第2单元 第11讲 细胞呼吸的方式和过程(教参Word版)-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮讲义（多选）

该高中生物学讲义聚焦细胞呼吸的类型、过程、方式判断及相关计算等高考核心考点，按“基础过程-比较应用-实验探究”逻辑架构知识体系，通过必备知识复盘梳理反应式与阶段特征，结合关键能力提升进行方法指导（如比较有氧与无氧呼吸场所、过程），辅以真题训练突破难点，体现复习教学的系统性和针对性。 资料融合科学思维与探究实践，如设计酵母菌呼吸方式实验装置，通过NaOH溶液吸收CO₂及液滴移动分析判断呼吸类型，培养科学探究能力。设置分层练习与真题研析，精准对接高考考向，助力学生高效构建知识网络，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供有力支撑。

第11讲　细胞呼吸的方式和过程 知识体系——定内容 核心素养——定能力 科学 思维 通过比较有氧呼吸和无氧呼吸场所、过程的不同，掌握分类比较的研究方法 科学 探究 通过实验设计与实验结果分析，探究有氧和无氧条件下酵母菌的呼吸方式 考点1　细胞呼吸的类型及过程 [必备知识·复盘] 1．有氧呼吸 (1)化学反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量。 (2)过程 2．无氧呼吸 (1)反应式 ①分解成酒精的反应式为：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 ②转化成乳酸的反应式为：C6H12O6 2C3H6O3＋少量能量。 (2)过程 第一阶段 葡萄糖2丙酮酸＋4[H]＋少量能量 第二 阶段 酒精 发酵 酒精 发酵 4[H]＋2丙酮酸2酒精＋2CO2 乳酸 4[H]＋2丙酮酸2乳酸 发酵 1．幼苗中的水可参与形成NADPH，也可参与形成NADH。(2024·贵州高考，1D)(√) 2．水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。(2024·江西高考，5C)(×) 3．供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇。(√) 1．(必修1 P94“相关信息”改编)人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸怎样被再度利用？ 答案：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。 2．(情景探究)马铃薯块茎储藏的过程中能产生ATP的具体细胞结构有哪些？马铃薯块茎储藏不当时能量去向与正常储藏时有何不同？ 答案：细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质。储藏不当时大量能量转移到乳酸中，少量以热能形式散失和储存在ATP中；正常储藏时能量大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过有氧呼吸和无氧呼吸过程考查理解能力和获取信息的能力　 1．图甲表示几种类型的细胞呼吸过程中的部分物质变化示意图，图乙表示温度对细胞呼吸速率的影响曲线。下列相关叙述正确的是(　　) A．图甲中①过程进行时，NADH在细胞质基质中产生，在线粒体基质和内膜处被消耗 B．人激烈运动时，肌细胞可进行①②④过程，其消耗的氧气量等于产生的二氧化碳量 C．某生物进行图甲的③④过程时，C6H12O6中的能量大多以热能的形式散失 D．图乙中BC段与细胞呼吸有关的酶的活性逐渐降低，B点对应的温度最适合保存果蔬 解析：：B　[图甲中①表示有氧呼吸，有氧呼吸过程中，NADH在细胞质基质和线粒体基质中产生，在线粒体内膜处被消耗，A错误；图甲中①表示有氧呼吸，②③表示无氧呼吸，其中②表示乳酸发酵，③表示酒精发酵，④表示ATP与ADP的转化，人体骨骼肌细胞处于剧烈运动状态下肌细胞可进行①②④过程，无氧呼吸不产生CO2，所以葡萄糖分解过程中消耗的O2量等于产生的CO2量，B正确；③表示酒精发酵，某生物进行图甲的③④过程时，葡萄糖中的能量大多储存在酒精中，C错误；B点对应的温度细胞呼吸速率最大，不利于保存果蔬，D错误。] 2．豌豆种子细胞呼吸时，底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中，其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示，下列有关种子萌发和发育说法错误的是(　　) A．12～24 h这段时间，种子主要的呼吸方式为无氧呼吸 B．在豌豆种子发育、有机物快速积累时期，应创设低温条件 C．可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活” D．b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质 解析：：B　[据题图可知，在12～24 h期间，O2吸收量很少，而CO2释放量很多，表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸，A正确；在豌豆种子发育过程中应创设适宜温度条件，B错误；根据题意可知，细胞呼吸的底物经脱氢酶催化所释放的氢，能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺，活细胞可以发生上述颜色反应，而死细胞不可以，C正确；脂肪氧化分解需要消耗更多的O2，b点后O2的吸收量大于CO2的释放量，说明氧化分解的底物包括糖类、脂肪等物质，D正确。] 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 ◆[提升点2]　通过细胞呼吸的应用考查获取信息能力　 3．有氧运动能锻炼心、肺功能，使心血管系统能更有效、快速地把氧传输到身体的每一个部位。研究运动强度与氧气消耗速率和血液中乳酸含量的关系，有助于帮助人们控制运动强度，合理进行身体锻炼。如图为相关研究结果，下列说法正确的是(　　) A．有氧呼吸时，葡萄糖所释放的能量大部分储存在 ATP 中 B．高强度运动下，肌肉细胞中二氧化碳的产生量大于氧气的消耗量 C．肌细胞进行无氧呼吸时，只有第一阶段生成少量ATP D．运动强度为 c 时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的 3 倍 解析：：C　[有氧呼吸时，葡萄糖所释放的能量大部分以热能散失，A错误；高强度运动下，肌肉细胞中二氧化碳的产生量等于氧气的消耗量，因为人体细胞无氧呼吸产生乳酸，不产生二氧化碳，B错误；肌细胞进行无氧呼吸时，只有第一阶段生成少量 ATP，第二阶段不产生能量，大部分能量储存在乳酸当中，C正确；题图表示的是氧气消耗速率相对值，血液中乳酸含量的相对值(而不是乳酸产生速率相对值)，所以无氧呼吸和有氧呼吸的速率无法比较，D错误。] 考点2　细胞呼吸方式的判断及相关计算 [必备知识·复盘] 1．细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 2．细胞呼吸反应式中各物质间物质的量的比例关系 (1)有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 (2)无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝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。 1．有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行。(2023·浙江高考，11B)(×) 2．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2的吸收也无CO2的释放。(√) 3．若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的少。(×) (情景探究)欲确认某植物种子的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示： (1)装置1中加入NaOH溶液的目的是_______________________________________ ________________________________________________________________________， 根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。 (2)装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用　__________________________________________　。 (3)实验结果分析 判定呼吸方式时，底物一般是葡萄糖。分析如下： 装置1 装置2 结果 着色液滴左移 着色液滴不动 　____________　 　____________　 着色液滴不动 着色液滴右移 　____________　 　____________　 着色液滴左移 着色液滴右移 　____________　 　____________　 着色液滴不动 着色液滴不动 　____________　 　____________　 (4)为了排除环境因素对实验结果的干扰，需要设置对照实验，该对照组的设置方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若装置1、2中的着色液滴均左移，则可能的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)吸收二氧化碳　(2)消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值　(3)只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸　只进行产生酒精的无氧呼吸　既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸　细胞已死亡或只进行产生乳酸的无氧呼吸　(4)在装置中装入煮熟的发芽种子，其他条件不变　(5)种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂肪 [关键能力·提升] ◆[提升点1]　通过细胞呼吸类型的判断，考查演绎与推理能力　 1．乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)是植物细胞中无氧呼吸的关键酶，其催化的代谢途径如图1所示。为探究Ca2＋对淹水处理的植物根细胞呼吸作用的影响，研究人员将辣椒幼苗均分为3组：甲组(未淹水)、乙组(淹水)和丙组(淹水＋Ca2＋)，在其他条件相同且适宜的条件下进行实验，结果如图2所示。下列叙述正确的是(　　) 图1 图2 A．图1中LDH和酶E分别在细胞质基质、线粒体基质中发挥作用 B．丙酮酸生成乳酸或乙醇时产生的ATP量相同，且均有NADH积累 C．淹水胁迫时，辣椒幼苗根细胞产生乙醇的速率大于产生乳酸的速率 D．淹水胁迫时，添加Ca2＋可减少酒精和乳酸积累，减缓对根细胞的伤害 解析：：C　[LDH、酶E均是无氧呼吸的酶，则分布在细胞质基质中，催化丙酮酸的还原，A错误；丙酮酸生成乳酸或酒精的过程是无氧呼吸第二阶段，该阶段不产生ATP，且NADH不积累，B错误；甲为对照组，是正常生长的幼苗，乙为实验组，为淹水条件，乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性升高，且ADH酶活性更高，据此可推测淹水条件下乳酸产生的速率小于乙醇产生速率(注意纵坐标)，C正确；据题图分析，丙组是实验组，ADH含量较高，LDH含量较低，说明水淹条件下，适当施用Ca2＋可减少根细胞厌氧呼吸产物乳酸和乙醛的积累，从而减轻其对根细胞的伤害，D错误。] ◆[提升点2]　通过细胞呼吸的相关计算，考查科学思维能力　 2．一瓶含有酵母菌的葡萄糖溶液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。下列叙述错误的是(　　) 氧浓度/% a b c d 产生CO2的量/mol 0.9 1.3 1.5 3.0 产生C2H5OH的量/mol 0.9 0.7 0.6 0 A.氧浓度为a时，只进行无氧呼吸 B．氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为0.6 mol C．氧浓度为c时，消耗的葡萄糖中有50%用于酒精发酵 D．氧浓度为d时，只进行有氧呼吸 解析：：C　[氧浓度为a时，产生的CO2的量和产生的C2H5OH的量相等，只进行无氧呼吸，A正确；氧浓度为b时，无氧呼吸产生C2H5OH的量为0.7 mol，产生CO2的量也为0.7 mol，则有氧呼吸产生CO2的量为1.3－0.7＝0.6(mol)，B正确；氧浓度为c时，无氧呼吸产生的C2H5OH量为0.6 mol，产生CO2的量也为0.6 mol，消耗的葡萄糖为0.3 mol，则有氧呼吸产生的CO2为1.5－0.6＝0.9(mol)，消耗的葡萄糖量为0.15 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖为有氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍，即消耗的葡萄糖中有2/3用于酒精发酵，C错误；氧浓度为d时，无酒精产生，说明酵母菌只进行有氧呼吸，D正确。] 3. 以葡萄糖为起始的糖酵解过程有两个阶段，第一阶段称为引发阶段也称为投资阶段，第二阶段称为产能阶段也称为获利阶段，如图是真核生物糖酵解过程示意图，下列相关叙述错误的是(　　) A．引发阶段发生的场所在细胞质基质，产能阶段发生的场所在线粒体基质 B．一分子葡萄糖经过糖酵解过程“净赚”2分子ATP C．产能阶段产生的NADH在有氧状态下可以将电子交给呼吸链进行传递而产生更多的ATP D．在无氧条件下丙酮酸不能进入线粒体基质进一步氧化分解 解析：：A　[葡萄糖分解指葡萄糖经氧化分解产生2分子丙酮酸的过程，该过程在细胞质基质进行，A错误；由题图可知，一分子葡萄糖在引发阶段消耗2分子ATP，在获利阶段产生4分子ATP，一分子葡萄糖经过葡萄糖分解过程“净赚”2分子ATP，B正确；产能阶段产生的NADH在有氧状态下可以将电子交给呼吸链进行传递，最终传递给了氧气，生成水，而产生更多的ATP，C正确；在无氧条件下丙酮酸在细胞质基质被还原为乳酸或酒精和二氧化碳，D正确。] [真题研析]——浸润素养 [例]　(2024·重庆高考)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] [关键信息点] ① 图示为丙酮酸进入三羧酸循环的途径 ② PC酶和PDH酶的活性决定丙酮酸的代谢产物 解析：：D　[由题图可知，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；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。] [真题品悟]——厚积素养 [考向1]　细胞呼吸的过程　 1．(2025·重庆卷)在T细胞凋亡和坏死过程中，ATP生成速率和氧气消耗速率如图1、2所示，下列说法错误的是(　　) 图1 图2 A．可根据氧气的消耗速率计算ATP生成的总量 B．有氧呼吸中氧气的消耗发生在线粒体的内膜 C．在t1时，凋亡组产生的乳酸比坏死组多 D．在t2时，凋亡组产生的CO2比坏死组多 解析：：A　[图2凋亡组的氧气消耗速率在t2、t3时显著高于坏死组，且图1中凋亡组ATP生成速率也更高，说明两者存在关联性。但T细胞是动物细胞，有氧呼吸产生水、二氧化碳、大量ATP，无氧呼吸产生乳酸和少量ATP，在无氧条件下，细胞无氧呼吸也可以产生ATP，因此只根据氧气的消耗速率无法计算ATP 生成的总量，A错误；有氧呼吸第三阶段消耗氧气，场所在线粒体内膜，B正确；在t1时，凋亡组和坏死组氧气消耗速率相等，凋亡组ATP生成速率大于坏死组， 因此凋亡组无氧呼吸产生的乳酸多，C正确；在t2时，凋亡组氧气消耗速率大于坏死组，因此凋亡组产生的CO2比坏死组多，D正确。] 2．(2025·贵州卷)R848分子可抑制X精子(含X染色体)中葡萄糖生成丙酮酸的过程和线粒体活性。哺乳动物育种时可用R848筛选精子类型控制雌雄比例。下列叙述错误的是(　　) A．R848能影响X精子的无氧呼吸 B．R848会导致X精子ATP生成量减少 C．R848不会影响有氧呼吸的O2消耗量 D．R848可通过改变X精子的运动能力达到筛选目的 解析：：C　[葡萄糖生成丙酮酸是糖酵解阶段，为无氧呼吸和有氧呼吸的共同过程。R848抑制此过程，直接影响无氧呼吸，A正确；糖酵解和线粒体活性被抑制，导致有氧呼吸和无氧呼吸的ATP生成均减少，B正确；线粒体活性被抑制会阻碍有氧呼吸第三阶段(电子传递链)，减少O2的消耗量，因此R848会影响O2消耗量，C错误；X精子因ATP生成减少导致运动能力下降，可通过此差异筛选精子类型，D正确。] [考向2]　细胞呼吸的类型　 3．(2025·福建卷)细胞呼吸产生的乳酸等物质的释放会引起胞外环境的酸化。为探究氧浓度对细胞呼吸的影响，科研人员将两组肿瘤细胞在不同氧浓度下短暂培养，在箭头所示的时间点更换新的无机盐缓冲液(不含葡萄糖)，并分别添加相应的成分，其中a为足量的葡萄糖，b和c为有氧呼吸某一阶段的抑制剂，检测细胞外的酸化速率，结果如图。下列叙述错误　的是(　　) A．试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂 B．低氧组细胞对足量葡萄糖引发的无氧呼吸更强烈 C．①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸 D．②时间段正常氧组细胞无氧呼吸消耗的葡萄糖多于低氧组 解析：：D　[细胞外酸化是由无氧呼吸产生的乳酸导致的。若试剂c是有氧呼吸第一阶段的抑制剂，则有氧呼吸被完全抑制，细胞只能进行无氧呼吸。此时低氧组和正常氧组的酸化速率(无氧呼吸强度)会趋于一致，与图中结果相符。若c抑制有氧呼吸第二或第三阶段，第一阶段产生的丙酮酸仍可进入无氧呼吸，正常氧组的酸化速率不会与低氧组完全一致。因此，试剂c只能是有氧呼吸第一阶段的抑制剂，A正确；细胞外酸化速率反映无氧呼吸产生乳酸的速率。添加足量葡萄糖(a)后，低氧组的酸化速率显著高于正常氧组，说明低氧组无氧呼吸更强烈，B正确；①时间段正常氧组的酸化速率不为 0，说明存在无氧呼吸；同时正常氧环境下，细胞也可进行有氧呼吸。因此，①时间段正常氧组细胞同时发生有氧呼吸和无氧呼吸，C正确；无氧呼吸的反应式为：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量，即消耗1mol葡萄糖产生2mol乳酸。酸化速率与乳酸产生速率正相关，因此酸化速率越高，消耗的葡萄糖越多。②时间段低氧组的酸化速率高于正常氧组，说明低氧组无氧呼吸消耗的葡萄糖更多，D错误。] 4．(2025·江苏卷)关于人体细胞和酵母细胞呼吸作用的比较分析，下列叙述正确的是(　　) A．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸的场所不同 B．有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与 C．呼吸作用都能产生[H]和ATP D．无氧呼吸的产物都有CO2 解析：：C　[葡萄糖分解为丙酮酸是细胞呼吸的第一阶段，发生在细胞质基质中，人体细胞和酵母菌的场所相同，A错误；有氧呼吸第二阶段是丙酮酸与水反应生成CO2和[H]，O2参与的是第三阶段(与[H]结合生成水)，B错误；人体细胞和酵母菌有氧呼吸各阶段均能产生ATP，第一、第二阶段能产生[H]，第三阶段利用[H]，无氧呼吸第一阶段产生少量[H]和ATP(后续被消耗)，因此两者呼吸作用均能产生[H]和ATP，C正确；人体细胞无氧呼吸产物为乳酸，不产生CO2；酵母菌无氧呼吸产物为CO2和酒精，D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $