内容正文:
细胞呼吸
(第一课时)
第3单元 细胞的能量供应和利用
1
知识构建
选择性必修 2
课标
要求 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。
考情
分析 1.细胞呼吸的方式和过程 2026·甘肃卷,4;2026·山东卷,5;2026·河南卷,4;2026·山东卷,16;2026·贵州卷,17;2025·贵州卷,3;2025·江西卷,1;2025·河北卷,15;2025·黑吉辽蒙卷,16;2025·江苏卷,2;2025·山东卷,4;2025·重庆卷,13;2025·甘肃卷,3;2024·江苏卷,6;2024·重庆卷,7;2024·湖北卷,9;2024·安徽卷,3;2024·江西卷,5、21;2024·广东卷,5;2024·贵州卷,17;
2.细胞呼吸的影响因素及应用 2025·福建卷,13;2025·河南卷,4;2025·云南卷,17;2024·湖北卷,1;2024·甘肃卷,3;2023·新课标卷,2;2023·山东卷,4
考情分析 1.从命题题型和内容上看,试题以选择题为主,也会在非选择题中出现。主要从以下几方面考查:细胞呼吸的过程、呼吸方式的判断、细胞呼吸原理的应用等。
2.从命题思路上看,从以下几个方面进行考查
(1)结合课本其他基础实验考查课本内实验基础知识;
(2)常结合细胞代谢(物质运输、光合作用)考查综合分析能力。
复习目标
1.基于细胞呼吸过程中物质与能量的变化,形成物质与能量观。(生命观念)
2.通过分析细胞呼吸产生CO2的曲线模型,理解影响细胞呼吸的因素。(科学思维)
3.通过探究细胞呼吸方式的实验,提高对生物学问题进行初步探究的能力。(科学探究)
4.结合细胞呼吸的原理,解释生产和生活中相关实例蕴含的生物学原理。(社会责任)
选择性必修 2
4
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,释放出能量并生成 的过程。
1.概念:
氧化分解
ATP
2.类型:
依据是否有O2参与
有氧呼吸
无氧呼吸
一、细胞呼吸
考点二 细胞呼吸的方式和过程
核心要点·细研
指细胞在 的参与下,通过多种 的催化作用,把葡萄糖等有机物 ,产生 ,释放 ,生成 的过程。
氧
彻底氧化分解
二氧化碳和水
能量
大量ATP
1、概念
2、场所
细胞质基质、线粒体(主要场所)
真核细胞:
①线粒体内膜向内折叠形成嵴,扩大了内膜的表面积;
②线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶
特点
酶
考点二 细胞呼吸的方式和过程
二、有氧呼吸
核心要点·细研
3.过程图解
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解:葡萄糖先在细胞质基质中分解成丙酮酸
选择性必修 2
3.过程图解
(1)[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。
(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 ,生成物水中的氧来自____。
(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。
(NAD+转化为NADH)
第二
第三
第二
葡萄糖和水
O2
第三
第一、二
大量能量
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
第三
氧化型
选择性必修 2
4.总反应式
考点二 细胞呼吸的方式和过程
二、有氧呼吸
核心要点·细研
【教材隐性知识】“源于必修1 P93思考讨论”1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ能量,可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下,有氧呼吸的能量转化效率大约是多少,这些能量大约能使多少ADP转化为ATP?
1mol的葡萄糖
2870KJ
少部分储存于ATP中
大部分以热能形式散失
释放能量
977.28KJ
1892.72KJ
5.能量变化:
选择性必修 2
【教材隐性知识】“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?
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
选择性必修 2
【易错提示】关于有氧呼吸的几点提示
①反应式中的能量不能写成ATP,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反应式中间不能用等号,要用箭头。
④反应条件“酶”不能省去。
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线粒体不能直接分解葡萄糖,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
选择性必修 2
1.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。
没有氧气
不完全
少量
少量
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?
葡萄糖中的能量
储存在酒精/乳酸中(大部分)
无氧呼吸
释放出来的能量
(小部分)
热能散失(大部分)
合成ATP(少部分)
三、无氧呼吸
选择性必修 2
2.无氧呼吸过程
乳酸
酒精和CO2
选择性必修 2
3.不同生物无氧呼吸产物类型及原因
乳酸
基因
酒精和CO2
形象记忆:马吃甜玉米
选择性必修 2
①无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
②人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物,因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2。
③无氧呼吸短暂帮助生物渡过不良环境。
注意:
如高等植物在水淹的情况下可以短暂进行无氧呼吸释放出能量以适应缺氧环境条件;人在剧烈运动时,肌肉细胞以无氧呼吸的方式供给能量,满足人体在相对较短的时间内消耗大量的能量的需要。
选择性必修 2
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
产物
能量变化
相同点 联系
实质
意义
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
需O2、多种酶、适宜的温度
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
氧化分解有机物,释放能量,产生ATP
为生物体生命活动提供能量
不需O2、多种酶、适宜的温度
四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
考点二 细胞呼吸的方式和过程
释放全部能量,合成大量ATP
释放少量能量,合成少量ATP
第一阶段完全相同,都是由葡萄糖分解为丙酮酸
核心要点·细研
17
四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
【归纳总结】
(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。
五 、细胞呼吸的意义
1.为生物体提供能量
细胞呼吸
能
量
热能
散失
能量
转移
ATP
ADP
Pi
能
量
细胞分裂
生长发育
主动运输
肌肉收缩
神经冲动的传导
C6H12O6
CO2+H2O
2.生物体代谢的枢纽
丙酮酸
葡萄糖
甘油
氨基酸
选择性必修 2
物质 来源 去向
[H] ①有氧呼吸:
②无氧呼吸:C6H12O6 ①有氧呼吸:
②无氧呼吸:还原丙酮酸
ATP ①有氧呼吸:
②无氧呼吸: 用于细胞中绝大多数需要能量的生命活动
六、细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去向
考点二 细胞呼吸的方式和过程
无氧呼吸中的[H]和ATP都是第一阶段在细胞质基质中产生的。其中[H]在第二阶段被用于还原丙酮酸,全部消耗,没有积累。
C6H12O6和H2O
与O2结合生成水
三个阶段都产生
只在第一阶段产生
核心要点·细研
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(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2= 。
(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精= 。
(3)消耗等量的葡萄糖时,产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为 。
(4)消耗等量的葡萄糖时,有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为 。
1∶6∶6
1∶2∶2
1∶3
3∶4
考点二 细胞呼吸的方式和过程
七、有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物)
有氧呼吸反应式:
无氧呼吸反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
C6H12O6
酶
2C2H5OH +2CO2 +能量
(1)产酒精:
C6H12O6
酶
2C3H6O3 +能量
(2)产乳酸:
酶
核心要点·细研
1.依据反应物和产物判断
①消耗O2或产物中有H2O,一定进行了
②产物中有酒精味或乳酸,一定进行了
2. 依据产酒精量和CO2释放量判断
①产酒精量=CO2释放量 →进行
②产酒精量<CO2释放量 →进行 ,多出的CO2
来自
八.细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例)
有氧呼吸
无氧呼吸
产生酒精的无氧呼吸
有氧和无氧
有氧呼吸
核心要点·细研
3. 依据O2吸收量和CO2释放量判断
①无CO2产生 → 一定为
②不消耗O2,但产生CO2 → 一定为
③O2消耗量=CO2释放量 →
④O2消耗量<CO2释放量 → ,多出的CO2来自
⑤若O2消耗量> CO2释放量 →说明
产生乳酸的无氧呼吸
产生酒精的无氧呼吸
有氧呼吸或同时进行有氧和产乳酸的无氧
两类呼吸并存
无氧呼吸
有氧呼吸的底物有脂肪
核心要点·细研
本节小结
核心要点·细研
2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+少量能量
24[H]+6O212H2O+大量能量
C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量
C6H12O62丙酮酸+4[H]+少量能量
2丙酮酸+4[H]2乳酸 或 2酒精+2CO2
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