2026届高三生物一轮复习课件第13讲 细胞呼吸的影响因素及其应用

第13讲 细胞呼吸的影响因素及其应用 2026届高三生物一轮复习 课标要求 1、细胞呼吸的影响因素及其应用。 2、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 考情分析 1.细胞呼吸的影响因素及其应用 2025·河南，4 2025·安徽，16 2024•湖北，14 2024•甘肃，3 2024·江西，21　 2024·山东，16 2024·贵州，17 2023·山东，17　 2023·北京，2 2.探究酵母菌细胞呼吸的方式 2023•浙江1月，16 2022·重庆，12 考点一 细胞呼吸的影响因素及应用 同一植物的 呼吸速率不同。 同一植物在 时期呼吸速率不同。 不同 的植物呼吸速率不同。 1、 影响细胞呼吸的内部因素： 基础知识回顾 不同生长发育 不同器官 种类 （1）遗传特性： （2）生长发育时期： （3）器官类型： 如旱生植物 水生植物、阴生植物 阳生植物。 小于 小于 如幼苗、开花期呼吸速率 ，成熟期呼吸速率 。 升高 下降 如生殖器官 营养器官。 大于 ①原理：细胞呼吸是一系列 反应，温度通过影响 而影响细胞呼吸速率。 2、影响细胞呼吸的外界因素 ②模型： 酶的活性 酶促 （1）温度 ③应用： a.粮食、水果、蔬菜的储存：低温（零上低温） b.种植大棚蔬菜：白天适当 温，夜间适当 温。 升 降 （2）O2浓度 ①原理： O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有 作用。 ②模型： ③应用： 抑制 a.O2浓度低时， 呼吸占优势。 b.随O2浓度增大， 呼吸逐渐被抑制， 呼吸不断加强。 c.当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧 呼吸 (受呼吸酶数量等因素的影响)。 无氧 无氧 有氧 a.选用透气消毒纱布包扎伤口， 破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。 b.作物栽培中的中耕松土，保证根的正常细胞呼吸。 c.提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生 。 d.稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生 ，防止 中毒，烂根死亡。 乳酸 酒精 酒精 抑制 不再加强 （3）CO2浓度 ①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。 ②模型： ③应用： 抑制 在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 （4）水 ①原理：水作为有氧呼吸的 和环境因素，影响细胞呼吸的速率。 ②模型： ③应用： 粮食：在收仓前进行晾晒处理，减少 ； 干种子：萌发前要进行 处理。 蔬菜和水果：储存时要有一定的 。 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 有机物的消耗 浸泡 原料 湿度 提醒 ①蔬菜和水果应在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下保鲜。 ②种子应在“零上低温、干燥、低氧”的条件下储存。 1.酿酒过程的早期需要不断通气的目的是促进酵母菌有氧呼吸产生酒精。 （ ） 2.粮食种子适宜在零上低温、低氧和中等湿度的环境中储藏。 （ ） 3.破伤风芽孢杆菌易在被锈钉扎过的伤口深处繁殖，原因是伤口深处氧气缺乏。（ ） 4.慢跑时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。 （ ） √ × 【学透教材】 × × （ P96概念检测2拓展）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，据图回答下列问题。 （1) 氧气浓度达到 点对应的O2浓度时，该器官不进 行无氧呼吸。 （2) 在保存蔬菜、水果时，可选择 点对应的O2浓度， 此O2浓度下有机物损耗较少，原因是 。 （3) O2浓度由0到的过程中有氧呼吸消耗葡萄糖的速率变化是 ，O2浓度为C时，AB=BC，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多吗？ ；理由是 。 （4） 结合图示分析，农田松土对农作物生长有什么影响？ 。 【用活教材】 P R 根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸释放的 量相等时，二者消耗的葡萄糖量之比是 逐渐增加 不一样多 无氧呼吸受到抑制，呼吸强度较弱，有氧呼吸因O2不足，呼吸强度 也比较小，故总的释放量少，呼吸强度弱 在R点对应氧气条件下， 农田松土可以增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用，有利于农作物生长 考向1 考查影响细胞呼吸的因素 【典例1】（2025•河南）甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确的是（ ） A．酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B．低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C．酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D．呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 B 素养提升 变式1：（2024•山东）（不定项）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 ABD 变式2：为探究环境因子对土壤表层微生物呼吸作用的影响，科研工作者在田间裸地上进行了相关实验，结果如图所示。请据此回答： （1）据图分析，该实验的自变量是_____________ _____________ ，土壤表层微生物进行细胞呼吸的最 适土壤水分含量大约为______ ，土壤水分含量超过 50%时，随着含水量的增加，土壤表层微生物呼吸 速率逐渐下降，对此现象合理的解释是 _____________________________________________________________________。 （2）土壤水分含量的变化会影响土壤表层微生物的呼吸速率，该现象说明细胞内的自由水具有的作用是 (至少答出两点)。 温度影响微生物呼吸速率的原因是_______________________。 （3）土壤表层微生物呼吸速率的日变化趋势主要与____________有关；在该地区，不同年份土壤表层微生物呼吸的年际差异特征显著，这种年际差异特征主要与年平均_____ ___________密切相关。 土壤温度、土 壤水分含量 50% 随着含水量的升高，氧含量降低，从而影响了土壤微生物的有氧呼吸 自由水是细胞内良好的溶剂；参与许多生物化学反应；参与物质运输 影响呼吸相关酶的活性 土壤温度 土壤 水分含量 考向2 考查细胞呼吸的应用 【典例2】（2024•甘肃）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 B 变式1：（2021•河北）（不定项）《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法（如图）。目前我国果蔬主产区普遍使用大型封闭式气调冷藏库（充入氮气替换部分空气），延长了果蔬保鲜时间、增加了农民收益。下列叙述正确的是（ ） A．荫坑和气调冷藏库环境减缓了果蔬中营养成分和风 味物质的分解 B．荫坑和气调冷藏库贮存的果蔬，有氧呼吸中不需要 氧气参与的第一、二阶段正常进行，第三阶段受到抑制 C．气调冷藏库中的低温可以降低细胞质基质和线粒体 中酶的活性 D．气调冷藏库配备的气体过滤装置及时清除乙烯，可 延长果蔬保鲜时间 ACD 变式2：细胞呼吸原理在生产生活中应用广泛，下列有关叙述不正确的是(　 ) A．选用透气性好的“创可贴”，是为保证人体细胞的有氧呼吸 B．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的正常呼吸 C．皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清 D．慢跑可以促进人体细胞的有氧呼吸，使细胞获得较多能量 A 考点二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1、实验原理： 基础知识回顾 （1）酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 。 （2）检测有无CO2产生： ①二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊； ②可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄 （3）检测有无酒精产生： 橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色 兼性厌氧菌 2、实验步骤： （1）配制酵母菌培养液（酵母菌+5% 溶液）。 （2）检测CO2的产生，装置如图所示： （3）检测酒精的产生：自A、B中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→ 分别滴加0.5mL溶有0.1g 的浓硫酸溶液→ 振荡并观察溶液的颜色变化。 葡萄糖 重铬酸钾 3、实验现象 条件 澄清石灰水的变浑浊程度/出现变化的快慢 酸性重铬酸钾的颜色变化 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 高 低 灰绿 4、实验结论 ①酵母菌在 条件下都能进行细胞呼吸。 ②在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生的CO2多且快；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 ，还产生少量CO2。 有氧和无氧 酒精 【学透教材】 1．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。 （ ） 2．在探究酵母菌无氧呼吸产物的一般装置中，密封后酵母菌只进行无氧呼吸。（ ） 3．在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。 （ ） 4．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。 （ ） × × √ × 2、（P91 “正文”） B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？ 【用活教材】 封口放置一段时间，可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶可认为检验的是酵母菌的无氧呼吸释放的气体。 3、（P91 “正文”）葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，在鉴定酒精时，如何避免葡萄糖对颜色反应的干扰？ 将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 1、（P91 “正文”）通入A瓶的空气需先通过NaOH溶液，其目的是什么？ 保证进入A瓶的气体中不含有CO2，保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变浑浊的CO2完全是由酵母菌有氧呼吸产生的。 4、（ 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。 （1）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。 （2）分析“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中的各种变量： ①自变量为 。 ②因变量为 。 ③无关变量： 。 ①②③ 氧气的有无 CO2产生的速率；酒精产生的速率 温度、试剂用量等 考向一 考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验 【典例1】（2023·浙江1月）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 C 素养提升 变式1：某研究小组模拟了教材中“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验，下列相关叙述正确的是（ ） A. 本实验设计了有氧和无氧两种条件，但不属于对照实验 B. 实验时，需要用10%的NaHCO3溶液除去空气中的CO2 C. 酸性重铬酸钾溶液可用于检测酵母菌细胞呼吸是否产生了酒精 D. 可通过观察溴麝香草酚蓝溶液是否变黄来判断酵母菌的呼吸方式 C 变式2：某生物兴趣小组利用酵母菌探究细胞呼吸类型，实验装置如图所示。下列有关叙述错误的是（ ） A. 实验自变量为是否通入O2 B. 实验因变量为是否有酒精产生及CO2产生速率 C. 甲装置中酵母菌细胞呼吸产生的能量少，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 D. 相同反应时间内，乙装置中澄清石灰水的浑浊程度更高 C 考向二 考查探究酵母菌细胞呼吸方式的实验拓展 【典例2】某研究小组为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，设计了如图的实验装置（实验中微生物均有活性，瓶内充满空气）。下列叙述错误的是（ ） A. 如果酵母菌只进行有氧呼吸，则有色液滴不移动 B. 如果有色液滴左移，左移值就是酵母菌消耗的氧气值 C. 如果要测呼吸商（释放二氧化碳与吸收氧气的物质的量之比），则必须增加一个装置，即把溶液换成清水，其他与此装置相同 D. 如果把酵母菌换成乳酸菌，其他条件均与此装置相同，则有色液滴不移动 A 【题后提升1】细胞呼吸速率的测定 （1）实验装置 （2）实验原理：组织细胞呼吸作用吸收 ，释放 ， 被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强 ，刻度管内的液滴 移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。 （3）误差的校正 a.如果实验材料是绿色植物，整个装置应 处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 b.如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行 处理。 c.为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料 (如将种子煮熟)，其他条件均不变。 O2 CO2 CO2 减小 左 遮光 消毒 灭活 【题后提升2】“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 （1）实验设计 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)。 （2）实验原理 ①装置一：NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，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 。 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 【题后提升2】“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 （3）实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置1液滴 装置2液滴 左移 不动 不动 右移 左移 右移 不动 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸（或种子已死亡） 只进行产生乙醇的无氧呼吸 同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 变式1：将等量萌发的小麦种子放入如图所示的甲、乙两个装置中，观察液滴的移动情况。下列相关叙述错误的是（ ） A. 若甲中液滴右移，乙中液滴左移，则该萌发种子只进行有氧呼吸 B. 甲中液滴右移，乙中液滴不动，则葡萄糖中C的转移途径可能为：葡萄糖→ 丙酮酸→ 酒精 C. 若换成萌发的花生种子，则可能出现甲、乙中液滴都左移的情况 D. 为了使实验更严密，可以增设加入等量的煮熟冷却的小麦种子，其他装置与乙相同的一组实验 A 变式2：呼吸熵(RQ＝释放的二氧化碳体积/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，有色液滴均停留在初始位置，然后关闭活塞，在25 ℃下经20 min读出刻度管中有色液滴移动距离，设装置一和装置二的有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．若呼吸反应物为葡萄糖，装置一液滴右移、装置二液滴左移 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 1、（2024·重庆)肿瘤所处环境中的细胞毒性细胞存在题图所示代谢过程。其中，酶和酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，酶的活性会被抑制。下列叙述正确的是（ ） A. 图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B. 图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C. 肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性细胞的杀伤能力 D. 葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成 高考真题演练 D 2、（2023•山东)(不定项)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，下列说法正确的是（ ） A. 甲曲线表示O2吸收量 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 高考真题演练 BC 3、（2023·湖南) 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 高考真题演练 C 4、（2025•安徽节选）为探究水通道蛋白NtPIP对作物耐涝性的影响，科研小组测定了油菜的野生型（WT）及NtPIP基因过量表达株（OE）在正常供氧（AT）和低氧（HT，模拟涝渍）条件下的根细胞呼吸速率和氧浓度，结果见图1。回答下列问题。 （1）据图1分析，低氧胁迫下，NtPIP基因过量表达会使根细胞有氧呼吸 ，原因是 。有氧呼吸第二阶段丙酮酸中的化学能大部分被转化为 中储存的能量。 高考真题演练 NADH 增强 NtPIP基因的过量表达通过增强根系水通道蛋白介导的水分吸收能力，增加了氧 气浓度，利于有氧呼吸进行 5、（2024·贵州)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 （选填“甲”或“乙”）。 （2） 在水淹阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第时，经检测，作物根的释放量为,吸收量为，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）。 高考真题演练 乙 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 细胞在 O2浓度 3 无氧呼吸积累的乙醇量较少，对细胞毒害较小；0～3d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 $