2024-2025學(xué)年高考生物一輪復(fù)習(xí)專題08細(xì)胞呼吸知識(shí)點(diǎn)講解含解析

專題08細(xì)胞呼吸講考綱考情講考綱考情最新考綱1.1細(xì)胞呼吸(Ⅱ)1.2試驗(yàn)：探究酵母菌的呼吸方式2、最近考情2024·全國(guó)卷Ⅱ(2)、2024·全國(guó)卷Ⅲ(4)、2024·全國(guó)卷Ⅰ(30)、2024·全國(guó)卷Ⅱ(4，30)、2024·全國(guó)卷Ⅲ(29)、2024·全國(guó)卷Ⅰ(30)、2024·全國(guó)卷Ⅱ(29)講核心素養(yǎng)講核心素養(yǎng)生命觀念 明通過細(xì)胞呼吸的過程，建立物質(zhì)與能量觀科學(xué)思維 影響細(xì)胞呼吸因素的分析，細(xì)胞呼吸類型的推斷及相關(guān)計(jì)算科學(xué)探究 探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式社會(huì)責(zé)任 細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)中的應(yīng)用，關(guān)注生產(chǎn)與生活及人體健康構(gòu)思維導(dǎo)圖構(gòu)思維導(dǎo)圖核心突破例題精講核心突破例題精講考點(diǎn)一細(xì)胞呼吸過程【生命觀念】【基礎(chǔ)學(xué)問梳理】1．細(xì)胞呼吸概念：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。2．有氧呼吸(1)概念：是指細(xì)胞在氧的參加下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。(2)過程(3)寫出有氧呼吸總反應(yīng)式(標(biāo)出氧元素的來源與去向)。3．無氧呼吸(1)場(chǎng)所：全過程都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。(2)過程第一階段葡萄糖eq\o(――→,\s\up7(酶))丙酮酸＋[H]＋少量能量其次階段酒精發(fā)酵丙酮酸eq\o(――→,\s\up7(酶))酒精＋CO2乳酸發(fā)酵丙酮酸eq\o(――→,\s\up7(酶))乳酸【核心考點(diǎn)突破】1．有氧呼吸和無氧呼吸的過程圖解2．細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來源與去向項(xiàng)目來源去向[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O；無氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：與O2結(jié)合生成水；無氧呼吸：還原丙酮酸ATP有氧呼吸：三個(gè)階段都產(chǎn)生；無氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生用于各項(xiàng)生命活動(dòng)(除光合作用的暗反應(yīng))3．細(xì)胞呼吸過程中有關(guān)物質(zhì)參加的階段及場(chǎng)所總結(jié)(1)水：生成于有氧呼吸的第三階段，場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜；以反應(yīng)物參加有氧呼吸的其次階段，場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)。無氧呼吸中不存在水的生成與消耗。(2)二氧化碳：生成于有氧呼吸的其次階段，場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)，或生成于無氧呼吸的其次階段，場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。動(dòng)物與植物體內(nèi)均可產(chǎn)生二氧化碳。(3)酒精或乳酸：生成于無氧呼吸的其次階段，場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(4)葡萄糖：只以反應(yīng)物的形式參加有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(5)丙酮酸：作為中間產(chǎn)物，生成于有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)；以反應(yīng)物形式參加有氧呼吸和無氧呼吸的其次階段，前者場(chǎng)所為線粒體基質(zhì)，后者場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。(6)氧氣：只以反應(yīng)物的形式參加有氧呼吸的第三階段，場(chǎng)所為線粒體內(nèi)膜。例題精講：(2024·河北衡水中學(xué)二模)如圖為生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程的圖解。下列有關(guān)說法正確的是()A.葡萄糖在線粒體中經(jīng)過程①②徹底氧化分解，釋放大量能量B.無氧呼吸時(shí)，過程①產(chǎn)生的[H]在過程③或④中不斷積累C.人的成熟紅細(xì)胞內(nèi)可發(fā)生的是過程①④D.無氧呼吸中大部分的能量以熱能形式散失掉，所以產(chǎn)生的ATP量遠(yuǎn)小于有氧呼吸【答案】C【解析】葡萄糖需在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中水解為丙酮酸，才可進(jìn)入線粒體接著氧化分解，A錯(cuò)誤；無氧呼吸中產(chǎn)生的[H]用于丙酮酸的還原、酒精或乳酸的產(chǎn)生，不會(huì)有[H]的積累，B錯(cuò)誤；人體成熟紅細(xì)胞沒有線粒體，只能進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，C正確；無氧呼吸比有氧呼吸釋放能量少，是因?yàn)闊o氧呼吸有機(jī)物沒有徹底的氧化分解，大部分能量仍儲(chǔ)存在酒精或乳酸中沒有釋放出來，D錯(cuò)誤。變式訓(xùn)練：(2024·山東高考模擬)線粒體中的[H]與氧氣結(jié)合的過程須要細(xì)胞色素c的參加。細(xì)胞接受凋亡信號(hào)后，線粒體中的細(xì)胞色素c可轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，并與Apaf-1蛋白結(jié)合引起細(xì)胞凋亡。下列說法錯(cuò)誤的是()A．有氧呼吸過程產(chǎn)生[H]的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)B．細(xì)胞色素c參加有氧呼吸第三階段的反應(yīng)C．細(xì)胞色素c功能丟失的細(xì)胞將無法合成ATPD．若細(xì)胞中Apaf-1蛋白功能丟失，細(xì)胞色素c將不會(huì)引起該細(xì)胞凋亡【答案】C【解析】有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生[H]，場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)，A正確；細(xì)胞色素c在線粒體內(nèi)膜上，參加有氧呼吸第三階段，B正確；細(xì)胞色素c功能丟失影響有氧呼吸第三階段，但是有氧呼吸前兩個(gè)階段也可產(chǎn)生ATP，C錯(cuò)誤；細(xì)胞色素c可以與Apaf－1蛋白結(jié)合，Apaf－1蛋白功能丟失不能與細(xì)胞色素c結(jié)合，無法引起細(xì)胞凋亡，D正確。考點(diǎn)二細(xì)胞呼吸類型的推斷及計(jì)算【科學(xué)思維】【基礎(chǔ)學(xué)問梳理】1．推斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)2.有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸各物質(zhì)間的關(guān)系比(以葡萄糖為呼吸底物)(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。(2)產(chǎn)生酒精的無氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。(3)消耗等量的葡萄糖時(shí)，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1∶3。(4)消耗等量的葡萄糖時(shí)，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3∶4?！竞诵目键c(diǎn)突破】細(xì)胞呼吸方式或類型的判定(1)推斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)(2)“試驗(yàn)法”推斷生物呼吸類型①裝置②試驗(yàn)原理③結(jié)果分析與判定④物理誤差的校正為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，設(shè)置如圖所示的丙裝置，(除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外其余均與乙裝置相同。)裝置丙提示：(1)若所放材料為綠色植物，整個(gè)裝置必需遮光處理，否則植物組織的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定。(2)為防止微生物呼吸對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)將裝置及所測(cè)材料進(jìn)行消毒處理。(3)假如試驗(yàn)材料是酵母菌，試驗(yàn)所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是滅菌，解除其他微生物的呼吸作用對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成干擾。例題精講：(2024·哈爾濱師大附中開學(xué)考)有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培育液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通過對(duì)表中數(shù)據(jù)分析可得出的結(jié)論是()氧濃度(%)abcd產(chǎn)生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol產(chǎn)生酒精的量9mol6.5mol6mol0molA.a濃度時(shí)酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率B.b濃度時(shí)酵母菌有氧呼吸速率大于無氧呼吸速率C.c濃度時(shí)有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵D.d濃度時(shí)酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸未進(jìn)行無氧呼吸【答案】D【解析】酵母菌無氧呼吸時(shí)產(chǎn)生的C2H5OH(酒精)和CO2的量相等，故a濃度時(shí)，酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸，沒有進(jìn)行有氧呼吸，A錯(cuò)誤；b濃度時(shí)，有6.5÷2＝3.25mol葡萄糖用于無氧呼吸，有(12.5－6.5)÷6＝1mol葡萄糖用于有氧呼吸，酵母菌有氧呼吸速率小于無氧呼吸速率，B錯(cuò)誤；c濃度時(shí)，有6÷2＝3mol葡萄糖用于無氧呼吸，有(15－6)÷6＝1.5mol葡萄糖用于有氧呼吸，故用于酒精發(fā)酵的葡萄糖約占66.7%，C錯(cuò)誤；d濃度時(shí)，沒有酒精產(chǎn)生，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，D正確。變式訓(xùn)練：某探討小組利用檢測(cè)氣壓改變的密閉裝置來探究微生物的呼吸。試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：關(guān)閉活栓后，U形管右管液面高度改變反映瓶中的氣體體積改變。試驗(yàn)起先時(shí)將右管液面高度調(diào)至參考點(diǎn)，試驗(yàn)中定時(shí)記錄右管液面高度相對(duì)于參考點(diǎn)的改變(忽視其他緣由引起的容積改變)。下列有關(guān)說法不正確的是()A．甲組右管液面改變，表示的是微生物呼吸時(shí)O2的消耗量B．乙組右管液面改變，表示的是微生物呼吸時(shí)CO2的釋放量和O2消耗量之間的差值C．甲組右管液面上升，乙組下降，說明微生物進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸D．甲組右管液面不變，乙組下降，說明微生物進(jìn)行乳酸發(fā)酵【答案】D【解析】甲組試驗(yàn)裝置中NaOH的作用是汲取CO2，有氧呼吸過程消耗O2，產(chǎn)生的CO2被NaOH汲取，所以甲組右管液面改變，表示的是微生物呼吸時(shí)O2的消耗量，A正確；乙組試驗(yàn)裝置中無NaOH汲取CO2，氣體的改變是O2消耗量與CO2的釋放量的綜合，因此乙組右管液面改變，表示的是微生物呼吸時(shí)CO2的釋放量和O2消耗量之間的差值，B正確；甲組右管液面上升，說明細(xì)胞呼吸消耗O2，進(jìn)行有氧呼吸，乙組下降，說明CO2的釋放量大于O2的消耗量，說明微生物進(jìn)行無氧呼吸，故微生物進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸，C正確；甲組右管液面不變，說明微生物不消耗O2，即進(jìn)行無氧呼吸，乙組下降，說明有CO2的釋放，因此微生物進(jìn)行酒精發(fā)酵，不是乳酸發(fā)酵，D錯(cuò)誤。考點(diǎn)三影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用【科學(xué)思維】【基礎(chǔ)學(xué)問梳理】1．溫度(1)原理：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過影響酶的活性進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸速率。(2)曲線模型(如下圖)(3)應(yīng)用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低溫儲(chǔ)存\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糧食,水果、蔬菜零上低溫)),種植大棚作物\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(白天：適當(dāng)升溫,夜間：適當(dāng)降溫))))2．O2濃度(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對(duì)無氧呼吸過程有抑制作用。(2)曲線模型(如下圖)①O2濃度低時(shí)，無氧呼吸占優(yōu)勢(shì)。②隨著O2濃度增大，無氧呼吸漸漸被抑制，有氧呼吸不斷加強(qiáng)。③當(dāng)O2濃度達(dá)到肯定值后，隨著O2濃度增大，有氧呼吸不再加強(qiáng)(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。(3)應(yīng)用①選用透氣消毒紗布包扎傷口，抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧細(xì)菌的無氧呼吸。②作物栽培中剛好松土，保證根的正常細(xì)胞呼吸。③提倡慢跑，防止肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。④稻田定期排水，抑制無氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。3．CO2濃度(1)原理：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會(huì)抑制(填“促進(jìn)”或“抑制”)細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。(2)曲線模型(如圖)(3)應(yīng)用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸，削減有機(jī)物的消耗。4．含水量(1)原理：肯定范圍內(nèi)，細(xì)胞中自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。(2)曲線模型(如圖)(3)應(yīng)用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糧食：干燥貯存，降低細(xì)胞呼吸消耗有機(jī)物的量,水果、蔬菜：儲(chǔ)存時(shí)保持肯定的濕度))【核心考點(diǎn)突破】細(xì)胞呼吸曲線示意圖例題精講：(2024·成都市診斷)如圖表示O2濃度和溫度對(duì)洋蔥根尖細(xì)胞有氧呼吸速率的影響，下列敘述錯(cuò)誤的是()A.與A點(diǎn)相比，B點(diǎn)時(shí)與有氧呼吸相關(guān)酶的活性較低B.與B點(diǎn)相比，限制C點(diǎn)有氧呼吸速率的因素有氧濃度和溫度C.由圖可知，細(xì)胞有氧呼吸的最適溫度位于30℃和35℃之間D.氧濃度不變，A點(diǎn)時(shí)適當(dāng)提高溫度，細(xì)胞有氧呼吸速率可能增大【答案】C【解析】當(dāng)氧濃度為60%時(shí)，有氧呼吸的速率在30℃時(shí)比20℃時(shí)的大，說明與A點(diǎn)相比，B點(diǎn)時(shí)與有氧呼吸相關(guān)酶的活性較低，故A正確；當(dāng)氧濃度為20%時(shí)，C點(diǎn)上升溫度，有氧呼吸速率會(huì)增大，所以溫度影響有氧呼吸速率；當(dāng)溫度為15℃時(shí)增加氧濃度，有氧呼吸速率也會(huì)增大，所以氧濃度也會(huì)影響呼吸速率，故B正確；分析題圖可知，在20℃、30℃、35℃三個(gè)溫度條件下，30℃條件下氧氣足夠時(shí)有氧呼吸速率最高，說明有氧呼吸的最相宜溫度在20℃～35℃之間，而不是位于30℃和35℃之間，故C錯(cuò)誤；從圖中可以看出，30℃時(shí)可能最接近酶的最適溫度，假如酶的最適溫度是31℃，則適當(dāng)上升溫度會(huì)提高呼吸速率，故D正確。變式訓(xùn)練：(2024·黑龍江哈爾濱師大附中測(cè)試)如圖為蔬菜存放時(shí)，空氣中的O2濃度(y)與蔬菜釋放出的CO2氣體量(x)的關(guān)系曲線。依據(jù)圖示，最有利于蔬菜儲(chǔ)存的O2濃度是()A．①B．②C．③D．④【答案】B【解析】②O2濃度條件下，CO2產(chǎn)生量最少，有機(jī)物消耗最少，并且有氧條件下，無氧呼吸受到抑制，最有利于蔬菜的儲(chǔ)存，B正確?？键c(diǎn)四探究酵母菌的呼吸方式【科學(xué)探究】【基礎(chǔ)學(xué)問梳理】1．試驗(yàn)原理2．試驗(yàn)步驟(1)配制酵母菌培育液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。(2)檢測(cè)CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示。(3)檢測(cè)酒精的產(chǎn)生：從A、B中各取2mL酵母菌培育液的濾液，分別注入編號(hào)為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并視察溶液的顏色改變。3．試驗(yàn)現(xiàn)象條件澄清石灰水的改變/出現(xiàn)改變的時(shí)間重鉻酸鉀—濃硫酸溶液甲組(有氧)變混濁/快無改變乙組(無氧)變混濁/慢出現(xiàn)灰綠色4．試驗(yàn)結(jié)論(1)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。(2)在有氧條件下產(chǎn)生CO2多而快，在無氧條件下進(jìn)行細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和CO2?！竞诵目键c(diǎn)突破】1．試驗(yàn)留意事項(xiàng)(1)試驗(yàn)裝置甲組探究酵母菌的有氧呼吸，乙組探究酵母菌的無氧呼吸。甲、乙兩組為對(duì)比試驗(yàn)，設(shè)置的是有氧、無氧條件。(2)無關(guān)變量限制①通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證第三個(gè)錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。②B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。2．液滴移動(dòng)法探究細(xì)胞呼吸的方式(1)探究裝置：欲確認(rèn)某生物的細(xì)胞呼吸方式，應(yīng)設(shè)置兩套試驗(yàn)裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：(2)結(jié)果結(jié)論試驗(yàn)結(jié)果結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動(dòng)不動(dòng)只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸不動(dòng)右移只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動(dòng)只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸(3)誤差校正：為使試驗(yàn)結(jié)果精確，除削減無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置比照裝置三。裝置三與裝置二相比，不同點(diǎn)是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。例題精講：(2024·豫南九校聯(lián)考)下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的試驗(yàn)裝置，有關(guān)敘述正確的是()A.該試驗(yàn)需設(shè)置有氧和無氧兩種條件的對(duì)比試驗(yàn)，其中乙組作為比照組B.若向b瓶和d瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，則d瓶?jī)?nèi)的溶液會(huì)變黃C.可依據(jù)溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的時(shí)間長(zhǎng)短，來檢測(cè)CO2的產(chǎn)生速率D.若c瓶和e瓶中溶液都變混濁，不能據(jù)此推斷酵母菌的呼吸方式【答案】C【解析】該試驗(yàn)需設(shè)置有氧和無氧兩種條件的對(duì)比試驗(yàn)，甲、乙組互為比照組，A錯(cuò)誤；d瓶酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，生成酒精，在酸性條件下重鉻酸鉀溶液與酒精反應(yīng)變成灰綠色，而b瓶酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，不生成酒精，加入酸性重鉻酸鉀溶液無灰綠色出現(xiàn)，B錯(cuò)誤；b瓶酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生二氧化碳速率較