2027届高三生物人教版一轮复习课件第8讲 细胞呼吸的原理和应用

第三单元 细胞的能量供应和应用 第8讲 细胞呼吸的原理和应用 一轮复习：必修1 分子与细胞 细胞外 细胞内 葡萄糖 O2 线粒体 C6H12O6 2(C3H4O3) 4[H] 20[H] O2 6H2O 6CO2 12H2O 思考：高等动物的呼吸和细胞呼吸有什么不同？ 细胞呼吸=呼吸作用 呼吸运动 （呼吸） （呼吸本质） 第8讲 细胞呼吸的原理和应用 机体与环境之间O2和CO2交换的过程。 细胞呼吸是指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。 实质：氧化分解有机物，释放能量。 目录 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 考点一 细胞呼吸的方式和过程 第8讲 细胞呼吸的原理和应用 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 考情分析 ——明晰考向 对标素养，研判高考命题趋势 4 第8讲 细胞呼吸的原理和应用 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 5 酵母菌是一种单细胞真菌， 在有氧和无氧环境下都能生存，属于异养兼性厌氧菌。 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的物质分别是什么呢？ 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 6 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 无氧 CO2和酒精 产生 CO2 有氧 产生 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的物质分别是什么呢？ 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 自变量？ 因变量？ 如何控制自变量 如何检测因变量 控制那些可能影响实验结果的因素 方法步骤 材料用具等 细化 确定实验目的 控制无关变量 写出具体做法 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 无氧 CO2和酒精 产生 CO2 有氧 产生 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的物质分别是什么呢？ 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 实验组 A组：有氧呼吸组 B组：无氧呼吸组 氧气的有无 影响实验结果的可变因素 产生CO2的多少及是否产生酒精 （温度、培养液的浓度和体积） ③无关变量： ①自变量： ②因变量： 分析 变量 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 CO2的检测： ①澄清的石灰水： ②溴麝香草酚蓝水溶液： 酒精的检测： 酸性重铬酸钾溶液： 澄清→浑浊 蓝→绿→黄 橙→灰绿 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 气泵 A B C D E 有氧呼吸装置： 无氧呼吸装置： 搭建实验装置 B-D E-C-A-D 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 实验装置 无氧呼吸 有氧呼吸 吸收空气中的CO2 检测CO2 思考1.培养液中加入葡萄糖的作用： 思考2.配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液必须先煮沸再冷却到常温的原因： 杀死葡萄糖溶液中的微生物，可以排除其他微生物对实验结果的影响，同时排出溶液中的O2 供能 检测CO2 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 实验装置 思考3.B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的原因： 可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，创造无氧环境。 无氧呼吸 有氧呼吸 吸收空气中的CO2 检测CO2 检测CO2 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌无氧呼吸产生的 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 称取等量的两份食用酵母菌（10g） 配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液； 搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置； 培养、观察、检测、记录。 实验步骤: 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 ① CO2的检测 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 有氧装置澄清石灰水变浑浊，出现时间快； 无氧装置澄清石灰水变浑浊，出现时间慢。 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 ②酒精的检测 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 取酵母菌培养液的滤液→滴加酸性重铬酸钾溶液→振荡→观察 提示：因为葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此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。 培养液本身有颜色，不透明 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 设计实验 实验现象 进行实验 实验结论 变混浊／快 不出现灰绿色 变混浊／慢 出现灰绿色 （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 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 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？ 【思维拓展】实验装置的改进 验证空气中的CO2是否完全被吸收 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 【思维拓展】实验装置的改进 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？ 石蜡油或植物油密封 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 科学方法系列7 对比实验 思考：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 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的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 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T2 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 ①②③④⑤⑥⑦ 科学方法系列7 对比实验 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 教材规定实验中的“显色”归纳 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.（必修1 P 90 “探究·实践”改编）酵母菌在有氧和无氧条件下都能够产生二氧化碳。下列4个装置中，X处表示收集的二氧化碳。甲、乙、丙、丁装置中，X 的量的大小关系正确的是( )。 A.甲> 乙> 丙> 丁 B.甲> 丁> 乙> 丙 C.甲> 丙> 乙> 丁 D.甲> 乙> 丁> 丙 B 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2.（2025·浙江卷6月，T9）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 C 实验5 探究酵母菌细胞呼吸的方式 3.(2026·河南卷)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 B.实验过程中酵母菌细胞呼吸速率随氧气含量、底物浓度变化而改变 D.无氧呼吸不耗氧但产生CO2，小管内气体量增加、气压增大，会将小管内的液体压入大管，因此大管内液面升高，小管内液面降低。 第8讲 细胞呼吸的原理和应用 考点一 细胞呼吸的方式和过程 26 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P94： 氧化分解 ATP 3.意义： 为生物体生命活动提供能量，还是生物体代谢的枢纽 2.类型： 依据是否有O2参与 有氧呼吸 无氧呼吸 细胞呼吸 考点一 细胞呼吸的方式和过程 必修一P94：细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质，非糖物质代谢产生的某些物质可以形成葡萄糖，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 为体内其他化合物的合成提供原料，如氨基酸、核苷酸 一、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 细胞呼吸的方式和过程 ①线粒体内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积； ②线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶 线粒体上没有葡萄糖的载体蛋白 C6H12O6 2C3H4O3 酶 丙酮酸 4[H] 少量能量 2C3H4O3 丙酮酸 6CO2 6H2O 20[H] 少量能量 24[H] 6O2 12H2O 酶 酶 大量能量 ①细胞质基质 ②线粒体基质 ③线粒体内膜 考点一 细胞呼吸的方式和过程 一、有氧呼吸 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 +6H2O 6CO2 +20[H] + 少量能量 酶 2C3H4O3 12H2O + 大量能量 酶 24[H] + 6O2 2C3H4O3 C6H12O6 + 4 [H] +少量能量 酶 热能（大）、ATP（小） 热能（大）、ATP（小） 热能（大）、ATP（小） P93主要是指氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成还原型辅酶Ⅰ（NADH） 考点一 细胞呼吸的方式和过程 考点一 细胞呼吸的方式和过程 一、有氧呼吸 4.有氧呼吸总反应式及各元素的来源和去路 5.有氧呼吸能量转化（P93思考讨论） 1mol的葡萄糖 2870KJ 储存于ATP中 以热能形式散失 彻底氧化分解 释放能量 977.28KJ 1892.72KJ 约34% 有机物中的化学能→ATP中活跃的化学能和热能 考点一 细胞呼吸的方式和过程 5.有氧呼吸能量转化（P93思考讨论） 1mol的葡萄糖 2870KJ 储存于ATP中 以热能形式散失 彻底氧化分解 释放能量 977.28KJ 1892.72KJ 约34% 一、有氧呼吸 细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失。 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 考点一 细胞呼吸的方式和过程 与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？ ①可以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能量能够缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 (1)第一阶段——糖酵解。 【拓展1】全面解读有氧呼吸的三个阶段 考点一 细胞呼吸的方式和过程 ① 场所:细胞质基质 ② 过程:在无氧条件下,1分子葡萄糖被分解为2分子丙酮酸 ③ 产物:丙酮酸，NADH，ATP （2）第二阶段——柠檬酸循环阶段(三羧酸循环) 考点一 细胞呼吸的方式和过程 ① 场所:线粒体基质。 ② 过程:丙酮酸首先脱去一个CO2和部分NADH,生成一个二碳化合物(乙酰 CoA),该化合物会加入一个多种有机酸参与的柠檬酸循环,在这个循环中逐步脱氢,最终生成CO2和大量[H](包括 NADH 和FADH2),同时还生成了少量 ATP。 ③ 产物: CO2、NADH 和 FADH2。（FADH2:黄素腺嘌呤二核苷酸） （3）第三阶段——氧化磷酸化。 ① 场所:线粒体内膜。 ② 过程:前两个阶段生成 的[H]在线粒体内膜上继续 氧化。[H]在酶的催化下释 放电子和H+，电子被镶嵌在 线粒体内膜上的一系列特定蛋白质捕获和传递，最终与O2和H+结合，生成了H2O，而线粒体内膜上的这些特定蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的 H+泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H+浓度梯度。最终，H+沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动了 ATP的合成。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。 ③ 产物:H2O。 H+ + 考点一 细胞呼吸的方式和过程 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 氰化物中毒 氰化物能够与线粒体内膜中传递电子的蛋白结合，阻断电子传递和ATP的生成，几分钟就会死亡 考点一 细胞呼吸的方式和过程 【拓展1】全面解读有氧呼吸的三个阶段 有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H的通透性，使得H+规避ATP合酶而“渗漏”回线粒体基质，使ATP生成量_____，同时体温会_______，且细胞内能量供应______，虽然能________体内有机物的消耗，但也对健康造成严重危害。 减少 升高 不足 加快 考点一 细胞呼吸的方式和过程 【拓展1】全面解读有氧呼吸的三个阶段 1.(2025陕西安康三模)丙酮酸激酶是糖酵解过程中的主要限速酶之一，能够催化磷酸烯醇式丙酮酸和ADP生成丙酮酸和ATP。细胞中的ATP浓度较高时，ATP能与该酶结合调控该酶的活性，进而调节糖酵解速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述错误的是（ ） A.该酶主要存在于细胞的线粒体基质中 B.ATP与该酶结合时，该酶的活性可能减弱 C.ADP或ATP与该酶结合时会引起该酶的空间结构发生改变 D.当机体处于运动状态时，肌细胞中ADP与该酶的结合加速 A 考点一 细胞呼吸的方式和过程 【拓展1】全面解读有氧呼吸的三个阶段 2.(2024湖北黄冈二模改编)如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程，线粒体基质中的NADH脱去氢并释放电子，电子由电子传递链传递，最终被O2氧化。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性的将膜间隙高浓度的H+回收到线粒体基质。下列说法错误的是（ ） A.膜间隙高浓度的H+全部来自有机物的分解B.H+由线粒体基质进入线粒体膜间隙属于主动运输 C.ATP合成酶能催化ATP合成，同时也是一种转运蛋白 D.寒冷条件下人体的UCP活性可能会升高 A 考点一 细胞呼吸的方式和过程 3.（2026·浙江·高考真题）细胞有氧呼吸第三阶段中，NADH中的和可与结合生成，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 细胞呼吸的方式和过程 考点一 细胞呼吸的方式和过程 4.（2026·甘肃卷）线粒体呼吸复合体I（简称复合体I）催化NADH氧化，产生质子梯度用于合成ATP。在植物中，复合体I承担了线粒体约40%的ATP生成，其功能异常可导致ATP产量减少。下图表示某植物野生型（WT）和复合体I功能缺失突变体（CMS）的离体线粒体在提供不同底物时的呼吸速率。下列叙述错误的是（ ） A．植物中存在不依赖复合体I的NADH氧化途径 B．没有复合体I也不影响线粒体中丙酮酸的氧化 C．线粒体中甘氨酸的氧化大部分依赖于复合体I D．线粒体中等量NADH氧化，CMS放热较WT少 D 考点一 细胞呼吸的方式和过程 二、无氧呼吸 实质：细胞内的有机物不彻底地氧化分解，释放少量能量 1.概念： 缺氧或无氧条件下 脂肪、蛋白质等 CO2和酒精或乳酸 化学能未被完全释放，产物中存在能量 2.场所： 细胞质基质 在 参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ， 释放 。 不完全分解 少量能量 没有氧气 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1 2C2H5OH+2CO2 2C3H6O3 不释放能量 考点一 细胞呼吸的方式和过程 二、无氧呼吸 酶2 4.总反应式： C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等 例：大多数植物、酵母菌 产酒精： 产乳酸： 考点一 细胞呼吸的方式和过程 5.能量转换： 二、无氧呼吸 有机物中稳定的化学能→乳酸或酒精中稳定的化学能、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 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 （1）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； 7.意义 无氧呼吸短暂帮助生物渡过不良环境。 考点一 细胞呼吸的方式和过程 二、无氧呼吸 （2）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。 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？ 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 细胞呼吸的方式和过程 不同生物呢？ 基因不同 不同生物呢？ 考点一 细胞呼吸的方式和过程 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(196.65KJ/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 [2024湖南卷]缢蛏组织中游离氨基酸含量的变化与细胞呼吸有关( ) √ 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 热能 散失 能量 转移 ATP ADP Pi 能 量 细胞分裂 生长发育 主动运输 肌肉收缩 神经冲动的传导 细胞呼吸 能 量 有机物 CO2＋H2O 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸 甘油 细胞呼吸意义 为生物体生命活动提供能量，还是生物体代谢的枢纽 49 三、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 细胞呼吸的方式和过程 脂肪和蛋白质等有机物也可以成为细胞有氧呼吸的原料。在酶的作用下，脂肪可被水解为甘油和脂肪酸。其中，甘油可转变成丙酮酸进入糖的氧化分解途径；脂肪酸在酶的作用下逐步氧化分解形成乙酰辅酶A，并进入三羧酸循环被彻底氧化。因此，脂肪酸的彻底氧化分解需要在有氧条件下进行。 【拓展2】其他营养物质的代谢 考点一 细胞呼吸的方式和过程 蛋白质需要水解成氨基酸才能被氧化分解。当体内糖类供应不足时，氨基酸也可作为能源物质。在酶的作用下，氨基酸脱去氨基，剩下的碳链可进入到细胞有氧呼吸的各环节中，氧化分解放出能量；脱下的氨基则被转化成尿素等含氮废物排出体外。 考点一 细胞呼吸的方式和过程 【拓展2】其他营养物质的代谢 考点一 细胞呼吸的方式和过程 1.(2026·安徽卷)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 考点一 细胞呼吸的方式和过程 2.(2025·山东卷，4)关于细胞以葡萄糖为原料进行有氧呼吸和无氧呼吸的过程，下列说法正确的是(　　) A.有氧呼吸的前两个阶段均需要O2作为原料 B.有氧呼吸的第二阶段需要H2O作为原料 C.无氧呼吸的两个阶段均不产生NADH D.经过无氧呼吸，葡萄糖分子中的大部分能量以热能的形式散失 B (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 。 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 细胞呼吸的方式和过程 (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 取生理状态相同的心肌细胞均分为甲、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。 考点一 细胞呼吸的方式和过程 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8讲 细胞呼吸的原理和应用 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 57 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 一定存在有氧呼吸 一定存在有氧呼吸 一定存在无氧呼吸 一定为产乳酸的无氧呼吸 （1）根据反应物和产物 消耗O2 产生H2O 产生酒精或乳酸 无CO2释放 一、细胞呼吸方式的判断 1.判断细胞呼吸方式的三大依据 不消耗O2，释放CO2 一定为产酒精的无氧呼吸 （以葡萄糖为底物为例） （2）依据物质的量的关系判断（以葡萄糖为底物为例） 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？ 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 1.判断细胞呼吸方式的三大依据 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 1.判断细胞呼吸方式的三大依据 （3）依据反应场所判断（以葡萄糖为底物为例） 一定存在有氧呼吸 无氧呼吸 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 一、细胞呼吸方式的判断 2.“液滴移动法”判断生物呼吸类型 (1)装置甲中加入NaOH溶液的目的是 ，根据有色液滴移动的刻度可知 。 吸收CO2 呼吸作用消耗的O2的体积 (2)装置乙有色液滴移动代表 。 细胞呼吸消耗的O2体积和释放CO2的体积的差值 判断原理：根据瓶内气压变化引起液滴移动情况判断 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 2.“液滴移动法”判断生物呼吸类型 O2吸收量 O2吸收量与CO2释放量的差值 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 不动 右移 左移 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 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 2.“液滴移动法”判断生物呼吸类型 O2吸收量 O2吸收量与CO2释放量的差值 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 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 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 (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。 (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 处理。 (3)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 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 例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 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 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 2.“液滴移动法”判断生物呼吸类型 “同向相减，反向相加” 例2.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.当呼吸底物为葡萄糖时，若测得甲、乙装置红墨水滴向左移动的距离分别为200mm和0mm，则该种子的RQ=1 B.当呼吸底物为葡萄糖时，若将甲装置中的NaOH溶液换为CO2缓冲液（维持装置中CO2浓度不变），则无法测定种子的RQ C.若种子的RQ>1，则甲装置中红墨水滴左移，乙装置中红墨水滴右移 D.若种子的RQ<1，则可能观察到甲、乙装置中红墨水滴都向左移 B 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 二、细胞呼吸相关的计算 相关物质间量的比例关系（说明：以葡萄糖为底物，此处的量指物质的量） （1）有氧呼吸：葡萄糖∶O2∶CO2＝ 。 有氧呼吸过程中O2的消耗量和CO2的产生量之比为 。 （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）细胞呼吸消耗的O2：产生的CO2=3：4时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的量________。 1∶6∶6 1∶2∶2 1∶2 3∶1 相等 1∶3 1∶1 比较有氧呼吸与无氧呼吸速率（以葡萄糖为底物的细胞呼吸） ①若= 有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖速率 . ②若,无氧呼吸消耗葡萄糖速率 有氧呼吸 ①若,无氧呼吸消耗葡萄糖速率 有氧呼吸 相等 大于 小于 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 二、细胞呼吸相关的计算 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 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 考点二 细胞呼吸类型的判断及相关计算 【分析】 从a到b时，O2消耗速率与CO2产生速率的比值为1，仅能说明酵母菌只进行有氧呼吸，但无法判断有氧呼吸速率是否不变，A错误； d时以后，虽然O2消耗为0，酵母菌只进行无氧呼吸，但随着酒精等代谢废物积累、培养液pH下降，酵母菌活性会被抑制，无氧呼吸速率会逐渐下降，并非始终不变，D错误。 第8讲 细胞呼吸的原理和应用 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 71 一、内部因素—— 不同植物的呼吸速率不同： 同一植物不同器官呼吸速率不同： 同一植物的不同发育期呼吸速率不同： 遗传因素（决定酶的种类和数量） 阳生植物＞阴生植物 水生植物＞旱生植物 生殖器官＞营养器官 幼苗期＞成熟期 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 二、外部因素 影响细胞呼吸的外部因素：氧气、温度、二氧化碳、水 C6H12O6 +6H2O +6O2 酶 6CO2 +12H2O+能量 温度 氧气 水 二氧化碳 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 ① 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。 温度通过影响 而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25 ℃～35 ℃之间。 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 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 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↓ 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 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 鼠：气温↓→散热↑→ 促进产热↑→呼吸↑→耗氧量↑ 2. O2浓度 （1）机理： O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。所以O2能直接影响呼吸速率和呼吸性质。 O2浓度 有氧呼吸 CO2释放量 在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于______________________的抑制，将不再增加。 O2浓度 无氧呼吸 CO2释放量 • D • A • C 无氧呼吸随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达到一定值时，被完全抑制。 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 酶、底物浓度或温度 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 2. O2浓度 A点： D点： C点： E点： B点： 不消耗O2，只产生CO2 ⇒只进行 呼吸 无氧 无氧呼吸终止点。 消耗O2量=产生CO2量 ⇒只进行 呼吸 有氧 E 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 产生CO2_____ ⇒组织细胞呼吸______ 最少 最弱点 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。 A D O B O2浓度 CO2 释 放 量 C E • • • • • O2浓度为零：只进行无氧呼吸，且最强 O2浓度的升高: 无氧呼吸逐渐受到抑制 有氧呼吸还很弱 CO2释放总量减少 E点对应的O2浓度下： 无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸又极低 CO2释放总量最少，呼吸作用最弱，有机物消耗最少 应用：适于保存水果、蔬菜的O2浓度 CO2释放总量增加：主要与有氧呼吸加强有关 无氧呼吸消失点，细胞只进行有氧呼吸 酶或底物浓度或温度的抑制 有氧呼吸 无氧呼吸 总呼吸作用强度 绝大多数植物非绿色部位或酵母菌： 在低氧情况下有氧呼吸及产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸同时存在 F (无氧呼吸CO2释放量加上有氧呼吸CO2释放量) • 无氧呼吸CO2释放量=有氧呼吸CO2释放量 选用透气的消毒“创可贴”： 抑制厌氧型细菌的繁殖。 酵母菌有氧呼吸：大量繁殖， 无氧呼吸：产生酒精。 增加氧气供应，促进细胞呼吸，以利于作物的生长。 降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱水果、粮食的呼吸作用，减少有机物的消耗。 破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。 提倡慢跑等有氧运动，能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。 79 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 3. CO2浓度 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 （1）原理： （2）应用： 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，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。 80 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 4、H2O ① 水是有氧呼吸的反应物，可直接参与反应。 ② 许多生化反应需在水中才能进行，自由水含量升高，细胞呼吸加快。 （2）应用 ① 稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干 ② 干种子萌发前进行浸泡处理 ——减少自由水含量，从而抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗 ——增加水分，增强呼吸作用 （1）原理 81 1.种子保藏从O2、CO2、H2O、温度等的条件是？ 2.水果、蔬菜保鲜从O2、CO2、H2O、温度等的条件是？ 低O2、高CO2、干燥、零上低温 低O2、高CO2、一定湿度、零上低温 3.影响细胞呼吸的因素_____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。 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 不是 1.（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 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 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： (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 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 (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） 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 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： (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 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 考点三 细胞呼吸的影响因素及其应用 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。 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $