2025届高考生物一轮总复习学生用书必修1第三单元细胞的能量供应和利用第10讲细胞呼吸的原理考点一细胞呼吸的方式和过程

第10讲细胞呼吸的原理【课标要求】1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.活动：探究酵母菌细胞呼吸的方式。考点一细胞呼吸的方式和过程1．有氧呼吸（1）有氧呼吸过程图解。[易错提示]葡萄糖只有在细胞质基质中被分解为丙酮酸后，丙酮酸才能在线粒体中被进一步彻底氧化分解为CO2和H2O。（2）有氧呼吸的总反应式：________________________________________。（3）与体外有机物燃烧相比，有氧呼吸具有的特点：①反应过程：和顺。②能量释放：有机物中的能量释放。③能量转化：释放的能量一部分储存在中。（4）有氧呼吸的概念：细胞在的参与下，通过多种的催化作用，把等有机物彻底，产生二氧化碳和水，释放能量，生成的过程。2．无氧呼吸（1）发生场所：全过程是在_____________________________________中进行的。（2）无氧呼吸的类型和过程。类型酒精发酵乳酸发酵过程第一阶段葡萄糖eq\o(→,\s\up7(酶))丙酮酸＋[H]＋少量能量其次阶段丙酮酸eq\o(→,\s\up7(酶、[H]))_______________丙酮酸eq\o(→,\s\up7(酶、[H]))____________实例大部分植物、酵母菌等高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等[易错提示]①无氧呼吸产生的少量ATP只来自第一阶段，其次阶段不产生ATP；②第一阶段产生的[H]用于其次阶段还原丙酮酸产生乳酸或酒精和CO2；③葡萄糖中的能量大部分储存在乳酸或酒精中。（3）能量转化。①都只在第一阶段释放量能量，生成量ATP。②葡萄糖分子中大部分能量存留在中。（4）无氧呼吸的总反应式。①酒精发酵：____________________________________。②乳酸发酵：______________________________。（5）无氧呼吸的概念：在没有氧气参与的状况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。[易错提示]细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解并释放能量。[答案自填]1.（1）细胞质基质线粒体基质线粒体内膜少量能量大量能量（2）C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up7(酶))6CO2＋12H2O＋能量（3）②逐步③ATP（4）氧酶葡萄糖氧化分解大量ATP2.（1）细胞质基质（2）酒精＋CO2乳酸（3）①少少②酒精或乳酸（4）①C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量②C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3（乳酸）＋少量能量[教材命题点思索]1．线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？提示：（1）线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积。（2）线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。2．无氧呼吸对生物体都有害吗？提示：不是全部的无氧呼吸都对生物体有害。有的生物只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸获得生命活动所需的能量。进行有氧呼吸的生物也可以进行短时间的无氧呼吸，但长时间进行无氧呼吸会对机体造成危害。3．1mol葡萄糖有氧呼吸能释放约2870kJ的能量，而1mol葡萄糖分解成乳酸只释放约196.65kJ的能量，其中只有约61.08kJ的能量储存在ATP中。据此分析，在进行无氧呼吸过程中葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖彻底氧化分说明放能量的主要去向是什么？提示：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中储存起来，葡萄糖彻底氧化分说明放的能量主要以热能的形式散失了。[情境命题点思索]4．为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用状况，现以从酵母菌细胞中分别得到的具有活性的线粒体为试验材料进行如下试验（除步骤二中加入物质不同外，其他条件相同且适宜）。组别步骤一步骤二步骤三1加入线粒体加入葡萄糖加入溴麝香草酚蓝溶液，一段时间后视察溶液颜色的变更状况2加入线粒体加入丙酮酸（1）从酵母菌细胞中分别得到线粒体的常用方法是什么？（2）请预料两组试验的结果，并简述推断理由（试验结果中要写出具体的颜色变更）。提示：（1）差速离心法。（2）第1组溶液为蓝色，第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄，第1组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用，所以无CO2生成，第2组丙酮酸可进入线粒体被利用，生成CO2。1．细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析2．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）（1）有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。（2）产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。（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1∶3。（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3∶4。3．推断细胞呼吸方式的三大依据（以葡萄糖为呼吸底物）（1）（2）（3）考向1细胞呼吸的方式和过程1．（2024·高考全国卷甲）线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。探讨发觉，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏熬炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是（）A．有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATPB．线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程C．线粒体中的丙酮酸分解成CO2和[H]的过程须要O2的干脆参与D．线粒体中的DNA能够通过转录和翻译限制某些蛋白质的合成解析：选C。有氧呼吸的全过程分为三个阶段，分别在细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜上进行，这三个阶段都能释放能量，产生ATP，A项正确；在线粒体内膜上进行有氧呼吸第三阶段的反应，则线粒体内膜上的酶可以催化前两个阶段产生的[H]与氧结合形成水，B项正确；丙酮酸分解成CO2和[H]属于有氧呼吸其次阶段，在线粒体基质中进行，这一阶段不须要O2干脆参与，C项错误；线粒体为半自主性细胞器，含有DNA和核糖体，故线粒体中的DNA能够通过转录和翻译限制某些蛋白质的合成，D项正确。2．（2024·高考全国卷乙）植物可通过呼吸代谢途径的变更来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变更趋势如下图所示。下列相关叙述错误的是（）A.在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行无氧呼吸产生乳酸B．a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸产生酒精和CO2的过程C．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时的多D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不须要消耗ATP解析：选C。在无氧环境中植物幼苗进行无氧呼吸，依据CO2的产生与否可推断在时间a之前只进行产乳酸的无氧呼吸，在时间a之后慢慢由产乳酸的无氧呼吸转为产酒精和CO2的无氧呼吸，A项、B项正确；产酒精和产乳酸的无氧呼吸都只在第一阶段产生ATP，其次阶段不产生ATP，且二者第一阶段完全相同，所以产生的ATP一样多，C项错误；酒精跨膜运输的方式是自由扩散，不消耗ATP，D项正确。考向2细胞呼吸方式的推断与计算3．某同学在做“探究酵母菌细胞呼吸的方式”试验时，将完全相同的甲、乙、丙、丁四瓶混有酵母菌的葡萄糖培育液（葡萄糖足够用），分别通入不同浓度的O2维持相同时间，测得试验结果见下表。下列分析正确的是（）分组甲乙丙丁产生CO2的量/mol912.51530产生酒精的量/mol96.560A.甲瓶中酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B．乙瓶中酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率C．丙瓶中酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖是无氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍D．丁瓶中酵母菌只进行有氧呼吸，未进行无氧呼吸解析：选D。甲瓶中酵母菌细胞呼吸产生酒精的量与产生CO2的量相等，因此酵母菌只进行无氧呼吸，A项错误；乙瓶中酵母菌产生酒精的量为6.5mol，产生CO2的量为12.5mol，说明酵母菌有氧呼吸产生CO2的量为6mol，因此酵母菌的有氧呼吸速率小于无氧呼吸速率，B项错误；丙瓶中酵母菌无氧呼吸产生酒精的量为6mol，产生CO2的量为15mol，因此有氧呼吸产生的CO2是9mol，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比是（9÷6）∶（6÷2）＝1∶2，即无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的2倍，C项错误；丁瓶中酵母菌产生酒精的量为0，说明细胞不进行无氧呼吸，只进行有氧呼吸，D项正确。4．（2024·汕头高三期末）马拉松运动员在从慢跑到极限冲刺的过程中，依次会阅历有氧阶段、混氧阶段和无氧阶段。下图所示为人体运动强度和血液中乳酸含量与O2消耗速率的关系，下列相关叙述正确的是（）A．若a强度下的运动属于马拉松运动员的有氧阶段，此时体内也有无氧呼吸发生B．冲刺阶段的供能方式是以碳水化合物和脂肪为底物，通过无氧呼吸供应的C．只有大于c运动强度后，肌肉细胞O2的消耗量才会与CO2的产生量相等D．若运动强度长时间超过c，大量乳