第9讲 细胞呼吸的原理和应用课件——2026-2027学年高三一轮复习人教版生物学必修一

第9讲　细胞呼吸的原理和应用 SHENG WU XUE 01 02 细胞呼吸的方式及过程 探究酵母菌细胞呼吸的方式 细胞呼吸的影响因素及应用 03 考点 考点分类 命题规律 2026 2025 2024 考点01 细胞呼吸的方式和过程 2026·云南卷 2026·四川卷 2026·安徽卷 2025·江西卷1 2025·贵州卷 2025·河北卷 2024·江西卷4　 2024·重庆卷 2024·安徽卷 考点03 细胞呼吸的影响因素及应用 2026·四川卷 2026·广东卷 2025·江西卷 2025·福建卷 2025·河南卷 2024·湖北卷 2024·甘肃卷 命题规律·考情解读 考情・靶向定位 对标素养，研判高考命题趋势 考情・靶向定位 考情分析 1．从命题题型与内容看，高考对细胞呼吸的考查融合选择题与非选择题，侧重基础知识迁移与综合分析能力。选择题：聚焦概念辨析（如呼吸方式判断、实验装置原理、底物消耗与气体变化关系）、曲线分析（O₂浓度、温度变化曲线）、情境判断（如马拉松运动、果蔬储存条件选择）；非选择题：依托生命情境（考查细胞呼吸过程的物质能量转化逻辑、实验设计与结果分析能力。 2．命题情境覆盖：酵母菌呼吸实验酿酒、种子储藏及果蔬保鲜、农业种植、人体运动、病毒代谢、原核生物有氧呼吸、减肥药物线粒体内膜机制。核心考查方向：细胞呼吸场所、物质与能量变化、、环境因素曲线分析、生产实践应用、特殊细胞呼吸特例 课标要求 明确目标 1.阐明细胞呼吸的概念、本质、类型（有氧呼吸与无氧呼吸）及基本过程；（生命观念） 2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的场所、物质变化（葡萄糖→丙酮酸→CO2/H2O 或 乳酸/酒精）、能量变化；（生命观念） 3. 通过“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，掌握对生物学问题进行初步探究的能力。 探究“温度/pH对细胞呼吸速率的影响”等实验，设计实验方案、分析结果得出结论；（科学探究、科学思维） 4. 结合实际分析细胞呼吸原理在种子萌发、果蔬保鲜、农业生产等过程中的作用，关注社会生产。（社会责任） 考点一 细胞呼吸的方式及过程 基础·精细梳理 疑难·精准突破 典例·精心深研 二、有氧呼吸 1.概念 指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。 氧 彻底氧化分解 CO2和H2O 能量 大量ATP 酶 细胞质基质、线粒体（主要场所） 2.场所 真核细胞： 原核细胞： 细胞质基质、细胞膜 脂肪、蛋白质也可以 注意： ①有氧呼吸不一定需要线粒体，如蓝细菌和硝化细菌等原核生物可以进行有氧呼吸，场所在细胞质+细胞膜 ②真核细胞有氧呼吸需要线粒体，无线粒体的真核细胞进行无氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 一、细胞呼吸 是指有机物在细胞内经过一系列的 ，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成 的过程。 1.概念： 氧化分解 ATP 3.意义： 为生物体生命活动提供能量，作为生物体代谢的枢纽 2.类型： 依据是否有O2参与 有氧呼吸 无氧呼吸 必修一P94：细胞呼吸产生的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些物质可以形成葡萄糖或与细胞呼吸中间产物相同。糖类、脂质和蛋白质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来 原因 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 3.过程 细胞质基质 少量能量 线粒体基质 少量能量 线粒体内膜 大量能量 葡萄糖分子不能进入线粒体被氧化分解，先在细胞质基质中分解为丙酮酸。 [H]=NADH(还原型辅酶I) 糖酵解 三羧酸循环 氧化磷酸化 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 ① 有氧呼吸中氧元素的来源和去路： ②有氧呼吸过程中[H]的来源和去路: A. [H]的来源:有氧呼吸的第 阶段 B. [H]的去路：在第 阶段中与 结合形成水 一、二 三 氧气 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 4.有氧呼吸总反应式 5.物质和能量变化 [H]=NADH(还原型辅酶I) A. O的来源: 。 B. O的去路：在第 阶段进入 ；在第 生成 。 C6H12O6、H2O、O2 二 三 H2O CO2 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 思考：呼吸作用中散失的能量是否浪费了？ 呼吸作用散失的能量并未浪费，例如可以维持生物体的体温 1mol的葡萄糖 2870KJ 储存于ATP中 以热能形式散失 释放能量 977.28KJ 1892.72KJ 有机物中的化学能→ATP中活跃的化学能和热能 5.物质和能量变化 ③有氧呼吸能量变化 细胞呼吸产生的能量大部分以热能形式散失。 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 二、有氧呼吸 产生火焰 发光、发热 化学能→光能、热能 葡萄糖在细胞内彻底氧化分解和体外燃烧有哪些异同点呢？ ①有氧呼吸过程温和。 ②有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放。 ③有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中，其余以热能形式散失。 有氧呼吸是逐级释放能量的意义 ①使有机物中的能量逐步地转移到ATP中,能量得到最充分的利用。 ②能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 拓展1： 电子传递链与氧化磷酸化 1. 基本概念 电子传递链（又称呼吸链）指位于线粒体内膜（真核细胞）上的一系列电子载体构成的能向氧传递电子的系统。 氧化磷酸化指代谢物脱下的氢并释放电子（被氧化）经电子传递链传递给O₂生成水，同时释放的能量驱动ADP磷酸化生成ATP的偶联反应。 场所为线粒体内膜​ 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 2.化学渗透假说（ATP合成机制） 氧化磷酸化如何实现相关机制-化学渗透假说：①线粒体的电子传递链利用电子给予的能量将H＋由线粒体基质泵到线粒体膜间隙(线粒体内膜与外膜之间的空间)中，②线粒体内膜不允许H＋回流，构建形成跨膜H＋ 浓度梯度。③而线粒体内膜上的ATP合酶 是H＋协助扩散的载体，同时也能在跨膜 H＋浓度梯度的推动下合成ATP(如图)。 这一阶段需要O2的参与,是有氧呼吸过程中 产生ATP 的主要阶段。 在一定范围内,线粒体内膜两侧的H+浓度 差越大,ATP合成得越多。 底物磷酸化（有氧呼吸第一、第二阶段）、光合磷酸化等也可合成ATP 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 1. 底物磷酸化 ① 定义：依靠高能底物直接将其磷酸基团转移给ADP来生成ATP的过程，不依赖氧气和电子传递链。下图为通用机制： 补充：底物水平磷酸化和氧化磷酸化 ② 发生阶段： 有氧/无氧呼吸第一阶段：细胞质基质（糖酵解） 1,3-二磷酸甘油酸 → 3-磷酸甘油酸 磷酸烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸 有氧呼吸第二阶段：线粒体基质（三羧酸循环） 琥珀酰辅酶A → 琥珀酸 琥珀酰辅酶A合成酶（生成GTP，后可转ATP） 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 底物水平磷酸化 氧化磷酸化 发生位置 细胞质、线粒体基质 线粒体内膜（原核在细胞膜） 是否需要氧气 不需要 需要（作为最终电子受体） 是否需要电子传递链 不需要 需要 ATP产量 每反应1个ATP（或GTP） 每个NADH约产生2.5~3个ATP 3. 底物水平磷酸化和氧化磷酸化的区别 补充：底物水平磷酸化和氧化磷酸化 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 例（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的H+和电子可与O2结合生成H2O，并伴随ATP的合成，如图所示。当缺乏时，此过程中ATP的合成减少，其原因是（　　） C A．合成ATP的酶催化能力降低 B．膜两侧H+浓度梯度增大 C．第三阶段中电子的传递受阻 D．释放的能量更多以热能形式散失 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 例(2024河北模拟预测)：如图所示为真核细胞有氧呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程，其中膜间腔比线粒体基质的H+浓度高。下列有关说法正确的是( ) A.NADH可在线粒体基质和细胞质 基质中产生 B.H+跨越线粒体内膜进入线粒体 基质时需要消耗能量 C.ATP合酶既具有催化作用，又可 作为离子通道 D.有氧呼吸产生的ATP都来自此过程 AC 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 2.场所： 1.概念： 指细胞在_________的参与下，通过________的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成__________________，释放少量能量，生成________的过程。 没有氧气 多种酶 不彻底的氧化产物 少量ATP 细胞质基质（唯一场所） 化学能未被完全释放，产物中存在能量 总结：细胞呼吸的场所 有氧呼吸场所：真核细胞 原核细胞 （无线粒体一定不能进行有氧呼吸） （无线粒体也可进行有氧呼吸） 无氧呼吸场所： 真核细胞 原核细胞 细胞质基质 线粒体和细胞质基质 细胞膜和细胞质基质 三、无氧呼吸 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 3.过程： 第一阶段： C6H12O6 酶 2丙酮酸(C3H4O3)+ 4[H] + 能量（少量） 与有氧呼吸第一阶段完全相同 第二阶段： 2C3H4O3+ 4[H] 酶 2C2H5OH+2CO2 2C3H6O3 不释放能量 思考：无氧呼吸过程中[H]的来源和去路是怎样的？ [H]的来源：无氧呼吸的第一阶段即葡萄糖； [H]的去路：还原丙酮酸 三、无氧呼吸 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 三、无氧呼吸 4.总反应式： （1） 酒精发酵 （2）乳酸发酵 无氧呼吸产物 生物主要类型 酒精和CO2 乳酸 大多数植物细胞、酵母菌 马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等 所有动物细胞、乳酸菌等 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 【思考】 2、常见的主要进行无氧呼吸的生物或细胞有哪些？ 直接原因：细胞质基质中所含呼吸酶的种类不同。 根本原因：基因的选择性表达。 1、同一生物不同部位无氧呼吸的产物不同的直接原因和根本原因是什么？ ①只进行无氧呼吸 乳酸菌、破伤风杆菌、哺乳动物成熟红细胞、蛔虫 ②主要进行无氧呼吸 种子萌发初期 癌细胞 3、病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸？ 提示　病毒不能进行细胞呼吸。它是特殊的生物体，其所需要的ATP等全部从宿主细胞中获得。 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 5.能量转换 有机物中的化学能→乳酸或酒精中的化学能、ATP中活跃的化学能和热能 1mol的葡萄糖 未释放的能量储存于乳酸/酒精中 能量变化 大部分 少部分196.65KJ 61.08KJ 135.57KJ 储存于ATP中 以热能形式散失 三、无氧呼吸 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 6.特点（与有氧呼吸相比） ①缺氧条件。 ②有机物氧化分解不彻底。 ③释放少量能量。 如高等植物在水淹的情况下可以短暂进行无氧呼吸释放出能量以适应缺氧环境条件； 人在剧烈运动时，肌肉细胞以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体在相对较短的时间内消耗大量的能量的需要。 7.意义 无氧呼吸短暂帮助生物渡过不良环境。 三、无氧呼吸 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 需O2、多种酶 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 大量（2870KJ/mol） 少量(196.65或225.94KJ/mol) 有机物彻底分解， 能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没完全释放 第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同 氧化分解有机物，释放能量，产生ATP 为生物体生命活动提供能量 不需O2、多种酶 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去向 无氧呼吸中的[H]和ATP都是第一阶段在细胞质基质中产生的。其中[H]在第二阶段被用于还原丙酮酸，全部消耗，没有积累。　　　 C6H12O6和H2O； C6H12O6 与O2结合生成水； 还原丙酮酸 三个阶段都产生； 只在第一阶段产生 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 例（2025·江西·高考真题）体重水平与人体健康状况密切相关，体重异常特别是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 A 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 (2)据图分析，IL-6处理组ATP水平下降 （选填“是”或“不是”）由NADH脱氢酶合成减少所引起，理由是 。 (1)心肌细胞有氧呼吸分解葡萄糖的三个阶段中产生NADH的阶段依次是 ，具体场所分别为 。 例3（2026·贵州·高考真题）有氧呼吸过程中NADH在NADH脱氢酶的作用下生成，经过一系列反应释放出大量能量。炎症因子IL-6可以影响细胞中ATP水平。现用IL-6、NR（只作为NAD+的前体物，不考虑其他影响）处理心肌细胞，测定心肌细胞中的ATP水平，结果如图。回答下列问题： 第一阶段、第二阶段 细胞质基质、线粒体基质 不是 NR为NAD+的前体，IL-6单独处理心肌细胞ATP水平低 低于空白对照组；但IL-6+NR处理组和NR组合成ATP水平相当，说明两组的NADH脱氢酶合成基本一致，IL-6组处理后NAD+的前体不足进而导致ATP水平下降，补充NR后ATP水平恢复 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 (3)经过进一步研究，推测IL-6还可能通过促进蛋白质PARP1的合成调控ATP水平，以心肌细胞为材料，设计实验验证上述推测，写出实验思路 胞均分为甲、乙、丙三组，甲组空白处理，乙组加入适量的IL-6处理，丙组加等量的IL-6和PARP1抑制剂处理，相同且适宜的条件下培养一段时间后，测定并对比各组PARP1含量和ATP的水平。 例3（2026·贵州·高考真题）有氧呼吸过程中NADH在NADH脱氢酶的作用下生成，经过一系列反应释放出大量能量。炎症因子IL-6可以影响细胞中ATP水平。现用IL-6、NR（只作为NAD+的前体物，不考虑其他影响）处理心肌细胞，测定心肌细胞中的ATP水平，结果如图。回答下列问题： 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 思考并填空：结合有氧/无氧呼吸反应式，思考下列物质的比例关系： ①有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝ 。 ②无氧呼吸：葡萄糖∶CO2∶酒精＝ ； 或葡萄糖∶乳酸＝ 。 ③消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸与无氧呼吸产生的CO2的比为 。 ④产生等量CO2时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为 。 ⑤消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸消耗O2的量与有、无氧呼吸产生CO2的量之和的比为 。 ⑥有氧呼吸过程中O2的消耗量和CO2的产生量之比为 。 1∶6∶6 1∶2∶2 1∶2 3∶1 3∶4 1∶3 1∶1 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 1.呼吸作用中各物质之间的比例关系（不考虑产生乳酸的无氧呼吸） 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 ①若 ②若 ③若 ＜ 1≤ 有氧和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率 无氧呼吸消耗葡萄糖速率 有氧呼吸 无氧呼吸消耗葡萄糖速率 有氧呼吸 相等 大于 小于 呼吸熵（RQ） 当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如何判断哪种呼吸方式占优势？ 呼吸熵（RQ）与细胞呼吸类型有没有什么联系？ 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 呼吸熵（RQ） 绝大多数的植物、酵母菌等 若RQ=1， 若RQ=+∞， 若1<RQ<+∞， 若R<1则说明什么？ 呼吸底物有可能含有脂肪等非糖物质 说明只进行有呼吸 既有有氧呼吸，又有无氧呼吸 则只进行无氧呼吸 (1)依据呼吸熵判断（以葡萄糖为底物为例） 2.细胞呼吸类型的判断 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 2.细胞呼吸类型的判断 反应物和产物 细胞呼吸方式 有水生成 消耗O2 有酒精或乳酸生成 无CO2释放 不消耗O2，释放CO2 （2）依据反应物和产物判断（以葡萄糖为底物为例） 一定存在有氧呼吸 一定存在有氧呼吸 一定存在无氧呼吸 一定为产生乳酸的无氧呼吸 一定为产酒精的无氧呼吸 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 （3）依据物质的量的关系判断（以葡萄糖为底物为例） 物质的量的关系 细胞呼吸方式 O2吸收 = 0 O2吸收量＝CO2释放量 O2吸收量＜CO2释放量 酒精量＝CO2释放量 酒精量＜CO2释放量 只进行有氧呼吸或有氧呼吸与产乳酸的无氧呼吸同时进行 既进行有氧呼吸，也进行产酒精的无氧呼吸， 多出的CO2来自无氧呼吸 只进行产酒精的无氧呼吸 既进行有氧呼吸，也进行产酒精的无氧呼吸， 多出的CO2来自有氧呼吸 仅无氧呼吸 延伸思考：会出现O2吸收量＞CO2释放量吗？若会，什么情况下？为什么？ 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 （1）真核细胞： ①若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为 ； ②若部分过程在线粒体中进行，则为 。 （2）原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的呼吸作用在细胞 质和细胞膜上进行，其呼吸方式的判断应是根据产物判断， ①若只有二氧化碳和水产生，则为 ， ②若有乳酸或酒精产生，则为 。 无氧呼吸 有氧呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 （4）依据反应场所判断（以葡萄糖为底物为例） 2.细胞呼吸类型的判断 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 （5）液滴移动法探究细胞的呼吸方式 实验原理 ①装置一：NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的 ，着色液滴移动的距离代表 。 ②装置二：着色液滴移动的距离代表： CO2 细胞呼吸吸收O2的量 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 不动 右移 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 细胞呼吸消耗的O2体积和释放CO2的体积的差值 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 左移 右移 左移 不动 左移 左移 右移 右移 种子进行有氧呼吸时，底物除了糖类还有脂肪 外界温度、气压等物理因素影响 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 （5）液滴移动法探究细胞的呼吸方式 O2吸收量 O2吸收量与CO2释放量的差 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 (1)为防止气压、温度等物理因素引起误差，应设置 ，将所测的生物材料 ，其他条件均不变。 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 处理。 (2)如果实验材料是绿色植物，整个装置 应 处理，否则植物的光合作 用会干扰呼吸速率的测定。 遮光 物理误差的校正 消毒 对照实验 灭活(如将发芽的种子煮熟) 灭菌 拓展2：细胞呼吸中的数量关系及类型的判断 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 ① 若实验组刻度左移5个单位，对照组刻度右移2个单位，则实际呼吸强度为_____个单位。 7 呼吸速率的测定 ②若实验组刻度左移6个单位，对照组刻度左移2个单位，则实际呼吸强度为_____个单位。 4 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 例1（2026·山东·高考真题）（多选）在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中，酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用，随着时间的延长，呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是（　　） A．从a到b时，有氧呼吸速率不变 B．从b到d时，无氧呼吸速率增大 C．c时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D．d时以后，无氧呼吸速率始终不变 BC 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 2．（2026·安徽·高考真题）下列有关真核生物细胞呼吸的叙述，错误的是（　　） A．无氧呼吸中ATP的生成只发生在第一阶段 B．无氧呼吸都会产生使溴麝香草酚蓝溶液变色的气体 C．有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质 D．有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中 B 【分析】真核生物无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量，生成少量ATP,A正确； 溴麝香草酚蓝溶液是CO2的检测试剂，有氧呼吸产乳酸的类型无CO2产生，B错误； 有氧呼吸第二阶段生成大量NADH，发生在线粒体基质，而有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质，仅生成少量NADH。因此，NADH主要形成于线粒体基质，C正确； 有氧呼吸第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和少量NADH，仅释放少量能量，大部分化学能仍储存在丙酮酸中，D正确。 考点一 细胞的多样性和统一性 基础·精细梳理 考点一　细胞呼吸的方式及过程 考点二 探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 疑难·精准突破 典例·精心深研 1、实验名称： 2、实验目的和要求： 3、实验内容和原理： 4、实验用到的主要试剂和仪器设备： 5、实验操作步骤与方法及注意事项： 6、实验数据的记录、整理与分析： 7、对实验进行总结分析，得出合理的结论并进行分析、讨论。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 设计和进行对比实验，分析在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 3.实验原理 （1）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 产生二氧化碳和水 产生酒精和二氧化碳 有氧 无氧 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 3.实验原理 （2）检测原理： 检测物质 检测试剂 实验现象 CO2 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝溶液 酒精 重铬酸钾溶液（酸性） 变浑浊 根据浑浊程度检测CO2产生的多少 蓝→变绿→再变黄 根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少 橙色→灰绿色 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物 影响实验结果的可变因素 CO2和酒精 有氧、无氧 温度、pH、培养液的浓度和体积 分析变量 ③无关变量: ①自变量: ②因变量: 实验思路 分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳 4.实验设计思路 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 思考：怎样控制有氧和无氧条件？ 有氧呼吸装置： 无氧呼吸装置： B-D E-C-A-D 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 让空气间歇性通入，保证O2充足 除去空气中的CO2。保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。 B瓶封口放置一段时间再连通澄清石灰水。 让酵母菌消耗完B瓶中的O2，确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌无氧呼吸产生的。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 5.实验操作步骤 (1)配制酵母菌培养液：酵母菌＋ 溶液分别装入A、B两个锥形瓶中。 煮沸并冷却葡萄糖 (2)甲组通气并用NaOH除掉其中的CO2 (3)乙组密闭一段时间后，待容器中的O2消耗完再连接澄清石灰水。 煮沸目的是：①杀死杂菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成的干扰；②除去溶液中的氧气 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 (4) 产物检测： 滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液 各取2mL酵母培养液的滤液 轻轻震荡，混合均匀。观察颜色变化。 橙色 提醒：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。 ①CO2的检测： ②酒精的检测 根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变色时间长短，检测酵母菌培养液中CO2产生情况 5.实验操作步骤 初 始 相同时间后 有氧装置 无氧装置 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 6.实验数据的记录、整理与分析 条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾——浓硫酸溶液 甲组有氧 乙组无氧 变混浊／快 不出现灰绿色 变混浊／慢 出现灰绿色 7、对实验进行总结分析，得出合理的结论并进行分析、讨论。 ① 酵母菌在 和 条件下都能进行细胞呼吸； ② 有氧条件下产生 ； ③ 无氧条件下产生 和 。 有氧 无氧 大量CO2 酒精 少量CO2 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 【思维拓展1】 有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 实验改进 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 【思维拓展2】 本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？ 本实验的两组都是实验组 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置 设置两个或两个以上的实验组，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，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 拓展：对比实验与对照实验区别 对比实验： 对照实验： 对照组： 实验组： 结果未知 结果未知 结果已知 结果未知 实验组1： 实验组2： 如：探究酵母菌细胞呼吸方式 如：比较H2O2在不同条件下的分解 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 教材中对比实验的实例有___________________（填序号）。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式 ②鲁宾和卡门用同位素示踪的方法研究光合作用中氧气来源的实验 ③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记 噬菌体侵染细菌的实验 ④恩格尔曼用水绵、需氧细菌等材料做实验发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域 ⑤科学家用伞形帽和菊花形帽两种伞藻做嫁接实验 ⑥探究温度（Ph）对酶活性的影响 ⑦质壁分离实验中探究洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞液的大致浓度模⑧摸拟生物体维持pH的稳定等。 ①—⑧ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 还有的同学认为，在无氧呼吸实验装置中不能保证装置内的O2已经被完全消耗完，以致可能对实验结果有干扰。你能不能避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ 酵母菌培养液 澄清的 石灰水 石蜡油或植物油密封 【思维拓展3】 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 教材规定实验中的“显色”归纳 +还原糖 水浴加热 50～65℃ 砖红色沉淀 斐林试剂 染色质（体）+ →红色 醋酸洋红 ←溴麝香草酚蓝溶液+CO2 由蓝变绿再变黄 脂肪+ → 橘黄色 +酒精 酸性条件 灰绿色 橙色重铬酸钾 支链淀粉+碘液→ 橙红色 +DNA 沸水浴 蓝色 二苯胺 直链淀粉+碘液→ 蓝黑色 +甲紫溶液→紫色 染色质（体） 紫色←双缩脲试剂+ 蛋白质 红 黄 绿 蓝 紫 苏丹Ⅲ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点二　探究酵母菌细胞呼吸的方式 基础·精细梳理 1.(2026·河南·高考真题)为探究酵母菌的呼吸作用，研究人员将注满酵母菌和葡萄糖混合液的小管倒置于大管中，并对大管的液面进行油封处理，装置如图所示，液面高度不再变化时终止实验。下列推断错误的是（　　） A．实验前期，葡萄糖可彻底氧化分解并产生CO2和H2O B．实验过程中，液面高度的变化速率和液体温度可发生改变 C．实验后期，管内液体与酸性重铬酸钾溶液可发生颜色反应 D．实验结束后，大管内的液面降低，小管内的液面升高 D 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 考点三 细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 疑难·精准突破 典例·精心深研 生殖器官的呼吸速率 营养器官 幼苗期、开花期呼吸速率较高，成熟期呼吸速率 一、内部因素（遗传因素）： 内部因素 规律 举例 遗传 特性         生长 发育 时期 器官 类型 不同 植物的呼吸速率不同 同一植物在 时期的呼吸速率不同 同一植物 的呼吸速率不同 旱生植物呼吸速率弱干水生植物，阴生弱于阳生植物 种类 不同生长发育 较低 不同器官 大于 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 二、外部因素（环境因素）： C6H12O6 +6H2O +6O2 酶 6CO2 +12H2O+能量 温度：影响酶活性 O2 水： CO2浓度 氧气浓度 温度 CO2 H2O 要选取等量的同种生物在相同发育阶段的同一器官为材料。 【思考】：探究不同环境因素对呼吸速率的影响时，如何选材？ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 ①保鲜： 储存食品（冰箱）； ②大棚栽培在夜间和阴天适当 以降低呼吸作用消耗的有机物； ③ 水和面发得快。 通过影响 而影响细胞呼吸速率。 酶的活性 （2）应用： 降温 注意：恒温动物，细胞呼吸速率不会随着外界温度变化呈现如图所示的变化。相反的，在外界温度较低时，恒温动物会通过增加呼吸速率来增加产热量进而维持体温恒定。 （1）原理： 温 零上低温 1. 温度： 二、外部因素（环境因素）： 加快呼吸作用产生CO2 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 变温动物/蛙 恒温动物/鼠 蛙：气温↓→体温↓→呼吸酶活性↓→呼吸↓→耗氧量↓ 鼠：气温↓→散热↑→ 促进产热↑→呼吸↑→耗氧量↑ 例：下图表示蛙(变温动物)和小鼠(恒温动物)的呼吸速率与环境温度的关系，请判断A、B的动物名称。 呼吸酶活性不变 1. 温度： 二、外部因素（环境因素）： 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 ②随着O2浓度增大， 呼吸逐渐被抑制， 呼吸不断加强。 ③当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(此时限制因素是 等) ①O2浓度低时， 呼吸占优势。 无氧 无氧 有氧 2. O2浓度 （1）原理： 二、外部因素（环境因素）： O2是____________所必需的，且O2对无氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用，对有氧呼吸过程有______(填“促进”或“抑制”)作用。 有氧呼吸 抑制 促进 有氧 无氧 底物浓度、呼吸酶浓度、酶的活性 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 细胞呼吸CO2释放总量 A C D B E A点： B点： C点： D点： E点： 不消耗O2，只产生CO2 ⇒只进行 呼吸 消耗O2量=产生CO2量 ⇒只进行 呼吸 无氧 有氧 产生CO2_____ ⇒组织细胞呼吸______ 最少 最弱点 有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率_______。 等于 不相等 无氧呼吸终止点。 此时有机物消耗最少，E点对应的O2浓度5%是储藏蔬菜、水果的最佳O2浓度。 2. O2浓度 二、外部因素（环境因素）： （2）曲线分析： CO2的释放量（相对值） 有氧呼吸CO2释放量 无氧呼吸CO2释放量 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 2. O2浓度 二、外部因素（环境因素）： （3）应用： ①中耕松土促进植物根部有氧呼吸，以利于作物的生长。 ②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境，如酵母菌有氧呼吸：大量繁殖，无氧呼吸：产生酒精。 ③低氧储存粮食、水果和蔬菜，减弱呼吸作用，减少有机物的消耗。 ④选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧型细菌的繁殖。 ⑤提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 ⑥稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。 促进好氧微生物对土壤中有机物的分解产生无机盐，利于作物吸收无机盐； 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会 (填 “促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。 抑制 3.CO2浓度 （1）原理： （2）应用： 二、外部因素（环境因素）： CO2浓度作为呼吸抑制剂，抑制细胞呼吸，CO2浓度越高，抑制作用越明显。 ①地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。 ②在水果、蔬菜保鲜中， CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。 增加 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 ①间接影响: ①抑制细胞呼吸：粮食储存前晒干,目的降低________含量,细胞呼吸减慢,减少储存时 的消耗，有利于储藏。 ②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子的萌发。 自由水 (1)原理： (2)应用： 细胞内的许多生化反应需要水的参与，自由水含量升高，细胞呼吸加快。 水是有氧呼吸的反应物之一。 ②直接影响: 二、外部因素（环境因素）： 4.水分： 有机物 在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 ①粮食贮藏：零上低温，低氧，高CO2、干燥； 干种子萌发前进行浸泡处理 ②果蔬储存：零上低温，低氧，高CO2、一定湿度 ③土壤板结、长期水淹，出现烂根现象，需要及时排水。 易错提醒 二、外部因素（环境因素）： 影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施；若需要降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 (1)在种子吸水的第Ⅰ阶段，吸水较快（以吸胀作用吸水），增加自由水含量使呼吸速率 。 (2)在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用产生的CO2量要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行 呼吸。 (3)在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的吸收量，种子以 呼吸为主，同时胚根主要为渗透吸水。 (4)从O2的吸收量可大于CO2的释放量看出，有 参与呼吸作用。 种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线解读 上升 无氧 有氧 脂肪 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 脂质分子中氧含量低于糖类，氢含量更高，因此脂质类氧化分解时二氧化碳释放量小于氧气吸收量 70 回归教材·易错辨析 1.中耕松土能增加土壤透气性，促进根系有氧呼吸，有利于根细胞通过主动运输吸收矿质元素。（ ） 2.稻田需要定期排水，否则水稻幼根会因无氧呼吸产生乳酸而导致烂根、变黑。（ ） 3.在O₂浓度对细胞呼吸速率的影响曲线中，总呼吸速率最低点位于O₂浓度为0时，因此果蔬保鲜的最佳条件是完全无氧环境。（ ） 4.粮食储藏和果蔬保鲜都需要创造干燥的环境条件，以降低细胞呼吸速率，减少有机物消耗。（ ） 5.油料作物种子（如花生、大豆）萌发时进行有氧呼吸，消耗的O₂量大于产生的CO₂量，这是因为脂肪中H/O比例高于糖类。（ ） ✓️ ✘️ ✘️ ✘️ ✓️ 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 例3（2026·云南·高考真题）猕猴桃鲜果储藏条件如下表： 果实含水量/% 温度/℃ O2体积分数/% 湿度/% 约85 1~3 2~4 90~95 下列说法错误的是（　　） A．高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实保鲜 B．低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸速率 C．O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段 D．有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人工补水 D 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 2．土壤紧实会导致作物减产。科研人员分别用压实土壤(压实组)和疏松土壤(疏松组)种植黄瓜，测定根系相关物质含量，结果如下表。已知苹果酸主要在线粒体基质中生成。下列说法正确的是（　　） A．苹果酸是黄瓜根细胞无氧呼吸的重要产物 B．与疏松组相比，压实组根系消耗的葡萄糖更少 C．土壤紧实会使根系吸收矿质元素的速率下降 D．疏松组根细胞中线粒体不再进行无氧呼吸 C 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 3．（多选）某种植物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，不能表示有氧呼吸的CO2释放量 B．O2浓度为a时，该器官有氧呼吸与无氧呼吸CO2释放速率相等 C．O2浓度大于b时，细胞呼吸过程中消耗NADH的场所只有线粒体 D．与O2浓度为0时相比，O2浓度为b时细胞消耗葡萄糖的速率更高 BC 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 例4（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： (1)利用葡萄糖进行有氧呼吸时，丙酮酸是第 阶段的产物，ATP主要在第 阶段生成。 (2)无镉胁迫时，M缺失突变体细胞质基质中丙酮酸的含量 野生型。受到镉胁迫时，拟南芥可通过主动运输将镉排出胞外以缓解毒害，推测此时野生型中有氧呼吸强度会 。 一 三 高于 增强 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 例4（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： (3)谷氨酸是植物合成谷胱甘肽的主要原料，在丙酮酸供应不足时也可用于维系有氧呼吸的正常运转，无镉胁迫时，M缺失突变体和野生型的根长无显著差异，而突变体谷胱甘肽含量显著低于野生型，推测造成此现象的原因是 。 M缺失突变体中丙酮酸进入线粒体受阻，细胞质基质中丙酮酸积累，抑制了谷氨酸向谷胱甘肽的合成途径（或谷氨酸更多用于维系有氧呼吸的正常运转，用于合成谷胱甘肽的谷氨酸减少） 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 (4)拟南芥还可通过谷胱甘肽结合镉以减轻毒害。镉胁迫时，M缺失突变体中谷胱甘肽含量显著高于野生型，结合下图根长数据分析，相较于野生型，此时M缺失突变体根细胞中的ATP生成量 ，其原因是 例2（2026·河北·高考真题）M是植物线粒体膜上转运丙酮酸的蛋白。为探究M蛋白对植物镉耐受性的影响，科研人员利用拟南芥M基因缺失突变体进行了相关研究。 回答下列问题： 减少 M缺失突变体通过谷胱甘肽结合镉消耗大量，ATP，且丙酮酸进入线粒体受阻，有氧呼吸减弱，ATP生成减少，主动运输排出镉的ATP供应不足，根生长受抑制更明显 考点一 细胞的多样性和统一性 考点三　细胞呼吸的影响因素及应用 基础·精细梳理 $