2026届高三一轮复习生物:细胞呼吸的原理课件
2025-09-08
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普通
摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞呼吸的原理”核心专题,严格依据新课标要求,覆盖有氧呼吸与无氧呼吸的过程、能量转化、呼吸方式判断及酵母菌呼吸方式探究实验等高考核心考点。通过对接高考评价体系,分析近五年真题明确“有氧呼吸过程分析”“呼吸方式判断”等高频考点(占比超60%),归纳出选择题、实验探究题等常考题型,构建系统备考框架。
课件亮点在于“真题实战+易错突破+素养融合”策略,如整合2023全国乙卷、2024广东选择考等真题,运用“物质的量关系判断法”(CO₂与O₂比值)突破呼吸方式判断难点,培养学生物质与能量观(生命观念)和逻辑推理能力(科学思维)。特设“易错警示”(如无氧呼吸第二阶段不产ATP)和“实验变量分析”模块,助力学生掌握答题技巧,教师可据此精准开展针对性复习,提升备考效率。
内容正文:
第10讲 细胞呼吸的原理
【课标要求】
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.活动:探究酵母菌细胞呼吸的方式。
01
考点一 细胞呼吸的方式和过程
细胞呼吸
呼吸
呼吸:机体与环境之间O2和CO2交换的过程
呼吸 vs 呼吸作用(细胞呼吸)
有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成CO2或其他产物,释放能量并生成ATP的过程。
细胞呼吸是否都需要氧气呢?
1.概念: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.实质: 。
3.类型:依据是否需要氧气,细胞呼吸分为 。
4.意义:所有生物的生存,都离不开细胞呼吸释放的能量。
(1) 。
(2) 。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。
氧化分解
ATP
有氧呼吸和无氧呼吸
细胞内的有机物氧化分解,并释放能量
生物体代谢的枢纽
为生物体提供能量
细胞呼吸
1.有氧呼吸
(1)有氧呼吸过程图解。
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
少量能量
大量能量
外膜
内膜
嵴
基质
[易错提醒]葡萄糖只有在细胞质基质中被分解为丙酮酸后,丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。
葡萄糖的分解一定不发生在线粒体
[H]=NADH(还原型辅酶I)
1
2
3
4
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(2)有氧呼吸的总反应式:_________________________________________。
(3)与体外有机物燃烧相比,有氧呼吸具有的特点:
①反应过程:温和。
②能量释放:有机物中的能量__________释放。
③能量转化:释放的能量一部分储存在________中。
(4)有氧呼吸的概念:细胞在________的参与下,通过多种____________的催化作用,把_________等有机物_____________,产生二氧化碳和水,释放能量,生成____________的过程。
逐步
ATP
氧
酶
葡萄糖
彻底氧化分解
大量ATP
(分为三个阶段)
大部分以热能散失、少部分合成ATP
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①
②
③
⑤
Ⅲ
I
Ⅱ
④
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
H2O
CO2
Ⅲ
8
第一阶段
场所:
反应式:
第二阶段
场所:
反应式:
第三阶段
场所:
反应式:
总反应式:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
有氧呼吸过程
(1)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 。
(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)在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为 、 到 ;而NAD+相反。
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
氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)转化为还原型辅酶Ⅰ(NADH)
NAD+ + H+ + 2e- → NADH
[H]=NADH(还原型辅酶Ⅰ)
线粒体内膜
【知识拓展】电子传递和氧化磷酸化(有氧呼吸的第三阶段过程)
①NADH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。
②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。
③H+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。在一定范围内,线粒体内膜两侧的H+浓度差越大,ATP合成越多。
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1. 下图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程,下列有关叙述错误的是( )
A.物质①②依次是H2O和O2
B.图中所示过程在有光无光条件下都能进行
C.用18O标记葡萄糖,则产物水中会很快检测到18O
D.真核细胞中,物质②参与该反应过程的场所是线粒体内膜
C
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2. 呼吸链由蛋白复合体I、III、IV等组成,它可以传递e-并将NADH脱下的氢与氧气结合生成水。下图表示线粒体中进行的部分生理过程,下列叙述正确的是( )
A.丙酮酸从线粒体膜间隙进入线粒体基质需要ATP供能
B.线粒体内膜和外膜上均分布着大量与呼吸作用有关的酶
C.硝化细菌在生长、发育和繁殖过程中需要通过图示方式供能
D.蛋白复合体IV处发生的是有氧呼吸第三阶段,释放大量能量
D
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3. NAD+作为呼吸作用的重要底物,其过度消耗将会影响到线粒体氧化呼吸和ATP合成等细胞生物学功能。已知NAD+的合成场所是细胞质基质,通过线粒体膜需要借助特殊的转运蛋白TF―H。下列有关叙述正确的是( )
A.催化O2与NAD+反应的酶存在于线粒体内膜上
B.通常动物和植物无氧呼吸过程中会有NADH的积累
C.NAD+的水平下降后只有细胞的有氧呼吸速率会受到影响
D.TF―H缺失的细胞表现出耗氧量下降及ATP生成量减少
D
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2.无氧呼吸
(1)发生场所:全过程是在_____________中进行的。
(2)无氧呼吸的类型和过程。
细胞质基质
酒精+CO2
乳酸
[易错提醒] ①无氧呼吸产生的少量ATP只来自第一阶段,第二阶段不产生ATP;
②第一阶段产生的[H]用于第二阶段还原丙酮酸产生乳酸或酒精和CO2;
③葡萄糖中的能量大部分储存在乳酸或酒精中。
不产能
产能
思考:
不同生物无氧呼吸的产物不同,
直接原因是?
根本原因?
酶种类不同
控制合成相关酶的基因不同
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(3)能量转化。
①都只在第一阶段释放 量能量,生成 量ATP。
②葡萄糖分子中大部分能量存留在 中。
(4)无氧呼吸的总反应式。
①酒精发酵:__________________________________________________________。
②乳酸发酵:__________________________________________________________。
(5)无氧呼吸的概念: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。
[易错提醒] 细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量。
少
少
酒精或乳酸
有氧呼吸是彻底的氧化分解;无氧呼吸不彻底的氧化分解。
必修1 P94
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[教材命题点思考]
1.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?
2.无氧呼吸对生物体都有害吗?
(1)线粒体具有内、外两层膜,内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴,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。
不是所有的无氧呼吸都对生物体有害。有的生物只能进行无氧呼吸,通过无氧呼吸获得生命活动所需的能量。进行有氧呼吸的生物也可以进行短时间的无氧呼吸,但长时间进行无氧呼吸会对机体造成危害。
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3.1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放约2 870 kJ的能量,而1 mol葡萄糖分解成乳酸只释放约196.65 kJ的能量,其中只有约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彻底氧化分解释放能量的主要去向是什么?
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储存起来,葡萄糖彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。
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[情境命题点思考]
4.为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况,现以从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验(除步骤二中加入物质不同外,其他条件相同且适宜)。
组别 步骤一 步骤二 步骤三
1 加入线粒体 加入葡萄糖 加入溴麝香草酚蓝溶液,一段时间后观察溶液颜色的变化情况
2 加入线粒体 加入丙酮酸
(1)从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是什么?
(2)请预测两组实验的结果,并简述判断理由(实验结果中要写出具体的颜色变化)。
差速离心法。
第1组溶液为蓝色,第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄,第1组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用,所以无CO2生成,第2组丙酮酸可进入线粒体被利用,生成CO2。
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1.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析
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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= 。
(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精= 。
(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 。
(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 。
1∶6∶6
1∶2∶2
1∶3
3∶4
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3.判断细胞呼吸方式的三大依据(以葡萄糖为呼吸底物)
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D
考向1 细胞呼吸的方式和过程
1.(2025·佛山S6高质量发展联盟联考)下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述,正确的是( )
A.同一植物的不同细胞中不可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶
B.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量全都用于生成ATP
C.丙酮酸产生于细胞质基质,有无氧气都可以进入线粒体进行分解
D.细胞呼吸的中间产物可能会转化为丙氨酸等非必需氨基酸
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C
2.(2023·高考全国卷乙)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下,某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.在时间a之前,植物根细胞无CO2释放,只进行无氧呼吸产生乳酸
B.a~b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程
C.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
D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
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考向2 细胞呼吸方式的判断与计算
3.某同学在做“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验时,将完全相同的甲、乙、丙、丁四瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液(葡萄糖足够用),分别通入不同浓度的O2维持相同时间,测得实验结果见下表。下列分析正确的是( )
A.甲瓶中酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B.乙瓶中酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C.丙瓶中酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍
D.丁瓶中酵母菌只进行有氧呼吸,未进行无氧呼吸
D
分组 甲 乙 丙 丁
产生CO2的量/mol 9 12.5 15 30
产生酒精的量/mol 9 6.5 6 0
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A
4.马拉松运动员在从慢跑到极限冲刺的过程中,依次会经历有氧阶段、混氧阶段和无氧阶段。下图所示为人体运动强度和血液中乳酸含量与O2消耗速率的关系,下列相关叙述正确的是( )
A.若a强度下的运动属于马拉松运动员的
有氧阶段,此时体内也有无氧呼吸发生
B.冲刺阶段的供能方式是以碳水化合物和脂肪为底物,通过无氧呼吸供给的
C.只有大于c运动强度后,肌肉细胞O2的消耗量才会与CO2的产生量相等
D.若运动强度长时间超过c,大量乳酸可直接通过肾脏排出体外
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02
考点二 探究酵母菌细胞呼吸的方式
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。
1.基础实验
(1)实验原理。
变浑浊
溴麝香草酚蓝
灰绿色
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(2)实验步骤。
NaOH溶液
澄清的石灰水
澄清的石灰水
重铬酸钾
清除空气中的CO2
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变浑浊快
变浑浊慢
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C
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
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B
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。
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创设情境 长句特训
[事实概述类]
1.中耕是指作物生长期中,去除植株之间的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
能量
合成其他物质的原料
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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?
________________________________________________________________________________。
[原因分析类]
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_________________________________________________________________________。
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
细胞质基质和线粒体基质
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
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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亚甲蓝溶液(注:亚甲蓝氧化态为蓝色,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。然后在两试管中加水淹没子叶、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试管中子叶的蓝色变浅。请思考分析:
(1)B试管中子叶蓝色变浅的原因是
________________________________________________________________。
(2)A试管中子叶不变色的原因是______________________________________________,实验中设置A试管的目的是__________________。
B试管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使亚甲蓝还原
A试管中子叶细胞的酶失活,不进行细胞呼吸
形成对照
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D
高考真题体验
1.(2024·广东选择考)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
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C
2.(2024·江苏选择考)图中①~③表示一种细胞器的部分结构。下列相关叙述错误的是( )
A.该细胞器既产生ATP也消耗ATP
B.①②分布的蛋白质有所不同
C.有氧呼吸第一阶段发生在③
D.②③分别是消耗O2、产生CO2的场所
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D
3.(2021·广东选择考改编)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料酒精的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是( )
A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便检测酒精生成
B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色,表明酵母菌已产生了CO2
C.酵母菌若进行无氧呼吸,不需要酶催化
D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高酒精最大产量
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4.(2024·安徽选择考)细胞呼吸第一阶段包含一系列酶促反应,磷酸果糖激酶1(PFK1)是其中的一个关键酶。细胞中ATP减少时,ADP和AMP会增多。当ATP/AMP浓度比变化时,两者会与PFK1发生竞争性结合而改变酶活性,进而调节细胞呼吸速率,以保证细胞中能量的供求平衡。下列叙述正确的是( )
A.在细胞质基质中,PFK1催化葡萄糖直接分解为丙酮酸等
B.PFK1与ATP结合后,酶的空间结构发生改变而变性失活
C.ATP/AMP浓度比变化对PFK1活性的调节属于正反馈调节
D.运动时肌细胞中AMP与PFK1结合增多,细胞呼吸速率加快
D
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5.(2023·山东等级考)水淹时,玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足,使液泡膜上的H+转运减缓,引起细胞质基质内H+积累,无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径,延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是( )
A.正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质
B.检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成
C.转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足
D.转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
B
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Lavf56.40.101
Tencent APD MTS
2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+少量能量
24[H]+6O212H2O+大量能量
C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量
类型
酒精发酵
乳酸发酵
过程
第一
阶段
葡萄糖丙酮酸+[H]+少量能量
第二
阶段
丙酮酸____________
丙酮酸____
实例
大部分植物、酵母菌等
高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等
$
相关资源
示范课
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