2020版高考生物一轮复习第三单元细胞的能量供应和利用第8讲细胞呼吸讲义

第8讲细胞呼吸

［考纲要求］1.细胞呼吸（n）。2.实验：探究酵母菌的呼吸方式。

考点一细胞呼吸的概念、方式和过程

■知识梳理夯实基础强化要点

i.概念

细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出

能量并生成亚的过程。

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,

产牛二氧化硫和水.释放能量，生成大量皿的过程。

（2）过程

场所

[®W]—।细胞班基质

物收变化CMA旦内阳酸,川

《反应式）

内曲产能情况

I1=少崎能就

晒一线粒体基质

第海段物航变化内阳酸+HQ旦COrHH］

国（反应式）

产能情况

少蛾能I*

NJH>]=殳近一线粒体内膜

第硼段物啦变化

|HROLHQ

（反应式）』

|H；O|---

产能慵况大量能嫡

（3）写出有氧呼吸总反应式（标出氧元素的来源与去向）

ri।~«iI

CHQZHQ+nO：―2-12Hq46co卢能址

O

（4）放能：1mol葡萄糖释放的能量中有1161kJ左右的能量转移至亚中，其余能量则以

热能形式散失。

（5）与有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是逐

步释放的:一部分能量储存在由E中。

3.无氧呼吸

（1）场所：全过程是在细胞质基质中进行的。

（2）过程

第一阶段葡萄糖f丙酮酸+M+少量能量

酒精发酵丙酮酸f酒精+co.实例：植物、酵田菌等

第二

实例：高等动物、马铃薯块茎、甜菜块

阶段乳酸发酵丙酮酸f乳酸

根、玉米胚、乳酸菌等

（3）放能：1mol葡萄糖释放196.65kJ（生成乳酸）或225.94kJ（生成酒精）的能量，其中均

有61.08kJ左右转移至ATP中。

「常考基础诊断」

1.判断关于有氧呼吸的叙述

（1）有氧呼吸时，生成物（0中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解（x）

⑵有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP（x）

（3）有氧呼吸产生的［H］在线粒体基质中与氧结合生成水（x）

（4）有氧呼吸产生的能量全部储存在人丁「中（x）

2.判断关于无氧呼吸的叙述

（D细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和［田的反应，只发生在细胞有氧时（x）

（2）人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供（x）

（3）无氧呼吸的终产物是丙酮酸（x）

（4）无氧呼吸不需要0°的参与，该过程最终有［H］的积累（x）

「教材热点拓展」

据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程

（1）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是②，可在人体细胞中进行的是皿④（填序

号）。

（2）粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是什么？

提示种子在有氧呼吸过程中产生了水。

（3）不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因和根本原因分别是什么？

提示直接原因是催化反应的酶不同，根本原因是基因的选择性表达。

（4）如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗Q的量要大于产生C0,的量，其原因是什么？

提示与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗Q的量大于产生C0,的量。

重点剖析点击由点攻克难点

1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解

第

•细

阶

矍

段

基

所

线

粒

体

“一呼吸第T介段“辄呼吸第：阶段

2.细胞呼吸中［H］和ATP的来源与去向

项目来源去向

有氧呼吸：CH^OJQHO;有氧呼吸：与Q结合生成水；

[H]

无氧呼吸：C0H00无氧呼吸：还原丙醐酸

有氧呼吸：三个阶段都产生；用于几乎各项生命活动(除光合作用

ATP

无氧呼吸：只在第一阶段产生的暗反应)

3.细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结

(D水：生成于有氧呼吸第三阶段，场所为线粒体内膜；以反应物参与有氧呼吸第二阶段，场

所为线粒体基质。无氧呼吸中不存在水的生成与消耗。

(2)二氧化碳：在有氧呼吸的第二阶段、线粒体基质中产生，或者在无氧呼吸的第二阶段、细

胞质基质中产生。动植物体内均可产生二氧化碳。

(3)酒精或乳酸：在无氧呼吸的第二个阶段、细胞质基质中产生。

(4)葡萄糖：只以反应物的形式参与有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段，场所为细胞质基质。

(5)丙酮酸：作为中间产物，在有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段产生，场所为细胞质基质；以

反应物形式参与有氧呼吸第二阶段和无氧呼吸第二阶段，前者场所为线粒体基质，后者场所

为细胞质基质。

⑹氧气：只以反应物的形式参与有氧呼吸的第三阶段，场所为线粒体内膜。

4.细胞呼吸中能量的释放与去向

行辄大收

|有机物|一择放大址能址热能敢失

中稳定L

S1

一择放少最能中ATP中活跃

的化学能

呼吸

1-不彻底辄化产物中的化学能

■命题探究预测考向总结方法

命题点一细胞呼吸过程的综合分析

1.（2018•乌鲁木齐高三第二次诊断）下列与细胞呼吸有关的叙述正确的是（）

A.进行无氧呼吸的细胞不含线粒体

B.破伤风杆菌的大量繁殖需要有氧呼吸提供能量

C.人体无氧呼吸形成酒精的过程发生在细胞质基质中

D.糖类彻底氧化分解的产物可通过自由扩散运出细胞

答案D

解析酵母菌细胞含有线粒体，但是在无氧条件下也可以进行无氧呼吸，A错误；破伤风杆

菌是厌氧菌，其繁殖需要的能量来自于无氧呼吸，B错误；人体无氧呼吸产生乳酸，不产生

酒精，C错误；糖类彻底氧化分解的产物是二氧化碳和水，都可通过自由扩散运出细胞，D

正确。

r生命观念H线粒体和细胞呼吸的关系

（1）有线粒体的真核细胞（生物）一定能迸行有氧呼吸，无氧条件下也可进行无氧呼吸。

（2）无线粒体的真核细胞（生物）只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟的红细胞和蛔虫等。

（3）无线粒体的原核生物，有些也能进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，原核生物的有氧呼

吸发生在细胞质和细胞膜上。

2.下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a~e表示物质，①一④表示过程。

下列有关叙述正确的是（）

A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中

B.图中物质c为[H],它只在有氧呼吸过程中产生

C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP

D.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和。2

答案D

解析题图中①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮

酸、CO。、［用、0「酒精，D项正确；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基

质中，A项错误；无氧呼吸的第一阶段也产生［H］,B项错误；①②过程表示无氧呼吸，其中

e为酒精，C项错误。

3.下图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过程。下列有关叙述正确的是（）

|能源物质|_________

―|ATP|~

«—

（t释放

各种

&L可以转移一能*利用工工

bc............生命

的能报活动

A.a过程的完成一定伴随H0和CO；：的生成

B.在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸

C.人体细胞中完成c过程的场所主要是线粒体

D.人体内的a过程会受肾上腺素和甲状腺激素的影响

答案D

解析a过程可表示有氧呼吸与无氧呼吸过程，无氧呼吸过程不产生H',且产生乳酸的无氧

呼吸过程也不产生C01A项错误；在人体剧烈运动过程中，肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸,

B项错误;c过程表示ATP水解释放能量用于各项生命活动，而线粒体是细胞的“动力车间”，

是合成ATP的主要场所，不是主要的耗能场所，C项错误；在人体内，肾上腺素、甲状腺激

素可以使机体细胞代谢加快，故a过程会受到二者的影响，D项正确。

命题点二细胞呼吸类型的判断和有关计算

4.下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得的气体量（相对值）的变化

结果（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）。下列说法正确的是（）

项目coa释放量0,吸收量

甲120

乙86

丙1010

A.在甲条件下进行的是产生CO2和乳酸的无氧呼吸

B.在乙条件下有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多

C.在丙条件下有氧呼吸强度达到了最大值

D.在乙条件下释放的CO。来自细胞质基质和线粒体

答案D

解析甲条件下只释放CO,不吸收氧气，迸行的是产生co.和酒精的无氧呼吸，不产生乳酸,

A错误；乙条件下消耗氧气的量为6,则有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1,无氧呼吸产生二氧化

碳的量为8-6=2,无氧呼吸消耗葡萄糖的量为1,有氧呼吸消耗的葡萄糖和无氧呼吸相等,

B错误；丙条件下只进行有氧呼吸，但不能判断有氧呼吸强度是否达到了最大值，C错误；乙

条件下释放的CO2来自细胞质基质和线粒体，D正确。

t科学思维'结合三大依据判断细胞的呼吸方式

一•一定存在有氨吟吸

据反&物产聿&Q.一定存在班氧呼吸

I依1产物产生疝精戊右一定存在无氧吟或

♦g..----定为产生乳酸的无氧呼吸

只进行有氧呼吸.或同时进行有

复呼吸和产生乳酸的无氧呼吸

|依1二博皿皿

1,1J虐的无录两类呼吸并存.差值为无氧呼吸・

可能存在脂质类氧化分解

（碰―U且i口板停，；二次无氧复哼呼及吸（或两类呼吸并存）

5.（2018•唐山一中高三第一次模拟）研究人员使用血糖仪定量测量酵母菌在不同细胞呼吸方

式下的葡萄糖浓度值，计算出有氧呼吸或无氧呼吸的速率。实验中得到数据如下表：

序号时间(min)稀释10倍葡萄糖摩尔浓度（mmol/L）

10初始24.50

有氧118.60

215

无氧121.30

有氧29.90

330

无氧213.50

（条件：35匕下，1g干酵母/10mL葡萄糖溶液）

（1）计算有氧呼吸、无氧呼吸的反应速率①、②的值分别为一

葡萄糖消耗速率

时段(min)呼吸方式

（mmol/L•min）

有氧呼吸13.93

0-15

无氧呼吸12.13

有氧呼吸2①

16-30

无氧呼吸2②

（2）分析表中数据可知：相同时间段，有氧呼吸的葡萄糖消耗速率________（填“大于”“小

于”或“等于“）无氧呼吸的葡萄糖消耗速率；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，0-15min时

段细胞呼吸消耗的葡萄糖速率________（填“大于""小于”或“等于”）16—30min时段的

速率。

(3)本实验得出的结论是___________________________________________________________P

答案(1)5.805.20(2)大于小于(3)在一定时间范围内,酵田菌进行有氧呼吸时消耗

的葡萄糖比无氧呼吸的要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)；在适宜的

条件下，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速率都会增加

解析(1)根据题意和表格数据可知，有氧呼吸的反应速率①为(18.6-9.90)x10+15=5.80

[mmol/(L•min)];无氧呼吸的反应速率②为(21.3-13.5)x10+15=5.20

[mmol/(L•min)]0

(2)分析表中数据可知，相同时间段，有氧呼吸的葡萄糖消耗速率大于无氧呼吸的葡萄糖消耗

速率；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，0-15min时段细胞呼吸的葡萄糖消耗速率小于16—

30min时段的速率。

(3)本实验得出的结论：在一定时间范围内，酵母菌进行有氧呼吸时消耗的葡萄糖比无氧呼吸

的要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)；在适宜的条件下，无论是有氧

呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速率都会增加。

考点二影响细胞呼吸的外界因素及其应用

■知识梳理夯实基础强化要点

1.温度

(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响画的活性进而影响细胞呼吸速率。

(2)曲线模型(如下图)

O10203040SO

温度/f

粮食

低温储存I,用

水果、蔬菜零上低温

(3)应用

白天：适当升温

种植大棚作物

夜间：适当降温

2.O2浓度

(D原理：。”是有氧呼吸所必需的，且0,，对无氧呼吸过程有抑制作用。

⑵曲线模型(如下图)

”

的

择

//

呼吸

放无辄

呼吸

有辄

球/

点

消失

呼吸

无氧

(％)

款度

0O

53

202

15

510

0

势。

占优

呼吸

无氧

时，

度低

①Q浓

强。

断加

吸不

氧呼

，直

抑制

渐被

吸逐

氧呼

，无

增大

浓度

着Q

②随

素的影

量等因

吸酶数

(受呼

再加强

呼吸不

，有氧

增大

浓度

着0。

，随

值后

一定

达到

0_＞浓度

③当

响)。

(3)应用

。

呼吸

无氧

菌的

氧细

等厌

杆菌

伤风

制破

口，抑

扎伤

布包

毒纱

气消

用透

①选

。

呼吸

细胞

正常

根的

保证

土，

耕松

的中

培中

物栽

②作

。

生乳酸

呼吸产

胞无氧

止肌细

跑，防

倡慢

③提

。

死亡

，烂根

中毒

酒精

，防止

酒精

产生

呼吸

无氧

抑制

水，

期排

田定

④稻

农度

COJ

3.

的

胞呼吸

”)细