第4讲 细胞呼吸
1.细胞呼吸(Ⅱ) 2.实验：探究酵母菌的呼吸方 式 1.细胞呼吸是有机物氧化分解，释放能量的过程（生命观念） 2.比较有氧呼吸和无氧呼吸的场所和过程的不同（科学思维） 3.探究有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式（科学探究） 4.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用（社会责任） 细胞呼吸的类型和过程
1．细胞呼吸
(1)概念：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ATP的过程。
(2)类型：有氧呼吸和无氧呼吸。 2．有氧呼吸
(1)第一阶段：葡萄糖的酵解。 ①场所：细胞质基质。
②过程：一分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量[H]，并释放少量能量。 ③反应式：
C6H12O62丙酮酸＋4[H]＋少量热能。
(2)第二阶段：丙酮酸的分解。 ①场所：线粒体基质。
②过程：丙酮酸和水彻底分解，生成二氧化碳和[H]，并释放少量能量。
③反应式：2丙酮酸＋6H2O20[H]＋少量热能。 (3)第三阶段：H2O的生成。 ①场所：线粒体内膜。
6CO2＋
②过程：前两个阶段产生的[H]和O2结合生成水，并释放大量能量。
1
③反应式：6O2＋24[H]
(4)总反应式及各元素来源与去路
12H2O＋大量能量。
①各反应物参与的阶段：葡萄糖在第一阶段参与，H2O在第二阶段参与，O2在第三阶段参与。
②各生成物产生的阶段：[H]在第一、二阶段都产生，CO2在第二阶段产生，H2O在第三阶段产生。
3．无氧呼吸
(1)概念：细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解，产生C2H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸)，释放出少量能量，生成少量ATP的过程。
(2)过程
①第一阶段：和有氧呼吸第一阶段相同。 a．场所：细胞质基质。
b．过程：一分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，产生少量[H]，并释放少量能量。 c．反应式：C6H12O6②第二阶段
a．场所：细胞质基质。
b．过程：第一阶段产生的丙酮酸在不同酶的催化作用下，分别生成酒精和二氧化碳，或转化成乳酸，无ATP形成。
c．反应式：
2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量。
(3)总反应式
酶
①产生酒精：C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 酶②产生乳酸：C6H12O6――→2C3H6O3＋少量能量。
1．有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(×) [提示] [H]与氧结合生成水的过程发生在线粒体内膜上。 2．线粒体将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。(×) [提示] 在线粒体中参与氧化分解的是丙酮酸。
2
3．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。(×) [提示] 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2。 4．有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。(×) [提示] 有氧呼吸第二阶段产生少量ATP。
5．无氧呼吸不需要O2参与，最终有[H]的积累。(×) [提示] 无氧呼吸第二阶段消耗[H]，[H]被用于还原丙酮酸。 6．人在剧烈运动时产生的CO2全部来自有氧呼吸。(√)
1．有氧呼吸与无氧呼吸的比较
项目 反应条件 不同点 呼吸场所 产物 能量释放 相同点 实质 意义 联系 有氧呼吸 需要O2，需要酶 细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜 CO2、H2O 有机物彻底氧化分解，释放大量能量 无氧呼吸 不需要O2，需要酶 细胞质基质 酒精和CO2或乳酸 有机物分解不彻底，能量释放较少 分解有机物，释放能量，生成ATP 为各项生命活动提供能量；为体内其他化合物的合成提供原料 第一阶段相同 2.细胞呼吸中[H]和ATP的来源与去向 项目 [H] 来源 有氧呼吸：C6H12O6和H2O； 无氧呼吸：C6H12O6 有氧呼吸：三个阶段都产生； 无氧呼吸：只在第一阶段产生 去向 有氧呼吸：与O2结合生成水； 无氧呼吸：还原丙酮酸 用于几乎各项生命活动(除光合作用的暗反应) ATP 3.细胞呼吸中能量的释放与去向
3
1．1 mol葡萄糖彻底氧化分解及分解成乳酸时分别释放多少能量？其中有多少能量储存于ATP中？两者有何差异及共性？热能散失是否是能源浪费？
[提示] 1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量2 870 kJ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。而1 mol葡萄糖分解成乳酸时释放196.65 kJ能量，有61.08 kJ左右转移至ATP中。两者的共性是多数能量以热能形式散失，差异是彻底氧化分解释放能量较多，热能散失是维持体温所必需的，并非能源浪费。
2．动物细胞无氧呼吸产生乳酸，多数植物细胞无氧呼吸产生酒精和CO2，有些植物细胞无氧呼吸产生乳酸，其原因是什么？
[提示] 无氧呼吸的产物不同的原因是酶的种类不同，根本上是基因不同。
3．如果是以脂肪为底物进行有氧呼吸，消耗O2的量要大于产生CO2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O2的量大于产生CO2的量。
4．某同学做了如下实验：取A、B两支试管。在A管中加入煮熟的蚕豆子叶，B管中加入发芽的蚕豆子叶。在两管中分别加入甲烯蓝溶液(注：甲烯蓝氧化态为蓝色，接受氢后为无色)，一段时间后倒出溶液，两管中的子叶都呈蓝色，然后，两管分别加水淹没子叶、抽气、在水面上覆盖适量石蜡油，37 ℃保温一段时间后，发现A管中的子叶不变色，B管中的子叶蓝色变浅。请思考分析：
(1)B管中子叶蓝色变浅的原因是什么？
(2)A管子叶为什么不变色？实验中设置A管的目的是什么？ [提示] (1)B管中子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原。
(2)A管中子叶细胞的酶失活，无呼吸作用。实验中设置A管的目的是作对照实验。
考查细胞呼吸的过程
1．(2024·广州一模)如图为有氧呼吸过程示意图。下列相关叙述错误的是( )
A．过程①②③均可产生ATP B．过程②产生的CO2中的O均来自甲 C．乙来自C6H12O6、甲和丁 D．丙和丁属于同一种物质
B [过程①②③分别表示有氧呼吸的第一、第二和第三阶段，这三个阶段都可以产生
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ATP，A项正确；有氧呼吸第二阶段(②)产生的CO2中的O一部分来自丁(H2O)，另一部分来自甲(丙酮酸)，B项错误；乙是[H]，一部分来自C6H12O6，另一部分来自甲和丁，C项正确；丙和丁都是H2O，D项正确。]
2．(2024·深圳模拟)如图表示人体中细胞呼吸的过程，数字代表反应过程。下列叙述正确的是( )
A．过程①代表人体细胞中糖原或淀粉的水解
B．过程②后，葡萄糖分子中少部分化学能存在于丙酮酸中 C．过程③只发生在线粒体中
D．过程④产生的乳酸可在原细胞中再生成葡萄糖
C [人体细胞没有淀粉的水解过程，A项错误；过程②后，葡萄糖分子中大部分化学能存在于丙酮酸中，B项错误；人体细胞中过程③只发生在线粒体中，C项正确；肌肉细胞中产生的乳酸能在肝脏细胞中再生成葡萄糖，不能在肌肉细胞中再生成葡萄糖，D项错误。]
细胞呼吸的场所与过程的四点提醒
(1)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。 (2)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)细胞呼吸释放的能量，大部分以热能的形式散失，少部分以化学能的形式储存在ATP中。
(4)人体内产生的CO2只来自有氧呼吸，人体无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
考查细胞呼吸方式的判断与综合
判断细胞呼吸方式的三大依据
3．下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( ) A．细胞的有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸不产生CO2 B．有H2O产生的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸
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高考生物一轮复习细胞的能量供应和利用细胞呼吸学案必修
