2027届高三生物一轮复习课件第10讲 细胞呼吸的原理和应用

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞呼吸的原理和应用”核心考点，覆盖有氧呼吸与无氧呼吸的过程、影响因素及实验探究，对接高考评价体系，通过近三年全国卷及地方卷真题分析，明确“过程场所”“物质能量转化”“实验设计”等高频考点权重，归纳选择、填空等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境化训练+科学思维建模”，如以2026山东卷呼吸熵计算、2025黑吉辽蒙卷过程图分析为例，运用“三依据法”突破细胞呼吸方式判断，培养科学思维与生命观念。特设“易错警示”（如线粒体不分解葡萄糖），帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，助力高效备考。

第10讲 细胞呼吸的原理和应用 >>>2027届生物学一轮复习 情境分析 科学家发现肿瘤在有氧条件下仍采用无氧糖酵解的方式获取能量,这种反常的能量代谢方式被称为肿瘤的“瓦博格效应”。如图为癌细胞的细胞呼吸过程示意图,其无氧糖酵解可以迅速释放能量,将产生的乳酸排到细胞外,使机体误以为肿瘤处缺氧,促进形成新生血管,从而使更多葡萄糖运输至肿瘤部位来满足其快速增殖的需求。 1.“瓦博格效应”可能与肿瘤细胞内什么细胞器的功能障碍有关? 2.肿瘤细胞有氧条件能产生ATP的场所是?主要场所是? 3.细胞呼吸、有氧呼吸和无氧呼吸的概念分别是什么? 线粒体 线粒体、细胞质基质; 细胞质基质 考点1 细胞呼吸的方式和过程 一、对细胞呼吸概念的理解 1.概念:是指有机物在细胞内经过一系列的 ,生成二氧化碳或其他产物,释放能量并生成 的过程。(课本P94) 2.实质: 。 3.类型:依据是否需要氧气,细胞呼吸分为 。 有氧呼吸概念:指细胞在 的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物,产生,释放能量,生成的过程。(课本P93) 无氧呼吸概念:在 参与的情况下,葡萄糖等有机物经过,释放能量的过程,就是无氧呼吸。(课本P94) 4.意义: 氧化分解 ATP 有氧呼吸和无氧呼吸 分解有机物,释放能量 大量ATP 氧 二氧化碳和水 没有氧气 彻底氧化分解 不完全分解 少量 为生物体提供能量;生物代谢的枢纽。(阅读课本P94小字) 考点1 细胞呼吸的方式和过程 二、有氧呼吸 1.三个阶段的场所及需氧情况 考点1 细胞呼吸的方式和过程 二、有氧呼吸 2.解读[H] NADH与NAD+是细胞中的一对氧化还原对。NAD+主导分解代谢,从营养物质的分解中获得H+和电子变成NADH。NADH携带电子和H+,可将电子运往线粒体呼吸链,驱动生成ATP,同时氧化变成NAD+。两者相互转化保证了有氧呼吸的持续稳定运行。 [H] = NADH = 还原型辅酶 NAD+ = 氧化型辅酶 辅酶不是酶,没有催化作用 3.有氧呼吸的过程 考点1 细胞呼吸的方式和过程 细胞质基质 少量能量 线粒体内膜 C6H12O6 酶 2C3H4O3+4[H]+少量能量 线粒体基质 2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2+20[H]+少量能量 少量能量 24[H]+6O2 酶 12H2O+大量能量 大量能量 大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP 大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP 大部分以热能形式散失,少部分用于合成ATP 回顾线粒体结构 糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化(拓展了解) 4.有氧呼吸总反应方程式与各元素的来源和去路 考点1 细胞呼吸的方式和过程 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 (1)有氧呼吸生成物水中的氧全部来,场所是。 (2)水在第阶段参加反应,生成CO2。CO2中的氧来于。 O2 线粒体内膜 二 葡萄糖和水 5.能量特点(与有机物体外燃烧相比) ①过程温和 ②逐级释放能量 ③有用于ATP的合成 即时训练 1.高考真题节选: (1) (2026全国卷)叶肉细胞有氧呼吸过程中,能量释放的部位有 。 (2) (2026安徽卷)有关真核生物细胞呼吸的叙述: ①有氧呼吸的中间产物NADH主要形成于线粒体基质 。 ( ) ②有氧呼吸第一阶段葡萄糖中的化学能大部分储存在产物丙酮酸中。 ( ) 2.辅酶是对酶的活性发挥起辅助作用的一大类因子的总称,与酶能够较为松散地结合,在酶催化反应中承担传递电子、原子或基团的功能,被视为酶的第二底物。下列关于真核生物中氧化型辅酶I(NAD+)的叙述,正确的是( ) A.反应前后,辅酶和酶的化学组成及结构都不发生变化 B.哺乳动物成熟红细胞中的NAD+存在于线粒体中 C.细胞质基质和线粒体基质中的NAD+均可以接受电子 D.有氧呼吸的第三阶段,NAD+与氧气反应释放大量能量 细胞质基质、 线粒体基质、线粒体内膜 √ √ C 即时训练 3.科学家在研究某种能够快速连续奔跑的羚羊时,发现其腿部肌肉细胞的线粒体在形态和功能上发生了适应性变化。电子显微镜下观察到,这些线粒体的内膜向内折叠形成的嵴,其数量和密度远超普通动物细胞。请你根据这一情境及所学的线粒体知识,分析以下哪项推断最合理( ) A.丰富的嵴增大了线粒体内膜的面积,有利于葡萄糖快速进入线粒体进行彻底氧化分解 B.线粒体为有氧呼吸的主要场所,线粒体中发生的反应均不消耗ATP C.该结构特点有利于附着更多与有氧呼吸第三阶段有关的酶,促进氧气利用,产生更多ATP D.线粒体通过形成丰富的嵴,将化学能直接转化为动能,为羚羊肌肉的快速收缩供能 C 可能是线粒体膜上没有葡萄糖载体或线粒体内没有分解葡萄糖需要的酶 ATP中活跃的化学能 如蛋白质的合成耗能 即时训练 A.若完全抑制复合体 的活性,则来自琥珀酸的电子将无法继续传递,线粒体耗氧会立即停止 B.大肠杆菌和酵母菌细胞中的电子传递链均在线粒体内膜上 C.图中同时具有转运H+和传递电子功能的复合体有I、 、 、 D.耗氧量相同时,AOX途径比正常需氧呼吸产生的ATP量更少 4.如图为线粒体内膜电子传递链示意图。电子传递释放的能量用于建立膜两侧H+浓度差(电化学势能)。在氧化酶AOX参与下,电子可不经复合体 和 直接传递给O2生成H2O,此途径称为AOX途径。已知复合体I、 、 兼具传递电子和泵出H+的功能,ATP合成酶可利用H+梯度驱动ATP合成。下列叙述正确的是( ) D 通过AOX途径 原核生物无线粒体 不运输H+ AOX途径少了 、 泵出H+ 考点1 细胞呼吸的方式和过程 三、无氧呼吸 1.两个阶段的场所及产能情况 【教材P94】 无氧呼吸的全过程,可以概括地分为两个阶段,这两个阶段需要不同酶的催化,但都是在细胞质基质中进行的。 第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是,丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者转化为乳酸。无论分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸,无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。 考点1 细胞呼吸的方式和过程 产酒精无氧呼吸 (酵母菌、多数植物细胞) 产乳酸的无氧呼吸 (动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌) 2.无氧呼吸的过程 C6H12O6 酶 2C3H4O3+4[H]+少量能量 第一阶段: 2C3H6O3(乳酸) + 4 [H] 2C3H4O3 2CO2 + 2C2H5OH(酒精) 酶1 酶2 第二阶段: 考点1 细胞呼吸的方式和过程 3.无氧呼吸的总反应式 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 4.无氧呼吸中葡萄糖的能量去向 乳酸或酒精中的化学能(大部分) ATP中活跃的化学能 热能 葡萄糖中的化学能 5.只进行无氧呼吸的生物或细胞 乳酸菌、破伤风杆菌、蛔虫、哺乳动物成熟红细胞等 1.(2026广东高考)鲫鱼骨骼肌细胞缺氧时,葡萄糖在细胞质基质分解产生的丙酮酸在线粒体内转化为乙醛和CO2,乙醛进入细胞质基质转化为乙醇,最终经鳃排出。上述过程与人体细胞无氧呼吸相比,两者( ) A.第一阶段反应都相同 B.反应的场所都相同 C.最终产物都相同 D.催化反应的酶都相同 2. 可立氏循环是指剧烈运动中,当肌肉细胞有氧呼吸NADH的产生速率超过其消耗速率时,丙酮酸在乳酸脱氢酶的作用下转变为乳酸,同时使NAD+再生,生成的乳酸通过葡萄糖异生途径转变为葡萄糖。下列叙述正确的是( ) A.可立氏循环发生在线粒体中,其反应物可以是葡萄糖 B.细胞呼吸产生的NADH只能在线粒体内膜上被消耗 C.NADH既能提供能量,又能作为还原剂 D.可里氏循环通过提供ATP从而为肌肉细胞直接供能 A C 即时训练 细胞质基质 无氧呼吸第二阶段也消耗 丙酮酸转化为乳酸不生成ATP 3.宰后新鲜羊肉组织细胞仍会进行短暂的细胞呼吸,过程中产生的活性氧(ROS)过量积累会损伤线粒体。下列叙述正确的是( ) A.宰后缺氧时,细胞无氧呼吸的产物CO2和酒精会影响肉质品质 B.宰后缺氧时,羊肉组织细胞的有氧呼吸第一、二阶段受阻,第三阶段不受影响 C.无氧呼吸时,丙酮酸中的能量大部分转移到有机物中,只有小部分生成ATP D.ROS可通过攻击蛋白质、DNA、脂质等造成线粒体功能失常 即时训练 D 考察无氧呼吸时先思考该细胞无氧呼吸是否会产生CO2 4.如图为北极鲫鱼在缺氧条件下的细胞呼吸机制,其中过程 在肌肉细胞中进行,过程I在其他细胞中进行,①②表示反应阶段。下列叙述错误的是( ) A.①②过程都发生在细胞质基质中,物质X为丙酮酸 B.①过程产生的NADH不参与②过程的反应,会逐渐积累 C.肌肉细胞中在产生酒精的同时也会产生CO2 D.图示两过程连续进行可有效避免乳酸在体内积累,有利于维持内环境稳态 即时训练 B 考点2 有氧呼吸和无氧呼吸的联系 一、细胞呼吸过程图分析 丙酮酸 CO2 O2 [H] 丙酮酸 CO2 酒精+CO2 O2 1.(2025黑吉辽蒙高考)下图为植物细胞呼吸的部分反应过程示意图,图中NADH可储存能量,①、②和③表示不同反应阶段。下列叙述正确的是( ) A.①②发生在细胞质基质,③发生在线粒体 B.③中NADH通过一系列的化学反应参与了水的形成 C.无氧条件下,③不能进行,①和②能正常进行 D.无氧条件下,①产生的NADH中的部分能量转移到ATP中 即时训练 B 考点2 有氧呼吸和无氧呼吸的联系 二、细胞呼吸反应式中各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物) (1)有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2= 。 (2)无氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精= ;或 葡萄糖∶乳酸=。 (3)产生等量CO2时:有氧呼吸消耗的葡萄糖量:无氧呼吸消耗的葡萄糖量= 。 1∶6∶6 1∶2∶2 1∶2 1∶3 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 考点2 有氧呼吸和无氧呼吸的联系 三、细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 依据一 一定存在有氧呼吸 一定存在有氧呼吸 一定存在无氧呼吸 一定为产生乳酸的无氧呼吸 考点2 有氧呼吸和无氧呼吸的联系 三、细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 只进行在有氧呼吸(或同时伴随产生乳酸的无氧呼吸) 两类呼吸并存,差值为无氧呼吸的量 可能存在脂质类氧化分解 依据二 (如脂肪H多O少,耗O多) 无氧呼吸 有氧呼吸或两类呼吸并存 依据三 考点2 有氧呼吸和无氧呼吸的联系 三、细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 1.(2026山东高考)在充入了适量空气的恒温密闭发酵罐中,酵母菌以充足的葡萄糖为原料进行呼吸作用,随着时间的延长,呼吸作用中O2的消耗速率与CO2的产生速率比如图所示。下列说法正确的是( ) A.从a到b时,有氧呼吸速率不变 B.从b到d时,无氧呼吸速率下降 C.c时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等 D.d时以后,无氧呼吸速率始终不变 即时训练 C 1.呼吸熵(RQ)是指细胞在同一时间内呼吸作用产生的二氧化碳量和消耗的氧气量的比值,下列叙述正确的是( ) A.奥运赛场上高强度比赛项目中,运动员肌细胞RQ值小于1 B.随着氧气浓度增大,酵母菌RQ值会逐渐减小至1/2 C.若某细胞RQ值为7/6,则其需氧呼吸消耗的葡萄糖占2/3 D.若测定并计算出某细胞RQ值为3/4,则该测定结果有误中 C =1,人无氧呼吸不产生二氧化碳 减少至1,只进行有氧呼吸 小于1,可能以脂肪为呼吸底物 只进行有氧,但不知速率 增大 只进行无氧,废物积累 考点3 细胞呼吸的影响因素及应用 细胞呼吸 的影响因素 内部因素 遗传特性 生长发育时期 器官类型 旱生植物<水生植物; 阴生植物<阳生植物 幼苗期>成熟期 生殖器官>营养器官 C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量 酶 温度 O2浓度 CO2浓度 含水量 外部因素 考点3 细胞呼吸的影响因素及应用 一、温度对细胞呼吸的影响 1.影响(如图):细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响而影响细胞呼吸速率。 2.应用: (1)储存水果、蔬菜时应选取(填“高温”、“零上低温”或“零下低温”)。 (2)大棚栽培在夜间和阴天适当降温来降低呼吸作用减少有机物的消耗。 (3)温水和面发得快。 酶的活性 零上低温 考点3 细胞呼吸的影响因素及应用 二、O2浓度对细胞呼吸的影响 1.影响(如图):O2是有氧呼吸所必需的,O2对无氧呼吸过程有作用。 (1)O2浓度=0时,只进行。 (2)0<O2浓度<10%时,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 (3)O2浓度≥10%时,只进行。 (4)O2浓度=时,有机物消耗最少。 无氧呼吸 有氧呼吸 5% 2.应用 (1)中耕松土促进植物根部有氧呼吸。 (2)低氧储存粮食、水果和蔬菜。 (3)选用透气的消毒纱布包扎伤口。 (5)提倡慢跑,防止肌细胞无氧呼吸产生。 (6)稻田定期排水,防止中毒,烂根死亡。 乳酸 酒精 抑制 防止无氧呼吸的破伤风芽孢杆菌繁殖。 考点3 细胞呼吸的影响因素及应用 三、CO2浓度对细胞呼吸的影响 1.影响: CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。 抑制 2.应用: 在蔬菜和水果保鲜中,适当增加CO2浓度。 考点3 细胞呼吸的影响因素及应用 四、含水量对细胞呼吸的影响 1.影响: 一定范围内,细胞中自由水含量越多,代谢越,细胞呼吸越强。 旺盛 2.应用 (1)粮食储存前要进行晒干处理。 (2)水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。 1.(2026云南高考)下猕猴桃鲜果储藏条件如下表: 下列说法错误的是( ) A.高湿度可减少果实水分蒸发以利于果实保鲜 B.低温抑制酶活性来降低果实细胞的呼吸速率 C.O2含量低可抑制猕猴桃细胞有氧呼吸第三阶段 D.有氧呼吸消耗水的量大于产生量需要人工补水 即时训练 D 2.(练习册P54)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖,下列说法错误的是( ) A.甲曲线表示O2吸收量 B.O2浓度为b时,该器官不进行无氧呼吸 C.O2浓度由0到b的过程中,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加 D.O2浓度为a时较适合保存该器官,该O2浓度下细胞呼吸强度较小,消耗葡萄糖较慢 即时训练 A 3.(练习册P54)果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应,逐渐褐变。密封条件下4 冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是( ) A.常温下,梨的含水量大,细胞呼吸较为旺盛,不耐贮藏 B.密封后,梨的呼吸作用导致O2减少,CO2增多,利于保鲜 C.冷藏时,梨细胞内自由水比例增大,导致各种代谢减缓 D.低温会抑制梨果肉中酚氧化酶的活性,可减缓果肉褐变 即时训练 C 考点4 细胞呼吸的相关实验 1.实验材料 酵母菌 代谢类型: 呼吸方式: 异养兼性厌氧型 有氧呼吸和无氧呼吸 一、探究酵母菌的呼吸方式(课本P90) 2.提出问题 酵母菌在有氧条件还是无氧条件下产生酒精? 酵母菌在有氧条件下还是无氧条件下产生CO2?如果都能产生,两种条件下产生的CO2是否一样多? 考点4 细胞呼吸的相关实验 3.实验设计思路 一、探究酵母菌的呼吸方式 分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件,一段时间后检测其产物。 (1)有氧呼吸装置由 组成 (2)无氧呼吸装置由 组成 e c d f d 吸收空气中CO2,排除空气中CO2对实验结果的干扰 考点4 细胞呼吸的相关实验 一、探究酵母菌的呼吸方式 有氧呼吸产物 无氧呼吸产物 3.实验原理 H2O CO2 CO2 酒精 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝溶液 变浑浊 (浑浊程度可确定产生CO2多少) 由蓝变绿再变黄 (变黄所需时间长短可确定产生CO2的多少) 检验 检验 橙色酸性重铬酸钾 灰绿色 考点4 细胞呼吸的相关实验 一、探究酵母菌的呼吸方式 4.实验步骤 (1)配制酵母菌培养液:酵母菌+质量分数为5%的溶液,分别装入A、B两锥形瓶中。 葡萄糖 (2)检测产生的多少。 (3)酒精检测:取A、B瓶中滤液各2 mL分别注入两支干净的试管中,向两试管中分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液,并轻轻振荡,使它们混合均匀,观察试管中溶液的颜色变化。 注意:葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,应将酵母菌的培养时间适当延长耗尽溶液中的葡萄糖。 需要先耗完原有氧气再连通 考点4 细胞呼吸的相关实验 一、探究酵母菌的呼吸方式 5.实验结果 现象 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置 澄清石灰水检测 溴麝香草酚蓝溶液检测 酸性重铬酸钾检测 浑浊程度高/快 浑浊程度低/慢 变黄所需时间短 变黄所需时间长 没有出现灰绿色 橙色变为灰绿色 6.实验结论 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。 (2)酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生CO2快且多,在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和少量CO2。 考点4 细胞呼吸的相关实验 一、探究酵母菌的呼吸方式 6.探究酵母菌呼吸方式的科学方法——对比实验 实验组 实验组 设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作对比实验,也叫相互对照实验。 考点4 细胞呼吸的相关实验 二、近三年高考出现过与探究呼吸作用方式的其他装置 1.2026河南高考 为探究酵母菌的呼吸作用,研究人员将注满酵母菌和葡萄糖混合液的小管倒置于大管中,并对大管的液面进行油封处理,装置如图所示,液面高度不再变化时终止实验。 隔绝外界空气 耗尽葡萄糖,或酒精抑制了酵母菌活性 可测定无氧呼吸速率 初始会残留少量空气 A.实验前期,葡萄糖可彻底氧化分解并产生CO2和H2O B.实验过程中,液面高度的变化速率和液体温度可发生改变 C.实验后期,管内液体与酸性重铬酸钾溶液可发生颜色反应 D.实验结束后,大管内的液面降低,小管内的液面升高 √ √ √ 考点4 细胞呼吸的相关实验 二、近三年高考出现过与探究呼吸作用方式的其他装置 1.2025浙江6月高考 某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式,设置有氧组和无氧组,装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。 A.装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量 B.有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质 C.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组均可检测到酒精 D.若葡萄糖充分反应,有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3:1 √ 可直接、实时自动生成CO2浓度-时间曲线 前期有氧呼吸,消耗完需要进行无氧呼吸 1.将适量酵母菌放入5%的葡萄糖溶液中摇匀后,等量分装到下列锥形瓶中,放置在相同的适宜温度环境条件下培养。10天后,产生酒精最多的是( ) 即时训练 C 2.某学校生物兴趣小组的同学利用以下材料分别对酵母菌的细胞呼吸方式进行探究实验。相关叙述错误的是( ) A.无氧条件下的装置序号是D B,有氧条件下的装置序号是C A B B.C瓶可吸收通入气体中的CO2,B瓶中澄清的石灰水可鉴定是否产生CO2 C.取D瓶的部分培养液,往其中滴加酸性重铬酸钾溶液可观察到颜色由橙色变为灰绿色 D.若装置 中液滴不移动,则酵母菌进行的呼吸方式为有氧呼吸 即时训练 D 只进行无氧呼吸,产生的CO2被吸收 >>>2027届生物学一轮复习 不必急于迸发光芒, 像有氧呼吸分步释放能量, 稳步沉淀终有收获。 $