第3单元 第12讲 细胞呼吸的类型和过程(Word教参)-【精讲精练】2026年高考生物一轮复习（人教版 多选）

第12讲　细胞呼吸的类型和过程 [课标要求]　1.对比分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程。2.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。 考点一　细胞呼吸的方式及过程 1．呼吸作用的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。 2．有氧呼吸 (1)概念：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。 (2)有氧呼吸过程 ①总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 ②能量转化：1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2870 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．无氧呼吸的类型和过程 (1)场所：全过程是在细胞质基质中进行的。 (2)过程 (3)反应式 ①产物为酒精：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 ②产物为乳酸：C6H12O62C3H6O3＋少量能量。 (4)能量 ①只在第一阶段释放少量能量，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。 1．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇。(√) 2．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。(×) 3．葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(×) 4．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。(×) 5．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。(×) 1．(必修1 P92“图5－8”延伸)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其功能相适应？ 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线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 2．(必修1 P94“正文”)所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量，细胞呼吸还被称为细胞代谢的枢纽，原因是什么？ 提示　细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、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，可以进一步形成葡萄糖。糖类、脂质和蛋白质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 3．(必修1 P94“相关信息”)1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖分解生成乳酸，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是____________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 提示　无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。 1．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。 2．细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向 (1)有氧呼吸过程中[H]、ATP的来源和去路 (2)无氧呼吸中的[H]和ATP都是第一阶段在细胞质基质中产生的。其中[H]在第二阶段被用于还原丙酮酸，全部消耗，没有积累。 考向一　有氧呼吸的过程 1．(2025·衡水模拟)真核细胞的有氧呼吸分为三个阶段，第一阶段是糖酵解、第二阶段是柠檬酸循环，第三阶段是电子传递链，具体过程如图所示(部分中间产物未标出)，其中丙酮酸脱去CO2的反应属于柠檬酸循环。有氧呼吸产生的许多中间产物可以参与蛋白质或脂肪的代谢。下列相关叙述错误的是(　　) A．糖酵解的场所内含有能降低化学反应活化能的酶 B．单糖中蕴含的能量可部分转移至ATP和丙酮酸中 C．有氧呼吸过程产生的丙酮酸有些可能不用于柠檬酸循环 D．柠檬酸循环不消耗水，而电子传递链会消耗水 解析　糖酵解的场所是细胞质基质，该场所有反应所需的酶，而酶具有降低化学反应活化能的作用，A正确；单糖经糖酵解，一部分能量会以热能形式散失，还有一部分能量转移至ATP和丙酮酸中，B正确；丙酮酸是有氧呼吸过程中产生的中间产物，而这些产物有些可参与蛋白质或脂肪的代谢，C正确；柠檬酸循环也就是有氧呼吸的第二阶段，该阶段消耗水，D错误。 答案　D 2．在酵母菌线粒体内，呼吸链由一系列特定顺序排列的结合蛋白质组成。链中每个成员，从前面的成员接受氢或电子，又传递给下一个成员，最后传递给氧。在电子传递的过程中，逐步释放能量，同时将其中部分能量，通过氧化磷酸化作用储存在ATP分子中，具体过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的pH升高 B．F1是转运蛋白，在线粒体内膜上起运输和催化作用 C．在乳酸菌中，也有上图所示的电子传递系统 D．在分解脂肪时，通过该电子传递链消耗的氧将增加 解析　H＋通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的运输会导致线粒体基质的H＋减少从而使pH升高，A正确；F1在线粒体内膜上既可充当载体蛋白起运输作用，还可以充当酶来催化ATP的合成，B正确；乳酸菌是厌氧菌，不能进行有氧呼吸，故没有与酵母菌类似的电子传递系统，C错误；在分解脂肪时，由于脂肪的氢元素含量比葡萄糖高，故通过该电子传递链消耗的氧将增加，D正确。 答案　C 考向二　无氧呼吸的过程 3．(2025·八省联考内蒙古卷)某酵母菌以葡萄糖为底物的3种呼吸途径中，部分物质变化如图，下列叙述正确的是(　　) A．途径二葡萄糖中的能量最终都转移到了乙醇和少量ATP中 B．途径二和途径三的存在，降低了酵母菌对环境的适应力 C．酵母菌仅通过途径三不能获得满足其生长所必需的能量 D．生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 解析　途径二为无氧呼吸，无氧呼吸中的能量大部分储存乙醇中，少部分能量转移到ATP，还有一部分以热能散失，A错误；途径二和途径三的存在，使酵母菌在无氧环境中也能生存，提高了酵母菌对环境的适应力，B错误；途径三为无氧条件，产生的ATP较少，因此仅通过途径三不能获得满足其生长所必需的能量，C正确；途径一过程也可发生在不含线粒体的细胞中，如硝化细菌、蓝细菌等，D错误 。 答案　C 考点二　细胞呼吸方式的判断及细胞呼吸的相关计算 1．有氧呼吸和无氧呼吸的比较 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 条件 需氧 无氧 场所 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜 细胞质基质 分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底 产物 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 能量释放 大量 少量 相同点 反应条件 需酶和适宜温度 本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需 过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 2.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。 (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。 考向一　有氧呼吸和无氧呼吸的比较 1．(2024·佛山调研)下列属于有氧呼吸和无氧呼吸共同点的是(　　) ①以葡萄糖等有机物为底物　②中间产物都有丙酮酸　③需O2参与　④产物都有CO2　⑤在线粒体中进行　⑥都可以为细胞代谢提供能量 A．①②⑥ B．②③④ C．①④⑥ D．②③⑤ 解析　有氧呼吸需O2参与，无氧呼吸不需要O2参与，③错误；有氧呼吸的产物有CO2和H2O，无氧呼吸产生酒精这一种类型的产物中有CO2，但是产生乳酸这一种类型的产物中没有CO2，④错误；无氧呼吸在细胞质基质中完成，原核细胞中有氧呼吸也在细胞质基质和细胞膜上完成，真核细胞中有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中完成，⑤错误。 答案　A 2．(2025·辽宁模拟)如图是某动物细胞内葡萄糖氧化分解的过程，相关叙述错误的是(　　) A．丙酮酸在线粒体内通过三羧酸循环产生全部的CO2 B．糖酵解过程中会有少量的ATP和少量的[H]生成 C．丙酮酸转变成乳酸和丙酮酸变为酒精的过程存在差异 D．糖酵解和三羧酸循环产生的[H]经过电子传递链途径生成水 解析　结合图示可知，丙酮酸在线粒体内通过三羧酸循环产生的CO2占有氧呼吸的绝大部分，还有一部分二氧化碳在丙酮酸转变成乙酰辅酶A的过程中释放出来，A错误；糖酵解过程发生在细胞质基质中，该过程中会有少量的ATP和少量的[H]生成，B正确；丙酮酸转变成乳酸和丙酮酸变为酒精的过程存在差异，如产物不同，需要的酶种类有差异，C正确；糖酵解和三羧酸循环产生的[H]经过电子传递链途径生成水，同时产生大量的ATP，D正确。 答案　A 考向二　细胞呼吸方式的判断和相关计算 3．某研究小组用传感器精确测量了某绿色植物非绿色器官的O2吸收量(x)和CO2释放量(y)。下列关于x、y的关系与细胞呼吸方式的推论，正确的是(　　) A．当x＝y>0时，细胞一定存在有氧呼吸，且一定不存在无氧呼吸 B．当y>x>0时，有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸共同存在 C．当x>y>0时，有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸共同存在 D．当x＝0，y>0时，一定不存在有氧呼吸，且无氧呼吸有乳酸产生 解析　当x＝y>0时，细胞一定存在有氧呼吸，一定不存在产生酒精的无氧呼吸，但可能存在产生乳酸的无氧呼吸，A错误；当y>x>0时，细胞一定存在有氧呼吸，也一定存在产生酒精的无氧呼吸，且y与x的差值表示无氧呼吸产生CO2的量，B正确；当x>y>0时，可能是有氧呼吸的底物中有脂肪，但不能判断是否存在无氧呼吸，C错误；当x＝0，y>0时，说明一定不存在有氧呼吸，且无氧呼吸有酒精产生，不能判断无氧呼吸是否有乳酸产生(产生乳酸的无氧呼吸不产生CO2)，D错误。 答案　B 4．(2024·南阳期末)将酵母菌置于浓度适宜的葡萄糖溶液中进行培养，在不同O2浓度下测得的酵母菌细胞呼吸产物的相对含量如图所示。下列叙述错误的是(　　) A．O2浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸 B．O2浓度为b时，细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少 C．O2浓度为c时，最有利于酵母菌的生存和繁殖 D．O2浓度增加会抑制无氧呼吸，从而使酒精含量不断下降 解析　O2浓度为a时，酵母菌产生的二氧化碳量与酒精量相同，说明酵母菌只进行无氧呼吸，A正确；O2浓度为b时，CO2产生量为12.5，酒精产生量为6.5，说明酵母菌无氧呼吸的CO2产生量为12.5，有氧呼吸的CO2产生量为6，故细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少，B正确；O2浓度超过d时，酵母菌只进行有氧呼吸，产生大量能量，最有利于酵母菌的生存和繁殖，C错误；O2浓度增加会使有氧呼吸增强，同时会抑制无氧呼吸，从而使酒精含量不断下降，D正确。 答案　C 细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 　 1．(2023·广东卷)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　游泳过程中主要以有氧呼吸提供能量，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符合题意。 答案　A 2．(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(　　) 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。 答案　D 3．(2022·山东卷)植物细胞内10%～25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是(　　) A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同 B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少 C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成 D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成 解析　根据题意，磷酸戊糖途径产生的NADPH是为其他物质的合成提供原料，而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH，能与O2反应产生水，A正确；有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程，而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物，中间产物还进一步生成了其他有机物，所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少，B正确；正常生理条件下，只有10%～25%的葡萄糖参加了磷酸戊糖途径，其余的葡萄糖会参与其他代谢反应，例如有氧呼吸，所以用14C标记葡萄糖，除了追踪到磷酸戊糖途径的含碳产物，还会追踪到参与其他代谢反应的产物，C错误；受伤组织修复即是植物组织的再生过程，细胞需要增殖，所以需要核苷酸和氨基酸等原料，而磷酸戊糖途径的中间产物可生成氨基酸和核苷酸等，D正确。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $$