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第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量
课时1　需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
素养测练
对点达标练
知识点1　细胞呼吸的概念及本质
1.下列关于细胞呼吸的说法,不正确的是(　D　)
A.细胞呼吸释放出的能量能合成ATP
B.细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程
C.细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D.细胞呼吸的底物只能是糖类
解析:细胞呼吸是指细胞内有机物经一系列氧化分解释放能量的过程,属于放能反应,A、B正确;与体外燃烧相比,细胞呼吸是细胞内物质“缓慢燃烧”的过程,C正确;细胞呼吸的底物不一定是糖类,也可以是脂肪、蛋白质等有机物,D错误。
2.下列有关细胞呼吸的叙述,错误的是(　D　)
A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B.人体骨组织细胞也要进行细胞呼吸
C.细胞呼吸的实质是糖类等有机物的氧化分解
D.细胞呼吸的产物都是无机物
解析:不论需氧呼吸还是厌氧呼吸,有机物的分解都必须在酶的催化作用下进行,A正确;人体骨组织细胞是活细胞,也要进行细胞呼吸获得能量,B正确;细胞呼吸的实质是将细胞内的有机物分解成无机物或者小分子有机物,并且释放出能量的过程,C正确;厌氧呼吸的产物乙醇或者乳酸,是小分子有机物,D错误。
知识点2　需氧呼吸过程
3.(金华十校高一期末)下图表示酵母菌细胞中某一生理过程的部分变化。该生理过程属于(　B　)
A.需氧呼吸第一阶段
B.需氧呼吸第二阶段
C.厌氧呼吸第一阶段
D.厌氧呼吸第二阶段
解析:酵母菌需氧呼吸第一阶段发生在细胞溶胶中;酵母菌需氧呼吸第二阶段发生的场所是线粒体基质,过程是丙酮酸和水彻底分解成CO2和[H],并释放出少量的能量;酵母菌厌氧呼吸第一阶段发生在细胞溶胶中;酵母菌厌氧呼吸第二阶段也发生在细胞溶胶中。综上所述,B符合题意。
4.(绍兴一中期末)下图表示某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程。下列相关叙述正确的是(　D　)
A.1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段可产生12分子H2O
B.图中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体基质
C.图中(三)阶段产生的H2O中的H最终都来自葡萄糖
D.图中的①②两物质依次是H2O和O2
解析:1分子C6H12O6在细胞呼吸第一阶段形成2分子丙酮酸,最后产生12分子H2O,所以1分子丙酮酸可产生6分子H2O,A错误;(一)阶段产生[H]的场所是细胞溶胶,B错误;(三)阶段产生的H2O中的H来自葡萄糖和反应物H2O,C错误;①与丙酮酸参与第二阶段的反应,①是H2O,②与[H]结合生成H2O,②为O2,D正确。
知识点3　厌氧呼吸过程
5.水涝灾害使玉米根细胞因厌氧呼吸产生某毒害物质而烂根死亡。该毒害物质是(　B　)
A.丙酮酸 B.酒精
C.CO2 D.[H]
解析:雨水过多时,土壤中的氧不足,农作物的根细胞进行厌氧呼吸,产生的酒精对根细胞有毒害作用,造成烂根现象,B符合题意。
6.(绍兴高二期末)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列叙述错误的是(　B　)
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞溶胶中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的[H]比正常细胞少
解析:由于葡萄糖无氧呼吸时只能释放少量的能量,故“瓦堡效应”导致癌细胞需要吸收大量的葡萄糖来为生命活动供能,A正确;厌氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP,癌细胞进行厌氧呼吸时,第二阶段由丙酮酸转化为乳酸的过程不会生成ATP,B错误;癌细胞主要进行厌氧呼吸,故丙酮酸主要在细胞溶胶中被利用,C正确;厌氧呼吸只有第一阶段产生少量的[H],而需氧呼吸的第一阶段和第二阶段都能产生[H],故消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的[H]比正常细胞少,D正确。
知识点4　比较需氧呼吸与厌氧呼吸
7.(金华十校高一期末)人在长时间剧烈运动过程中同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸,产生较多的乳酸,从而引起肌肉酸痛。下列叙述正确的是(　D　)
A.此过程中胞内的乳酸脱氢酶将丙酮酸还原为乳酸
B.此过程中产生CO2的场所是细胞溶胶和线粒体
C.此过程中人体主要依赖厌氧呼吸提供能量
D.此过程中油脂等物质可通过一些途径参与细胞呼吸过程
解析:乳酸脱氢酶能催化[H]将丙酮酸还原为乳酸,A错误;此过程中产生CO2的场所是线粒体,厌氧呼吸产生乳酸时不产生CO2,B错误;此过程中人体主要依赖需氧呼吸提供能量,
C错误;此过程中油脂等物质可通过一些途径转化为葡萄糖参与细胞呼吸过程,D正确。
8.(浙江强基联盟月考)大肠杆菌是一种兼性厌氧型微生物,在无氧和有氧条件下都能发生细胞呼吸。下列说法错误的是(　A　)
A.有氧条件下,丙酮酸进入大肠杆菌的线粒体进行第二、三阶段
B.无氧条件下,大肠杆菌产生的[H]在细胞溶胶中被消耗
C.大肠杆菌在需氧呼吸和厌氧呼吸过程中的酶不完全相同
D.需氧呼吸和厌氧呼吸过程中都会产生热量
解析:大肠杆菌属于原核生物,没有线粒体,A错误;大肠杆菌是一种兼性厌氧型微生物,在无氧条件下,大肠杆菌进行厌氧呼吸,其场所为细胞溶胶,第一阶段产生[H],第二阶段消耗[H],B正确;大肠杆菌在需氧呼吸和厌氧呼吸第一阶段过程中的酶相同,在需氧呼吸第二、三阶段和厌氧呼吸第二阶段过程中的酶不相同,C正确;大肠杆菌细胞呼吸所释放的能量大部分以热能形式散失,需氧呼吸和厌氧呼吸过程中都会产生热量,D正确。
9.关于生物的需氧呼吸,下列叙述正确的是(　B　)
A.人体成熟的红细胞中,O2能与[H]结合生成水
B.用18O标记O2,有可能在产物CO2中检测到18O
C.葡萄糖通过主动转运的方式进入线粒体
D.糖酵解释放的能量大多储存在有机物中
解析:人体成熟的红细胞只能进行厌氧呼吸,而O2与[H]结合生成水发生在需氧呼吸第三阶段,A错误;用18O标记O2,则产生的水含有18O,含有18O的水参与需氧呼吸的第二阶段,产生的CO2中能检测到18O,B正确;葡萄糖在细胞溶胶中被分解,不能进入线粒体,C错误;糖酵解(需氧呼吸第一阶段)释放出的少量能量,大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中,D错误。
10.下列有关细胞呼吸的两种方式的叙述,正确的是(　D　)
A.需氧呼吸逐步释放能量,厌氧呼吸瞬间释放能量
B.厌氧呼吸产生少量ATP,是因为厌氧呼吸有机物中大部分能量以热能的形式散失了
C.需氧呼吸产生大量ATP,是因为需氧呼吸有机物中的能量全部转移给ATP
D.需氧呼吸产生的ATP主要来自第三阶段
解析:需氧呼吸和厌氧呼吸均逐步释放能量,只是厌氧呼吸第二阶段不释放能量,A错误;厌氧呼吸产生少量ATP,是因为大部分能量储存在乙醇或乳酸中,B错误;糖类等有机物通过需氧呼吸将其含有的能量一部分转移给ATP,大部分以热能的形式散失,C错误;需氧呼吸的三个阶段都能产生ATP,其中第三阶段,[H]与O2结合释放的能量最多,生成的ATP最多,
D正确。
11.(宁波镇海中学期中)下图为细胞呼吸的图解,数字表示生理过程,字母表示物质。下列叙述正确的是(　B　)
A.①②③过程释放的能量大部分用于e的合成
B.图中的b和c表示的是同一种物质
C.人体的骨骼肌细胞会发生图中所有的代谢过程
D.②③过程所需要的酶均位于线粒体基质
解析:①②③过程释放的能量大部分以热能的形式散失,少部分用于合成e(ATP),A错误;图中的b和c表示的是同一种物质,都是水,B正确;人体的骨骼肌细胞厌氧呼吸产生乳酸,不会发生④过程,C错误;③为需氧呼吸第三阶段,所需的酶位于线粒体内膜上,D错误。
综合提升练
12.将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞溶胶和线粒体,与酵母菌一起分别装入a～f号试管中,并加入不同的物质,进行了如下实验(注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质)。下列分析正确的是(　D　)
加入的物质 试管编号
细胞溶胶 线粒体 酵母菌
a b c d e f
10 mmol葡萄糖 - + - + + +
20 mmol丙酮酸 + - + - - -
适量的O2 + - + - + -
A.试管a中有CO2和H2O产生
B.试管c中不能发生糖酵解,ATP只在电子传递链中产生
C.试管b中没有线粒体,充分反应后的绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中
D.试管a、c、e中O2均不与葡萄糖或丙酮酸中的碳结合生成CO2
解析:试管a中为细胞溶胶和丙酮酸、O2,不会产生H2O,H2O在线粒体内膜上产生,试管a中也不会产生CO2,A错误;糖酵解在细胞溶胶中进行,c中为线粒体,不能发生糖酵解,线粒体中可以进行需氧呼吸第二、第三阶段,都可以产生ATP,B错误;试管b中没有线粒体,没有O2,细胞溶胶中可以进行厌氧呼吸,充分反应后的绝大部分化学能存在于酒精中,C错误;呼吸产生的CO2的来源有细胞溶胶中厌氧呼吸产生的CO2和线粒体中需氧呼吸第二阶段产生的CO2,试管a、c、e中O2均不与葡萄糖或丙酮酸中的碳结合生成CO2,O2只与[H]结合产生H2O。
13.(浙江新阵地教育联盟联考)呼吸作用的底物可以是糖类、油脂和蛋白质,呼吸商(RQ)是指呼吸作用所释放的CO2和吸收O2的物质的量的比值。下表是3种能源物质在彻底氧化分解时的呼吸商。下列说法正确的是(　D　)
能源物质 糖类 蛋白质 油脂
呼吸商(RQ) 1.00 0.80 0.71
A.油脂的呼吸商比糖类低,原因是油脂中的氧原子相对含量比糖类中的多
B.人体在剧烈运动时以需氧呼吸为主,若呼吸底物为葡萄糖,则呼吸商大于1
C.只进行需氧呼吸的种子,若其呼吸商为0.80,则说明该种子的呼吸底物是蛋白质
D.若酵母菌利用葡萄糖底物时的呼吸商大于1,则说明酵母菌同时进行需氧呼吸和厌氧
呼吸
解析:油脂中的氢原子相对含量比糖类中的多,呼吸作用消耗的O2更多,则油脂的呼吸商比糖类低,A错误;人体在剧烈运动时以需氧呼吸为主,若呼吸底物为葡萄糖,厌氧呼吸不产生CO2,则呼吸商等于1,B错误;只进行需氧呼吸的种子,若呼吸底物为葡萄糖,则呼吸商等于1,若其呼吸商为0.80,则可能是以不同比例的糖类、蛋白质、油脂为呼吸底物,C错误;若呼吸底物为葡萄糖,酵母菌需氧呼吸时,O2的消耗量等于CO2的释放量,进行厌氧呼吸时,不消耗O2,会产生CO2,因此若酵母菌利用葡萄糖底物时的呼吸商大于1,即CO2的释放量大于O2消耗量,则说明酵母菌同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸,D正确。
14.(温州高一期末)骨骼肌增龄性退变指中年以后随着年龄的增大,骨骼肌所含肌细胞数量及其功能发生变化。为探究运动训练对骨骼肌增龄性退变能否起到改善效果,实验者将中年期大鼠随机分为安静对照组(C组)和运动训练组(H组),给予相应处理后定期检测大鼠的耗氧量及骨骼肌细胞中线粒体个数和线粒体ATP的含量,结果如下表所示。
时间 线粒体个数/(个·100 mg-1) 线粒体ATP的含量/ (nmol·μL-1) 耗氧量/(mL·kg-1·h-1)
C组 H组 C组 H组 C组 H组
第0周 48.17 44.83 0.72 0.65 2751.74 2768.67
第8周 44.17 61.00 0.87 1.30 1988.95 3469.11
第16周 36.00 60.33 0.68 1.52 1446.52 3907.22
请回答下列问题:
(1)安静组大鼠骨骼肌细胞在需氧呼吸第　　 　阶段消耗O2,该阶段释放的能量大多数转化为　　　 　。运动训练组若给予较高强度的训练,CO2产生于该组大鼠骨骼肌细胞的　　　　　　(填场所)。大鼠骨骼肌细胞厌氧呼吸产生的　　　 　被运至肝脏再生成葡萄糖,此过程　　　　(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(2)实验中为测定线粒体ATP的含量,可通过　　　　　　法分离骨骼肌细胞中的线粒体。本实验的需氧呼吸速率是通过测定　　　　O2的消耗量来表示的。
(3)据实验数据分析,下列叙述错误的是　 　。
A.运动训练能改善骨骼肌退变过程
B.运动训练能提高大鼠的有氧运动能力
C.增龄过程中活动能力下降可能与线粒体数目减少有关
D.骨骼肌细胞中ATP的含量变化与线粒体个数变化呈正相关
(4)据表分析,运动训练有助于改善骨骼肌的能量供应,依据是　　　　　　　 。
解析:(1)需氧呼吸第三阶段消耗O2,该阶段释放的能量大多数转化为热能散失,少部分转移到ATP中。动物细胞只有需氧呼吸第二阶段产生CO2,CO2产生于骨骼肌细胞的线粒体基质。厌氧呼吸产生的乳酸被运至肝脏再生成葡萄糖,由乳酸形成葡萄糖的过程消耗能量。(2)可通过差速离心法对骨骼肌细胞中的线粒体进行分离。通过测定单位时间O2的消耗量来表示需氧呼吸速率。(3)运动训练组的线粒体个数、耗氧量和线粒体ATP的含量都比安静对照组的多,说明运动训练能改善骨骼肌退变过程,A正确;运动训练组的耗氧量比安静对照组的多,说明运动训练能提高大鼠的有氧运动能力,B正确;运动训练可提高大鼠的线粒体个数,线粒体是需氧呼吸的主要场所,为细胞提供能量,由此推测增龄过程中活动能力下降可能与线粒体数目减少有关,C正确;根据表中数据可知,运动训练组的线粒体个数先增加后减少,但是线粒体ATP的含量一直在增加,则骨骼肌细胞中ATP含量变化与线粒体个数变化并不呈正相关,D错误。(4)据表可知,运动训练提高了线粒体个数和线粒体ATP的含量,所以运动训练有助于改善骨骼肌的能量供应。
答案:(1)三　热能　线粒体基质　乳酸　需要　(2)差速离心　单位时间　(3)D
(4)运动训练提高了线粒体个数和线粒体ATP的含量第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量
　说明生物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。
1.明确细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解,形成物质与能量观。
2.运用总结、归纳、比较等科学思维方法,说出细胞需氧呼吸的过程和特点,并对需氧呼吸和厌氧呼吸进行比较。
3.通过探究酵母菌的呼吸方式,提升科学探究能力。
4.通过分析细胞呼吸的条件,归纳概括影响细胞呼吸的因素,并对生产、生活中的一些现象做出合理的解释与判断,培养科学思维能力和社会责任意识。
课时1　需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
一、细胞呼吸
细胞呼吸
(1)细胞呼吸的底物只有葡萄糖,通过呼吸将葡萄糖分解为无机物或小分子有机物。(　×　)
(2)无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反应的本质都是葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。(　√　)
二、需氧呼吸的过程分析
1.特点:必须有 参加,氧气把糖分子氧化成 和 。
2.具体过程
项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 线粒体
物质 变化 1个葡萄糖分子→ 个 和少量 丙酮酸被彻底氧化分解形成 ,产生[H] 前两个阶段产生的 与氧结合生成水
能量 变化 释放少量能量,形成 ATP 产生 ATP 产生 ATP
需氧呼 吸的总 反应式
(1)绿色植物吸入的O2用于在细胞呼吸中形成CO2。(　×　)
(2)在线粒体中,能将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。(　×　)
(3)真核细胞中,需氧呼吸的三个阶段全都在线粒体中进行。(　×　)
三、厌氧呼吸的类型及过程
1.乳酸发酵
(1)总反应式:C6H12O6 +能量。
(2)具体过程:
2.乙醇发酵
(1)总反应式:C6H12O6 +2CO2+能量。
(2)具体过程:
(1)酵母菌厌氧呼吸时,1分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量相等。(　×　)
(2)厌氧呼吸发生时,有机物中的能量大部分未被释放。(　√　)
四、比较需氧呼吸与厌氧呼吸
(1)人体剧烈运动时,呼出的CO2来自需氧呼吸和厌氧呼吸。(　×　)
(2)将果蔬储藏于充满氮气的黑暗密闭容器中,产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1。(　×　)
一、细胞呼吸的概念及本质
[典例1]人和动物的骨骼肌细胞在有氧的情况下,能将葡萄糖转化为二氧化碳和水;在缺氧的情况下,能将葡萄糖转化为乳酸。这两种生理过程的实质是(　B　)
A.分解有机物,储藏能量
B.分解有机物,释放能量
C.合成有机物,储藏能量
D.合成有机物,释放能量
呼吸与细胞呼吸
　　呼吸是指人体从周围环境中吸入空气,利用其中的氧气,呼出二氧化碳的气体交换过程。细胞呼吸是指细胞在有氧的条件下分解有机物释放能量的过程,是在体内发生的一系列酶促反应。
二、需氧呼吸过程
[典例2-1] (宁波高一期末)某同学体内细胞呼吸的过程如图所示,①②③为相关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列叙述正确的是(　C　)
A.①②是细胞溶胶
B.②③中酶的种类相同
C.物质甲代表丙酮酸
D.物质乙代表ATP
D错误。
[典例2-2] (绍兴高一期末)下列有关需氧呼吸的叙述,正确的是(　C　)
A.需氧呼吸释放的能量都会储存在ATP中
B.第二阶段是需氧呼吸三个阶段中产生ATP最多的阶段
C.第三阶段(电子传递链)需要O2参与
D.在线粒体中葡萄糖被分解为CO2和H2O
归纳总结需氧呼吸过程中的误区
(1)能量的产生:需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量的能量在第三阶段产生),但大部分能量以热能的形式散失掉,仅有一部分转移到ATP中。
(2)ATP的生成量:1分子C6H12O6参与需氧呼吸,第一、第二阶段分别产生2个ATP分子,第三阶段产生28个ATP分子。
(3)需氧呼吸的场所:真核生物需氧呼吸的场所为细胞溶胶与线粒体,原核生物(如蓝细菌)需氧呼吸的场所为细胞溶胶和呼吸膜(细胞膜)。
(4)C6H12O6的消耗场所:C6H12O6只能在细胞溶胶中被分解,线粒体不消耗C6H12O6,由此可推测线粒体膜上无运输C6H12O6的载体或线粒体内无分解C6H12O6的相关酶。
(5)O2的消耗与利用:需氧呼吸第三阶段需要O2的直接参与,但是另外两个阶段需要有O2环境;O2不参与CO2的生成,只参与H2O的生成。
三、厌氧呼吸过程
[典例3-1] 下列关于乳酸发酵的说法,错误的是(　B　)
A.乳酸发酵的两个阶段均在细胞溶胶中进行
B.乳酸发酵第二阶段,丙酮酸转变成乳酸的过程可产生少量ATP
C.乳酸发酵中,葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D.酸奶的制作过程中,需要保持严格的密封条件
[典例3-2] (宁波余姚期中)下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述,正确的是(　B　)
A.厌氧呼吸产生的能量大多用于合成ATP
B.厌氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段丙酮酸的还原
C.马铃薯块茎细胞产生CO2的场所是细胞溶胶和线粒体
D.人体骨骼肌细胞产生的乳酸可在肌细胞再生成葡萄糖
归纳总结厌氧呼吸过程中的误区
(1)能量的产生。
　　厌氧呼吸只有第一阶段产生ATP,后续阶段不产生ATP,且厌氧呼吸的大部分能量并未释放,而是仍然储存在酒精或乳酸中。
(2)[H]在厌氧呼吸中的应用。
　　乳酸发酵中,[H]用于丙酮酸还原生成乳酸;乙醇发酵中,[H]用于乙醛还原生成乙醇。
(3)生物类型与厌氧呼吸的类型。
①乳酸发酵的典型生物(或细胞):人或动物骨骼肌细胞、玉米的胚、马铃薯块茎、甜菜块根细胞等。
②乙醇发酵的典型生物(或细胞):酵母菌、植物叶肉细胞、大部分果实细胞等。
四、比较需氧呼吸与厌氧呼吸
[典例4-1] 细胞内葡萄糖分解代谢的过程如图所示。下列叙述正确的是(　C　)
A.酵母菌细胞溶胶中可进行①和②过程
B.乳酸菌细胞进行①和③过程均产生ATP
C.缺氧时,人骨骼肌细胞可进行①和③过程
D.②过程中CO2和H2O同时产生
[典例4-2] 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是(　D　)
A.O2浓度为a时,酵母菌细胞溶胶中有ATP的生成
B.当O2浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C.当O2浓度为c时,2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D.在a、b、c、d不同O2浓度下,线粒体都产生[H]
细胞需氧呼吸与厌氧呼吸方式的判断技巧
1.各地常有制作米酒的传统。制作米酒需要将蒸熟的糯米冷却至30 ℃左右,再加少许水和一定量的酒曲混合均匀后置于容器中,在米饭中间挖一个小洞,加盖后3天左右即可取洞处的酒汁饮用。
(1)酿造米酒时,选用的酒曲中的菌种主要是 。
(2)酿酒时先来“水”后来“酒”,原因是酵母菌先进行 呼吸,后进行 呼吸。
2.2023年,我国运动员在杭州亚运会上取得了傲人的成绩,这与运动员日常的大强度训练密不可分。
(1)运动员在高强度训练时,骨骼肌细胞在氧气充足的状态下,能将葡萄糖转化成 。
(2)在剧烈运动时引起的骨骼肌缺氧时,肌细胞可以进行 ,所需的能量主要由 呼吸提供。第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量
课时1　需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
素养测练
对点达标练
知识点1　细胞呼吸的概念及本质
1.下列关于细胞呼吸的说法,不正确的是( )
A.细胞呼吸释放出的能量能合成ATP
B.细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程
C.细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D.细胞呼吸的底物只能是糖类
2.下列有关细胞呼吸的叙述,错误的是( )
A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行
B.人体骨组织细胞也要进行细胞呼吸
C.细胞呼吸的实质是糖类等有机物的氧化分解
D.细胞呼吸的产物都是无机物
知识点2　需氧呼吸过程
3.(金华十校高一期末)下图表示酵母菌细胞中某一生理过程的部分变化。该生理过程属于( )
A.需氧呼吸第一阶段
B.需氧呼吸第二阶段
C.厌氧呼吸第一阶段
D.厌氧呼吸第二阶段
4.(绍兴一中期末)下图表示某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程。下列相关叙述正确的是( )
A.1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段可产生12分子H2O
B.图中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体基质
C.图中(三)阶段产生的H2O中的H最终都来自葡萄糖
D.图中的①②两物质依次是H2O和O2
知识点3　厌氧呼吸过程
5.水涝灾害使玉米根细胞因厌氧呼吸产生某毒害物质而烂根死亡。该毒害物质是( )
A.丙酮酸 B.酒精
C.CO2 D.[H]
6.(绍兴高二期末)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸产生ATP,这种现象称为“瓦堡效应”。下列叙述错误的是( )
A.“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖
B.癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP
C.癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞溶胶中被利用
D.消耗等量的葡萄糖,癌细胞呼吸作用产生的[H]比正常细胞少
知识点4　比较需氧呼吸与厌氧呼吸
7.(金华十校高一期末)人在长时间剧烈运动过程中同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸,产生较多的乳酸,从而引起肌肉酸痛。下列叙述正确的是( )
A.此过程中胞内的乳酸脱氢酶将丙酮酸还原为乳酸
B.此过程中产生CO2的场所是细胞溶胶和线粒体
C.此过程中人体主要依赖厌氧呼吸提供能量
D.此过程中油脂等物质可通过一些途径参与细胞呼吸过程
C错误;此过程中油脂等物质可通过一些途径转化为葡萄糖参与细胞呼吸过程,D正确。
8.(浙江强基联盟月考)大肠杆菌是一种兼性厌氧型微生物,在无氧和有氧条件下都能发生细胞呼吸。下列说法错误的是( )
A.有氧条件下,丙酮酸进入大肠杆菌的线粒体进行第二、三阶段
B.无氧条件下,大肠杆菌产生的[H]在细胞溶胶中被消耗
C.大肠杆菌在需氧呼吸和厌氧呼吸过程中的酶不完全相同
D.需氧呼吸和厌氧呼吸过程中都会产生热量
9.关于生物的需氧呼吸,下列叙述正确的是( )
A.人体成熟的红细胞中,O2能与[H]结合生成水
B.用18O标记O2,有可能在产物CO2中检测到18O
C.葡萄糖通过主动转运的方式进入线粒体
D.糖酵解释放的能量大多储存在有机物中
10.下列有关细胞呼吸的两种方式的叙述,正确的是( )
A.需氧呼吸逐步释放能量,厌氧呼吸瞬间释放能量
B.厌氧呼吸产生少量ATP,是因为厌氧呼吸有机物中大部分能量以热能的形式散失了
C.需氧呼吸产生大量ATP,是因为需氧呼吸有机物中的能量全部转移给ATP
D.需氧呼吸产生的ATP主要来自第三阶段
D正确。
11.(宁波镇海中学期中)下图为细胞呼吸的图解,数字表示生理过程,字母表示物质。下列叙述正确的是( )
A.①②③过程释放的能量大部分用于e的合成
B.图中的b和c表示的是同一种物质
C.人体的骨骼肌细胞会发生图中所有的代谢过程
D.②③过程所需要的酶均位于线粒体基质
综合提升练
12.将酵母菌破碎并进行差速离心处理,得到细胞溶胶和线粒体,与酵母菌一起分别装入a～f号试管中,并加入不同的物质,进行了如下实验(注:“+”表示加入了适量的相关物质,“-”表示未加入相关物质)。下列分析正确的是( )
加入的物质 试管编号
细胞溶胶 线粒体 酵母菌
a b c d e f
10 mmol葡萄糖 - + - + + +
20 mmol丙酮酸 + - + - - -
适量的O2 + - + - + -
A.试管a中有CO2和H2O产生
B.试管c中不能发生糖酵解,ATP只在电子传递链中产生
C.试管b中没有线粒体,充分反应后的绝大部分化学能仍存在于丙酮酸中
D.试管a、c、e中O2均不与葡萄糖或丙酮酸中的碳结合生成CO2
13.(浙江新阵地教育联盟联考)呼吸作用的底物可以是糖类、油脂和蛋白质,呼吸商(RQ)是指呼吸作用所释放的CO2和吸收O2的物质的量的比值。下表是3种能源物质在彻底氧化分解时的呼吸商。下列说法正确的是( )
能源物质 糖类 蛋白质 油脂
呼吸商(RQ) 1.00 0.80 0.71
A.油脂的呼吸商比糖类低,原因是油脂中的氧原子相对含量比糖类中的多
B.人体在剧烈运动时以需氧呼吸为主,若呼吸底物为葡萄糖,则呼吸商大于1
C.只进行需氧呼吸的种子,若其呼吸商为0.80,则说明该种子的呼吸底物是蛋白质
D.若酵母菌利用葡萄糖底物时的呼吸商大于1,则说明酵母菌同时进行需氧呼吸和厌氧
呼吸
14.(温州高一期末)骨骼肌增龄性退变指中年以后随着年龄的增大,骨骼肌所含肌细胞数量及其功能发生变化。为探究运动训练对骨骼肌增龄性退变能否起到改善效果,实验者将中年期大鼠随机分为安静对照组(C组)和运动训练组(H组),给予相应处理后定期检测大鼠的耗氧量及骨骼肌细胞中线粒体个数和线粒体ATP的含量,结果如下表所示。
时间 线粒体个数/(个·100 mg-1) 线粒体ATP的含量/ (nmol·μL-1) 耗氧量/(mL·kg-1·h-1)
C组 H组 C组 H组 C组 H组
第0周 48.17 44.83 0.72 0.65 2751.74 2768.67
第8周 44.17 61.00 0.87 1.30 1988.95 3469.11
第16周 36.00 60.33 0.68 1.52 1446.52 3907.22
请回答下列问题:
(1)安静组大鼠骨骼肌细胞在需氧呼吸第　　 　阶段消耗O2,该阶段释放的能量大多数转化为　　　 　。运动训练组若给予较高强度的训练,CO2产生于该组大鼠骨骼肌细胞的　　　　　　(填场所)。大鼠骨骼肌细胞厌氧呼吸产生的　　　 　被运至肝脏再生成葡萄糖,此过程　　　　(填“需要”或“不需要”)消耗能量。
(2)实验中为测定线粒体ATP的含量,可通过　　　　　　法分离骨骼肌细胞中的线粒体。本实验的需氧呼吸速率是通过测定　　　　O2的消耗量来表示的。
(3)据实验数据分析,下列叙述错误的是　 　。
A.运动训练能改善骨骼肌退变过程
B.运动训练能提高大鼠的有氧运动能力
C.增龄过程中活动能力下降可能与线粒体数目减少有关
D.骨骼肌细胞中ATP的含量变化与线粒体个数变化呈正相关
(4)据表分析,运动训练有助于改善骨骼肌的能量供应,依据是　　　　　　　 。 (共41张PPT)
第三章 细胞的代谢
第四节
细胞呼吸为细胞生活提供能量
课程标准
说明生物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。
素养定位
1.明确细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解，形成物质与能量观。
2.运用总结、归纳、比较等科学思维方法，说出细胞需氧呼吸的过程和特
点，并对需氧呼吸和厌氧呼吸进行比较。
3.通过探究酵母菌的呼吸方式，提升科学探究能力。
4.通过分析细胞呼吸的条件，归纳概括影响细胞呼吸的因素，并对生产、生
活中的一些现象做出合理的解释与判断，培养科学思维能力和社会责任意识。
课时1
需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
读教材·相信我能行
一、细胞呼吸
思维点拨
（1）细胞呼吸的底物只有葡萄糖，通过呼吸将葡萄糖分解为无机物或小
分子有机物。( )
×
提示：细胞呼吸的底物主要是葡萄糖，也可以是油脂等其他有机物。
（2）无论是木材的燃烧还是细胞呼吸，反应的本质都是葡萄糖中的碳氧
化为二氧化碳，其中的氢被氧化成水。( )
√
二、需氧呼吸的过程分析
1.特点：必须有____参加，氧气把糖分子氧化成__________和____。
2.具体过程
项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所 __________ ____________ 场所线粒体
______
物质变化 1个葡萄糖分子 ___个________和少 量____ 丙酮酸被彻底氧化 分解形成 __________，产生 前两个阶段产生
的____与氧结合
生成水
氧
二氧化碳
水
细胞溶胶
线粒体基质
内膜
2
丙酮酸
二氧化碳
项目 第一阶段 第二阶段 第三阶段
能量变化 释放少量能量，形 成______ 产生______ 产生______
需氧呼吸的 总反应式 _ ____________________________________________
少量
大量
大量
能量
续表
思维点拨
（1）绿色植物吸入的用于在细胞呼吸中形成 。( )
×
提示：不参与的形成，而是参与 的生成。
（2）在线粒体中，能将葡萄糖氧化分解成和 。( )
×
提示：葡萄糖在细胞溶胶中分解为丙酮酸，丙酮酸在线粒体中氧化分解成
和 。
（3）真核细胞中，需氧呼吸的三个阶段全都在线粒体中进行。( )
×
提示：真核细胞中，需氧呼吸的第一阶段在细胞溶胶中进行。
三、厌氧呼吸的类型及过程
1.乳酸发酵
（1）总反应式：__________ 能量。
（2）具体过程：
2.乙醇发酵
（1）总反应式：__________ 能量。
（2）具体过程：
思维点拨
（1）酵母菌厌氧呼吸时，1分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量
相等。( )
×
（2）厌氧呼吸发生时，有机物中的能量大部分未被释放。( )
√
提示：厌氧呼吸时，由于释放了少量的能量，故1分子葡萄糖中的能量与2
分子丙酮酸中的能量不等。
四、比较需氧呼吸与厌氧呼吸
思维点拨
（1）人体剧烈运动时，呼出的 来自需氧呼吸和厌氧呼吸。( )
×
提示：人体细胞厌氧呼吸产生乳酸，不产生 。
（2）将果蔬储藏于充满氮气的黑暗密闭容器中，产生 的摩尔数与消
耗 的摩尔数的比值低于1。( )
×
提示：果蔬中主要的能源物质为糖类，储藏于充满氮气的密闭容器中，会
进行厌氧呼吸，所以产生的摩尔数与消耗 的摩尔数的比值应当大于1。
攻难点·让我更出色
一、细胞呼吸的概念及本质
［典例1］ 人和动物的骨骼肌细胞在有氧的情况下，能将葡萄糖转化为二
氧化碳和水；在缺氧的情况下，能将葡萄糖转化为乳酸。这两种生理过程
的实质是( )
B
A.分解有机物，储藏能量 B.分解有机物，释放能量
C.合成有机物，储藏能量 D.合成有机物，释放能量
解析：人和动物的骨骼肌细胞在有氧的情况下，能将葡萄糖转化为二氧化
碳和水，为需氧呼吸过程；在缺氧的情况下，能将葡萄糖转化为乳酸，为
厌氧呼吸过程。本质都是将糖类等有机物进行氧化分解，而糖类等有机物
氧化分解时会释放出能量，因此细胞呼吸的实质是分解有机物，释放能量，
B符合题意。
拓展提升
呼吸与细胞呼吸
呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的氧气，呼出二氧化
碳的气体交换过程。细胞呼吸是指细胞在有氧的条件下分解有机物释放能
量的过程，是在体内发生的一系列酶促反应。
二、需氧呼吸过程
［典例2-1］ （宁波高一期末）某同学体内细
胞呼吸的过程如图所示，①②③为相关生理过
程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列叙
述正确的是( )
C
A.①②是细胞溶胶 B.②③中酶的种类相同
C.物质甲代表丙酮酸 D.物质乙代表
解析：由图可知，①表示细胞溶胶，②表示线粒体基质，③表示线粒体内
膜，A错误；②中进行的是需氧呼吸第二阶段，③中进行的是需氧呼吸第
三阶段，二者所含酶的种类不同，B错误；①中进行的是呼吸作用第一阶
段，葡萄糖初步分解得到甲（丙酮酸），物质乙是 ，C正确，D错误。
［典例2-2］ （绍兴高一期末）下列有关需氧呼吸的叙述，正确的是
( )
C
A.需氧呼吸释放的能量都会储存在 中
B.第二阶段是需氧呼吸三个阶段中产生 最多的阶段
C.第三阶段（电子传递链）需要 参与
D.在线粒体中葡萄糖被分解为和
解析：需氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失，少数储存在 中，
A错误；需氧呼吸第三阶段产生的 最多，B错误；第三阶段（电子传递
链）需要参与，为与结合生成 ，释放大量的能量，C正确；
葡萄糖不能进入线粒体，在细胞质基质中被分解为丙酮酸和 ，D错误。
拓展提升
归纳总结需氧呼吸过程中的误区
（1）能量的产生：需氧呼吸三个阶段都能产生能量（大量的能量在第三阶
段产生），但大部分能量以热能的形式散失掉，仅有一部分转移到中。
（2）的生成量：1分子参与需氧呼吸，第一、第二阶段分别
产生2个分子，第三阶段产生28个分子。
（3）需氧呼吸的场所：真核生物需氧呼吸的场所为细胞溶胶与线粒体，
原核生物（如蓝细菌）需氧呼吸的场所为细胞溶胶和呼吸膜（细胞膜）。
（4）的消耗场所： 只能在细胞溶胶中被分解，线粒体
不消耗，由此可推测线粒体膜上无运输 的载体或线粒体
内无分解 的相关酶。
（5）的消耗与利用：需氧呼吸第三阶段需要 的直接参与，但是另外
两个阶段需要有环境；不参与的生成，只参与 的生成。
三、厌氧呼吸过程
［典例3-1］ 下列关于乳酸发酵的说法,错误的是( )
B
A.乳酸发酵的两个阶段均在细胞溶胶中进行
B.乳酸发酵第二阶段，丙酮酸转变成乳酸的过程可产生少量
C.乳酸发酵中，葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D.酸奶的制作过程中，需要保持严格的密封条件
解析：乳酸发酵的两个阶段均在细胞溶胶中进行，A正确；乳酸发酵第二
阶段不释放能量，因此不能产生 ，B错误；厌氧呼吸时葡萄糖不彻底
分解，乳酸发酵中，能量大部分存留在乳酸中，C正确；制作酸奶时需要
乳酸菌，乳酸菌为厌氧菌，只进行厌氧呼吸，因此酸奶的制作过程中，需
要保持严格的密封条件，D正确。
［典例3-2］ （宁波余姚期中）下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述，正确
的是( )
B
A.厌氧呼吸产生的能量大多用于合成
B.厌氧呼吸第一阶段产生的 用于第二阶段丙酮酸的还原
C.马铃薯块茎细胞产生 的场所是细胞溶胶和线粒体
D.人体骨骼肌细胞产生的乳酸可在肌细胞再生成葡萄糖
解析：厌氧呼吸产生的能量大多数以热能的形式释放,A错误；厌氧呼吸第
一阶段产生的 用于第二阶段丙酮酸的还原，B正确；马铃薯块茎细胞需
氧呼吸的产物是和水，厌氧呼吸的产物是乳酸，故其产生 的场所
是线粒体，C错误；人体骨骼肌细胞产生的乳酸可运至肝细胞再生成葡萄
糖，D错误。
拓展提升
归纳总结厌氧呼吸过程中的误区
（1）能量的产生。
厌氧呼吸只有第一阶段产生，后续阶段不产生，且厌氧呼吸
的大部分能量并未释放，而是仍然储存在酒精或乳酸中。
（2）在厌氧呼吸中的应用。
乳酸发酵中，用于丙酮酸还原生成乳酸；乙醇发酵中，用于乙
醛还原生成乙醇。
（3）生物类型与厌氧呼吸的类型。
①乳酸发酵的典型生物（或细胞）：人或动物骨骼肌细胞、玉米的胚、马
铃薯块茎、甜菜块根细胞等。
②乙醇发酵的典型生物（或细胞）：酵母菌、植物叶肉细胞、大部分果实
细胞等。
四、比较需氧呼吸与厌氧呼吸
［典例4-1］ 细胞内葡萄糖分解代谢的过程如图所示。下列叙述正确的是
( )
C
A.酵母菌细胞溶胶中可进行①和②过程
B.乳酸菌细胞进行①和③过程均产生
C.缺氧时，人骨骼肌细胞可进行①和③过程
D.②过程中和 同时产生
解析：分析题图可知，①是细胞呼吸第一阶段，发生的场所是细胞溶胶，
②是需氧呼吸第二、第三阶段，发生的场所是线粒体，A错误；乳酸菌细
胞进行①过程产生，③过程不产生 ，B错误；人的细胞进行厌氧
呼吸时产乳酸，所以缺氧时，人骨骼肌细胞可进行①和③过程，C正确；
②是需氧呼吸第二、第三阶段，第二阶段产生，第三阶段产生 ，
所以②过程中和 不是同时产生的，D错误。
［典例4-2］ 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的 时，
其产生的酒精和 的量如图所示。据图中信息推断错误的是( )
D
A.浓度为时,酵母菌细胞溶胶中有 的生成
B.当浓度为和 时，酵母菌细胞呼吸的过程会
不同
C.当浓度为时， 的葡萄糖用于酵母菌酒精
发酵
D.在、、、不同浓度下，线粒体都产生
解析：浓度为时，产生酒精的量与 相等，表明此时酵母菌仅进行
酒精发酵，细胞溶胶中进行的糖酵解过程中有的生成，A正确； 浓
度为时，酵母菌既进行需氧呼吸,又进行厌氧呼吸，浓度为 时,酵母
菌仅进行需氧呼吸，B正确；浓度为时，酵母菌厌氧呼吸产生 的量
为6，需氧呼吸产生的量为9，前者消耗葡萄糖的量为3，后者为 ，
即的葡萄糖用于酒精发酵，C正确；浓度为 时，酵母菌仅进行酒精
发酵，线粒体不产生 ,D错误。
拓展提升
细胞需氧呼吸与厌氧呼吸方式的判断技巧
链生活·实践我在行
1.各地常有制作米酒的传统。制作米酒需要将蒸熟的糯米冷却至 左右，
再加少许水和一定量的酒曲混合均匀后置于容器中，在米饭中间挖一个小
洞，加盖后3天左右即可取洞处的酒汁饮用。
（1）酿造米酒时，选用的酒曲中的菌种主要是________。
（2）酿酒时先来“水”后来“酒”，原因是酵母菌先进行______呼吸，后进
行______呼吸。
酵母菌
需氧
厌氧
2.2023年,我国运动员在杭州亚运会上取得了傲人的成绩，这与运动员日常
的大强度训练密不可分。
（1）运动员在高强度训练时，骨骼肌细胞在氧气充足的状态下，能将葡
萄糖转化成______________。
（2）在剧烈运动时引起的骨骼肌缺氧时，肌细胞可以进行_____________
_______，所需的能量主要由______呼吸提供。
二氧化碳和水
需氧呼吸和厌
氧呼吸
需氧第四节　细胞呼吸为细胞生活提供能量
　说明生物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。
1.明确细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解,形成物质与能量观。
2.运用总结、归纳、比较等科学思维方法,说出细胞需氧呼吸的过程和特点,并对需氧呼吸和厌氧呼吸进行比较。
3.通过探究酵母菌的呼吸方式,提升科学探究能力。
4.通过分析细胞呼吸的条件,归纳概括影响细胞呼吸的因素,并对生产、生活中的一些现象做出合理的解释与判断,培养科学思维能力和社会责任意识。
课时1　需氧呼吸与厌氧呼吸的过程
一、细胞呼吸
细胞呼吸
(1)细胞呼吸的底物只有葡萄糖,通过呼吸将葡萄糖分解为无机物或小分子有机物。(　×　)
提示:细胞呼吸的底物主要是葡萄糖,也可以是油脂等其他有机物。
(2)无论是木材的燃烧还是细胞呼吸,反应的本质都是葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。(　√　)
二、需氧呼吸的过程分析
1.特点:必须有氧参加,氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。
2.具体过程
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
物质 变化 1个葡萄糖分子→2个丙酮酸和少量[H] 丙酮酸被彻底氧化分解形成二氧化碳,产生[H] 前两个阶段产生的[H]与氧结合生成水
能量 变化 释放少量能量,形成少量ATP 产生少量 ATP 产生大量 ATP
需氧呼 吸的总 反应式 C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
(1)绿色植物吸入的O2用于在细胞呼吸中形成CO2。(　×　)
提示:O2不参与CO2的形成,而是参与H2O的生成。
(2)在线粒体中,能将葡萄糖氧化分解成CO2和H2O。(　×　)
提示:葡萄糖在细胞溶胶中分解为丙酮酸,丙酮酸在线粒体中氧化分解成CO2和H2O。
(3)真核细胞中,需氧呼吸的三个阶段全都在线粒体中进行。(　×　)
提示:真核细胞中,需氧呼吸的第一阶段在细胞溶胶中进行。
三、厌氧呼吸的类型及过程
1.乳酸发酵
(1)总反应式:C6H12O62C3H6O3+能量。
(2)具体过程:
2.乙醇发酵
(1)总反应式:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量。
(2)具体过程:
(1)酵母菌厌氧呼吸时,1分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量相等。(　×　)
提示:厌氧呼吸时,由于释放了少量的能量,故1分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量不等。
(2)厌氧呼吸发生时,有机物中的能量大部分未被释放。(　√　)
四、比较需氧呼吸与厌氧呼吸
(1)人体剧烈运动时,呼出的CO2来自需氧呼吸和厌氧呼吸。(　×　)
提示:人体细胞厌氧呼吸产生乳酸,不产生CO2。
(2)将果蔬储藏于充满氮气的黑暗密闭容器中,产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值低于1。(　×　)
提示:果蔬中主要的能源物质为糖类,储藏于充满氮气的密闭容器中,会进行厌氧呼吸,所以产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值应当大于1。
一、细胞呼吸的概念及本质
[典例1]人和动物的骨骼肌细胞在有氧的情况下,能将葡萄糖转化为二氧化碳和水;在缺氧的情况下,能将葡萄糖转化为乳酸。这两种生理过程的实质是(　B　)
A.分解有机物,储藏能量
B.分解有机物,释放能量
C.合成有机物,储藏能量
D.合成有机物,释放能量
解析:人和动物的骨骼肌细胞在有氧的情况下,能将葡萄糖转化为二氧化碳和水,为需氧呼吸过程;在缺氧的情况下,能将葡萄糖转化为乳酸,为厌氧呼吸过程。本质都是将糖类等有机物进行氧化分解,而糖类等有机物氧化分解时会释放出能量,因此细胞呼吸的实质是分解有机物,释放能量,B符合题意。
呼吸与细胞呼吸
　　呼吸是指人体从周围环境中吸入空气,利用其中的氧气,呼出二氧化碳的气体交换过程。细胞呼吸是指细胞在有氧的条件下分解有机物释放能量的过程,是在体内发生的一系列酶促反应。
二、需氧呼吸过程
[典例2-1] (宁波高一期末)某同学体内细胞呼吸的过程如图所示,①②③为相关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列叙述正确的是(　C　)
A.①②是细胞溶胶
B.②③中酶的种类相同
C.物质甲代表丙酮酸
D.物质乙代表ATP
解析:由图可知,①表示细胞溶胶,②表示线粒体基质,③表示线粒体内膜,A错误;②中进行的是需氧呼吸第二阶段,③中进行的是需氧呼吸第三阶段,二者所含酶的种类不同,B错误;①中进行的是呼吸作用第一阶段,葡萄糖初步分解得到甲(丙酮酸),物质乙是[H],C正确,
D错误。
[典例2-2] (绍兴高一期末)下列有关需氧呼吸的叙述,正确的是(　C　)
A.需氧呼吸释放的能量都会储存在ATP中
B.第二阶段是需氧呼吸三个阶段中产生ATP最多的阶段
C.第三阶段(电子传递链)需要O2参与
D.在线粒体中葡萄糖被分解为CO2和H2O
解析:需氧呼吸释放的能量大部分以热能的形式散失,少数储存在ATP中,A错误;需氧呼吸第三阶段产生的ATP最多,B错误;第三阶段(电子传递链)需要O2参与,为[H]与O2结合生成H2O,释放大量的能量,C正确;葡萄糖不能进入线粒体,在细胞质基质中被分解为丙酮酸和[H],D错误。
归纳总结需氧呼吸过程中的误区
(1)能量的产生:需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量的能量在第三阶段产生),但大部分能量以热能的形式散失掉,仅有一部分转移到ATP中。
(2)ATP的生成量:1分子C6H12O6参与需氧呼吸,第一、第二阶段分别产生2个ATP分子,第三阶段产生28个ATP分子。
(3)需氧呼吸的场所:真核生物需氧呼吸的场所为细胞溶胶与线粒体,原核生物(如蓝细菌)需氧呼吸的场所为细胞溶胶和呼吸膜(细胞膜)。
(4)C6H12O6的消耗场所:C6H12O6只能在细胞溶胶中被分解,线粒体不消耗C6H12O6,由此可推测线粒体膜上无运输C6H12O6的载体或线粒体内无分解C6H12O6的相关酶。
(5)O2的消耗与利用:需氧呼吸第三阶段需要O2的直接参与,但是另外两个阶段需要有O2环境;O2不参与CO2的生成,只参与H2O的生成。
三、厌氧呼吸过程
[典例3-1] 下列关于乳酸发酵的说法,错误的是(　B　)
A.乳酸发酵的两个阶段均在细胞溶胶中进行
B.乳酸发酵第二阶段,丙酮酸转变成乳酸的过程可产生少量ATP
C.乳酸发酵中,葡萄糖的能量大部分存留在乳酸中
D.酸奶的制作过程中,需要保持严格的密封条件
解析:乳酸发酵的两个阶段均在细胞溶胶中进行,A正确;乳酸发酵第二阶段不释放能量,因此不能产生ATP,B错误;厌氧呼吸时葡萄糖不彻底分解,乳酸发酵中,能量大部分存留在乳酸中,C正确;制作酸奶时需要乳酸菌,乳酸菌为厌氧菌,只进行厌氧呼吸,因此酸奶的制作过程中,需要保持严格的密封条件,D正确。
[典例3-2] (宁波余姚期中)下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述,正确的是(　B　)
A.厌氧呼吸产生的能量大多用于合成ATP
B.厌氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段丙酮酸的还原
C.马铃薯块茎细胞产生CO2的场所是细胞溶胶和线粒体
D.人体骨骼肌细胞产生的乳酸可在肌细胞再生成葡萄糖
解析:厌氧呼吸产生的能量大多数以热能的形式释放,A错误;厌氧呼吸第一阶段产生的[H]用于第二阶段丙酮酸的还原,B正确;马铃薯块茎细胞需氧呼吸的产物是CO2和水,厌氧呼吸的产物是乳酸,故其产生CO2的场所是线粒体,C错误;人体骨骼肌细胞产生的乳酸可运至肝细胞再生成葡萄糖,D错误。
归纳总结厌氧呼吸过程中的误区
(1)能量的产生。
　　厌氧呼吸只有第一阶段产生ATP,后续阶段不产生ATP,且厌氧呼吸的大部分能量并未释放,而是仍然储存在酒精或乳酸中。
(2)[H]在厌氧呼吸中的应用。
　　乳酸发酵中,[H]用于丙酮酸还原生成乳酸;乙醇发酵中,[H]用于乙醛还原生成乙醇。
(3)生物类型与厌氧呼吸的类型。
①乳酸发酵的典型生物(或细胞):人或动物骨骼肌细胞、玉米的胚、马铃薯块茎、甜菜块根细胞等。
②乙醇发酵的典型生物(或细胞):酵母菌、植物叶肉细胞、大部分果实细胞等。
四、比较需氧呼吸与厌氧呼吸
[典例4-1] 细胞内葡萄糖分解代谢的过程如图所示。下列叙述正确的是(　C　)
A.酵母菌细胞溶胶中可进行①和②过程
B.乳酸菌细胞进行①和③过程均产生ATP
C.缺氧时,人骨骼肌细胞可进行①和③过程
D.②过程中CO2和H2O同时产生
解析:分析题图可知,①是细胞呼吸第一阶段,发生的场所是细胞溶胶,②是需氧呼吸第二、第三阶段,发生的场所是线粒体,A错误;乳酸菌细胞进行①过程产生ATP,③过程不产生ATP,B错误;人的细胞进行厌氧呼吸时产乳酸,所以缺氧时,人骨骼肌细胞可进行①和③过程,C正确;②是需氧呼吸第二、第三阶段,第二阶段产生CO2,第三阶段产生H2O,所以②过程中CO2和H2O不是同时产生的,D错误。
[典例4-2] 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的O2时,其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图中信息推断错误的是(　D　)
A.O2浓度为a时,酵母菌细胞溶胶中有ATP的生成
B.当O2浓度为b和d时,酵母菌细胞呼吸的过程会不同
C.当O2浓度为c时,2/3的葡萄糖用于酵母菌酒精发酵
D.在a、b、c、d不同O2浓度下,线粒体都产生[H]
解析:O2浓度为a时,产生酒精的量与CO2相等,表明此时酵母菌仅进行酒精发酵,细胞溶胶中进行的糖酵解过程中有ATP的生成,A正确;O2浓度为b时,酵母菌既进行需氧呼吸,又进行厌氧呼吸,O2浓度为d时,酵母菌仅进行需氧呼吸,B正确;O2浓度为c时,酵母菌厌氧呼吸产生CO2的量为6,需氧呼吸产生CO2的量为9,前者消耗葡萄糖的量为3,后者为1.5,即2/3的葡萄糖用于酒精发酵,C正确;O2浓度为a时,酵母菌仅进行酒精发酵,线粒体不产生[H],D错误。
细胞需氧呼吸与厌氧呼吸方式的判断技巧
1.各地常有制作米酒的传统。制作米酒需要将蒸熟的糯米冷却至30 ℃左右,再加少许水和一定量的酒曲混合均匀后置于容器中,在米饭中间挖一个小洞,加盖后3天左右即可取洞处的酒汁饮用。
(1)酿造米酒时,选用的酒曲中的菌种主要是酵母菌。
(2)酿酒时先来“水”后来“酒”,原因是酵母菌先进行需氧呼吸,后进行厌氧呼吸。
2.2023年,我国运动员在杭州亚运会上取得了傲人的成绩,这与运动员日常的大强度训练密不可分。
(1)运动员在高强度训练时,骨骼肌细胞在氧气充足的状态下,能将葡萄糖转化成二氧化碳和水。
(2)在剧烈运动时引起的骨骼肌缺氧时,肌细胞可以进行需氧呼吸和厌氧呼吸,所需的能量主要由需氧呼吸提供。

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