2024年高考生物一轮复习必修1第5章第3节细胞呼吸的原理和应用课件

这是一份2024年高考生物一轮复习必修1第5章第3节细胞呼吸的原理和应用课件，共60页。PPT课件主要包含了考点一细胞呼吸，有氧呼吸，二氧化碳和水，大量ATP，2有氧呼吸过程，无氧呼吸，细胞质基质，C6H12O6，糖为呼吸底物，无氧呼吸的等内容，欢迎下载使用。
(1)概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生_________________，释放能量，生成__________的过程。
(3)有氧呼吸总反应式(氧元素的来源与去向)。
(4)放能：在细胞内，1 ml 葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ 的能量，可使 977.28 kJ 左右的能量储存在 ATP 中，其余能量则以热能形式散失。
(1)概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放________能量的过程。(2)场所：______________。(3)过程。
2C2H5OH(酒精)＋2CO2
2C3H6O3(乳酸)
2C3H6O3(乳酸)＋少量能量
2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量
注：①无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，形成少量 ATP
(葡萄糖中大部分能量存留在酒精或乳酸中)。
②没有第一个阶段产生的[H]无氧呼吸的第二个阶段无法进
(4)放能：1 ml 葡萄糖释放 196.65 kJ(生成乳酸)或 225.94 kJ(生成酒精)能量，其中均有 61.08 kJ 左右的能量储存在 ATP 中。
3.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同。
(1)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳
动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，这类细胞与有氧呼吸有关的酶分布在细胞膜上。
(3)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基
质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。
(4)人体内产生的 CO2 只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞
无氧呼吸的产物是乳酸，无 CO2。
(5)细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分
以化学能的形式储存在 ATP 中。
4.有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄
(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。(3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产
生的 CO2 摩尔数之比为 1∶3。
(4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的 O2 摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生 CO2 摩尔数之和的比为 3∶4。
考点二 影响细胞呼吸的环境因素及其应用
(1)原理：细胞呼吸是一系列______反应，温度通过影响_____________进而影响细胞呼吸速率。(2)曲线模型(如下图)。
2.O2 浓度。(1)原理。
绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行无氧呼吸，在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸并存，O2 的存在对无氧呼吸起抑制作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随 O2 浓度的增加而增强。
(2)曲线模型(如下图)。
呼有氧呼吸与无氧呼吸共存
3.CO2 浓度。(1)原理：CO2 是细胞呼吸的产物，随着 CO2 浓度的增大，对
细胞呼吸______作用增强。
(2)曲线模型(如下图)。(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加 CO2 浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(1)原理：在一定范围内，细胞呼吸速率随细胞内含水量的增加而增大。当含水量超过一定的范围时，细胞呼吸会受到抑制，甚至造成植物死亡。(2)曲线模型(如下图)。
粮食：干燥储藏，降低细胞呼吸消耗
水果、蔬菜：储存时保持一定的湿度细胞呼吸原理的应用(1)包扎伤口时，应选用透气的纱布等敷料，以防止厌氧细菌在伤口处滋生。(2)皮肤受损较深或被锈钉扎伤后，最好能注射破伤风抗毒血清，以防止进行无氧呼吸的破伤风杆菌在伤口处大量繁殖。
(3)提倡慢跑等有氧运动，因为剧烈运动会导致肌细胞进行无
氧呼吸而产生大量的乳酸，引起身体肌肉的酸胀。
(4)为防止植物根系呼吸不畅，需要及时给作物松土，定期给
(5)利用微生物的有氧呼吸或无氧呼吸，生产各种发酵食品。(6)利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通
气的情况下，可以生产各种酒。
(7)储藏果实、蔬菜时，用降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗，延长保质期。
考点三 细胞呼吸类型的测定方法1.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式。(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。
细胞呼吸吸收 O2 的量
①装置一：NaOH 溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的 CO2，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____________________________________________。
细胞呼吸产生的 CO2 量
与吸收的 O2 量的差值
(3)实验结果及结论。
(4)误差校正：为使实验结果准确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
2.判断细胞呼吸方式的依据。
【基础测评】1.易错诊断(1) 有氧呼吸产生的[H] 在线粒体基质中与氧结合生成水。
(2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供。(
(3) 无氧呼吸不需要 O2 的参与，该过程最终有[H] 的积累。
(4)皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清。
)(5)包扎伤口宜选用透气的创可贴，主要目的是防止伤口潮湿，
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√
2.下列有关人体细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的说法正确的
)A.细胞呼吸产生的 CO2 是由丙酮酸和 O2 反应所生成B.人体细胞利用葡萄糖有氧呼吸和无氧呼吸都产生水C.用 18O 标记葡萄糖中的氧，产生的水中不能检测到 18OD.长跑途中，骨骼肌细胞主要通过无氧呼吸提供能量答案：C
3.某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的细胞呼吸速率。实验所用毛细管横截面积为 1 mm2，实验开始时，打开软管夹，将装置放入 25 ℃水浴中，10 min 后关闭软管夹，随后每隔 5 min记录一次毛细管中液滴移动的位置，结果如下表所示。下列分析
A.图中 X 为 NaOH 溶液，软管夹关闭后液滴将向右移动B.在 20～30 min 内氧气的平均吸收速率为 6.5 mm3·min-1C.如将 X 换成清水，并向试管充入 N2，可测定果蝇幼虫无氧
D.增设的对照实验只需将装置中的 X 换成清水，并将该装置
4.民以食为天，唐朝时就制定了关于粟米贮藏年限的法律条文。“诸仓窖贮积者，粟支九年；米及杂种支五年。下湿处，粟支五年；米及杂种支三年。贮经三年以上，一斛听耗一升；五年以上，二升。其下湿处，稻谷及粳米各听加耗一倍。”挖仓窖过程中，窖壁用火烘干后采取草木灰、木板、席、糠、席等五层防潮、
保温措施，粮食不易发热、发芽、腐烂。下列叙述错误的是(
A.粮食储存应降低湿度来降低其细胞呼吸的强度，减少有机物的损耗
B.有氧呼吸中有机物分解释放的能量大部分以热能的形式散
C. 仓窖中的低温环境可以降低细胞质基质和线粒体中酶的
D.仓窖密封后，有氧呼吸的第一、二阶段可以正常进行，需
考向 1 细胞呼吸的方式及过程[典例 1](2021 年全国乙卷)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养
液中进行实验，不可能得到的结果是(
A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生 CO2
解析：酵母菌有细胞核，是真菌生物，其代谢类型是异氧兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快，A 不符合题意。酵母菌无氧呼吸在细胞质基质中进行，无氧呼吸第一阶段产生丙酮酸、[H]，并释放少量的能量，第二阶段丙酮酸被[H]还原成乙醇，并生成二氧化碳，B 符合题意，C 不符合题意。酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都在第二阶段生成 CO2，D 不符合题意。
【考向集训】1.(2022 年浙江 6 月选考)下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是
)A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和 CO2C.梨果肉细胞厌氧呼吸释放的能量一部分用于合成 ATPD.酵母菌的乙醇发酵过程中通入 O2 会影响乙醇的生成量
解析：人体剧烈运动时骨骼肌细胞有氧呼吸无法满足能量需求，会同时进行无氧呼吸，产生较多乳酸，A 正确。产乳酸的无氧呼吸无 CO2 的产生，且丙酮酸为呼吸作用中间产物，不能在细胞中积累，B 错误。无氧呼吸过程中，绝大部分能量留存在未完全分解的有机物中，释放出的能量更多地以热能形式散失，少部分用于合成 ATP ，C 正确。酵母菌为兼性厌氧型微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，氧气浓度越大，对无氧呼吸的抑制越强，从而减少酒精的生产量，D 正确。
2.(2020 年全国Ⅰ卷)种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生
的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是(
A.若产生的 CO2 与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收 O2 的分子数与释放 CO2 的相等C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无 O2 吸收也无CO2 释放D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收 O2 的分子数比释放 CO2 的多
考向 2 细胞呼吸的应用[典例 2](2021 年湖南高考)下列有关细胞呼吸原理应用的叙
A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用 40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气B.农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长
C.油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要
D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸
解析：南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用 40℃左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，A 正确。种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库储藏时，应在低氧和零上低
温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B 错误。油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中 C、H 含量高，O 含量低，油料作物种子萌发时呼吸作用需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C 正确。柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是保存新鲜水果的适宜条件，D 正确。
【考向集训】3.(2022 年广东高考)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成 TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于 0.5%TTC 溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是
)A.该反应需要在光下进行B.TTF 可在细胞质基质中生成C.TTF 生成量与保温时间无关D.不能用红色深浅判断种子活力高低
解析：大豆种子充分吸水胀大，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A 错误。细胞质基质中可通过细胞呼吸第一个阶段产生[H]，TTF 可在细胞质基质中生成，B 正确。保温时间较长时，较多的 TTC 进入活细胞，生成较多的红色 TTF，C 错误。相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D 错误。
4.(2022 年山东高考)植物细胞内 10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生 NADPH、CO2 和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下
A.磷酸戊糖途径产生的 NADPH 与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同B.与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少C.正常生理条件下，利用 14C 标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成D.受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
解析：磷酸戊糖途径产生的是NADPH，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是 NADH，两者是不同的物质，A 正确。有氧呼吸会产生大量的能量，而葡萄糖经磷酸戊糖途径产生中间产物较多，能量少，B正确。利用 14C标记的葡萄糖只能追踪含有碳元素的物质，所以无法追踪各产物的生成，C 错误。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等，所以受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成，D 正确。
考向 3 细胞呼吸的影响因素[典例 3](2022 年山东一模)为研究两种呼吸抑制剂的作用，甲组实验在有氧条件下，向以葡萄糖为供能物质的肌细胞中加入一种高效的特异性线粒体 ATP 合成酶抑制剂(R1)。乙组实验换成高效的特异性抑制[H]与 O2 结合的试剂(R2)，其他条件相同。下列说
A.R1、R2 都是作用于有氧呼吸的第三个阶段B.甲组细胞中的 ATP 产生量迅速降至零，细胞继而死亡C.R2 的作用效果与将乙组改为无氧条件但不加 R2 的效果完全相同D.一段时间内，两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高
解析：有氧呼吸第二个阶段发生在线粒体基质，也可以合成ATP，所以 R1 可以作用于有氧呼吸第二个和第三个阶段，A 错误。细胞质基质可以进行有氧呼吸第一个阶段的反应，产生少量 ATP，所以甲组细胞中仍然可以产生少量 ATP，B错误。R2特异性抑制[H]与 O2，但细胞可以进行有氧呼吸第二阶段的反应，将丙酮酸彻底分解，而在无氧条件下，细胞不能将丙酮酸分解，只能将其还原为乳酸，因此二者不同，C 错误。一段时间后，细胞合成 ATP 减少，因此需要通过无氧呼吸产生 ATP，而无氧呼吸产生的能量较少，所以需要通过分解更多的葡萄糖为生命活动提供能量，因此两组细胞的葡萄糖消耗速率都可能升高，D 正确。
【考向集训】5.(2021 年山东德州期中)某兴趣小组探究了温度对小麦种子
呼吸速率的影响，结果如图所示。下列叙述正确的是(A.ab 段，线粒体内葡萄糖分解速率随温度升高而加快B.bc 段，反应速率下降的原因是酶的活性降低C.b 点时，氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多D.ac 段，细胞呼吸释放的能量暂时贮存在 ATP 中
解析：葡萄糖分解只发生在细胞质基质中，不能发生在线粒体中，A 错误。bc 段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快，空间结构改变，酶活性降低，因而细胞呼吸的反应速率下降，B 正确。b 点时氧与[H]结合生成的水最多，C 错误。细胞呼吸产生的能量大部分以热能的形式散失，D 错误。
6.(2022 年广东广州六中期末)呼吸商(RQ＝释放的 CO2 量/吸收的 O2 量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。下图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系。下
A.呼吸商越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B.图中 b 点时细胞质基质会消耗[H]
C.若利用酵母菌酿酒，最好将氧分压调至 b 点
D.图中 c 点后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化解析：呼吸底物为葡萄糖时，有氧呼吸消耗的氧与产生的二氧化碳的量相等，故细胞呼吸产生的二氧化碳与消耗氧气的差值可表示无氧呼吸的强度，RQ＝释放的 CO2 量/吸收的 O2 量，故呼吸商越大，证明释放出的二氧化碳与消耗氧的差值越多，即无氧
呼吸越强，A 错误。b 点的呼吸商大于 1，说明细胞存在无氧呼吸，无氧呼吸第二阶段在细胞质基质中进行，需要消耗第一阶段产生的丙酮酸和[H]，B 正确。若利用酵母菌酿酒，需要让酵母菌完全进行无氧呼吸，而氧分压为 b 时细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，使酒精产生量降低，C 错误。c 点以后只进行有氧呼吸，无论有氧呼吸的强度是否变化，呼吸商不变，所以呼吸商不变，不能说明细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化，D 错误。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌是一种单细胞真菌，属于兼性厌氧菌，因此便于用
来研究细胞呼吸的不同方式。
(2)CO2 可使澄清石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中 CO2 的产生情况。(3)橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇(酒精)发生化学
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋________溶液)。(2)检测 CO2 产生的多少的装置如图所示。
(3)检测酒精的产生：从 A、B 中各取 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。(注：葡萄糖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。)
(4)实验结果和结论。
[典例](2021 年广东高考)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含 5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测乙醇生成B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色，表明酵母菌已产生了 CO2C.用甲基绿溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量解析：检测乙醇生成，应取甲瓶中的滤液 2 mL 注入试管中，再向试管中加入 0.5 mL 溶有 0.1 g 重铬酸钾的浓硫酸溶液，使它们混合均匀，观察试管中溶液颜色的变化，A 错误。CO2 可以使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，因此乙瓶的溶液不会变成
红色，B 错误。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，因此用健那绿染液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布，C 错误。乙醇最大产量与甲瓶中葡萄糖的量有关，因甲瓶中葡萄糖的量一定，因此实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量，D 正确。
【举一反三】(2022 年湖南师大附中三模)某实验小组为探究酵母菌的呼吸方式，做了以下两组实验：用注射器 A 缓慢吸入 25 mL 酵母菌葡萄糖培养液，倒置，排尽注射器中的气体，再吸入 25 mL 无菌氧气，密封；用注射器 B 缓慢吸入 25 mL 酵母菌葡萄糖溶液，倒置，排尽注射器中的气体，密封。将两注射器置于 25 ℃的水浴锅中保
温一段时间，以下说法错误的是(
A.当观察到注射器 A 中的气体体积大于 25 mL 时，说明酵母
B.取注射器 B 中的适量液体，滴加少量酸性重铬酸钾溶液，溶液颜色由橙色变为灰绿色C.将注射器 A 中的气体通入溴麝香草酚蓝水溶液中，可观察到溶液颜色由蓝变绿再变黄
D.当注射器 A、B 中的气体体积均为 25 mL 时，两注射器中
酵母菌消耗的葡萄糖的量相同