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

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＋6H2O6CO2＋

20[H]＋少量热能。

(3)第三阶段：H2O的生成。

①场所：线粒体内膜。

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。

③反应式：6O 2＋24[H]

12H 2O ＋大量能量。

(4)总反应式及各元素来源与去路 ①各反应物参与的阶段：葡萄糖在第一阶段参与，H 2O 在第二阶段参与，O 2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，CO 2在第二阶段产生，H 2O 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C 2H 5OH(乙醇)和CO 2或C 3H 6O 3(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：C 6H 12O 6

2C 3H 4O 3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量。

②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：

(3)总反应式

①产生酒精：C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋少量能量。

②产生乳酸：C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3＋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CO 2和H 2O 。(×)

[提示] 在线粒体中参与氧化分解的是丙酮酸。

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

有氧呼吸

无氧呼吸

不同点反应条件需要O2，需要酶不需要O2，需要酶

呼吸场所

细胞质基质、线粒体基质、线

粒体内膜

细胞质基质

产物CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸

能量释放

有机物彻底氧化分解，释放大

量能量

有机物分解不彻底，能量释放较

少

相同点实质分解有机物，释放能量，生成ATP

意义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联系第一阶段相同

项目来源去向

[H] 有氧呼吸：C6H12O6和H2O；

无氧呼吸：C6H12O6

有氧呼吸：与O2结合生成水；

无氧呼吸：还原丙酮酸

ATP 有氧呼吸：三个阶段都产生；

无氧呼吸：只在第一阶段产生

用于几乎各项生命活动(除光合作用的暗反

应)

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．(2019·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