2027届高考生物人教版一轮复习导学案必修一专题五细胞呼吸

该高中生物学高考复习学案系统梳理了细胞呼吸的核心考点，涵盖探究酵母菌呼吸方式、呼吸过程与类型、影响因素及应用，通过实验原理分析、过程对比表格、归纳提升等构建知识网络，引导学生从实验探究到机理理解再到实际应用，形成层次分明的认知体系。 亮点在于自主诊断与科学思维培养，开篇设置考向真题（如丙酮酸转运、运动供能题）帮助学生定位薄弱点，对比实验分析、能量去路归纳等任务强化结构与功能观，每个考点配反思总结表，学生可个性化梳理，教师通过学情精准指导，有效提升备考实效与自主复习能力。

呼吸作用 ] 姓名： 2027高考专题 1 学科网（北京）股份有限公司 细胞呼吸的原理和应用 考点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1．实验原理 2．实验思路——对比实验 [提醒]　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：①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素示踪法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验；④探究温度(pH)对酶活性的影响。 3．实验步骤 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。 (2)检测CO2产生量的装置如图所示。 (3)检测酒精的产生 考点二　细胞呼吸的方式与过程 1．有氧呼吸 (1)概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把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，生成大量ATP的过程。 (2)过程 (3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向) (4)能量的去路与特点 ①释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中。 ②特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。 2．无氧呼吸 (1)概念：无氧呼吸是指细胞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)不同生物无氧呼吸产物类型及原因 (4)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。 [归纳]　 (1)无氧呼吸在能量供应中的意义 ①生物在缺氧环境下，可以通过无氧呼吸释放少量能量维持生命活动。 ②无氧呼吸产生ATP的速度非常快，可以使肌肉在短暂的剧烈活动期间获得所需能量。 (2)长时间无氧呼吸对植物的危害 ①无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞中的蛋白质变性。 ②利用葡萄糖进行无氧呼吸释放的能量很少，植物要维持正常的生命活动就要消耗更多的有机物。 3．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 [归纳提升]　细胞呼吸方式的判断 4．细胞呼吸的概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 5．细胞呼吸的生物学意义 (1)提供了生物体生命活动所需的大部分能量。 (2)是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 考向 1. 丙酮酸是糖代谢过程的重要中间物质。丙酮酸转运蛋白（MPC）运输丙酮酸通过线粒体内膜的过程如下图。下列叙述错误的是（） A． MPC 功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加 B． 丙酮酸根,H+共同与 MPC 结合使后者构象改变 C． 线粒体内外膜间隙 pH 变化影响丙酮酸根转运速率 D． 线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 答案：D 解析:选项 A正确.丙酮酸依靠 MPC 转运进入线粒体参与有氧呼吸。若 MPC 功能减弱，进入线粒体的丙酮酸减少；动物细胞中丙酮酸更多在细胞质基质进行无氧呼吸生成乳酸，乳酸积累增多。选项 B正确.该转运属于协同转运：丙酮酸根与H+共同结合 MPC，引发载体蛋白空间构象改变，完成跨膜运输。选项 C正确.H+顺浓度梯度内流为丙酮酸根转运提供驱动力；膜间隙 pH 改变直接改变H+浓度梯度，进而影响丙酮酸根转运速率。选项 D错误.丙酮酸根的转运依赖MPC 载体蛋白，存在载体饱和效应。 当载体全部被结合后，即便继续增大线粒体内膜两侧丙酮酸根浓度差，转运速率也不再上升。因此转运速率不会随浓度差持续增大而一直升高。补充背景：这是继发性主动运输，动力来自H+电化学梯度，不只取决于丙酮酸自身浓度差，同时载体有限，存在饱和现象。 2.剧烈运动过程中，骨骼肌细胞有氧呼吸供能占比随运动时间变化趋势如图。下列叙述错误的是 A.60s时，肌细胞的无氧呼吸产生乳酸 B.78.6s时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等 C.肌细胞水解ATP生成的ADP 可循环利用 D.运动后期，供氧增加促进了线粒体内反应物的彻底氧化 答案：B 2.(2023·全国乙，3)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸 B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程 C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP 答案　C 解析　植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有CO2释放，图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，植物根细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，A正确；a时间之前，根细胞无CO2产生，a～b时间内，根细胞CO2释放速率逐渐升高，存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径的改变来适应缺氧环境的体现，B正确；无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，C错误；酒精的跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。 3．(2023·湖北，6)为探究环境污染物A对斑马鱼生理的影响，研究者用不同浓度的污染物A溶液处理斑马鱼，实验结果如表。据结果分析，下列叙述正确的是(　　) 指标 A物质浓度(μg·L－1) 0 10 50 100 ① 肝脏糖原含量(mg·g－1) 25.0±0.6 12.1±0.7 12.0±0.7 11.1±0.2 ② 肝脏丙酮酸含量(nmol·g－1) 23.6±0.7 17.5±0.2 15.7±0.2 8.8±0.4 ③ 血液中胰高血糖素含量(mIU·mg prot－1) 43.6±1.7 87.2±1.8 109.1±3.0 120.0±2.1 A.由②可知机体无氧呼吸减慢，有氧呼吸加快 B．由①可知机体内葡萄糖转化为糖原的速率加快 C．①②表明肝脏没有足够的丙酮酸来转化成葡萄糖 D．③表明机体生成的葡萄糖增多，血糖浓度持续升高 答案　D 解析　有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸的第一阶段都产生丙酮酸，故无法判断有氧呼吸和无氧呼吸的快慢，A错误；由①可知，随着A物质浓度增大，肝脏糖原含量逐渐减少，葡萄糖转化为糖原的速率减慢，B错误；①中肝脏糖原含量减少，②中丙酮酸含量减少，表明细胞呼吸减弱，葡萄糖分解为丙酮酸减少，C错误；③血液中胰高血糖素含量增多，通过增加肝糖原分解等使血糖浓度持续升高，D正确。 4.(金典高考题)某油料作物种子中脂肪含量为种子干重的70%．为探究该植物种子萌发过程中干重及脂肪的含量变化，某研究小组将种子置于温度、水分（蒸馏水）、通气等条件适宜的黑暗环境中培养，定期检查萌发种子（含幼苗）的脂肪含量和干重，结果表明：脂肪含量逐渐减少，到第11d时减少了90%，干重变化如图所示。 回答下列问题： （1）为了观察胚乳中的脂肪，常用　 　染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见　 　色的脂肪微粒。 （2）实验过程中，导致萌发种子干重增加的主要元素是　 　（填“C”、“N”或“O”）。 （3）实验第11d后，如果使萌发种子（含幼苗）的干重增加，必须提供的条件是　 　和　 　。 【解答】解：（1）种子的胚乳贮存营养物质，如果要观察胚乳中的脂肪，常用苏丹Ⅲ（Ⅳ）染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见橘黄色的脂肪微粒。 （2）种子萌发时首先必须进行大分子有机物的水解，这需要种子吸收大量的水分。干重增加应该是脂肪水解时加入的水的质量，故导致萌发种子干重增加的主要元素是氧。 （3）如果使萌发种子（含幼苗）的干重增加，幼苗必须进行光合作用，提供的条件是适宜的光照、所需的矿质元素。 故答案为：（1）苏丹Ⅲ（Ⅳ） 橘黄色（红色）（2）O （3）适宜的光照 所需的矿质元素 考点三　影响细胞呼吸的因素及其应用 1．影响细胞呼吸的主要外部因素及其应用 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 2.影响细胞呼吸的内在因素主要为细胞呼吸酶的数量；另外，ATP浓度可影响有氧呼吸第三阶段的酶活性，ATP浓度高会降低细胞呼吸速率。 考向 1．(2025·宜荆月考)某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，下列说法错误的是(　　) A．甲、乙曲线分别表示CO2释放量和O2吸收量 B．O2浓度由0到b的过程中，无氧呼吸释放CO2的速率逐渐降低 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 答案　D 解析　据图可知，O2浓度为a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C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸C6H12O6∶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0.117，明显比a点时低，所以a点时葡萄糖的消耗速率不是最小，D错误。 2．(2025·湖北多校联考)科研人员为探究温度、O2浓度对采收后苹果储藏的影响，进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．据图分析，苹果储藏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 答案　C 解析　据图分析可知，苹果储藏的适宜条件是低温和低氧，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。 $