第2講細胞呼吸

運用結構與功能觀、物質與能量觀等

說明細胞結構，特別是線粒體與細胞

生命

呼吸的關系，呼吸作用中物質與能量

觀念

的轉換，從物質和能量的視角和線索

探索呼吸作用的過程與本質

1.說明生物通過細胞呼吸將儲存

運用歸納與概括、演繹與推理、建構

在有機分子中的能量轉化為生科學

模型等方法，解釋呼吸作用中物質和

命活動可以利用的能量思維

能量之間的聯(lián)系

2.探究酵母菌的呼吸方式

探究酵母菌細胞呼吸的方式，理解細

科學

胞呼吸的類型，進而分析影響植物細

探究

胞呼吸的因素

社會關注細胞呼吸在生產(chǎn)中的應用，關注

責任生產(chǎn)與生活及人體健康

1.呼吸作用的實質及類型

呼吸作用的實質是細胞內的有機物氧化分解，并釋放能量，因

實質

此也叫細胞呼吸

類型根據(jù)是否需要O2，分為有氧呼吸和無氧呼吸

2.有氧呼吸

(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)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。

(2)有氧呼吸總反應式（圖中箭頭標出的是氧元素的來源與去向）

(3)過程

(4)能量轉化：1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放出2870kJ的能量，其中977.28kJ左右的

能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失。

3.無氧呼吸

(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，釋放少量能量

的過程。

(2)場所：全過程是在細胞質基質中進行的。

(3)無氧呼吸總反應式

酶

C6H12O6―――→2C3H6O3（乳酸）＋少量能量

酶

C6H12O6―――→2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量

(4)過程

(5)不同生物無氧呼吸產(chǎn)物

(6)能量轉化：無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要儲存在乳酸或酒精中；氧化

分解釋放的能量主要以熱能的形式散失。

4.探究酵母菌細胞呼吸的方式

(1)實驗原理

(2)實驗步驟

①酵母菌培養(yǎng)液（酵母菌＋葡萄糖溶液）。

②檢測CO2的產(chǎn)生，裝置如圖所示：

a.實驗裝置：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、

乙兩組為對比實驗，設置的是有氧、無氧條件。

b.通入A瓶的空氣中不能含有CO2，以保證第三個錐形瓶中的澄清石灰水變渾濁是由酵

母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。

c.B瓶應封口放置一段時間，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。

③檢測酒精的產(chǎn)生：從A、B瓶中各取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重鉻酸鉀的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液

的顏色變化。

(3)實驗現(xiàn)象

組別澄清石灰水變渾濁程度酸性重鉻酸鉀

甲組（有氧）高無變化

乙組（無氧）低出現(xiàn)灰綠色

(4)實驗結論

①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。

②在有氧條件下產(chǎn)生大量的CO2和H2O。

③在無氧條件下產(chǎn)生酒精和少量CO2。

【易錯易混自糾】

(1)有氧呼吸時，生成物H2O中的氫只來自線粒體中丙酮酸的分解。(×)

提示：[H]可以在有氧呼吸第一階段在細胞質基質由葡萄糖分解形成丙酮酸時產(chǎn)生，也

可以來自線粒體中丙酮酸和H2O的分解。

(2)線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程需要O2的直接參與。(×)

提示：線粒體中的丙酮酸分解成CO2和[H]的過程不需要O2參與。

181818

(3)小鼠吸入O2，則在其尿液中可以檢測到H2O，呼出的CO2也可能含有O。(√)

181818

提示：O2參與有氧呼吸第三階段產(chǎn)生H2O，H2O再參與下一輪的有氧呼吸第二階段，

18

生成CO2。

(4)在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中，可用酸性重鉻酸鉀溶液檢測二氧化碳的含量。

(×)

提示：檢測二氧化碳除了可用澄清的石灰水，還可以用溴麝香草酚藍溶液，酸性重鉻酸

鉀溶液用于檢測酒精。

(5)沒有線粒體的細胞一定不能進行有氧呼吸。(×)

提示：原核細胞沒有線粒體也能夠進行有氧呼吸。

(6)人體產(chǎn)生二氧化碳的細胞呼吸方式一定是有氧呼吸。(√)

(7)葡萄糖參與無氧呼吸時，只在第一階段合成ATP，其余大部分能量以熱能的形式散

失。(×)

提示：無氧呼吸大部分能量存留在乳酸或酒精中。

(8)無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有[H]的積累。(×)

提示：無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的[H]最終在第二階段把丙酮酸還原成酒精或者乳酸。

(9)人體肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉化為葡萄糖。(√)

(10)人劇烈運動時細胞產(chǎn)生的CO2來自有氧呼吸和無氧呼吸。(×)

(11)嚴格的無氧環(huán)境有利于水果保鮮是因為此條件下細胞呼吸分解有機物最少。(×)

提示：保存水果蔬菜需要低氧的環(huán)境。

(12)蔬菜水果適宜在零上低溫、低氧和低濕的環(huán)境中儲藏。(×)

提示：蔬菜水果需要在濕度適宜的環(huán)境中儲藏。

(13)破傷風芽孢桿菌是一種厭氧菌，皮膚破損較深的患者，應及時清洗傷口并到醫(yī)院注

射破傷風抗毒血清。(√)

(14)劇烈運動時，氧氣供應不足，肌細胞主要進行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。(×)

提示：劇烈運動時，大部分細胞仍是進行有氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生的能量極少。

(15)內部因素也會影響細胞呼吸的強度，如生物的遺傳特性、器官種類、生長時期等。

(√)

1.（必修1P92圖5－8）線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，其在結構上有哪些特

點與功能相適應？

①線粒體具有內、外兩層膜，內膜向內折疊形成嵴，擴大了內膜的表面積；②線粒體

的內膜和基質中含有許多與有氧呼吸有關的酶。

2.（必修1P94正文）所有生物的生存都離不開細胞呼吸釋放的能量，細胞呼吸還被稱

為細胞代謝的樞紐，原因是細胞呼吸的中間產(chǎn)物可以轉化為甘油、氨基酸等非糖物質，非

糖物質代謝產(chǎn)生的某些物質可以形成葡萄糖，糖類、脂質和蛋白質的代謝都可以通過細胞呼

吸過程聯(lián)系起來。

3.（必修1P96拓展應用）松土是許多農作物栽培中經(jīng)常采取的一項措施。試分析農田

松土給農作物的生長、當?shù)氐乃帘３忠约叭驓夂蜃兣确矫婵赡軒淼挠绊?，并指出?/p>

何盡量減少不利影響。

松土可以增加土壤的透氣性，有利于根細胞的呼吸，促進根對礦質元素的吸收。松土

有利于土壤微生物的有氧呼吸，將有機物分解成二氧化碳和無機鹽供植物光合作用和生長發(fā)

育所需，但松土過度也可能造成土壤微生物排放二氧化碳過多，導致溫室效應。此外，松土

對于水土保持是不利的，同時還增加了農業(yè)生產(chǎn)成本，所以要適度松土。

教材拾遺

1.（必修1P92科學方法）對比實驗是設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比

較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響。

2.（必修1P96T3改編）酵母菌細胞破碎離心后，可分離成甲、乙、丙三部分，甲只含細

胞質基質，乙只含細胞器，丙全有。加入等量、等濃度的葡萄糖溶液，在有氧條件下能產(chǎn)生

CO2和H2O的只有丙。原因是細胞質基質的無氧呼吸在有氧時難以進行，而且也不產(chǎn)

生H2O，且葡萄糖不能直接進入線粒體。

3.（必修1P96拓展應用改編）人、鳥類和哺乳類需要維持體溫的相對穩(wěn)定，主要是靠

細胞呼吸產(chǎn)生的熱量來維持，一般不是由ATP水解來供能的。

考點1細胞呼吸的類型及過程

1.有氧呼吸和無氧呼吸的比較

類型有氧呼吸無氧呼吸

過程

模型

必需

O2和酶不需要O2，但必須有酶催化

條件

細胞質基質（第一階段）；線粒體（第

場所細胞質基質

二、三階段）（真核細胞）

產(chǎn)物CO2和H2O酒精和CO2（或乳酸）

①第一階段完全相同。②實質相同：氧化分解有機物，釋放能量（并

聯(lián)系合成ATP滿足細胞生命活動的需要）。③有氧呼吸是在無氧呼吸的基礎

上進化而來的

2.根據(jù)物質間量的比例關系判斷細胞呼吸的方式（以葡萄糖為底物的細胞呼吸）

(1)相關物質間量的比例關系

①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。

②無氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。

③有氧呼吸和無氧呼吸消耗等量的葡萄糖時需要的O2和產(chǎn)生的CO2的物質的量之比：

有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2之和＝3∶4。

④產(chǎn)生等量的CO2時消耗的葡萄糖的物質的量之比：無氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。

(2)判斷細胞呼吸方式的三大依據(jù)（以真核生物為例）

3.實驗法判斷生物呼吸類型

(1)探究細胞呼吸方式的實驗裝置（以發(fā)芽種子為例）

裝置一：NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸所產(chǎn)生的CO2，著色液滴移動的距離代表生

物細胞呼吸吸收O2的量。

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。

(2)實驗現(xiàn)象分析

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)生乳酸的無氧呼吸或種子已經(jīng)死亡

不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸

左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸

只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸

左移不動

的無氧呼吸

種子進行有氧呼吸時，底物中除糖類外還含

左移左移

有脂質

(3)誤差校正：為使實驗結果精確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置。

對照裝置與實驗裝置相比，不同點是用煮熟的種子代替發(fā)芽種子，其余均相同，如下圖。

(1)為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾，應將裝置進行滅菌，對所測種子進行消毒處

理。

(2)若選用綠色植物作為實驗材料，測定細胞呼吸速率，需將整個裝置進行遮光處理，

否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。

結合細胞呼吸過程，考查物質和能量觀

1.如圖為真核細胞有氧呼吸的基本過程示意圖。下列敘述錯誤的是()

A.階段A、B、C都必須在有氧的條件下進行

B.階段A發(fā)生在細胞質基質中，產(chǎn)物是丙酮酸、[H]和ATP

C.物質①為CO2，其在線粒體基質中的濃度高于在細胞質基質中的濃度

D.階段C產(chǎn)生的物質②中的氧原子均來自氧氣，產(chǎn)生ATP最多

【解析】A階段A為細胞呼吸的第一階段，該過程的進行不需要在有氧條件下，A錯

誤；階段A為有氧呼吸第一階段，該階段發(fā)生在細胞質基質中，產(chǎn)物是丙酮酸、[H]和ATP，

B正確；階段B為有氧呼吸第二階段，產(chǎn)生的物質①為CO2，其在線粒體基質中產(chǎn)生，通過

自由擴散進入細胞質基質，因此其在線粒體基質中的濃度高于在細胞質基質中的濃度，C正

確；階段C為有氧呼吸第三階段，物質②為水，產(chǎn)物水中的氧原子均來自氧氣，該階段釋

放能量最多，因此產(chǎn)生ATP最多，D正確。

2.（2019·全國卷Ⅱ改編）馬鈴薯塊莖儲藏不當會出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯塊莖細胞

的無氧呼吸有關。下列敘述正確的是()

A.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸和CO2

B.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸是由丙酮酸轉化而來的

C.馬鈴薯塊莖細胞無氧呼吸產(chǎn)生丙酮酸的過程不能生成ATP

D.馬鈴薯塊莖儲藏庫中氧氣濃度的升高會增加酸味的產(chǎn)生

【答案】B

細胞呼吸中[H]和ATP的來源及去路

物質來源去路

有氧呼吸葡萄糖和H2O與O2結合生成H2O

[H]

無氧呼吸葡萄糖還原丙酮酸

有氧呼吸三個階段都產(chǎn)生

ATP用于各項生命活動

無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生

結合細胞呼吸過程的綜合分析，考查科學思維

3.植物細胞內10%～25%的葡萄糖經(jīng)過一系列反應，產(chǎn)生NADPH、CO2和多種中間產(chǎn)

物，該過程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說

法錯誤的是()

A.磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH與有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶不同

B.與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少

C.正常生理條件下，利用14C標記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產(chǎn)物的生成

D.受傷組織修復過程中所需要的原料可由該途徑的中間產(chǎn)物轉化生成

【解析】C正常生理條件下，植物細胞中只有10%～25%的葡萄糖參與了磷酸戊糖途

徑，其余的葡萄糖會參與其他代謝反應，如有氧呼吸，所以用14C標記葡萄糖，除追蹤到磷

酸戊糖途徑的含碳產(chǎn)物外，還會追蹤到參與其他代謝反應的含碳產(chǎn)物，C錯誤。

4.與傳統(tǒng)的水稻、小麥等糧食作物相比，玉米具有很強的耐旱性、耐寒性、耐貧瘠性以

及極好的環(huán)境適應性。玉米的營養(yǎng)價值較高，是優(yōu)良的糧食作物。下圖是玉米不同部位的部

分細胞呼吸流程圖，下列相關敘述正確的是()

A.晴朗夏季的中午，玉米葉肉細胞產(chǎn)生的物質b只可參與光合作用

B.人體細胞中也可產(chǎn)生物質c，c進入血漿后，血漿pH也會基本穩(wěn)定

C.由于基因組成不同，玉米胚、綠葉和根細胞呼吸的產(chǎn)物不同

D.檢測酒精時，試劑甲可以是溶有重鉻酸鉀的鹽酸溶液

【解析】B由題圖可推知，物質a為CO2，物質b為水，晴朗夏季的中午，玉米葉肉

細胞可進行光合作用，發(fā)生水的光解，也可進行細胞呼吸，水在有氧呼吸第二階段參與反應，

A錯誤；由于基因的選擇性表達，玉米胚、綠葉和根細胞呼吸的產(chǎn)物不同，C錯誤；檢測酒

精時，試劑甲可以是溶有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液，不能用鹽酸溶液代替濃硫酸溶液，D錯誤。

圍繞細胞呼吸類型的判斷，考查科學思維

5.葡萄糖和脂肪是細胞呼吸常用的能源物質，相同質量的葡萄糖與脂肪相比，葡萄糖中

的氧含量遠多于脂肪，科學研究中常用RQ（釋放的CO2體積/消耗的O2體積）來推測生物

的呼吸方式和用于呼吸的能源物質。下列敘述錯誤的是()

A.水淹時植物根細胞的RQ>1，該植物根細胞呼吸的產(chǎn)物可能有酒精

B.若測得酵母菌在葡萄糖培養(yǎng)液中的RQ＝1，說明進行的是有氧呼吸

C.若測得某植物種子在萌發(fā)初期的RQ<1，該植物種子可能富含脂肪

D.人體在劇烈運動的時候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ會大于1

【解析】D水淹時，植物根細胞可進行產(chǎn)生酒精和CO2的無氧呼吸，釋放的CO2體積

/消耗的O2體積會大于1，A正確。酵母菌既可以進行有氧呼吸，又可以進行產(chǎn)生酒精和CO2

的無氧呼吸，在葡萄糖培養(yǎng)液中RQ＝1，說明消耗的O2與產(chǎn)生的CO2一樣多，則酵母菌進

行的是有氧呼吸，B正確。由于相同質量的脂肪氧化分解時，消耗的O2量大于產(chǎn)生的CO2

量，若呼吸底物為葡萄糖，則有氧呼吸消耗的O2和產(chǎn)生的CO2量一樣多，所以若測得某植

物種子在萌發(fā)初期的RQ<1，說明該植物種子可能富含脂肪，C正確。人體在劇烈運動的時

候，既能進行有氧呼吸，又能進行無氧呼吸，但無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，若呼吸底物只有葡

萄糖，則有氧呼吸消耗的O2和產(chǎn)生的CO2一樣多，故RQ＝1，D錯誤。

6.家庭釀酒過程中，密閉容器內酵母菌呼吸速率變化情況如圖所示（呼吸底物為葡萄糖）。

下列敘述正確的是()

A.0～8h，容器內的水含量由于酵母菌的細胞呼吸消耗而不斷減少

B.0～6h酵母菌數(shù)量呈“J”形增長

C.0～8h，容器內壓強不斷增大，在8h時達到最大值

D.6h左右酵母菌開始產(chǎn)生酒精，6～10h酒精產(chǎn)生速率逐漸增大

【解析】D酵母菌有氧呼吸既消耗水又生成水，但總體來說有氧呼吸過程有水生成，

無氧呼吸既不消耗水也不生成水，因此，0～8h，容器內的水含量不會由于酵母菌的呼吸消

耗而不斷減少，A錯誤；在密閉容器中，酵母菌數(shù)量不會呈“J”形增長，B錯誤；0～6h，酵

母菌只進行有氧呼吸，容器內壓強不變，6h后，無氧呼吸逐漸增強，產(chǎn)生的CO2增多，容

器內壓強才開始逐漸增大，且容器內壓強在8h時并未達到最大，C錯誤；6h左右酵母菌

開始進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，6～10h無氧呼吸逐漸增強，酒精產(chǎn)生速率逐漸增大，D正確。

結合生物細胞呼吸方式的探究實驗，考查科學探究

7.（2024·濰坊高三期末）某同學連通橡皮球（或氣泵）讓少量空氣間歇性地依次通過

如圖裝置中的3個錐形瓶。下列相關敘述正確的是()

A.若增加橡皮球（或氣泵）的通氣量，澄清石灰水變渾濁的速率一定會加快

B.在錐形瓶A中的培養(yǎng)液加入酸性重鉻酸鉀溶液后需要水浴加熱才會產(chǎn)生灰綠色

C.酒精檢測前，需要延長酵母菌的培養(yǎng)時間以排除葡萄糖對實驗結果的影響

D.將錐形瓶A置于微型振蕩器上培養(yǎng)可以提高瓶內酵母菌細胞產(chǎn)生酒精的速率

【解析】C酒精與酸性重鉻酸鉀發(fā)生化學反應，變成灰綠色，不需要進行水浴加熱，

B錯誤；由于葡萄糖也可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，C正確；將錐形瓶A置于微型振蕩器上培養(yǎng)，是為了讓

瓶中的氧氣充分溶解在酵母菌培養(yǎng)液中，氧氣的存在會抑制無氧呼吸，從而降低酵母菌細胞

產(chǎn)生酒精的速率，D錯誤。

8.（2024·湖南師大附中月考）1897年德國科學家畢希納發(fā)現(xiàn)，利用無細胞的酵母汁可

以進行乙醇發(fā)酵；還有研究發(fā)現(xiàn)，乙醇發(fā)酵的酶發(fā)揮催化作用需要小分子和離子輔助。某研

究小組為驗證上述結論，利用下列材料和試劑進行了實驗，材料和試劑：酵母菌、酵母汁、

A溶液（含有酵母汁中的各類生物大分子）、B溶液（含有酵母汁中的各類小分子和離子）、

葡萄糖溶液、無菌水。實驗共分6組，其中4組的實驗處理和結果如下表：

組別實驗處理實驗結果

①葡萄糖溶液＋無菌水－

②葡萄糖溶液＋酵母菌＋

③葡萄糖溶液＋A溶液－

④葡萄糖溶液＋B溶液－

注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示無乙醇生成。

回答下列問題：

(1)除表中4組外，其他2組的實驗處理分別是；

。本實驗中，這些起輔助作用的小分子和離子存在于酵母菌、

。

(2)若為了確定B溶液中是否含有多肽，可用試劑來檢測。若為了研究B溶液

中離子M對乙醇發(fā)酵是否是必需的，可增加一組實驗，該組的處理是

。

(3)制備無細胞的酵母汁，酵母菌細胞破碎處理時需加入緩沖液，緩沖液的作用是

，以確保酶的活性。

(4)如何檢測酵母汁中是否含有活細胞？________________________________________

_______________________________________________________________________________

_________________________（寫出2項原理不同的方法及相應原理）。

【答案】(1)葡萄糖溶液＋酵母汁葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液酵母汁和B溶液

(2)雙縮脲葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了離子M的B溶液(3)保護酶分子空間結構和提

供酶促反應的適宜pH(4)染色后鏡檢，原理是細胞膜具有選擇透過性；酵母汁接種培養(yǎng)觀

察，原理是酵母菌可以繁殖

【解析】(1)為驗證無細胞的酵母汁可以進行“乙醇發(fā)酵”及“乙醇發(fā)酵的酶發(fā)揮催化作用

需要小分子和離子輔助”的結論，還需要加設兩組實驗，一組為葡萄糖溶液＋酵母汁（預期

實驗結果為有乙醇生成），另外一組為葡萄糖溶液＋A溶液（含有酵母汁中的各類生物大分

子，包括相關酶）＋B溶液（含有酵母汁中的各類小分子和離子），此組預期結果為有乙醇

生成。本實驗中，起輔助作用的小分子和離子可在酵母菌（細胞中含有各類物質）、酵母汁

和B溶液（含有酵母汁中的各類小分子和離子）中存在。(2)多肽用雙縮脲試劑進行檢測。

據(jù)題干信息可知，M離子存在于B溶液中，故為驗證離子M對乙醇發(fā)酵是否為必需的，則

應加設一組實驗，即葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了離子M的B溶液：若有乙醇生成，則證

明離子M不是必需的，若無乙醇生成，則證明離子M是必需的。(3)酶的作用條件溫和，需

要適宜的溫度和pH等條件，實驗中緩沖液的作用是保護酶分子空間結構和提供酶促反應的

適宜pH。(4)檢測酵母汁中是否含有活細胞的方法有：染色后鏡檢，原理是細胞膜具有選擇

透過性，若為死細胞，則能被染色；酵母汁接種培養(yǎng)觀察，原理是酵母菌可以繁殖：一段時

間后若酵母菌數(shù)量增加，則為活細胞。

考點2影響細胞呼吸的因素及其應用

1.內部因素

2.外界因素

影響

曲線模型解讀應用

因素

儲存水果、蔬菜時應

溫度通過影響酶的

選取零上低溫。大棚

溫度活性進而影響細胞

種植中，夜間適當降

呼吸速率

低溫度

①O2濃度低時，無①選用透氣的消毒

氧呼吸占優(yōu)勢。紗布包扎傷口，抑制

②隨著O2濃度增破傷風芽孢桿菌等

大，無氧呼吸逐漸被厭氧細菌的無氧呼

O2抑制，有氧呼吸不斷吸。

濃度加強。②作物栽培中及時

③當O2濃度達到一松土，保證根的正常

定值后，隨著O2濃細胞呼吸。

度增大，有氧呼吸不③提倡慢跑，防止肌

再加強（受呼吸酶數(shù)細胞無氧呼吸產(chǎn)生

量等因素的影響）乳酸。

④稻田定期排水，抑

制無氧呼吸產(chǎn)生酒

精，防止水稻酒精中

毒，爛根死亡

CO2是細胞呼吸的

增加CO2的濃度，

CO2最終產(chǎn)物，積累過多

可提高蔬菜和水果

濃度會抑制細胞呼吸的

的保鮮效果

進行

在一定范圍內，細胞糧食在收倉前要進

中自由水含量越多，行晾曬處理，干種子

H2O

代謝越旺盛，細胞呼萌發(fā)前要進行浸泡

吸越強處理

結合影響細胞呼吸的因素，考查科學思維

1.（2024·雅禮中學月考）（不定項）呼吸電子傳遞鏈是指在線粒體內膜上由一系列呼吸

電子傳遞體組成的將電子傳遞到分子氧的“軌道”，如圖甲所示；為研究短時低溫對該階段的

影響，將長勢相同的黃瓜幼苗在不同條件下處理，分組情況及結果如圖乙所示。已知DNP

不影響電子傳遞，可使H＋進入線粒體基質時不經(jīng)過ATP合酶。下列相關敘述正確的是()

A.圖示過程是有氧呼吸的第三階段，是有氧呼吸過程中產(chǎn)能最多的階段，與25℃時相

比，4℃時有氧呼吸消耗葡萄糖的量多

B.有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的NADH所攜帶的電子最終傳遞給了氧氣，4℃時線粒

體內膜上的電子傳遞受阻

C.高能電子在傳遞過程中逐級釋放能量推動H＋跨過內膜到達線粒體基質

D.呼吸鏈的電子傳遞所產(chǎn)生的膜兩側H＋濃度差為ATP的合成提供了驅動力，DNP導致

線粒體內外膜間隙中H＋濃度降低，生成的ATP減少

【解析】AD圖甲所示為發(fā)生在線粒體內膜的過程，表示有氧呼吸的第三階段，該階

段是有氧呼吸過程中產(chǎn)能最多的階段；與25℃相比，短時間低溫4℃處理，ATP合成量較

少，耗氧量較多，說明4℃時有氧呼吸釋放的能量較多地用于產(chǎn)熱，消耗的葡萄糖多，A正

確。在電子傳遞鏈中，有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的NADH所攜帶的電子最終傳遞給了氧

氣，生成水；與25℃相比，4℃耗氧量增加，根據(jù)圖甲分析，電子經(jīng)線粒體內膜最終傳遞

給氧氣，說明電子傳遞未受阻，B錯誤。據(jù)圖甲可知，電子傳遞過程中逐級釋放的能量推動

H＋從線粒體基質跨過線粒體內膜到達另一側，C錯誤。電子傳遞過程中釋放的能量用于建

立膜兩側H＋濃度差，使能量轉換成H＋電化學勢能；DNP使H＋不經(jīng)ATP合酶返回基質中，

會使線粒體內外膜間隙中H＋濃度降低，導致ATP合成減少，D正確。

2.某生物興趣小組向酵母菌培養(yǎng)液中通入不同濃度的O2后，CO2的產(chǎn)生量與O2的消耗

量變化趨勢如圖所示（假設酵母菌的呼吸底物為葡萄糖）。下列相關敘述正確的是()

A.O2濃度為a時，呼吸底物（葡萄糖）中的能量大多以熱能形式散失

B.O2濃度為b時，無氧呼吸產(chǎn)生的酒精為4mol

C.O2濃度為c時，約有3/5的葡萄糖用于酵母菌細胞的無氧呼吸過程

D.若實驗中的酵母菌更換為乳酸菌，則曲線Ⅰ、Ⅱ趨勢均不發(fā)生改變

【解析】BO2濃度為a時，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖約占2/6/[2/6＋(15－2)/2]＝

2/41，其中的能量大多以熱能形式散失，無氧呼吸消耗的葡萄糖約占39/41，其中的能量大

多儲存在酒精中，綜合來看，此時呼吸作用消耗的葡萄糖的能量大多儲存在酒精中，A錯誤；

O2濃度為b時，酵母菌無氧呼吸消耗的CO2約占10－6＝4mol，故其產(chǎn)生的酒精為4mol，

B正確；O2濃度為c時，酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖約占10/6/[10/6＋(12－10)/2]＝5/8，

約有1－5/8＝3/8的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵，C錯誤；乳酸菌只能進行無氧呼吸，且

其呼吸產(chǎn)物為乳酸，不產(chǎn)生CO2，若實驗中的酵母菌更換為乳酸菌，則曲線Ⅰ、Ⅱ走勢均會發(fā)

生改變，D錯誤。

結合細胞呼吸的應用，提升社會責任

3.（2021·湖南卷）下列有關細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是()

A.南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子

的呼吸作用提供水分、適宜的溫度和氧氣

B.農作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長

C.油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時呼吸作用需要大量氧氣

D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用

【解析】B種子無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，因此，農作物種子入庫貯藏時，應在低氧和零

上低溫條件下保存，貯藏壽命會顯著延長，B錯誤。

4.如圖表示光照、貯藏溫度對番茄果實呼吸強度變化的影響。下列有關敘述中不正確的

是()

A.番茄果實細胞產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細胞質基質

B.光照對番茄果實呼吸的抑制作用8℃時比15℃時更強

C.低溫、黑暗條件下更有利于儲存番茄果實

D.貯藏溫度下降時果實呼吸減弱，可能與細胞內酶活性降低有關

【解析】C番茄果實有氧呼吸產(chǎn)生CO2的場所是線粒體，無氧呼吸產(chǎn)生CO2的場所是

細胞質基質，A正確；由題圖看出8℃時黑暗條件下與光照條件下呼吸強度差值比15℃時

大，即抑制作用更強，B正確；由圖看出低溫條件下呼吸強度更低，但黑暗條件下比光照條

件下呼吸強度高，所以黑暗條件下不利于果實的儲存，C錯誤；呼吸過程是酶促反應，酶活

性受溫度影響，溫度降低可能導致酶活性降低，D正確。

結合種子萌發(fā)過程中細胞呼吸的變化，考查科學思維

5.如圖表示某油料作物種子萌發(fā)為幼苗過程中CO2釋放、O2吸收相對速率的變化。下

列有關敘述不正確的是()

A.油料作物種子細胞中不含蛋白質和糖類

B.第Ⅰ、Ⅱ階段種子細胞以無氧呼吸為主

C.第Ⅲ階段種子細胞中的自由水含量比第Ⅰ階段高

D.第Ⅳ階段呼吸速率因貯存物質被消耗而顯著下降

【解析】A油料作物種子細胞脂肪含量豐富，但也有蛋白質和糖類，A錯誤；第Ⅰ、Ⅱ

階段幾乎不吸收O2，CO2的釋放速率遠大于O2的吸收速率，故此時種子細胞以無氧呼吸為

主，B正確；與第Ⅰ階段相比，第Ⅲ階段種子細胞代謝旺盛，自由水含量較高，C正確；第

Ⅳ階段由于現(xiàn)有的有機物不斷消耗，呼吸速率逐漸降低，D正確。

6.玉米種子（如圖1）在萌發(fā)過程中，胚乳中的營養(yǎng)物質被胚細胞吸收后，一部分轉化

為胚發(fā)育成幼苗的組成物質，另一部分用于細胞呼吸。將玉米種子置于25℃黑暗、水分適

宜的條件下萌發(fā)，每天定時取相同數(shù)量的萌發(fā)種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘

干稱重，計算每粒的平均干重，結果如圖2所示。若只考慮種子萌發(fā)所需的營養(yǎng)物質來源于

胚乳，請回答下列問題：

(1)若檢測萌發(fā)種子細胞呼吸是否產(chǎn)生二氧化碳，常用的試劑有澄清石灰水和_________

_______________________________________________________________。

(2)0→24h，兩條曲線幾乎平行，其原因是

。萌發(fā)過程中在h之間種子的呼吸速率最大。細胞進行有氧呼吸時，

一分子葡萄糖脫去，生成丙酮酸，丙酮酸進入線粒體后被氧化分解為

。若玉米胚細胞進行無氧呼吸，則丙酮酸在乳酸脫氫酶的催化下被還原為。

(3)24→72h，萌發(fā)種子干重變化較小而胚乳干重變化較大的原因是_________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_________________________________________。

(4)若在120h時，置于光照下進行實驗（其他條件不變），萌發(fā)種子的干重呈上升趨勢，

原因是_________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

________________________________________________________________。

【答案】(1)溴麝香草酚藍溶液(2)胚乳減少量與萌發(fā)種子的細胞呼吸消耗量幾乎相等

（胚乳中被胚細胞吸收的物質幾乎都用于細胞呼吸）72～96氫二氧化碳乳酸(3)

細胞呼吸速率較低，而胚乳轉化為幼苗的組成物質速度增加(4)種子萌發(fā)形成的幼苗進行

光合作用，且光合速率大于呼吸速率

1.（2023·山東卷）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

【答案】B

2.（2024·甘肅卷）梅蘭竹菊為花中四君子，很多人喜歡在室內或庭院種植?；ɑ苄枰?/p>

科學養(yǎng)護，養(yǎng)護不當會影響花卉的生長，如蘭花會因澆水過多而死亡，關于此現(xiàn)象，下列敘

述錯誤的是()

A.根系呼吸產(chǎn)生的能量減少使養(yǎng)分吸收所需的能量不足

B.根系呼吸產(chǎn)生的能量減少使水分吸收所需的能量不足

C.澆水過多抑制了根系細胞有氧呼吸但促進了無氧呼吸

D.根系細胞質基質中無氧呼吸產(chǎn)生的有害物質含量增加

【解析】B大多數(shù)營養(yǎng)元素的吸收是與植物根系代謝活動密切相關的過程，這些過程

需要根系細胞呼吸產(chǎn)生的能量，澆水過多會使根系呼吸產(chǎn)生的能量減少，使養(yǎng)分吸收所需的

能量不足，A正確；根系吸收水分是被動運輸，不消耗能量，B錯誤；澆水過多使土壤含氧

量減少，抑制了根細胞的有氧呼吸，但促進了無氧呼吸的進行，C正確；根細胞無氧呼吸整

個過程都發(fā)生在細胞質基質中，會產(chǎn)生酒精或乳酸等有害物質，D正確。

3.（2024·山東卷）（不定項）種皮會限制O2進入種子。豌豆干種子吸水萌發(fā)實驗中子

葉耗氧量、乙醇脫氫酶活性與被氧化的NADH的關系如圖所示。已知無氧呼吸中，乙醇脫

氫酶催化生成乙醇，與此同時NADH被氧化。下列說法正確的是()

A.p點為種皮被突破的時間點

B.Ⅱ階段種子內O2濃度降低限制了有氧呼吸

C.Ⅲ階段種子無氧呼吸合成乙醇的速率逐漸增加

D.q處種子無氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多

【解析】ABD由圖可知，p點乙醇脫氫酶活性開始下降，子葉耗氧量急劇增加，說明

此時無氧呼吸減弱，有氧呼吸增強，該點為種皮被突破的時間點，A正確；Ⅱ階段種子內

O2濃度降低限制了有氧呼吸，使得子葉耗氧速率降低，但為了保證能量的供應，乙醇脫氫

酶活性繼續(xù)升高，加強無氧呼吸提供能量，B正確；Ⅲ階段種皮已經(jīng)被突破，種子有氧呼吸

增強，無氧呼吸合成乙醇的速率逐漸降低，C錯誤；q處種子無氧呼吸與有氧呼吸氧化的

NADH相同，根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的反應式可知，此時無氧呼吸比有氧呼吸分解的葡

萄糖多，D正確。

4.（2020·江蘇卷）研究發(fā)現(xiàn)，線粒體內的部分代謝產(chǎn)物可參與調控核內基因的表達，

進而調控細胞的功能。如圖為T細胞中發(fā)生上述情況的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：

(1)丙酮酸進入線粒體后先經(jīng)氧化脫羧形成乙酰輔酶A，再徹底分解成和[H]。[H]

經(jīng)一系列復雜反應與結合，產(chǎn)生水和大量的能量，同時產(chǎn)生自由基。

(2)線粒體中產(chǎn)生的乙酰輔酶A可以進入細胞核，使染色質中與結合的蛋白質

乙酰化，激活干擾素基因的轉錄。

(3)線粒體內產(chǎn)生的自由基穿過線粒體膜到中，激活NFAT等調控轉錄

的蛋白質分子，激活的NFAT可穿過進入細胞核，促進白細胞介素基因的轉錄。轉錄

后形成的分子與核糖體結合，經(jīng)過程合成白細胞介素。

(4)T細胞內乙酰輔酶A和自由基調控核內基因的表達，其意義是

。

【答案】(1)CO2O2(2)DNA(3)細胞質基質核孔mRNA翻譯(4)提高機體的

免疫能力

【解析】(1)有氧呼吸第二、三階段發(fā)生在線粒體中，在有氧呼吸的第二階段，丙酮酸

徹底氧化分解生成CO2和[H]，在有氧呼吸的第三階段，[H]經(jīng)過一系列復雜反應與O2結合，

產(chǎn)生水和大量能量。(2)染色質是由DNA和蛋白質組成的。(3)由題圖可以看出，線粒體產(chǎn)生

的自由基在細胞質基質中激活NFAT。NFAT是蛋白質分子，通過核孔進入細胞核。轉錄的

產(chǎn)物是mRNA，mRNA與核糖體結合，經(jīng)翻譯過程合成蛋白質（如白細胞介素）。(4)干擾素

和白細胞介素都屬于免疫活性物質，T細胞內的乙酰輔酶A和自由基都能通過調控核內基

因表達促進干擾素和白細胞介素的合成，提高機體的免疫能力。

（2024·陜西模擬）為了滿足快速增殖的能量需求和生物合成過程，癌細胞通常消耗葡

萄糖的速率遠高于正常細胞。即使在氧氣充足的條件下，癌細胞也會進行旺盛的無氧呼吸。

請根據(jù)所學內容及材料回答下列問題：

(1)癌細胞的無氧呼吸發(fā)生在，第一階段反應的產(chǎn)物是