2026届高三生物一轮复习课件第11讲 细胞呼吸（1）

第11讲 细胞呼吸 1.细胞呼吸的实质：有机物在细胞内经过一系列的　　　　　,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成　　　　的过程。   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 　　　　氧化分解,产生　　　　　　　　,释放能量,生成　　　　　的过程。  氧化分解 ATP 彻底 二氧化碳和水 大量ATP 考点1 有氧呼吸的过程 呼吸作用的底物主要是葡萄糖，脂肪等能源物质也可以作为细胞呼吸的产物。 （2）过程图解（以葡萄糖为底物） 细胞质基质 少量能量 线粒体基质 线粒体内膜 大量能量 葡萄糖不能被线粒体利用！ NADH，还原型辅酶Ⅰ NAD+，氧化性辅酶Ⅰ ①线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体，葡萄糖不能进入线粒体； ②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。 考点1 有氧呼吸的过程 ①有氧呼吸中氧元素的来源和去路： ②有氧呼吸过程中[H]的来源和去路: A. [H]的来源：有氧呼吸的第 阶段 B. [H]的去路：在第 阶段中与 结合形成水 一、二 三 氧气 2.有氧呼吸 (3)总反应式： 考点1 有氧呼吸的过程 C6H12O6 + 6H2O +6O2 酶 6 CO2 + 12H2O +大量能量 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量不等于产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相比，H的含量高，因此有氧呼吸消耗的O2的量大于产生CO2的量。 ①释放：葡萄糖氧化分解释放的能量大部分以 的形式散失，少部分储存在 中。 ②特点：在温和条件下进行，能量 释放，彻底氧化分解。 （4）能量的释放、转移与散失 考点1 有氧呼吸的过程 热能 ATP 逐步 意义：保证有机物中的能量得到最充分的利用且有利于维持细胞的相对稳定状态。 1.线粒体能直接利用葡萄糖进行氧化分解( ) 2.在线粒体内膜利用的【H】只来自于葡萄糖的分解( ) 3.有氧呼吸中只产生水不消耗水( ) 4.有氧呼吸三个阶段均产生ATP，第二阶段产生的ATP最多( ) 5.有氧呼吸产生的【H】在线粒体基质中与氧气结合生成水( ) 6.有氧呼吸时生成物H2O中的氢都来自中丙酮酸的分解（ ） × × × × × × 考点1 有氧呼吸的过程 优化设计P71 3.有氧呼吸过程应用 (根据2022·广东卷情境设计)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)进入活细胞后可被还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后,取种胚浸于0.5%的TTC溶液中,30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。 (1)TTF可在种子细胞的　　 　　　　　中生成。  (2)TTF生成量与保温时间　　　　(填“相关”或“不相关”)。  (3)可以用　　　　　　　判断种子活力高低。  细胞质基质、线粒体基质 相关 胚的红色深浅 细胞在没有_______的参与下,葡萄糖等有机物经过_______________，释放少量能量,生成少量ATP的过程。 氧气 不完全分解 3.无氧呼吸 (1)概念: 考点2 无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较 (2)过程： 乳酸 酒精和CO2 只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量的ATP，第二阶段不产生能量！ （3）无氧呼吸过程中[H]的来源和去路: A. [H]的来源：无氧呼吸的第 阶段 B. [H]的去路：用于第 阶段还原丙酮酸 一 二 （4）无氧呼吸中能量的去路 考点2 细胞呼吸的方式及过程 优化设计P74 归纳拓展 (1)大部分储存在　　　　或　　　　中;  (2)释放的能量中大部分以　　　　　形式散失,少部分储存在ATP中。  酒精 乳酸 热能 细胞呼吸能为生物体 ，还是 的枢纽。 例如，在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。 4.细胞呼吸的意义（优化设计P71归纳拓展） 提供能量 生物代谢 考点2 细胞呼吸的方式及过程 1.易错辨析 （1）无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有【H】的积累（ ） （2）无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了（ ） （3）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。（ ） （4）哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，也无核糖体，更无线粒体，只能进行无氧呼吸（ ） （5）人体骨骼肌细胞在缺氧条件下，细胞呼吸产生的CO2体积多于吸收的O2的体积( ) （6）若细胞以葡萄糖为底物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（ ） × √ × × × 考点2 习题检测 × 2．(2023·广东东莞模拟)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 A 考点2 习题检测 11 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 细胞呼吸的全过程包括（有氧呼吸）： （1）糖酵解（细胞质基质） 糖酵解时细胞呼吸的第一阶段，是指葡萄糖在细胞质基质中分解为丙酮酸的过程，无需氧气的参与，此过程净生成2ATP、2NADH。 （2）柠檬酸循环/三羧酸循环/TCA循环（线粒体基质） 有氧呼吸的第二阶段，在线粒体基质中进行，将丙酮酸彻底分解为CO2，并产生能量载体和少量的ATP。 （3）电子传递和氧化磷酸化（线粒体内膜） 有氧呼吸的第三阶段，在线粒体内膜中完成。 12 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 情境一 丙酮酸和H2O在线粒体中彻底分解 命题情境阅读 在真核细胞中，丙酮酸是在线粒体基质中氧化分解的。 研究发现，1分子丙酮酸（化学式C3H4O3）首先脱去1分子CO2和部分[H]，生成1分子C2化合物。该化合物再经过多种形式的转化，最终产生2分子CO2。 后来又发现，向鸽子胸肌悬浮液中加入柠檬酸(C6化合物)、α-酮戊二酸(C5化合物)、琥珀酸(C4化合物)和草酰乙酸(C4化合物)等有机酸，都能大大提高丙酮酸的氧化分解速率，而且线粒体中存在柠檬酸→α-酮戊二酸→琥珀酸→草酰乙酸的反应途径。 如果向悬浮液中加入一种能与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶的物质，阻断琥珀酸向草酰乙酸的转化，则琥珀酸堆积，丙酮酸的氧化分解停止。令科学家意外的是，在这一情况下向悬浮液中加入草酰乙酸，也会使琥珀酸的堆积量增加。 乙酰辅酶A/乙酰CoA 13 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 命题角度设计 乙酰辅酶A/乙酰CoA (1)上述物质转化过程称为“柠檬酸循环”(又称“三羧酸循环”)。根据上述实验结果,推测丙酮酸氧化分解产生CO2的整个过程是一个由多种有机酸参与的“环状”途径还是“直链状”途径?请选择合适的示意图,并在图中完善柠檬酸循环的示意图(在恰当的位置填写物质简称)。 (2)根据各种有机酸的结构特点,推测该过程的哪些环节有CO2生成： ①丙酮酸变成C2化合物的时候产生1分子CO2 ②C6化合物转化为C5化合物产生1分子CO2 ③C5化合物转化为C4化合物产生1分子CO2 14 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 情境突破训练 1.(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 C 15 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 情境突破训练 2.(不定项)细胞呼吸的全过程包括:糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化,其中柠檬酸循环过程中有CO2生成。下图是与细胞呼吸及其相关的代谢过程示意图。下列表述错误的是(　　) A.细胞呼吸除了为生物体提供能量, 也是生物体代谢的枢纽 B.柠檬酸循环和电子传递链的场所都在线粒体 C.电子传递链中的[H]全部来自单糖 D.有氧呼吸释放的能量大多存储到了ATP中 CD 16 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 考法二　细胞呼吸与细胞代谢的关系 优化设计P71 3.(不定项)(2022·江苏卷)下图为生命体内部分物质与能量代谢关系示意图。下列叙述正确的有(　　) A.三羧酸循环是代谢网络的中心,可产生大量的[H]和CO2并消耗O2 B.生物通过代谢中间物,将物质的分解代谢与合成代谢相互联系 C.乙酰CoA在代谢途径中具有重要地位 D.物质氧化时释放的能量都储存于ATP中 BC 17 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 1、肿瘤周围的细胞毒性T细胞存在如图所示代谢过程。其中PC酶和PDH酶催化丙酮酸产生不同的产物，进入三羧酸循环（属于有氧呼吸第二阶段）。PC酶活性的增加会促进琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力。若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制。下列说法错误的是（ ） A．图中乙酰辅酶A和草酰乙酸均产生于线粒体基质 B．三羧酸循环消耗O2和H2O进而产生［H］和CO2 C．利用葡萄糖进行有氧呼吸时一共有4步反应能产生［H］ D．肿瘤细胞无氧呼吸加强会减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力 BC 18 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 情境二 [H]在线粒体内膜上继续氧化并释放大量能量 命题情境阅读 糖酵解和丙酮酸氧化分解生成CO2的过程都只能产生少量ATP。 有氧呼吸中大量ATP是伴随O2对[H]的氧化生成的，这是一个怎样的过程呢?20世纪60年代，米切尔(PeterMitchell,1920—1992)在研究细菌的跨膜质子运输过程中获得灵感，提出[H]氧化过程中释放的能量会将线粒体基质中的H+泵到线粒体内膜和外膜的间隙中，H+再沿着一种特殊的酶流回线粒体基质，推动该酶催化ATP的合成。之后，科学家检测到线粒体内膜外侧的膜电位明显高于内侧。当将提取自线粒体内膜的蛋白质A嵌到人工脂质体上,人为控制脂质体膜内、外两侧形成H+浓度梯度时，脂质体所在溶液中的ADP和Pi转化成了ATP。 19 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 情境二 [H]在线粒体内膜上继续氧化并释放大量能量 命题情境阅读 在真核细胞有氧呼吸的第三阶段，还原型辅酶Ⅰ(NADH)脱去氢并释放电子(e- )，电子最终传递给O2。电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质跨膜运输到线粒体内、外膜的间隙，从而建立H+浓度梯度，随后H+在ATP合酶的协助下顺浓度梯度运输到线粒体基质，并生成大量ATP，如图所示。 20 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 命题角度设计 (1)[H]氧化过程中释放的电子和H+的最终受体是　　　　　　　。  (2)线粒体内膜在生成ATP的过程中起的作用是  　　　　　 　　。  (3)资料中的蛋白质A对应米切尔假说中的　　　　　　　。  O2 线粒体内膜上通过呼吸链进行电子传递使[H]脱下H+进入到内膜外的腔中,造成内膜内、外的质子浓度差。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中,构建了跨内膜的H+浓度梯度(质子浓度差) ATP合成酶 21 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 命题角度设计 (4)2,4-二硝基酚(DNP)是一种解偶联药剂,它能够使膜对质子的通透性增大,消除线粒体内膜两侧的H+浓度差,但不抑制NADH的分解过程。有人使用少量的DNP类药物来实现减肥目的,其可能的作用机理是  　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。  同时,在使用DNP治疗肥胖时,患者在治疗期间体温会显著升高并大量出汗。结合有氧呼吸的相关知识分析,患者治疗时体温升高的原因是DNP作用于组织细胞时,___________________________________________________  　　　　　　 　　　　　　　。  DNP能阻断ATP的合成,使糖类与脂肪分解出的热量浪费掉,从而消耗更多的糖类与脂肪 DNP对[H]与氧结合形成水的过程和能量的释放过程没有影响,但能抑制线粒体内膜上的酶催化形成ATP的过程,能量最终以热能形式散失 22 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 情境突破训练 3.(不定项)(2022·山东卷)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 23 情境突破课3　对细胞呼吸过程的深入探究 情境突破训练 4.(2024·黑龙江哈尔滨模拟)线粒体是真核细胞有氧呼吸的主要场所,其内部发生的三羧酸循环、脂肪酸的β氧化和还原氢与O2的结合反应与细胞能量供应密切相关。下列有关叙述正确的是(　　) A.线粒体内的蛋白质大部分由线粒体自身基因编码 B.三羧酸循环产生的还原氢首先与NAD+结合生成NADH C.线粒体将H+运至细胞质为有氧呼吸第三阶段的进行奠定了物质基础 D.线粒体内膜上合成ATP与H+跨膜运输有关 D 24 $$