文档内容
知识清单 05 呼吸作用
内容概览
知识导图：感知全局，了解知识要点
考点清单：4大考点总结，梳理必背知识、归纳重点
易混易错：5个错混点梳理，高效查漏补缺
真题赏析：感知真题、知识链接、知己知彼
考点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1．实验原理： 酵母菌呼吸方式测
定的实验装置分析：(1)酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 （1）实验的自变
通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物。来确定酵母菌细胞 量应为O 的有无。 实
2
呼吸的方式。 验的因变量为CO 的多
2
少。酵母菌和葡萄糖溶
a．有氧条件：葡萄糖CO+H O+能量
2 2 液、温度等环境因素在
b．无氧条件：葡萄糖酒精+CO +能量 该实验中为无关变量。
2
为了使乙端进行有氧呼
(2)CO 和酒精的检测
2 吸，空气泵进入的气体
检测产物 所用试剂 现象 应含有O 2 ，实验的因
澄清的石灰水 变混浊 变量为CO 的多少，因
2
二氧化碳
溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄 此应先除去CO。
2
酒精 酸性重铬酸钾溶液 橙色变成灰绿色
2．实验步骤
(1)酵母菌培养液的配制：取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入
锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中。分别向瓶中注入240m质量分数为5%的
葡萄糖溶液。
(2)实验装置图
(3)检测CO 的产生：根据石灰水混浊的程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的
2
时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO 的产生情况。
2
(4)检测酒精的产生：各取2mLA、B瓶酵母菌培养液的滤液→分别注入编号
为a、b的两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分
数为95%~97%)→轻轻振荡，使它们混合均匀→观察试管中溶液的颜色变化。
3．实验现象：甲、乙两装置中石灰水都变混浊，且甲中混浊程度较高。b试管中
溶液由橙色变成灰绿色，a试管无颜色变化。
4．实验结论：酵母菌在有氧、无氧条件下都能进行细胞呼吸。有氧时，酵母菌
通过细胞呼吸产生大量CO 和水；无氧时，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量
2
CO。
2
(1)A瓶前的锥形瓶中加入的试剂是NaOH溶液，目的是使进入A瓶的空气先
经过NaOH的处理，除去其中的CO，排除其对实验结果的干扰。
2
(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再与盛有澄
清石灰水的锥形瓶连通，以确保通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO。
2
(3)该实验的自变量是氧气的有无，因变量是酵母菌的呼吸产物。该实验为相
互对照实验，有氧和无氧条件下的实验都为实验组。
(4)由于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均可以产生CO ，故不能依据是否有CO
2 2
产生判断酵母菌细胞呼吸的类型，但可以以CO 产生的多少作为检测指标。
2
考点2 细胞呼吸的方式及过程1．细胞呼吸的概念：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，释放能量并生成ATP的过程。
2．有氧呼吸的概念及实质
(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
注意说明：对真核细胞
氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
来说，有氧呼吸的第一
(2)过程 阶段发生在细胞质基质
中，第二、三阶段发生
在线粒体中，因此说线
粒体是真核细胞有氧呼
吸的主要场所。
(3)有氧呼吸每个阶段的反应式：
第一阶段 C H O——\s\up1(→)2C HO(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量
6 12 6 3 4 3
第二阶段 2C HO＋6HO——\s\up1(→)20[H]＋6CO＋少量能量
3 4 3 2 2
第三阶段 24[H]＋6O——\s\up1(→)12HO＋大量能量
2 2
①能量不可写成ATP，有氧呼吸各个阶段释放的能量，均大部分以热能形式散
失，少部分转移到ATP中以活跃的化学能形式存在，后者可以为多种生命活动提供
能量。
②三个阶段中有[H]产生的是前一二阶段，[H]中的H来自葡萄糖和水，用于与
O 反应生产水。
2
③三个阶段都产生能量，其中产生能量最多的是第三阶段。葡萄糖中的化学能
被转化成热能和ATP中活跃的化学能。
(3)有氧呼吸总反应方程式与各元素的来源和去路
3．无氧呼吸：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
少量能量的过程，就是无氧呼吸。
注意说明：无氧呼吸产
(1)过程：无氧呼吸的全过程可以分为两个阶段，且都是在细胞质基质中进行 生能量少的原因，有机
的。 物的分解不彻底，还有
大量约能量储存在未彻
第一阶段 葡萄糖 → 丙酮酸、[H]和少量能量
底氧化分解的有机物
酒精发酵 丙酮酸 → 乙醇+CO 大多数植物、酵母菌等 (酒精或乳酸)中。
2
第二阶段
高等动物、马铃薯块茎、甜菜
乳酸发酵 丙酮酸 → 乳酸
块根、玉米胚、乳酸菌等
(2)总反应式
①无氧呼吸产生酒精的反应式：C H O 2C HOH+2CO +少量能量。
6 12 6 2 5 2考点3 影响细胞呼吸的因素
②无氧呼吸产生乳酸的反应式：C H O 2C HO+少量能量。
6 12 6 3 6 3
1．温度：温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。
(1)曲线分析：
①a点为该酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。
②温度低于a时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
③温度高于a时，随温度升高，酶活性下降，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
(2)实际应用。
①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。
②促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减
拓展延伸：“无氧”环
少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。 境不一定更有利于果
蔬、种子储存，因为
2．氧气：促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。
O 浓度为零时，细胞呼
2
吸强度并不为零，因为
此时细胞进行无氧呼
吸，大量消耗有机物，
不利于果蔬、种子储
存。
(1)曲线分析：
①A点时，氧浓度为零，细胞只进行无氧呼吸。C点之前：有氧呼吸与无氧
呼吸共存，CO 释放总量＝有氧呼吸释放量＋无氧呼吸释放量；
2
②氧浓度为0～10%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸速率减慢，有氧呼吸加快。B
点时，有氧呼吸释放的CO 量等于无氧呼吸释放的CO 量；C、D点：横坐标相
2 2
同，无氧呼吸停止。③氧浓度在0～20%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐加快。
④随氧浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。
⑤氧浓度为5%左右时，细胞呼吸强度最弱。
(2)实际应用。
①保鲜：低氧(氧含量5%左右)有利于蔬菜保鲜。
②促进生长：农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量，促进根部有氧呼
吸促进生长。
③防止无氧呼吸：陆生植物长时间水淹，土壤中氧含量降低，植物因无氧呼
吸产生的酒精积累而烂根。
④控制呼吸方式：制葡萄酒时，初期进行有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖，发
酵时严格控制无氧环境，促进酵母菌的无氧呼吸。
3．二氧化碳：CO 是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸。
2
(1)实际应用。
①保鲜：地窖中CO 浓度高，有利于蔬菜水果的储存。
2
②抑菌：薯片等食品充气保存，可抑制微生物的繁殖。
4．水含量：
(1)各种生化反应需溶解在水中才能进行，自由水含量升高，新陈代谢加快。
(2)水是有氧呼吸的反应物之一，含水量会影响细胞呼吸的进行。
(3)实际应用：抑制细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，
更有利于储存；促进细胞呼吸：浸泡的种子有利于种子的萌发。考点4 细胞呼吸方式的判别
1．判断细胞呼吸方式的三大依据 注意说明：为防止气
压、温度等物理膨胀因
素所引起的误差，应设
置对照实验，将所测的
生物材料灭活如将种
子煮熟，其他条件均
不变。
2．欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为
例)：
实验拓展
(1)实验装置：
呼吸底物与着色液移动
的关系：脂肪含氢量
高，含氧量低，等质量
的脂肪与葡萄糖相比，
氧化分解时耗氧量高，
而产生CO 量少。因此
2
脂肪有氧呼吸时，产生
CO 量小于消耗 O 量，
2 2
着色液移动更明显。
装置甲中NaOH溶液的作用是吸收呼吸所产生的CO，红色液滴移动的距离
2
代表种子呼吸吸收的O 量。装置乙中红色液滴移动的距离代表种子呼吸吸收的
2
O 量与产生的CO 量的差值。
2 2
(2)实验分析：
现象
结论
甲装置液滴 乙装置液滴
不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
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
只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和
左移 不动
产生乳酸的无氧呼吸易错点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式易错总结
(1)酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO，因此不能根据酵母菌培养过程中是否产生CO 来判断其
2 2
呼吸方式。
(2)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。
故错误。
(3)对比实验指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象
的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组（或互为实验组和对照组），是对
照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。
易错点2 细胞呼吸作用易错总结
(1)细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量，释放的能量大部分以热能的形式散失，少
数储存在ATP中。
(2)细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ（NADH）的简化表示方法。
(3)无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP，第二阶段丙酮酸转化成乳酸过程中不释
放能量，不生成少量ATP。
(4)人体细胞无氧呼吸产生的是乳酸，所以人体细胞产生CO 的场所是线粒体基质，乳酸能在肝脏中再
2
次转化为葡萄糖。
(5)在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些
产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可进一步形成葡萄糖，因此蛋白质、糖类、脂质的代谢都可以通
过细胞呼吸过程联系起来。
易错点3 有氧呼吸与无氧呼吸的辨析比较易错点4 细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路的比较
项目 来 源 去 路
有氧呼吸：CH O 和HO；无氧呼吸： 有氧呼吸：与O 结合生成水；无氧呼吸：还
[H] 6 12 6 2 2
CH O 原丙酮酸
6 12 6
有氧呼吸：三个阶段都产生；无氧呼吸：只在
ATP 用于各项生命活动
第一阶段产生
易错点5 呼吸作用中各物质之间常见的比例关系(以葡萄糖为底物的细胞呼吸)
(1)有氧呼吸：葡萄糖∶O∶CO＝1∶6∶6。
2 2
(2)无氧呼吸：葡萄糖∶CO∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。
2
(3)消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO 摩尔数之比为1∶3。
2
(4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O 摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO 摩尔数之和的比
2 2
为3∶4。1．(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CO 的产生不能判断是否有酒精生成
2
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
[答案]B．[解析]A、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，说明细胞质基质内H+转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，逆浓度
梯度，液泡中H+浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；B 、玉米根部短时间水淹，
根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO ，检测到水淹的玉米根有CO 的产生不能判断是
2 2
否有酒精生成，B正确；C、转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；D、丙酮酸产酒精途
径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。故选B。
知识链接：无氧呼吸全过程：(1)第一阶段：在细胞质基质中，一分子葡萄糖形成两分子丙酮酸、少量的
[H]和少量能量，这一阶段不需要氧的参与。(2)第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸分解为二氧化碳和酒
精或乳酸。
2．(2023·全国·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CO 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( )
2
A．在时间a之前，植物根细胞无CO 释放，只进行无氧呼吸产生乳酸
2
B．a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO 的过程
2C．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
[答案]C．[解析]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CO 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
2
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CO 的过程，是植物通过呼吸途径改变来适应缺氧环境
2
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。故选C。
知识链接：无氧呼吸指葡萄糖在不同酶的作用下转化成乳酸或酒精和二氧化碳，释放少量能量。整个过程
都发生在细胞质基质。有氧呼吸的第一、二、三阶段的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，合成少量ATP；第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳
和[H]，合成少量ATP；第三阶段是氧气和[H]反应生成水，合成大量ATP。
3．(2023·浙江·高考真题)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CO 生成量作为因变量的检测指标
2
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
[答案]C．[解析]A、酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量，A错误；B、氧气的有无是自变量，B错误；
C、有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO 且比值为1:1，因此可选用酒精和CO 生成量作为因
2 2
变量的检测指标，C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错误。故选C。
知识链接：探究酵母菌的细胞呼吸方式的实验中，酵母菌用量和葡萄糖溶液是无关变量；氧气的有无是自
变量；需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多。
4．(2023·广东·高考真题)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作为反应物的是( )
A．还原型辅酶Ⅰ B．丙酮酸
C．氧化型辅酶Ⅰ D．二氧化碳
[答案]A．[解析]游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都产生了
[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。
故选A。
知识链接：有氧呼吸过程分三个阶段，第一阶段是葡萄糖分解成2分子丙酮酸和少量的[H]，同时释放了少
量的能量，发生的场所是细胞质基质；第二阶段丙酮酸和水反应产生二氧化碳[H]，同时释放少量的能量，
发生的场所是线粒体基质；第三阶段是前两个阶段产生的[H]与氧气结合形成水，释放大量的能量，发生的
场所是线粒体内膜。
5．(2022·河北·高考真题)关于呼吸作用的叙述，正确的是( )
A．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
B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色
[答案]B．[解析]A、能使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的成分是二氧化碳，酵母菌无氧呼吸可
产生二氧化碳，A错误；B、种子萌发时种子中的有机物经有氧呼吸氧化分解，可为新器官的发育提供原
料和能量，B正确；C、有机物彻底分解、产生大量ATP的过程是有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，
C错误；D、酸性的重铬酸钾可用于检测酒精，两者反应呈灰绿色，而通气培养时酵母菌进行有氧呼吸，
不产生酒精，故酵母菌液过滤后的滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后不会变为灰绿色，D错误。故选B。
知识链接：酵母菌无氧呼吸生成酒精和二氧化碳，有氧呼吸生成二氧化碳和水。
6．(2022·北京·高考真题)在北京冬奥会的感召下，一队初学者进行了3个月高山滑雪集训，成绩显著提高，
而体重和滑雪时单位时间的摄氧量均无明显变化。检测集训前后受训者完成滑雪动作后血浆中乳酸浓度，
结果如下图。与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内( )
A．消耗的ATP不变B．无氧呼吸增强
C．所消耗的ATP中来自有氧呼吸的增多
D．骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP增多
[答案]B．[解析]A、滑雪过程中，受训者耗能增多，故消耗的ATP增多，A错误；B、人体无氧呼吸
的产物是乳酸，分体题图可知，与集训前相比，集训后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前
相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，B正确；C、分体题图可知，与集训前相比，集训
后受训者血浆中乳酸浓度增加，由此可知，与集训前相比，滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，
故所消耗的ATP中来自无氧呼吸的增多，C错误；D、消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧
呼吸，而滑雪过程中受训者在单位时间内无氧呼吸增强，故骨骼肌中每克葡萄糖产生的ATP减少，D错误。
故选B。
知识链接：人体无氧呼吸的产物是乳酸。消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP多于无氧呼吸。
