还剩38页未读，
继续阅读
第12讲 细胞呼吸的方式和过程-备战2025年高考生物一轮复习情境教学精讲课件
展开
这是一份第12讲 细胞呼吸的方式和过程-备战2025年高考生物一轮复习情境教学精讲课件，共46页。PPT课件主要包含了考点一，考点情境，细胞呼吸的类型，考点二，+少量能量，ABD等内容，欢迎下载使用。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
某同学利用如图实验装置用酵母菌做了如下实验：
注：①本实验所用的酵母液是由5%的葡萄糖溶液＋10克酵母干粉搅拌而成。②BTB试剂(溴麝香草酚蓝)在不同pH的溶液中呈现不同的颜色，当pH＜7时为黄色，pH＞7时为蓝色。
(1)利用该实验装置“探究酵母菌的呼吸方式”，选用酵母菌作为本实验的实验材料，因为________________________。判断酵母菌呼吸方式的依据是_____________________________________________________。
相同时间内二氧化碳释放量的多少(或二氧化碳释放速率)
(2)一段时间后，观察、对比1、2试管的颜色变化是？
均变黄，2号试管较1号试管黄色深
单细胞真菌(真核生物)
找出该实验的材料、设计思路、实验步骤、实验现象
(1)研究方法——对比实验
设置两个或两个以上的_______，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__________实验。
(2)该实验为对比实验，分析各种变量
让空气先通过NaOH溶液
(3)细胞呼吸产物的检测
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)(2)检测CO2的产生，装置如图所示
质量分数10%NaOH溶液
使用前需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物呼吸作用的干扰。
(1) 观察两组装置中____________的变化。
(2)检测是否有酒精产生
①步骤：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。②在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成__________。
轻轻震荡，混合均匀观察颜色变化
由于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。
2.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鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1.在检测酒精的实验中，为什么将酵母菌培养的时间延长以耗尽溶液中的葡萄糖？
考向一：探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.（2024•西湖区校级模拟）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，某同学设计了如图所示装置。下列有关叙述正确的是（ ）
A．为测定酵母菌的无氧呼吸，可在实验前向装置中充入氮气B．有色液滴的移动距离表示酵母菌分解葡萄糖产生CO2的量C．若有色液滴左移，说明酵母菌在进行无氧呼吸和有氧呼吸D．若有色液滴不再移动，则说明瓶内的酵母菌已经死亡殆尽
【解析】A、向装置中充入氮气可排出装置内的氧气，此时酵母菌只进行无氧呼吸，A正确；B、有色液滴的移动距离表示酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖产生CO2的量，B错误；C、若酵母菌同时进行无氧呼吸和有氧呼吸，则图中有色液滴将右移，C错误；D、若有色液滴不再移动，可能是培养液中葡萄糖消耗完全，D错误。
2.(2024·安徽合肥模拟)在“乙醇发酵实验”活动中，以酵母菌和葡萄糖为材料，用澄清石灰水检测CO2，装置简图如图所示。下列叙述中错误的是( )A.甲溶液为澄清石灰水，乙溶液为酵母菌和葡萄糖混合液B.根据澄清石灰水是否变浑浊，可判断酵母菌的呼吸类型C.为制造无氧环境，可在乙溶液液面上滴加植物油或液体石蜡D.在乙溶液中滴加酸性重铬酸钾,若颜色由橙色变成灰绿色则表明有乙醇产生
【解析】B 根据图中管子的位置及其长度可判断，乙溶液为酵母菌和葡萄糖混合液，代谢活动产生的气体会通过管子进入试管甲溶液中，所以甲溶液为澄清石灰水来检测二氧化碳的有无，A正确；酵母菌是异养兼性厌氧菌，在无氧条件下可以无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，有氧条件下可以进行有氧呼吸产生水和二氧化碳，酵母菌在有氧条件和无氧条件下都可以产生二氧化碳，B错误；植物油或液体石蜡可以隔绝空气，所以可以制造无氧环境，C正确；乙醇可以和酸性的重铬酸钾溶液发生反应，使溶液颜色从橙色变成灰绿色，以此原理来检测乙醇的有无，D正确。
呼吸链是指在细胞呼吸过程中，有机物氧化分解产生的H+和电子沿一组传递体传递到O₂生成H₂O的反应过程。下图是呼吸链突变酵母呼吸过程示意图，请回答：
(1)过程①的产物有丙酮酸和____________；取适量突变酵母培养液的滤液，滴加酸性重铬酸钾溶液后振荡摇匀，溶液颜色的变化是________________。
(2)请据图分析，导致突变酵母呼吸链中断的原因可能是?（至少答出两点）
传递体结构改变，导致H+和电子传递受阻;有氧呼吸第二阶段不能进行，导致NADH不能形成
(3)氧气充足、其他条件相同且适宜时，野生型酵母种群增殖速率______（填“大于”、“等于“或“小于”）突变酵母，理由是______。
氧气充足时，野生型酵母可进行正常的有氧呼吸，突变体不能进行正常的有氧呼吸，前者释放能量多，代谢旺盛，所以增殖速率大于后者
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，释放能量并生成_______的过程。
总结细胞呼吸、有氧呼吸的概念
产生酒精和少量二氧化碳
细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放能量，生成大量ATP的过程。
葡萄糖中稳定的化学能转化为____________________________。
ATP中活跃的化学能和热能
据图完成有氧呼吸的过程
2C3H4O3+ 6H2O
2C3H4O3+ 6H2O
用箭头画出反应物中C、H、O三种元素的去向：
(1)场所：____________。
①第一阶段：与有氧呼吸__________完全相同。
②第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成___________或转化成______。
1.概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过______________，释放____________的过程。
②产物为乳酸：_______________________________________。
①产物为酒精：___________________________________________。
2C3H6O3(乳酸)
①只在__________释放少量能量，生成少量ATP。②葡萄糖分子的大部分能量存留在____________中。
高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞，形象记忆：马吃甜玉米）
高等植物被水淹、水果、酵母菌
总结无氧呼吸的概念及过程
(1)(必修1 P93相关信息)细胞呼吸产生的[H]指的是____________________。(2)(必修1 P96思维训练)科学家就真核细胞线粒体的起源，提出了一种解释：约十几亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的____________，二者在共同生存繁衍的过程中，____________进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
还原型辅酶Ⅰ(NADH)
考向一：细胞呼吸的过程
1. [2023·广东深圳模拟] 呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段B.Cyt c所处的位置为细胞膜外C.只有线粒体基质能产生NADHD.H+借助F0和F1,以主动运输的方式进入膜内
[解析]图示过程进行的是[H]与氧气结合生成水的过程,为有氧呼吸的第三阶段, A正确;有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,因此Cyt c所处的位置为线粒体内膜的外侧,B错误;有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质,也能产生NADH,C错误;H+借助F0和F1进入膜内,不消耗ATP且合成ATP,不是主动运输,D错误。
2.[2023·广东广州三模] 人体细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称细胞代谢。下图表示发生在人体骨骼肌细胞中的部分代谢过程,下列相关叙述错误的是 ( )
A.过程①发生在骨骼肌细胞细胞质基质中B.平静状态骨骼肌细胞主要通过①②过程供能C.过程②发生在骨骼肌细胞线粒体基质和内膜上D.剧烈运动时,骨骼肌细胞所需能量来源于②③过程
[解析]无氧呼吸第二阶段无能量释放,故③不能提供能量,D错误。
3.(2024·广东中山质检)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf－1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是( )A.细胞色素c位于线粒体的内膜B.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATPC.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质D.若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡
【解析】 细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，有氧呼吸第一阶段和第二阶段也能合成ATP，B错误。
4.(2024·广西桂林期末)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，下列相关叙述错误的是( )
A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H＋跨过内膜到达线粒体基质D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H＋浓度差为ATP的合成提供了驱动力
考向二：有氧呼吸中电子传递链
【解析】 图示为发生在线粒体内膜的过程，表示有氧呼吸的第三阶段，该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段，A正确；在电子传递链中，有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气，生成水，B正确；据图可知，电子传递过程中逐级释放的能量推动H＋从线粒体基质跨过线粒体内膜到达另一侧，C错误；电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，使能量转换成H＋电化学势能，D正确。
电子传递和氧化磷酸化(有氧呼吸第三阶段)
(1)[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殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成了H2O。
(2)线粒体内膜上的这些特殊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。
(3)H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成(在一定范围内，线粒体内膜两侧的H＋浓度差越大，ATP合成越多)。
1．（2024·贵州·高考真题）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是（ ）A．种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性B．种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变C．幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与D．幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH
【详解】A、种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水位结合水，失去了溶解性，A错误；B、种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误；C、水也参与细胞构成，如结合水是细胞的重要组成成分，C错误；D、幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成NADH，D正确。
2．（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（ ）A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP
【详解】A、有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；B、有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；C、与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；D、无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。
3．（2024·山东·高考真题）种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（ ）
A．p点为种皮被突破的时间点B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
【详解】A、由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；B、Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。
4．（2024·贵州·高考真题）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。(1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有 ；参与有氧呼吸的酶是 （选填“甲”或“乙”）。(2)在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μnl·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μml·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。(3)若水淹3d后排水、稍染长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 （答出2点即可）。
【答案】(1) 有氧条件下，将葡萄糖彻底氧化分解产生能量 乙(2) O2的含量 3(3)无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作用，3d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作用；3d后排水可以使有氧呼吸增强，增加产能
【详解】（1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，将能量释放出来。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。（2）在水淹0～3d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4μnl·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μml·g-1·min-1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1：6：6，所以有氧呼吸葡萄糖消耗1/3，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1：2，无氧呼吸产生0.4μnl·g-1·min-1 CO2，消耗葡萄糖为1，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。（3）若水淹3d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，一方面是排水后氧气含量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增多；另一方面，由图可知，第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低，可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度，之后就很难恢复，所以要在水淹3天排水。
5．（2023·全国·统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确；B、a阶段无二氧化碳产生，b阶段二氧化碳释放较多，a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B正确；C、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同，C错误；D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。
6．（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【详解】A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A选项错误；B、氧气的有无是自变量，B选项错误；C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C选项正确；D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D选项错误。
7．（2024·江西·高考真题）当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如图。回答下列问题：
(1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的 ，其释放的能量一部分用于生成 ，另一部分以 的形式散失。(2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为 。
(3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是 。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备（如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度）、玻璃器皿和试剂（如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质）等。简要描述实验过程：① ；②分别制作匀浆，取等量匀浆液；③ ；④分别在沸水浴中加热；⑤ 。(4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是 。
【答案】(1) 内膜 ATP 热能 (2)正反馈调节(3) 逐渐上升而后相对稳定 将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组，编号为①、②、③、④、⑤、⑥ 在5支试管中分别添加等量的DNS试剂，混匀 在加热的过程中观察5组试管中颜色变化，并记录(4)乙烯具有催熟作用，且乙烯含量上升时，会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象，进而促进果实的成熟。
【详解】（1）菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的内膜，即消耗氧气的阶段是有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，其释放的能量一部分用于生成ATP，另一部分以热能的形式散失，其中转移到ATP中的能量可以用于耗能的生命活动。（2）据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，进而加速了果实的成熟，这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。（3）图中显示，菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率迅速上升而后下降，同时乙烯的产生量也表现出先上升后下降的趋势，据此推测，该过程中可溶性糖的含量变化趋势是逐渐上升而后相对稳定。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备（如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度）、玻璃器皿和试剂（如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质）等，本实验的目的是检测葡萄糖含量的变化，利用的原理是颜色反应，颜色的深浅代表葡萄糖含量的多少，据此简要描述实验过程：①分组编号，将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组，编号为①、②、③、④、⑤，⑥，实验中保证采摘后用于实验的菠萝蜜生长状态一致；②分别取等量的5组菠萝蜜制作匀浆，取等量（1毫升）匀浆液分别置于5支干净的试管中；③在5支试管中分别添加等量的DNS试剂，混匀；④分别在沸水浴中加热；⑤在加热的过程中观察5组试管中颜色变化，并记录。分析实验结果得出相应的结论。（4）综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，这是因为乙烯具有催熟作用，但乙烯含量上升时，会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象，进而促进果实的成熟。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
某同学利用如图实验装置用酵母菌做了如下实验：
注：①本实验所用的酵母液是由5%的葡萄糖溶液＋10克酵母干粉搅拌而成。②BTB试剂(溴麝香草酚蓝)在不同pH的溶液中呈现不同的颜色，当pH＜7时为黄色，pH＞7时为蓝色。
(1)利用该实验装置“探究酵母菌的呼吸方式”，选用酵母菌作为本实验的实验材料，因为________________________。判断酵母菌呼吸方式的依据是_____________________________________________________。
相同时间内二氧化碳释放量的多少(或二氧化碳释放速率)
(2)一段时间后，观察、对比1、2试管的颜色变化是？
均变黄，2号试管较1号试管黄色深
单细胞真菌(真核生物)
找出该实验的材料、设计思路、实验步骤、实验现象
(1)研究方法——对比实验
设置两个或两个以上的_______，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__________实验。
(2)该实验为对比实验，分析各种变量
让空气先通过NaOH溶液
(3)细胞呼吸产物的检测
(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)(2)检测CO2的产生，装置如图所示
质量分数10%NaOH溶液
使用前需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物呼吸作用的干扰。
(1) 观察两组装置中____________的变化。
(2)检测是否有酒精产生
①步骤：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。②在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成__________。
轻轻震荡，混合均匀观察颜色变化
由于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。
2.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鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。
1.在检测酒精的实验中，为什么将酵母菌培养的时间延长以耗尽溶液中的葡萄糖？
考向一：探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.（2024•西湖区校级模拟）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，某同学设计了如图所示装置。下列有关叙述正确的是（ ）
A．为测定酵母菌的无氧呼吸，可在实验前向装置中充入氮气B．有色液滴的移动距离表示酵母菌分解葡萄糖产生CO2的量C．若有色液滴左移，说明酵母菌在进行无氧呼吸和有氧呼吸D．若有色液滴不再移动，则说明瓶内的酵母菌已经死亡殆尽
【解析】A、向装置中充入氮气可排出装置内的氧气，此时酵母菌只进行无氧呼吸，A正确；B、有色液滴的移动距离表示酵母菌无氧呼吸分解葡萄糖产生CO2的量，B错误；C、若酵母菌同时进行无氧呼吸和有氧呼吸，则图中有色液滴将右移，C错误；D、若有色液滴不再移动，可能是培养液中葡萄糖消耗完全，D错误。
2.(2024·安徽合肥模拟)在“乙醇发酵实验”活动中，以酵母菌和葡萄糖为材料，用澄清石灰水检测CO2，装置简图如图所示。下列叙述中错误的是( )A.甲溶液为澄清石灰水，乙溶液为酵母菌和葡萄糖混合液B.根据澄清石灰水是否变浑浊，可判断酵母菌的呼吸类型C.为制造无氧环境，可在乙溶液液面上滴加植物油或液体石蜡D.在乙溶液中滴加酸性重铬酸钾,若颜色由橙色变成灰绿色则表明有乙醇产生
【解析】B 根据图中管子的位置及其长度可判断，乙溶液为酵母菌和葡萄糖混合液，代谢活动产生的气体会通过管子进入试管甲溶液中，所以甲溶液为澄清石灰水来检测二氧化碳的有无，A正确；酵母菌是异养兼性厌氧菌，在无氧条件下可以无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，有氧条件下可以进行有氧呼吸产生水和二氧化碳，酵母菌在有氧条件和无氧条件下都可以产生二氧化碳，B错误；植物油或液体石蜡可以隔绝空气，所以可以制造无氧环境，C正确；乙醇可以和酸性的重铬酸钾溶液发生反应，使溶液颜色从橙色变成灰绿色，以此原理来检测乙醇的有无，D正确。
呼吸链是指在细胞呼吸过程中，有机物氧化分解产生的H+和电子沿一组传递体传递到O₂生成H₂O的反应过程。下图是呼吸链突变酵母呼吸过程示意图，请回答：
(1)过程①的产物有丙酮酸和____________；取适量突变酵母培养液的滤液，滴加酸性重铬酸钾溶液后振荡摇匀，溶液颜色的变化是________________。
(2)请据图分析，导致突变酵母呼吸链中断的原因可能是?（至少答出两点）
传递体结构改变，导致H+和电子传递受阻;有氧呼吸第二阶段不能进行，导致NADH不能形成
(3)氧气充足、其他条件相同且适宜时，野生型酵母种群增殖速率______（填“大于”、“等于“或“小于”）突变酵母，理由是______。
氧气充足时，野生型酵母可进行正常的有氧呼吸，突变体不能进行正常的有氧呼吸，前者释放能量多，代谢旺盛，所以增殖速率大于后者
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，释放能量并生成_______的过程。
总结细胞呼吸、有氧呼吸的概念
产生酒精和少量二氧化碳
细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放能量，生成大量ATP的过程。
葡萄糖中稳定的化学能转化为____________________________。
ATP中活跃的化学能和热能
据图完成有氧呼吸的过程
2C3H4O3+ 6H2O
2C3H4O3+ 6H2O
用箭头画出反应物中C、H、O三种元素的去向：
(1)场所：____________。
①第一阶段：与有氧呼吸__________完全相同。
②第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成___________或转化成______。
1.概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过______________，释放____________的过程。
②产物为乳酸：_______________________________________。
①产物为酒精：___________________________________________。
2C3H6O3(乳酸)
①只在__________释放少量能量，生成少量ATP。②葡萄糖分子的大部分能量存留在____________中。
高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞，形象记忆：马吃甜玉米）
高等植物被水淹、水果、酵母菌
总结无氧呼吸的概念及过程
(1)(必修1 P93相关信息)细胞呼吸产生的[H]指的是____________________。(2)(必修1 P96思维训练)科学家就真核细胞线粒体的起源，提出了一种解释：约十几亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的____________，二者在共同生存繁衍的过程中，____________进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
还原型辅酶Ⅰ(NADH)
考向一：细胞呼吸的过程
1. [2023·广东深圳模拟] 呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”,如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段B.Cyt c所处的位置为细胞膜外C.只有线粒体基质能产生NADHD.H+借助F0和F1,以主动运输的方式进入膜内
[解析]图示过程进行的是[H]与氧气结合生成水的过程,为有氧呼吸的第三阶段, A正确;有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜,因此Cyt c所处的位置为线粒体内膜的外侧,B错误;有氧呼吸的第一阶段发生在细胞质基质,也能产生NADH,C错误;H+借助F0和F1进入膜内,不消耗ATP且合成ATP,不是主动运输,D错误。
2.[2023·广东广州三模] 人体细胞中每时每刻都进行着许多化学反应,统称细胞代谢。下图表示发生在人体骨骼肌细胞中的部分代谢过程,下列相关叙述错误的是 ( )
A.过程①发生在骨骼肌细胞细胞质基质中B.平静状态骨骼肌细胞主要通过①②过程供能C.过程②发生在骨骼肌细胞线粒体基质和内膜上D.剧烈运动时,骨骼肌细胞所需能量来源于②③过程
[解析]无氧呼吸第二阶段无能量释放,故③不能提供能量,D错误。
3.(2024·广东中山质检)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf－1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是( )A.细胞色素c位于线粒体的内膜B.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATPC.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质D.若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡
【解析】 细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，有氧呼吸第一阶段和第二阶段也能合成ATP，B错误。
4.(2024·广西桂林期末)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，下列相关叙述错误的是( )
A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧呼吸过程中产能最多的阶段B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H＋跨过内膜到达线粒体基质D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H＋浓度差为ATP的合成提供了驱动力
考向二：有氧呼吸中电子传递链
【解析】 图示为发生在线粒体内膜的过程，表示有氧呼吸的第三阶段，该阶段是有氧呼吸过程中产能最多的阶段，A正确；在电子传递链中，有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携带的电子最终传递给了氧气，生成水，B正确；据图可知，电子传递过程中逐级释放的能量推动H＋从线粒体基质跨过线粒体内膜到达另一侧，C错误；电子传递过程中释放的能量用于建立膜两侧H＋浓度差，使能量转换成H＋电化学势能，D正确。
电子传递和氧化磷酸化(有氧呼吸第三阶段)
(1)[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殊蛋白质捕获和传递，最终与O2和H＋结合，生成了H2O。
(2)线粒体内膜上的这些特殊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。
(3)H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成(在一定范围内，线粒体内膜两侧的H＋浓度差越大，ATP合成越多)。
1．（2024·贵州·高考真题）种子萌发形成幼苗离不开糖类等能源物质，也离不开水和无机盐。下列叙述正确的是（ ）A．种子吸收的水与多糖等物质结合后，水仍具有溶解性B．种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类不变C．幼苗细胞中的无机盐可参与细胞构建，水不参与D．幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH
【详解】A、种子吸收的水与多糖等物质结合后，这部分水位结合水，失去了溶解性，A错误；B、种子萌发过程中糖类含量逐渐下降，有机物种类增加，B错误；C、水也参与细胞构成，如结合水是细胞的重要组成成分，C错误；D、幼苗中的水可参与光合作用形成NADPH，也可通过有氧呼吸第二阶段丙酮酸和水生成NADH，D正确。
2．（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（ ）A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP
【详解】A、有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；B、有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；C、与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；D、无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。
3．（2024·山东·高考真题）种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法正确的是（ ）
A．p点为种皮被突破的时间点B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多
【详解】A、由图可是，P点乙醇脱氢酶活性开始下降，子叶耗氧量急剧增加，说明此时无氧呼吸减弱，有氧呼吸增强，该点为种皮被突破的时间点，A正确；B、Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸，使得子叶耗氧速率降低，但为了保证能量的供应，乙醇脱氢酶活性继续升高，加强无氧呼吸提供能量，B正确；C、Ⅲ阶段种皮已经被突破，种子有氧呼吸增强，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐降低，C错误；D、q处种子无氧呼吸与有氧呼吸氧化的NADH相同，根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式可知，此时无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多，D正确。
4．（2024·贵州·高考真题）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。
回答下列问题。(1)正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有 ；参与有氧呼吸的酶是 （选填“甲”或“乙”）。(2)在水淹0～3d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ；水淹第3d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4μnl·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μml·g-1·min-1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的 倍。(3)若水淹3d后排水、稍染长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度分析，原因是 （答出2点即可）。
【答案】(1) 有氧条件下，将葡萄糖彻底氧化分解产生能量 乙(2) O2的含量 3(3)无氧呼吸产生酒精对植物有毒害作用，3d后排水可以将酒精排除，减轻毒害作用；3d后排水可以使有氧呼吸增强，增加产能
【详解】（1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，将能量释放出来。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。（2）在水淹0～3d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。CO2释放量为0.4μnl·g-1·min-1，O2吸收量为0.2μml·g-1·min-1，有氧呼吸需要消耗氧气，葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量为1：6：6，所以有氧呼吸葡萄糖消耗1/3，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量比为1：2，无氧呼吸产生0.4μnl·g-1·min-1 CO2，消耗葡萄糖为1，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。（3）若水淹3d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，一方面是排水后氧气含量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增多；另一方面，由图可知，第四天无氧呼吸有关的酶活性显著降低，可能是第四天无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度，之后就很难恢复，所以要在水淹3天排水。
5．（2023·全国·统考高考真题）植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是（ ）
A．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
【详解】A、植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有二氧化碳释放，图示在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，分析题意可知，植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，据此推知在时间a之前，只进行无氧呼吸产生乳酸，A正确；B、a阶段无二氧化碳产生，b阶段二氧化碳释放较多，a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境的体现，B正确；C、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同，C错误；D、酒精跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。
6．（2023·山东·高考真题）水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H+转运减缓，引起细胞质基质内H+积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是（ ）A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
【详解】A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A选项错误；B、氧气的有无是自变量，B选项错误；C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2且比值为1:1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C选项正确；D、等量的葡萄糖有氧呼吸氧化分解彻底，释放能量多，无氧呼吸氧化分解不彻底，大部分能量还储存在酒精中，释放能量少，D选项错误。
7．（2024·江西·高考真题）当某品种菠萝蜜成熟到一定程度，会出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象。研究人员以新采摘的该菠萝蜜为实验材料，测定了常温有氧贮藏条件下果实的呼吸速率和乙烯释放速率，变化趋势如图。回答下列问题：
(1)菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的 ，其释放的能量一部分用于生成 ，另一部分以 的形式散失。(2)据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，这体现了乙烯产生的调节方式为 。
(3)据图推测，菠萝蜜在贮藏5天内可溶性糖的含量变化趋势是 。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备（如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度）、玻璃器皿和试剂（如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质）等。简要描述实验过程：① ；②分别制作匀浆，取等量匀浆液；③ ；④分别在沸水浴中加热；⑤ 。(4)综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，其原因是 。
【答案】(1) 内膜 ATP 热能 (2)正反馈调节(3) 逐渐上升而后相对稳定 将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组，编号为①、②、③、④、⑤、⑥ 在5支试管中分别添加等量的DNS试剂，混匀 在加热的过程中观察5组试管中颜色变化，并记录(4)乙烯具有催熟作用，且乙烯含量上升时，会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象，进而促进果实的成熟。
【详解】（1）菠萝蜜在贮藏期间，细胞呼吸的耗氧场所是线粒体的内膜，即消耗氧气的阶段是有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜上，其释放的能量一部分用于生成ATP，另一部分以热能的形式散失，其中转移到ATP中的能量可以用于耗能的生命活动。（2）据图可知，菠萝蜜在贮藏初期会释放少量乙烯，随后有大量乙烯生成，进而加速了果实的成熟，这体现了乙烯产生的调节方式为正反馈调节。（3）图中显示，菠萝蜜在贮藏5天内呼吸速率迅速上升而后下降，同时乙烯的产生量也表现出先上升后下降的趋势，据此推测，该过程中可溶性糖的含量变化趋势是逐渐上升而后相对稳定。为证实上述推测，拟设计实验进行验证。假设菠萝蜜中的可溶性糖均为葡萄糖，现有充足的新采摘菠萝蜜、仪器设备（如比色仪，可用于定量分析溶液中物质的浓度）、玻璃器皿和试剂（如DNS试剂，该试剂能够和葡萄糖在沸水浴中加热产生棕红色的可溶性物质）等，本实验的目的是检测葡萄糖含量的变化，利用的原理是颜色反应，颜色的深浅代表葡萄糖含量的多少，据此简要描述实验过程：①分组编号，将采摘后分别放置0、1、2、3、4、5天的菠萝蜜分成6组，编号为①、②、③、④、⑤，⑥，实验中保证采摘后用于实验的菠萝蜜生长状态一致；②分别取等量的5组菠萝蜜制作匀浆，取等量（1毫升）匀浆液分别置于5支干净的试管中；③在5支试管中分别添加等量的DNS试剂，混匀；④分别在沸水浴中加热；⑤在加热的过程中观察5组试管中颜色变化，并记录。分析实验结果得出相应的结论。（4）综合上述发现，新采摘的菠萝蜜在贮藏过程中释放的乙烯能调控果实的呼吸速率上升，这是因为乙烯具有催熟作用，但乙烯含量上升时，会使某品种的菠萝蜜出现呼吸速率迅速上升，再迅速下降的现象，进而促进果实的成熟。
相关课件
第13讲 细胞呼吸的影响因素及探究细胞呼吸方式的实验拓展-备战2025年高考生物一轮复习情境教学精讲课件： 这是一份第13讲 细胞呼吸的影响因素及探究细胞呼吸方式的实验拓展-备战2025年高考生物一轮复习情境教学精讲课件，共56页。PPT课件主要包含了考点一，细胞呼吸方式的判断，考点二等内容，欢迎下载使用。
第09讲 物质出入细胞的方式及影响因素-备战2025年高考生物一轮复习情境教学精讲课件： 这是一份第09讲 物质出入细胞的方式及影响因素-备战2025年高考生物一轮复习情境教学精讲课件，共1页。PPT课件主要包含了物质出入细胞的方式，考点一，考点二等内容，欢迎下载使用。
第11讲 细胞呼吸的方式和过程-备战2025年高考生物大一轮复习课件（新高考通用）： 这是一份第11讲 细胞呼吸的方式和过程-备战2025年高考生物大一轮复习课件（新高考通用），共33页。PPT课件主要包含了细胞呼吸，细胞呼吸的方式，有氧呼吸，无氧呼吸，主要方式，线粒体主要，细胞质基质，①C6H12O6，②2C3H4O3，+6H2O等内容，欢迎下载使用。
