第3单元 第9课时 细胞呼吸的影响因素、探究细胞呼吸方式的实验拓展(教师用书Word)-【高考领航】2027年高考生物大一轮复习学案（创新版）

该高中生物学高考复习讲义聚焦细胞呼吸影响因素及应用、探究酵母菌呼吸方式实验两大核心考点，按“内部因素-外部因素-实验拓展”逻辑架构知识，通过考点梳理、“液滴移动法”等方法指导、2023山东卷等真题改编训练，系统帮助学生突破难点。 资料以科学思维构建影响因素曲线分析模型，结合探究实践设计实验对照（如用煮熟种子校正物理误差），分层设置考向训练，精准对接高考高频考点，能提升学生实验分析与综合应用能力，为教师把控复习节奏提供有力支撑。

第9课时　细胞呼吸的影响因素、探究细胞呼吸方式的实验拓展 课标 要求 1.细胞呼吸原理的应用。2.实验：探究酵母菌呼吸方式。 考情 分析 考点 考题统计 考频等级 1.细胞呼吸的影响因素及其应用 2025·北京卷，1；2025·重庆卷，13；2025·河南卷，4；2025·云南卷，17；2025·河北卷，14；2024·湖北卷，1；2024·山东卷，16；2024·甘肃卷，3；2023·新课标卷，2；2023·山东卷，4、17 低频 2.探究酵母菌细胞呼吸的方式及拓展应用 2025·浙江6月选考，9；2025·安徽卷，4；2022·重庆卷，12；2022·河北卷，4 高频 考点一　细胞呼吸的影响因素及应用 1．内部因素 2．影响细胞呼吸的外部因素及应用 (1)O2浓度 (2)温度 提醒：自然条件下因温度高而使植物死亡的直接原因是水分蒸发过多造成的水分失衡。 (3)CO2浓度 (4)水分 (1)线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率。(2025·陕晋宁青卷)(√) (2)干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活。(经典高考题)(×) 提示：干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中缺水，特别是缺少自由水，导致细胞代谢强度非常弱，细胞呼吸产生的能量非常少，不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求。 (3)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。(经典高考题)(×) 提示：种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长。 (4)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。(2023·湖南卷)(×) 提示：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。 (2023·山东卷，17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，回答有关问题： (1)甲曲线表示CO2的释放量，乙曲线表示O2吸收量。 (2)O2浓度为b时，该器官进行的细胞呼吸类型是有氧呼吸，理由是在细胞呼吸底物为葡萄糖的情况下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量相等。 (3)O2浓度为b时，葡萄糖消耗速率比O2浓度为a时葡萄糖消耗速率小(填“大”“小”或“一样大”)。 (4)《齐民要术》中记载了利用荫坑贮存葡萄的方法。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①③④。 ①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　②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　③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　④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 考向一　分析影响细胞呼吸的因素 1．(2026·江西南昌模拟)科研人员为探究温度、O2浓度对采收后苹果贮存的影响，进行了相关实验，结果如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．据图分析，苹果贮存的适宜条件是低温和无氧 B．5% O2浓度条件下，苹果细胞产生CO2的场所为细胞质基质 C．20%～30%O2浓度范围内，影响CO2相对生成量的环境因素主要是温度 D．在O2充足的条件下，O2参与反应的场所是细胞质基质和线粒体内膜 解析：C　据图分析，苹果贮存的适宜条件是低温和低氧条件，A错误；5% O2浓度条件下，苹果细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体基质，B错误；20%～30% O2浓度范围内，不同温度条件下CO2的相对生成量达到相对稳定且各不相同，此时影响CO2相对生成量的环境因素主要是温度，C正确；在O2充足的条件下，苹果细胞进行有氧呼吸，O2参与反应的场所是线粒体内膜，D错误。 2．(2024·山东卷，16改编)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。下列说法错误的是(　　) 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：C　由题意可知，种皮会限制O2进入种子，Ⅰ阶段随着子叶耗氧量的增加，种子内O2逐渐减少；Ⅱ阶段子叶耗氧量逐渐减少，说明此阶段供氧不足，种子有氧呼吸速率被限制；Ⅲ阶段子叶耗氧量逐渐增加，说明从p点开始，种皮被破坏，外界O2进入种子，A、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量相等，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。 考向二　细胞呼吸原理在生产生活实践中的应用 3．(2026·湖北宜昌模拟)细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中，下列说法正确的是(　　) A．酸奶制作中先通气后密封，既能加快乳酸菌繁殖又有利于其发酵 B．选用透气性好的“创可贴”，可以保证人体擦伤处细胞的有氧呼吸 C．连续阴天，大棚中适时、适当补光或降温，可保证作物不减产 D．无氧和零上低温有利于蔬菜贮存，原理都是降低细胞呼吸速率 解析：C　乳酸菌为严格厌氧菌，其繁殖和发酵均需在无氧条件下进行，先通气会抑制其生长，A错误；透气性好的创可贴可抑制厌氧菌(如破伤风杆菌)的繁殖，但人体擦伤处细胞已受损，无法进行有氧呼吸，B错误；连续阴天导致光照不足，补光可增强光反应，促进光合作用，适当降温可降低呼吸酶活性，减少有机物消耗，从而维持产量，C正确；无氧条件下细胞进行无氧呼吸，虽速率较低但会积累有害物质(如酒精)，不利于贮存，零上低温通过降低酶活性减少呼吸速率，两者原理不同，D错误。 4．(2026·湖北武汉模拟)高强度间歇运动(HIIT)是有氧运动和无氧运动的结合，它和中等强度持续运动(MICT)的减脂效果基本相同。在运动后的恢复期，HIIT呼吸熵(单位时间内呼吸作用CO2释放量和O2吸收量的比值)比MICT低。下列叙述错误的是(　　) A．运动后的恢复期HIIT减脂效果比MICT减脂效果更好 B．HIIT与MICT模式中，有机物氧化分解呼吸熵均恒为1 C．以葡萄糖为底物的有氧呼吸，在线粒体中消耗和产生水 D．以葡萄糖为底物的无氧呼吸，大部分能量留存在有机物中 解析：B　在运动后的恢复期，HIIT呼吸熵比MICT低，说明前者消耗的氧气更多，因而此时消耗了大量的脂肪，减脂效果好，A正确；HIIT与MICT模式中，有机物葡萄糖氧化分解呼吸熵为1，而氧化分解脂肪的呼吸熵小于1，B错误；以葡萄糖为底物的有氧呼吸，在线粒体中消耗和产生水，即线粒体基质中进行的有氧呼吸第二阶段消耗水，在线粒体内膜上进行的有氧呼吸第三阶段产生水，C正确；以葡萄糖为底物的无氧呼吸，只是释放了很少的一部分能量，其中大部分能量留存在有机物乳酸中，D正确。 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式以及实验拓展 1．实验原理 2．实验思路——对比实验 3．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：C→A→B(或C→B→A→B)；无氧条件下的装置序号：D→B。 (2)装置中C瓶的作用是吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰；B瓶中澄清的石灰水还可用溴麝香草酚蓝溶液代替。 (3)若要检测无氧呼吸时是否有酒精生成，应用酸性重铬酸钾溶液，现象是溶液颜色变为灰绿色。 (4)D瓶应封口放置一段时间后，再连通B瓶，其原因是确保通入B瓶的CO2是由酵母菌无氧呼吸所产生的。 4．实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度高/快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度低/慢 出现灰绿色 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，在无氧条件下产生酒精和CO2。 (1)橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色。(2025·安徽卷)(√) (2)无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖。(经典高考题)(√) (3)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。(经典高考题)(√) (4)酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体。(×) 提示：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。 (5)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。(×) 提示：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。 某同学利用“液滴移动法”探究酵母菌细胞呼吸的方式，请回答有关问题： (1)若装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴不动，则说明酵母菌进行的细胞呼吸类型是有氧呼吸。 (2)若装置一中的红色液滴不移动，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌进行的细胞呼吸类型是无氧呼吸。 (3)若装置一中的红色液滴左移，装置二中的红色液滴右移，则说明酵母菌进行的细胞呼吸类型是有氧呼吸和无氧呼吸。 (4)若用萌发的种子代替酵母菌，利用“液滴移动法”探究萌发种子细胞呼吸的方式： ①请完善下列表格内容： 实验现象 细胞呼吸类型 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 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乳酸的无氧呼吸 ②由于环境变化也会影响液滴移动，为使实验结果准确，除减少无关变量的干扰，应如何设置对照实验：再设置对照装置三，用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。 [思维升华]　种子萌发时呼吸速率的测定 (1)实验装置 (2)指标及原理 ①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。 ②原理：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。单位时间内着色液滴左移的距离即表示呼吸速率。 (3)物理误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物的细胞呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。 ③为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将发芽的种子煮熟)，其他条件均不变。 考向一　探究酵母菌细胞呼吸的方式实验分析 1.(2025·浙江6月选考，9)某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。下列叙述正确的是(　　) A．装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B．有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精 D．若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3∶1 解析：C　本实验研究酵母菌的细胞呼吸方式，有氧气或无氧气是实验的自变量，而不是无关变量，A错误；有氧组因为氧气仅满足部分葡萄糖氧化分解，所以既进行有氧呼吸(产生CO2的场所是线粒体基质)，又进行无氧呼吸(产生CO2的场所是细胞质基质)，无氧组只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，B错误；有氧组虽然进行有氧呼吸，但也进行无氧呼吸(因为氧气不足)，无氧呼吸会产生酒精，无氧组进行无氧呼吸，也产生酒精，所以有氧组和无氧组均能检测到酒精，C正确；有氧呼吸时，1分子葡萄糖产生6分子CO2，无氧呼吸时，1分子葡萄糖产生2分子CO2，由于有氧组同时进行有氧和无氧呼吸，所以有氧组产生的CO2量比仅进行有氧呼吸时少，那么有氧组和无氧组产生CO2的比值会小于6∶2＝3∶1，D错误。 2．(2026·安徽黄山模拟)下图是某同学设计的“探究酵母细胞呼吸的方式”实验装置图，甲与乙中是含有酵母菌的葡萄糖溶液，①②③④号试管加入适量水后再滴加2滴溴麝香草酚蓝溶液，用来鉴定CO2。对此实验的结果、分析与评价的表述，错误的是(　　) A．丙试管与乙试管相连，其作用是为乙试管提供充足的氧气 B．应在甲试管中加1 mL石蜡油，制造无氧环境 C．为了适当简化装置，可以将图中的②号或④号试管除去 D．①号试管与③号试管相比，出现黄色的时间要短 解析：D　丙试管与乙试管相连，其作用是为乙试管提供充足的氧气，有利于酵母菌进行有氧呼吸，A正确；应在甲试管中加1 mL石蜡油，制造无氧环境，有利于酵母菌进行无氧呼吸，B正确；为了适当简化装置，可以将图中的②号或④号试管除去，C正确；酵母菌有氧呼吸释放的二氧化碳要比无氧呼吸释放的二氧化碳多，故①号试管与③号试管相比，出现黄色的时间要长，D错误。 考向二　探究生物细胞呼吸方式和测定呼吸速率 3．(2026·云南昭通模拟)在科学研究中常用呼吸熵(RQ＝放出的二氧化碳的量/吸收的氧气的量)反映细胞呼吸的底物类型和呼吸方式。如图是测定某作物种子呼吸熵的装置，下列有关分析错误的是(　　) A．若测得甲、乙装置红墨水滴向左移动的距离分别为200 mm和30 mm，则该种子的RQ＝1.15 B．花生种子比小麦种子RQ值低的原因是花生种子中含的H比例比小麦高 C．当甲装置中红墨水滴左移，乙装置中红墨水滴右移时，种子的RQ>1 D．当甲装置中红墨水滴不动，乙装置中红墨水滴右移时，说明种子只进行无氧呼吸 解析：A　由图示可知，甲装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量”，乙装置中红墨水滴向左移动的距离代表“吸收的氧气的量－放出的二氧化碳的量”，因此该种子的RQ＝(200－30)/200＝0.85，A错误；与含淀粉多的小麦种子相比，花生种子中脂质含量高，即H的含量更高，因此细胞呼吸需要吸收的氧气更多，RQ值更低，B正确；当甲装置中红墨水滴左移，乙装置中红墨水滴右移时，说明作物种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，放出的二氧化碳的量多于吸收的氧气的量，故种子的RQ值大于1，C正确；当甲装置中红墨水滴不动(表明不吸收氧气)，乙装置中红墨水滴右移时(表明释放了二氧化碳)，说明种子只进行无氧呼吸，D正确。 一、基础落实 1．判断有关表述的正误 (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。(必修1 P95思考·讨论)(×) 提示：早期通气可使酵母菌在有氧条件下大量增殖。 (2)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。(必修1 P95思考·讨论)(×) 提示：水果保鲜需在低氧条件下。 (3)慢跑时，氧气供应不足，肌细胞主要进行无氧呼吸产生乳酸。(必修1 P95思考·讨论)(×) 提示：慢跑时，氧气供应不足，肌细胞通过无氧呼吸补充，主要进行的仍为有氧呼吸。 (4)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。(必修1 P95思考·讨论)(√) 2．(必修1 P95思考·讨论)简述包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料的优点：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。 3．(必修1 P96拓展应用1)松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响：松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能致局部大气CO2浓度上升。 二、高考演练 1．(2025·北京卷，1)2025年，国家持续推进“体重管理年”行动。为践行“健康饮食、科学运动”，应持有的正确认识是(　　) A．饮食中元素种类越多所含能量越高 B．饮食中用糖代替脂肪即可控制体重 C．无氧运动比有氧运动更有利于控制体重 D．在生活中既要均衡饮食又要适量运动 解析：D　饮食中，并非元素种类越多所含能量越高，A不符合题意。细胞中的糖类和脂质是可以相互转化的，饮食中用糖代替脂肪，过多的糖类会转变成脂肪，不利于控制体重，B不符合题意。无氧运动(如短跑)主要消耗糖原，而有氧运动(如慢跑)能持续分解脂肪供能，更有利于减脂和控制体重，C不符合题意。在生活中既要均衡饮食又要适量运动，D符合题意。 2．(2025·重庆卷，13)在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是(　　) A．可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B．有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C．在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D．在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 解析：A　氧气消耗速率只能代表某一时刻氧气的消耗量，无法计算出ATP的生成总量，A错误；有氧呼吸第三阶段消耗氧气，场所在线粒体内膜，B正确；在t1时，凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等，凋亡组ATP生成速率大于坏死组，因此凋亡组无氧呼吸产生的乳酸多，C正确；在t2时，凋亡组氧气消耗速率大于坏死组，因此凋亡组产生的CO2比坏死组多，D正确。 3．(2025·云南卷，17)不当施肥、人为踩踏、大型农业机械碾压等因素均会导致土壤结构破坏，如土壤紧实等。为研究土壤紧实对植物生长发育的影响，研究人员分别用压实的土壤(压实组)和未压实的土壤(疏松组)种植黄瓜，得到黄瓜根系中苹果酸和酒精含量数据如表。 组别 苹果酸/(μmol·g－1) 酒精/(μmol·g－1) 压实组 0.271±0.005 6.114±0.013 疏松组 0.467±0.004 2.233±0.040 回答下列问题： (1)本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为____________(填“有氧”或“无氧”)呼吸的中间产物。 (2)相较于疏松组，压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强，依据是______________________________，为维持根系细胞正常生命活动，压实组消耗的有机物总量更__________(填“多”或“少”)，原因是______________；根吸收水分的能力减弱，叶片气孔____________，光合作用______________阶段首先受抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。 (3)为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有__________________(答出2点即可)。 解析：(1)有氧呼吸的第二阶段发生在线粒体基质中，本实验中苹果酸主要在根系细胞的线粒体基质中生成，由此可推测，其为有氧呼吸的中间产物。(2)相较于疏松组，压实组黄瓜根系中酒精含量更高，而酒精是植物细胞无氧呼吸的产物，所以压实组黄瓜根系的无氧呼吸更强。为维持根系细胞正常生命活动，由于压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放的能量较少，为获得足够能量维持生命活动，压实组消耗的有机物总量更多。根吸收水分的能力减弱，叶片气孔关闭，二氧化碳进入减少，光合作用暗反应阶段首先受抑制，有机物合成减少。最终导致有机物积累减少，黄瓜生长缓慢。(3)为解决土壤紧实的问题，可以采取的措施有合理施肥，避免不当施肥导致土壤结构破坏；适度翻耕，疏松土壤；减少大型农业机械的不必要碾压等。 答案：(1)有氧　(2)压实组黄瓜根系中酒精含量更高　多　压实组无氧呼吸强，无氧呼吸释放能量少　关闭　暗反应　(3)合理施肥、适度翻耕、减少大型农业机械的不必要碾压等 学科网（北京）股份有限公司 $