第2单元 第12讲 细胞呼吸的影响因素及其应用(教参Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（多选）

该高中生物学讲义围绕细胞呼吸的影响因素及应用核心考点，按知识体系、核心素养、必备知识复盘与关键能力提升的逻辑架构整合内容，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节，帮助学生构建影响因素分析模型，突破原理应用难点，体现复习的系统性与针对性。 讲义突出科学思维与科学探究素养培养，如通过O₂浓度对细胞呼吸影响曲线分析构建模型，设计酵母菌呼吸方式探究实验提升探究能力。设置分层练习与真题研析，确保高效突破考点，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第12讲　细胞呼吸的影响因素及其应用 知识体系——定内容 核心素养——定能力 科学 思维 通过构建模型分析影响细胞呼吸的因素，培养模型构建的科学思维能力 科学 探究 通过“探究酵母菌细胞呼吸的因素”实验，掌握对生物学问题进行初步探究的能力 社会 责任 通过分析细胞呼吸的原理在生产生活中的应用，养成关注社会的责任意识 考点　细胞呼吸的影响因素及应用 [必备知识·复盘] 1．内部因素 2．外部因素 1．豌豆干种子吸水萌发过程中，子叶耗氧量两次下降，第一次下降的原因是种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸。(2024·山东高考，16B改编)(√) 2．内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。(√) 3．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。(×) 1．(必修1 P95“思考·讨论”)包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”的优点是什么？ 答案：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。 2．(必修1 P95“正文”) 密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等，其原因是什么？ 答案：密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 3．(情景探究)为研究温度的变化对储藏器官细胞呼吸的影响，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 ℃)条件下储藏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，其原因是什么？ 答案：温度降低导致酶的活性下降，细胞呼吸产生的CO2减少。 (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。 答案：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 ℃条件下细胞呼吸提供更多的底物，细胞呼吸较之前20 ℃时强。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过影响细胞呼吸的因素考查信息提取能力、理解能力　 1．(不定项)(2023·山东卷，17) 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 解析：：BC　[据图分析，甲曲线表示CO2释放量，乙曲线表示O2吸收量。O2浓度为0时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸；图中O2浓度为a时，CO2的释放量大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时的氧浓度。分析题意可知，图中横坐标是O2浓度，据图可知，当O2浓度为0时，甲曲线仍有释放，说明甲表示CO2的释放量，乙表示O2吸收量，A错误；O2浓度为b时，两曲线相交，说明此时O2的吸收量和CO2的释放量相等，细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时植物只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B正确；O2浓度为0时，植物只进行无氧呼吸，O2浓度为a时，植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，O2浓度为b时，植物只进行有氧呼吸，故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，C正确；D.据图可知，氧气浓度为a时，二氧化碳的释放量约为0.6，包括有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳总量，此时氧气的消耗约为0.3，据此推知，有氧呼吸消耗的葡萄糖约为0.05，无氧呼吸释放的二氧化碳＝0.6－0.3＝0.3，据反应式可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖＝0.15，则a点消耗的葡萄糖总量＝0.05＋0.15＝0.2；b点时植物只进行有氧呼吸，此时氧气的消耗与二氧化碳的产生量均约为0.7，可计算得出此时葡萄糖的消耗速率＝0.7/6≈0.12，小于a点消耗量，D错误。] 　O2浓度对细胞呼吸的影响曲线 (1)A点时，O2浓度为零，细胞进行无氧呼吸。 (2)O2浓度为0～10%时，随O2浓度的升高，无氧呼吸速率减慢；O2浓度为10%时，无氧呼吸停止。 (3)O2浓度在0～20%时，随O2浓度升高，有氧呼吸速率逐渐增强。 (4)随O2浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。 (5)O2浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。 ◆[提升点2]　通过细胞呼吸原理的应用，考查社会责任　 2．(2023·新课标卷)我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。生产和生活中常采取的一些措施如下。 ①低温储存，即果实、蔬菜等收获后在低温条件下存放。 ②春化处理，即对某些作物萌发的种子或幼苗进行适度低温处理。 ③风干储藏，即小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏。 ④光周期处理，即在作物生长的某一时期控制每天光照和黑暗的相对时长。 ⑤合理密植，即栽种作物时做到密度适当，行距、株距合理。 ⑥间作种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同的作物。 关于这些措施，下列说法合理的是(　　) A．措施②④分别反映了低温和昼夜长短与作物开花的关系 B．措施③⑤的主要目的是降低有机物的消耗 C．措施②⑤⑥的主要目的是促进作物的光合作用 D．措施①③④的主要目的是降低作物或种子的呼吸作用强度 解析：：A　[①果实、蔬菜低温存放是为了降低呼吸作用强度；②春化处理可以促进某些植物的开花；③风干处理后，减少了种子的水分从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，且抑制微生物的生长繁殖，延长储藏时间；④通过对光周期的处理可以调节植物的开花时间；⑤合理密植可以充分利用光照，提高光合作用效率；⑥间作种植可以提高土地利用率。综上可知，A选项正确。] 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 3．我国劳动人民在漫长的历史进程中，积累了丰富的生产、生活经验，并在实践中应用。下列对生产和生活中的一些经验措施涉及的有关原理的分析，不合理的是(　　) 选项 经验措施 原理分析 A 果实、蔬菜等低温储存 低温降低酶活性，呼吸作用减弱，减少了有机物消耗 B 种子晒干后储藏 主要减少自由水含量，降低呼吸作用强度 C 喜阴喜阳的农作物间行种植 提高农作物的光能利用率，使农作物增产 D 增施农家肥提高农作物产量 植物吸收农家肥中的有机物，提高光合作用速率 解析：：D　[低温条件下酶的活性低，呼吸作用减弱，减少了有机物消耗，因此果实、蔬菜等应低温储存，A正确；自由水与结合水的比值高时，细胞代谢旺盛，种子晒干后储藏可以减少自由水，从而减弱细胞呼吸，降低有机物的消耗，B正确；间行种植，即同一生长期内，在同一块土地上隔行种植两种高矮不同(喜阳喜阴)的作物，主要目的是提高光能利用率，使农作物增产，增加经济效益，C正确；增施农家肥可以通过微生物的分解作用，将农家肥分解产生无机盐，增大CO2浓度，提高作物的光合作用速率，植物不能直接吸收有机物，D错误。] 探究实践五　探究酵母菌细胞呼吸的方式　　对应学生P63 1．实验原理 2．实验流程 (1)酵母菌培养液的配制：取　20　 g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A(500 mL)和锥形瓶B(500 mL)中。分别向瓶中注入　240　 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。 (2)组装实验装置 ①有氧条件装置 ②无氧条件装置 (3)细胞呼吸产物的检测 ① ②酒精的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成　灰绿色　。 　细胞呼吸材料的选择和处理 (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，为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。 (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干扰。 1．在探究酵母菌的呼吸方式的实验过程中，研究无氧呼吸的装置在开始时溴麝香草酚蓝溶液不变色的原因是什么？ 答案：瓶内在进行有氧呼吸，消耗的氧气和产生的CO2相等，并没有CO2排到溴麝香草酚蓝溶液中。 2．实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？ 答案：此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。 3．当培养液中CO2相对含量不变时，不确定培养液中葡萄糖是否耗尽，请设计一个实验方案，以探究培养液中葡萄糖是否耗尽，请写出实验的基本思路。 答案：取适量的培养液，用斐林试剂检测培养液中是否含有还原糖。 1．为探究酵母菌细胞呼吸的方式，某研究小组利用图中a、b、c、d装置进行实验。下列有关叙述错误的是(　　) a　　　　b　　　　c　　　 d A．探究无氧呼吸时d装置组装后应立即连接b装置观察现象 B．可用溴麝香草酚蓝溶液替代b瓶判断酵母菌是否产生CO2 C．探究有氧呼吸可以选择的装置及连接顺序为c→b→a→b D．取d瓶液体加入酸性重铬酸钾可用于检测是否有酒精产生 解析：：A　[探究无氧呼吸时d装置组装后应封口放置一段时间，消耗完装置中原有的氧气后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶b，A错误；CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，因此可用溴麝香草酚蓝溶液替代b瓶判断酵母菌是否产生CO2，B正确；需氧呼吸需要消耗氧气，产生二氧化碳，故若探究需氧呼吸可选择的装置及连接顺序为c(除去空气中的二氧化碳)→b(检测空气中的二氧化碳是否除净)→a→b(检测二氧化碳)，C正确；d装置中酵母菌进行无氧呼吸可产生酒精，鉴定酒精时，从d瓶中取少许培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化来判断有无酒精产生，D正确。] 2．某研究小组通过检测密闭装置的气压变化来探究酵母菌的细胞呼吸类型，实验设计如图所示。关闭活栓后，U形管右侧液面高度变化反映瓶中气体体积变化，实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化(忽略其他原因引起的气体体积变化)。下列相关叙述错误的是(　　) 　 　　　　甲组　　　　　　　　乙组 A．甲组中物质X为5 mL蒸馏水，为校正误差需增设丙组：将甲组酵母菌换成死酵母菌 B．若甲组右侧液面下降，乙组右侧液面上升，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 C．若甲组右侧液面下降，乙组右侧液面不变，说明酵母菌进行产酒精的无氧呼吸 D．若甲组右侧液面不变、乙组右侧液面升高，c瓶中加入酸性重铬酸钾后溶液呈灰绿色 解析：：D　[甲组中物质X为5 mL蒸馏水，该装置中若只进行有氧呼吸，则右侧液面高度不会发生变化，若只进行无氧呼吸，则会引起右侧液面下降，而乙组中由于二氧化碳被NaOH吸收，因而气压下降，若进行有氧呼吸会使右侧液面上升，若进行无氧呼吸，则右侧液面不会发生改变，结合两图中的液面变化可确定酵母菌呼吸类型，实验中为校正误差需增设丙组：将甲组酵母菌换成死酵母菌，其他条件同甲组，A正确；结合A项分析可知，若甲组右侧液面下降，则说明此时酵母菌进行无氧呼吸，同时乙组右侧液面上升，说明此时酵母菌进行了有氧呼吸，综合分析可知酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，B正确；若甲组右侧液面下降，则说明此时酵母菌进行无氧呼吸，同时乙组右侧液面不变，说明酵母菌进行产酒精的无氧呼吸，C正确；若甲组右侧液面不变，说明进行的是有氧呼吸，同时乙组右侧液面升高，说明酵母菌进行有氧呼吸，综合分析可知，此时酵母菌只进行有氧呼吸，因此，c瓶中加入酸性重铬酸钾后溶液不会出现灰绿色，D错误。] [真题研析]——浸润素养 [例]　(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 [关键信息点] ① 种子萌发实验中子叶耗氧量代表有氧呼吸的强度 ② 乙醇脱氢酶活性代表无氧呼吸的强度 解析：：ABD　[由题图可知，p点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，为加强无氧呼吸提供能量，B正确；Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。] [真题品悟]——厚积素养 [考向1]　细胞呼吸的影响因素　 1．(2025·河南卷)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 解析：：B　[酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中，催化的反应不需要消耗氧气，需要消耗水和丙酮酸，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，故低温抑制酶Ⅰ的活性，有氧呼吸的第二阶段减慢，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少，有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段，C错误；酶Ⅰ活性与甜菜根重呈正相关，在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸，生成ATP减少，细胞生长发育活动受抑制，减少甜菜产量，D错误。] [考向2]　探究酵母菌细胞呼吸的方式　 2．(2025·浙江6月卷)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。所以有氧组产生CO2的场所是线粒体基质和细胞质基质，无氧组是细胞质基质，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。] [考向3]　细胞呼吸在生产和生活中的应用　 3．(2025·北京卷)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　[饮食中的能量主要取决于有机物(糖类、脂肪、蛋白质)的含量，而非元素种类。例如，脂肪仅含C、H、O三种元素，但单位质量供能最高。元素种类多与能量无关，A错误；糖类和脂肪均可供能，但脂肪储能更高。若用糖代替脂肪但总热量未减少，反而可能因糖分解快导致饥饿感增强，且过量糖会转化为脂肪储存，B错误；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，更利于减脂和控制体重，C错误；均衡饮食保证营养全面，适量运动促进能量消耗，二者结合是科学控制体重的关键，D正确。] 4．(2025·江西卷)体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别的超重和肥胖是导致心脑血管疾病、糖尿病和部分癌症等慢性病的重要危险因素。国家卫生健康委员会等16部门启动了“体重管理年”活动。从机体能量代谢的角度分析，下列叙述错误的是(　　) A．有氧运动可加速新陈代谢，促进脂肪进入线粒体分解 B．高脂饮食易破坏能量平衡，导致脂肪积累而发生肥胖 C．低脂饮食可减少能量摄入，有氧运动可促进能量消耗 D．有氧运动能够避免肌细胞进行无氧呼吸产生大量乳酸 解析：：A　[脂肪需先分解为甘油和脂肪酸，脂肪酸进入线粒体氧化分解，而非直接以脂肪形式进入线粒体，A错误；高脂饮食提供过量能量，若摄入＞消耗，多余能量以脂肪形式储存，导致肥胖，B正确；低脂饮食减少能量摄入，有氧运动增加能量消耗，符合能量平衡原理，C正确；有氧运动中氧气充足，肌细胞主要进行有氧呼吸，避免无氧呼吸产生大量乳酸，D正确。] 学科网（北京）股份有限公司 $