原創(chuàng)2025年高考一輪總復習生物 必修1 第5章 第3節(jié) 細胞呼吸的原理和應用配套課件

必修一

分子與細胞第5章細胞的能量供應和利用2025年高考一輪總復習第3節(jié)細胞呼吸的原理和應用考點一細胞呼吸1.有氧呼吸。二氧化碳和水大量ATP

(1)概念：細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生________________，釋放能量，生成____________的過程。(2)有氧呼吸過程。細胞質基質線粒體基質線粒體內膜(3)有氧呼吸總反應式(氧元素的來源與去向)：____________________________________________。

(4)放能：在細胞內，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量儲存在ATP中，其余能量則以______形式散失。熱能2.無氧呼吸。少量細胞質基質

(1)概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放________能量的過程。 (2)場所：________________。項目反應過程第一個階段(與有氧呼吸第一個階段完全相同)C6H12O6

2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量(無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP和[H])第二個階段產(chǎn)生酒精2C3H4O3＋4[H]

_____________________實例：大多數(shù)植物、酵母菌等(3)過程。2C2H5OH(酒精)＋2CO2項目反應過程第二個

階段產(chǎn)生乳酸2C3H4O3＋4[H]

__________________實例：高等動物、乳酸菌和少數(shù)植物器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)總反應式酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵(續(xù)表)2C3H6O3(乳酸)C6H12O6

2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量C6H12O6

2C3H6O3(乳酸)＋少量能量注：①無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，形成少量ATP(葡萄糖中大部分能量存留在酒精或乳酸中)。②沒有第一個階段產(chǎn)生的[H]無氧呼吸的第二個階段無法進行。

(4)放能：1mol葡萄糖釋放196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)能量，其中均有61.08kJ左右的能量儲存在ATP中。比較項目有氧呼吸無氧呼吸場所____________________細胞質基質條件需O2、酶不需O2、需酶產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或______能量三個階段都產(chǎn)生ATP、大量只在第____階段產(chǎn)生ATP、少量3.比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同。細胞質基質和線粒體乳酸一比較項目有氧呼吸無氧呼吸特點有機物______分解，能量完全釋放有機物沒有徹底分解，能量沒有完全釋放聯(lián)系葡萄糖分解為丙酮酸階段______相同實質分解__________，釋放能量，合成ATP意義為生物體的各項生命活動提供能量；生物體代謝的樞紐(續(xù)表)徹底完全有機物(1)真核生物細胞并非都能進行有氧呼吸，如蛔蟲細胞、哺乳動物成熟的紅細胞只能進行無氧呼吸。

(2)原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進行有氧呼吸，如藍細菌、硝化細菌等，這類細胞與有氧呼吸有關的酶分布在細胞膜上。(3)葡萄糖分子不能直接進入線粒體被分解，必須在細胞質基質中分解為丙酮酸才能進入線粒體被分解。(4)人體內產(chǎn)生的CO2只能是有氧呼吸的產(chǎn)物，因為人體細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，無CO2。(5)細胞呼吸釋放的能量，大部分以熱能的形式散失，少部分以化學能的形式儲存在ATP中。4.有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸各物質間的關系比(以葡萄糖為呼吸底物)。1∶6∶61∶2∶21∶3(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝____________(2)產(chǎn)生酒精的無氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝_________。(3)消耗等量的葡萄糖時，產(chǎn)生酒精的無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為______。3∶4

(4)消耗等量的葡萄糖時，有氧呼吸消耗的O2

摩爾數(shù)與有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸產(chǎn)生CO2

摩爾數(shù)之和的比為______。考點二影響細胞呼吸的環(huán)境因素及其應用1.溫度。酶促酶的

(1)原理：細胞呼吸是一系列______反應，溫度通過影響_____________進而影響細胞呼吸速率。 (2)曲線模型(如下圖)?；钚?.O2

濃度。(1)原理。

綠色植物或酵母菌在完全缺氧條件下進行無氧呼吸，在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸并存，O2

的存在對無氧呼吸起抑制作用。在一定范圍內，有氧呼吸強度隨O2

濃度的增加而增強。(2)曲線模型(如下圖)。位置描述細胞呼吸場所A點當O2濃度為0時，細胞只進行①__________，A點對應的縱坐標大小表示②______________③____________AC

段產(chǎn)生的CO2量比吸收的O2量多時，④________________________⑤__________________________有氧呼吸細胞質基質和線粒體無氧呼吸無氧呼吸的強度細胞質基質與無氧呼吸共存位置描述細胞呼吸場所C點以后耗O2量＝產(chǎn)生CO2量，無氧呼吸消失，細胞只進行⑥__________。但當O2濃度達到一定值后，有氧呼吸強度不再隨O2濃度的增大而增強，這主要是受⑦__________________等因素的影響⑧_______________________(續(xù)表)有氧呼吸呼吸酶數(shù)量或溫度細胞質基質和線粒體位置描述細胞呼吸場所R點當產(chǎn)生的CO2總量最少時，有機物消耗量相對⑨______，在對應的該O2濃度下保存瓜果、蔬菜效果較好⑩__________________________B點有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2的量相等，有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比為?________?__________________________(續(xù)表)最少細胞質基質和線粒體1∶3細胞質基質和線粒體3.CO2

濃度。抑制

(1)原理：CO2

是細胞呼吸的產(chǎn)物，隨著CO2濃度的增大，對細胞呼吸______作用增強。 (2)曲線模型(如下圖)。 (3)應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2

濃度可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。4.含水量。

(1)原理：在一定范圍內，細胞呼吸速率隨細胞內含水量的增加而增大。當含水量超過一定的范圍時，細胞呼吸會受到抑制，甚至造成植物死亡。(2)曲線模型(如下圖)。細胞呼吸原理的應用(1)包扎傷口時，應選用透氣的紗布等敷料，以防止厭氧細菌在傷口處滋生。

(2)皮膚受損較深或被銹釘扎傷后，最好能注射破傷風抗毒血清，以防止進行無氧呼吸的破傷風桿菌在傷口處大量繁殖。 (3)提倡慢跑等有氧運動，因為劇烈運動會導致肌細胞進行無氧呼吸而產(chǎn)生大量的乳酸，引起身體肌肉的酸脹。(4)為防止植物根系呼吸不暢，需要及時給作物松土，定期給稻田排水。(5)利用微生物的有氧呼吸或無氧呼吸，生產(chǎn)各種發(fā)酵食品。(6)利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌以及發(fā)酵罐等，在控制通氣的情況下，可以生產(chǎn)各種酒。

(7)儲藏果實、蔬菜時，用降低溫度、降低氧氣含量等措施減弱果蔬的呼吸作用，以減少有機物的消耗，延長保質期。

考點三細胞呼吸類型的測定方法

1.“液滴移動法”探究細胞呼吸的方式。 (1)探究裝置：欲確認某生物的細胞呼吸方式，應設置兩套實驗裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)。裝置一裝置二(2)實驗原理。細胞呼吸吸收O2

的量

①裝置一：NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸產(chǎn)生的CO2，著色液滴移動的距離代表______________________。 ②裝置二：著色液滴移動的距離代表____________________________________________。細胞呼吸產(chǎn)生的CO2量與吸收的O2

量的差值實驗結果結論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行產(chǎn)生________的無氧呼吸不動右移只進行產(chǎn)生________的無氧呼吸左移________同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸_______不動只進行有氧呼吸或同時進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸(3)實驗結果及結論。乳酸酒精右移左移

(4)誤差校正：為使實驗結果準確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置三。裝置三與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。裝置三2.判斷細胞呼吸方式的依據(jù)?！净A測評】1.易錯診斷(1)有氧呼吸產(chǎn)生的[H]在線粒體基質中與氧結合生成水。()(2)人體在劇烈運動時所需的能量由乳酸分解提供。()(3)無氧呼吸不需要O2

的參與，該過程最終有[H]的積累。()(4)制作酸奶過程中乳酸菌可產(chǎn)生大量的丙酮酸和CO2。()(5)包扎傷口宜選用透氣的創(chuàng)可貼，主要目的是防止傷口潮濕，有利于愈合。()答案：(1)×

(2)×

(3)×

(4)×(5)×2.(2023年廣東高考)在游泳過程中，參與呼吸作用并在線粒體)

B.丙酮酸D.二氧化碳內膜上作為反應物的是( A.還原型輔酶Ⅰ C.氧化型輔酶Ⅰ

答案：A3.下圖是在相同條件下放置的探究酵母菌細胞呼吸方式的兩組實驗裝置。下列關于該實驗的敘述，正確的是()裝置甲裝置乙A.在相同時間內，Ⅱ瓶中酵母菌釋放的熱量比Ⅰ瓶的多B.錐形瓶Ⅰ和Ⅱ中的酵母菌進行細胞呼吸形成的產(chǎn)物相同C.裝置甲中的錐形瓶Ⅰ直接連接氣泵同樣能達到實驗目的D.用重鉻酸鉀檢測裝置乙的產(chǎn)物時應將培養(yǎng)時間適當延長答案：D

4.民以食為天，唐朝時就制定了關于粟米貯藏年限的法律條文。“諸倉窖貯積者，粟支九年；米及雜種支五年。下濕處，粟支五年；米及雜種支三年。貯經(jīng)三年以上，一斛聽耗一升；五年以上，二升。其下濕處，稻谷及粳米各聽加耗一倍?！蓖趥}窖過程中，窖壁用火烘干后采取草木灰、木板、席、糠、席等五層防潮、保溫措施，糧食不易發(fā)熱、發(fā)芽、腐爛。下列敘述錯誤的是()A.糧食儲存應降低濕度來降低其細胞呼吸的強度，減少有機物的損耗B.有氧呼吸中有機物分解釋放的能量大部分以熱能的形式散失了C.倉窖中的低溫環(huán)境可以降低細胞質基質和線粒體中酶的活性D.倉窖密封后，有氧呼吸的第一、二階段可以正常進行，需氧的第三階段受到抑制答案：D考向1細胞呼吸的方式及過程[典例1](2021年全國乙卷)某同學將酵母菌接種在馬鈴薯培養(yǎng)液中進行實驗，不可能得到的結果是()A.該菌在有氧條件下能夠繁殖B.該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產(chǎn)生C.該菌在無氧條件下能夠產(chǎn)生乙醇D.該菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2

解析：酵母菌有細胞核，是真菌生物，其代謝類型是異氧兼性厭氧型，與無氧條件相比，在有氧條件下，產(chǎn)生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A不符合題意。酵母菌無氧呼吸在細胞質基質中進行，無氧呼吸第一階段產(chǎn)生丙酮酸、[H]，并釋放少量的能量，第二階段丙酮酸被[H]還原成乙醇，并生成二氧化碳，B符合題意，C不符合題意。酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸都在第二階段生成CO2，D不符合題意。答案：B【考向集訓】1.(2022年浙江6月選考)下列關于細胞呼吸的敘述，錯誤的是(

)A.人體劇烈運動會導致骨骼肌細胞產(chǎn)生較多的乳酸B.制作酸奶過程中乳酸菌可產(chǎn)生大量的丙酮酸和CO2C.梨果肉細胞厭氧呼吸釋放的能量一部分用于合成ATPD.酵母菌的乙醇發(fā)酵過程中通入O2

會影響乙醇的生成量

解析：人體劇烈運動時骨骼肌細胞有氧呼吸無法滿足能量需求，會同時進行無氧呼吸，產(chǎn)生較多乳酸，A正確。產(chǎn)乳酸的無氧呼吸無CO2

的產(chǎn)生，且丙酮酸為呼吸作用中間產(chǎn)物，不能在細胞中積累，B錯誤。無氧呼吸過程中，絕大部分能量留存在未完全分解的有機物中，釋放出的能量更多地以熱能形式散失，少部分用于合成ATP，C正確。酵母菌為兼性厭氧型微生物，在有氧條件下進行有氧呼吸，氧氣濃度越大，對無氧呼吸的抑制越強，從而減少酒精的生產(chǎn)量，D正確。答案：B

考向2細胞呼吸的應用

[典例2](2023年廣東廣州月考)唐《倉庫令》記載，積糧受納入倉的程序和規(guī)定：“皆令干凈”為首要要求；出倉時“每出一屋一窖盡”，意思是必須出盡一窖才能打開動用下一個倉窖的糧)食。下列有關糧食儲備的要求的敘述，錯誤的是( A.倉庫密閉是為了防止種子進行呼吸作用 B.入倉時曬“干”糧食為降低種子中自由水含量 C.入倉時糧倉和糧食“凈”可減少蟲害滋生 D.出倉時避免多次開啟倉窖可減少糧食變質腐爛

解析：倉庫密閉是為了降低種子的有氧呼吸作用，A錯誤；入倉時曬“干”糧食，降低了種子中自由水含量，此時細胞代謝減弱(對有機物的消耗減少)，種子抗逆能力會增強，以便于更好地儲存糧食，B正確；入倉時糧倉和糧食“凈”不利于害蟲的生存，可減少蟲害滋生，C正確；出倉時避免多次開啟倉窖可減少種子的呼吸作用，防止糧食變質腐爛，D正確。答案：A

【考向集訓】2.(2023年山東高考)水淹時，玉米根細胞由于較長時間進行無氧呼吸導致能量供應不足，使液泡膜上的H＋轉運減緩，引起細胞質基質內H＋積累，無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細胞質基質pH降低。pH降低至一定程度會引起細胞酸中毒。細胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑，延緩細胞酸中毒。下列說法正確的是(

)A.正常玉米根細胞液泡內pH高于細胞質基質B.檢測到水淹的玉米根有CO2

的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成C.轉換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時釋放的ATP增多以緩解能量供應不足D.轉換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時消耗的[H]增多以緩解酸中毒質中的H＋轉運進入液泡，此過程消耗能量，為主動運輸，即H＋從低濃度的細胞質基質轉運進入高濃度的液泡中，所以細胞液泡內pH低于細胞質基質，A錯誤。有氧呼吸和酒精發(fā)酵的無氧呼吸都可以產(chǎn)生CO2，所以檢測到水淹的玉米根有CO2

的產(chǎn)生不一定是根細胞無氧呼吸產(chǎn)生的，B正確。轉換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時不釋放能量，不產(chǎn)生ATP，不能緩解能量供應不足，C錯誤。丙酮酸產(chǎn)酒精途徑消耗的[H]與產(chǎn)乳酸途徑時消耗的[H]一樣多，細胞可通過將無氧呼吸過程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑，延緩細胞酸中毒是因為乳酸含量降低，D錯誤。答案：B解析：正常玉米根細胞液泡膜上的H＋轉運蛋白可將細胞質基

考向3細胞呼吸的影響因素

[典例3](2023年全國乙卷)植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環(huán)境。在無氧條件下，某種植物幼苗的根細胞經(jīng)呼吸作用釋放CO2

的速率隨時間的變化趨勢如圖所示。下列相關敘述錯誤的是()A.在時間a之前，植物根細胞無CO2

釋放，只進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸B.a～b時間內植物根細胞存在經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2

的過程C.每分子葡萄糖經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精時生成的ATP比產(chǎn)生乳酸時的多D.植物根細胞無氧呼吸產(chǎn)生的酒精跨膜運輸?shù)倪^程不需要消耗ATP

解析：在時間a之前，植物根細胞無CO2

釋放，只進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，A正確。a～b時間內CO2

的釋放速率隨時間的變化而增大，故a～b時間內植物根細胞存在經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2

的過程，B正確。無氧呼吸無論產(chǎn)生酒精，還是乳酸，第一個階段都是相同的，且只有第一階段釋放少量能量，故每分子葡萄糖經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精時生成的ATP和產(chǎn)生乳酸時的一樣，C錯誤。酒精的跨膜運輸方式為自由擴散，不需要消耗ATP，D正確。答案：C

【考向集訓】

3.(2023年廣東調研)在錐形瓶中加入葡萄糖溶液和活化的酵母菌，密閉瓶口，置于適宜條件下培養(yǎng)，用傳感器分別測定O2

和CO2

的含量，實驗結果如圖所示。下列分析錯誤的是()A.在實驗過程中酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸B.實驗進行到100s時，酵母菌O2

的消耗量等于CO2的釋放量C.實驗進行到200s時，酵母菌無氧呼吸消耗的葡萄糖量大于有氧呼吸消耗的D.500s后，錐形瓶中的O2

和CO2

的量維持穩(wěn)定與葡萄糖含量有關

解析：該瓶口是密閉的，開始時酵母菌進行有氧呼吸，隨著氧氣逐漸減少，有氧呼吸和無氧呼吸都進行，A正確。據(jù)圖分析，100s時，該點有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，酵母菌O2

的消耗量為1.0mg·L-1，CO2的釋放量為10mg·L-1，O2

的消耗量不等于CO2

的釋放量，B錯誤。實驗進行到200

s時，有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，從圖中曲線可知，CO2

的釋放量為15mg·L-1，O2

的消耗量大約為0.75左右，無氧呼吸過程中產(chǎn)生的二氧化碳為15－0.75＝14.25mg·L-1，有氧呼吸過程中產(chǎn)生的二氧化碳為0.75mg·L-1，所以酵母菌無氧呼吸消耗的葡萄糖量大于有氧呼吸消耗的，C正確。400s之后，密閉容器中O2

和CO2

的含量基本不變，說明400s時葡萄糖可能消耗完，不再進行細胞呼吸，所以500s后，錐形瓶中的O2

和CO2

的量維持穩(wěn)定與葡萄糖含量有關，D正確。答案：B

4.(2022年廣東廣州六中期末)呼吸商(RQ＝釋放的CO2

量/吸收的O2

量)可作為描述細胞呼吸過程中氧氣供應狀態(tài)的一種指標。下圖是酵母菌氧化分解葡萄糖過程中氧分壓與呼吸商的關系。下列敘述正確的是()

A.呼吸商越大，細胞有氧呼吸越強，無氧呼吸越弱 B.圖中b點時細胞質基質會消耗[H] C.若利用酵母菌釀酒，最好將氧分壓調至b點 D.圖中c點后，細胞呼吸強度不再隨氧分壓的變化而變化

解析：呼吸底物為葡萄糖時，有氧呼吸消耗的氧與產(chǎn)生的二氧化碳的量相等，故細胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳與消耗氧氣的差值可表示無氧呼吸的強度，RQ＝釋放的CO2

量/吸收的O2

量，故呼吸商越大，證明釋放出的二氧化碳與消耗氧的差值越多，即無氧呼吸越強，A錯誤。b點的呼吸商大于1，說明細胞存在無氧呼吸，無氧呼吸第二階段在細胞質基質中進行，需要消耗第一階段產(chǎn)生的丙酮酸和[H]，B正確。若利用酵母菌釀酒，需要讓酵母菌完全進行無氧呼吸，而氧分壓為b時細胞既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，使酒精產(chǎn)生量降低，C錯誤。c點以后只進行有氧呼吸，無論有氧呼吸的強度是否變化，呼吸商不變，所以呼吸商不變，不能說明細胞呼吸強度不再隨氧分壓的變化而變化，D錯誤。答案：B

探究酵母菌細胞呼吸的方式1.實驗原理。(1)酵母菌是一種單細胞真菌，屬于________________，因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。兼性厭氧菌澄清石灰水綠黃酸性灰綠

(2)CO2可使______________變渾濁，也可使溴麝香草酚藍溶液由藍變______再變______。根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短，可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2

的產(chǎn)生情況。 (3)橙色的重鉻酸鉀溶液在_______條件下與乙醇(酒精)發(fā)生化學反應，變成________色。2.實驗步驟。葡萄糖耗盡B中氧氣清除空氣中的CO2(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌＋________溶液)。(2)檢測CO2

產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。

(3)檢測酒精的產(chǎn)生：從A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g____________的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。(注：葡萄糖能與酸性重鉻酸鉀反應發(fā)生顏色變化，因此，應將酵母菌的培養(yǎng)時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。)重鉻酸鉀觀察項目有氧呼吸裝置無氧呼吸裝置澄清石灰水出現(xiàn)渾濁所需時間及渾濁程度比較________________長且渾濁程度較小溴麝香草酚藍溶液變色情況比較變黃且時間短______________酸性重鉻酸鉀檢驗情況比較________由橙色變成灰綠色(4)實驗結果和結論。短且渾濁程度較大變黃且