第05講細胞呼吸（知識清單）

■學(xué)習(xí)導(dǎo)航站

通知識主脈絡(luò)：可視化思維導(dǎo)圖，建立知識框架

目核心知識庫：重難考點總結(jié)，梳理必背知識、歸納重點

考點1有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP****^

考點2無氧呼吸產(chǎn)生少量ATP****+

考點3其他有機物也可被氧化分解★★★☆☆

（星級越高，重要程度越高）

?實驗技能坊：探究不同供氧環(huán)境下酵母的呼吸方

登陷阱預(yù)警臺：識別高頻錯誤，提供防錯策略（2大陷阱預(yù)警）

肝素養(yǎng)加油站：前沿科研成果或熱點問題分析、聚焦考點預(yù)測

真題挑戰(zhàn)場：感知真題，檢驗成果，考點追溯

◎知識主脈絡(luò)|

場所細胞質(zhì)基質(zhì)

C6H1206+2丙酮酸（三碳化合物）+

物質(zhì)變化

第一階段（糖酵解）4NADH+少量能量

過程場所線粒體基質(zhì)

三竣酸循環(huán)

物質(zhì)變化｛2丙酮酸-2CO2+2乙酰輔酶A（二碳化合物）

第二階段2乙酰輔酶A+6H2O+4CO2+20NADH+少量能量

有氧呼吸電子傳遞鏈場所《線粒體內(nèi)膜

/氧化磷酸化1物質(zhì)變化（24NADH+6O2M2H2O+大量能量

物質(zhì)轉(zhuǎn)化1葡萄糖被徹底氧化分解為CO2和H2O

r。呼吸作用能量轉(zhuǎn)換｛葡萄糖分子中的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為大量ATP和熱能

第一階段（糖醵解）｛C6H1206T2丙酮酸（C3）+4NADH+少量能量

無氧呼吸階段物質(zhì)變化

乳酸發(fā)酵2丙酮酸（C3）+4NADH-?2C3H6O3

第二階段適用｛高等動物和人、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳

細胞的代謝-場所：細胞質(zhì)基質(zhì)

皿―「物質(zhì)變化］2丙酮酸（C3）+4NADH-?2C2H5OH+2CO2

呼吸作用

1適用,絕大多數(shù)植物、酵母菌等

影響呼吸作|內(nèi)部因素（遺傳特性/生長發(fā)育時期解官類型

用的因素〔外界因素｛溫度/。2濃度/CO2濃度/含水量

甘油丙酮酸

脂肪三段酸循環(huán)

脂肪酸<乙酰輔酶A

I其他有機物也可被氧化分解

脫氨基作用-氨基］尿素

蛋白質(zhì)氨基酸

碳鏈有氧呼吸各個環(huán)節(jié)

核心知識庫

。考點1有氧呼吸產(chǎn)生大量ATP****+

1.細胞呼吸

(1)細胞呼吸定義：細胞通過氧化分解有機物,將有機物中的能量換成可供生命活動直接使用的

ATP的過程。

(2)細胞呼吸的類型：有氧呼吸和無氧呼吸。

2.有氧呼吸

(1)有氧呼吸定義：大多數(shù)真核生物細胞呼吸過程有。2的參與。

(2)總化學(xué)反應(yīng)式：

I~~1~；

酶IA"E

CHO+6HO+6O——*12凡0+6(202+能量

---6----1--2----6--------2-----------2--------------------------------------------O

(3)有氧呼吸過程：

場所細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體(有氧呼吸的主要場所)

過程糖酵解三竣酸循環(huán)、電子傳遞鏈

產(chǎn)物丙酮酸(C3H4。3)CO2和H2O

能量有部分能量儲存在ATP中，其余釋放的能量部分轉(zhuǎn)化生成ATP,部分以熱能

以熱能形式釋放的形式釋放

過程

C①糖酵解（細胞質(zhì)基質(zhì)）：

C6Hl2。6—丙酮酸（C3H4O3）+4NADH+少量能量

②三較酸循環(huán)（線粒體基質(zhì)）：

J2丙酮酸（C3）里3c0?+乙酰輔酶A（二碳化合物）

乙酰輔酶A+6H2。衛(wèi)VCO2+20NADH+少量能量

③電子傳遞鏈/氧化磷酸化（線粒體內(nèi)膜）：

<24NADH（H+）+6C）2+24e--12H2。+大量能量

產(chǎn)物丙酮酸（C3H4。3）、釋放少量能CO2、H+、釋放少量能量、形成少量ATP；

量、形成少量ATPH2O>釋放大量能量、形成大量ATP

物質(zhì)轉(zhuǎn)換

葡萄糖被徹底氧化分解為CO2和H20

能量轉(zhuǎn)換葡萄糖分子中的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為大量ATP和熱能

（4）氧化磷酸化

三竣酸循環(huán)中，乙酰輔酶A與草酰乙酸（四碳化合物）結(jié)合形成檸檬酸（六碳化合物），在一系列酶

的催化下，逐步氧化釋放C02后仍生成草酰乙酸，可再與乙酰輔酶A結(jié)合進行下一輪循環(huán)。此過程直接產(chǎn)

生少ATP和一定量NADH?

NADH攜帶的電子在線粒體內(nèi)膜上的傳遞過程中，內(nèi)膜上的蛋白質(zhì)利用電子的能量，將線粒體基質(zhì)中

的H+泵入內(nèi)外膜間隙，使內(nèi)膜兩側(cè)H+濃度差增加。膜間隙的H+從ATP合酶（一種具有合成ATP功能的酶）

處流回基質(zhì)，驅(qū)動ATP合酶將ADP磷酸化形成ATP。此過程的能量來源于NADH的氧化，故稱為氧化磷

酸化。1分子葡萄糖經(jīng)糖酵解、三竣酸循環(huán)和氧化磷酸化徹底氧化分解約產(chǎn)生30個ATP。

生快速記憶：分離T細胞-制備CAR—T細胞（導(dǎo)入基因）一擴增CAR—T細胞一回輸細胞—監(jiān)控

病人

?？键c2無氧呼吸產(chǎn)生少量ATP****+

（1）場所：細胞質(zhì)基質(zhì)

（2）過程:

葡萄糖

（2）類型及反應(yīng)式:

場細胞質(zhì)基質(zhì)

所

過糖酵解乳酸發(fā)酵或酒精發(fā)酵

程

產(chǎn)丙酮酸（。）和

C3H43co2H2O

物

過

c酶

程①糖酵解（細胞質(zhì)基質(zhì)）：C6Hl2。632丙酮酸（C3H4O3）+4NADH+少量能量

C<酶

反應(yīng)式：2丙酮酸（C3H4O3）+4NADH^3H6。3

乳酸發(fā)酵v［乳酸菌

產(chǎn)物為乳酸j所有動物細胞

<1〔植物中的馬鈴薯塊莖、玉米胚、甜菜塊根等

②階段《

,酶

反應(yīng)式：2丙酮酸（C3H4O3）+4NADH—2c2H50H+2c。2

酒精發(fā)酵<［酵母菌

產(chǎn)物為酒精和CO2r多數(shù)植物細胞

11多數(shù)微生物

V

能大部分儲存在酒精或乳酸中;

量釋放的能量中大部分以熱能形式散失，少部分儲存在ATP中。

轉(zhuǎn)

換

.乃.

一些動植物細胞和微生物能通過無氧呼吸的方式分解有機物獲取能量，以保障短時間缺氧環(huán)境下

義生命活動的進行。

（3）比較有氧呼吸和無氧呼吸

項目有氧呼吸無氧呼吸

反應(yīng)條件需要氧氣、酶和適宜的溫度不需氧氣，需要酶和適宜的溫度

細胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段)

不場所細胞質(zhì)基質(zhì)

線粒體(第二階段)

同

分解程度葡萄糖被徹底分解葡萄糖分解不徹底

點

分解產(chǎn)物乳酸或酒精和

co2>H2OC02

能量釋放大量少量

反應(yīng)條件需酶和適宜溫度

相

本質(zhì)氧化分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動所需

同

過程第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同

點

意義為生物體的各項生命活動提供能量

I色易錯拓展：

(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物質(zhì)，但不是唯一的物質(zhì)。

(2)葡萄糖不能進入線粒體，需要在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和［H］后，丙酮酸才能進入線粒體

中進一步分解。

(3)真核細胞中哺乳動物成熟的紅細胞、蛔蟲無線粒體，只能進行無氧呼吸。線粒體不是進行有

氧呼吸必需的結(jié)構(gòu)，如藍細菌(原核生物)無線粒體，但能進行有氧呼吸。

(4)不是所有植物細胞無氧呼吸的產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等

植物細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。人體細胞無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，因此人體細胞產(chǎn)生二氧化碳只能

通過有氧呼吸。

(5)無氧呼吸只有第一階段釋放能量，第二階段不釋放能量。(為什么無氧呼吸第二階段不產(chǎn)生ATP,

但要進行第二階段反應(yīng)呢？)

由于細胞中NAD卡的含量不多，隨著NADH的積累，NAD+逐漸被消耗，當(dāng)NAD卡的含量很低時，細

胞呼吸的第一階段就會停止，ATP的合成也會停止。因此為了保障細胞呼吸第一階段順利進行以持續(xù)獲得

ATP,就需要NADH轉(zhuǎn)化成NAD+來實現(xiàn)循環(huán)利用，來自NADH中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外,

丙酮酸不能運出細胞，如果持續(xù)積累，也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。

(6)無氧呼吸產(chǎn)物不同的原因：不同生物體內(nèi)催化反應(yīng)進行的酶的種類不同。

(7)無氧呼吸并不是必須在絕對無氧的條件下進行。有氧但氧氣濃度較低的條件下同樣可以進行

無氧呼吸。

(8)有氧條件下葡萄糖中能量的去向有兩個：大部分以熱能的形式散失，少部分儲存在ATP中。無氧條

件下葡萄糖中能量的去向有三個：①未釋放的能量儲存在酒精或乳酸中；②釋放的能量大部分以熱能的形

式散失；③釋放的能量少部分儲存在ATP中。

2、考點拓展：細胞呼吸的影響因素及其應(yīng)用

i.內(nèi)部■國素

(1)遺傳特性：實例：旱生植物〈水生植物，陰生植物<陽生植物;

(2)生長發(fā)育時期：實例：幼苗期>成熟期;

(3)器官類型：實例：生殖器官之營養(yǎng)器官。

2.外部因素

因素溫度。2濃度CO2濃度水

CO2是細胞呼吸水作為有氧呼吸

。2是有氧呼吸所必

的產(chǎn)物，積累過多的原料，自由水含

原理主要影響酶活性需的，且。2對無氧

會抑制細胞呼吸量較高時細胞呼

呼吸有抑制作用

的進行吸旺盛

呼吸速率呼吸速率呼吸速率

無氧

::呼吸

曲線V有氧呼吸

5/A

^呼吸消失點

01020304050U濃度/%/

5101520253002

溫度/七°co2濃瓦0細胞含水量

①稻田定期排水，抑

①零上低溫儲藏水對蔬菜、水果進行

制無氧呼吸產(chǎn)生酒①糧食儲藏要求

果、蔬菜，減少有保鮮時，增加co2

精，防止?fàn)€根、死亡;干燥，減少有機物

機物消耗；濃度(或充入N2)

應(yīng)用②作物栽培中進行消耗；②干種子萌

②溫室栽培中增大可抑制細胞呼吸，

中耕松土;③無氧發(fā)發(fā)前進行浸泡處

晝夜溫差，增加有減少有機物的消

酵過程需要嚴格控理

機物積累耗

制無氧環(huán)境等

，考點3其他有機物也可被氧化分解★★★☆☆

單糖甘油脂肪酸氨基酸

甘油一丙酮酸（糖的氧化分解途徑）

脂肪

脂肪酸T乙酰輔酶A（進入三蛋酸循環(huán)）

1.其他有機物的氧化分解＜

（脫氨基作用）氨基一尿素

蛋白質(zhì)-氨基酸

碳鏈一各個環(huán)節(jié)（氧化分解）

實驗技能坊

探究不同供氧環(huán)境下酵母的呼吸方式★★★☆☆

不同供氧條件下，細胞呼吸分解有機分子的效率是否相同？酵母在有氧或缺氧條件下都能分解葡萄糖。

通過比較單位時間內(nèi)產(chǎn)生的CO2和酒精量，可以判斷分解程度，實驗步驟如下。

接采氣球膽

1.取經(jīng)5%葡萄糖液活化培養(yǎng)的酵母液200mL,平均分裝于A、B兩個收集瓶；A瓶中加少量石蠟油

形成油膜，B瓶不作此處理。

2.分別在A、B瓶排氣嘴處接一個采氣球膽。

3.50℃水浴孵育10mine期間緩慢向B瓶菌液中輸入經(jīng)NaOH過濾的空氣200mL,A瓶不作此處理。

4.用CO2傳感器分別測定A、B瓶中CO2濃度，用酒精檢測儀測量酒精含量。

陷阱預(yù)警臺

預(yù)警類別一有氧呼吸

△陷阱1葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)

正確理解：有氧呼吸的反應(yīng)物是有機物和氧氣，有機物中以糖類物質(zhì)為主，當(dāng)然脂肪和蛋白質(zhì)等有機

物也可以在細胞內(nèi)徹底氧化分解。

△陷阱2真核細胞都進行有氧呼吸

正確理解：哺乳動物成熟的紅細胞只進行無氧呼吸。

△陷阱3沒有線粒體的細胞一定不能進行有氧呼吸

正確理解：有些沒有線粒體的細胞，含有有氧呼吸有關(guān)的酶，也可以進行有氧呼吸。

生陷阱4有氧呼吸的實質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并且釋放大量能量的過程

正確理解：葡萄糖不能在線粒體中徹底氧化分解，線粒體只能利用葡萄糖在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解后的產(chǎn)

物丙酮酸。

預(yù)警類別二無氧呼吸

A陷阱1人體在劇烈運動時所需的能量由乳酸分解提供

正確理解：人在劇烈運動時，機體細胞仍主要通過有氧呼吸獲得能量，無氧呼吸過程中葡萄糖分解為

乳酸可產(chǎn)生少量能量，以彌補機體能量供應(yīng)不足。

小陷阱2無氧呼吸不需要02的參與，該過程最終有［H］的積累

正確理解：無氧呼吸不需要02的參與，只有無氧呼吸的第一個階段有少量［H］生成，且［H］在第二階

段被利用，所以沒有［H］的積累。

素養(yǎng)加油站

一、細胞呼吸

線粒體是細胞中的能量工廠，為所有重要的生理過程提供能量。巴塞爾大學(xué)的研究團隊在《Science》

期刊發(fā)表重磅研究，利用冷凍電鏡層析技術(shù)，首次捕捉到線粒體內(nèi)呼吸鏈的完整高清結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，負

責(zé)能量生成的蛋白質(zhì)組裝成大型“超級復(fù)合體”，在細胞的能量供應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

考點預(yù)測：掌握細胞呼吸的實質(zhì)和過程，同時應(yīng)聯(lián)系生活實際，了解呼吸原理在日常生活中以及科學(xué)

研究中的應(yīng)用

真題挑戰(zhàn)場

（2024?上海?高考真題）水稻是重要的糧食作物，高溫會引起水稻減產(chǎn)?？茖W(xué)家對抗高溫能力弱的水稻

W進行改良。獲得了水稻S。如圖顯示了高溫條件下水稻W(wǎng)和水稻S響應(yīng)高溫的部分機制。其中T1和T2

為不同蛋白，T2在液泡中被降解。箭頭的粗細代表物質(zhì)的量。

（4）據(jù)圖，相同高溫條件下，與水稻W(wǎng)相比，推測水稻S的細胞o

A.凈光合速率較高B.呼吸作用產(chǎn)生ATP的量較少

C.糖類輸出量較少D.轉(zhuǎn)換光能效率較高

⑸據(jù)圖，水稻W(wǎng)改良為水稻S時，所采取的措施是,若要進一步提高水稻S的抗高溫能力，可采

取的策略是o（編號選填）

①提高T1的量②提高T2的量③降低T1的量

④降低T2的量⑤改變T1的結(jié)構(gòu)⑥改變T2的結(jié)構(gòu)

【答案】（4）AD（5）⑤①④⑤⑥

【解析】（4）A、水稻S中更多T2進入液泡被降解，對葉綠體破壞小，光合作用能較好進行，所以凈光

合速率較高，A正確；

B、圖中未體現(xiàn)呼吸作用產(chǎn)生ATP量的差異，B錯誤；

C、水稻S光合作用受影響小，糖類輸出量應(yīng)較多，C錯誤；

D、水稻S葉綠體受T2破壞小，能更好地進行光合作用，轉(zhuǎn)換光能效率較高，D正確。故選AD。

（5）對比水稻W(wǎng)和水稻S的機制圖，水稻S中T1和T2結(jié)合后進入液泡的量更多，且T2對葉綠體

破壞