第8讲 细胞呼吸-高考生物一轮复习讲义（通用版）

第8讲 细胞呼吸 内容考情——知考向 核心素养——提考能 内容要求 1.说明生物通过呼吸将储存在有机物分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量 2.活动：探究酵母菌的呼吸方式 生命观念 通过学习细胞呼吸的过程，建立物质与能量观 科学思维 影响细胞呼吸因素的分析，细胞呼吸类型的判断及相关计算 近三年考情 2020·全国卷Ⅲ（29）、2019·全国卷Ⅱ（2）、 2019·全国卷Ⅲ（4）、2018·全国卷Ⅰ（30）、 2018·全国卷Ⅱ（4，30）、2018·全国卷Ⅲ（29） 科学探究 探究酵母菌细胞呼吸方式 社会责任 细胞呼吸在生产中的应用，关注生产与生活及人体健康 考点一 细胞呼吸的类型及过程 1.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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 （2）过程 （3）写出有氧呼吸的总反应式，并标出各种元素的来源和去路 （4）放能：1 mol葡萄糖释放的能量中有1 161 kJ左右的能量转移至ATP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ATP中。 2.无氧呼吸 微生物的无氧呼吸也叫发酵。 （1）场所：全过程是在细胞质基质中进行的。 （2）总反应方程式 生成乳酸：C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量 生成少量ATP 生成酒精：C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量 注 ①无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。 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）放能：1 mol葡萄糖释放196.65 kJ（生成乳酸）或225.94 kJ（生成酒精）的能量，其中均有61.08 kJ左右转移至ATP中。 （4）不同生物的无氧呼吸产物 提醒 （1）有氧呼吸与无氧呼吸最大区别是有氧呼吸有氧气参与而无氧呼吸无氧参与。 （2）线粒体是进行有氧呼吸的主要场所，但部分原核生物无线粒体，也能进行有氧呼吸。无线粒体的真核生物（或细胞）只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。 （3）脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相比，含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。 （1）有氧呼吸时，生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解（×） （2）有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP（×） （3）有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水（×） （4）有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中（×） （5）人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供（×） （6）无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累（×） 1.细胞呼吸中的[H]实际上是氧化型辅酶Ⅰ（NAD＋）转化成还原型辅酶Ⅰ（NADH）。 2.有氧呼吸中的葡萄糖、水、氧气分别在哪些阶段利用？产物中的二氧化碳和水分别在哪些阶段形成？ 提示 有氧呼吸反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段利用；产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。 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，内膜向内折叠形成嵴，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.无氧呼吸中葡萄糖中能量去向及释放的能量去向？ 提示 无氧呼吸中葡萄糖中能量大部分储存在酒精或乳酸中，少部分释放，而释放的能量大部分以热能形式散失，少部分生成ATP。 1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 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。 考向1 结合细胞呼吸过程，考查物质和能量观 1.（2020·北京等级模考，3）研究发现，在线粒体内膜两侧存在H＋浓度差。H＋顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质的同时，驱动ATP的合成（如下图）。 根据图示得出的下列结论，错误的是（ ） A.ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道 B.H＋可直接穿过内膜磷脂双分子层 C.此过程发生在有氧呼吸第三阶段 D.线粒体的内、外膜功能存在差异 答案 B 解析 据题中信息可知，H＋可顺浓度梯度经ATP合成酶转移至线粒体基质，推测ATP合成酶中存在跨膜的H＋通道，A正确；H＋通过ATP合成酶中的H＋通道穿过内膜磷脂双分子层，而不是直接穿过内膜磷脂双分子层，B错误；有氧呼吸第三阶段发生在线粒体内膜上，由题图可知H＋顺浓度梯度经线粒体内膜上的ATP合成酶转移至线粒体基质的同时驱动ATP的合成，据此推测该过程发生在有氧呼吸第三阶段，C正确；线粒体内膜能进行有氧呼吸第三阶段，外膜将线粒体与外界分隔开来，二者功能不同，D正确。 2.（2020·山东等级考，2）癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ） A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 D.消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少 答案 B 解析 无氧呼吸消耗1分子葡萄糖只产生少量ATP，因此癌细胞要满足其生命活动，需大量吸收葡萄糖，A正确；无氧呼吸的第二阶段，丙酮酸转化为乳酸的过程中不生成ATP，无氧呼吸生成ATP的过程仅发生在第一阶段，B错误；无氧呼吸过程中丙酮酸转化为乳酸的场所为细胞质基质，C正确；癌细胞主要进行无氧呼吸，其产生NADH的过程仅发生在第一阶段，因此消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少，D正确。 考向2 围绕细胞呼吸类型的判断，考查科学思维能力 3.（2020·江苏海安中学模拟）“格瓦斯”是由酵母菌和乳酸菌双菌发酵的传统谷物发酵饮料。传统做法是以俄式大面包为基质，加入相关菌种发酵，生成微量乙醇、一定量的CO2以及丰富的有机酸等。下列叙述正确的是（ ） A.发酵过程需要密闭条件 B.两菌种的细胞呼吸方式相同 C.CO2由两菌种共同产生 D.两菌种细胞呼吸的场所均只有细胞质基质 答案 A 解析 根据题干中的关键词“乙醇”“一定量的CO2”“丰富的有机酸”可知，酵母菌和乳酸菌主要进行的是无氧呼吸，因此发酵过程需要密闭条件，A正确；乳酸菌只能进行无氧呼吸，酵母菌是兼性厌氧微生物，两菌种的细胞呼吸方式不完全相