第3单元 第3课时 细胞呼吸的方式和过程-【优化探究】2027年高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（广东专版）

该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞呼吸的方式和过程”核心考点，依据课标“说明能量转化”要求，对接高考评价体系。通过2022-2024年广东卷等真题统计明确高频考点，系统梳理有氧呼吸三阶段、无氧呼吸过程及比较，归纳过程分析、物质能量转化等常考题型，备考针对性强。 课件亮点在于“真题精练+重难突破+素养培育”，如以2023广东卷线粒体内膜反应物题为例，用物质与能量观解析电子传递链，科学思维构建呼吸方式判断流程。错漏诊断直击易错点，深研问题培养分析能力，助力学生掌握答题技巧，教师可据此高效组织复习，提升备考效果。

细胞的能量供应和利用 第三单元 1 说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量 课标要求 第3课时　细胞呼吸的方式和过程 2 2024·广东卷，2　2024·广东卷，5　2023·广东卷，7　2022·广东卷，7　2022·广东卷，10 真题统计 3 内容索引 NEIRONGSUOYIN 演练感悟 考点二 真题 有氧呼吸 考点一 无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较 4 有氧呼吸 考点一 5 1.细胞呼吸的实质及方式 梳理 必备知识 6 2.有氧呼吸 (1)概念：是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________________，释放能量，生成____________的过程。 二氧化碳和水 大量ATP 梳理 必备知识 (2)过程 细胞质基质 C6H12O62C3H4O3+4[H] 少量能量　 线粒体基质 2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]　 少量能量　 线粒体内膜 24[H]+6O212H2O　 大量能量 梳理 必备知识 (3)写出有氧呼吸的总反应式(标出氧元素的来源与去向) _____________________________________________。 梳理 必备知识 (4)能量的释放与特点 ①释放：1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量，其中有 977.28 kJ左右的能量储存在____________中，其余能量则以热能的形式散失。 ②特点：是在____________的条件下进行的；有机物中的能量是逐步释 放的；一部分能量储存在____________中。 [点拨]　葡萄糖不能进入线粒体，因为线粒体膜上无运输葡萄糖的转运蛋白。 ATP 温和 ATP 梳理 必备知识 1.有氧呼吸产生的能量大部分储存在ATP中。(　　) 2.线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与。(　　) 3.(2024·江西卷)水直接参与了有氧呼吸过程中丙酮酸的生成。(　　) 4.(2024·安徽卷)[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基 质和内膜上。(　　) 错漏诊断 × × × × 探究　细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化，柠檬酸循环过程中有CO2生成。如图1是与细胞呼吸及其相关的代谢过程示意图，图2是在线粒体的内膜上发生的电子传递和氧化磷酸化过程(图2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为电子传递复合体)。 深研 重难问题 (1)糖酵解发生的场所是_______________，该过程中除生成丙酮酸外，还能生成________________。参与柠檬酸循环的柠檬酸合成酶经合成加工后被转运到____________发挥作用。  细胞质基质 [H]和少量能量　 线粒体基质 探究　细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化，柠檬酸循环过程中有CO2生成。如图1是与细胞呼吸及其相关的代谢过程示意图，图2是在线粒体的内膜上发生的电子传递和氧化磷酸化过程(图2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为电子传递复合体)。 深研 重难问题 (2)在细胞呼吸中，NADH来自________________________(填细胞结构)，NADH被氧化的过程中产生电子，电子的最终受体是____________。蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的功能除了作为电子(e－)传递体外，还可作为____________跨膜运输的载体。 细胞质基质、线粒体基质　 氧气　 H＋ 探究　细胞呼吸的全过程包括：糖酵解、柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化，柠檬酸循环过程中有CO2生成。如图1是与细胞呼吸及其相关的代谢过程示意图，图2是在线粒体的内膜上发生的电子传递和氧化磷酸化过程(图2中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为电子传递复合体)。 深研 重难问题 (3)ATP合成酶是F型质子泵，其作用是____________________________。合成ATP依赖于膜两侧的H＋浓度差，图中使膜两侧H＋浓度差增加的过程有____________(填字母)。  A.电子传递过程释放的能量用于H＋主动运输 B.e－传递给氧气并最终生成水 C.H＋经ATP合成酶运回线粒体基质 跨膜运输H＋和催化合成ATP　 AB 考向　有氧呼吸过程及其机理的分析 1.(2023·广东卷，7)在游泳过程中，参与呼吸作用并在线粒体内膜上作 为反应物的是(　　) A.还原型辅酶Ⅰ B.丙酮酸 C.氧化型辅酶Ⅰ D.二氧化碳 解析：游泳过程中主要是进行有氧呼吸提供能量，有氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生[H]，这两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ，A正确。 精练 迁移应用 A (必修1 P93正文与“相关信息”)有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在第三阶段经过一系列的化学反应，在线粒体内膜上与氧结合生成水，这里的[H]是一种简化的表示方式，实际上指的是还原型辅酶Ⅰ。 溯源教材 2.(2025·陕晋青宁卷，8)丙酮 酸是糖代谢过程的重要中间物 质。丙酮酸转运蛋白(MPC)运 输丙酮酸通过线粒体内膜的过 程如图。下列叙述错误的是(　　) A.MPC功能减弱的动物细胞中乳酸积累将会增加 B.丙酮酸根、H＋共同与MPC结合使后者构象改变 C.线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率 D.线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高 D 解析：MPC功能减弱会抑制丙酮酸进入线粒体，使更多的丙酮酸在细胞质基质中进行无氧呼吸，导致产生更多的乳酸，动物细胞中乳酸积累将会增加，A正确；由题图可知，丙酮酸分解形成丙酮酸根和H＋，两者共同与MPC结合使MPC构象改变，从而运输丙酮酸根和H＋，B正确；H＋会协助丙酮酸根通过线粒体内膜，pH的变化受H＋浓度的影响，因此线粒体内外膜间隙pH变化影响丙酮酸根转运速率，C正确；丙酮酸根的运输需要丙酮酸转运蛋白(MPC)的参与，且需要H＋电化学梯度(H＋浓度差)，因此丙酮酸根的运输效率不仅受丙酮酸根浓度影响，也受MPC的数量及H＋浓度的影响，因此并不是线粒体内膜两侧的丙酮酸根浓度差越大其转运速率越高，D错误。 3.细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给 氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过 程中电子传递和氧化磷酸化过程。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上 有一种特殊通道蛋白UCP，可与ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法不正确的是(　　) A.膜间隙高浓度的H＋全部来自有机物的分解 B.NADH中的能量可通过H＋的电化学势能转移到ATP中 C.蛋白质复合体运输H＋和ATP合 成酶运输H＋的方式分别为主动 运输和协助扩散 D.寒冷条件下棕色脂肪细胞被激 活时，线粒体有氧呼吸释放的 能量中热能所占比例明显增大 A 解析：膜间隙高浓度的H＋来自有 氧呼吸第一阶段和第二阶段，即 来自有机物和水，A错误；图中 NADH中H＋和电子被电子传递 系统接受，使膜间隙的H＋浓度 升高，在线粒体内膜两侧形成 一个质子跨膜梯度，NADH中 的能量变为H＋电化学势能，再通过H＋向线粒体基质运输变为ATP中的能量，B正确；蛋白质复合体运输H＋是逆浓度梯度的，因此其运输方式是主动运输，ATP合成酶运输H＋是顺浓度梯度的，因此其运输方式是协助扩散，C正确；棕色脂肪细胞被激活时，特殊通道蛋白UCP降低了线粒体内膜两侧的H＋电化学势能，使有氧呼吸合成ATP减少，能量以热能形式散失所占比例明显增大，D正确。 电子传递和ATP的合成 电子传递和ATP的合成发生在线粒体内 膜上，其上含有很多种类的膜蛋白，它 们紧密地排列在一起，共同参与[H]释 放的高能电子的传递和能量的转化， 因此称为电子传递链。前两个阶段产 生的[H]，释放出高能电子，沿电子传 递链传递给O2，在此过程中电子释放的 能量将H＋由线粒体基质泵到线粒体膜间隙(线粒体内膜与外膜之间的空间)中，构建形成跨膜H＋浓度梯度。而线粒体内膜上的ATP合成酶同时也是H＋协助扩散的载体，能在跨膜H＋浓度梯度的推动下合成ATP(如图)。 题后拓展 无氧呼吸的过程及与有氧呼吸的比较 考点二 22 1.无氧呼吸 (1)概念：细胞在____________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过____________分解，释放____________能量的过程。 没有氧气 不完全 少量 梳理 必备知识 23 (2)过程 乳酸　 酒精和CO2 梳理 必备知识 (3)不同生物无氧呼吸产物类型及原因 乳酸　 基因　 酒精和CO2　 梳理 必备知识 (4)无氧呼吸过程中能量的去路 ①大部分储存在____________或____________中。 ②释放的能量中大部分以____________形式散失，少部分储存在ATP中。 酒精 乳酸 热能 梳理 必备知识 2.有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较 线粒体基质　 线粒体内膜 梳理 必备知识 酒精　 乳酸　 热能 彻底氧化分解　 不彻底氧化分解 梳理 必备知识 3.细胞呼吸反应式中各物质的比例关系(呼吸底物为葡萄糖) (1)有氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(O2)∶n(CO2)＝____________。 (2)无氧呼吸：n(C6H12O6)∶n(CO2)∶n(C2H5OH)＝____________或 n(C6H12O6)∶n(C3H6O3)＝____________。 (3)有氧呼吸和无氧呼吸(产酒精)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝____________。 (4)有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2时消耗葡萄糖的物质的量之比为 有氧呼吸∶无氧呼吸＝____________。 1∶6∶6 1∶2∶2 1∶2 3∶4 1∶3 梳理 必备知识 1.供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为酒精。(　　) 2.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。(　　) 3.癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。 (　　) 4.人剧烈运动时产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸共同的产物。(　　) 5.(2025·江苏卷)人体细胞和酵母细胞有氧呼吸第二阶段都有O2和H2O参与，无氧呼吸的产物都有CO2。(　　) 错漏诊断 √ × × × × 探究　乳酸值越来越受到人们的关注，脓 毒症患者血液中乳酸水平升高常被认为是 预后不良的标志之一。乳酸在人体内的代 谢主要过程如图所示，此外，过多的乳酸 还可以通过肾脏排出体外。 深研 重难问题 (1)图中①和②表示什么过程?发生的场所是什么? 提示： 图中①和②表示无氧呼吸。发生的场所是细胞质基质。 探究　乳酸值越来越受到人们的关注，脓 毒症患者血液中乳酸水平升高常被认为是 预后不良的标志之一。乳酸在人体内的代 谢主要过程如图所示，此外，过多的乳酸 还可以通过肾脏排出体外。 深研 重难问题 (2)PDH发挥作用的场所是什么? 提示： 线粒体基质。 探究　乳酸值越来越受到人们的关注，脓 毒症患者血液中乳酸水平升高常被认为是 预后不良的标志之一。乳酸在人体内的代 谢主要过程如图所示，此外，过多的乳酸 还可以通过肾脏排出体外。 深研 重难问题 (3)葡萄糖经过程①②产生乳酸的过程中，储存在葡萄糖中的能量去向有哪些?从代谢水平来看，导致血液中乳酸含量升高的条件是什么? 提示： 储存在ATP中、以热能散失、储存在乳酸中。机体缺氧或耗氧量太多。 考向　无氧呼吸的过程及其与有氧呼吸的比较 1.(2024·广东卷，5)研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母(WT)sqr基因后获得的突变株Δsqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错 误的是(　　) A.碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸 B.线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱 C.有氧条件下，WT比Δsqr的生长速度快 D.无氧条件下，WT比Δsqr产生更多的ATP 精练 迁移应用 D 解析：有氧呼吸的主要场所是线粒体，碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸，A正确；有氧呼吸第二、三阶段发生在线粒体，线粒体数量减少使Δsqr的有氧呼吸减弱，B正确；与Δsqr相比，WT正常线粒体数量更多，有氧条件下，WT能获得更多的能量，生长速度比Δsqr快，C正确；无氧呼吸的场所是细胞质基质，与线粒体无关，所以无氧条件下WT产生ATP的量与Δsqr相同，D错误。 2.植物普遍存在乙醇脱氢酶(ADH)、乳酸脱 氢酶(LDH)，丙酮酸在不同酶的催化下生成的产物不同(如图1)。科研人员研究了淹水胁迫对某植物根系呼吸酶活性的影响，结果如 图2所示。下列叙述错误的是(　　) A.图1中的NADH均来源于细胞呼吸的第一阶段 B.图1中丙酮酸的能量大部分没有释放出来 C.淹水胁迫时，该植物根细胞以乳酸发酵途径为主 D.ADH和LDH分布于细胞质基质中，其活性可被淹水激活 C 解析：由细胞无氧呼吸过程可知，第二阶段消耗的NADH均来源于第一阶段，A正确；丙酮酸中的能量大部分留在了乳酸或乙醇中，B正确；由题图2可知，水淹组ADH的活性要远远大于LDH的活性，所以淹水胁迫时，该植物根细胞以酒精发酵途径为主，C错误；无氧呼吸两个阶段均在细胞质基质中完成，图2显示淹水胁迫，ADH和LDH的活性均提高，D正确。 3.若作物种子呼吸作用所利用的物质是葡萄糖，下列关于种子呼吸作用 的叙述，错误的是(　　) A.若产生的CO2与消耗的O2的分子数之比大于1，则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 B.若产生的CO2与酒精的分子数之比为4∶1，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗等量的葡萄糖分子 C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收，也无CO2释放 D.若作物种子呼吸作用利用的物质还有脂肪，则释放CO2的分子数比吸收O2的分子数多 D 解析：呼吸作用所利用的物质是葡萄糖时，若只进行有氧呼吸，则消耗的O2量＝生成的CO2量，故若产生的CO2与消耗的O2的分子数之比大于1，则细胞同时进行有氧呼吸和(产生酒精和CO2的)无氧呼吸，A正确；若只进行无氧呼吸，当呼吸产物是酒精时，生成的酒精量＝生成的CO2量，若产生的CO2与酒精的分子数之比为4∶1，则有氧呼吸产生的CO2和无氧呼吸产生的CO2之比为3∶1，有氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生6 mol CO2，无氧呼吸消耗1 mol葡萄糖产生2 mol CO2，故有氧呼吸消耗的葡萄糖和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1∶1，B正确；若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放，C正确；若作物种子呼吸作用利用的物质还有脂肪，则释放CO2的分子数可能比吸收O2的分子数少，D错误。 细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 题后归纳 真题　演练感悟 41 1.(2025·甘肃卷，3)线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生 的呼吸称为状态3呼吸，可用于评估线粒体产生ATP的能力。若分别以葡萄糖、丙酮酸和NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，下列叙述正确的是(　　) A.状态3呼吸不需要氧气参与 B.状态3呼吸的反应场所是线粒体基质 C.以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0 D.相比NADH，以丙酮酸为底物的状态3呼吸速率较大 2 3 1 4 C 42 解析：线粒体在足量可氧化底物和ADP存在的情况下发生的呼吸称为状态3呼吸，若以NADH为可氧化底物测定离体线粒体状态3呼吸速率，此时进行状态3呼吸的场所是线粒体内膜，需要氧气参与，A、B错误；葡萄糖不能直接进入线粒体进行氧化分解，需要先在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体，故以葡萄糖为底物测定的状态3呼吸速率为0，C正确；NADH可直接参与有氧呼吸第三阶段，而丙酮酸需先经过有氧呼吸第二阶段产生NADH等物质才能参与第三阶段，所以相比丙酮酸，以NADH为底物的状态3呼吸速率较大，D错误。 2 3 1 4 2.(2024·重庆卷，7)肿瘤所处环境中的 细胞毒性T细胞存在如图所示代谢过程。 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] 2 3 1 4 D 44 解析：由题图可知，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； 由题意可知，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。 2 3 1 4 3.(2025·河南卷，4)甜菜是我国重要的经济作物之一，根中含有大量的 糖分。研究表明呼吸代谢可影响甜菜块根的生长，其中酶Ⅰ在有氧呼吸的 第二阶段发挥催化功能，该酶活性与甜菜根重呈正相关。下列叙述正确 的是(　　) A.酶Ⅰ主要分布在线粒体内膜上，催化的反应需要消耗氧气 B.低温抑制酶Ⅰ的活性，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率 C.酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段是有氧呼吸中生成ATP最多的阶段 D.呼吸作用会消耗糖分，因此在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会增加甜菜产量 2 3 1 4 B 46 解析：酶Ⅰ在有氧呼吸的第二阶段发挥催化功能，故酶Ⅰ主要分布在线粒体基质中，催化的反应不需要消耗氧气，需要消耗水和丙酮酸，A错误；有氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和水反应产生二氧化碳和NADH，故低温抑制酶Ⅰ的活性，有氧呼吸的第二阶段会减慢，进而影响二氧化碳和NADH的生成速率，B正确；酶Ⅰ参与的有氧呼吸第二阶段生成ATP较少，有氧呼吸中生成ATP最多的是第三阶段，C错误；在生长期喷施酶Ⅰ抑制剂会抑制有氧呼吸，生成ATP减少，细胞生长发育活动受抑制，甜菜产量下降，D错误。 2 3 1 4 4.(2025·黑吉辽蒙卷，16改编)如图 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 2 3 1 4 B 48 解析：①为有氧呼吸第一阶段，发生 在细胞质基质， ②为有氧呼吸第二 阶段(丙酮酸分解为二氧化碳并产生 NADH)，发生在线粒体基质；③为 有氧呼吸第三阶段(NADH与氧气结 合生成水)，发生在线粒体内膜。 ①发生在细胞质基质，②和③发生 在线粒体，A错误。有氧呼吸第三 阶段(③)中，NADH通过电子传递链将电子传递给氧气，最终与质子结合生成水，NADH直接参与了水的形成，B正确。有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段完全相同，在无氧条件下，①能正常进行，②③不能进行，C错误。无氧呼吸仅第一阶段(①)产生少量ATP，第二阶段不产生ATP，第一阶段产生的NADH用于无氧呼吸的第二阶段，D错误。 2 3 1 4 $