第3单元 第14讲 无氧呼吸、细胞呼吸的影响因素及应用（教师用书Word）-【正禾一本通】2026年新高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版 不定项）

该高中生物学讲义聚焦细胞呼吸高考核心考点，涵盖无氧呼吸过程、与有氧呼吸的比较及影响因素与应用，紧扣课标物质与能量观要求。知识点按“过程本质—比较辨析—影响因素—实践应用”逻辑递进，通过表格对比、实验设计分析、分层题组训练及高考真题演练，帮助学生系统构建知识网络，突破呼吸方式判断、实验结果分析等难点。 资料以探究实践和科学思维为特色，如设计植物种子呼吸方式判断实验，通过两套装置液滴移动差异及对照设置，培养学生实验设计与结果分析能力。题组分基础过程与综合应用层次，结合2024年高考真题即时巩固，助力学生建立生命观念，提升解题效率，为教师把控复习节奏提供清晰实用的教学框架。

第14讲　无氧呼吸、细胞呼吸的影响因素及应用 【课标要求】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　无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较 1.无氧呼吸 (1)概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 (2)过程 (3)无氧呼吸过程中能量的去路 ①大部分储存在酒精或乳酸中； ②释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 [提醒]　关于无氧呼吸的三点误区 ①无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。 ②人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 ③不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 [深挖教材](必修1 P94“相关信息”)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。 2.无氧呼吸和有氧呼吸的关系 (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 细胞质基质和线粒体 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，生成乳酸或酒精和CO2 能量 变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，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 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP (2)细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) (3)细胞呼吸反应式中各物质间物质的量的比例关系 ①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 ②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。 ③产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。 ④有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗氧气的物质的量与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2的物质的量之和的比为3∶4。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)酵母菌有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行。(×) 提示：有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行。 (2)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。(×) 提示：无氧呼吸第二个阶段不产生ATP。 (3)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累。(×) 提示：无氧呼吸过程中没有氧气参与，也没有[H]的积累，[H]在无氧呼吸的第二阶段还原丙酮酸。 (4)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供。(×) 提示：人在剧烈运动时，机体细胞仍主要通过有氧呼吸获得能量，无氧呼吸过程中葡萄糖分解为乳酸可产生少量能量，以弥补机体能量供应不足。 欲确认某植物种子的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示： (1)装置1中加入NaOH溶液的目的是吸收二氧化碳，根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。 (2)装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值。 (3)实验结果分析(底物是葡萄糖) 装置1 装置2 结果 着色液 滴左移 着色液 滴不动 只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸 着色液 滴不动 着色液 滴右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 着色液 滴左移 着色液 滴右移 既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸 着色液 滴不动 着色液 滴不动 细胞已死亡或只进行产生乳酸的无氧呼吸 (4)为了排除环境因素对实验结果的干扰，需要设置对照实验，该对照组的设置方法是在装置中装入煮熟的发芽种子，其他条件不变。 (5)若装置1、2中的着色液滴均左移，则可能的原因是种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂肪。 [深化理解]　细胞呼吸方式过程中对材料的处理 (1)若所放材料为绿色植物，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。 (2)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测材料进行消毒处理。 (3)如果实验材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰。 题组一　无氧呼吸的过程 1.研究发现，金鱼细胞具有一些与人体不同的细胞呼吸方式(如图)，下列叙述错误的是(　　) A.物质X为丙酮酸，其产生的场所是细胞质基质 B.金鱼可以通过鳃血管排除酒精而不能排除乳酸 C.金鱼肌细胞中含有催化丙酮酸产生酒精和乳酸的酶 D.金鱼的乳酸转化机制可使其在缺氧环境中生存一段时间 解析：选C。物质X是呼吸第一阶段产生的丙酮酸，产生的场所是细胞质基质，A正确；由图可知，金鱼可以通过鳃血管排除酒精而不能排除乳酸，B正确；金鱼肌细胞中含有催化丙酮酸产生酒精的酶，但没有催化丙酮酸产生乳酸的酶，C错误；在缺氧环境中，金鱼肌细胞将乳酸转化成酒精，可以防止细胞生活的环境的pH降低而引起酸中毒，以维持细胞正常的代谢，D正确。 题组二　细胞呼吸方式的判断 2.一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列叙述错误的是(　　) 氧浓度/% a b c d 产生CO2的量/mol 0.9 1.3 1.5 3.0 产生C2H5OH 的量/mol 0.9 0.7 0.6 0 A.氧浓度为a时，只进行无氧呼吸 B.氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2的量为0.6 mol C.氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵 D.氧浓度为d时，只进行有氧呼吸 解析：选C。氧浓度为a时，产生的二氧化碳的量和产生的酒精的量相等，只进行无氧呼吸，A正确；氧浓度为b时，无氧呼吸产生酒精的量为0.7 mol，产生的二氧化碳量也为0.7 mol，则有氧呼吸产生的二氧化碳量为1.3－0.7＝0.6(mol)，B正确；氧浓度为c时，无氧呼吸产生的酒精量为0.6 mol，产生的二氧化碳量也为0.6 mol，消耗的葡萄糖量为0.3 mol，则有氧呼吸产生的二氧化碳量为1.5－0.6＝0.9(mol)，消耗的葡萄糖量为0.15 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍，即消耗的葡萄糖中有2/3用于酒精发酵，C错误；氧浓度为d时，无酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，D正确。 3.(2024·山东济南模拟)某研究小组用传感器精确测量了某绿色植物非绿色器官的O2吸收量(x)和CO2释放量(y)。下列关于x、y的关系与细胞呼吸方式的推论，正确的是(　　) A.当x＝y>0时，细胞一定存在有氧呼吸，且一定不存在无氧呼吸 B.当y>x>0时，有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸共同存在 C.当x>y>0时，有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸共同存在 D.当x＝0，y>0时，一定不存在有氧呼吸，且无氧呼吸有乳酸产生 解析：选B。当x＝y>0时，细胞一定存在有氧呼吸，一定不存在产生酒精的无氧呼吸，但可能存在产生乳酸的无氧呼吸，A错误；当y>x>0时，细胞一定存在有氧呼吸，也一定存在产生酒精的无氧呼吸，且y与x的差值表示无氧呼吸产生CO2的量，B正确；当x>y>0时，可能是有氧呼吸的底物中有脂肪，但不能判断是否存在无氧呼吸，C错误；当x＝0，y>0时，说明一定不存在有氧呼吸，且无氧呼吸有酒精产生，不能判断无氧呼吸是否有乳酸产生(产生乳酸的无氧呼吸不产生CO2)，D错误。 考点二　细胞呼吸的影响因素及其应用 1.内部因素 因素 规律 举例 遗传特性 不同种类的植物呼吸速率不同 旱生植物的呼吸速率低于水生植物，阴生植物的呼吸速率低于阳生植物 生长发育 同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同 幼苗期、开花期呼吸速率较高，成熟期呼吸速率较低 器官类型 同一植物的不同器官呼吸速率不同 生殖器官的呼吸速率大于营养器官 2.外部因素 因素 原理 曲线 应用 温度 主要影响酶活性 ①零上低温储藏水果、蔬菜，减少有机物消耗；②温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累 O2浓度 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 ①稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根、死亡；②作物栽培中进行中耕松土；③无氧发酵过程需要严格控制无氧环境等 CO2浓度 CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 水 水作为有氧呼吸的原料，自由水含量较高时细胞呼吸旺盛 ①粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗；②干种子萌发前进行浸泡处理 [提醒]　储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同 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。 【正误辨析】　//////////////////////////// (1)种子萌发过程中氧气不足时可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。(√) (2)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。(×) 提示：马铃薯块茎进行产生乳酸的无氧呼吸，不产生酒精。 (3)中耕松土能提高土壤养分的利用率，促进根系的生长。(√) (4)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。(×) 提示：低氧会抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于水果保鲜，而水果在无氧条件下进行无氧呼吸会产生酒精，不利于保鲜。 (5)破伤风芽孢杆菌是一种厌氧菌，皮肤破损较深的患者，应及时清洗伤口并到医院注射破伤风抗毒血清。(√) (6)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。(×) 提示：剧烈运动时，氧气供应不足，机体可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，但主要以有氧呼吸供能为主。 1.O2浓度影响细胞呼吸的曲线分析 (1)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不一样多，理由是根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以看出，当有氧呼吸和无氧呼吸生成的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。 (2)在保存蔬菜、水果时，应选择R点对应的O2浓度，理由是此时总CO2生成量最少，有机物的损耗最少。 (3)低氧环境下，有机物消耗少的原因是在低氧条件下，无氧呼吸受到抑制，呼吸强度较弱，有氧呼吸因氧气不足，呼吸强度也比较弱，故总的CO2生成量少，呼吸强度弱，消耗有机物少。 2.种子萌发时吸水和细胞呼吸方式的变化曲线 (1)在种子萌发的第Ⅰ阶段，由于细胞吸胀吸水，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)。 (4)O2吸收量超过CO2释放量的原因是细胞呼吸的底物不只是糖类，还有脂肪等。 题组一　细胞呼吸的影响因素 1.(2024·河南郑州三模)为探究温度对绿色植物呼吸速率的影响，某学习小组利用密闭装置进行了相关实验，结果如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列叙述错误的是(　　) A.实验过程中，该装置需要置于黑暗条件下 B.与10 ℃相比，20 ℃时呼吸速率大，原因是相关酶活性高 C.在t1时只进行有氧呼吸，葡萄糖直接在线粒体中被利用 D.20 ℃条件下，在t3时，丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 解析：选C。绿色植物在光照条件下能进行光合作用，故实验过程中，该装置需要置于黑暗条件下，避免光合作用的影响，A正确；温度会影响呼吸酶的活性，与10 ℃相比，20 ℃时呼吸速率大，原因是相关酶活性高，B正确；葡萄糖在细胞质基质中被氧化分解，不能直接进入线粒体中被利用，C错误；绿色植物处于密闭装置中，20 ℃条件下，在t3时，细胞主要进行的是无氧呼吸，故丙酮酸主要在细胞质基质中被利用，D正确。 2.(2024·江西南昌模拟)呼吸作用强度受多种因素的影响。呼吸熵(RQ＝CO2释放量/O2吸收量)可作为描述细胞利用不同底物呼吸过程中O2供应情况的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响，图丙表示某植物非绿色器官在不同氧分压下的呼吸熵。下列说法正确的是(　　) A.由图甲可知，冬季升高室内温度可以提高人体温度，从而明显促进人体呼吸作用 B.若图乙D点开始只进行有氧呼吸，则D点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量一定相等 C.据图丙分析，c点以后呼吸作用强度不再随氧分压的增大而变化 D.综上分析，种子萌发时应在温度适宜、氧气充足的条件下进行 解析：选D。由图甲可知，在一定的温度范围内，温度越高，呼吸速率越快，但人是恒温哺乳动物，外界温度变化，机体可通过自身调节维持体温稳定，A错误；细胞呼吸一般以葡萄糖为底物，但底物也可能是脂肪等其他物质，消耗脂肪时CO2产生量小于O2消耗量，所以若图乙D点开始只进行有氧呼吸，D点后CO2释放量和O2吸收量不一定相等，B错误；RQ＝CO2释放量/O2吸收量，当RQ＝1时，CO2释放量等于O2吸收量，若底物为葡萄糖，则RQ＝1时，说明细胞只进行有氧呼吸，一定范围的氧气浓度下，有氧呼吸强度会随着氧气浓度增加而增加，因此c点以后呼吸作用的强度会随氧分压的增大而变化，C错误；由图可知，适宜的温度、氧气充足的条件下有利于种子萌发，D正确。 题后点击　以脂肪为呼吸底物进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相比，含H量高，含O量低，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。题组二　细胞呼吸的原理及应用 3.(2024·湖北武汉模拟)细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列有关叙述错误的是(　　) A.包扎伤口时，选用透气消毒纱布的主要目的是保证皮肤细胞的有氧呼吸 B.利用粮食和酵母菌，在控制通气的情况下，可以生产出各种酒 C.土壤板结后需要及时松土，目的是促进根细胞的有氧呼吸 D.储存水果、粮食的仓库，往往采取低温、低氧等措施降低有机物的消耗 解析：选A。包扎伤口时，选用透气消毒纱布的主要目的是抑制厌氧微生物的繁殖，A错误；粮食可以为酵母菌呼吸提供底物糖类，酵母菌无氧呼吸可产生酒精，因此，利用粮食和酵母菌，在控制通气的情况下，可以生产出各种酒，B正确；土壤板结后通过及时松土，可增加土壤中的氧气量，这样可促进根细胞的有氧呼吸，进而促进根系对土壤中矿质元素的吸收，促进植物增产，C正确；储存水果、粮食的仓库，往往采取零上低温、低氧等措施降低呼吸速率进而降低有机物的消耗，D正确。 4.(多选)民以食为天，唐朝时就制定了关于粟米储藏年限的法律条文。“诸仓窖贮积者，粟支九年；米及杂种支五年。下湿处，粟支五年；米及杂种支三年。”挖仓窖过程中，窖壁用火烘干后采取草木灰、木板、席、糠、席等五层防潮、保温措施，粮食不易发热、发芽、腐烂。下列叙述正确的是(　　) A.粮食储存应降低湿度来降低其细胞呼吸的强度，减少有机物的损耗 B.有氧呼吸中有机物分解释放的能量大部分以热能的形式散失了 C.仓窖中的低温环境可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性 D.仓窖密封后，有氧呼吸的第一、二阶段可以正常进行，需氧的第三阶段受到抑制 解析：选ABC。细胞内自由水含量多，细胞代谢快，不利于种子储存，因此粮食储存应降低湿度来降低其细胞呼吸的强度，减少有机物的损耗，A正确；有氧呼吸中有机物分解释放的能量大部分以热能的形式散失了，少部分转移到ATP中储存起来，B正确；酶的活性受温度的影响，仓窖中的低温环境可以降低细胞质基质和线粒体中酶的活性，使代谢减慢，C正确；氧气是有氧呼吸的条件，由于氧气的缺乏，有氧呼吸的第三阶段受到抑制，进而有氧呼吸的第一、二阶段也受到抑制，因此仓窖密封后，有氧呼吸的第一、二、三阶段都会受到抑制，D错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　　【高考真题·感悟试做】　　　　　　　　　　　　　　　　　 考向一　无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较 1.(2024·重庆高考)肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH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PC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T细胞的杀伤能力，若环境中存在乳酸，PC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T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[H] 解析：选D。由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A错误；草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B错误；由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC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T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C错误；葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]，分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步，D正确。 2.(2024·广东高考)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是(　　) A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱 C.有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快 D.无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP 解析：选D。有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。 考向二　细胞呼吸的影响因素及其应用 3.(2024·甘肃高考)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 解析：选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.(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：选ABD。种皮会限制O2进入种子，p点是子叶耗氧量下降后突然上升的时间点，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下降，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。 学科网（北京）股份有限公司 $