第二单元 第10课时 细胞呼吸的影响因素及探究细胞呼吸方式的实验拓展（学生用书Word）-【高考领航】2026年高考生物大一轮复习学案

第10课时　细胞呼吸的影响因素及探究细胞呼吸方式的实验拓展 　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.活动：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 　　　考点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式及拓展 一、实验原理 二、实验步骤 1．配制酵母菌培养液：酵母菌＋质量分数为5%的__________溶液，分别装入A、B两锥形瓶中。 2．设计对比实验 　 　　　　甲组　　　　　　　　　　乙组 (1)甲组中空气先通过NaOH溶液的目的是______________。 (2)乙组中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是____________________。 (3)CO2检测：观察两组装置中澄清石灰水的变化。 (4)酒精检测：取A、B瓶中滤液各2 mL分别注入两支干净的试管中，向两试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液，并轻轻振荡，使它们混合均匀，观察试管中溶液的颜色变化。 3．实验现象 条件 澄清石灰水的变化 两试管的变化 甲组 ____________ 无变化 乙组 ____________ 出现灰绿色 4.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____________________，在无氧条件下______________________。 　(1)(必修1 P90～P91探究·实践)在检测酒精的实验中，要将酵母菌培养时间适当延长，原因是__________________________________________。 (2)(必修1 P92科学方法)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__________(填序号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式　②鲁宾和卡门的同位素标记法实验　③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验　④比较过氧化氢在不同条件下的分解实验 教材细节诊断 1．在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。(　　) 2．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的重铬酸钾溶液检测酒精。(　　) 3．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水变浑浊的快慢判断细胞呼吸的方式。(　　) 4．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。(　　) 探究细胞呼吸方式的其他实验 (1)实验装置(以萌发种子为例) 　 (2)实验原理 ①装置一中NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，着色液滴移动的距离代表萌发种子细胞呼吸吸收O2的量。 ②装置二中着色液滴移动的距离代表萌发种子细胞呼吸产生CO2的量与吸收O2量的差值。 (3)实验现象和结论 实验现象 结论 装置 一液滴 装置 二液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 左移 左移 种子进行有氧呼吸时，反应物中除糖类外还含有脂质 (4)误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“萌发种子”，其余均相同。 1．(2025·广东佛山模拟)为探究酵母菌细胞呼吸的方式，某生物小组制作了如图a～f所示装置，下列判断不合理的是(　　) A．若a装置液滴不移动，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行无氧呼吸 B．若a装置液滴左移，b装置液滴右移，说明酵母菌仅进行有氧呼吸 C．连接e→c→d，给装置通空气，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了有氧呼吸 D．f放置一段时间后，连接f→d，d中石灰水变浑浊，可验证酵母菌进行了无氧呼吸 2．(2025·河北衡水中学调研)如图是“探究有活性的水稻种子呼吸作用”实验的实验装置。下列叙述错误的是(　　) A．将种子浸透的目的是增加种子细胞中自由水的含量，从而增强种子的代谢作用 B．实验开始时，红色小液滴位于0点，在适宜条件下一段时间后，红色小液滴将向右移动 C．红色小液滴停止移动后，种子的呼吸方式是无氧呼吸 D．为证明红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置 考点二　细胞呼吸的影响因素及应用 1．温度 (1)影响(如图)：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。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。 (2)应用 ①低温储存蔬菜、水果、粮食。 ②大棚栽培在夜间和阴天适当降温。 ③温水和面发得快。 2．氧气 (1)影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 ①O2浓度＝0时，只进行____________。 ②0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 ③O2浓度≥10%时，只进行____________。 ④O2浓度＝5%时，有机物消耗少。 (2)应用 ①中耕松土促进植物根部有氧呼吸，促进无机盐的吸收。 ②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。 ③低氧储存粮食、水果和蔬菜。 ④选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制________菌(如破伤风芽孢杆菌)的繁殖。 ⑤提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生________。 ⑥稻田定期排水，防止________中毒，烂根死亡。 3．CO2浓度 (1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会________细胞呼吸的进行。 (2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。 4．含水量 (1)一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越______，细胞呼吸越强。 (2)应用 ①粮食储存前要进行晒干处理。 ②水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。 教材细节诊断 1．严格的无氧环境有利于水果保鲜是因为此条件下细胞呼吸分解有机物最少。(　　) 2．温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。(　　) 3．破伤风芽孢杆菌易在锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。(　　) 4．剧烈运动时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(　　) 　为研究温度的变化对贮藏器官呼吸作用的影响，研究人员以马铃薯块茎为材料，进行了如下实验： 实验一：将两组相同的马铃薯块茎，分别置于低温(4 ℃)和室温(22 ℃)条件下贮藏10天，发现低温组块茎中淀粉酶含量显著高于室温组。 实验二：将马铃薯块茎从20 ℃移到0 ℃后，再回到20 ℃环境中，测定CO2的释放速率的变化，结果如图所示。 (1)当马铃薯块茎从20 ℃移到0 ℃环境中，CO2的释放速率下降，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)当马铃薯块茎重新移回到20 ℃环境中，与之前20 ℃环境相比，CO2的释放速率明显升高。综合上述实验，如何解释这一现象？ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 考向1　影响细胞呼吸的因素 1．(2025·广东广州模拟)采收后的苹果仍在进行细胞呼吸。为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．O2在线粒体基质与[H]结合生成水并释放大量能量 B．据图分析，在3 ℃、5%O2浓度条件下贮存苹果效果最佳 C．O2浓度为20%～30%范围内，温度对CO2的生成量无影响 D．低温储存苹果时，因低温破坏呼吸酶的空间结构，从而减少了有机物消耗 2．(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_________________________________；参与有氧呼吸的酶是______(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__________；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________倍。 (3)若水淹3 d后排水，植株长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是________________________________________(答出2点即可)。 考向2　影响细胞呼吸的因素在生产实践中的应用 3．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(　　) A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃ 左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气 B．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 C．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 D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用 4．农田土壤板结时，土壤中空气不足，会影响作物根系的生长，故需要及时松土透气。下列叙述错误的是(　　) A．土壤板结后，作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小 B．松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用，可提高土壤中无机盐含量 C．及时松土透气能促进根细胞进行有氧呼吸，有利于根系生长 D．土壤板结后，根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解成酒精和CO2 角度1　考查探究细胞呼吸的方式 1．[链接必修1 P90探究·实践(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(　　) 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 角度2　考查细胞呼吸的影响因素及应用 2．[链接必修1 P96概念检测T2(2023·山东卷，改编)]某种植株的非绿色器官在不同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。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法不正确的是(　　) A．甲曲线表示CO2释放量 B．O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸 C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D．O2浓度为a时最适合保存该器官，该浓度下葡萄糖消耗速率最小 3．(2024·甘肃卷)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是(　　) A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足 B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足 C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸 D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加 4．(2024·江西卷)当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如图。回答下列问题： (1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的________，其释放的能量一部分用于生成________，另一部分以________的形式散失。 (2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为____________。 (3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是______________。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备(如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度)、玻璃器皿和试剂(如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质)等。简要描述实验过程： ①________________________________________________； ②分别制作匀浆，取等量匀浆液； ③___________________________________________________； ④分别在沸水浴中加热； ⑤_______________________________________________________。 (4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是______________________________________。 请完成限时规范训练(十) 第10课时　细胞呼吸的影响因素及探究 细胞呼吸方式的实验拓展 考点一 知识精细梳理 变浑浊　溴麝香草酚蓝　灰绿色　葡萄糖　 去除空气中的CO2　耗尽瓶中原有的氧气　 变浑浊快　变浑浊慢　产生CO2多而快　 产生酒精，还产生少量的CO2 细节拾遗　(1)葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化　(2)①②③ 教材细节诊断 1．×　2.×　3.√　4.× 命题考向突破 1．B　若a装置液滴左移，说明a装置中有氧气的消耗，b装置液滴右移，说明产生的二氧化碳量大于消耗的氧气量，综合可得，酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，B不合理。 2．B　实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适宜的情况下，一段时间后，由于种子呼吸会消耗氧气，而产生的二氧化碳会被KOH溶液吸收，故红色小液滴将向左移动，B错误。 考点二 知识精细梳理 酶的活性　无氧呼吸　有氧呼吸　厌氧　乳酸 酒精　抑制　旺盛 教材细节诊断 1．×　2.√　3.√　4.× 重难情境探究 创新情境进阶 (1)温度降低导致酶的活性下降，呼吸作用产生的CO2减少 (2)提示：在0 ℃环境中淀粉酶含量增加，催化淀粉水解生成的还原糖增加，为之后20 ℃条件下呼吸作用提供更多的反应物，呼吸作用较之前20 ℃时强。 命题考向突破 1．B　O2在线粒体内膜与[H]结合生成水并释放大量能量，A错误；据图分析，在3 ℃、5%O2浓度条件下，细胞呼吸最弱，CO2释放量最少，B正确；由图可知，O2浓度为20%～30%范围内，温度影响CO2的相对生成量，C错误；低温抑制酶的活性，不会破坏酶的空间结构，D错误。 2．(1)细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，将葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量并生成大量ATP　乙　(2)氧气　3　(3)无氧呼吸积累的酒精量较少，对细胞毒害较小；0～3 d无氧呼吸产生的能量维持了基本的生命活动；有氧呼吸酶活性并未完全丧失(答出2点即可) 3．B　农作物种子入库贮藏时，在低氧和低温条件下呼吸速率降低，有利于延长种子贮藏寿命，而无氧条件下种子无氧呼吸产生的酒精对种子有毒害作用，不利于种子贮藏，B错误。 4．D　土壤板结后，根细胞主要进行无氧呼吸，在无氧呼吸过程中，丙酮酸在细胞质基质中氧化分解成酒精和CO2，D错误。 真题感悟·考教衔接 1．C　在探究酵母菌的细胞呼吸方式实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；酵母菌可利用的氧气量是该实验的自变量，B错误；1分子葡萄糖经有氧呼吸可产生6分子CO2，1分子葡萄糖经无氧呼吸可产生2分子酒精和2分子CO2，故可选用酒精和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，有氧呼吸释放的能量比无氧呼吸释放的能量多，D错误。 2．D　O2浓度为a时，并非一定最适合保存该器官，因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存，且该浓度下葡萄糖的消耗速率不一定是最小，据图可知，此时气体交换相对值CO2为0.6，O2为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生，0.3是无氧呼吸产生，按有氧呼吸中∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸中∶CO2＝1∶2，算得C6H12O6(葡萄糖)的相对消耗量为0.05＋0.15＝0.2，而无氧呼吸消失点时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6H12O6的相对消耗量约为0.12，明显比a点时要低，所以a点时葡萄糖的消耗速率不是最小，D错误。 3．B　大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。 4．解析：(1)细胞呼吸的耗氧过程发生在有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜，细胞呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，另一部分以热能的形式散失。(2)菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，乙烯能促进果实成熟，果实成熟过程中会释放大量乙烯，进而促进果实进一步成熟，故乙烯产生的调节方式为正反馈调节。(3)可溶性糖中的葡萄糖是呼吸作用的主要底物，据图可知，菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率整体呈先上升后下降趋势，可推断菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是先上升后下降。为证实上述推测，可将新鲜采摘的菠萝蜜放置在常温有氧的环境中贮藏，分别在第0、1、2、3、4、5天测定可溶性糖(葡萄糖)的量，具体实验过程见题干和答案。(4)由分析可知，菠萝蜜在贮藏过程中乙烯和呼吸速率均呈先上升后下降趋势，结合(3)可知，贮藏过程中可溶性糖也呈先上升后下降趋势，可以推断新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯促使呼吸速率上升的原因是乙烯能加速植物细胞内多糖类物质如淀粉等转化为可溶性糖，为呼吸作用提供更多的底物。 答案：(1)内膜　ATP　热能　(2)正反馈调节　(3)先上升后下降　①将新鲜采摘的菠萝蜜放置在常温有氧的环境中贮藏，分别在第0、1、2、3、4、5天取等量果实样本　③分别加入等量DNS试剂　⑤分别用比色仪定量分析溶液中棕红色物质的浓度，并比较分析　(4)乙烯能加速植物细胞内多糖等物质转化为可溶性糖，为呼吸作用提供更多的底物 学科网（北京）股份有限公司 $