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专题08 细胞呼吸
考点分布 重点难点 备考指南
1.有氧呼吸的过程及影响因素 1.细胞呼吸 理解并掌握有氧呼吸和无氧呼吸过程
2.无氧呼吸的过程及影响因素 2.实验：探究酵母菌的呼吸 和影响因素。
3.探究酵母菌的呼吸方式 方式。 理解酵母菌呼吸方式探究实验。
考点一 细胞呼吸的方式和过程
1．细胞呼吸
细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放
出______并生成______的过程。
2．有氧呼吸
（1）概念：是指细胞在氧的参与下，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______，生成大量ATP的过程。
（2）有氧呼吸过程分为三个阶段：
第一阶段：场所是______________。
CH O→2CHO（丙酮酸）+4[H]+少量能量 （2ATP）
6 12 6 3 4 3
第二阶段：场所是______________。
2CHO（丙酮酸）+6HO→20[H]+6CO+少量能量 （2ATP）
3 4 3 2 2
第三阶段：场所是______________。
24[H]+6O→12HO+大量能量（34ATP）
2 2
（3）写出有氧呼吸总反应式：
（4）1 mol葡萄糖释放的能量中有 1 161 kJ左右的能量转移至 ATP中，其余能量则以
______形式散失。
（5）与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在______的条件下进行的；有机物中的能
量是逐步释放的；一部分能量储存在ATP中。
3．无氧呼吸：细胞在______条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地
氧化分解，产生_____________________________________，释放出少量能量，生成少量
ATP的过程。
①第一阶段场所：______________。
过程：一分子葡萄糖分解成2分子______________，产生少量[H]，并释放少量能量。②第二阶段场所：______________。
过程：第一阶段产生的丙酮酸在不同酶的催化作用下，分别生成______________，或转化
成______________，_____ATP形成。
③总反应式
产生酒精：CH O――→2CHOH＋2CO＋少量能量。
6 12 6 2 5 2
产生乳酸：CH O――→2CHO＋少量能量。
6 12 6 3 6 3
④放能：1 mol葡萄糖释放196.65 kJ（生成乳酸）或225.94 kJ（生成酒精）的能量，其中
均有61.08 kJ左右转移至_____中。
1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
条件 需氧 无氧
细胞质基质(第一阶段)、线粒体
不 场所 细胞质基质
(第二、三阶段)
同
分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
点
产物 CO、HO 乳酸或酒精和CO
2 2 2
能量释放 大量 少量
反应条件 需酶和适宜温度
相
本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需
同
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
点
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
2.细胞呼吸反应式中相关物质间量的比例关系①有氧呼吸：CH O∶O∶CO＝1∶6∶6。
6 12 6 2 2
②无氧呼吸：CH O∶CO∶CHOH＝1∶2∶2或CH O∶CHO＝1∶2。
6 12 6 2 2 5 6 12 6 3 6 3
③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的 O 和产生的CO 的物质的量之比为有氧
2 2
呼吸需要的O∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO 之和＝3∶4。
2 2
④产生等量的CO 时消耗的葡萄糖的物质的量之比为无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
2
1.不同生物细胞无氧呼吸的产物
生物 无氧呼吸产物
大多数植物细胞，如根细胞 酒精和CO
2
植物
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等 乳酸
动物 骨骼肌细胞、哺乳动物成熟的红细胞等 乳酸
乳酸菌等 乳酸
微生物
酵母菌等 酒精和CO
2
2．细胞呼吸中能量的释放与去向
判断细胞呼吸方式的三大依据典例1.如图是某动物体的细胞呼吸过程。下列有关叙述不正确的是( )
A．4、6分别是水和氧气
B．3产生于线粒体基质
C．产生的8主要用于合成ATP
D．植物细胞也能进行该过程
典例2.细胞呼吸过程中，线粒体内膜上的质子泵能将NADH(即[H])分解产生的H＋转运到膜
间隙，使膜间隙中H＋浓度增大，大部分H＋通过结构①回流至线粒体基质，同时驱动ATP的
合成，主要过程如下图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A．乳酸菌不可能发生上述过程
B．该过程发生于有氧呼吸第二阶段
C．图中①是具有ATP合成酶活性的通道蛋白
D．H＋由膜间隙向线粒体基质的跨膜运输属于协助扩散
典例3.下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得的气体量(相对值)
的变化结果(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。下列说法正确的是( )项目 CO 释放量 O 吸收量
2 2
甲 12 0
乙 8 6
丙 10 10
A.在甲条件下进行的是产生CO 和乳酸的无氧呼吸
2
B．在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C．在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值
D．在乙条件下释放的CO 来自细胞质基质和线粒体
2
考点二 影响细胞呼吸的因素及其应用
1．温度
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。
实践应用：在大棚蔬菜栽培过程中，适当增加昼夜温差以减少_____的消耗，提高产量。储
存水果、蔬菜时应选取__________。
2.O 浓度
2
O 是有氧呼吸的反应物，O 促进有氧呼吸，对无氧呼吸过程有_____作用。
2 2
实践应用：选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。作物
栽培中及时松土，保证根的正常细胞呼吸。提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生_____。稻
田定期排水，抑制无氧呼吸产生_____，防止_____中毒，烂根死亡。
曲线解读：
a．b．O 浓度低时，_____呼吸占优势。
2
c．随着O 浓度增大，_____呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。
2d．当O 浓度达到一定值后，随着O 浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的
2 2
影响)。
3.CO 浓度
2
CO 是细胞呼吸的最终产物，积累过多会_____细胞呼吸的进行。
2
实践应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO 浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
2
4.水分
一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越_____，细胞呼吸越强。
实践应用：浸泡种子有利于种子萌发，粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的
_____含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。
影响细胞呼吸的外界因素主要有温度、氧气浓度和二氧化碳浓度，除了记住其原理外，
还应注意外部因素在影响呼吸作用时是综合起作用的，有时在其他因素满足的情况下，某
一因素成为限制因素。如动物冬眠时呼吸速率低的限制因素是温度，而夏季作物受涝死亡
其限制因素则是O 浓度。
2
典例1.如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是( )
A．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度
B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸
C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
典例2.下列有关细胞呼吸原理在生活、生产中的应用的叙述，正确的是( )
A．降低温度和氧浓度并保持干燥，有利于果蔬的储藏保鲜
B．给含有酵母菌的发酵液连续通气，可提高产酒量
C．大棚栽培蔬菜，遇到阴雨天气时，可适当降低温度
D．给稻田定期排水、晒田的主要目的是抑制水稻的生长考点三 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．探究酵母菌细胞呼吸的方式
检测CO 用澄清石灰水或________________。实验现象分别是石灰水________或溴麝香草
2
酚蓝________________。检测酒精用________________，实验现象是由________________。
2．实验现象
条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 重铬酸钾—浓硫酸溶液
有氧 变混浊程度高/快 无变化
无氧 变混浊程度低/慢 出现灰绿色
3.实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO 多而快，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO。
2 2
实验注意事项
(1)实验装置：甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。甲、乙两组为对
比实验，设置的是有氧、无氧条件。
(2)变量控制
①通入A瓶的空气中不能含有CO，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌
2
有氧呼吸产生的CO 所致。
2
②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的
锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO 是由酵母菌无氧呼吸产生的。
2
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）结果结论
实验结果
结论
装置一液滴 装置二液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸
不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
（3）误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照
装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
对比实验”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有：
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T 噬菌体侵染细菌的实验等。
2
典例1.下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得的气体量（相对
值）的变化结果（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）。下列说法正确的是（ ）
项目 CO 释放量 O 吸收量
2 2
甲 12 0
乙 8 6
丙 10 10
A.在甲条件下进行的是产生CO 和乳酸的无氧呼吸
2
B．在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C．在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值
D．在乙条件下释放的CO 来自细胞质基质和线粒体
2典例2.（2019·大连模拟）如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表
示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是（ ）
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O
2
典例1.(2020·云南省曲靖市高三二模)某同学为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，将少量的
酵母菌混入适量的面粉揉成光滑面粉团后均等分装在2个洁净的塑料袋中，一组充满空气
(甲组)，一组则排净空气(乙组)，扎紧袋口后放在相同且适宜的环境中观察 20～30 min。
下列叙述不正确的是( )
A．一段时间后甲组的塑料袋内壁有水珠出现，面团变湿润
B．该实验中甲组为实验组，乙组为对照组
C．若放置的时间足够长，甲组也会产生酒精
D．该实验应选择大小合适，气密性良好的塑料袋
典例2.如图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置。下列叙述错误的是( )
A．实验的自变量是有无氧气，因变量是甲、丁两试管中产生CO 的多少
2
B．乙、丙两试管中的液体应先煮沸，冷却后再加入酵母菌，以消除其他微生物对实验的影
响
C．该实验装置的设计不够严谨，通入乙试管中的空气必须除去CO
2
D．甲、丁两试管中的Ca(OH) 溶液可用酸性重铬酸钾溶液替代
2
1．关于细胞呼吸过程的5点说明
（1）有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；
原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。
（2）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。（3）无氧呼吸只在第一阶段产生 ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的
[H]。
（4）人体内产生的CO 只能是有氧呼吸的产物，人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无
2
CO。
2
（5）无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。
2．细胞呼吸影响因素的4点注意
（1）O 浓度为零时，细胞呼吸强度并不为零，因为此时细胞进行无氧呼吸。
2
（2）影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可
采取供水、升温、增氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措
施。
（3）储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储存时都应在低温、低氧条件
下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、
水果储存时应保持一定的湿度。
（4）内部因素也会影响细胞呼吸的强度，如生物的遗传特性、器官种类、生长时期等。
1.(2020·全国Ⅰ，2)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CO 与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
2
B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O 的分子数与释放CO 的相等
2 2
C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O 吸收也无CO 释放
2 2
D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O 的分子数比释放CO 的多
2 2
2.(2020·山东，2)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这
种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是( )
A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用
D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少
3.(2022·北京朝阳高三月考)将酵母菌破碎并进行差速离心处理，然后将得到的细胞质基
质和线粒体，与未经离心的酵母菌分别装入试管①～⑥中，然后加入不同的物质，进行如
下表所示的实验。下列有关叙述错误的是( )
细胞质基质 线粒体 酵母菌
类别
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
葡萄糖 － ＋ － ＋ ＋ ＋
丙酮酸 ＋ － ＋ － － －
氧气 ＋ － ＋ － ＋ －注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－” 表示未加入相关物质。
A．会产生酒精和CO 的试管有②⑥
2
B．会产生CO 和HO的试管有①③⑤
2 2
C．根据试管②⑥的实验结果，不能判断酵母菌进行无氧呼吸的场所
D．根据试管①③⑤的实验结果，可以判断酵母菌进行有氧呼吸的场所
4.(2022·扬州中学高三月考)如图为研究人体运动强度与氧气消耗速率、血液中乳酸含量
的关系的研究结果，下列叙述正确的是( )
A．有氧呼吸时，葡萄糖所释放的能量主要储存在ATP中
B．整个ac运动阶段，产生的二氧化碳全部来自线粒体
C．运动强度为c时，机体产生较多乳酸会使内环境的pH明显下降
D．图中bc段，细胞无氧呼吸增强，此时人体获得能量的途径以无氧呼吸为主
5.（2019·淄博模拟）某同学用如图所示实验装置测定果蝇幼虫的呼吸速率。实验所用的
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
分析正确的是 （ ）
实验时间（min） 10 15 20 25 30 35
液滴移动距离（mm） 0 32.5 65 100 130 162.5
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
C．如将X换为清水，并向试管充入N 即可测定果蝇幼虫无氧呼吸速率
2
D．增设的对照实验只需将装置中的X换成清水，并将该装置置于相同的环境中
6.(2020·全国Ⅲ，29)参照表中内容，围绕真核细胞中ATP的合成来完成下表。
反应部位 (1)______ 叶绿体的类囊体薄膜 线粒体
反应物 葡萄糖 / 丙酮酸等
反应名称 (2)______ 光合作用的光反应 有氧呼吸的部分过程合成ATP的能量来源 化学能 (3)________ 化学能
终产物(除ATP外) 乙醇、CO (4)________ (5)________
2
7.(2022·山东青州一中高三期中)如图为某运动员剧烈运动时，肌肉收缩过程中部分能量
代谢的示意图。
据图回答下列问题：
(1)由图可知，肌肉收缩最初的能量来自细胞中的__________，该物质的产生部位有
__________________。
(2)图中曲线B代表的细胞呼吸类型是______________，该反应产物是__________。
(3)足球运动员为提高运动能力，通常进行3到4周的高原训练，这种训练方式主要提高曲
线C________(填细胞呼吸方式)的能力，原因是高原环境下空气中的O 含量低，人体内造
2
血干细胞会通过____________________(生理过程)更多的红细胞，提高血液的运氧能力，
使机体的有氧呼吸功能增加，有助于提高运动员的运动能力。
