第4.2讲 细胞呼吸-【拾遗补缺】备战2024年高考生物一轮复习知识清单速记与精练（江苏专用）

第4.2 讲 细胞呼吸 细胞呼吸的方式 1．糖酵解 在细胞质基质中，1分子葡萄糖分解产生2分子丙丙酮酸、少量NADP和少量ATP的过程称为糖酵解。糖酵解（下图）过程产能率不高，却是所有细胞葡萄糖氧化分解的必经途径。 2．丙酮酸的去路 丙酮酸的去路示意图 3．氧化磷酸化 氧化磷酸化是有氧呼吸的最后一个环节，也是产生ATP最多的阶段。在该过程中，电子载体NADH、FADH2把它们的电子转移到一条由电子受体及供体构成的电子传递链中。NADH作为电子供体，释放出电子进入传递链，其本身被氧化为NAD+。当高能电子沿这条嵌在线粒体内膜中的长链传送时，能量被逐级卸载，成为低能电子，并最终被O2接受，生成H2O。同时，电子在此过程中释放的能量将H+从基质泵到膜间隙，形成浓度梯度，用于驱动ADP磷酸化生成ATP。ATP合成过程中的磷酸化，以电子传递为基础，两者偶联发生。因此，线粒体中ATP的形成过程也称为氧化磷酸化（如图）。 4．有氧呼吸的三个阶段 (1)第一阶段称为糖酵解。任何细胞中，糖酵解过程都是葡萄糖氧化分解的必经途径。 (2)第二阶段中丙酮酸先生成一个二碳化合物，该化合物会加入一个多种有机酸参与的循环途径，在这个途径中逐步脱氢。这一阶段也称三羧酸循环阶段，不需要 O2直接参与。 (3)第三阶段：糖酵解和丙酮酸氧化过程中生成的[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和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(见下图)。这一阶段涉及电子传递和氧化磷酸化，需要O2的参与，是有氧呼吸过程中产生ATP的主要阶段。 5．有氧呼吸不仅是细胞的能量之源，还是细胞代谢的枢纽。除丙酮酸外，脂肪酸和部分氨基酸也能加入三羧酸循环。糖酵解和三羧酸循环也为氨基酸、脂质、核苷酸等许多重要生物分子的合成提供前体。如每个脂肪酸可通过重复循环从末端每次减少2个碳原子，直至完全被分解，该过程会产生较多乙酰辅酶A、NADH及FADH2。这也解释了脂肪中储存如此丰富的化学能的原因。 6．无氧呼吸过程示意图 7．人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。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，这些物质可以进一步形成葡萄糖。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。 1．（2023·江苏扬州·扬州中学校考三模）人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生下图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图分析，以下说法错误的是（    ）   A．过程②，发生在细胞质基质，释放少量的能量，产生少量的ATP B．呼吸链受损会导致有氧呼吸异常，代谢物X是乳酸 C．过程④将代谢物X消耗，避免代谢产物的积累 D．过程⑤中酶B为过氧化氢酶，催化H2O2分解，避免H2O2对细胞的毒害 2．（2023·江苏南通·统考模拟预测）细胞呼吸是细胞的重要生理活动，对细胞内其他的生命活动的进行有着直接的影响。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（　　） A．细胞呼吸过程中产生的中间产物，可以用于合成细胞内其他重要物质 B．无论是否自养，细胞内完成生命活动所需的能量，主要来自有氧呼吸 C．真核细胞中，细胞呼吸的过程主要在线粒体中进行的，都有氧气参与 D．没有氧气参与的细胞呼吸本质上不属于氧化反应，但属于分解反应 3．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）缺氧时，金鱼的非乙醇代谢组织如大脑、肝脏等细胞中进行正常的乳酸发酵，丙酮酸转变成乳酸，乳酸通过血液循环被运输到乙醇代谢组织（如骨骼肌细胞）中，在酶催化下重新氧化成丙酮酸，丙酮酸进入线粒体形成乙醇，乙醇可通过鱼鳃自由扩散到周围的水体中，过程如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．金鱼骨骼肌细胞和肝脏细胞都能表达乙醇脱氢酶 B．过程①②都发生在细胞质基质中，②过程不能产生ATP C．图中乳酸脱氢酶催化作用的本质为降低②③化学反应所需的活化能 D．金鱼将乳酸转变成乙醇的机制可以避免由于乳酸在体内积累而导致的中毒 4．（2023·江苏·模拟预测）血液中乳酸浓度随运动强度的增加而增加，当运动强度达到某一负荷时，血液中乳酸浓度急剧增加的拐点表示机体从有氧运动向无氧运动转变。为探究斑马鱼的有氧运动能力，进行了相关实验，实验结果如图。由实验结果不能得出的结论是（    ） A．随运动速度增加无氧呼吸逐渐