5.3.1 细胞呼吸的方式与有氧呼吸 （Word学生用书）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中生物必修一（人教版）

本讲义聚焦细胞呼吸的方式与有氧呼吸核心知识点，通过探究酵母菌细胞呼吸方式实验，引导学生区分有氧与无氧呼吸类型，进而结合线粒体结构特点，系统阐述有氧呼吸三个阶段的物质转化与能量变化，构建从实验现象到生理过程的学习支架。 该资料以“实验探究—结构功能—过程分析”为主线，设计对比实验（有氧/无氧条件）培养科学思维，通过装置连接、产物检测等探究活动提升探究实践能力，结合线粒体结构与功能观渗透生命观念。课中辅助教师开展实验教学，课后通过归纳总结和练习题帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第1课时　细胞呼吸的方式与有氧呼吸 1.通过探究酵母菌细胞呼吸的方式，说出细胞呼吸的类型。 2.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构特点，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。 知识点一　探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.实验原理 2.实验步骤 （1）配制酵母菌培养液：酵母菌＋质量分数为5％的　　　　　　。 （2）安装实验装置： 【微思考】　A装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么？ （3）酵母菌细胞呼吸产物检测 ①检测CO2的产生：用澄清石灰水或　　　　　　　　　　。 ②检测酒精的产生：从A、B锥形瓶各取2 mL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0.5 mL溶有0.1 g　　　　　　的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 3.实验现象 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的速度 重铬酸钾—浓硫酸溶液的变化 甲组（有氧） 变浑浊/快 1号试管：无颜色变化 乙组（无氧） 变浑浊/慢 2号试管：　　　　 4.实验结论 （1）酵母菌在　　　　　　条件下都能进行细胞呼吸。 （2）细胞呼吸产物 ①有氧条件：产生　　　　　　。 ②无氧条件：产生　　　　　　　　　　。 1.（教材P91“参考资料”）检测酒精的产生时，由于　　　　也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的　　　　。 2.（教材P92“科学方法”）对比实验是设置两个或两个以上的　　　　，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响的实验，也叫　　　　　　实验。在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中，需要设置有氧和无氧两种条件，它们之间形成相互对照，没有另设对照组，都是实验组。 （1）只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。（　　） （2）根据石灰水变浑浊的程度可以确定CO2产生量的多少。（　　） （3）酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。 （　　） 探究　酵母菌细胞呼吸方式实验 如图甲～丁是探究酵母菌细胞呼吸方式实验中的几套装置，回答有关问题： （1）有氧条件下的装置连接顺序为　　　　　；无氧条件下的装置连接顺序为　　　　。 （2）结合对实验材料的选择和处理，探讨以下问题： ①配制酵母菌培养液时为什么要用新鲜的食用酵母菌？ ②为什么要将葡萄糖溶液煮沸，且冷却到常温后方可加入新鲜的酵母菌？ （3）图丙中质量分数为10％的NaOH溶液的作用是什么？ （4）丁瓶装好后，要过一段时间再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？ （5）本实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么？ 归纳总结 实验操作及目的 实验操作提醒 操作目的 配制培养液时，将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶 ①煮沸：除去其他杂菌，防止其他杂菌的干扰； ②冷却后再加入：防止高温将酵母菌杀死 先通入NaOH溶液再通入酵母菌培养液中 排除空气中CO2对实验结果的干扰 酵母菌培养液封口放置一段时间 让酵母菌将瓶中的O2消耗完，确保其在实验过程中只进行无氧呼吸 1.关于“探究酵母菌细胞的呼吸方式”的实验，下列说法正确的是（　　） A.实验要在黑暗条件下进行，防止产生氧气对呼吸作用造成影响 B.因酵母菌是异养兼性厌氧菌，所以才能成功完成两个对比实验 C.为了使酵母菌有充足的氧气，需要向酵母菌培养液中直接通入空气 D.如果产生的气体使澄清石灰水变浑浊，则酵母菌只进行有氧呼吸 2.生物研究小组利用自制的纤维素水解液（含质量分数为5％的葡萄糖溶液）培养酵母菌并研究其细胞呼吸（如图）。下列叙述正确的是（　　） A.增加甲瓶的酵母菌数量可提高乙醇最大产量 B.乙瓶的溶液由蓝变绿再变黄，表明酵母菌细胞呼吸产生了CO2 C.乙瓶中有气泡产生时即可向甲瓶加入酸性重铬酸钾溶液以检测乙醇生成 D.若增加有氧呼吸的对照实验，除插入通气管外其他处理与本组相同 知识点二　有氧呼吸 1.线粒体的结构和功能 （1）写出图中序号代表的结构名称： ①　　　　　　；②　　　；③　　　　　　；④　　　　　　。 （2）与有氧呼吸有关的酶分布在：　　　　　（填图中序号）。 （3）线粒体的功能：进行有氧呼吸的　　　　。 提醒：真核细胞的有氧呼吸必须有线粒体参与，原核细胞无线粒体也能进行有氧呼吸（如蓝细菌、醋酸杆菌等）。 2.有氧呼吸 （1）有氧呼吸最常利用的物质是　　　　，其化学反应式可以简写成：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）过程：可概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的　　　　　　催化。 （3）概念：指细胞在　　　　的参与下，通过　　　　的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生　　　　　　　　，释放能量，生成大量　　　　的过程。 （4）有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点 ①有氧呼吸过程　　　　。 ②有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应　　　　　　。 ③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在　　　　中。 1.（教材P93“相关信息”）[H]是一种十分简化的表示方式。这一产生[H]的过程主要是指　　　　　　　　　　　　　　　转化成　　　　　　　　　　　　。 2.（教材P93“思考·讨论”）有氧呼吸过程中的能量转化 （1）真核细胞都能进行有氧呼吸。（　　） （2）有氧呼吸全部在线粒体中进行。（　　） （3）有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。（　　） （4）氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。（　　） （5）有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。（　　） 探究　有氧呼吸过程及物质和能量转化 　资料1：科学家提取了新鲜的动物肝脏组织，研磨离心后获取了细胞质基质（作为A组）和线粒体（作为B组）以及细胞匀浆（其中既有细胞质基质又有线粒体，作为C组）。在有氧条件下进行如下实验，结果如下： 组别 操作 结果 A组 细胞质基质 加入等量葡萄糖 B组 线粒体 C组 细胞匀浆 资料2：超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡，这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能；当把这些小颗粒装上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。 （1）分析资料1，葡萄糖首先在什么位置被分解？ （2）若向资料1三组中加入等量的丙酮酸，请在图示的坐标轴中用“实线”画出丙酮酸含量的变化曲线。 （3）分析资料2，推测囊泡中的小颗粒是什么物质？[H]的氧化发生在线粒体的什么部位？ （4）若在资料1的实验中加入荧光素和荧光素酶，三组实验中荧光强度如何？呼吸作用释放的能量都能被荧光素发光所利用吗？请说明原因。 （5）若用18O标记O2，18O能否出现在产物中的CO2中？若可以，用文字和箭头写出转移途径。 归纳总结 1.有氧呼吸过程中物质和能量的变化 （1）各反应物参与的阶段：葡萄糖参与第一阶段，H2O参与第二阶段，O2参与第三阶段。 （2）各生成物产生的阶段：[H]在第一、二阶段产生，CO2在第二阶段产生，H2O在第三阶段产生。 （3）能量变化的特点：三个阶段都产生能量，但大量的能量在第三阶段产生。 2.有氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路 物质 来源 去路 [H] C6H12O6和H2O 与O2结合生成水 ATP 三个阶段都产生 用于各项生命活动 3.有氧呼吸总反应式剖析 1.如图表示人体肝细胞内有氧呼吸利用葡萄糖的过程示意图，A～D表示物质，①～④表示过程。下列叙述错误的是（　　） A.D物质是氧气，无D物质时仍可发生有氧呼吸第三阶段 B.C物质是NADH，可在细胞质基质和线粒体基质中产生 C.①过程在细胞质基质中进行，需要酶的催化 D.④过程产生的A可以作为过程③的反应物 2.用18O标记葡萄糖的氧原子，追踪其在有氧呼吸过程中的去向。18O转移的途径是（　　） A.葡萄糖→丙酮酸→水 B.葡萄糖→丙酮酸→氧 C.氧→氧→水 D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 1.酵母菌是常见的生物实验材料，下列有关说法错误的是（　　） A.酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌 B.酵母菌进行酒精发酵时只产生酒精，不产生CO2 C.酵母菌有氧呼吸第二阶段消耗H2O，第三阶段产生H2O D.通过对比实验探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式 2.（教材P91“装置图”）某小组欲探究酵母菌在有氧、无氧条件下是否均能产生CO2，提供的实验装置如图，且每套均有数个。下列相关叙述正确的是（　　） A.有氧条件下的装置序号可以是①③② B.该实验的观测指标为澄清石灰水变浑浊的程度 C.无氧条件下的装置序号为④② D.还可用酸性重铬酸钾溶液做本实验的检验试剂 3.（2025·山西怀仁期中）如图表示有氧呼吸的过程。下列关于过程①和过程②的叙述，正确的是（　　） 葡萄糖丙酮酸CO2＋H2O＋能量 A.均需要酶的催化 B.均需要氧气的参与 C.均释放大量能量 D.均在线粒体中进行 4.（2025·山东广饶一中检测）下图是细胞有氧呼吸过程简图，下列说法不正确的是（　　） A.过程①的场所是细胞质基质 B.a代表的是O2，参与有氧呼吸的第三阶段 C.b代表CO2，是有氧呼吸第二阶段产物 D.只有过程①会释放出少量能量，生成少量ATP 5.以下是某细胞有氧呼吸过程简图，A、B表示相关物质，请据图回答： （1）有氧呼吸发生的主要场所是　　　　　（填细胞器名称）。 （2）图中A物质是　　　　　　，B物质是　　　　　　。 （3）图中释放能量最多的是第　　　　　阶段。 （4）在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，若检测到酒精的生成，说明酵母菌进行了　　　　（填“有氧呼吸”或“无氧呼吸”）；检测酒精时应选择的试剂是　　　　　　（填下列序号）。 ①重铬酸钾溶液　②澄清石灰水　③双缩脲试剂 完成课后作业　第5章　第3节　第1课时 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　细胞呼吸的原理和应用 第1课时　细胞呼吸的方式与有氧呼吸 知识点一 主干梳理 1.􀀁真核　􀀂兼性厌氧　􀀃浑浊　􀀄蓝　􀀅绿　􀀆黄　􀀇酸 􀀈灰绿 2.（1）葡萄糖溶液 微思考　提示：保证酵母菌有充足的氧气，以进行有氧呼吸。 （3）①溴麝香草酚蓝溶液　②重铬酸钾 3.出现灰绿色 4.（1）有氧和无氧　（2）①大量CO2　②酒精和少量CO2 边角叩问 1.葡萄糖　葡萄糖 2.实验组　相互对照 概念辨析 （1）×　提示：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均产生CO2。 （2）√ （3）×　提示：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。 重难探究 （1）丙→甲→乙　丁→乙 （2）①提示：新鲜的酵母菌繁殖快，细胞代谢旺盛，实验效果明显。 ②提示：煮沸的目的是杀菌和除去溶液中的氧，冷却到常温的目的是防止高温杀死酵母菌。 （3）提示：NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3和H2O，保证了通入酵母菌培养液的气体中不含CO2，避免对实验结果造成干扰。 （4）提示：丁瓶封口后，锥形瓶内的空气中有氧，酵母菌开始进行有氧呼吸，也产生CO2，所以要过一段时间，等丁瓶中的氧气消耗完以后，再将产生的气体通入澄清石灰水，保证通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。 （5）提示：自变量是O2的有无，因变量为是否有CO2和酒精的产生，无关变量为影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）。 即学即练 1.B　酵母菌细胞不进行光合作用，不会产生O2，故该实验无须在黑暗条件下进行，A错误；因酵母菌是异养兼性厌氧菌，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸，所以才能成功完成两个对比实验，B正确；在有氧呼吸的装置中，应先将空气通入NaOH溶液中，除去空气中的CO2，避免对实验结果的干扰，C错误；无论是有氧呼吸，还是无氧呼吸，酵母菌都能产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，D错误。 2.B　乙醇的最大产量与容器中的葡萄糖溶液的量有关，酵母菌数量影响其达到最大产量所需的时间，A错误；CO2通入溴麝香草酚蓝溶液中，溶液颜色变化为蓝→绿→黄，B正确；用酸性重铬酸钾溶液检测酒精时，应该待实验结束后从甲瓶取出部分液体进行检测，因为葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖，C错误；若增加有氧呼吸的对照实验，需将通气管先通入NaOH溶液，再通入酵母菌培养液，其他处理与本组相同，D错误。 知识点二 主干梳理 1.（1）①线粒体外膜　②嵴　③线粒体内膜　④线粒体基质　（2）③④　（3）主要场所 2.（1）葡萄糖　C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 （2）酶　􀀁细胞质基质　􀀂少量　􀀃线粒体基质　􀀄丙酮酸＋H2OCO2＋[H]　􀀅少量　􀀆线粒体内膜　􀀇大量 （3）氧　多种酶　二氧化碳和水　ATP　（4）①温和　②逐步释放　③ATP 边角叩问 1.氧化型辅酶Ⅰ（NAD＋）　还原型辅酶Ⅰ（NADH） 2.ATP　热能 概念辨析 （1）×　提示：真核细胞不一定都进行有氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞。 （2）×　提示：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行。 （3）√ （4）×　提示：氧气参与有氧呼吸的第三阶段。 （5）×　提示：有氧呼吸的第二阶段消耗水，第三阶段产生水。 重难探究 （1）提示：细胞质基质。 （2）提示： （3）提示：小颗粒是线粒体内膜上的酶。[H]的氧化发生在线粒体内膜上。 （4）提示：A组和C组会出现荧光，C组较强。不能全部被利用，荧光素发光利用的是ATP中的能量，呼吸作用释放的能量只有一部分转化为ATP。 （5）提示：能。18O2→O→C18O2。 即学即练 1.A　D物质是氧气，在无氧条件下，丙酮酸不能进入线粒体基质，无法发生有氧呼吸第三阶段反应，A错误；C物质是NADH，有氧呼吸第一、第二阶段都可产生，场所是细胞质基质和线粒体基质，B正确；①过程为有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行，需要酶的催化，C正确；④为有氧呼吸第三阶段，产生的A是水，可以作为丙酮酸分解过程的反应物，D正确。 2.D　用18O标记葡萄糖的氧原子，追踪其在有氧呼吸过程中的去向。首先葡萄糖被分解成丙酮酸和还原氢，此后丙酮酸进入线粒体中被分解成二氧化碳，可见，18O转移的途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，D正确。 【随堂热练】 1.B　酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，A正确；酵母菌进行酒精发酵时既产生酒精，也产生CO2，B错误。 2.C　空气中的CO2对实验结果有干扰，欲探究酵母菌在有氧条件下能否产生CO2，可将空气通过③装置，使空气中的CO2被吸收，除去CO2的空气通过①装置中的长管为酵母菌有氧呼吸提供O2，①装置中的短管是气体进入②装置的通道，A错误；该实验的目的是探究酵母菌在有氧、无氧条件下是否均能产生CO2，再结合题图可知，观测指标为澄清石灰水是否变浑浊，B错误；④装置可为酵母菌呼吸提供无氧环境，④装置中的玻璃管是气体进入②装置的通道，C正确；CO2还可以用溴麝香草酚蓝溶液来检验，酸性重铬酸钾溶液是用来检测酒精的，D错误。 3.A　有氧呼吸三个阶段的反应都需要酶来催化，A正确；第一阶段（过程①）将葡萄糖分解成两分子丙酮酸，不需要氧气参与，B错误；只有第三阶段中氧气和[H]反应生成水，释放大量能量，C错误；第一阶段（过程①）在细胞质基质中进行，D错误。 4.D　过程①指的是有氧呼吸的第一阶段，场所是细胞质基质，A正确；a与[H]结合，形成H2O，故a代表的是O2，参与有氧呼吸的第三阶段，B正确；H2O与丙酮酸反应生成b和[H]，故b代表CO2，是有氧呼吸第二阶段产物，C正确；过程①会释放出少量能量，生成少量ATP，过程②包括有氧呼吸的第二、第三阶段，该过程中也会产生ATP，且在第三阶段产生大量ATP，D错误。 5.（1）线粒体　（2）CO2　O2　（3）三　（4）无氧呼吸　① 解析：（1）线粒体是有氧呼吸发生的主要场所。（2）分析题图，图中A是CO2，B是O2。（3）有氧呼吸第三阶段释放的能量最多。（4）在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，若检测到酒精的生成，说明酵母菌进行了无氧呼吸；检测酒精时应选择的试剂是酸性重铬酸钾溶液。故选①。 学科网（北京）股份有限公司 $