2026届高三生物一轮复习课件细胞呼吸的原理

第10讲 细胞呼吸的原理 考点1： 细胞呼吸的方式和过程 考点2： 细胞呼吸类型的判断及相关计算 考点3： 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2026届高三一轮复习 1 问题1.细胞呼吸与呼吸作用等同吗？ 细胞呼吸的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。（见教材P90） 由于呼吸作用是在细胞内进行的，因此也叫细胞呼吸。（见教材P90） 问题2.细胞呼吸的实质是什么？ 彻底氧化分解： 不彻底氧化分解： 有氧呼吸 无氧呼吸 细胞呼吸的方式和过程 1. 3 C6H12O6 2C3H4O3 酶 6CO2 4[H] 能量 少量ATP 热能 能量 少量ATP 热能 酶 6H2O 20[H] 12H2O 6O2 酶 能量 大量ATP 热能 线粒体 细胞质基质 ② ① ③ 第一阶段 第二阶段 第三阶段 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 过程图解 知识点一、有氧呼吸 （有机物彻底氧化分解） 考点1　细胞呼吸的类型及过程 (以葡萄糖为底物) [H]=NADH(还原型辅酶I) 知识点1 有氧呼吸 ① ② ③ ⑤ Ⅲ I Ⅱ ④ 例1.根据左侧有氧呼吸图像，完成下列问题 1.写出下列物质的名称 ① ______________ ② ______________ ③ ______________ ④ ______________ ⑤ ______________ 2.反应释放的能量中最大的是_____ O2 H2O 丙酮酸 C3H4O3 H2O CO2 Ⅲ 5 3.过程图解 知识点一、有氧呼吸 考点2　细胞呼吸的类型及过程 (2)有氧呼吸过程中，水的利用发生在 阶段，水的产生发生在 阶段，氧的利用发生在 阶段，CO2的产生发生在 阶段。因此，CO2中的氧来自 ，生成物水中的氧来自____。 (3)有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是 阶段。能产生[H]的步骤有 阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放 。 (4)在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为 、 到____________；而NAD＋相反。 （NAD+转化为NADH）： 第二 第三 第二 葡萄糖和水 O2 第三 第一、二 大量能量 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 第三 (1)[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。 NAD+ + H+ + 2e- → NADH 氧化型 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 细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生 ，同时释放能量，生成 的过程，叫做有氧呼吸。 生成CO2和H2O、在温和的条件下进行、逐步释放能量。 O2 酶 CO2和水 大量ATP 有氧呼吸的概念及意义： 葡萄糖等有机物 体外燃烧 生成CO2和H2O、非常剧烈、一次性释放能量。 有氧呼吸 意义？ 保证有机物中的能量得到最充分的利用，有利于维持细胞的相对稳定状态。 1、有氧呼吸 考点1　细胞呼吸的类型及过程 知识点二、无氧呼吸 （有机物的不彻底氧化分解） 1.无氧呼吸过程 乳酸 酒精和CO2 细胞质基质 考点2　细胞呼吸的类型及过程 知识点二、无氧呼吸 2.不同生物无氧呼吸产物类型 形象记忆：马吃甜玉米 考点2　细胞呼吸的类型及过程 知识点二、无氧呼吸 3.概念 指细胞在__________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过__________分解，释放________能量,生成少量ATP的过程。 没有氧气 不完全 少量 问题1: 同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？ 葡萄糖中的能量 储存在酒精/乳酸中（大部分） 无氧呼吸 释放出来的能量 （小部分） 热能散失（大部分） 合成ATP（少部分） 特点：不完全分解，释放少量能量 考点2　细胞呼吸的类型及过程 知识点三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较   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 (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 13 考点2　细胞呼吸的类型及过程 知识点四、细胞呼吸的意义 【教材隐性知识】源于必修1 P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过 过程联系起来。 细胞呼吸 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。 【素养提升】图例分析 1.写出下列物质的名称 a______________ b_______________ c______________ d_______________ 2.条件X下酵母细胞呼吸时，葡萄糖中的能 量一共有______条去路,其中，主要去向为 ______________________________________ 3.酵母菌产生物质b的场所有_____________ 人产生物质b的场所有_________________ 4.若用18O标记葡萄糖，则标记依次出现在_______________________（只考虑有氧呼吸） 3 H2O CO2 乳酸 酒精 储存在酒精中 细胞质基质和线粒体基质 线粒体基质 丙酮酸→CO2 变式.若用18O标记O2，则 ____________________________ H2O→CO2 例2.判断以下有关细胞呼吸说法的正误 ① 有氧呼吸时，生成物H2O中的氢多数来自线粒体中丙酮酸的分解（ ）　 ② 有氧呼吸第三阶段释放的能量最多（ ） ③ 有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水（ ） ④ 有氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失，用来维持体温（ ） ⑤ 细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在细胞有氧时（ ） ⑥ 人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供（ ） ⑦ 无氧呼吸的中间产物是丙酮酸和[H]（ ） ⑧ 无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累（ ） √ √ √ √ × × × √ 葡萄糖 1. 植物细胞能进行过程①和③或①和④（ ） 2. 真核细胞的细胞质基质能进行过程①和②（ ） 3. 原核细胞不能进行过程②（ ） 4. 乳酸菌细胞内过程④消耗[H]，并产生少量ATP（ ） 5. 哺乳成熟的红细胞只能进行过程①和④（ ） √ × × × √ 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。 (×) ✕ （1）1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放能量________kJ。其977.28kJ储存在ATP分子中。则转化效率为 ，这些能量能使 molADP转化为ATP. 32 34% 还有66%的能量去向是？ 拓展：细胞呼吸产生的ATP数 2870 （3）1 mol葡萄糖在分解成酒精的过程中释放出 225.94 kJ的能量，其中有_______kJ左右转移至ATP中。能使 molADP转化为ATP. 61.08 2 （2）1 mol葡萄糖在分解成乳酸的过程中释放出__________kJ的能量，其中有_______kJ左右储存至ATP中。 61.08 196.65 无氧呼吸时，葡萄糖中的能量绝大部分储存在乳酸和酒精中，释放的能量绝大多数以热能的形式散失 食物链上的传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 食物链上的传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失 相 同 点 联系 _______________________________________ 实质 分解 ，释放 ，合成ATP 意义 _________________________ 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 场所 真核细胞：__________________ 原核细胞：_________________ 真核细胞：__________ 原核细胞：___________ 条件 ____________ ______________ 产物 CO2、H2O ___________________ 能量 大量 少量 特点 有机物 分解， 能量 释放 有机物 分解， 能量 释放。 【归纳总结】有氧呼吸和无氧呼吸的比较 细胞质基质 细胞质基质和线粒体 酒精和CO2 或 乳酸 彻底 完全 不完全 部分 有机物 能量 葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同 需O2、酶、H2O 不需O2、需酶 细胞质基质 细胞质基质 为生物体的各项生命活动提供能量 3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ） A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙 B 课堂练习 细胞呼吸类型的判断及相关计算 2. 25 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：____________________________________。 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） 考点2　细胞呼吸的类型及过程 知识点2、细胞呼吸类型的判断及相关计算 细胞呼吸反应式中各物质间物质的量的比例关系 (1)有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 (2)无氧呼吸：C6H12O6∶C2H5OH∶CO2＝1∶2∶或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶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。 知识点1 细胞呼吸中各物质的量关系 例1.请根据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸反应式写出以下比例： 1.有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝ ，据此可知，有氧 呼吸中消耗的O2量 CO2的产生量； 2.无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝ ； 3.人体细胞的细胞呼吸中O2的消耗与CO2的产生，有氧呼吸时， O2∶CO2 ＝ ，无氧呼吸时_______________________________________; 1∶6∶6 等于 1∶2∶2 1∶1 既没有O2的消耗也没有CO2的产生 4.酵母菌有氧和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时，释放的CO2之比为__________； 此时，有氧呼吸所需O2：细胞呼吸释放的CO2总量＝ ； 5.产生等量的CO2时消耗的葡萄糖，有氧呼吸：无氧呼吸=_______________; 3∶1 1∶3 3∶4 [1+3] 29 变1.现测定某酵母菌培养瓶中放出CO2与吸收O2的体积比为7∶6，假设两种呼 吸作用消耗葡萄糖的速率相等，则说明有______的酵母菌正在进行有氧呼吸 2/3 变2.该酵母菌的葡萄糖培养液中，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和 CO2的物质的量如图所示 （1）当O2浓度为d时，能产生[H]的 场所为________________________ （2）当O2浓度为c时，有________的 葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸； 2/3 细胞质基质和线粒体基质 知识点2 细胞呼吸类型的判断 （2020全国Ⅰ卷·2）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,下列关于种子的有氧呼吸和无氧呼吸的叙述,不正确的是( ) 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的分子数与释放的CO2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分子数比释放CO2多 D 油料作物种子：脂肪通常先转化为糖类物质进而氧化分解供能，耗氧量更大 31 探究酵母菌细胞呼吸的方式 3. 32 酵母菌是一种单细胞真核生物，依赖外来的有机物进行异养生活，繁殖速度快，易培养。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，广泛分布于自然界中，尤其是葡萄等水果和蔬菜上更多。 考点1 探究影响酵母菌的呼吸方式 1.实验原理 2.实验设计思路 变浑浊 溴麝香草酚蓝 灰绿色 变浑浊，说明有CO2的产生， 出现变浑浊又澄清，说明产生过量CO2。 实验中出现出现澄清石灰水变浑浊又 变澄清的现象，原因是？ 实验思路 分析变量 自变量: 因变量: 无关变量: 细胞呼吸的条件 是否产生CO2 有氧 无氧 温度、酵母菌活性等 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CO2 1.怎样控制有氧和无氧条件? 2.怎样检测是否产生CO2？ 3.怎样检测酒精？ 通入氧气：气泵 隔绝氧气：密封、石蜡 澄清石灰水 ; 溴麝香草酚蓝溶液 CO2传感器 酸性重铬酸钾溶液 (1)配制酵母菌培养液（10g酵母菌＋240ml质量分数为5%葡萄糖溶液）。 3.实验过程 (2)检测CO2产生的多少的装置如图所示。 考点1 探究酵母菌的呼吸方式 ①煮沸：杀菌与去除溶解氧 ②冷却：防止杀死酵母菌　 清除空气中的CO2　 目的是： 消耗完B瓶中的O2，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。 澄清石灰水可以换成溴麝香草酚蓝水溶液 (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 重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。 3.实验过程 考点1 探究酵母菌的呼吸方式 注意：葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生反应，应适当延长酵母菌的培养时间以耗尽溶液中的葡萄糖。 4.实验现象 条件 澄清石灰水 酸性重铬酸钾溶液 有氧 无氧 变混浊程度高／快 不变灰绿色 变混浊程度低／慢 出现灰绿色 酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。 在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2 在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2 考点1 探究酵母菌的呼吸方式 5.实验结论: 对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。如探究酵母菌的呼吸方式中，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 考点1 探究酵母菌的呼吸方式 变3.呼吸底物以葡萄糖为例，尝试分析下列问题 （1）装置1中加入NaOH溶液的目的是 ， 根据有色液滴移动的刻度可知 。 （2）装置2中有色液滴移动的刻度代表呼吸作用 。 吸收二氧化碳 呼吸作用消耗的氧气的体积 消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值 (3)实验结果预测和结论 实验现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质 左移 左移 考点2　细胞呼吸的类型及过程 (4)误差校正： 1.如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的 光合作用会干扰呼吸速率的测定。 2.如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰， 应对装置及所测种子进行消毒处理。 3.为防止气压、温度等物理因素引起 误差，应设置对照实验，将所测的 生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他 条件均不变。 【能力提升】综合训练 1.若装置1和装置2有色液滴向左、右移 动距离均为3个单位，则t相同，装置一 酵母菌消耗的葡萄糖约为_____个单位， 装置二中消耗的葡萄糖为______个单位， 其中，有氧呼吸消耗____个单位葡萄糖； 2 2 2.为了排除环境因素对实验结果的干扰， 需要设置对照实验，设置方法为_____________________________________； 在装置中装入煮熟的种子，其它条件不变 0.5 3.若T2中的对照组向左移动1个单位，装置1向左4个单位，则有氧呼吸消 耗_____个单位葡萄糖，对照组移动的原因是___________________________； 0.5 外界的气压、温度等因素影响 A.若测得x＝180 mm，y＝50 mm， 则该发芽种子的呼吸熵约为0.72 B.若发芽种子仅进行有氧呼吸，且呼吸熵 小于1，则分解的有机物可能为脂肪 C.为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置 D.若呼吸底物是葡萄糖，且测得x＝300 mm，y＝－100 mm(向右移动了 100 mm)，则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的 摩尔比值是1∶2 拓展.呼吸熵(RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)表示生物用于有氧 呼吸的能源物质的不同。装置1和装置2的着色液滴分别向左移动 x mm和 y mm。下列说法错误的是(　　 ) D 用于校正装置1和装置2内因物理因素(或非生物因素)引起的液滴移动 1：1 课堂小结 2丙酮酸＋4[H]2乳酸 或 2酒精+2CO2 2C2H5OH(酒精)＋2CO2 2C3H6O3(乳酸) 第一阶段 C6H12O6 eq \o(―――→,\s\up17(酶))2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量 第二 阶段 产生酒 精的无 氧呼吸 2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H] eq \o(―――→,\s\up17(酶)) 实例：大多数植物、酵母菌 产生乳 酸的无 氧呼吸 2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H] eq \o(―――→,\s\up17(酶)) 实例：动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌 C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量 C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 $$