第3单元 第3课时 细胞呼吸的方式和过程（Word教参）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

第3课时　细胞呼吸的方式和过程 目标导航 1．通过细胞呼吸过程中物质与能量的变化的分析，形成物质与能量观。(生命观念) 2．对有氧呼吸与无氧呼吸进行归纳比较。(科学思维) 考点一　有氧呼吸 [对应学生用书P70] 1．呼吸作用的实质及类型 2．有氧呼吸 (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氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 (2)有氧呼吸过程 ①有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)：。 提醒：细胞呼吸的反应物不是只有葡萄糖，可以是糖类、脂质、蛋白质等有机物，主要是葡萄糖。有氧呼吸反应式只适用于葡萄糖的氧化分解过程。 ②能量转化：在细胞内，1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2 870 kJ的能量，其中977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余能量则以热能形式散失。 ③同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸过程温和；有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；一部分能量储存在ATP中。 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。(　　×　　) (2)细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶 Ⅰ 的简化表示方法。(　　√　　) (3)小白鼠吸入18O2后，尿中的水可能含18O，呼出的CO2也可能含18O。(　　√　　) (4)丙酮酸在细胞质基质和线粒体基质中分解释放的能量都可用于ATP的合成。(　　×　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)(必修1 P92图5­8)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？ 提示：①线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积；②线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。 (2)有氧呼吸消耗O2的量一定等于产生CO2的量吗？请例证说明。 提示：不一定。如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2的量，其原因是与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。 1．在细胞有氧呼吸过程中，2，4­二硝基苯酚(DNP)仅抑制ATP合成，但不影响细胞内的其他物质反应。对实验大鼠使用DNP，下列叙述正确的是(　　) A．DNP不会影响有氧呼吸的第一阶段 B．DNP主要在线粒体基质中发挥作用 C．DNP会抑制血糖进入大鼠红细胞 D．DNP作用于肌细胞时，线粒体内膜上散失的热能将增加 D　解析：有氧呼吸的第一阶段会有少量ATP的合成，DNP能抑制ATP合成过程，所以DNP会影响有氧呼吸的第一阶段，A错误；DNP仅抑制ATP合成，有氧呼吸过程中第三阶段合成ATP最多，是在线粒体内膜上进行的，因此DNP主要在线粒体内膜上发挥作用，B错误；葡萄糖进入红细胞的方式是协助扩散，不需要ATP，所以DNP对血糖进入红细胞没有影响，C错误；在细胞有氧呼吸过程中，DNP能抑制ATP合成过程，但不影响细胞内的其他物质反应，故不影响糖类氧化分解释放能量的过程，DNP作用于肌细胞时，线粒体内膜上不能将能量转化为化学能储存在ATP中，故散失的热能将增加，D正确。 2．下图表示真核细胞呼吸作用的过程，其中1～3代表有关生理过程，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(　　) A．过程1和2分别发生在线粒体、细胞质基质中 B．过程1和2所参与的酶的种类相同 C．过程2和3都能产生大量ATP D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H] D　解析：题图表示真核细胞的有氧呼吸过程，过程1表示有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行，甲为丙酮酸，过程2表示有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行，产生少量能量，乙为[H]，过程3表示有氧呼吸第三阶段，在线粒体内膜上进行，能产生大量能量，A、C错误，D正确；过程1、2为不同的化学反应，所参与的酶的种类不同，B错误。 考点二　无氧呼吸 [对应学生用书P71] 1．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。 (2)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。 (3)过程 (4)反应式 ①酒精发酵：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 ②乳酸发酵：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。 (5)能量 ①只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。 ②葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 2．细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析 3．有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的比例关系(以葡萄糖为呼吸反应物) (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。 (4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。 1．易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累。(　　×　　) (2)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸不能被再度利用。(　　×　　) (3)乳酸菌的细胞质中能产生[H]、ATP和CO2等物质。(　　×　　) (4)在有氧和无氧条件下，酵母菌呼吸作用的产物不同。(　　√　　) 2．思维延伸——长句表达专练 (1)无氧呼吸过程中能量的去路有哪些？ 提示：①大部分储存在酒精或乳酸中。②释放的能量中大部分以热能形式散失。③释放的能量中少部分储存在ATP中。 (2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，请举例并说明原因。 提示：如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 (3)“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？ 提示：在无氧运动中，肌细胞因氧气不足，要靠乳酸发酵来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。 1．（不定项）金鱼能在严重缺O2的环境中生存若干天，肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。下图表示金鱼缺O2状态下，细胞中部分代谢途径，下列相关叙述错误的是(　　) A．过程②需要O2的参与，产生的“物质X”是丙酮酸，由3种元素组成 B．过程②有能量释放，部分用于合成ATP C．过程③⑤无氧呼吸产物不同是因为细胞内反应的场所不同 D．若给肌细胞提供18O标记的O2，会在CO2中检测到18O AC　解析：“物质X”是丙酮酸，由C、H、O 3种元素组成，过程②为细胞呼吸第一阶段，不需要O2参与，A错误；过程②有能量释放，只有少部分用于合成ATP，B正确；过程③⑤是无氧呼吸的第二阶段，场所均是细胞质基质，C错误；有O2条件下，肌细胞也可以进行有氧呼吸，若给肌细胞提供18O标记的O2，则产生的水含有18O，含有18O的水参与有氧呼吸的第二阶段，产生的CO2中能检测到18O，D正确。 2．下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是(　　) A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18O B．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色 C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质 D．条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失 C　解析：有氧呼吸过程中产生的水中的O来自O2，若用18O标记葡萄糖，则物质a(水)中不会检测到18O，A错误；条件Y为有氧条件，物质a为水，物质b为二氧化碳，二氧化碳才能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，B错误；物质b为二氧化碳，酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质，C正确；条件X为无氧条件，酵母菌细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，D错误。 3．(2020·全国 Ⅰ 卷，T2)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CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸 B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等 C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放 D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多 D　解析：若CO2的生成量＝乙醇(酒精)的生成量，则说明不消耗O2，故细胞只进行无氧呼吸，A正确；若细胞只进行有氧呼吸，则O2的消耗量＝CO2的生成量，B正确；若细胞只进行无氧呼吸，则说明不消耗O2，产乳酸的无氧呼吸不会产生CO2，C正确；若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，且无氧呼吸产酒精，则O2的消耗量＜CO2的生成量，若无氧呼吸产乳酸，则消耗的O2量＝CO2的生成量，D错误。 判断细胞呼吸方式的三大依据 [对应学生用书P73] 1．(2023·广东卷，T7)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 A　解析：有氧呼吸第一个阶段发生在细胞质基质，此过程中1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的[H]；有氧呼吸第二个阶段发生在线粒体基质，该过程中丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和[H]；有氧呼吸第三个阶段发生在线粒体内膜，[H](还原型辅酶 Ⅰ )与氧气反应生成水，同时释放出大量的能量，A符合题意。 2．（不定项）(2022·山东卷，T16)在有氧呼吸第三阶段，线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子，电子经线粒体内膜最终传递给O2，电子传递过程中释放的能量驱动H＋从线粒体基质移至内外膜间隙中，随后H＋经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成，然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响，将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理，分组情况及结果如下图所示。已知DNP可使H＋进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法正确的是(　　) A．4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻 B．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸产热多 C．与25 ℃时相比，4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多 D．DNP导致线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，生成的ATP减少 BCD　解析：与25 ℃相比，4 ℃时耗氧量增加，根据题意“电子经线粒体内膜最终传递给O2”可知，电子传递未受阻，A错误；与25 ℃相比，短时间4 ℃处理，ATP生成量较少，耗氧量较多，说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量较多的用于产热，消耗葡萄糖的量多，B、C正确；DNP可使H＋不经过ATP合酶进入线粒体基质中，会使线粒体内外膜间隙中H＋浓度降低，导致ATP生成量减少，D正确。 3．(2022·广东卷，T10)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是(　　) A．该反应需要在光下进行 B．TTF可在细胞质基质中生成 C．TTF生成量与保温时间无关 D．不能用红色深浅判断种子活力高低 B　解析：大豆种子充分吸胀，此时未形成叶绿体，不能进行光合作用，故该反应不需要在光下进行，A错误；细胞质基质中可通过细胞呼吸第一阶段产生[H]，故TTF可在细胞质基质中生成，B正确；保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢越旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。 4．(2023·山东卷，T4)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CO2的产生不能判断是否有酒精生成 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 B　解析：根据题意“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”可知，细胞质基质内H＋转运至液泡需要消耗能量，为主动运输，液泡中H＋浓度高于细胞质基质，故正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞仍可以进行有氧呼吸产生CO2，故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，B正确；转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；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。 5．(2021·重庆卷，T21)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，可发生如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。据图回答以下问题： (1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常，代谢物X是________。 (2)过程⑤中酶B的名称为______________，使用它的原因是_______________________ ______________________________________________________________________________。 (3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是_________________________ _______________________________________________。 答案：(1)有氧　乳酸(或C3H6O3) (2)过氧化氢酶　催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害 (3)避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH稳定；是机体进行正常生命活动的必要条件 解析：(1)有氧呼吸主要发生在线粒体中，而无氧呼吸发生在细胞质基质中。人线粒体呼吸链受损，会导致有氧呼吸异常。丙酮酸能够分解转化成代谢物X，场所在细胞质基质中，可以得出代谢物X是无氧呼吸的产物乳酸。(2)酶B可以使过氧化氢分解为水和氧气，所以为过氧化氢酶，过氧化氢酶的作用是催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害作用。(3)代谢物X为乳酸，过程④可以将其分解，避免了乳酸的大量积累，维持细胞内的pH稳定；同时，内环境中pH的相对稳定是机体进行正常生命活动的必要条件。 6．合理膳食是健康的基础，细胞通过氧化分解有机物获得能量，脂肪、蛋白质等有机物可以作为细胞呼吸的原料，也可以相互转化。下图是人体肝细胞内的部分生化反应及其联系的示意图。图中编号表示过程，字母表示物质。 [设问1] 通过对模型的分析和图文转化，考查对基本概念的理解 (1)题图过程①③④中，产生能量最多的过程和对应场所是________。 A．①细胞质基质 B．③线粒体基质 C．④线粒体基质 D．④线粒体内膜 [设问2] 结合生活中的实例分析，考查问题解决能力和社会责任 (2)超重的小明为了减肥，在购买饮料时挑选了写有“0脂肪”字样的含蔗糖饮料，但连续饮用该饮料一个月后，他发现体重不减反增。结合图中所示反应过程，小明体重增加的原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)D (2)蔗糖进入人体后分解转化为葡萄糖，葡萄糖氧化分解为丙酮酸，然后进一步转化为甘油和脂肪酸，甘油和脂肪酸合成脂肪，导致体重增加 解析：(1)产生能量最多的阶段是有氧呼吸第三阶段，即过程④，发生在线粒体内膜上。(2)蔗糖进入人体后分解转化为葡萄糖，葡萄糖分解为A(丙酮酸)，再转化为B(乙酰辅酶A)，A(丙酮酸)转化为甘油，B(乙酰辅酶A)转化为脂肪酸，甘油和脂肪酸合成脂肪，导致体重增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$