第05讲 细胞呼吸（4大考点梳理）（知识清单）（上海专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学高考复习知识清单系统梳理了细胞呼吸专题，涵盖有氧呼吸、无氧呼吸、其他有机物氧化分解及探究酵母呼吸方式实验四大核心考点，通过知识脑图搭建专题框架，分阶段梳理过程、场所、产物等关键内容。 清单采用速记口诀、易错辨析表及实验步骤表格等设计，如有氧呼吸三阶段口诀强化记忆，有氧与无氧比较表培养科学思维，酵母呼吸实验步骤及结果分析渗透探究实践，标注核心知识与高频考点，助力学生构建物质与能量观，教师可据此优化复习策略，提升备考效率。

第05讲 细胞呼吸（知识清单） 目录导航 01知识脑图·核心脉络巧搭建——梳理专题框架，搭建知识体系 02考点梳理·必背知识全突破——深挖高频考点，总结速记易错 考点1 有氧呼吸产生大量ATP 考点2 无氧呼吸产生少量ATP 考点3 其他有机物也可被氧化分解 考点4 探究不同供氧环境下酵母的呼吸方式（实验） 知识脑图·核心脉络巧搭建 考点梳理·必背知识全突破 考点1 有氧呼吸产生大量ATP 必背知识梳理 1． 细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指细胞通过氧化分解有机物，将有机物中的能量转换成可供生命活动直接使用的ATP的过程。细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。 2． 有氧呼吸的定义与总反应式 大多数真核生物细胞呼吸过程有O₂的参与，称为有氧呼吸。最常用的反应物是葡萄糖。1 mol葡萄糖分子彻底氧化分解产生6 mol CO₂、6 mol H₂O和2 870 kJ左右的能量，其中有部分能量储存在ATP中，其余以热能形式释放。 总反应式：C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂ → 6CO₂ + 12H₂O + 能量 【核心知识】有氧呼吸的反应物是有机物和氧气，有机物中以糖类为主，但脂肪和蛋白质等有机物也可以在细胞内彻底氧化分解。葡萄糖不能直接进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸后，丙酮酸才能进入线粒体进一步分解。 3． 有氧呼吸的三个阶段 有氧呼吸过程示意图 阶段 场所 反应物 产物 能量变化 第一阶段（糖酵解） 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H]（NADH） 释放少量能量，形成少量ATP 第二阶段（三羧酸循环） 线粒体基质 丙酮酸、H₂O CO₂、[H]（NADH） 释放少量能量，形成少量ATP 第三阶段（电子传递链/氧化磷酸化） 线粒体内膜 [H]、O₂ H₂O 释放大量能量，形成大量ATP 4． 氧化磷酸化 三羧酸循环中，乙酰辅酶A与草酰乙酸（四碳化合物）结合形成柠檬酸（六碳化合物），在一系列酶的催化下，逐步氧化释放CO₂后仍生成草酰乙酸，可再与乙酰辅酶A结合进行下一轮循环。此过程直接产生少量ATP和一定量NADH。 电子传递链与ATP合成（氧化磷酸化） NADH携带的电子在线粒体内膜上的传递过程中，内膜上的蛋白质利用电子的能量，将线粒体基质中的H⁺泵入内外膜间隙，使内膜两侧H⁺浓度差增加。膜间隙的H⁺从ATP合酶处流回基质，驱动ATP合酶将ADP磷酸化形成ATP。此过程的能量来源于NADH的氧化，故称为氧化磷酸化。1分子葡萄糖经糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化彻底氧化分解约产生30个ATP。 5． 有氧呼吸中的物质与能量转换 物质转换：葡萄糖被彻底氧化分解为CO₂和H₂O。能量转换：葡萄糖分子中的化学能最终转化为大量ATP和热能。有氧呼吸释放的热能并非浪费，它对维持体温具有重要意义，尤其是对于恒温动物。 速记口诀突破 1． 有氧呼吸三阶段 口诀：一糖酵解细胞质，丙酮酸来[H]出；二线粒体基质中，CO₂生成少量能；三内膜上电子传，O₂变水大量能。 解释：有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，葡萄糖分解为丙酮酸和[H]；第二阶段在线粒体基质中进行，丙酮酸分解产生CO₂和[H]；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]与O₂结合生成水并产生大量ATP。 2． 氧化磷酸化 口诀：NADH携电子，内膜上传递；H⁺被泵出，浓度梯度成；ATP合酶转，ADP加Pi成ATP。 解释：电子传递过程中，NADH将电子传递给电子传递链，H⁺被泵到膜间隙形成浓度梯度；H⁺顺浓度梯度通过ATP合酶回流，驱动ATP合成。 3． 葡萄糖去向 口诀：葡萄不进线粒体，先在胞质变丙酮；丙酮入线粒体，彻底氧化产CO₂水。 解释：葡萄糖不能直接进入线粒体，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体进一步氧化分解。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质 有氧呼吸的反应物是有机物和氧气，有机物中以糖类为主，但脂肪和蛋白质等有机物也可以在细胞内彻底氧化分解。 真核细胞都进行有氧呼吸 哺乳动物成熟的红细胞没有线粒体，只进行无氧呼吸；蛔虫等寄生生物也主要进行无氧呼吸。 没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸 有些没有线粒体的细胞含有与有氧呼吸有关的酶，也可以进行有氧呼吸，如蓝细菌等原核生物。 有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解 葡萄糖不能在线粒体中彻底氧化分解，线粒体只能利用葡萄糖在细胞质基质中分解后的产物丙酮酸。 有氧呼吸三个阶段都产生大量ATP 有氧呼吸第一、二阶段产生少量ATP，第三阶段产生大量ATP。三个阶段都需要酶的催化。 考点2 无氧呼吸产生少量ATP 必背知识梳理 1． 无氧呼吸的概念与场所 无氧呼吸是指细胞在无氧或缺氧条件下，通过酶的催化作用，将葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，释放少量能量的过程。无氧呼吸的场所是细胞质基质。 2． 无氧呼吸的两个阶段 阶段 场所 反应 能量变化 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 → 2丙酮酸 + 4[H] + 少量能量 释放少量能量，形成少量ATP 第二阶段 细胞质基质 丙酮酸在不同酶的催化下，被[H]还原为乳酸或酒精和CO₂ 不释放能量，不形成ATP 乳酸发酵过程示意图 3． 无氧呼吸的类型及反应式 类型 生物/部位 反应式 实例 乳酸发酵 动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等 C₆H₁₂O₆ → 2C₃H₆O₃（乳酸）+ 少量能量 人体剧烈运动时肌肉细胞、酸奶制作 酒精发酵 大多数植物细胞、酵母菌等 C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 少量能量 酿酒、发面 4． 无氧呼吸的特点与意义 无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量。1分子葡萄糖经无氧呼吸分解为2分子乳酸，形成2个ATP。由于细胞中NAD⁺的含量不多，为了保障细胞呼吸第一阶段顺利进行以持续获得ATP，来自NADH中的氢会被乙醛或丙酮酸接收，使NADH重新转化为NAD⁺，实现循环利用。另外，丙酮酸不能运出细胞，如果持续积累，也会抑制细胞呼吸第一阶段的进行。 【核心知识】无氧呼吸并不是必须在绝对无氧的条件下进行。有氧但氧气浓度较低的条件下同样可以进行无氧呼吸。不同生物无氧呼吸产物不同的原因是催化反应的酶种类不同。人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，因此人体细胞产生CO₂只能通过有氧呼吸。 5． 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸 反应条件 需要氧气、酶和适宜温度 不需氧气，需要酶和适宜温度 场所 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 分解程度 葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底 产物 CO₂和H₂O 乳酸或酒精和CO₂ 能量释放 大量 少量 相同点 ①都需要酶；②第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同；③本质都是氧化分解有机物释放能量 6． 细胞呼吸的影响因素及其应用 因素 原理 应用 温度 主要影响酶活性 零上低温储藏水果、蔬菜；温室栽培中增大昼夜温差 O₂浓度 O₂是有氧呼吸所必需的，且对无氧呼吸有抑制作用 稻田定期排水；中耕松土；无氧发酵控制无氧环境 CO₂浓度 CO₂是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸 蔬菜、水果保鲜时增加CO₂浓度或充入N₂ 水 水是有氧呼吸的原料，自由水含量高时呼吸旺盛 粮食储藏要求干燥；干种子萌发前浸泡 温度对呼吸速率的影响 O₂浓度对细胞呼吸的影响 速记口诀突破 1． 无氧呼吸 口诀：无氧呼吸两阶段，都在胞质中进行；一阶产丙酮和[H]，二阶不产ATP。 解释：无氧呼吸全过程在细胞质基质中进行；第一阶段葡萄糖分解为丙酮酸和[H]，释放少量能量；第二阶段丙酮酸被还原为乳酸或酒精和CO₂，不释放能量。 2． 产物判断 口诀：动物乳酸植物酒，特殊情况要记住；玉米胚乳乳酸产，马铃薯块茎也乳酸。 解释：动物细胞和乳酸菌无氧呼吸产生乳酸；大多数植物细胞和酵母菌产生酒精和CO₂；但玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等产生乳酸。 3． 有氧无氧比较 口诀：有氧彻底产能多，无氧不彻底产少；第一阶段都相同，场所条件要记牢。 解释：有氧呼吸将葡萄糖彻底分解，产生大量能量；无氧呼吸分解不彻底，产生少量能量；二者第一阶段完全相同，都在细胞质基质中进行。 4． 影响因素应用 口诀：低温低氧高CO₂，干燥少水来储藏；松土排水通空气，促进有氧防烂根。 解释：储存粮食、果蔬时可通过降低温度、氧气浓度，提高CO₂浓度、减少水分来降低呼吸速率；栽培作物时要适时松土排水，保证根部氧气供应。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供 人在剧烈运动时，机体细胞仍主要通过有氧呼吸获得能量；无氧呼吸过程中葡萄糖分解为乳酸可产生少量能量，仅用于弥补机体能量供应不足。乳酸不会再分解供能。 无氧呼吸不需要O₂的参与，该过程最终有[H]的积累 无氧呼吸不需要O₂参与，只有第一阶段有少量[H]生成，且[H]在第二阶段被利用，因此没有[H]的积累。 所有植物细胞无氧呼吸的产物都是酒精和CO₂ 不是所有植物细胞无氧呼吸都产生酒精和CO₂。玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎等植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。 无氧呼吸第二阶段也产生ATP 无氧呼吸只有第一阶段释放能量、产生少量ATP；第二阶段不释放能量，不产生ATP。 人体细胞产生CO₂可通过无氧呼吸 人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，不产生CO₂；人体细胞产生CO₂只能通过有氧呼吸。 无线粒体的细胞只能进行无氧呼吸 无线粒体的细胞不一定只能进行无氧呼吸。如蓝细菌等原核生物虽无线粒体，但含有有氧呼吸相关酶，能进行有氧呼吸。 考点3 其他有机物也可被氧化分解 必背知识梳理 1． 脂肪的氧化分解 脂肪在酶的作用下可被水解为甘油和脂肪酸。其中，甘油可转变成丙酮酸进入糖的氧化分解途径；脂肪酸在酶的作用下逐步氧化分解形成乙酰辅酶A，并进入三羧酸循环被彻底氧化。因此，脂肪酸的彻底氧化分解需要在有氧条件下进行。脂肪中H含量高、O含量低，等质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量约为糖类的两倍多。 2． 蛋白质的氧化分解 蛋白质需要水解成氨基酸才能被氧化分解。当体内糖类供应不足时，氨基酸也可作为能源物质。在酶的作用下，氨基酸脱去氨基，剩下的碳链可进入到细胞有氧呼吸的各环节中，氧化分解放出能量；脱下的氨基则被转化成尿素等含氮废物排出体外。 3． 三大有机物的氧化分解关系 多糖、蛋白质和脂肪的氧化分解示意图 有机物 消化产物 进入细胞呼吸的途径 特点 糖类 葡萄糖等单糖 经糖酵解→丙酮酸→三羧酸循环→电子传递链 主要能源物质，氧化分解较易 脂肪 甘油和脂肪酸 甘油→丙酮酸；脂肪酸→乙酰辅酶A→三羧酸循环 储能效率高，需有氧条件 蛋白质 氨基酸 脱氨基后碳链进入有氧呼吸各环节 通常不作为主要能源，脱下的氨基形成含氮废物 速记口诀突破 1． 脂肪氧化 口诀：脂肪水解甘油酸，甘油丙酮酸中转；脂肪酸变乙酰A，三羧循环彻底完。 解释：脂肪水解为甘油和脂肪酸；甘油转化为丙酮酸进入糖代谢；脂肪酸转化为乙酰辅酶A进入三羧酸循环。 2． 蛋白质氧化 口诀：蛋白水解成氨基酸，脱去氨基碳链进；含氮废物尿素排，能量释放供生命。 解释：蛋白质水解为氨基酸后氧化分解；脱氨基后碳链进入呼吸代谢；氨基转化为尿素排出体外。 3． 三大能源物质 口诀：糖类主要能源快，脂肪储能效率高；蛋白通常不作为，糖缺才用氨基酸。 解释：糖类是主要能源物质；脂肪是良好储能物质；蛋白质一般不作为能源，只有在糖类供应不足时才大量分解供能。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 脂肪只能在无氧条件下氧化分解 脂肪酸的彻底氧化分解需要在有氧条件下进行，生成乙酰辅酶A后进入三羧酸循环。 蛋白质可以直接氧化分解供能 蛋白质需要先水解成氨基酸，再脱去氨基后，剩下的碳链才能进入有氧呼吸各环节氧化分解。 三大营养物质氧化分解的终产物相同 糖类和脂肪氧化分解的终产物都是CO₂和H₂O；蛋白质氧化分解还会产生含氮废物（如尿素）。 脂肪氧化分解产生的能量与糖类相同 等质量的脂肪彻底氧化分解释放的能量约为糖类的两倍多，因为脂肪中H含量高、O含量低。 考点4 探究不同供氧环境下酵母的呼吸方式（实验） 必背知识梳理 1． 实验原理 酵母是兼性厌氧微生物，在有氧条件下进行有氧呼吸，将葡萄糖彻底氧化分解产生CO₂和H₂O，并释放大量能量；在无氧条件下进行无氧呼吸（酒精发酵），将葡萄糖分解为酒精和CO₂，并释放少量能量。通过比较单位时间内产生的CO₂和酒精量，可以判断不同供氧条件下酵母呼吸分解有机分子的效率。 2． 实验材料与器具 经5%葡萄糖液活化培养的酵母液200 mL，石蜡油，NaOH溶液，两个收集瓶，采气球胆，CO₂传感器，酒精检测仪，水浴锅等。 3． 实验步骤 步骤 操作 说明 分组 取经活化培养的酵母液200 mL，平均分装于A、B两个收集瓶 保证两组初始条件相同 处理 A瓶中加少量石蜡油形成油膜（创造无氧环境），B瓶不作处理（有氧环境） 石蜡油隔绝空气，创造无氧条件 连接 分别在A、B瓶排气嘴处接一个采气球胆 用于收集产生的气体 培养 50 ℃水浴孵育10 min；期间缓慢向B瓶菌液中输入经NaOH过滤的空气200 mL，A瓶不作处理 NaOH过滤空气可吸收空气中的CO₂，避免干扰 检测 用CO₂传感器分别测定A、B瓶中CO₂浓度，用酒精检测仪测量酒精含量 比较两组CO₂和酒精产生量 4． 预期结果与分析 检测指标 A瓶（无氧） B瓶（有氧） 结论 CO₂浓度 较少 较多 有氧呼吸产生CO₂较多 酒精含量 较多 很少或没有 无氧呼吸产生酒精 分解程度 不彻底 彻底 有氧条件下有机物分解更彻底 【核心知识】酵母在分解葡萄糖、释放CO₂的过程中获得了能量，这些能量一部分储存在ATP中，一部分以热能形式散失。B瓶（有氧）产生CO₂多、无酒精；A瓶（无氧）产生CO₂少、有酒精。 5． 实验注意事项 本实验的关键是控制好有氧和无氧条件。A瓶加石蜡油形成油膜可有效隔绝空气，创造无氧环境；B瓶通入经NaOH过滤的空气，既保证氧气供应，又避免空气中CO₂对实验结果的干扰。50 ℃水浴有利于酵母代谢，但要注意温度过高会杀死酵母。 速记口诀突破 1． 酵母呼吸特点 口诀：酵母兼性厌氧菌，有氧无氧都能行；有氧产气多无酒，无氧产酒气少生。 解释：酵母是兼性厌氧微生物；有氧呼吸产生大量CO₂和水，不产生酒精；无氧呼吸产生少量CO₂和酒精。 2． 实验设计 口诀：分组对照是关键，有氧无氧要分开；石蜡油来隔空气，NaOH除CO₂不干扰。 解释：实验设置有氧组和无氧组进行对照；石蜡油创造无氧环境；通入的空气经NaOH处理以去除CO₂。 3． 结果判断 口诀：B瓶有氧CO₂多，A瓶无氧酒精多；有氧分解更彻底，无氧只是补能量。 解释：有氧组（B）CO₂产生量多、无酒精；无氧组（A）酒精产生量多、CO₂少；有氧呼吸分解更彻底。 易错易混辨析 易错点 正确辨析 B瓶不通入空气也能进行有氧呼吸 B瓶需要通入经NaOH过滤的空气以保证氧气供应，使酵母进行有氧呼吸。 A瓶加石蜡油后完全没有氧气 石蜡油主要是隔绝空气，减少氧气进入，创造相对无氧环境，但不能保证绝对无氧。 NaOH过滤空气是为了给酵母提供营养 NaOH过滤空气是为了吸收空气中的CO₂，避免其干扰实验结果，不是为了提供营养。 酵母无氧呼吸不产生CO₂ 酵母无氧呼吸的产物是乙醇（酒精）和CO₂，1分子葡萄糖分解产生2分子酒精和2分子CO₂。 实验中两组的温度可以不同 实验要遵循单一变量原则，除氧气条件外，温度、酵母液量、葡萄糖浓度等其他条件都应保持相同。 / 学科网（北京）股份有限公司 $