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四、细胞呼吸为细胞生活提供能量
导学2　厌氧呼吸及细胞呼吸是细胞代谢的核心
细胞的代谢
第三章
知 识 点 一
知识点一　厌氧呼吸及细胞呼吸是细胞代谢的核心
1. 厌氧呼吸
(1)条件：在________的条件下。
(2)场所：____________。
(3)过程。
①第一阶段：与需氧呼吸的第一阶段一样，进行__________，1个葡萄糖分子被分解成2个______________和少量_________，分解过程中释放出少量________，形成少量_______。
②第二阶段：丙酮酸在__________的催化作用下，形成不同的产物，如________或_____________。
无氧
细胞溶胶
糖酵解
丙酮酸分子
[H]
能量
ATP
不同酶
乳酸
乙醇、CO2
(4)发酵。
①乳酸发酵。
Ⅰ.总反应式：C6H12O6 2C3H6O3＋能量
Ⅱ.具体过程：
②乙醇发酵。
Ⅰ.总反应式：C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量
Ⅱ.具体过程：
注意：人体肌肉细胞进行厌氧呼吸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。
2. 细胞呼吸是细胞代谢的核心
(1)细胞分解代谢。
①糖代谢：多糖首先水解为________，经糖酵解，最后被完全氧化成二氧化碳和水。
②脂肪代谢：脂肪先分解成________和__________，________形成一个三碳化合物后进入糖酵解，__________则进一步被分解。
单糖
甘油
脂肪酸
甘油
脂肪酸
③蛋白质代谢：首先被分解成氨基酸，氨基酸脱去________后变成不同的有机酸，最终被完全氧化。
(2)细胞合成代谢：细胞呼吸在为各种生物合成反应提供______ 的同时，还提供__________。
氨基
能量
碳骨架
【判断正误】
(1)厌氧呼吸的第一和第二阶段都释放少量能量。 (　 　)
(2)厌氧呼吸与需氧呼吸所需要的酶完全不同。 (　 　)
(3)不同生物厌氧呼吸所需要的酶都是相同的。 (　 　)
(4)厌氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累。 (　 　)
(5)在有氧和无氧的条件下，葡萄糖中能量的去向都是大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。 (　 　)
×
×
×
×
×
【例1】　(2025·知临中学高一)如图所示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。下列叙述中，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过程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，是淀粉彻底水解的产物，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，厌氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，释放的能量大部分以热能形式散失，葡萄糖分子中的大部分能量储存在乙醇中，没有释放出来，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，即题图中①和②过程可能同时发生，D正确。
【拓展归纳】　需氧呼吸和厌氧呼吸的区别与联系
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
不
同
点 场所 ①第一阶段(糖酵解)：细胞溶胶
②第二阶段：线粒体基质
③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
项目 需氧呼吸 厌氧呼吸
不
同
点 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乳酸或将乙醛还原为乙醇
项目 需氧呼吸 厌氧呼吸
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
知 识 点 二
知识点二　影响细胞呼吸的因素分析
1. 温度对细胞呼吸的影响
(1)原理：温度通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。
(2)曲线分析。
①处于最适温度时，呼吸速率最大。
②超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸速率下降。
③低于最适温度，酶活性下降，呼吸速率下降。
(3)应用。
①低温下储存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量。
2. O2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理：O2是需氧呼吸所必需的，且O2对厌氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线分析。
①O2浓度=0时，只进行厌氧呼吸。
②0＜O2浓度＜10%时，同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行需氧呼吸。
④O2浓度=5%时，有机物消耗最少。
(3)应用。
①中耕松土促进植物根部需氧呼吸。
②厌氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧条件储存粮食、水果和蔬菜。
3. CO2浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
(2)曲线。
(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
4. 含水量对细胞呼吸的影响
(1)原理：水作为需氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。
(2)特点：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
(3)应用。
①粮食在收仓前要进行晾晒处理。
②干种子萌发前进行浸泡处理。
【判断正误】
(1)在一段时间内，苹果果实CO2的释放量比O2的吸收量大，可见果实厌氧呼吸占优势。(　 　)
(2)测得某油料作物的种子萌发时产生的CO2与消耗的O2的体积相等，则该萌发种子在测定条件下的呼吸作用方式是需氧呼吸。
(　 　)
(3)储藏蔬菜、水果和种子均需要低温、低氧和湿度适中的条件。
(　 　)
√
×
×
(4)探究酵母菌的呼吸方式时，可以通过测定溶液的酸碱度变化来判断呼吸方式。 (　 　)
(5)探究温度对酵母菌呼吸速率的影响时，可以通过测定单位时间内CO2的释放量或O2的消耗量来反映呼吸速率。 (　 　)
√
×
【例2】　(2025·缙云中学高一)如图所示为O2浓度对植物组织产生CO2的影响。下列叙述中，正确的是 (　 　)
A. a点时释放的CO2主要来自线粒体
B. b点时既有需氧呼吸，又有厌氧呼吸
C. c点时对应的O2浓度最适合该植物组织的储存
D. 该植物组织可能为马铃薯的块茎
B
【解析】 题图中a点O2浓度较低，需氧呼吸强度较弱，CO2主要是通过厌氧呼吸产生的，因此释放的CO2主要来自细胞溶胶，A错误；题图中b点时细胞既进行需氧呼吸，也进行厌氧呼吸，B正确；O2浓度为5%时CO2释放的相对值最低，呼吸作用最弱，有机物消耗速率最低，故O2浓度为5%，即b点时是储存该植物组织的最适环境条件，C错误；马铃薯的块茎厌氧呼吸时产生乳酸，所以该植物组织不可能为马铃薯的块茎，D错误。
自 我 检 测
1. 如图所示为酵母菌以葡萄糖为底物的呼吸过程中部分物质变化示意图，①~③表示代谢阶段。下列叙述中，正确的是 (　 　)
A. ①过程可发生在细胞溶胶中，并生成少量ATP
B. ②过程可发生在细胞溶胶中，C—C可能是乙醇
C. ③过程要消耗[H]和氧气，并产生大量ATP
D. 乳酸发酵也会发生图示的物质变化过程
A
【解析】 根据葡萄糖氧化分解的过程可知，C—C—C应为丙酮酸，则①过程发生在细胞溶胶中，释放少量能量，生成少量ATP，A正确；根据C—C还能继续生成物质X，可推知C—C可能是乙醛，物质X是乙醇，②③过程表示丙酮酸生成乙醛然后生成乙醇的过程，场所是细胞溶胶，B错误；若该图示为需氧呼吸第三阶段，则发生[H]与氧气结合生成水，并产生大量ATP，但该阶段没有C—C类化合物参与反应，C错误；乳酸发酵过程中没有C—C类化合物产生，D错误。
2. (2025·宁波高一期末)所有的细胞都要进行细胞呼吸，细胞呼吸就是细胞内将有机物氧化分解并释放能量的过程。下列关于细胞呼吸的物质变化、能量变化及意义的叙述，正确的是
(　 　)
A. 线粒体需要在有氧的环境条件下分解葡萄糖
B. 厌氧呼吸释放的能量大部分转移到小分子有机物中
C. 需氧呼吸和厌氧呼吸都不消耗水，但需氧呼吸产生水
D. 厌氧呼吸只在糖酵解过程中才生成ATP
D
【解析】 葡萄糖分解为丙酮酸的过程中发生在细胞溶胶中，丙酮酸在线粒体中进一步氧化分解需要氧气，A错误；厌氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分转移到小分子有机物ATP中，B错误；需氧呼吸第二阶段消耗水(水和丙酮酸反应形成[H]和二氧化碳)，第三阶段产生水(氧气和[H]反应生成水)，C错误；厌氧呼吸只在第一阶段即糖酵解过程释放少量能量，产生少量ATP，D正确。
3. 如图所示为酵母菌呼吸作用与O2浓度的关系。下列说法中，正确的是 (　 　)
(　 　)
A. B点为酵母菌厌氧呼吸最弱点
B. C点时酵母菌厌氧呼吸与需氧呼吸的速率相等
C. AC段表示酵母菌仅进行厌氧呼吸
D. 阴影部分的面积表示酵母菌厌氧呼吸产生的CO2量
D
【解析】 B点时，酵母菌的总呼吸速率最低，但厌氧呼吸速率不是最低的，厌氧呼吸速率最低的点是C点及之后，此时厌氧呼吸消失，即厌氧呼吸速率为0，A错误；C点时酵母菌厌氧呼吸消失，只进行需氧呼吸，B错误；AC段表示酵母菌同时进行厌氧呼吸和需氧呼吸，C错误；酵母菌需氧呼吸和厌氧呼吸都产生CO2，题图中阴影部分面积表示酵母菌厌氧呼吸产生的CO2量，D正确。
4. 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 (　 　)
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。
B
5. 下列关于酵母菌细胞呼吸的叙述，错误的是 (　 　)
A. 线粒体内膜上转运葡萄糖的载体蛋白比外膜上多
B. 有氧和无氧状态下，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
A
【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转运葡萄糖的载体蛋白，A错误；有氧和无氧状态下，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]的积累，C正确；需氧呼吸生成CO2的阶段是第二阶段，只产生少量ATP，D正确。

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