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专题04 细胞呼吸
考点一 细胞呼吸的方式和过程
【题型1】探究酵母菌呼吸的方式
【题型2】如何判断有氧呼吸和无氧呼吸
考点二 细胞呼吸的影响因素及其应用
【题型1】细胞呼吸的影响因素
【题型2】细胞呼吸的应用
考点一 细胞呼吸的方式和过程
01 探究酵母菌呼吸的方式
【例1】某兴趣小组利用富含葡萄糖的培养液培养酵母菌，并利用以下两套装置探究酵母菌的呼吸方式。
下列叙述正确的是（ ）
A．培养开始时向甲瓶中加入酸性重铬酸钾以便检测乙醇的生成情况
B．仅根据装置一乙瓶溴麝香草酚蓝溶液是否变为黄色无法判断酵母菌的呼吸方式
C．装置二有色液滴不再移动，说明培养液中的酵母菌已经死亡
D．若装置二有色液滴左移，说明酵母菌同时进行无氧呼吸和有氧呼吸
【答案】B
【分析】酿酒使用的菌种主要是酵母菌，酵母菌属于兼性厌氧菌，有氧呼吸时，消耗氧气产生等量二氧化
碳，菌体大量繁殖。无氧呼吸时，不消耗氧气，产生二氧化碳和酒精。
【详解】A、由于葡萄糖也可与酸性重铬酸钾发生颜色反应，故应在充分反应后(葡萄糖消耗完)，取适量酵
母菌培养液的滤液，加入酸性重铬酸钾以便检测乙醇生成，A 错误；
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B、酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生CO2，均会使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，所以仅根据装
置一乙瓶溴麝香草酚蓝溶液是否变为黄色无法判断酵母菌的呼吸方式，B 正确；
C、葡萄糖的分解发生在细胞质基质，液滴不再移动可能是酵母菌已经死亡或者培养液中葡萄糖消耗完全，
C 错误；
D、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，D 错误。
故选B。
【变式1-1】某同学将酵母菌培养在含葡萄糖的培养液中进行实验，下列相关叙述错误的是（ ）
A．可以向培养液中通入空气，用于研究需氧呼吸的产物
B．可以在培养液的液面上加石蜡油，用于研究厌氧呼吸
C．酵母菌的细胞质基质中会出现葡萄糖和丙酮酸
D．隔绝空气，酵母菌的线粒体中不会积累[H]
【答案】A
【分析】酵母菌既能进行需氧呼吸，又能进行厌氧呼吸。需氧呼吸分为三个阶段，第一阶段在细胞质进行，
第二、三阶段在线粒体进行，厌氧呼吸两个阶段均在细胞质基质进行。
【详解】A、需氧呼吸的产物是H2O 和CO2，厌氧呼吸的产物也有CO2，向培养液中通入空气，不能用于
研究需氧呼吸的产物，A 错误；
B、可以在培养液的液面上加石蜡油，隔绝外界氧气，用于研究厌氧呼吸，B 正确；
C、需要呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，酵母菌的细胞质基质中会出现葡萄糖和丙酮酸，C 正确；
D、隔绝空气，酵母菌的线粒体中不会积累[H]，此时[H]用于还原丙酮酸生成酒精，D 正确。
故选A。
【变式1-2】某生物兴趣小组利用下图装置探究酵母菌的细胞呼吸方式（试管内上部空间有充足的氧气），
后续改进该装置探究乳酸菌的呼吸方式。下列关于实验结果的分析，错误的是（ ）
A．酵母菌和乳酸菌的细胞结构不同但无氧呼吸都使溶液的PH 值下降
B．溶液X 若是溴麝香草酚蓝溶液，两个装置中溶液变黄的速度不同
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C．若酵母菌没有耗尽培养液中的葡萄糖，用酸性重铬酸钾检测酒精不受影响
D．若用上述装置探究乳酸菌的呼吸方式，可直接检测两反应试管内PH 值的变化
【答案】C
【分析】探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理是：
（1）酵母菌是兼性厌氧型生物；
（2）酵母菌呼吸产生的CO2可用溴麝香草酚蓝水溶液或澄清石灰水鉴定，因为CO2可使溴麝香草酚蓝水
溶液由蓝变绿再变黄，或使澄清石灰水变浑浊；
（3）酵母菌无氧呼吸产生的酒精可用重铬酸钾鉴定，由橙色变成灰绿色。
【详解】A、酵母菌是真核生物，乳酸菌是原核生物，两者细胞结构不同，酵母菌无氧呼吸会产生二氧化
碳，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，都使溶液的PH 值下降，A 正确；
B、溶液X 若是溴麝香草酚蓝溶液，两个装置中溶液变黄的速度不同，有氧呼吸产生的二氧化碳更多更快，
故变黄速度更快，B 正确；
C、若酵母菌没有耗尽培养液中的葡萄糖，用酸性重铬酸钾检测酒精会受影响，因葡萄糖也能与酸性重铬
酸钾反应发生颜色变化，C 错误；
D、若用上述装置探究乳酸菌的呼吸方式，乳酸菌只能在无氧条件下进行呼吸，故左侧试管（氧气含量
低）产生乳酸要多于右侧试管（氧气含量高），故可直接检测两反应试管内PH 值的变化，D 正确。
故选C。
02 如何判断有氧呼吸和无氧呼吸
【例2】恒温条件下，测得某密闭容器中苹果细胞呼吸强度（用一定时间内CO2的释放量来表示）随氧气
浓度的变化情况如下图，下列有关说法错误的是（ ）
A．在该温度下，苹果只进行无氧呼吸释放的CO2比只进行有氧呼吸多
B．氧气浓度大于15%后，氧气不再是有氧呼吸的限制因素
C．氧气浓度为6%时，苹果细胞只进行有氧呼吸
D．随着氧气浓度的增加，CO2的释放量先减少后增加再保持稳定
【答案】C
【分析】解题关键是对图示内容的解读：一是要看清横坐标与纵坐标（横坐标表示自变量，纵坐标表示因
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变量）；二是要弄清直方图所示的含义：如最大最多，最少最小，增大上升，减小下降等（如图中CO2释
放量与O2浓度变化之间关系）；三是要分析图示中各数量不同的原因，分析横坐标与纵坐标的关系（如图
中O2为0 表示只进行无氧呼吸，O2浓度大于18 之后，CO2释放量不变，说明只进行有氧呼吸且强度达到
最大）。
【详解】A、分析图形可知，单纯无氧呼吸（氧气浓度为0）时释放的CO2为20.0 mg/100g·d，而有氧呼吸
最旺盛时（氧气浓度大于等于18%）释放的CO2为18.0 mg/100g·d，说明在该温度下，苹果只进行无氧呼
吸释放的CO2比只进行有氧呼吸多，A 正确；
B、氧气浓度大于15%后，CO2释放量不再随氧气浓度的变化而变化，故氧气不再是有氧呼吸的限制因素，
B 正确；
C、氧气浓度为6%时，苹果细胞有氧呼吸与无氧呼吸同时进行，C 错误；
D、由图中数据变化可知二氧化碳释放量随着氧气浓度的增加先减少后增加，最后保持稳定，D 正确。
故选C。
【变式2-1】运动强度是体育锻炼和运动训练中的一项重要指标。下图表示某一健康人不同运动强度下，
骨骼肌细胞中供能物质（糖类和脂质）的质量百分比。下列叙述正确的是（ ）
A．低强度运动时，消耗的O2可与[H]结合生成水，并释放少量能量
B．中强度运动时，主要由骨骼肌细胞中的脂肪分解供能
C．高强度运动时，消耗的ATP 全部来自线粒体
D．低强度运动转为高强度运动时，呼出的CO2只来自有氧呼吸
【答案】D
【分析】如图显示在不同强度体育运动时，骨骼肌消耗的糖类和脂类的相对量，当运动强度较低时，主要
利用脂肪酸供能；当中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸；当高强度运动时，主要利
用肌糖原供能。
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【详解】A、由图可知，当运动强度较低时，主要利用脂肪酸供能，消耗的O2可与[H]结合生成水，并释放
大量能量，A 错误；
B、由图可知，中等强度运动时，主要供能物质是肌糖原，其次是脂肪酸，B 错误；
C、人在高强度运动时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，消耗的ATP 来自线粒体和细胞质基质，C 错误；
D、人的无氧呼吸产物为乳酸，有氧呼吸产物为水和二氧化碳，故低强度运动转为高强度运动时，呼出的
CO2只来自有氧呼吸，D 正确。
故选D。
【变式2-2】探究萌发种子的细胞呼吸方式及其产物的装置如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．甲装置无需设置对照，而乙装置和丙装置都需要设置对照
B．甲装置中的保温瓶不能散热，所以温度计读数会一直升高
C．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸
D．若丙装置中澄清石灰水变浑浊，可能是萌发种子产生了CO2
【答案】D
【分析】分析甲图：该图中有温度计，因此该装置可用于探究呼吸作用是否产生热量。分析乙图：该装置
中的NaOH 溶液可吸收呼吸产生的二氧化碳，则有色液滴移动的距离代表呼吸消耗的氧气。分析丙图：澄
清石灰水可检测二氧化碳，因此该装置可用于探究萌发的种子的呼吸作用是否产生CO2。
【详解】A、甲装置需要设置死亡的种子作为对照，A 错误；
B、甲装置萌发种子达到最大反应速率时，温度计的读数不再升高，B 错误；
C、乙装置有色液滴向左移动，种子萌发时可能是有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，C 错误；
D、CO2能使澄清的石灰水变浑浊，若丙装置中澄清石灰水变浑浊，可能是萌发种子产生了CO2，D 正确。
故选D。
考点二 细胞呼吸的影响因素及其应用
01 细胞呼吸的影响因素
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【例1】水分是影响小麦生长的重要因素。随着水淹时间的延长，小麦根细胞会进行无氧呼吸产生酒精，
引起烂根等。下列相关叙述错误的是（ ）
A．正常情况下，小麦进行有氧呼吸时，H2O 中的氧原子会转移到终产物CO2中
B．随着水淹时间的延长，小麦根细胞中的丙酮酸分解成酒精时伴随少量ATP 的生成
C．随着水淹时间的延长，根系吸收无机盐的速率减慢
D．长时间淹水，无氧呼吸产生的酒精含量升高，可能损伤线粒体的结构
【答案】B
【分析】1、大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳；高等动物、人、乳酸菌、玉米胚、
马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸；
2、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。
【详解】A、正常情况下，小麦进行有氧呼吸时，在有氧呼吸的第二阶段，丙酮酸和水反应生成CO2和
[H]，合成少量ATP，H2O 中的氧原子会转移到终产物CO2中，A 正确；
B、无氧呼吸第二阶段丙酮酸分解成酒精时无ATP 的生成，B 错误；
C、小麦根系吸收无机盐一般需要消耗能量，随着水淹时间的延长，根细胞有氧呼吸减弱，提供的能量减
少，根系吸收无机盐的速率减慢，C 正确；
D、长时间淹水，无氧呼吸产生的酒精含量升高，可能对细胞产生毒害，损伤线粒体的结构，D 正确。
故选B。
【变式1-1】呼吸作用强度受多种因素的影响。呼吸商（RQ=CO2释放量/O₂ 吸收量）可作为描述细胞利用
不同底物呼吸过程中O₂ 供应情况的一种指标。图甲、乙表示相关因素对呼吸作用的影响，图丙表示某植物
非绿色器官在不同氧分压下的呼吸商。下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知，冬季升高室内温度可以提高人体温度，从而明显促进人体呼吸作用
B．若图乙D 点开始只进行有氧呼吸，则D 点后呼吸作用CO2释放量和O2吸收量一定相等
C．据图丙分析，c 点以后呼吸作用强度不再随氧分压的增大而变化
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D．综上分析，种子萌发时应在温度适宜、氧气充足的条件下进行
【答案】D
【分析】甲图表示温度影响呼吸速率的曲线，随着温度的上升，呼吸速率先上升后下降，在32℃左右呼吸
速率最大。乙图：A 表示细胞只进行无氧呼吸，C 点表示释放CO2的量最少，总呼吸强度最弱，有机物消
耗最少。丙图：在一定范围内，随着氧分压的升高，细胞呼吸熵逐渐下降，说明细胞无氧呼吸逐渐减弱，
有氧呼吸逐渐加强；当氧分压超过c 以后，细胞呼吸熵等于1，即释放的CO2量与吸收的O2量相等，若底
物为葡萄糖，说明此时及之后细胞只进行有氧呼吸。
【详解】A、由甲图可知，在一定的温度范围内，温度越高，呼吸速率越快。但人是恒温哺乳动物，外界
温度变化，机体可通过自身调节维持体温稳定，A 错误；
B、细胞呼吸一般以葡萄糖为底物，但底物也可能是脂肪等其他物质，消耗脂肪时CO2产生量小于氧气消
耗量，所以若乙图D 点开始只进行有氧呼吸，D 点后CO2释放量和O2吸收量不一定相等，B 错误；
C、RQ=CO2释放量/O2吸收量，当RQ=1 时，CO2释放量等于O2吸收量，若底物为葡萄糖，则RQ=1 时，
说明细胞只进行有氧呼吸，一定范围的氧气浓度下，有氧呼吸强度会随着氧气浓度增加而增加，因此c 点
以后呼吸作用的强度会随氧分压的增大而变化，C 错误；
D、由图可知，适宜的温度、氧气充足的条件下有利于种子萌发，D 正确。
故选D。
【变式1-2】图1 表示某水稻种子萌发的细胞呼吸过程中，O2的吸收量和 CO2的释放量随环境中 O2浓度
的变化而变化的曲线，其中线段XY=YZ；图2 是水稻种子萌发的RQ 值（CO2产生量与 O2 消耗量的比
值）变化。下列有关叙述正确的是（ ）
A．图1 中 O2浓度为a 时，水稻种子有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
B．图1 中 P 点与图2 中b 点时水稻种子有氧呼吸消耗葡萄糖量相等
C．图2 中c 点以后，水稻种子有氧呼吸速率不再继续增加
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D．同一O2浓度下，花生种子的RQ 值大于水稻种子
【答案】A
【分析】细胞呼吸的方式有有氧呼吸和无氧呼吸，题中植物细胞幼根细胞无氧呼吸的产物为酒精和CO2；
图1 中表示随着O2浓度的增加，有氧呼吸不断增强，无氧呼吸不断减弱，直至最后无氧呼吸完全被抑制，
细胞只进行有氧呼吸； 图中a 点时，细胞既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，XZ 表示呼吸作用总的CO2
释放量，YZ 表示有氧呼吸的CO2释放量，XY 表示无氧呼吸CO2的释放量；
【详解】A、图1 中 O2浓度为a 时，XY=YZ；设XY=YZ=m，即有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2都为m，
根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应方程式可计算出有氧呼吸消耗的葡萄糖是m/6，无氧呼吸消耗的葡萄糖是
m/2，即无氧呼吸消耗的有机物是有氧呼吸的3 倍；而1mol 葡萄糖有氧呼吸能产生2870kJ 能量，形成
32molATP，而1mol 葡萄糖无氧呼吸能产生196.65kJ 能量，形成2molATP，可见图1 中 O2浓度为a 时，水
稻种子有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，A 正确；
B、图1 中P 点水稻种子只进行有氧呼吸，图2 中b 点水稻种子还存在无氧呼吸，所以图1 中P 点的有氧呼
吸强度大于图2 中b 点的有氧呼吸强度，B 错误；
C、图2 中c 点对应图1 的P 点，由此可知，O2浓度大于c 点后水稻种子的有氧呼吸仍会在一定范围内增强，
C 错误；
D、水稻种子中富含淀粉，而花生种子富含脂肪，等质量的脂肪比糖类的含氢量高、含氧量低，细胞呼吸
消耗氧气多，故同一0,浓度下花生种子的 RQ 值小于水稻种子，D 错误。
故选A。
02 细胞呼吸的应用
【例2】细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列说法错误的是（ ）
A．中耕松土：促进根细胞有氧呼吸，利于根系吸收无机盐
B．睡前刷牙：抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿
C．保存果蔬：在低温、低氧条件下降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗
D．稻田定期排水：避免水稻根细胞长时间无氧呼吸，产生乳酸导致烂根
【答案】D
【分析】1、细胞呼吸的影响因素有温度、O2的浓度、CO2的浓度和含水量；晒干小麦种子，减少水分以降
低呼吸作用，以延长保存期限；对番茄植株进行摘心，解除顶芽对侧芽的抑制作用，增加产量；夜晚适当
降低温室内的温度，减少有机物的消耗，以提高产量；农村采用密闭的土窑保存水果蔬菜，目的增加CO2
浓度，抑制有氧呼吸；
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2、常考的细胞呼吸原理的应用：
⑴、用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸；
⑵、酿酒时：早期通气--促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖，后期密封发酵罐--促进酵母菌无氧呼吸，利
于产生酒精；
⑶、食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸；
⑷、土壤松土，促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量；
⑸、稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸；
⑹、提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀．
【详解】A、中耕松土：增加土壤中氧气的含量，促进根细胞有氧呼吸，为矿质元素吸收供应能量，利于
根系吸收无机盐，A 正确；
B、睡前刷牙：增加口腔内氧气的含量，可抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿，B 正确；
C、在低温、低氧条件下细胞呼吸有关酶的活性降低，从而降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗，C 正确；
D 水稻根细胞无氧呼吸产生的是酒精和CO2，不产生乳酸，D 错误。
故选D。
【变式2-1】下列关于细胞呼吸原理的应用，正确的是（ ）
A．贮藏蔬菜时应保持低温、低氧、干燥条件，以减少有机物的分解
B．利用牛奶发酵产生酸奶时，应通入足量的空气以使乳酸菌快速繁殖
C．提倡慢跑等有氧运动，可防止剧烈运动产生的酒精对细胞造成损害
D．用“创可贴”包扎伤口，以抑制厌氧菌在伤口处繁殖
【答案】D
【分析】细胞呼吸原理的应用：
（1）种植农作物时，疏松土壤能促进根细胞有氧呼吸，有利于根细胞对矿质离子的主动吸收；
（2）利用酵母菌发酵产生酒精的原理酿酒，利用其发酵产生二氧化碳的原理制作面包、馒头；
（3）利用乳酸菌发酵产生乳酸的原理制作酸奶、泡菜；
（4）稻田中定期排水可防止水稻因缺氧而变黑、腐烂；
（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖，引起破伤风；
（6）提倡慢跑等有氧运动，是不致因剧烈运动导致氧的不足，使肌细胞因无氧呼吸产生乳酸，引起肌肉
酸胀乏力；
（7）粮食要在低温、低氧、干燥的环境中保存；
（8）果蔬、鲜花的保鲜要在低温、低氧、适宜湿度的条件下保存。
【详解】A、贮藏蔬菜时应保持低温、低氧、一定湿度条件，降低细胞呼吸，以减少有机物的分解，A 错
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误；
B、乳酸菌是厌氧菌，因此利用牛奶发酵产生酸奶时，应保持密封状态，B 错误；
C、人体细胞无氧呼吸不产生酒精，只产生乳酸，C 错误；
D、用“创可贴”包扎伤口，保证透气，以抑制厌氧菌在伤口处繁殖，D 正确。
故选D。
【变式2-2】关于生物学原理在农业生产上的应用，下列叙述错误的是（ ）
A．“低温、干燥、无氧”储存种子，更能降低细胞呼吸，减少有机物的消耗
B．“正其行，通其风”，能为植物提供更多的二氧化碳，提高光合作用强度
C．“一次施肥不能太多”，避免土壤溶液浓度过高，引起烧苗现象
D．“中耕松土”，能为根系提供更多氧气，促进细胞呼吸，有利于根吸收无机盐
【答案】A
【分析】农业生产中，很多的生产生活实际都蕴含着生物学原理，生产管理也应该遵循植物生长规律；光
合作用的影响因素有：光照强度、温度、二氧化碳浓度、色素、酶等。
【详解】A、储存种子需要在低温、干燥、低氧的环境中，A 错误；
B、“正其行，通其风”，保证空气流通，能为植物提供更多的CO2，提高光合作用速率，B 正确；
C、一次施肥太多，会导致土壤溶液浓度过高，导致细胞失水，即烧苗现象，C 正确；
D、中耕松土能为根系提供更多O2，促进细胞呼吸，提供大量的能量，有利于根主动吸收无机盐，D 正确。
故选A。
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