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高中生物浙科版 (2019)必修1《分子与细胞》第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量第1课时学案
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第1课时 细胞呼吸的过程
知识点一 细胞呼吸
1．概念：细胞内进行的将__糖类等有机物__分解成__无机物__或__小分子有机物__，并且释放出能量的过程。
2．分类：根据细胞呼吸过程中是否有__氧__参与，把细胞呼吸分为__需氧呼吸__和__厌氧呼吸__。
3．__需氧呼吸__是细胞呼吸的主要方式。
知识点二 需氧呼吸
1．条件：有__氧__参与。
2．场所：__细胞溶胶__和线粒体，主要是__线粒体__。
3．反应式：__C6H12O6＋6H2O＋6O2 eq \(――→,\s\up7(酶)) 6CO2＋12H2O＋能量__。
4．需氧呼吸的过程
5．实质：葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。
小思考：需氧呼吸真正需要氧气的是第几阶段？氧气中的氧原子最后的去向是哪里？
【答案】第三阶段。水中。
【提醒】
需氧呼吸中各元素的来源及去路
(1)CO2是在第二阶段由丙酮酸和水反应生成的，CO2中的O来自葡萄糖和水。
(2)O2在第三阶段与[H]结合生成水，所以需氧呼吸产生的H2O中的O全部来自O2。
(3)水在第二阶段参与反应，电子传递链反应会产生水。
知识点三 厌氧呼吸
1．条件：__无氧或缺氧__。
2．场所：__细胞溶胶__。
3．过程：乳酸发酵和乙醇发酵
【提醒】(1)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(2)厌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——乙醇或乳酸中。
(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸产生的乙醇对细胞有毒害作用。
(4)需氧呼吸与厌氧呼吸产物最大的区别是厌氧呼吸没有水生成，并且厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)细胞呼吸过程中有CO2产生，则一定进行需氧呼吸。( × )
(2)进行需氧呼吸的细胞一定有线粒体。( × )
(3)线粒体外膜和内膜上存在转运葡萄糖的载体蛋白。( × )
(4)线粒体内氧气的浓度一般比细胞溶胶中的低，二氧化碳浓度比细胞溶胶的高。( √ )
(5)1个ATP中的能量大约是1个葡萄糖中能量的1%，故细胞每氧化1个葡萄糖，可产生100个ATP。( × )
(6)细胞中葡萄糖的能量利用效率大约为30%。( √ )
(7)合成ATP的酶都镶嵌在线粒体内膜上。( × )
(8)消耗等量葡萄糖，厌氧呼吸产生的ATP仅为需氧呼吸的1/16。( √ )
(9)酵母菌在面团中进行需氧呼吸产生的二氧化碳，就是使面团“发起”的原因。( × )
(10)人体厌氧呼吸产生的乳酸刺激神经末梢，会使人产生酸痛的感觉。( √ )
(11)氧气对乳酸菌是有毒的，会抑制其生存。( √ )
(12)细胞呼吸释放的能量主要用于ATP的合成，少量以热能的形式散失。( × )
(13)细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。( × )
2．案例分析：生物体内葡萄糖分解代谢过程如下，请据图解回答：
(1)A是__丙酮酸__，其产生的部位是__细胞溶胶__。
(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是__②__，反应①③④发生的场所是__细胞溶胶__。
(3)可在人体细胞中进行的是__①②④__。
(4)苹果储藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中__①③__过程；而马铃薯储藏久了会有乳酸产生，其原因是马铃薯块茎在__无氧或缺氧__条件下进行了图中__①④__过程。
(5)粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为__需氧呼吸产生水__。
(6)如果需氧呼吸和厌氧呼吸产生了等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为__1∶3__。
【解析】(1)在细胞呼吸的第一阶段中，葡萄糖分解产生A丙酮酸和[H]，其发生的场所为细胞溶胶。(2)反应①②③④中，需氧呼吸的二、三两个阶段(②)必须在有氧条件下进行；反应①③④进行的是厌氧呼吸，发生的场所是细胞溶胶。(3)人体细胞既可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸产生乳酸，因此可在人体细胞中进行的是①②④。(4)苹果储存久了，会闻到酒味，是因为苹果细胞进行了酒精发酵，包括①厌氧呼吸的第一阶段和③厌氧呼吸的第二阶段。而马铃薯块茎储藏久了会有乳酸产生，其原因是马铃薯块茎进行乳酸发酵，即在无氧(缺氧)条件下进行了图中①④过程。(5)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在需氧呼吸过程中产生了水。(6)由于需氧呼吸条件下，葡萄糖消耗量∶氧气的吸收量∶二氧化碳释放量＝1∶6∶6；而厌氧呼吸条件下，葡萄糖消耗量∶二氧化碳释放量＝1∶2。如果需氧呼吸和厌氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
eq \(\s\up7(),\s\d5( 需氧呼吸和厌氧呼吸过程的注意点))
eq \a\vs4\al(典例) 下列有关需氧呼吸的叙述，错误的是( B )
A．三个阶段中电子传递链产生的ATP最多
B．葡萄糖在线粒体中被分解为CO2和H2O
C．1分子丙酮酸彻底分解形成3分子CO2
D．与第三阶段有关的酶分布在线粒体内膜上
【解析】电子传递链发生在第三阶段，此阶段释放大量能量，产生的ATP最多，A正确；葡萄糖在细胞溶胶中分解为丙酮酸，丙酮酸在线粒体内分解为CO2和H2O，在线粒体中葡萄糖不能分解，B错误；在柠檬酸循环中，2分子丙酮酸彻底分解形成6分子CO2和还原氢，并释放少量能量，则1分子丙酮酸彻底分解形成3分子CO2，C正确；与第三阶段有关的酶分布在线粒体内膜上，D正确。
1．需氧呼吸过程中的CO2产生于( A )
A．丙酮酸分解时
B．葡萄糖刚要分解时
C．ADP形成ATP时
D．还原氢和氧结合成水时
【解析】丙酮酸分解时产生CO2，A正确；葡萄糖分解的产物是丙酮酸和还原氢，B错误；ADP形成ATP时不一定产生CO2，ADP形成ATP这一过程发生在需氧呼吸三个阶段中，C错误；还原氢和氧结合成水是需氧呼吸的第三阶段，没有CO2生成，D错误。
2． 成熟的大苹果储藏一段时间后切开会有酒味，这是因为果肉中进行了乙醇发酵。下列关于苹果储藏过程中发生的生理过程的叙述，错误的是( D )
A．苹果表皮细胞每氧化一个葡萄糖分子，可以合成约32个ATP
B．苹果长期储藏产生的代谢产物对果肉细胞有毒害作用
C．苹果细胞的细胞溶胶和线粒体中均有CO2产生
D．丙酮酸转化为乙醇的生化过程伴随着少量ATP的生成
【解析】氧气充足时，苹果表皮细胞每氧化一个葡萄糖分子，可以合成约32个ATP，A正确；苹果厌氧呼吸的产物乙醇对细胞有毒害作用，B正确；需氧呼吸时，在线粒体中产生CO2，厌氧呼吸时，丙酮酸→乙醇＋CO2，发生在细胞溶胶中，C正确；丙酮酸转变为乙醇属于厌氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，D错误。
3． 下图表示的是需氧呼吸过程，A～F表示物质，①②③表示过程。下列有关叙述不正确的是( C )
A.可表示水的是E和F
B．表示O2和CO2的分别是D和B
C．①②③过程都是在细胞内的线粒体中完成的
D．①②③过程中，产生能量最多的过程是③
【解析】可表示水的是E和F，A正确；表示O2和 CO2的分别是D和B，B正确；①是需氧呼吸的第一阶段，发生在细胞溶胶，②③分别是需氧呼吸的第二、第三阶段，发生在线粒体中，C错误； ①②③过程都能产生能量，其中产生能量最多的过程是③需氧呼吸第三阶段，D正确。
eq \(\s\up7(),\s\d5( 需氧呼吸和厌氧呼吸的比较))
1．过程模型
2．需氧呼吸和厌氧呼吸的区别和联系
3．不同生物细胞呼吸的理解误区
原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等。原核生物的需氧呼吸发生在细胞溶胶和细胞膜上。
eq \a\vs4\al(典例) 如图表示动物体内葡萄糖分子部分代谢过程的图解，①②③表示相关生理过程，甲、乙、丙、丁、戊表示物质，下列分析正确的是( D )
A.①过程释放的能量大多储存在有机物中
B．乙、丁、戊分别代表丙酮酸、CO2、乳酸
C．②过程氧与丙酮酸中的碳结合生成丁
D．人体肝脏细胞中可同时存在催化戊转化和乙醇氧化的酶
【解析】①过程释放的少量能量中大部分以热能形式散失，少部分合成ATP，A错误；乙、丁、戊分别代表[H]、二氧化碳、乳酸，B错误；②过程水与丙酮酸中的碳结合生成丁，C错误；人体肝脏细胞中可同时存在催化戊(乳酸)转化和乙醇氧化的酶，D正确。
1．细胞呼吸包括需氧呼吸和厌氧呼吸，下列不属于两者共同点的是( B )
A．都需要多种酶参与
B．都能将有机物彻底分解
C．都有还原氢的产生和消耗
D．释放的能量大部分都以热能的形式散失
【解析】需氧呼吸和厌氧呼吸都需要多种酶参与，A不符合题意；需氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，而厌氧呼吸不能将有机物彻底氧化分解，B符合题意；需氧呼吸和厌氧呼吸都有还原氢的产生和消耗，C不符合题意；需氧呼吸和厌氧呼吸释放的能量大部分都以热能的形式散失，D不符合题意。
2．下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述，错误的是( A )
A．线粒体内膜上转运葡萄糖的载体蛋白比外膜上多
B．有氧气和无氧气状态下，细胞呼吸产物不完全相同
C．厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终没有[H]的积累
D．需氧呼吸生成CO2的阶段产生少量ATP
【解析】线粒体不能直接利用葡萄糖，可见线粒体内外膜上不存在运输葡萄糖的载体蛋白，A错误；有氧气和无氧气状态下，细胞呼吸产物不完全相同，前者为CO2和H2O，后者为C2H5OH和CO2，B正确；厌氧呼吸不需要O2的参与，其第一阶段产生的[H]与丙酮酸参与第二阶段的反应，最终无[H]积累，C正确；需氧呼吸第三阶段能产生大量ATP，需氧呼吸生成CO2的阶段是第二阶段，只产生少量ATP，D正确。
3．下图为小麦种子萌发过程中淀粉的部分代谢过程，图中的 X、Y、M、N 代表物质，①②代表过程。下列叙述正确的是( D )
A.X 为麦芽糖，是淀粉在细胞溶胶中的水解产物
B．Y 为丙酮酸，是 X 物质在细胞溶胶中的水解产物
C．M 为乙醇，①释放的能量大部分储存在 M 中
D．在低氧条件下，①和②过程可能同时发生
【解析】X 为葡萄糖，是淀粉在淀粉酶的作用下分解的产物，该过程发生在小麦种子的胚乳组织中，A错误；Y 为丙酮酸，是葡萄糖经过糖酵解过程的产物，该过程在细胞溶胶中发生，葡萄糖是单糖，不能水解，B错误；M 为乙醇，①为厌氧呼吸第二阶段，不产生ATP，C错误；在低氧条件下，小麦种子既可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸，即图中①和②过程可能同时发生，D正确。
1．在需氧呼吸过程中，大量ATP的形成发生在( D )
A．葡萄糖分解成丙酮酸阶段
B．丙酮酸脱氢分解成CO2阶段
C．丙酮酸分解成乳酸阶段
D．脱下的[H]和氧分子结合成水的阶段
【解析】葡萄糖分解成丙酮酸属于需氧呼吸的第一阶段，会生成少量的ATP，A错误；丙酮酸脱氢分解成CO2阶段，发生在需氧呼吸第二阶段，生成少量的ATP，B错误；丙酮酸分解成乳酸阶段，属于厌氧呼吸的第二阶段，不生成ATP，C错误；脱下的[H]和氧分子结合成水的阶段，属于需氧呼吸的第三阶段，会产生大量的ATP，D正确。
2．下列选项中，属于需氧呼吸和厌氧呼吸共同点的组合是( B )
①都产生 CO2 ②都需要酶 ③都在线粒体中进行
④都产生 ATP ⑤都生成丙酮酸
A．②③⑤ B．②④⑤
C．②③④ D．①②⑤
【解析】①厌氧呼吸不一定能产生CO2，①错误；②二者都需要酶的催化，②正确；③需氧呼吸的场所是线粒体和细胞溶胶，厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，③错误；④需氧呼吸可以产生较多的ATP，厌氧呼吸可以产生少量的ATP，④正确；⑤需氧呼吸和厌氧呼吸第一阶段都会生成丙酮酸，⑤正确。
3．需氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段：①C6H12O6→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O→CO2＋[H]；③[H]＋O2→H2O。下列与此相关的叙述，正确的是( D )
A．需氧呼吸和厌氧呼吸都能发生①②两个阶段
B．第①②③阶段过程中合成ATP的量都相同
C．第③阶段反应所需要的[H]都来自丙酮酸
D．叶肉细胞中第③阶段的反应发生在生物膜上
【解析】需氧呼吸和厌氧呼吸都能发生①过程，A错误；第①②③阶段过程中合成ATP的量不同，其中第③阶段产生的ATP最多，B错误；第③阶段反应所需要的[H]来自葡萄糖、丙酮酸和水，C错误；叶肉细胞中第③阶段的反应发生在线粒体内膜上，D正确。
4．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( B )
A．成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行乳酸发酵
B．马铃薯块茎细胞厌氧呼吸产生的乳酸由丙酮酸转化而来
C．厌氧呼吸不需要 O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．需氧呼吸时细胞溶胶中的葡萄糖进入线粒体需经过两层膜
【解析】成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行酒精发酵，同时产生CO2，A错误；马铃薯块茎细胞厌氧呼吸产生的是乳酸，由丙酮酸转化而来，场所为细胞溶胶，B正确；厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终没有[H]的积累，C错误；细胞溶胶中的葡萄糖无法进入线粒体，被分解成丙酮酸后才能进入线粒体，D错误。
5．下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是( C )
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体内膜上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实储藏环境中的O2浓度，会增加酒精的生成量
【解析】需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，储存在有机物中的能量全部释放出来，产生大量ATP，而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的ATP少得多，A错误；细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子，C正确；若适当提高苹果果实储藏环境中的O2浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D错误。知识目标
核心素养
1.概述需氧呼吸及厌氧呼吸的概念、反应式和反应过程。
2．举例说明细胞呼吸在实践中的应用，探讨细胞呼吸与生产生活的关系。
3．说出影响呼吸作用的因素及根据其影响，掌握如何应用。
4．比较需氧呼吸和厌氧呼吸的异同
在学习过程中认同活细胞中物质、能量和信息变化的统一性。从物质和能量的角度，阐明细胞呼吸过程中始终贯穿着物质与能量的变化，从结构和功能相适应的角度，解释细胞各部分结构的分工合作是细胞呼吸发生的基础。提升学生将微观的细胞代谢和宏观的生命现象建立联系的能力，让学生从宏观现象认识生命活动的本质，发展学生的生物学科核心素养
项目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
__细胞溶胶__
__线粒体基质__
__线粒体内膜__
过程
C6H12O6→
2__丙酮酸__＋4__[H]__＋少量能量
2丙酮酸＋
6__H2O__→
6__CO2__＋20[H]＋少量能量
24[H]＋6__O2__→ 12__H2O__＋
大量能量
类型
第一阶段产物
第二阶段产物
代表生物
乳酸发酵
__丙酮酸__、__[H]__
和少量ATP(2个)
__乳酸__
__乳酸菌__
乙醇发酵
丙酮酸、[H]和少量ATP(2个)
__乙醇和
CO2__
__酵母菌__
需氧
呼吸
过程
注意
点
(1)根据需氧呼吸发生的场所可判断线粒体内膜上蛋白质的种类和数量比外膜多。
(2)需氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部来自O2。
(3)需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体，主要场所是线粒体；原核生物需氧呼吸的场所是细胞溶胶和细胞膜。
(4)需氧呼吸是彻底的氧化分解，三个阶段都有ATP形成，细胞中每氧化1个葡萄糖分子，所释放的能量只合成约32个ATP分子，大部分的能量以热能形式散失，能量利用效率约为30%。
(5)真核生物的细胞并非都能进行需氧呼吸，如蛔虫生活在肠道无氧的环境中，细胞内无线粒体。哺乳动物成熟的红细胞内无核、无细胞器，被血红蛋白填充，只能进行厌氧呼吸。
(6)如果需氧呼吸的底物是葡萄糖，则消耗的O2和产生的CO2比值为1，如果需氧呼吸的底物是脂肪，则O2和CO2比值大于1
厌氧
呼吸
过程
注意
点
(1)厌氧呼吸的第一阶段和需氧呼吸第一阶段的场所、底物、酶种类等都相同。
(2)厌氧呼吸是不彻底的氧化分解；只有第一阶段才有ATP合成；细胞中每氧化1个葡萄糖分子，所释放的能量只合成约2个ATP分子。
(3)产乳酸的厌氧呼吸是丙酮酸被[H]还原(靠乳酸脱氢酶催化)，产酒精的厌氧呼吸是乙醛被[H]还原。
(4)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(5)产乳酸的厌氧呼吸的生物一般是动物、乳酸菌、某些植物器官(玉米的胚、甜菜的块根、马铃薯的块茎)；产酒精的厌氧呼吸的生物一般是大多数植物、酵母菌。
(6)人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动， 所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖；肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施
项目
需氧呼吸
厌氧呼吸
不
同
点
条件
需氧、酶及适宜的温度
不需氧，需酶及适宜的温度
场所
第一阶段(糖酵解)：细胞溶胶；
第二阶段：线粒体基质；
第三阶段(电子传递链)：线粒体内膜
第一、二阶段：细胞溶胶
分解
程度
氧化分解彻底
氧化分解不彻底
产物
CO2和H2O
乳酸或乙醇和CO2
能量
变化
稳定的化学能→ATP中活跃的化学能＋热能
稳定的化学能→ATP中活跃的化学能＋热能＋不彻底氧化产物中的化学能
ATP的
产生阶段
三个阶段都产生ATP
只有在第一阶段产生ATP
[H]的
用途
需氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水
厌氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或将乙醛还原为乳酸
相
同
点
本质
都是氧化还原反应，分解有机物，释放能量，合成ATP供生命活动需要
过程
第一阶段糖酵解(葡萄糖→丙酮酸)完全相同
意义
①为生物体的各项生命活动提供能量；
②为细胞内有机物的合成提供碳骨架
联系
厌氧呼吸进化为需氧呼吸；有氧气存在时厌氧呼吸受抑制
第1课时 细胞呼吸的过程
知识点一 细胞呼吸
1．概念：细胞内进行的将__糖类等有机物__分解成__无机物__或__小分子有机物__，并且释放出能量的过程。
2．分类：根据细胞呼吸过程中是否有__氧__参与，把细胞呼吸分为__需氧呼吸__和__厌氧呼吸__。
3．__需氧呼吸__是细胞呼吸的主要方式。
知识点二 需氧呼吸
1．条件：有__氧__参与。
2．场所：__细胞溶胶__和线粒体，主要是__线粒体__。
3．反应式：__C6H12O6＋6H2O＋6O2 eq \(――→,\s\up7(酶)) 6CO2＋12H2O＋能量__。
4．需氧呼吸的过程
5．实质：葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。
小思考：需氧呼吸真正需要氧气的是第几阶段？氧气中的氧原子最后的去向是哪里？
【答案】第三阶段。水中。
【提醒】
需氧呼吸中各元素的来源及去路
(1)CO2是在第二阶段由丙酮酸和水反应生成的，CO2中的O来自葡萄糖和水。
(2)O2在第三阶段与[H]结合生成水，所以需氧呼吸产生的H2O中的O全部来自O2。
(3)水在第二阶段参与反应，电子传递链反应会产生水。
知识点三 厌氧呼吸
1．条件：__无氧或缺氧__。
2．场所：__细胞溶胶__。
3．过程：乳酸发酵和乙醇发酵
【提醒】(1)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(2)厌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——乙醇或乳酸中。
(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸产生的乙醇对细胞有毒害作用。
(4)需氧呼吸与厌氧呼吸产物最大的区别是厌氧呼吸没有水生成，并且厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)细胞呼吸过程中有CO2产生，则一定进行需氧呼吸。( × )
(2)进行需氧呼吸的细胞一定有线粒体。( × )
(3)线粒体外膜和内膜上存在转运葡萄糖的载体蛋白。( × )
(4)线粒体内氧气的浓度一般比细胞溶胶中的低，二氧化碳浓度比细胞溶胶的高。( √ )
(5)1个ATP中的能量大约是1个葡萄糖中能量的1%，故细胞每氧化1个葡萄糖，可产生100个ATP。( × )
(6)细胞中葡萄糖的能量利用效率大约为30%。( √ )
(7)合成ATP的酶都镶嵌在线粒体内膜上。( × )
(8)消耗等量葡萄糖，厌氧呼吸产生的ATP仅为需氧呼吸的1/16。( √ )
(9)酵母菌在面团中进行需氧呼吸产生的二氧化碳，就是使面团“发起”的原因。( × )
(10)人体厌氧呼吸产生的乳酸刺激神经末梢，会使人产生酸痛的感觉。( √ )
(11)氧气对乳酸菌是有毒的，会抑制其生存。( √ )
(12)细胞呼吸释放的能量主要用于ATP的合成，少量以热能的形式散失。( × )
(13)细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATP。( × )
2．案例分析：生物体内葡萄糖分解代谢过程如下，请据图解回答：
(1)A是__丙酮酸__，其产生的部位是__细胞溶胶__。
(2)反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是__②__，反应①③④发生的场所是__细胞溶胶__。
(3)可在人体细胞中进行的是__①②④__。
(4)苹果储藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中__①③__过程；而马铃薯储藏久了会有乳酸产生，其原因是马铃薯块茎在__无氧或缺氧__条件下进行了图中__①④__过程。
(5)粮食储藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为__需氧呼吸产生水__。
(6)如果需氧呼吸和厌氧呼吸产生了等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为__1∶3__。
【解析】(1)在细胞呼吸的第一阶段中，葡萄糖分解产生A丙酮酸和[H]，其发生的场所为细胞溶胶。(2)反应①②③④中，需氧呼吸的二、三两个阶段(②)必须在有氧条件下进行；反应①③④进行的是厌氧呼吸，发生的场所是细胞溶胶。(3)人体细胞既可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸产生乳酸，因此可在人体细胞中进行的是①②④。(4)苹果储存久了，会闻到酒味，是因为苹果细胞进行了酒精发酵，包括①厌氧呼吸的第一阶段和③厌氧呼吸的第二阶段。而马铃薯块茎储藏久了会有乳酸产生，其原因是马铃薯块茎进行乳酸发酵，即在无氧(缺氧)条件下进行了图中①④过程。(5)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为种子在需氧呼吸过程中产生了水。(6)由于需氧呼吸条件下，葡萄糖消耗量∶氧气的吸收量∶二氧化碳释放量＝1∶6∶6；而厌氧呼吸条件下，葡萄糖消耗量∶二氧化碳释放量＝1∶2。如果需氧呼吸和厌氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为1∶3。
eq \(\s\up7(),\s\d5( 需氧呼吸和厌氧呼吸过程的注意点))
eq \a\vs4\al(典例) 下列有关需氧呼吸的叙述，错误的是( B )
A．三个阶段中电子传递链产生的ATP最多
B．葡萄糖在线粒体中被分解为CO2和H2O
C．1分子丙酮酸彻底分解形成3分子CO2
D．与第三阶段有关的酶分布在线粒体内膜上
【解析】电子传递链发生在第三阶段，此阶段释放大量能量，产生的ATP最多，A正确；葡萄糖在细胞溶胶中分解为丙酮酸，丙酮酸在线粒体内分解为CO2和H2O，在线粒体中葡萄糖不能分解，B错误；在柠檬酸循环中，2分子丙酮酸彻底分解形成6分子CO2和还原氢，并释放少量能量，则1分子丙酮酸彻底分解形成3分子CO2，C正确；与第三阶段有关的酶分布在线粒体内膜上，D正确。
1．需氧呼吸过程中的CO2产生于( A )
A．丙酮酸分解时
B．葡萄糖刚要分解时
C．ADP形成ATP时
D．还原氢和氧结合成水时
【解析】丙酮酸分解时产生CO2，A正确；葡萄糖分解的产物是丙酮酸和还原氢，B错误；ADP形成ATP时不一定产生CO2，ADP形成ATP这一过程发生在需氧呼吸三个阶段中，C错误；还原氢和氧结合成水是需氧呼吸的第三阶段，没有CO2生成，D错误。
2． 成熟的大苹果储藏一段时间后切开会有酒味，这是因为果肉中进行了乙醇发酵。下列关于苹果储藏过程中发生的生理过程的叙述，错误的是( D )
A．苹果表皮细胞每氧化一个葡萄糖分子，可以合成约32个ATP
B．苹果长期储藏产生的代谢产物对果肉细胞有毒害作用
C．苹果细胞的细胞溶胶和线粒体中均有CO2产生
D．丙酮酸转化为乙醇的生化过程伴随着少量ATP的生成
【解析】氧气充足时，苹果表皮细胞每氧化一个葡萄糖分子，可以合成约32个ATP，A正确；苹果厌氧呼吸的产物乙醇对细胞有毒害作用，B正确；需氧呼吸时，在线粒体中产生CO2，厌氧呼吸时，丙酮酸→乙醇＋CO2，发生在细胞溶胶中，C正确；丙酮酸转变为乙醇属于厌氧呼吸的第二阶段，该阶段不产生ATP，D错误。
3． 下图表示的是需氧呼吸过程，A～F表示物质，①②③表示过程。下列有关叙述不正确的是( C )
A.可表示水的是E和F
B．表示O2和CO2的分别是D和B
C．①②③过程都是在细胞内的线粒体中完成的
D．①②③过程中，产生能量最多的过程是③
【解析】可表示水的是E和F，A正确；表示O2和 CO2的分别是D和B，B正确；①是需氧呼吸的第一阶段，发生在细胞溶胶，②③分别是需氧呼吸的第二、第三阶段，发生在线粒体中，C错误； ①②③过程都能产生能量，其中产生能量最多的过程是③需氧呼吸第三阶段，D正确。
eq \(\s\up7(),\s\d5( 需氧呼吸和厌氧呼吸的比较))
1．过程模型
2．需氧呼吸和厌氧呼吸的区别和联系
3．不同生物细胞呼吸的理解误区
原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等。原核生物的需氧呼吸发生在细胞溶胶和细胞膜上。
eq \a\vs4\al(典例) 如图表示动物体内葡萄糖分子部分代谢过程的图解，①②③表示相关生理过程，甲、乙、丙、丁、戊表示物质，下列分析正确的是( D )
A.①过程释放的能量大多储存在有机物中
B．乙、丁、戊分别代表丙酮酸、CO2、乳酸
C．②过程氧与丙酮酸中的碳结合生成丁
D．人体肝脏细胞中可同时存在催化戊转化和乙醇氧化的酶
【解析】①过程释放的少量能量中大部分以热能形式散失，少部分合成ATP，A错误；乙、丁、戊分别代表[H]、二氧化碳、乳酸，B错误；②过程水与丙酮酸中的碳结合生成丁，C错误；人体肝脏细胞中可同时存在催化戊(乳酸)转化和乙醇氧化的酶，D正确。
1．细胞呼吸包括需氧呼吸和厌氧呼吸，下列不属于两者共同点的是( B )
A．都需要多种酶参与
B．都能将有机物彻底分解
C．都有还原氢的产生和消耗
D．释放的能量大部分都以热能的形式散失
【解析】需氧呼吸和厌氧呼吸都需要多种酶参与，A不符合题意；需氧呼吸能将有机物彻底氧化分解，而厌氧呼吸不能将有机物彻底氧化分解，B符合题意；需氧呼吸和厌氧呼吸都有还原氢的产生和消耗，C不符合题意；需氧呼吸和厌氧呼吸释放的能量大部分都以热能的形式散失，D不符合题意。
2．下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述，错误的是( A )
A．线粒体内膜上转运葡萄糖的载体蛋白比外膜上多
B．有氧气和无氧气状态下，细胞呼吸产物不完全相同
C．厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终没有[H]的积累
D．需氧呼吸生成CO2的阶段产生少量ATP
【解析】线粒体不能直接利用葡萄糖，可见线粒体内外膜上不存在运输葡萄糖的载体蛋白，A错误；有氧气和无氧气状态下，细胞呼吸产物不完全相同，前者为CO2和H2O，后者为C2H5OH和CO2，B正确；厌氧呼吸不需要O2的参与，其第一阶段产生的[H]与丙酮酸参与第二阶段的反应，最终无[H]积累，C正确；需氧呼吸第三阶段能产生大量ATP，需氧呼吸生成CO2的阶段是第二阶段，只产生少量ATP，D正确。
3．下图为小麦种子萌发过程中淀粉的部分代谢过程，图中的 X、Y、M、N 代表物质，①②代表过程。下列叙述正确的是( D )
A.X 为麦芽糖，是淀粉在细胞溶胶中的水解产物
B．Y 为丙酮酸，是 X 物质在细胞溶胶中的水解产物
C．M 为乙醇，①释放的能量大部分储存在 M 中
D．在低氧条件下，①和②过程可能同时发生
【解析】X 为葡萄糖，是淀粉在淀粉酶的作用下分解的产物，该过程发生在小麦种子的胚乳组织中，A错误；Y 为丙酮酸，是葡萄糖经过糖酵解过程的产物，该过程在细胞溶胶中发生，葡萄糖是单糖，不能水解，B错误；M 为乙醇，①为厌氧呼吸第二阶段，不产生ATP，C错误；在低氧条件下，小麦种子既可以进行需氧呼吸，也可以进行厌氧呼吸，即图中①和②过程可能同时发生，D正确。
1．在需氧呼吸过程中，大量ATP的形成发生在( D )
A．葡萄糖分解成丙酮酸阶段
B．丙酮酸脱氢分解成CO2阶段
C．丙酮酸分解成乳酸阶段
D．脱下的[H]和氧分子结合成水的阶段
【解析】葡萄糖分解成丙酮酸属于需氧呼吸的第一阶段，会生成少量的ATP，A错误；丙酮酸脱氢分解成CO2阶段，发生在需氧呼吸第二阶段，生成少量的ATP，B错误；丙酮酸分解成乳酸阶段，属于厌氧呼吸的第二阶段，不生成ATP，C错误；脱下的[H]和氧分子结合成水的阶段，属于需氧呼吸的第三阶段，会产生大量的ATP，D正确。
2．下列选项中，属于需氧呼吸和厌氧呼吸共同点的组合是( B )
①都产生 CO2 ②都需要酶 ③都在线粒体中进行
④都产生 ATP ⑤都生成丙酮酸
A．②③⑤ B．②④⑤
C．②③④ D．①②⑤
【解析】①厌氧呼吸不一定能产生CO2，①错误；②二者都需要酶的催化，②正确；③需氧呼吸的场所是线粒体和细胞溶胶，厌氧呼吸的场所是细胞溶胶，③错误；④需氧呼吸可以产生较多的ATP，厌氧呼吸可以产生少量的ATP，④正确；⑤需氧呼吸和厌氧呼吸第一阶段都会生成丙酮酸，⑤正确。
3．需氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段：①C6H12O6→丙酮酸＋[H]；②丙酮酸＋H2O→CO2＋[H]；③[H]＋O2→H2O。下列与此相关的叙述，正确的是( D )
A．需氧呼吸和厌氧呼吸都能发生①②两个阶段
B．第①②③阶段过程中合成ATP的量都相同
C．第③阶段反应所需要的[H]都来自丙酮酸
D．叶肉细胞中第③阶段的反应发生在生物膜上
【解析】需氧呼吸和厌氧呼吸都能发生①过程，A错误；第①②③阶段过程中合成ATP的量不同，其中第③阶段产生的ATP最多，B错误；第③阶段反应所需要的[H]来自葡萄糖、丙酮酸和水，C错误；叶肉细胞中第③阶段的反应发生在线粒体内膜上，D正确。
4．下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( B )
A．成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行乳酸发酵
B．马铃薯块茎细胞厌氧呼吸产生的乳酸由丙酮酸转化而来
C．厌氧呼吸不需要 O2的参与，该过程最终有[H]的积累
D．需氧呼吸时细胞溶胶中的葡萄糖进入线粒体需经过两层膜
【解析】成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行酒精发酵，同时产生CO2，A错误；马铃薯块茎细胞厌氧呼吸产生的是乳酸，由丙酮酸转化而来，场所为细胞溶胶，B正确；厌氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终没有[H]的积累，C错误；细胞溶胶中的葡萄糖无法进入线粒体，被分解成丙酮酸后才能进入线粒体，D错误。
5．下列关于细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸的叙述，正确的是( C )
A．细胞的厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸的多
B．细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶和线粒体内膜上进行
C．细胞的需氧呼吸与厌氧呼吸过程中都会产生丙酮酸
D．若适当提高苹果果实储藏环境中的O2浓度，会增加酒精的生成量
【解析】需氧呼吸是有机物彻底氧化分解的过程，储存在有机物中的能量全部释放出来，产生大量ATP，而厌氧呼吸的产物乳酸或乙醇中还储存着能量，产生的ATP少得多，A错误；细胞的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行，B错误；细胞的需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段都是糖酵解过程，将1个葡萄糖分子转变为2个丙酮酸分子，C正确；若适当提高苹果果实储藏环境中的O2浓度，会抑制细胞的厌氧呼吸，酒精的生成量减少，D错误。知识目标
核心素养
1.概述需氧呼吸及厌氧呼吸的概念、反应式和反应过程。
2．举例说明细胞呼吸在实践中的应用，探讨细胞呼吸与生产生活的关系。
3．说出影响呼吸作用的因素及根据其影响，掌握如何应用。
4．比较需氧呼吸和厌氧呼吸的异同
在学习过程中认同活细胞中物质、能量和信息变化的统一性。从物质和能量的角度，阐明细胞呼吸过程中始终贯穿着物质与能量的变化，从结构和功能相适应的角度，解释细胞各部分结构的分工合作是细胞呼吸发生的基础。提升学生将微观的细胞代谢和宏观的生命现象建立联系的能力，让学生从宏观现象认识生命活动的本质，发展学生的生物学科核心素养
项目
第一阶段
第二阶段
第三阶段
场所
__细胞溶胶__
__线粒体基质__
__线粒体内膜__
过程
C6H12O6→
2__丙酮酸__＋4__[H]__＋少量能量
2丙酮酸＋
6__H2O__→
6__CO2__＋20[H]＋少量能量
24[H]＋6__O2__→ 12__H2O__＋
大量能量
类型
第一阶段产物
第二阶段产物
代表生物
乳酸发酵
__丙酮酸__、__[H]__
和少量ATP(2个)
__乳酸__
__乳酸菌__
乙醇发酵
丙酮酸、[H]和少量ATP(2个)
__乙醇和
CO2__
__酵母菌__
需氧
呼吸
过程
注意
点
(1)根据需氧呼吸发生的场所可判断线粒体内膜上蛋白质的种类和数量比外膜多。
(2)需氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部来自O2。
(3)需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体，主要场所是线粒体；原核生物需氧呼吸的场所是细胞溶胶和细胞膜。
(4)需氧呼吸是彻底的氧化分解，三个阶段都有ATP形成，细胞中每氧化1个葡萄糖分子，所释放的能量只合成约32个ATP分子，大部分的能量以热能形式散失，能量利用效率约为30%。
(5)真核生物的细胞并非都能进行需氧呼吸，如蛔虫生活在肠道无氧的环境中，细胞内无线粒体。哺乳动物成熟的红细胞内无核、无细胞器，被血红蛋白填充，只能进行厌氧呼吸。
(6)如果需氧呼吸的底物是葡萄糖，则消耗的O2和产生的CO2比值为1，如果需氧呼吸的底物是脂肪，则O2和CO2比值大于1
厌氧
呼吸
过程
注意
点
(1)厌氧呼吸的第一阶段和需氧呼吸第一阶段的场所、底物、酶种类等都相同。
(2)厌氧呼吸是不彻底的氧化分解；只有第一阶段才有ATP合成；细胞中每氧化1个葡萄糖分子，所释放的能量只合成约2个ATP分子。
(3)产乳酸的厌氧呼吸是丙酮酸被[H]还原(靠乳酸脱氢酶催化)，产酒精的厌氧呼吸是乙醛被[H]还原。
(4)不同生物厌氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(5)产乳酸的厌氧呼吸的生物一般是动物、乳酸菌、某些植物器官(玉米的胚、甜菜的块根、马铃薯的块茎)；产酒精的厌氧呼吸的生物一般是大多数植物、酵母菌。
(6)人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动， 所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖；肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施
项目
需氧呼吸
厌氧呼吸
不
同
点
条件
需氧、酶及适宜的温度
不需氧，需酶及适宜的温度
场所
第一阶段(糖酵解)：细胞溶胶；
第二阶段：线粒体基质；
第三阶段(电子传递链)：线粒体内膜
第一、二阶段：细胞溶胶
分解
程度
氧化分解彻底
氧化分解不彻底
产物
CO2和H2O
乳酸或乙醇和CO2
能量
变化
稳定的化学能→ATP中活跃的化学能＋热能
稳定的化学能→ATP中活跃的化学能＋热能＋不彻底氧化产物中的化学能
ATP的
产生阶段
三个阶段都产生ATP
只有在第一阶段产生ATP
[H]的
用途
需氧呼吸第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段与O2结合生成水
厌氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或将乙醛还原为乳酸
相
同
点
本质
都是氧化还原反应，分解有机物，释放能量，合成ATP供生命活动需要
过程
第一阶段糖酵解(葡萄糖→丙酮酸)完全相同
意义
①为生物体的各项生命活动提供能量；
②为细胞内有机物的合成提供碳骨架
联系
厌氧呼吸进化为需氧呼吸；有氧气存在时厌氧呼吸受抑制
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