第9讲 ATP的主要来源——细胞呼吸

第9讲ATP的主要来源——细胞呼吸

考点1细胞呼吸的类型及过程

1．细胞呼吸的概念及类型

(1)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ATP的过程。

(2)类型：有氧呼吸和无氧呼吸。

2．有氧呼吸

(1)概念：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)过程图解

(3)总反应式

C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O ――→酶

6CO 2＋12H 2O ＋能量 3．无氧呼吸

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)

1．有氧呼吸时，生成物H 2O 中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解。( × )

2．呼吸作用分解葡萄糖所释放的能量，在有氧呼吸中有两个去向，在无氧呼吸有三个去向。( × )

提示：无氧呼吸中乳酸或酒精中含有的能量，是葡萄糖分解过程中没有释放出来的能量。

3．无氧呼吸不需要O 2的参与，该过程最终有[H]的积累。( × )

4．有H 2O 生成的一定是有氧呼吸，有CO 2生成的一定是有氧呼吸。( × )

5．无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧

化产物——酒精或乳酸中。(√)

6．原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸。(√)

7．细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应，只发生在有氧环境下。(×)

(必修1P96基础题T2改编)将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后隔绝空气。下列叙述正确的是(B)

A．甲试管中最终产物为CO2和H2O

B．乙试管中不发生反应

C．丙试管内有大量的ATP产生

D．丙试管中无CO2产生

据图分析有氧呼吸和无氧呼吸的过程：

(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①②④(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O2的量要大于产生

CO2的量，其原因是与葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

●考向突破1考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析

1．(2020·北京师大附中模拟)所有细胞都能进行细胞呼吸。下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是(B)

A．有氧呼吸和无氧呼吸都只能氧化分解葡萄糖

B．人剧烈运动时骨骼肌能同时产生乳酸和CO2

C．糖类分解释放的能量大部分都储存到ATP中

D．细胞呼吸的产物CO2都在线粒体基质中产生

解析：有氧呼吸和无氧呼吸都能氧化分解葡萄糖，并不是只能分解葡萄糖，A错误；人体剧烈运动时能够同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，有氧呼吸能够产生二氧化碳和水，无氧呼吸产生乳酸，B正确；糖类分解释放的能量大部分以热能的形式散失，少部分储存到ATP 中，C错误；细胞呼吸产生二氧化碳的场所有细胞质基质和线粒体，D错误。

2．(不定项选择题)下列关于人体细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的叙述，正确的是(ACD)

A．消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸比有氧呼吸产生的[H]少

B．成熟的红细胞主要是通过有氧呼吸产生ATP的

C．剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸不会破坏内环境pH的相对稳定

D．无氧呼吸时，只在第一阶段释放能量

解析：消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的[H]的比例是424，A正确；人体成熟的红细胞只进行无氧呼吸，不能进行有氧呼吸，B错误；由于人体血浆中含有缓冲物质，所以剧烈运动时无氧呼吸产生的乳酸不会破坏内环境pH的相对稳定，C正确；无氧呼吸只在第一阶段释放能量，D正确。

3．如图为某真核细胞有氧呼吸的基本流程图，下列相关叙述正确的是(D)

A．阶段A发生在内环境中

B．阶段B等同于有氧呼吸第二阶段，在线粒体基质中进行

C．阶段C中的能量均贮存于ATP中，最终用于各项生命活动D．物质①为CO2，其在线粒体基质中的浓度高于在细胞质基质中的

解析：葡萄糖分解成丙酮酸的过程为有氧呼吸第一阶段，在细胞质基质中进行，不属于内环境，A错误；由题图可知，有氧呼吸第二阶段包括图中“丙酮酸→C－C”和“阶段B”两个过程，因此，阶段B不能等同于有氧呼吸第二阶段，B错误；阶段C释放的能量一部分用于ATP的合成，一部分以热能的形式散失，C错误；图中物质①和②分别代表CO2和H2O，而CO2跨膜运输的方式为自由扩散，由此可知，线粒体基质中的CO2浓度应高于细胞质基质中的，D正确。

4．(2020·衡水中学质检)下图表示酵母菌呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径，有关叙述正确的是(B)

A．酶2发挥作用的部位是细胞质基质和线粒体

B．消耗等量的葡萄糖释放的能量中，能量2最多

C．消耗等量的葡萄糖经酶3途径产生的CO2较多

D．酒精是酵母菌的代谢产物，可经主动运输方式运出细胞

解析：酶1催化葡萄糖形成丙酮酸，发挥作用的场所是细胞质基质，酶2催化有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，发挥作用的场所是线

粒体，A项错误；消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸释放出的能量2最多，B项正确；酶3催化的是产生酒精的无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，产酒精的无氧呼吸产生的二氧化碳比有氧呼吸少，C项错误；酒精是脂溶性物质，通过自由扩散运出细胞，D项错误。

归纳提升

细胞呼吸过程中有关物质参与的阶段及场所总结

(1)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。而无氧呼吸中不存在水的生成与参与。

(2)CO2：在有氧呼吸的第二阶段线粒体基质中产生，或者在产酒精的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：其作为中间产物，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；以反应物可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。

(6)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。

●考向突破2细胞呼吸类型的判断及相关计算

5．(2020·湖南衡阳模拟)下表是某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发，测得气体的量的变化结果。下列说法正确的是(D)

A.2