2025届高三生物一轮复习课件：细胞呼吸的原理

细胞呼吸的原理 一轮复习 细胞呼吸 （1）概念：是指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）类型：有氧呼吸和无氧呼吸。 氧化分解　 ATP　 有氧呼吸 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。(教材P93) 3 C6H12O6 酶 2C3H4O3+4[H]+（少量）能量 2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2+20[H]+（少量）能量 24[H]+6O2 酶 12H2O+（大量）能量 第一阶段：糖酵解 细胞质基质 第二阶段：柠檬酸循环 线粒体基质 第三阶段：电子传递链 线粒体内膜 第一阶段 第二阶段 第三阶段 ATP （少） ATP （少） ATP （多） 1.有氧呼吸的过程 4 2.总反应式(标出H\O元素的来源和去路) C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 有氧呼吸 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转化：葡萄糖中稳定的化学能转化为 ⁠。 ③特点：在温和的条件下进行，能量逐步释放，彻底氧化分解。 热能　 ATP　 ATP中活跃的化学能和热能　 3.能量转化的特点 线粒体基质 线粒体内膜 线粒体内膜 ③电子传递链 电子传递链 ATP合酶 化学渗透假说 结构基础 质子驱动力 （电化学梯度） ATP合成 ATP合酶 接受和释放电子的分子或原子被称为电子载体，由电子载体组成的电子传递序列被称为电子传递链或呼吸链。 有氧呼吸 NADH NAD+ 6 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 中进行的。 细胞质基质　 3.总反应式 4.能量转化 ①只在_________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___________中。 酒精途径 C6H12O6 ———————————————————— 乳酸途径 C6H12O6 __________________ 2C3H6O3＋少量能量 2C2H5OH＋2CO2＋少量能量 酶 第一阶段 酒精或乳酸 酶 无氧呼吸 无氧呼吸产乳酸：动物、马铃薯的块茎、甜菜的块根、玉米的胚（组织而非整体） 哺乳动物成熟红细胞只能进行无氧呼吸 无氧呼吸 9 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 产物 能量 特点 相同点 过程 实质 意义 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 需O2、多种酶 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 大量（2870KJ/mol） 少量(196.65或225.94KJ/mol) 有机物彻底分解， 能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没完全释放 第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同 氧化分解有机物，释放能量，产生ATP 为生物体生命活动提供能量 不需O2、多种酶 有氧呼吸与无氧呼吸的异同 10 (1)有氧呼吸过程中的[H]、ATP的来源和去路 一 二 三 一、二、三 (2)无氧呼吸过程中的[H]、ATP的来源和去路 无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第 阶段产生的，场所是细胞质基质。其中[H]在第 阶段被全部消耗。 一 二 细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去向 11 细胞呼吸及其意义： 细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。 易混易错 (1)哺乳动物成熟红细胞无线粒体,只进行无氧呼吸。需氧型原核生物虽无线粒体,但细胞含与有氧呼吸有关的酶,故可进行有氧呼吸。 (2)葡萄糖不能进入线粒体,需在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸在O2存在时可进入线粒体被分解。 (3)产酒精与产乳酸的无氧呼吸仅在第一阶段产生ATP,且产生ATP的数量相同,两者在第二阶段消耗[H]的数量相同。 (4)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。 教材潜在的命题导向要“发掘” 1．(必修1 P92“图5­8”思考)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，内膜向内腔折叠形成嵴，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．(必修1 P94“相关信息”延伸应用)在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解能释放2870kJ的能量，如果分解成乳酸以后，只释放出196.65kJ的能量，为什么后者释放的能量这么少？ 提示：葡萄糖分解成乳酸时，大部分能量没有释放出来，而是存留在乳酸中。 3．(必修1 P96“概念检测T1”拓展思考)苹果储存久了能闻到淡淡的酒味，但是马铃薯块茎储存久了却闻不到酒味，这是什么原因？ 提示：苹果细胞进行无氧呼吸能产生酒精，马铃薯块茎细胞进行无氧呼吸的产物是乳酸，没有酒精。 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: 是否产生酒精和CO2的产生速率 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 探究酵母菌的呼吸方式 15 接气泵或 橡皮球 A 10% NaOH 酵母菌培养液 澄清石灰水 反应一段时间，然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶 B 酵母菌培养液 澄清石灰水 有氧条件 无氧条件 麝香草酚蓝（BTB）由蓝变绿再变黄 ①质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？ ②B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？ 去除空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验的干扰； 将B瓶中的O2消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2均来自无氧呼吸； ③葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，所以应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 探究酵母菌细胞的呼吸方式 16 归纳 　　判断细胞呼吸方式的三大依据（以葡萄糖为细胞呼吸的反应物） 知识拓展 以葡萄糖为底物的细胞呼吸的相关计算 1.技巧 (1)明确相关物质间的比例关系 ①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。 ②无氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。 (2)需要明确的几个等量关系 ①CO2释放总量=有氧呼吸释放的CO2量+无氧呼吸释放的CO2量。 ②O2吸收量=有氧呼吸释放的CO2量。 ③酒精产生量=无氧呼吸释放的CO2量。 2.实例分析 (1)消耗等量的葡萄糖(设为a)时,有氧呼吸消耗的O2∶有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸产 生的CO2=3∶4,具体分析如下: 有氧呼吸消耗O2(6a)∶有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸产生的CO2(6a+2a)=3∶4。 (2)CO2释放量为2b,O2吸收量为b,无氧呼吸强度是有氧呼吸的3倍(不考虑乳酸发酵),具 体分析如下: 无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的倍数=(b/2)÷(b/6)=3。 知识检测 1.(2024安徽,1)[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上。 (        ) 2.（必修1 P94相关信息）人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸不能被再度利用。（✕） 3.(2023浙江6月选考,11)有氧呼吸有热能的释放,无氧呼吸没有热能的释放。 (✕) 4.(必修1 P94正文）无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少 量ATP。（√） 5.(2023·北京卷)高强度运动时，糖类中的能量全部转变为ATP。 (×) ✕ 6.（2024·北京朝阳期末）近年来，全球变暖导致葡萄中糖的积累过多， 造成葡萄酒中的平均乙醇含量升高，葡萄酒品质下降。如图①②③表示酿 酒酵母中特定代谢途径，相关叙述正确的是（　　） A. 图中①②的发生场所是线粒体，③的发生场所是细胞质基质 B. 酵母菌通过②途径能产生大量ATP，通过③途径只能产生少量ATP C. 在无氧条件下抑制③途径会导致酵母细胞中[H]的产生和消耗失衡 D. 选育无法进行①途径的酿酒酵母新品种来降低葡萄酒中乙醇含量 √ 知识检测 7．关于酵母菌的呼吸作用，下列叙述正确的是 (　 ) A．有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合 B．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行 C．有氧呼吸有热能的释放，无氧呼吸没有热能的释放 D．有氧呼吸需要酶催化，无氧呼吸不需要酶催化 8．(2022·山东高考)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 √ √ 9. （2025·广西部分市模拟）有氧运动是指人体吸入的氧气与需求相等， 达到生理上的平衡状态。如图所示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧 气消耗速率的关系。结合所学知识分析下列说法正确的是（　　） A. a运动强度下只有有氧呼吸，c运动强度下只有无氧呼吸 B. 运动强度大于或等于b后，肌肉细胞CO2的产生量将大于O2的消耗量 C. 无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能形式散失，其余储存在ATP中 D. 若运动强度长时间超过c，会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力 √ 10.如图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的（    ） A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组 B.若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄 C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率 D.若C瓶和E瓶中溶液都变浑浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式 √ 11．(2024·济南模拟)人体骨骼肌细胞有氧呼吸的过程如图所示，其中①～③表示相关过程，甲、乙表示相应物质。下列叙述错误的是(　 ) A．过程①发生在细胞质基质中 B．过程②会生成少量的ATP C．过程③发生在线粒体内膜上 D．缺氧时，过程②会生成酒精 √ 12. （2024·贵州高考17题）农业生产中，旱粮地低洼处易积水，影响作物 根细胞的呼吸作用。据研究，某作物根细胞的呼吸作用与甲、乙两种酶相 关，水淹过程中其活性变化如图所示。 （1）正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，从物质和能 量的角度分析，其代谢特点有 ⁠ ；参与有氧呼吸的酶是 （填 “甲”或“乙”）。 解析：正常情况下，作物根细胞的呼吸方式主要是有氧呼吸，有氧呼吸是在氧气充足的情况下，将葡萄糖彻底氧化分解，释放出能量。随着水淹天数的增多，乙的活性降低，说明乙是与有氧呼吸有关的酶。 ）需要氧气参与；有机物被彻底氧化分 解；释放大量能量，生成大量ATP 乙 回答下列问题。 （2）在水淹0～3 d阶段，影响呼吸作用强度的主要环境因素是 ⁠ ；水淹第3 d时，经检测，作物根的CO2释放量为0.4 μmol·g－1·min－ 1，O2吸收量为0.2 μmol·g－1·min－1，若不考虑乳酸发酵，无氧呼吸强度是 有氧呼吸强度的 倍。 O2的含 量 3 解析：在水淹0～3 d阶段，随着水淹天数的增加，氧气含量减少，有氧呼吸减弱，无氧呼吸增强。水淹第3 d时，CO2释放量为0.4 μmol·g－1·min－1，O2吸收量为0.2 μmol·g－1·min－1，可推出有氧呼吸与无氧呼吸产生的CO2量相等。有氧呼吸葡萄糖的消耗量、氧气消耗量和CO2释放量的比为1∶6∶6，无氧呼吸葡萄糖消耗量和CO2释放量的比为1∶2，所以无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍。 （3）若水淹3 d后排水、植物长势可在一定程度上得到恢复，从代谢角度 分析，原因是 ⁠ ⁠ （答出2点即可）。 无氧呼吸积累的酒精较少，对细胞毒害较小；0～3 d无氧 呼吸产生的能量维持了基本的生命活动；催化有氧呼吸的酶活性并未完全 丧失 解析：若水淹3 d后排水，植物长势可在一定程度上得到恢复，一方面是排水后氧气含量上升，有氧呼吸增强，产生的能量增多；另一方面，由图可知，第4 d无氧呼吸有关的酶活性显著降低，可能是第4 d无氧呼吸产生的酒精毒害作用达到了一定程度，之后就很难恢复，所以要在水淹3 d后排水。 小结 请写出有氧呼吸和无氧呼吸的反应式。 ①有氧呼吸：___________________________________________。 ②产酒精的无氧呼吸：___________________________________________。 ③产乳酸的无氧呼吸：____________________________________。 C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 $$