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第二单元 细胞的能量供应和利用
第10讲 细胞呼吸的方式和过程
复习目标 1.通过“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验，掌握对生物学问题进行初 步探究的能力； 2.运用物质与能量观分析细胞呼吸过程中的物质和能量转化，根据物 质变化判断细胞呼吸的类型。
考点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
A基础知识重点疑难
1. 探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)实验原理
(2)实验设计思路——对比实验
笔记：实验各组都是实验组，也称相互对照实验
(3)实验步骤
①配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)
将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入酵母菌，否则，高温会杀死酵母菌。
②检测CO2的产生，装置如图所示。
甲
乙
CO2
注：由于葡萄糖也可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。
让酵母菌消耗尽瓶中的O2
重铬酸钾
(4)实验现象
条件 澄清石灰水的变化 溴麝香草酚蓝溶液的变化 酸性重铬酸钾溶液的变化
甲组
(有氧) 变浑浊 快 变成黄色的时间短 无变化
乙组
(无氧) 变浑浊慢 变成黄色的时间 长 出现灰绿色
(5)实验结论
快
无变化
长
有氧和无氧
酒精和CO2
2. “液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
笔记：2022重庆卷T12：以组合型选择题形式考查细胞呼吸方式探究实验
判断细胞呼吸：(1)温度变化——释放能量(需要保温)；(2)气压变化——消耗或释放气 体(气密性)；(3)澄清石灰水变浑浊→产生CO2
(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)。
装置一
装置二
笔记：液滴的移动情况取决于装置内气压的变化，若装置内气压变小，则液滴左移， 反之，液滴右移。若装置内气压不变，则液滴不移动
注：装置一着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量；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。
(2)结果与结论
实验现象 结论
装置一液滴 装置二液滴
不动① 不动② 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
不动 右移③ 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移④ 右移③ 既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸
左移④ 不动 只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸 的无氧呼吸
左移④ 左移⑤ 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂肪
笔记：①说明不消耗O2 ②说明可能消耗的O2等于产生的CO2或不消耗O2也不产生 CO2 ③说明产生的CO2＞消耗的O2 ④说明消耗O2 ⑤说明消耗的O2＞产生的CO2
(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。
装置三
提醒 (1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌、所测种子进行消 毒处理。
(2)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否 则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
笔记：防止微生物呼吸作用的干扰
B拆解真题情境推理
[判断正误]
×
×
×
×
√
√
√
[情境推理]
1. 下面是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。
(1)本实验的自变量是什么？石蜡(油)的作用是什么？由空气泵进入乙的空气有什么要 求？ 。
提示：(1)自变量是氧气的有无。石蜡(油)的作用是 将液体与空气隔绝。由空气泵进入乙的空气应除去CO2
(2)实验的因变量是什么？检测的结果是什么？ 。
提示：(2)实验的因变量是乙、丙中产生CO2的多 少。检测的结果是甲中石灰水[Ca(OH)2溶液]变浑浊 快，丁中石灰水变浑浊慢
(3)实验的无关变量有哪些？ 。
提示：(3)酵母菌活性和葡萄糖溶液浓度、温度等
2. (2024·北京卷节选)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO2。 有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生 大量 。
提示：酒精(C2H5OH) 能量
C升华思维实战演练
细胞呼吸方式的实验探究
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
C
解析：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，A、B选项错误。酵母菌有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒 精和CO2，且二者比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指 标，C选项正确。消耗等量的葡萄糖，酵母菌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选项错误。
自变量
无关变量
无关
错误
A. 马铃薯块茎有氧呼吸的产物有H2O、CO2和酒精
B. 甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的CO2量
C. 乙组液滴的移动情况一定是右移或不移动
D. 若甲组液滴左移，乙组液滴不移动，不能确定马铃薯块茎的呼吸 方式
D
解析：马铃薯块茎有氧呼吸的产物是H2O、CO2，A错误；甲组为A处放一定质量的马 铃薯块茎、B处放一定量NaOH溶液，产生的CO2被NaOH溶液吸收，因此液滴移动的 距离代表有氧呼吸消耗氧气的量，故甲组液滴的移动情况不能反映马铃薯块茎呼吸产 生的CO2量，B错误；马铃薯块茎有氧呼吸产生的二氧化碳量与消耗的氧气量相等，乙 组液滴不会移动；马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，既不消耗氧气又不产生二氧化碳， 乙组液滴不移动，因此无论马铃薯块茎进行哪种呼吸，乙组液滴都不移动，C错误； 若甲组液滴左移，说马铃薯块茎进行了有氧呼吸，乙组液滴不移动，据此只能确定马 铃薯进行了有氧呼吸，但不能确定其是否同时进行无氧呼吸，因此不能确定马铃薯块 茎的呼吸方式，D正确。
无
错误
考点2 细胞呼吸的方式及过程
A基础知识重点疑难
1. 有氧呼吸
概念 有氧呼吸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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程
过程(以 真核
细胞为 例) 场所： 细胞质基质
物质变化：C6H12O6 2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]
产能情况：少量能量 第一阶段
场所： 线粒体基质
物质变化：2C3H4O3＋6H2O 6CO2＋20[H]
产能情况：少量能量 第二阶段
场所： 线粒体内膜
物质变化：24[H]＋6O2 12H2O
产能情况：大量能量 第三阶段
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
总反应 式 有氧呼吸的总反应式及各种元素的来源和去路
能量转 换 葡萄糖等有机物中的化学能转化为 ATP中的化学能和热能
笔记：葡萄糖不能进入线粒体，进入线粒体的是丙酮酸
ATP中的化学能和热能
2. 无氧呼吸
(1)概念：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。
笔记：2023全国乙卷T3：借助一种细胞，考查两种无氧呼吸方式
2023山东卷T4：综合考查两种无氧呼吸方式
(2)场所：细胞质基质。
(3)过程
第一阶段 葡萄糖 丙酮酸、[H]和 少量能量
第 二 阶 段 产生
酒精 丙酮酸 乙醇(酒精) ＋ CO2 大多数植物、酵母菌等
产生
乳酸 高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米 胚、乳酸菌等
反应式 C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)＋少量能量
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量
笔记：水稻等植物长期水淹后烂根的原因主要是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作 用。玉米种子烂胚的主要原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用
少量能量
乙醇(酒精)
CO2
乳酸
提醒 (1)无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
(2)人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸， 无CO2。
(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于 控制酶合成的基因不同。
(4)无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放 的能量主要以热能的形式散失了。
3. 有氧呼吸中的电子传递链
糖酵解(有氧呼吸第一阶段)和丙酮酸氧化分解过程(有氧呼吸第二阶段，也称三羧酸循 环阶段)中生成的[H]是在线粒体内膜上继续氧化的。[H]在酶的催化下释放电子和H ＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2、H＋结 合，生成了H2O，而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体 基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。最终，H＋沿着线粒 体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。
4. 有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
有氧 呼吸 过程 中 [H]
去路：有氧呼吸第三阶段：[H]＋O2→H2O
ATP 来源：有氧呼吸第一、二、三阶段均产生ATP
去路：几乎用于各项生命活动
无氧呼吸
过程中 无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一阶段产生的，场所是细胞质 基质。其中[H]在第二阶段被全部消耗
笔记：生成ATP最多的是发生在线粒体内膜上的第三阶段
5. 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为 1∶3。
B拆解真题情境推理
[判断正误]
×
×
√
×
×
×
×
×
×
×
√
×
[情境推理]
1. (2024·浙江1月选考节选)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地 下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。发生渍害时， 油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下 部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵，这一过程发生的场所是 ，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体(NAD＋)再生，从而使 得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越 (填“耐渍害”或“不耐渍害”)。
提示：三 细胞质基质 葡萄糖分解(糖酵解) 耐渍害
2. (2024·贵州卷节选)农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作 用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化 如图所示。
正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其 代谢特点有 ；参与有氧呼吸的酶是 (填“甲”或“乙”)。
提示：有氧条件下，将葡萄糖彻底氧化分解产生能量 乙
A. 根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B. 根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C. 浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D. 根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
B
解析：大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程 需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分 吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错 误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸 的进行，C正确；根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精 或乳酸等有害物质，D正确。
被动运
输
不
错误
A. H＋顺浓度梯度沿ATP合成酶进入线粒体基质
B. 该过程为有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜
C. 该过程为细胞的吸能反应，与ATP的合成有关
D. 乳酸菌细胞可能存在如图所示的电子传递链
AB
解析：H＋通过ATP合成酶复合体进入线粒体基质，是顺浓度梯度，属于协助扩散，A 正确；图示过程发生在线粒体内膜上，包括水的生成、ATP的生成等过程，属于有氧 呼吸第三阶段，B正确；图示过程属于有氧呼吸第三阶段，为细胞的放能反应，该过 程合成大量的ATP，C错误；乳酸菌为原核生物，细胞中不含线粒体，不存在如图所 示的电子传递链，D错误。
放能
错
误
A. 碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B. 线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C. 有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快
D. 无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP
解析：有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正 确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱， B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能 量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所 以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。
D
A. 人体呼吸作用底物不同时，底物氢元素比例越低RQ值越小
B. 人体以葡萄糖为呼吸作用底物时，RQ值不会发生改变
C. 氧气充足时，酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用底物不同
D. 底物相同时，酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用方式不同
A
解析：底物氢元素比例越低，氧化分解时消耗的氧气越少，RQ值越高，A错误；人体 以葡萄糖为呼吸作用底物时，有氧呼吸过程中氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量， 进行无氧呼吸时，不消耗氧气，产生乳酸，不产生二氧化碳，因此RQ值在有氧、无氧 环境下一致，不会改变，B正确；氧气充足时，酵母菌只进行有氧呼吸，相同条件 下，底物相同RQ值应当相同，若RQ值不同，则说明呼吸作用底物不同，C正确；底 物相同时，若呼吸方式相同，酵母菌RQ值应当相同，酵母菌RQ值不同说明其呼吸作 用方式不同，D正确。
氢
氧
低
错误
解题方法
细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例)
依据一 反应物和产物 消耗O2 :一定存在有氧呼吸
产生H,O:一定存在有氧呼吸 有酒精或乳酸:一定存在无氧呼吸
无CO产生:一定为产生乳酸的无氧呼吸
依据二 物质量的关系 CO,=O2 :只进行有氧呼吸,或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸
CO,>O :两类呼吸方式并存,差值为无氧呼吸量
CO2依据三 场所 只在细胞质基质中:无氧呼吸
有线粒体参与:有氧呼吸或两类呼吸方式并存第10讲 细胞呼吸的方式和过程
复习目标 1.通过“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验，掌握对生物学问题进行初步探究的能力； 2.运用物质与能量观分析细胞呼吸过程中的物质和能量转化，根据物质变化判断细胞呼吸的类型。
@考点1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
A基础知识重点疑难
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)实验原理
(2)实验设计思路——对比实验
笔记：实验各组都是实验组，也称相互对照实验
(3)实验步骤
①配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)
将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温，才可加入酵母菌，否则，高温会杀死酵母菌。
②检测CO2的产生，装置如图所示。
甲
乙
a.甲装置中，质量分数为10％的NaOH溶液的作用是去除空气中的 CO2 ，保证检测出的CO2都是酵母菌呼吸的产物。
b.乙装置中，B瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是 让酵母菌消耗尽瓶中的O2 ，保证CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
③检测酒精的产生：自A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支干净的试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g 重铬酸钾 的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
注：由于葡萄糖也可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)实验现象
条件 澄清石灰水的变化 溴麝香草酚蓝溶液的变化 酸性重铬酸钾溶液的变化
甲组 (有氧) 变浑浊 快 变成黄色的时间短 无变化
乙组 (无氧) 变浑浊慢 变成黄色的时间 长 出现灰绿色
(5)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在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生 酒精和CO2 。
2.“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式
笔记：2022重庆卷T12：以组合型选择题形式考查细胞呼吸方式探究实验
判断细胞呼吸：(1)温度变化——释放能量(需要保温)；(2)气压变化——消耗或释放气体(气密性)；(3)澄清石灰水变浑浊→产生CO2
(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)。
装置一
装置二
笔记：液滴的移动情况取决于装置内气压的变化，若装置内气压变小，则液滴左移，反之，液滴右移。若装置内气压不变，则液滴不移动
注：装置一着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量；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。
(2)结果与结论
实验现象 结论
装置一液滴 装置二液滴
不动① 不动② 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
不动 右移③ 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移④ 右移③ 既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸
左移④ 不动 只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸
左移④ 左移⑤ 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂肪
笔记：①说明不消耗O2 ②说明可能消耗的O2等于产生的CO2或不消耗O2也不产生CO2 ③说明产生的CO2＞消耗的O2 ④说明消耗O2 ⑤说明消耗的O2＞产生的CO2
(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。
装置三
提醒 (1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理。
(2)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
笔记：防止微生物呼吸作用的干扰
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2023·浙江1月选考改编)在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酵母菌可利用的氧气量是该实验的无关变量。(×)
2.(2022·江苏卷)用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可以判断酵母菌的呼吸方式。(×)
3.(2022·湖南卷)“杏花村酒”的酿制，酵母菌只进行无氧呼吸。(×)
4.(2021·全国甲卷)酵母菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生。(×)
5.(2021·山东卷)无氧条件下酵母菌能存活但不能大量繁殖。(√)
6.(2021·全国甲卷)酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2。(√)
7.(2023·河北卷)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。(√)
[情境推理]
1.下面是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。
(1)本实验的自变量是什么？石蜡(油)的作用是什么？由空气泵进入乙的空气有什么要求？ 。
(2)实验的因变量是什么？检测的结果是什么？ 。
(3)实验的无关变量有哪些？ 。
提示：(1)自变量是氧气的有无。石蜡(油)的作用是将液体与空气隔绝。由空气泵进入乙的空气应除去CO2
(2)实验的因变量是乙、丙中产生CO2的多少。检测的结果是甲中石灰水[Ca(OH)2溶液]变浑浊快，丁中石灰水变浑浊慢
(3)酵母菌活性和葡萄糖溶液浓度、温度等
2.(2024·北京卷节选)酵母菌是兼性厌氧微生物，在密闭发酵罐中会产生 和CO2。有氧培养时，酵母菌增殖速度明显快于无氧培养，原因是酵母菌进行有氧呼吸，产生大量 。
提示：酒精(C2H5OH) 能量
C升华思维实战演练
细胞呼吸方式的实验探究
1.(2023·浙江1月选考)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( C )
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：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，A、B选项错误。酵母菌有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精和CO2，且二者比值为1∶1，因此可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标，C选项正确。消耗等量的葡萄糖，酵母菌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选项错误。
溯源教材 找答案：人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作 自变量 。实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作 无关变量 。酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是 无关 变量，由以上可以推断A 错误 。
2.(2025·陕西咸阳质检)某同学为探究细胞呼吸的方式，取如图装置两组，甲组为A处放一定质量的马铃薯块茎、B处放一定量NaOH溶液，乙组为A处放等量的马铃薯块茎、B处放等量蒸馏水。在相同且适宜的条件下放置一段时间后，观察液滴移动情况(不考虑气体水溶性、温度等因素对液滴移动的影响，设底物为葡萄糖)，下列叙述正确的是( D )
A.马铃薯块茎有氧呼吸的产物有H2O、CO2和酒精
B.甲组液滴的移动情况可反映马铃薯块茎呼吸产生的CO2量
C.乙组液滴的移动情况一定是右移或不移动
D.若甲组液滴左移，乙组液滴不移动，不能确定马铃薯块茎的呼吸方式
解析：马铃薯块茎有氧呼吸的产物是H2O、CO2，A错误；甲组为A处放一定质量的马铃薯块茎、B处放一定量NaOH溶液，产生的CO2被NaOH溶液吸收，因此液滴移动的距离代表有氧呼吸消耗氧气的量，故甲组液滴的移动情况不能反映马铃薯块茎呼吸产生的CO2量，B错误；马铃薯块茎有氧呼吸产生的二氧化碳量与消耗的氧气量相等，乙组液滴不会移动；马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，既不消耗氧气又不产生二氧化碳，乙组液滴不移动，因此无论马铃薯块茎进行哪种呼吸，乙组液滴都不移动，C错误；若甲组液滴左移，说马铃薯块茎进行了有氧呼吸，乙组液滴不移动，据此只能确定马铃薯进行了有氧呼吸，但不能确定其是否同时进行无氧呼吸，因此不能确定马铃薯块茎的呼吸方式，D正确。
剖析题眼 找答案：酒精为 无 氧呼吸的产物，由以上可以推断A 错误 。
@考点2 细胞呼吸的方式及过程
A基础知识重点疑难
1.有氧呼吸
概念 有氧呼吸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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程
过程(以真核 细胞为例) 场所： 细胞质基质 物质变化：C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H] 产能情况：少量能量 第一阶段
场所： 线粒体基质 物质变化：2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H] 产能情况：少量能量 第二阶段
场所： 线粒体内膜 物质变化：24[H]＋6O212H2O 产能情况：大量能量 第三阶段
总反应式 有氧呼吸的总反应式及各种元素的来源和去路
能量转换 葡萄糖等有机物中的化学能转化为 ATP中的化学能和热能
笔记：葡萄糖不能进入线粒体，进入线粒体的是丙酮酸
2.无氧呼吸
(1)概念：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。
笔记：2023全国乙卷T3：借助一种细胞，考查两种无氧呼吸方式
2023山东卷T4：综合考查两种无氧呼吸方式
(2)场所：细胞质基质。
(3)过程
第一阶段 葡萄糖丙酮酸、[H]和 少量能量
第二阶段 产生 酒精 丙酮酸 乙醇(酒精) ＋ CO2 大多数植物、酵母菌等
产生 乳酸 丙酮酸 乳酸 高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等
反应式 C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量 C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量
笔记：水稻等植物长期水淹后烂根的原因主要是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的主要原因是无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用
提醒 (1)无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
(2)人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
(3)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(4)无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。
3.有氧呼吸中的电子传递链
糖酵解(有氧呼吸第一阶段)和丙酮酸氧化分解过程(有氧呼吸第二阶段，也称三羧酸循环阶段)中生成的[H]是在线粒体内膜上继续氧化的。[H]在酶的催化下释放电子和H＋，电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递，最终与O2、H＋结合，生成了H2O，而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H＋泵入内膜和外膜的间隙，构建了跨膜的H＋浓度梯度。最终，H＋沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动ATP的合成。
4.有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP的来源和去路
有氧呼吸过程中 [H] 来 源
去路：有氧呼吸第三阶段：[H]＋O2→H2O
ATP 来源：有氧呼吸第一、二、三阶段均产生ATP
去路：几乎用于各项生命活动
无氧呼吸 过程中 无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第一阶段产生的，场所是细胞质基质。其中[H]在第二阶段被全部消耗
笔记：生成ATP最多的是发生在线粒体内膜上的第三阶段
5.有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。
(3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。
B拆解真题情境推理
[判断正误]
1.(2023·全国乙卷)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。(×)
2.(2023·湖北卷)癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸。(×)
3.(2023·浙江6月选考)有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合。(√)
4.(2024·安徽卷)[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上。(×)
5.(2022·河北卷)有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中。(×)
6.(2022·浙江6月选考)制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2。(×)
7.(2024·江西卷)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。(×)
8.(2022·全国甲卷)线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与。(×)
9.(2021·辽宁卷)线粒体膜上存在运输葡萄糖的蛋白质。(×)
10.(2023·湖南卷)线粒体内膜上含有丰富的酶，是有氧呼吸生成CO2的场所。(×)
11.(2023·山东卷)检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成。(√)
12.(2023·浙江1月选考)不同方式的细胞呼吸消耗等量的葡萄糖所释放的能量相等。(×)
[情境推理]
1.(2024·浙江1月选考节选)长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。发生渍害时，油菜地上部分以有氧(需氧)呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第 阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵，这一过程发生的场所是 ，
此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体(NAD＋)再生，从而使 得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越 (填“耐渍害”或“不耐渍害”)。
提示：三 细胞质基质 葡萄糖分解(糖酵解) 耐渍害
2.(2024·贵州卷节选)农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相关，水淹过程中其活性变化如图所示。
正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能量的角度分析，其代谢特点有 ；参与有氧呼吸的酶是 (填“甲”或“乙”)。
提示：有氧条件下，将葡萄糖彻底氧化分解产生能量 乙
C升华思维实战演练
细胞呼吸的过程
1.(2024·甘肃卷)梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是( B )
A.根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B.根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C.浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D.根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
解析：大多数营养元素的吸收是与植物根系代谢活动密切相关的过程，这些过程需要根系细胞呼吸产生的能量，浇水过多会使根系呼吸产生的能量减少，使养分吸收所需的能量不足，A正确；根系吸收水分是被动运输，不消耗能量，B错误；浇水过多使土壤含氧量减少，抑制了根细胞的有氧呼吸，但促进了无氧呼吸的进行，C正确；根细胞无氧呼吸整个过程都发生在细胞质基质中，会产生酒精或乳酸等有害物质，D正确。
转换视角 找答案：水分进出细胞的方式为自由扩散和协助扩散，均属于 被动运输 ， 不 消耗能量，由以上可以推断B 错误 。
2.(多选)(2025·河北保定二模)线粒体内膜上存在电子传递链，当H＋转运至线粒体内、外膜之间的膜间隙中，形成H＋梯度。H＋的运输驱动ATP的合成，有关过程如图所示。下列分析合理的是( AB )
A.H＋顺浓度梯度沿ATP合成酶进入线粒体基质
B.该过程为有氧呼吸的第三阶段，发生在线粒体内膜
C.该过程为细胞的吸能反应，与ATP的合成有关
D.乳酸菌细胞可能存在如图所示的电子传递链
解析：H＋通过ATP合成酶复合体进入线粒体基质，是顺浓度梯度，属于协助扩散，A正确；图示过程发生在线粒体内膜上，包括水的生成、ATP的生成等过程，属于有氧呼吸第三阶段，B正确；图示过程属于有氧呼吸第三阶段，为细胞的放能反应，该过程合成大量的ATP，C错误；乳酸菌为原核生物，细胞中不含线粒体，不存在如图所示的电子传递链，D错误。
溯源教材 找答案：ATP的合成与许多 放能 反应相联系，由以上可以推断C 错误 。
3.(2024·广东卷)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是( D )
A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B.线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C.有氧条件下，WT比△sqr的生长速度快
D.无氧条件下，WT比△sqr产生更多的ATP
解析：有氧呼吸的主要场所在线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱，B正确；与△sqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比△sqr快，C正确；无氧呼吸的场所在细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与△sqr相同，D错误。
细胞呼吸类型的判断
4.(2025·安徽马鞍山三模)呼吸商(RQ)是指生物体在同一时间内，有机物(底物)氧化分解时释放的二氧化碳量和吸收氧气量的比值。下列说法错误的是( A )
A.人体呼吸作用底物不同时，底物氢元素比例越低RQ值越小
B.人体以葡萄糖为呼吸作用底物时，RQ值不会发生改变
C.氧气充足时，酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用底物不同
D.底物相同时，酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用方式不同
解析：底物氢元素比例越低，氧化分解时消耗的氧气越少，RQ值越高，A错误；人体以葡萄糖为呼吸作用底物时，有氧呼吸过程中氧气的消耗量等于二氧化碳的释放量，进行无氧呼吸时，不消耗氧气，产生乳酸，不产生二氧化碳，因此RQ值在有氧、无氧环境下一致，不会改变，B正确；氧气充足时，酵母菌只进行有氧呼吸，相同条件下，底物相同RQ值应当相同，若RQ值不同，则说明呼吸作用底物不同，C正确；底物相同时，若呼吸方式相同，酵母菌RQ值应当相同，酵母菌RQ值不同说明其呼吸作用方式不同，D正确。
寻求反例 找答案：脂肪与糖类相比，含有的 氢 多 氧 少，但相同质量的脂肪和糖类氧化分解时，脂肪的RQ值 低 ，由以上可以推断A 错误 。
解题方法
细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例)
依据一 反应物和产物 消耗O2 :一定存在有氧呼吸产生H,O:一定存在有氧呼吸有酒精或乳酸:一定存在无氧呼吸 无CO产生:一定为产生乳酸的无氧呼吸
依据二 物质量的关系 CO,=O2 :只进行有氧呼吸,或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸 CO,>O :两类呼吸方式并存,差值为无氧呼吸量 CO2依据三 场所 只在细胞质基质中:无氧呼吸 有线粒体参与:有氧呼吸或两类呼吸方式 并存
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