2026届高三一轮复习生物：细胞的能量供应和利用 细胞呼吸课件

第5讲 细胞的能量供应和利用 5.3 细胞呼吸 考点二 细胞呼吸的方式及过程 知识点1 有氧呼吸 1.场所：线粒体（主要场所）、细胞质基质 2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点： （1）线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积（2）线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 知识点1 有氧呼吸 3.过程图解 任务一：基于下图，写出有氧呼吸各阶段的场所、物质变化（反应式）、产能情况 知识点1 有氧呼吸 3.过程图解 有氧呼吸指细胞在氧的参与下，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，同时生成大量ATP的过程。 场所：线粒体内膜 第一阶段： C6H12O6 2CH3COCOOH +4 [H] （少量） + 能量 （少量） 酶 2CH3COCOOH +6 H2O 酶 6CO2 + 20[H] （大量） + 能量 （少量） 24[H] + 6O2 12H2O + 能量 （大量） 酶 第二阶段： 第三阶段： 场所：细胞质基质 场所：线粒体基质 （丙酮酸） （丙酮酸） 总反应式 C6H12O6+6H2O+ 6O2 6CO2+ 12H2O +能量 酶 （1）[H]是指 。 （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 和 ，生成物水中的氧来自 。 NADH(还原 型辅酶Ⅰ) 知识点1 有氧呼吸 3.过程图解 第二 第三 第三 第二 葡萄糖 水 氧气 （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。 （5）产生的能量的用途： ， 知识点1 有氧呼吸 3.过程图解 第三 第一、二 能量 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 少部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失。 热能 葡萄糖 CO2+H2O 能量 ADP＋Pi ATP 用于各项生命活动 2870kJ 约40％ （体温的来源） 1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol的能量，其中一部分以热能形式散失(约60%)； 另一部分转移到ATP中(977.28kJ/mol，约40%)储存，约形成32个ATP。 知识点1 有氧呼吸 3.过程图解 知识点1 有氧呼吸 【教材隐性知识】 1.“源于必修1 P93思考讨论”与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？ 提示：区别：有氧呼吸过程温和有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中。意义：可使有机物中的能量逐步转移到ATP中，保证能量得到最充分的利用；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。 有氧呼吸能量利用特点：释放能量多、转化效率高、能量逐级释放 知识点1 有氧呼吸 【易错提示】关于有氧呼吸的7点提示（1）反应式中的 ，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。（2）反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。（3）反应式中间 ，要 。（4）反应条件 。（5）不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。（6）脂肪进行有氧呼吸时，消耗的O2＞产生的CO2原因： ，如油菜种子（7） ，葡萄糖要先在细胞质基质中分解为丙酮酸才能在线粒体中进一步的彻底氧化分解 能量不能写成ATP 不能用等号 用箭头 “酶”不能省去 脂肪与葡萄糖相比，含H的比例更高，消耗的氧气更多 线粒体不能直接分解葡萄糖 拓展：通过呼吸熵判断细胞呼吸的呼吸底物类型 组织细胞在一定时间内，释放的CO2与吸收的O2的体积之比或物质的量之比叫作呼吸熵（简称RQ）。 RQ= 释放的CO2 吸收的O2 >1 =1 <1 知识点1 有氧呼吸 呼吸底物为比糖类含氧多的物质，如局部氧化的有机酸 呼吸底物为糖类并且完全氧化分解 呼吸底物为富含氢的物质，如脂质或蛋白质 例1．呼吸熵(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。如图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸熵的关系。以下叙述中，正确的是(　　) A.呼吸熵越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化 √ 电子传递链亦称呼吸链，指呼吸代谢中间产物的电子（e-）和质子（H+），沿着一系列有顺序的电子传递体组成的传递途径，传递到分子氧的总过程。 知识点1 有氧呼吸 拓展：有氧呼吸第三阶段 【变式训练】体育运动大体可以分为有氧运动和无氧运动。有氧运动过程中骨骼肌主要靠有氧呼吸供能，如慢跑。无氧运动过程中骨骼肌除进行有氧呼吸外，还会进行无氧呼吸，如短跑等。如图为有氧呼吸的某个阶段的示意图。回答下列问题。 【变式训练】 (1)图示过程是有氧呼吸的第________阶段。人在短跑时，产生CO2的具体部位是_____________，产生[H]的具体部位是_____________________，有氧呼吸过程中的能量变化是_______________________________________________。而人在慢跑时，消耗的O2在细胞呼吸中的用途是___________________。 三 线粒体基质 细胞质基质、线粒体基质 有机物中的化学能转化为ATP中的化学能和热能 和[H]结合形成水 (2)据图可知，H＋沿着线粒体内膜上的ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质，推动某物质(A)合成ATP，则A为________。有的减肥药物能够增加线粒体内膜对H＋的通透性，使得H＋回渗到线粒体基质，推动ATP合成酶生成的ATP量减少，该药物能够加快体内有机物的消耗，但会严重危害健康，具体危害是_______________________________________________(写出一点即可)。 【变式训练】 ADP、Pi 导致细胞供能不足和体温过高 (3)有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化产生的，从能量的角度分析，与无氧呼吸相比，有氧呼吸能够_____________________________________________，其在进化地位上更为高等。(4)为判断不同运动强度(高运动强度、中运动强度、低运动强度)下细胞呼吸的方式，设计了相关实验，大体实验思路如下：让同一个体分别在三种不同运动强度(高、中、低)下运动相同一段时间后，测定相关指标数据。测定的指标为__________________________________________________________。 【变式训练】 更充分地将有机物中的能量释放出来供细胞使用 不同运动强度下的O2消耗速率和血浆中乳酸含量 知识点2 无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解） 1.无氧呼吸过程 C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量（少量） 酶 ①产生酒精 实例：酵母菌、大多数高等植物 实例：①人和动物细胞③乳酸菌、②某些植物的特殊器官马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚 ②产生乳酸 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少量） 酶 葡萄糖无氧呼吸都只在 释放少量的能量，其中一部分储存在 ，一部分以热能形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在 中。 第一阶段 酒精或乳酸 ATP 问题2: 为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？(提示信息：已知细胞中的NAD＋的含量不多，丙酮酸不能运出细胞) 知识点2 无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解） ①第二阶段为第一阶段提供原料（NAD＋）； ②NAD＋含量减少，导致丙酮酸积累在细胞质基质，抑制第一阶段的进行。 知识点2 无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解） 2.不同生物无氧呼吸产物类型及原因 知识点2 无氧呼吸（有机物的不彻底氧化分解） 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 ATP的过程。 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？ 没有氧气 不完全 少量 少量 TCA循环 （三羧酸循环） 源于必修1 P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 知识点3 细胞呼吸的意义 知识点3 细胞呼吸的意义 1.为生物体提供能量 2.生物体代谢的枢纽 【易错辨析】1.细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ的简化表示方法。(必修1 P93相关信息)(　　)2.无氧呼吸只在第一阶段释放少量的能量，生成少量的ATP。(必修1 P94正文)(　　)3.人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。(必修1 P94相关信息)(　　)4.细胞呼吸是生物体代谢的枢纽，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。(必修1 P94正文)(　　) √ √ √ √ 例1．线粒体中的[H]与氧气结合的过程需要细胞色素c的参与。细胞接受凋亡信号后，线粒体中的细胞色素c可转移到细胞质基质中，并与Apaf1蛋白结合引起细胞凋亡。下列说法错误的是(　　)A.细胞色素c位于线粒体的内膜B.细胞色素c功能丧失的细胞将无法合成ATPC.有氧呼吸过程产生[H]的场所为细胞质基质和线粒体基质D.若细胞中Apaf1蛋白功能丧失，细胞色素c将不会引起该细胞凋亡 √ 【变式训练】1.下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是 (　　) A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18OB．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质D．条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失 √ 【变式训练】2.下列有关细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的叙述中，正确的是(　　)A．无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能形式散失B．剧烈运动时，人体产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质C．进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体D．无氧呼吸过程中有[H]积累，有氧呼吸过程中没有[H]积累 √ 【思维建模】细胞呼吸的3点注意(1)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。(2)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。(3)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。 知识点4 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 区别 场所 细胞质基质和线粒体 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，生成乳酸或酒精和CO2 能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放少量能量，产生少量ATP 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 知识点5 细胞呼吸类型的判断方式 　 　C6H12O6+6O2 + 6 H2O 6CO2+ 12H2O +能量 酶 有氧呼吸 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 无氧呼吸 ①消耗O2或产物中有H2O： 一定存在有氧呼吸 ③无二氧化碳释放： ②产物中有酒精或乳酸： 一定存在无氧呼吸 一定为产乳酸的无氧呼吸或死亡 根据反应物和产物来判断 1 知识点5 细胞呼吸类型的判断方式 →只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸或有氧呼吸+乳酸发酵。 ①不消耗O2，释放CO2 →只进行产酒精的无氧呼吸。 ②不消耗O2，不释放CO2 →只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。 ③CO2释放量= O2吸收量 ④ CO2释放量>O2吸收量 →既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。 ⑤ CO2释放量<O2消耗量 →可能存在脂质的氧化分解。 ⑥酒精产生量=CO2释放量 →只进行产酒精的无氧呼吸。 ⑦酒精的产生量<CO2释放量 →既有进行有氧呼吸，又进行产酒精的无氧呼吸。 ⑧无CO2释放 →只进行产乳酸的无氧呼吸。 O2吸收量与CO2释放量，酒精和CO2释放量 2 知识点5 细胞呼吸类型的判断方式 (1)有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 (2)无氧呼吸：C6H12O6∶C2H5OH∶CO2＝1∶2∶2 或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。 (3)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量： 无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。 (4)消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗氧气的物质的量与有氧呼吸和 无氧呼吸产生CO2的物质的量之和的比为3∶4。 细胞呼吸反应式中各物质间物质的量的比例关系 3 知识点5 细胞呼吸类型的判断方式 考向1　围绕细胞呼吸类型的判断，考查演绎与推理能力 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 C 知识点5 细胞呼吸类型的判断方式 (2021·重庆卷，21)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如题图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题： 知识点5 细胞呼吸类型的判断方式 (1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)呼吸异常，代谢物X是____________。 (2)过程⑤中酶B的名称为____________，使用它的原因是________________________________ ________________________。 有氧 乳酸(C3H6O3) 过氧化氢酶 催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢 对细胞的毒害 (3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是_______________________________ ________________________________________________________________________________。 避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH，是机体进行正常生命活动的条件 $