苏教版2024年高考一轮复习生物《第三单元 第5课时 细胞呼吸——能量的转化和利用》复习讲义

第5课时细胞呼吸——能量的转化和利用课标要求说明细胞通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。

考点一细胞呼吸的方式和过程1．有氧呼吸(1)概念：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，同时释放能量，生成大量A TP的过程。

(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。

(4)能量转换：葡萄糖中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。

提醒①有氧呼吸的场所并非只是线粒体；真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质和细胞质膜上进行。

②无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。

③科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的好氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，好氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。

2．无氧呼吸(1)概念：是指在无氧或缺氧的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为乙醇和CO 2，或分解成乳酸等物质，同时释放较少能量的过程。

(2)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。

(3)过程第一阶段葡萄糖――→酶丙酮酸＋[H]＋少量能量 第二阶段产乙醇[H]＋丙酮酸――→酶乙醇＋CO 2 大多数植物、酵母菌等 产乳酸[H]＋丙酮酸――→酶乳酸 高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌等(4)产物不同的原因①直接原因：酶不同。

②根本原因：基因不同或基因的选择性表达。

(1)源于必修1 P 94正文：细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。

(2)必修1 P 94“知识链接”柠檬酸循环是三大营养物质(糖、脂肪、蛋白质)分解代谢的最终共同途径，这三大营养物质经过分解代谢都先生成乙酰辅酶A ，乙酰辅酶A 进入柠檬酸循环彻底氧化生成CO 2和H 2O ，释放能量用于ATP 合成。

(3)必修1 P 94“知识链接”：柠檬酸循环也是糖、脂肪、氨基酸代谢联系的枢纽。

通过柠檬酸循环，糖可转化成脂肪和非必需氨基酸，有些氨基酸也可以通过脱氨基作用和糖异生途径转化为糖或甘油。

3．有氧呼吸与无氧呼吸中[H]和ATP 的来源和去路(1)有氧呼吸过程中的[H]、ATP 的来源和去路(2)无氧呼吸过程中的[H]、ATP 的来源和去路无氧呼吸中的[H]和ATP 都是在第一阶段产生的，场所是细胞质基质。

其中[H]在第二阶段被全部消耗。

4．细胞呼吸方式的判断(以真核生物以例)(1)依据反应方程式和发生场所判断(2)通过液滴移动法探究细胞呼吸的方式①探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)：②结果与结论实验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡不动右移只进行产生乙醇的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸左移左移种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质③误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。

装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。

思考①为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理。

②若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

考向一细胞呼吸过程的综合分析1．线粒体呼吸链主要由线粒体呼吸链酶组成，由于线粒体中需要经呼吸链氧化和电子传递的主要是NADH和FADH2，所以可将呼吸链分为NADH氧化呼吸链和FADH2氧化呼吸链，下图是这两条呼吸链相关路径。

据图分析以下说法不正确的是()A．线粒体内膜向内折叠形成嵴，为细胞色素还原酶、细胞色素氧化酶等酶的附着提供了场所B．NADH在有氧呼吸的前两个阶段产生，在第三阶段消耗C．细胞呼吸产生的NADH和光合作用产生的NADPH都可用于还原O2D．辅酶Q参与细胞的有氧呼吸过程，与ATP的形成关系密切答案 C解析光合作用产生的NADPH只能用于光合作用的暗反应，而不能用于还原氧气，C错误。

2．(2023·江苏苏州高三模拟)糖酵解时产生大量还原型高能化合物NADH，在有氧条件下，电子由电子载体所组成的电子传递链传递，最终被O2氧化，如图为真核细胞呼吸过程中电子传递链和氧化磷酸化过程。

下列说法错误的是()A．H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙时需要载体蛋白的协助B．有氧呼吸在线粒体内膜上产生H2OC．电子传递链对线粒体内膜两侧H＋梯度的形成起抑制作用D．H＋在跨膜运输进入线粒体基质的过程中部分能量转移到ATP中储存答案 C解析分析题图可知，H＋由线粒体基质进入线粒体膜间隙时需要载体蛋白的协助，A正确；有氧呼吸过程中，第三阶段在线粒体内膜上进行，前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水，B正确；分析题图可知，NADH中的H＋和电子被电子传递链所接受，结果使得线粒体内膜外侧H＋浓度升高，线粒体内膜两侧形成H＋梯度，即电子传递链对线粒体内膜两侧H＋梯度的形成起促进作用，C错误；分析题图，NADH中的能量变为H＋的电化学势能，再通过H＋向膜内跨膜运输变为A TP中的能量，D正确。

3．(2023·江苏南京高三检测)下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是()A．若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18OB．条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色C．酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质D．条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失答案 C解析有氧呼吸过程中产生的水中的O来自O2，若用18O标记葡萄糖，则物质a(水)中不会检测到18O，A错误；条件Y为有氧条件，物质a为水，物质b为二氧化碳，二氧化碳才能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，B错误；物质b为二氧化碳，酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，无氧呼吸产生二氧化碳的场所是细胞质基质，C正确；条件X 为无氧条件，酵母菌细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分存留在酒精中，D错误。

考向二细胞呼吸类型的判断4．葡萄糖和脂肪是细胞呼吸常用的物质，葡萄糖中的氧含量远多于脂肪，科学研究中常用RQ(释放的CO2体积/消耗的O2体积)来推测生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物质。

下列叙述错误的是()A．水淹时植物根细胞的RQ>1，该植物根细胞呼吸的产物可能有乙醇B．若测得酵母菌在葡萄糖培养液中的RQ＝1，说明进行的是有氧呼吸C．若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，该植物种子可能富含脂肪D．人体在剧烈运动的时候，若呼吸底物只有葡萄糖，RQ会大于1答案 D解析水淹时，根细胞可进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸，释放的CO2体积/消耗的O2体积会大于1，A正确；酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行产生乙醇和CO2的无氧呼吸，在葡萄糖培养液中RQ＝1，说明消耗的氧气与产生CO2一样多，则酵母菌进行的是有氧呼吸，B正确；由于相同质量的脂肪氧化分解时，消耗的氧气量大于产生的CO2的量，若呼吸底物为葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧气和产生的CO2一样多。

所以若测得某植物种子在萌发初期的RQ<1，说明该植物种子可能富含脂肪，C正确；人体在剧烈运动的时候，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，但无氧呼吸的产物是乳酸，若呼吸底物只有葡萄糖，则有氧呼吸消耗的氧气和产生的CO2一样多，故RQ＝1，D错误。

5．将苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。

当通入不同浓度的O2时，其O2的消耗量和CO2的产生量如下表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。

下列叙述错误的是()氧浓度/% a b c d eCO2产生速率/(mol·min－1) 1.2 1.0 1.3 1.6 3.0O2消耗速率/(mol·min－1) 0 0.5 0.7 1.2 3.0A.氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行B．氧浓度为c时，苹果产生乙醇的速率为0.6 mol·min－1C．氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于乙醇发酵D．表中5个氧浓度条件下，氧浓度为b时，较适宜苹果的储藏答案 C解析氧浓度为d时，有氧呼吸与无氧呼吸CO2产生速率分别为1.2 mol·min－1和0.4 mol·min－1，消耗葡萄糖之比为1∶1，即有1/2的葡萄糖用于乙醇发酵，C错误。

6．为探究酵母菌的细胞呼吸方式而设计的实验装置如图。

下列有关分析错误的是()A．若装置1和装置2有色液滴均不移动，则表明酵母菌无生命力B．若酵母菌只进行无氧呼吸，则装置1中有色液滴不移动，装置2中有色液滴向右移动C．装置1和装置2酵母菌培养液中酵母菌的数量会影响有色液滴的移动D．若装置1和装置2有色液滴向左、右移动距离均为3个单位，则两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖2个单位答案 D解析若装置1中液滴向左移动3个单位的距离，则其有氧呼吸消耗葡萄糖0.5个单位，装置2中液滴向右移动3个单位，说明释放的二氧化碳量与消耗氧气量的差值为3，则无氧呼吸消耗葡萄糖1.5个单位，装置1中酵母菌也可能会进行无氧呼吸而消耗葡萄糖，因此两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖可能会大于2个单位，D错误。

考点二探究酵母菌的呼吸方式1．实验材料2．实验步骤(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。

(2)检测CO2产生的多少的装置如图所示。

(3)CO2和酒精的检测检测产物所用试剂现象CO2澄清的石灰水变混浊溴麝香草酚蓝溶液由蓝色变为黄绿色酒精酸性重铬酸钾溶液变成绿色3.实验现象条件澄清石灰水的变化/出现变化的快慢酸性(硫酸)条件下的重铬酸钾溶液甲组(无氧) 变混浊程度低(或慢) 出现绿色乙组(有氧) 变混浊程度高(或快) 无变化4.实验结论(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。

(2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。

提醒探究酵母菌的呼吸方式的方法为对比实验，对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。

教材中对比实验的实例有①②③(填序号)。

①探究酵母菌的呼吸方式；②鲁宾和卡门的同位素标记法实验；③赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验；④比较过氧化氢在不同条件下的分解。

考向探究酵母菌的呼吸方式7．(2023·江苏镇江高三模拟)酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。

在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是()A．可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生B．培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化C．可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完D．适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定答案 B解析该装置的B瓶中可加入澄清石灰水，根据是否变混浊检测CO2的产生；培养一段时间后，从A瓶中取少许培养液，加入酸性重铬酸钾溶液，观察颜色变化来判断有无酒精产生；斐林试剂可检测葡萄糖的有无，故可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完；酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，故应适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行酒精的鉴定。