸产生酒精或产生乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。 1.（2025·甘肃·高考真题）线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是（　　） A．状态3呼吸不需要氧气参与 B．状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C．以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D．相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 C 真题感知·命题洞见 A、线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，所以需要氧气参与，A错误； B、若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时状态3呼吸的场所是线粒体内膜，B错误； C、葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后才能进入线粒体，所以以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0，C正确； D、NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段，而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质后再参与第三阶段，所以相比丙酮酸，以NADH为底物的状态3呼吸速率较大，D错误。 2．（2025·广东·高考真题）为研究运动强度对人体生理活动的影响。某研究团队招募一批健康受试者分别进行3min低强度运动和高强度运动，运动开始后血浆乳酸水平见图。下列叙述错误的是（    ） A．高强度运动时，肾上腺素和胰高血糖素协同作用升高血糖 B．高强度运动血浆乳酸水平达到峰值时，骨骼肌细胞无氧呼吸强度最高 C．两种强度运动后，血浆乳酸水平的变化均不影响血浆pH的相对稳定 D．两种强度运动后，交感神经与副交感神经活动的强弱均会发生转换 B 真题感知·命题洞见 【详解】A、高强度运动时，肾上腺素和胰高血糖素都可以促进肝糖原分解和非糖物质转化为糖来协同作用升高血糖，A正确； B、根据“高强度运动血乳酸峰值出现在运动后3～10min”，说明高强度运动血浆乳酸水平达到峰值时，人体还在进行无氧呼吸产生乳酸释放到血浆，并非此时骨骼肌细胞无氧呼吸强度最高，B错误； C、两种强度运动后，血浆乳酸水平的下降并逐渐恢复到正常范围，均不影响血浆pH的相对稳定，C正确； D、两种强度运动时，交感神经的活动占主导作用，运动后副交感神经的活动占主导作用，故交感神经与副交感神经活动的强弱均会发生转换，D正确。 故选B。 考点2　探究酵母菌细胞呼吸的方式 将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温 杀死葡萄糖溶液中的微生物，排除其他微生物对实验结果的影响；除去溶液中的O2。 (3)检测CO2的产生：根据石灰水混浊的程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的 ，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。 (4)检测酒精的产生：各取2mLA、B瓶酵母菌培养液的滤液→分别注入编号为a、b的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g__________的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)→轻轻振荡，使它们混合均匀→观察试管中溶液的颜色变化。 时间长短 重铬酸钾 4.实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度____/快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度____/慢 出现______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和水，在无氧条件下进行细胞呼吸产生______________。 酒精和CO2 高 低 灰绿 1．明晰该实验的四个易错点 (1)本实验中的自变量为是否有氧气，因变量为澄清的石灰水变浑浊的程度、滴加酸性重铬酸钾溶液后的颜色变化等，无关变量为酵母菌以及培养液的用量、培养时间、温度等。 (2)进行实验前必须检验装置的气密性，否则细胞呼吸产生的CO2不能全部通入澄清的石灰水中，会导致实验误差。 (3)不能依据澄清石灰水是否变浑浊（即是否有CO2产生）来判断酵母菌细胞呼吸的方式。 (4)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。 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。 教材中对比实验的实例: 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。 教材隐性知识 必修1 P92 有氧和无氧条件下的实验都为实验组 3．下列有关对照实验和对比实验的叙述错误的是( C ) A．设置对照可排除实验组中非测试因素对实验结果的影响 B．在验证酶的高效性的实验中，应该使用无机催化剂作为对照 C．比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中因变量只有一个 D．探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验是对比实验，未设置对照组 解析　“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，不同的实验条件是自变量，气泡的产生速率、助燃性的强弱、过氧化氢的分解速率是因变量，C错误。 C (1)“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸。(2022·湖南卷，7D)( ) 提示　先进行有氧呼吸，后进行无氧呼吸。 (2)酵母菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生。(2021·全国甲卷，2B)( ) 提示　酵母菌无氧呼吸的第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同，都有丙酮酸产生。 (3)无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖。(2021·山东卷，12A)( ) (4)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。(2021·全国甲卷，2D)( ) × × √ √ (5)酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体(2022·河北，4A) ( ) (6)通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色(2022·河北 (　 ) × × 通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色。 能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的成分是CO2，酵母菌无氧呼吸可产生CO2。 2．（2025·八省联考内蒙古卷）某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是( C ) A．途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B．途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C．酵母菌仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量 D．生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 C 解析　途径二为无氧呼吸，无氧呼吸中的能量大部分储存在乙醇中，少部分转移到ATP中，还有一部分以热能的形式散失，A错误；途径二和途径三的存在，使酵母菌在无氧环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应力，B错误；途径三为无氧条件，产生的ATP较少，因此仅通过途径三不能获得满足生长必需的能量，C正确；途径一过程也可发生在不含线粒体的细胞中，如硝化细菌、蓝细菌等，D错误。 归纳提炼► 1．（2025·江苏·高考真题）关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较 分析，下列叙述正确的是（    ） A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C．呼吸作用都能产生[H]和ATP D．无氧呼吸的产物都有CO2 葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，都发生在细胞质基质中 C 有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，O2参与的是第三阶段（与[H]结合生成水） 人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2；酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精 真题感知·命题洞见 3．（2023·浙江1月选考）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CO2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　酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；消耗等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多；无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D错误。故选C。 C 有氧 乳酸 无 氧呼吸 脂质 1.判断细胞呼吸方式的三大依据 考点三 细胞呼吸类型的判断 (1)有氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(O2)∶n(CO2)＝ 。 (2)无氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(CO2)∶n(C2H5OH)＝ 或n(C6H12O6)∶n(C3H6O3)＝ 。 (3)有氧呼吸和无氧呼吸(产酒精)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝ 。 (4)有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为有氧呼吸∶无氧呼吸＝ 。 1∶6∶6 1∶2∶2 1∶2 3∶4 1∶3 3．如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，单位时间内CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( B ) A．氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精 B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍 C．氧浓度为c时，只进行有氧呼吸 D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 B 解析　氧浓度为a时无O2的吸收，说明a点只进行无氧呼吸，不适于储藏，此时呼吸产物是酒精和CO2，A错误；氧浓度为b、c时CO2释放量大于O2吸收量，说明b、c点同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，由于b点时O2吸收量为3，则有氧呼吸消耗葡萄糖为3/6＝1/2，无氧呼吸消耗葡萄糖为(8－3)/2＝5/2，所以无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍，B正确，C错误；氧浓度为d时CO2释放量等于O2吸收量，说明d点只进行有氧呼吸，D错误。 4．（2024·贵州卷）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。 回答下列问题： (1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有 将有机物彻底氧化分解、释放能量多、合成的ATP多 ；参与有氧呼吸的酶是 乙 （选填“甲”或“乙”）。 (2)在水淹0～3 d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 氧气含量 ；水淹第3 d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g-1·min-1，O2吸收量为0.2 μmol·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 　3　 倍。 (3)若水淹3 d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 植物能耐受此时无氧呼吸产生的酒精，细胞呼吸产生的ATP基本能满足生命的需求 （答出2点即可）。 将有机物彻底氧化分解、释放能量多、合成的ATP多 乙 氧气含量 　3　 植物能耐受此时无氧呼吸产生的酒精，细胞呼吸产生的ATP基本能满足生命的需求 解析　(2)由于有氧呼吸过程中O2吸收量与CO2释放量相等，因此根细胞无氧呼吸的CO2释放量为0.2 μmol·g-1·min-1，则有氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.2/6＝1/30(μmol·g-1·min-1)，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为0.2/2＝1/10(μmol·g-1·min-1)，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 3.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 (1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。 ①装置一：NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的 ，着色液滴移动的距离代表 。 ②装置二：着色液滴移动的距离代表： CO2 细胞呼吸吸收O2的量 细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。 (2)实验原理 3.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 (3)实验结果及结论 实验结果 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行 或种子已死亡 不动 右移 只进行 的无氧呼吸 左移 右移 同时进行有氧呼吸和产生 的无氧呼吸 左移 不动 只进行 呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 产生乳酸的无氧呼吸 产生酒精 酒精 有氧 左移 左移 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有（ ） 脂肪 3.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 (4)实验的注意事项和误差校正 ①注意事项：若所放植物组织为绿色组织，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。为防止微生物呼吸对实验结果造成干扰，应将装置进行 处理，所测种子进行 处理。 ②误差校正：为使实验结果准确，防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，还应设置对照(装置三)。对照实验中将所测定的生物材料 (将种子煮熟)，其他条件均 。 灭菌 灭活 不变 消毒 2．呼吸熵（RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积）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( C ) 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 C 解析　若测得x＝50 mm，y＝－50 mm，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，细胞呼吸产生的二氧化碳是50＋50＝100，消耗的氧气是50，呼吸熵是100÷50＝2，A正确；由于脂肪中的碳氢比例高，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；若呼吸底物为葡萄糖，装置1液滴不会右移，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．（2024·河南洛阳模拟）某研究小组想测量萌发的小麦种子、蚯蚓呼吸速率的差异，设计了如图的实验装置。实验中分别以20粒萌发的种子和4条蚯蚓为材料，每隔5 min记录一次有色液滴在刻度玻璃管上的读数，结果如表1所示。请回答以下问题： (1)装置图中的Y溶液是 NaOH溶液 ，其作用是 吸收实验过程中细胞呼吸产生的CO2 。设置乙装置的目的是 排除微生物及环境因素对实验的干扰 。 (2)实验开始后保持注射器的活塞不移动，有色液滴将向 左 （填“左”或“右”）移动，以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是 0.9 mm/min 。 (3)另一组该实验装置每隔5 min测量时，将注射器活塞往 下 （填“上”或“下”）移动，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量，其中以小麦为材料的结果如表2所示： 表2 时间/min 0 5 10 15 20 25 注射器量取的气 体变化体积/mL 0 1.5 3.0 4.2 5.0 5.5 NaOH溶液 吸收实验过程中细胞呼吸产生 的CO2 排除微生物及环境因素对实验的干扰 左 0.9 mm/min 下 分析数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为 0.22 mL/min 。在此过程中，有氧呼吸的强度越来越 弱 。 0.22 mL/min 弱 解析　(2)实验开始，甲装置中的小麦种子或蚯蚓，进行呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳，二氧化碳又被NaOH溶液吸收，故有色液滴左移，据表格分析，以蚯蚓为材料时有色液滴移动的最大速率是9÷10＝0.9(mm/min)。(3)甲装置内O2被消耗，生成的CO2被NaOH溶液吸收，气压下降，要保持有色液滴回到实验开始时的位置，需将注射器活塞往下移动，待有色液滴回到实验开始时的位置停止，根据活塞移动距离可测出气体的变化量；量取的气体变化体积除以时间等于有氧呼吸速率，分析表2数据可知该段时间小麦种子的有氧呼吸速率为5.5÷25＝0.22(mL/min)，在此过程中，前10 min有氧呼吸速率较大，后15 min有氧呼吸速率越来越弱。 项目 来源 去向 [H] 有氧呼吸：C6H12O6和H2O； 无氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：与O2结合生成水； 无氧呼吸：还原丙酮酸 ATP 有氧呼吸：三个阶段都产生； 无氧呼吸：只在第一阶段产生 用于各项生命活动（一般除光合作用的暗反应外） 2．细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系 (1)反应式 有氧呼吸 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 无氧呼吸 C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量； C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量 $