考点12 细胞呼吸的原理与过程（精讲课件）-备战2025年高考生物一轮复习考点帮（新高考通用）

第3单元 细胞的能量供应和利用 考点12 细胞呼吸的原理与过程 打造卓越，赢在起点——2025年高考一轮复习 课标要求 考情分析 1.探究酵母菌细胞呼吸的方式 （3年10考，全国卷3年1考） 2022·河北·T4　2022·重庆·T12　2021·全国甲·T2　2021·福建·T7 题型：选择题、解答题 内容： （1）主要呼吸作用的类型、或结合课本其他基础实验考查课本内结本实验知识 (2)常结合物质出入细胞方式、光合作用、 2.细胞呼吸的方式及过程 （3年40考，全国卷3年4考） 2023·重庆·T10　2023·广东·T7　2023·天津·T1　2022·全国甲·T4 2022·山东·T4　2022·山东·T16 2024·湖北·T9 2024·山东·T16 1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量； 2.探究酵母菌细胞呼吸的方式(活动)。 3.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。 4.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。 素养目标 考情分析 SZ-LWH 面包的发酵 酿酒 酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖;在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。 酵母菌细胞呼吸的方式是什么，产物分别是什么？ 情境 导入 (4)供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇。(2022·江苏卷，8B)( ) (5)酵母菌有(需)氧呼吸在线粒体中进行，无(厌)氧呼吸在细胞质基质中进行。(2023·浙江6月选考，11B)( ) (6)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。(2021·湖南卷，12C)( ) √ × √ (1)探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2(　　) (2)对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的(　　) (3)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可用酸性重铬酸钾溶液检测二氧化碳的含量(　　) √ √ × 自主回顾·素养储备 易 错 辨 析 (10)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。(2020·山东卷，2B)( ) × (7)根瘤中合成ATP的能量主要源于糖类(葡萄糖)的分解。[2020·江苏卷，27(4)]( ) (8)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(2021·湖北卷，1A)( ) (9)马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。(2019·全国卷Ⅱ，2C)( ) √ × × 自主回顾·素养储备 易 错 辨 析 探究酵母菌细胞呼吸的方式 细胞呼吸的方式及过程 提升 关键能力 精讲精练+考向强化+核心归纳+能力提升 名师在线·考点预览 目 录 考点1 考点2 任务一：请阅读教材P90-91探究酵母菌细胞呼吸的方式相关内容，完成以下问题 （1）你能对酵母菌细胞呼吸的方式提出什么问题？ （2）作出假设:___________________________________________ （3）自变量？因变量？因变量如何检测？ （4）实验思路及预期结果。 （5）如何选择器材设计实验装置 酵母菌培养液 酵母菌培养液 10%NaOH培养液 澄清石灰水 A B C D E 橡皮球 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳 1.提出问题 2.作出假设 3.设计实验 5.分析结果 6.表达与交流 酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？ 酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸 细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物 影响实验结果的可变因素 分析变量: CO2和酒精 有氧、无氧 温度、pH、培养液的浓度和体积 ③无关变量: ①自变量: ②因变量: 4.进行实验 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌 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。 产生二氧化碳和水 产生酒精和二氧化碳 有氧呼吸 无氧呼吸 实验材料 1 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）： ②溴麝香草酚蓝溶液： （1）检测CO2 （2）检测酒精 ①通入澄清石灰水： 澄清→浑浊 根据浑浊程度检测CO2产生的多少 蓝→变绿→再变黄 根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少 橙色→灰绿色 实验原理 2 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋ 溶液)。 (2)检测CO2产生的多少的装置如图所示。 葡萄糖 清除空气中的CO2　 (3)检测酒精的产生：从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的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g 的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 重铬酸钾 耗尽B中氧气 目的是 实验步骤 3 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 【拓展延伸】有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ 质量分数为10%NaOH溶液 酵母菌 培养液 澄清 石灰水 A 气泵 E C D 质量分数为10%NaOH溶液 澄清 石灰水 澄清 石灰水 D 气泵 E C 酵母菌 培养液 D A 验证空气中的CO2是否完全被吸收 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 （1）CO2的检测及结论 现象： 结论： 澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。 有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。 溴麝香草酚蓝水溶液 蓝变绿再变黄 实验结果分析 4 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 （2）酒精的检测及结论 酵母菌培养液 酵母菌培养液 质量分数为10%的NaOH溶液 澄清的石灰水 澄清的石灰水 A B 空气 橙色重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色 结论： 有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。 由于葡萄糖也能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。 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 细胞呼吸 有氧呼吸:产生大量二氧化碳和水 无氧呼吸:产生酒精和少量二氧化碳 绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸 酵母菌单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 实验结论 5 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 含义：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫作对比实验。 【教材隐性知识】源于必修1 P92“科学方法”：对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中对比实验的实例有 (填序号)。 ①探究酵母菌细胞呼吸的方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。 ①②③ 对比实验 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 √ 考向1　教材实验综合考查 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(　　) 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 考点 强化训练 √ 2．(2022·重庆选择考)从图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确的组合是(　　)   A．⑤→⑧→⑦和⑥→③ B．⑧→①→③和②→③ C．⑤→⑧→③和④→⑦ D．⑧→⑤→③和⑥→⑦ 注：箭头表示气流方向 考点 强化训练 1.细胞呼吸 指细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。也称呼吸作用。 呼吸是指机体与环境之间O2和CO2交换的过程。 2.细胞呼吸的方式 ——有氧呼吸和无氧呼吸 依据是否需要氧气 氧化分解有机物，释放能量 肺通气 （呼吸的现象） 气体运输 细胞呼吸 （呼吸的本质） 细胞内 + 糖 类 + 水 能 量 O2 O2 呼吸器官 血液循环 血液循环 呼吸器官 CO2 + CO2 【注意】呼吸≠呼吸作用 二、细胞呼吸的方式及过程 是指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。 （1）有氧呼吸的概念： 氧 酶 彻底氧化分解 二氧化碳和水 大量能量 大量ATP 有氧呼吸的主要场所———— 线粒体 外膜 内膜 DNA/RNA 核糖体 嵴 增大膜面积 分布有氧呼吸的酶 基质 有氧呼吸 1 二、细胞呼吸的方式及过程 (2)过程 细胞质基质 少量能量 线粒体基质 少量能量 线粒体内膜 大量能量 （3）总反应式 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 二、细胞呼吸的方式及过程 [微思考] 有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在哪些阶段被利用？产物中的二氧化碳和水分别在哪些阶段形成？ 提示　有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被利用；产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。 （4）能量的释放与特点 ①释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以 形式散失，少部分储存在 中。 ②特点：在温和的条件下进行，能量 释放，彻底氧化分解。 热能 ATP 逐步 二、细胞呼吸的方式及过程 联系生活 尝试运用所学知识，解释以下现象： 现象1：长久较封闭放置的苹果，有时会有酒香味。 现象2：洪灾容易导致农田被淹，引发农作物死亡。 现象3：剧烈运动后，容易产生肌肉酸痛的现象。 二、细胞呼吸的方式及过程 （1）概念： 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，产生 ，释放 ，生成少量ATP的过程。 不完全分解 少量能量 葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 CO2和酒精或乳酸 (2)场所：___________ 细胞质基质 (3过程 乳酸 酒精和CO2 无氧呼吸 2 二、细胞呼吸的方式及过程 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 (4)反应式 不同生物无氧呼吸产物类型及原因 乳酸 基因 酒精和CO2 形象记忆：马吃甜玉米 二、细胞呼吸的方式及过程 葡萄糖无氧呼吸都只在 释放少量的能量，其中一部分储存在 ，一部分以热能形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在 中。 第一阶段 ATP 酒精或乳酸 （5）能量转化 （6）特点：与有氧呼吸相比 ①缺氧条件。 ②有机物氧化分解不彻底。 ③释放少量能量。 （7）常见的主要进行无氧呼吸的生物或细胞 ①只进行无氧呼吸—— 乳酸菌、破伤风杆菌、哺乳动物成熟红细胞、蛔虫 ②主要进行无氧呼吸—— 种子萌发初期、癌细胞 二、细胞呼吸的方式及过程   有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 ___________________ 细胞质基质 条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶 物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成_____ 或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放 能量，产生少量ATP 特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制 联系 细胞质基质和线粒体 乳酸 少量 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 3 二、细胞呼吸的方式及过程 （1）为生物体提供能量 （2）生物体代谢的枢纽 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽。 糖类 葡萄糖 丙酮酸 有氧呼吸 第二、三阶段 脂肪 甘油 + 脂肪酸 蛋白质 氨基酸 有机酸 脱氨基作用 NH3 β氧化 细胞呼吸的意义 4 二、细胞呼吸的方式及过程 考向1　围绕细胞呼吸的过程，考查生命观念 1.(2023·广东卷，7)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 解析　游泳过程中主要由有氧呼吸提供能量，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。 A 考点 强化训练 C 2.(2022·全国甲卷，4)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(　　) A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B.线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 C.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 D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 考点 强化训练 B 3.(2024·广东中山质检)线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf－1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是(　　) A.细胞色素c位于线粒体的内膜 B.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATP C.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质 D.若细胞中Apaf－1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 解析　细胞色素c参与有氧呼吸第三阶段的反应，有氧呼吸第一阶段和第二阶段也能合成ATP，B错误。 考点 强化训练 1．中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有 _________________________________________________________________ ____________(答出2点即可)。 2．假设从培养基中得到了能高效降解某种有机物X的细菌，且该菌能将X代谢为丙酮酸，则在有氧条件下，丙酮酸可为该菌的生长提供____________________和_______。 减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用 合成其他物质的原料 能量 提升·关键能力 3．酵母菌细胞内丙酮酸在_________________________(填场所)被消耗，从能量转化角度分析，丙酮酸在不同场所被分解时有什么不同？ _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 细胞质基质和线粒体基质 细胞质基质中分解丙酮酸不释放能量不合成ATP，但在线粒体基质中分解丙酮酸释放的能量可用于合成ATP 4．粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，其原因是 _______________________________。 5．同一植株的底部叶片呼吸作用强度比顶部叶片弱，其内部原因最可能是____________________________________________。 种子在有氧呼吸过程中产生了水 同一植株的底部叶片衰老，酶活性降低 提升·关键能力 6．某同学做了如下实验：取A、B两支试管，在A试管中加入煮熟的蚕豆子叶，B试管中加入发芽的蚕豆子叶。在两试管中分别加入甲烯蓝溶液(注：甲烯蓝氧化态为蓝色，接受氢后为无色)，一段时间后倒出溶液，两试管中的子叶都呈蓝色，然后，两试管分别加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量石蜡油，37 ℃保温一段时间后，发现A试管中的子叶不变色，B试管中的子叶蓝色变浅。请思考分析： (1)B试管中子叶蓝色变浅的原因是 ____________________________________________________。 B试管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原 (2)A试管子叶不变色的原因是 __________________________________________，实验中设置A试管的目的是_______________________。 A试管中子叶细胞的酶失活，不进行细胞呼吸 形成对照 提升·关键能力 C 考向2　结合有氧呼吸中电子传递链，考查模型与建模的能力 7.(2024·广西桂林期末)呼吸电子传递链是指在线粒体内膜上由一系列呼吸电子传递体组成的将电子传递到分子氧的“轨道”，如下图所示，下列相关叙述错误的是(　　) A.图示过程是有氧呼吸的第三阶段，是有氧 呼吸过程中产能最多的阶段 B.有氧呼吸第一、二阶段产生的NADH所携 带的电子最终传递给了氧气 C.高能电子在传递过程中逐级释放能量推动H＋跨过内膜到达线粒体基质 D.呼吸链的电子传递所产生的膜两侧H＋浓度差为ATP的合成提供了驱动力 提升·关键能力 8.有氧呼吸的第三阶段：NADH在酶的催化作用下释放电子和H＋，电子被镶嵌在内膜上的特殊蛋白质捕获 和传递，O2为最终的电子受体，生 成H2O。 请据图分析ATP生成的过程是什么？ 　 内膜上特殊蛋白质利用电子给予的能量将H＋泵出，构建H＋浓度梯度，H＋通过线粒体内膜上的ATP合酶顺浓度梯度进入线粒体基质，推动ATP合成。 提升·关键能力 谢谢! 打造卓越，赢在起点 2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H] 24[H]＋6O212H2O C6H12O62C3H4O3＋4[H] C6H12O62丙酮酸＋4[H]＋少量能量 2丙酮酸＋4[H]2乳酸 或 2酒精+2CO2 $$