2026届高三生物一轮复习课件 第13课时 细胞呼吸的原理及应用

这是一份2026届高三生物一轮复习课件 第13课时 细胞呼吸的原理及应用，共117页。PPT课件主要包含了第一部分，第二部分，必备知识梳理，核心素养达成，课时作业，第五部分，关键能力提升，真题演练感悟高考，第四部分，第三部分等内容，欢迎下载使用。
考点一　实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式　
考点二　细胞呼吸的方式和过程
考点三　细胞呼吸的影响因素及应用　
1．说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.活动：探究酵母菌细胞呼吸的方式。
依据溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短和石灰水变浑浊的程度，可以检测CO2产生情况。
2．实验步骤(1)配制酵母菌培养液：酵母菌＋__________________________，分别装入A、B两个锥形瓶中。(2)检测CO2产生的实验装置：
质量分数为5%的葡萄糖溶液
(3)检测是否有酒精产生：取A、B瓶中滤液各2 mL分别注入1号、2号两支干净的试管中。向两试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g________________溶液并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。
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。
4．实验结论(1)酵母菌在__________条件下都能进行细胞呼吸。(2)酵母菌在有氧条件下产生CO2多且快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生__________。
(1)用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌无氧呼吸产生的酒精，应先耗尽培养液中的葡萄糖。(2023·河北卷)(　　)(2)用溴麝香草酚蓝水溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式。(2022·江苏卷)(　　)(3)酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体。(2022·河北卷)(　　)(4)无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖。(2021·山东卷)(　　)(5)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。(2021·全国甲卷)(　　)
(6)(必修1 P91插图)B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
B瓶在封口后，培养液液面上方的空气中还存在一定量的氧气，静置一段时间，让酵母菌将这部分氧气消耗尽，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，可认为检验的是酵母菌的无氧呼吸释放的气体
考向　围绕“探究酵母菌细胞呼吸的方式”考查科学探究1．(2023·浙江卷)为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是(　　)A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
解析：酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是无关变量，A错误；氧气的有无是自变量，B错误；1分子葡萄糖有氧呼吸产生6分子CO2，1分子葡萄糖无氧呼吸产生2分子酒精和2分子CO2，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C正确；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错误。
探究酵母菌细胞呼吸方式的变量分析
2.(2025·江西鹰潭模拟)将等量萌发的小麦种子放入如图所示的甲、乙两个装置中，观察液滴的移动情况。下列相关叙述错误的是(　　)
A．若甲中液滴右移，乙中液滴左移，则该萌发种子只进行有氧呼吸B．甲中液滴右移，乙中液滴不动，则葡萄糖中C的转移途径可能为葡萄糖→丙酮酸→酒精C．若换成萌发的花生种子，则可能出现甲、乙中液滴都左移的情况D．为了使实验更严密，可以增设等量的死小麦种子，其他装置与乙相同的一组实验
解析：若甲装置中的液滴向右移动，说明消耗O2的体积小于释放CO2的体积，说明萌发的种子进行了无氧呼吸，而乙中液滴左移，说明密闭容器中O2被消耗，萌发的种子进行有氧呼吸，因此可以说明萌发的种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，A错误；甲装置中的液滴向右移动，说明消耗O2的体积小于释放CO2的体积，说明萌发的种子一定进行了无氧呼吸，乙中液滴不动，说明没有消耗O2，因而综合分析可知，萌发的种子只进行了无氧呼吸，因此此时葡萄糖中C的转移途径可以为葡萄糖→丙酮酸→酒精，B正确；若换成萌发的花生种子，由于花生种子中脂肪含量高，在氧化分解时
会消耗更多的O2，即消耗的O2量大于产生的CO2量，因此，甲装置中液滴会发生左移，乙装置中因为O2的消耗液滴也会左移，C正确；为了使实验更严密，可以增设等量的死小麦种子，其他装置与乙相同的一组实验，也可设置其他装置与甲相同的一组实验，D正确。
“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)。
2．实验原理(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细胞有氧呼吸吸收O2的量。(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。
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。
1．有氧呼吸(1)过程图解
(2)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)：______________________________________________________。
3．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
细胞质基质(第一阶段)、
线粒体(第二、三阶段)
(5)酵母菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生。(2021·全国甲卷)(　 　)
(6)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(2021·湖北卷)(　 　)(7)(必修1 P94“相关信息”思考)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸被再度利用的过程是________________________。(8)(必修1 P94正文中楷体字发掘)细胞呼吸是不是只为生命活动提供能量？____(填“是”或“不是”)，原因是 _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在肝脏中再次转化为葡萄糖
细胞呼吸还是生物体代谢的枢纽，蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。如细胞呼吸过程中的丙酮酸等中间产物，可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质
【情境应用】　体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，如短跑等。如图为有氧呼吸的某个阶段示意图。
【问题探究】　(1)图中表示的是哪种呼吸方式的哪个阶段？提示：有氧呼吸的第三阶段。(2)人体在短跑时，骨骼肌主要依靠哪种呼吸方式供能？产生CO2的具体部位是什么？提示：有氧呼吸；线粒体基质。
(3)人体在慢跑时，消耗的O2在细胞呼吸中的用途是什么？提示：和[H]结合形成水。(4)有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，使得H＋回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康，具体危害是什么？(写出一点即可)提示：导致细胞供能不足和体温过高。
有氧呼吸与无氧呼吸1．细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去路(1)有氧呼吸过程中[H]、ATP的来源和去路
(2)无氧呼吸中的[H]和ATP都是第一阶段在细胞质基质中产生的。其中[H]在第二阶段被用于还原丙酮酸，全部消耗，没有积累。2．相关物质间量的比例关系(1)有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。(2)无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
(3)有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。(4)有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
考向1　结合细胞呼吸过程考查生命观念1．(2024·安徽卷)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应，磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时，ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是(　　)
A．在细胞质基质中，PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等B．PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变而变性失活C．ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节D．运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快
解析：细胞呼吸第一阶段葡萄糖最终分解为丙酮酸，需要进行一系列酶促反应，即需要多种酶参与，而磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶，因此PFK1不能催化葡萄糖直接分解为丙酮酸，A错误；由题意可知，当ATP/AMP浓度比变化时，两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性，进而调节细胞呼吸速率，以保证细胞中能量的供求平衡，说明PFK1与ATP结合后，酶的空间结构发生改变但不会失去活性，B错误；由题意可知，ATP/AMP浓度比变化，最终保证细胞中能量的供求平衡，说明其调节属于负反馈调节，C错误；运动时肌细胞消耗ATP增多，细胞中ATP减少，ADP和AMP会增多，从而使AMP与PFK1结合增多，细胞呼吸速率加快，细胞中ATP含量增多，从而维持能量供应，D正确。
2．(2025·山西太原模拟)如图表示细胞有氧呼吸某阶段发生的电子传递过程，H＋顺浓度梯度跨膜运输时驱动ATP合成酶的运作，催化ADP和Pi合成ATP。下列有关叙述错误的是(　　)
A．该过程发生在线粒体内膜，是有氧呼吸释放能量最多的阶段B．NADH代表还原型辅酶Ⅰ，既是能量的载体又是还原性物质C．A侧面为线粒体基质，B侧面为细胞质基质，H＋浓度A侧面>B侧面D．硝化细菌能进行有氧呼吸，推测其细胞膜上可能存在该电子传递的过程
解析：分析题图可知，该过程O2与H＋反应生成H2O，所以该过程表示有氧呼吸第三阶段，发生在线粒体内膜，是有氧呼吸释放能量最多的阶段，A正确；分析题图可知，NADH代表还原型辅酶Ⅰ，既是能量的载体又是还原性物质，B正确；A侧面为线粒体基质，B侧面为膜间隙，H＋浓度B侧面>A侧面，C错误；硝化细菌不含线粒体，但其能进行有氧呼吸，推测其细胞膜上可能存在该电子传递的过程，D正确。
考向2　围绕细胞呼吸方式的判断考查科学思维3．(2023·全国乙卷)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
解析：植物进行有氧呼吸或无氧呼吸产生酒精时都有CO2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；时间a之前无CO2产生，a～b时间内CO2释放量增多，则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；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；酒精的跨膜运输方式是自由扩散，该过程不需要消耗ATP，D正确。
判断细胞呼吸方式的三大依据
4．(2025·湖北宜昌模拟)种子贮藏时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与酒精的分子数相等，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的分子数相等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呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
解析：在反应物是葡萄糖的情况下，细胞进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸均可产生CO2，其中产生酒精的无氧呼吸产生的CO2与酒精的分子数相等，有氧呼吸不产生酒精，因而若产生的CO2与酒精的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸，A正确；在反应物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，B正确；在反应物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则不吸收O2也不释放CO2，C正确；在反应物是葡萄糖的情况下，有氧呼吸中，吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，而无氧呼吸不消耗O2，但可能产生CO2，若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者相等，D错误。
【情境应用】　某种植物的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖。
【问题探究】　(1)甲、乙两曲线分别表示什么？提示：甲表示CO2的释放量，乙表示O2的吸收量。(2)O2浓度为b时，该器官还能进行无氧呼吸吗？为什么？提示：不能。O2浓度为b时，两曲线相交，说明此时O2的吸收量和CO2的释放量相等，若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，当有氧呼吸吸收的O2与产生的CO2相等时，说明只进行有氧呼吸。
(3)O2浓度为a时最适合保存该器官吗？为什么？提示：O2浓度为a时并非一定最适合保存该器官。因为无氧呼吸会产生酒精，不一定能满足某些生物组织的储存需求，且该浓度下葡萄糖的消耗速率一定不是最小的，据图可知，O2浓度为a时CO2释放量为0.6，O2吸放量为0.3，其中CO2有0.3是有氧呼吸产生的，还有0.3是无氧呼吸产生的。按有氧呼吸中C6(葡萄糖)∶O2∶CO2＝1∶6∶6，无氧呼吸中C6∶CO2＝1∶2，算得C6的相对消耗量为0.05＋0.15＝0.2。而无氧呼吸消失时，O2和CO2的相对值为0.7，算得C6的相对消耗量为0.11，明显比a时要低，所以O2浓度为a时葡萄糖的消耗速率一定不是最小。
模型法分析影响细胞呼吸的因素1．温度(1)曲线解读：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。(2)应用：①低温储存食品。②大棚栽培在夜间和阴天适当降温。
2．O2浓度(1)曲线解读：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。②0