2026届高三生物一轮复习课件细胞呼吸的原理和应用

细胞呼吸的原理和过程 素养目标 古人有云：一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来。 在广西，荔枝是重要的水果产业。果农采用“冷链+低氧”的方式延长荔枝保鲜期。将荔枝置于低温且低氧的环境中，能显著减缓其变质速度。 广西公文包，喝时甜甜的。 广西的米酒酿造历史悠久。在米酒发酵过程中，酵母菌发挥着关键作用。那么，在这个过程中酵母菌究竟在“做什么”，才使得普通的原料变成了香醇的米酒呢？ 核心概念：细胞呼吸的定义与类型 细胞呼吸的本质与分类 细胞呼吸的本质 细胞呼吸的本质是有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳、水或其他产物，同时释放能量的过程。例如葡萄糖在细胞内逐步氧化，将化学能释放出来。 有氧呼吸与无氧呼吸的核心区别 有氧呼吸是主要的呼吸方式，需要氧气参与，能将有机物彻底氧化分解，释放大量能量；无氧呼吸是在缺氧条件下的应急方式，有机物分解不彻底，释放能量较少。如酵母菌在有氧时进行有氧呼吸大量繁殖，无氧时进行无氧呼吸产生酒精。 ATP生成的关键作用 细胞呼吸的关键目标之一是生成ATP，为细胞的各种生命活动提供直接能源。无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，最终都有ATP的产生，以满足细胞代谢的能量需求。 练习1：概念辨析（2025桂林模拟题） 判断“细胞呼吸一定产生CO₂” 该说法错误。在细胞呼吸的乳酸发酵过程中，如人体剧烈运动时肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，并不产生CO₂。 01 02 判断“葡萄糖是唯一呼吸底物” 该说法错误。除了葡萄糖，脂肪、蛋白质等有机物也可以作为细胞呼吸的底物。例如，在长期饥饿时，人体会分解脂肪来提供能量。 小结1：核心概念的重点与易错点 01 细胞呼吸的本质是“分解有机物，释放能量”，这是细胞获取能量的重要方式，维持着细胞的正常生命活动。 02 细胞呼吸的产物具有多样性，CO₂并非是细胞呼吸的必需产物，如乳酸发酵就不产生CO₂。 03 细胞呼吸的底物并非只有葡萄糖，脂肪、蛋白质等也能参与细胞呼吸，为细胞提供能量。 重点内容 易错点1 - 产物多样性 易错点2 - 底物非唯一 有氧呼吸：能量“大工厂”的运作 PART THREE 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 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。 2．场所：线粒体(主要)、细胞质基质。 3．过程 细胞质基质 葡萄糖 2丙酮酸+4[H] 少量 线粒体基质 2丙酮酸+6H2O 6CO2+20[H] 少量 线粒体内膜 大量 4．有氧呼吸的总反应式(标出氧元素的来源与去路) ___________________________________ 5．能量的转化与特点 (1)转化 (2)特点：在温和的条件下进行，能量_____释放， 释放的能量有相当一部分储存在ATP中。 热能 ATP 逐步 教材深挖 1.(必修1 P92图5-8)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上与功能相适应的特点是____________________________________________  　　　　　　　　　 　　　　　　。 2.(必修1 P93相关信息)细胞呼吸中的[H]是　 　　　　　　,是由 　　　　　 　　　　转化生成的。在有氧呼吸中,这一过程发生在 　　　　　 　阶段。 3.(必修1 P93思考·讨论)葡萄糖氧化分解释放的能量大约有1/3的能量转移到ATP中,大部分以热能的形式散失。对于恒温动物来说,该热能可用于　　　　　　　　。 ①线粒体具有内、外两层膜,内膜向内折叠形成嵴,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。 还原型辅酶Ⅰ(NADH) 氧化型辅酶Ⅰ(NAD+) 第一和第二 体温的维持 小结2：有氧呼吸的核心与难点 有氧呼吸的重点在于第三阶段是能量释放的关键，该阶段释放的能量占总能量的90%，是细胞获取能量的主要途径。 重点总结 难点一是[H]的作用，它在有氧呼吸过程中传递电子与质子，参与能量的转化；难点二是线粒体内膜结构，其折叠形成的嵴增大了膜面积，有利于高效产生ATP。 难点剖析 学生应重点理解第三阶段的重要性，深入剖析[H]的作用机制和线粒体内膜结构与功能的关系，以更好地掌握有氧呼吸的核心知识。 学习建议 无氧呼吸：缺氧时的“应急方案” PART FOUR 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：细胞质基质。 3．过程 少量能量 2C2H5OH(酒精)＋2CO2 2C3H6O3(乳酸) 4.无氧呼吸的总反应式及其对应生物 (1)总反应式 ①无氧呼吸的乳酸途径反应式：_____________________________。 ②无氧呼吸的酒精途径反应式：____________________________________。 (2)对应生物 乳酸菌 动物 酵母菌 植物 5．无氧呼吸过程中的能量转化 ATP 热能 酒精或乳酸 两种类型对比（酒精vs乳酸发酵） 在广西，荔枝园遭遇淹水时，荔枝根细胞会进行酒精发酵。这是因为在缺氧环境下， 细胞无法进行正常的有氧呼吸，丙酮酸会在相关酶的作用下分解产生酒精和二氧化碳。 酒精发酵案例 01 当人进行剧烈运动时，如短跑冲刺，肌细胞会因氧气供应不足而进行乳酸发酵。此时，丙酮酸会转化为乳酸，以满足短时间内的能量需求。 乳酸发酵案例 02 03 无氧呼吸释放能量少是因为有机物没有被彻底分解，部分能量仍然储存在酒精或乳酸等产物中，没有完全释放出来。 能量释放少的原因 小结3：无氧呼吸的“利与弊” 无氧呼吸的重点在于它能在缺氧的紧急情况下为细胞提供少量能量，维持细胞的基本生命活动，如荔枝根细胞淹水、人体肌细胞剧烈运动时。但这种供能方式效率较低，产生的ATP数量远少于有氧呼吸。 重点：应急供能 1 无氧呼吸的难点之一是产物积累会产生毒性。例如，酒精发酵产生的酒精会对细胞造成毒害，导致荔枝根细胞烂根；乳酸发酵产生的乳酸在体内积累过多会使人肌肉酸痛。 难点：产物毒性 2 不同生物进行无氧呼吸的类型存在差异，有的生物进行酒精发酵，如植物的根细胞在缺氧时；有的生物进行乳酸发酵，如动物的肌细胞。了解这些差异有助于理解生物在不同环境下的生存策略。 难点：生物类型差异 3 特别提醒 1．有氧呼吸的底物主要是葡萄糖，但脂肪、蛋白质等也可作底物进行细胞呼吸。 底物是葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2量才等于产生的CO2量。当脂肪作为底物时，因为含C、H比例比较高，单位质量的耗氧量多，吸收的O2量大于产生的CO2量。 2．真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。 3．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。 4．人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。 应用实践：广西农业中的呼吸调控 PART SIX 荔枝保鲜与稻田管理的科学 荔枝采用“冷链+低氧”保鲜，低温环境能抑制细胞呼吸相关酶的活性，降低呼吸速率，减少有机物的消耗。低氧环境可抑制有氧呼吸，同时避免无氧呼吸产生酒精对果实造成伤害，从而延长荔枝保鲜期。 荔枝“冷链+低氧”保鲜原理 稻田若长期淹水，水稻根细胞会因缺氧进行无氧呼吸产生酒精，酒精积累会导致根细胞腐烂。定期排水能保证根系有充足的氧气进行有氧呼吸，维持根系的正常生理功能。 稻田定期排水的意义 2025年广西推广增施Ca²⁺肥的农业技术，在雨季时，Ca²⁺能调节细胞内的生理活动，减轻因淹水导致的无氧呼吸产生的酒精和乳酸对作物根系的伤害，保护作物根系健康。 2025年广西农业技术推广案例——Ca²⁺肥减轻淹水伤害 1．原核细胞(如醋酸菌)没有线粒体，不能进行有氧呼吸。真核细胞(如酵母菌)有 线粒体，不能进行无氧呼吸。( ) 2．ATP是驱动细胞生命活动的直接能源物质，而线粒体是动物细胞中合成ATP 的唯一场所。( ) 3．乳酸菌在细胞质基质中消耗氧气，酵母菌和大肠杆菌在线粒体内分解丙酮酸 产生CO2。( ) 4．葡萄糖分解为丙酮酸在有氧和无氧条件下均可进行。( ) × √ × × 5．有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜中与氧结合生成水，无氧呼吸产生的[H]留在细 胞质基质中，不参与第二阶段反应。( ) × 6．有氧呼吸三个阶段均合成ATP，无氧呼吸仅在第一阶段合成ATP。( ) 7．酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量葡萄糖时，有氧呼吸释放的能量更多。( ) 8．将酵母菌研磨离心后，分别向仅含细胞质基质和细胞器的试管中加入丙酮酸后， 均可产生CO2和水。( ) 9．选用透气性好的“创可贴”包扎伤口有利于组织细胞的有氧呼吸。( ) 10．要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞进行有氧呼吸。( ) 11．慢跑可有利于人体细胞进行有氧呼吸，而剧烈运动时，骨骼肌细胞可通过无氧 呼吸方式供给能量。( ) 12．甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，二者消耗了等量的葡萄糖， 则它们产生的CO2的量之比约为3∶1。( ) √ √ × × √ √ √ 13．在低温的环境中保存蔬菜水果能够有效降低有机物的消耗，因此可将蔬果置于零 下低温环境保存。( ) 14．制作酸奶应保持适当通气，以利于乳酸菌的繁殖。( ) 15．葡萄糖分解为丙酮酸既可以在叶肉细胞中进行，也可以在根细胞中进行。( ) 16．线粒体内膜向内折叠形成嵴增大内膜面积，此种结构有利于有氧呼吸进行。( ) √ √ × × 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 项目 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 葡萄糖等有机物彻底氧化分解,生成CO2和H2O 葡萄糖等有机物分解不彻底,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 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 细胞质基质和线粒体 乳酸 少量 本课小结 有氧呼吸的总反应式和各个阶段的反应式 无氧呼吸的类型和各个阶段的反应式 作业： 1、课时作业365页，第四课时 2、预习影响细胞呼吸的因素 经典考题训练 　围绕细胞呼吸过程，考查物质与能量观 [例1]　(2023·全国乙卷， 3)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 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 Lavf58.20.100 $