第二单元 第9课时 细胞呼吸的方式和过程（学生用书Word）-【高考领航】2026年高考生物大一轮复习学案

第9课时　细胞呼吸的方式和过程 　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　有氧呼吸 1．细胞呼吸 细胞呼吸是指有机物在________内经过一系列的氧化分解，生成____________或其他产物，释放能量并生成________的过程。其实质是________内的有机物氧化分解，并释放能量。 2．有氧呼吸 (1)概念：细胞在____的参与下，通过多种________的催化作用，把葡萄糖等有机物______________，产生______________，释放能量，生成____________的过程。 (2)过程 　(1)(必修1 P93相关信息)细胞呼吸过程中产生的[H]是____________________的简化表示方法。 (2)(必修1 P96思维训练)就线粒体的起源，科学家提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。结合真核细胞有氧呼吸的场所，可以判断需氧细菌有氧呼吸的场所是___________________________。 (3)有氧呼吸的总反应式 ____________________________________(标出氧元素的来源和去路)。 (4)同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有的不同特点 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：释放的能量有相当一部分储存在________中。 (5)放能：1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ的能量，可使977.28 kJ左右的能量储存在________中，其余的能量则________________________。 教材细节诊断 1．有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程。(　　) 2．细胞内生成的NAD＋参与葡萄糖转化成丙酮酸的反应。(　　) 3．小白鼠吸入18O2后，尿中的水可能含18O，呼出的CO2也可能含18O。(　　) 4．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。(　　) 　下图表示人体内葡萄糖的部分代谢过程，思考回答： (1)①过程的方式是_______________________________________。 (2)③⑥过程的存在能说明__________________________________。 (3)③过程产生的氨基酸属于人体的某些____________氨基酸。 (4)人体成熟红细胞能进行图中的________过程。 　为验证酵母菌细胞中线粒体对相关物质的利用情况，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。 组别 步骤一 步骤二 步骤三 实验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 实验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常用的实验方法是______________。 (2)实验1和实验2的结果分别是________________________，判断的理由是______________________________________________。 1．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是(　　) A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程 C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成 2．(2025·河北衡水调研)人体棕色脂肪细胞(BAT)和骨骼肌细胞(SMC)都含有大量线粒体，BAT线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋白UCP，可与ATP合酶竞争性的将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质，同时将脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能(如图所示)，其活性受ATP/ADP的比值变化影响。下列说法正确的是(　　) A.BAT和SMC都富含线粒体，产生大量ATP B．UCP蛋白的活性越高，ATP/ADP的比值越大 C．寒冷条件下，UCP蛋白对H＋的通透性大于ATP合酶 D．脂肪在脂肪细胞中以脂滴存在，脂滴膜最可能由磷脂双分子层构成　　 　电子传递与[H]在线粒体内膜上的氧化 电子传递和氧化磷酸化(有氧呼吸第三阶段) (1)[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和H＋结合，生成了H2O。 (2)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。 (3)H＋沿着线粒体内膜上ATP合酶内部的通道流回线粒体基质，推动了ATP的合成(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)。 1．(2025·湖南长郡检测)如图所示为真核细胞有氧呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程，其中膜间隙比线粒体基质的H＋浓度高。下列有关说法不正确的是(　　) A.NADH可在线粒体基质和细胞质基质中产生 B．H＋跨越线粒体内膜进入线粒体基质时需要消耗能量 C．ATP合酶既具有催化作用，又可作为离子通道 D．有氧呼吸产生的ATP主要来自此过程 2．(2025·湖南株洲联考)如图所示，动物线粒体内膜上的NADH分解产生的电子，可通过线粒体内膜上的蛋白质传递给O2并生成水，电子传递过程会驱动H＋的逆浓度运输。下列说法正确的是(　　) A．图中的NADH在细胞质基质和线粒体基质中合成，其中的氢最终全部来自葡萄糖 B．缺氧时，NADH会在细胞质基质大量积累 C．缺氧时不能合成ATP，原因是线粒体内膜两侧不能形成H＋浓度差 D．缺氧时，会抑制丙酮酸进入线粒体内膜 　　　考点二　无氧呼吸 1．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____________，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。 (2)场所：全过程都是在____________中进行的。 (3)过程 (4)反应式 ①产物为酒精：C6H12O6________________________________。 ②产物为乳酸：C6H12O6________________________________。 (5)能量 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。 (6)不同生物或器官的无氧呼吸产物 2．有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸反应物) (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________。 3．判断细胞呼吸方式的三大依据 教材细节诊断 1．没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸。(　　) 2．同有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少。(　　) 3．人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。(　　) 4．无氧呼吸不需要O2参与，最终有[H]的积累。(　　) 5．细胞呼吸是生物体代谢的枢纽。(　　) 　1.某同学做了如下实验：取A、B两支试管。在A管中加入煮熟的蚕豆子叶，B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液(注：甲烯蓝氧化态为蓝色，接受氢后为无色)，一段时间后倒出溶液，两管中的子叶都呈蓝色，然后，两管分别加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量石蜡油，37 ℃保温一段时间后，发现A管中的子叶不变色，B管中的子叶蓝色变浅。请思考分析： (1)B管中子叶蓝色变浅的原因是_____________________________________。 (2)A管子叶不变色的原因是________________________________________，实验中设置A管的目的是________________________________。 2．某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。据图思考回答： (1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间细胞呼吸的主要方式和产物分别是__________、________________。据此分析豆科植物种子掩埋过深导致腐烂的原因是______________________________。 (2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会减少，主要原因是________________________________________。 考向1　无氧呼吸的过程 1．(2025·广东惠州联考)金鱼能在严重缺氧的环境中生存若干天，肌细胞和其他组织细胞中无氧呼吸的产物不同。如图表示金鱼缺氧状态下，细胞中部分代谢途径，下列相关叙述正确的是(　　) A．过程②需要O2的参与，产生的“物质X”是丙酮酸 B．过程①②③⑤均有能量释放，大部分用于合成ATP C．过程③⑤无氧呼吸产物不同，其根本原因是细胞中基因的种类不同 D．在肌细胞中将乳酸转化成酒精并排出有利于防止乳酸中毒 考向2　有氧呼吸和无氧呼吸的相关辨析 2．(2025·内蒙古自治区高考适应性测试)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生长必需的能量 D．生物界中，途径一仅发生在具有线粒体的细胞中 3．(2025·山东菏泽模拟)图1、图2分别表示不同作物种子萌发的过程中CO2释放量和O2吸收量的变化趋势，下列说法正确的是(　　) 图1 图2 A.图1中12时，无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸消耗葡萄糖的2倍 B．图1种子萌发过程中的12～30 h之间，细胞呼吸的产物只有CO2和H2O C．图2中Q点时，该种子O2吸收量和CO2释放量相等，此时进行有氧呼吸和无氧呼吸 D．图2中P点对应的O2浓度最适合储存该种子，因为此时无氧呼吸强度最低 　　　　 角度1　考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程 1．[链接必修1 P93图5－9(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Δsqr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Δsqr的有氧呼吸减弱 C．有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快 D．无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP 2．[链接必修1 P93图5－9(2024·重庆卷)]肿瘤所处环境中的细胞毒性T细胞存在题图所示代谢过程。其中，PC酶和PDH酶控制着丙酮酸产生不同的代谢产物，进入有氧呼吸三羧酸循环。增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，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。下列叙述正确的是(　　) A．图中三羧酸循环的代谢反应直接需要氧 B．图中草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体内膜 C．肿瘤细胞无氧呼吸会增强细胞毒性T细胞的杀伤能力 D．葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H] 3．[链接必修1 P93正文(2024·山东卷)]心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是(　　) A．细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B．转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C．该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D．被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 角度2　考查有氧呼吸和无氧呼吸的综合分析 4．(2024·山东卷，改编)种皮会限制O2进入种子。豌豆干种子吸水萌发实验中子叶耗氧量、乙醇脱氢酶活性与被氧化的NADH的关系如图所示。已知无氧呼吸中，乙醇脱氢酶催化生成乙醇，与此同时NADH被氧化。下列说法错误的是(　　) A．p点为种皮被突破的时间点 B．Ⅱ阶段种子内O2浓度降低限制了有氧呼吸 C．Ⅲ阶段种子无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐增加 D．q处种子无氧呼吸比有氧呼吸分解的葡萄糖多 请完成限时规范训练(九) 第9课时　细胞呼吸的方式和过程 考点一 知识精细梳理 细胞　二氧化碳　ATP　细胞　氧　酶　彻底氧化分解　二氧化碳和水　大量ATP　 细胞质基质　线粒体基质　丙酮酸＋H2OCO2＋[H]　线粒体内膜　[H]＋O2H2O　 大量能量 细节拾遗　(1)还原型辅酶Ⅰ(NADH)　 (2)细胞质和细胞膜 　逐步　 ATP　ATP　以热能的形式散失掉了 教材细节诊断 1．×　2.√　3.√　4.× 重难情境探究 教材情境开发 　(1)主动运输或协助扩散　(2)细胞呼吸是生物体代谢的枢纽　(3)非必需　(4)①②⑤ 创新情境进阶 　(1)差速离心法　(2)蓝色、由蓝变绿再变黄　实验1中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用，所以无CO2生成，实验2中丙酮酸可以进入线粒体被利用，生成CO2 命题考向突破 1．C　线粒体中丙酮酸分解成CO2和[H]的过程不需要O2的直接参与，C错误。 2．C　根据以上分析可知，人体棕色脂肪细胞(BAT)富含线粒体，但是其内膜上通道蛋白UCP的存在会使得脂肪分解释放的能量几乎全部转化为热能，因此不可能产生大量的ATP，A错误；ATP合酶将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质，同时合成ATP，而UCP蛋白可与ATP合酶竞争膜间隙的H＋，导致ATP合成减少，因此，UCP蛋白的活性越高，ATP/ADP的比值越小，B错误；寒冷条件下，需要增多产热，UCP蛋白对H＋的通透性大于ATP合酶，产热增加，C正确；脂肪在脂肪细胞中以脂滴存在，脂滴膜最可能由磷脂单分子层构成，且磷脂脂溶性尾部与脂肪侧相近，D错误。 高考拓展*　电子传递与[H]在线粒体内膜上的氧化 对点演练 1．B　根据题干信息可知，H＋从膜间隙跨越线粒体内膜进入线粒体基质是顺浓度梯度运输，运输过程不需要消耗能量，B错误。 2．D　根据有氧呼吸的过程可知，图中的NADH在细胞质基质和线粒体基质中合成，其中的氢来自葡萄糖和水，A错误；若细胞缺氧，则图示过程将不能发生，NADH在细胞质基质中参与无氧呼吸，不会积累，B错误；若细胞缺氧，则图示过程将不能发生，但无氧呼吸也会产生ATP，C错误；从图可以看出，丙酮酸进入线粒体内膜属于主动运输，需要H＋顺浓度运输驱动，缺氧时，H＋无法逆浓度排出线粒体内膜，线粒体内膜两侧不能形成H＋浓度差，故缺氧时会抑制丙酮酸进入线粒体内膜，D正确。 考点二 知识精细梳理 不完全分解　细胞质基质　乳酸　酒精＋CO2　2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量　2C3H6O3(乳酸)＋少量能量　第一阶段　酒精或乳酸　酶　基因　1∶6∶6　1∶2∶2　1∶3　有氧呼吸　乳酸　乳酸　脂质类　无氧呼吸 教材细节诊断 1．×　2.×　3.√　4.×　5.√ 重难情境探究 创新情境进阶 1．(1)B管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原　(2)A管中子叶细胞的酶失活，无呼吸作用　作对照实验 2．(1)无氧呼吸　酒精和二氧化碳　掩埋过深时氧气供应不足，种子进行无氧呼吸产生的酒精积累过多，对细胞有毒害作用，导致腐烂　(2)种子不进行光合作用制造有机物，但进行细胞呼吸消耗有机物，使有机物的总量下降 命题考向突破 1．D　②为细胞呼吸第一阶段，不需要O2参与，“物质X”是丙酮酸，A错误；过程①②均有能量释放，少部分用于合成ATP，过程③⑤是无氧呼吸第二阶段，不产生ATP，B错误；过程③⑤无氧呼吸产物不同，其根本原因是基因的选择性表达，C错误；由图可知乳酸在肌细胞中转化为酒精并通过鳃血管排出，能防止乳酸积累导致的乳酸中毒，D正确。 2．C　途径二为无氧呼吸，无氧呼吸中的能量大部分储存在乙醇中，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生长必需的能量，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。 3．C　图1中12时，CO2的释放量为75 μL·h-1，O2的吸收量为25 μL·h-1，说明此时有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，有氧呼吸过程中O2的吸收量＝CO2的释放量，故有氧呼吸CO2的释放量为25 μL·h-1且消耗葡萄糖与CO2的释放量之比为1∶6，无氧呼吸CO2的释放量为50 μL·h-1且消耗葡萄糖与CO2的释放量之比为1∶2，故无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸消耗葡萄糖的6倍，A错误；图1种子萌发过程中的12～30 h之间，CO2的释放量>O2的吸收量，说明种子同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸的产物是水和CO2，无氧呼吸的产物是酒精和CO2，B错误；图2中Q点后O2的吸收量大于CO2释放量，说明消耗的有机物不全是糖类，在只有有氧呼吸的时候，该器官吸收O2的量应该大于释放O2的量，因此Q点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量虽然相等，但此时进行有氧呼吸和无氧呼吸，C正确；图2中P点对应的O2浓度最适合储存该种子，因为此时CO2的总释放量最低，总呼吸强度最弱，而非无氧呼吸强度最低，D错误。 真题感悟·考教衔接 1．D　无氧呼吸的场所是细胞质基质，无氧条件下，WT与Δsqr都在细胞质基质中进行无氧呼吸，WT不会比Δsqr产生更多的ATP，D错误。 2．D　由图可知，图中三羧酸循环的代谢反应无直接需氧环节，A错误；草酰乙酸和乙酰辅酶A均产生于线粒体基质，B错误；由题意可知，若环境中存在乳酸，PC酶的活性会被抑制，而增加PC酶的活性会增加琥珀酸的释放，琥珀酸与受体结合可增强细胞毒性T细胞的杀伤能力，肿瘤细胞无氧呼吸会增加细胞中乳酸含量，从而抑制PC酶活性，减弱细胞毒性T细胞的杀伤能力，C错误；葡萄糖有氧呼吸的所有代谢反应中至少有5步会生成[H]，分别是有氧呼吸第一阶段及图中的4步，D正确。 3．C　该巨噬细胞清除死亡细胞后，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸速率减慢，产生CO2的速率减小，C错误。 4．C　结合题图可知，Ⅲ阶段乙醇脱氢酶活性下降，无氧呼吸合成乙醇的速率逐渐减小，C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $