喵喵 | 6-1 細(xì)胞呼吸過(guò)程及相關(guān)考點(diǎn)

1??細(xì)胞呼吸的過(guò)程

1. 定義：有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成CO?或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過(guò)程，又名呼吸作用。
2. 細(xì)胞呼吸過(guò)程（以葡萄糖為底物）

（1）圖解

（2）有氧呼吸

①定義∶細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。

②方程

第一階段（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）

• C?H??O? —酶→2C?H?O? +4[H] +少量能量

第二階段（線粒體基質(zhì)）

• 2C?H?O? +6H?O —酶→6CO? +20[H] +少量能量

第三階段（線粒體內(nèi)膜）

• 24[H] +6O? —酶→12H?O +大量能量

總方程

• C?H??O? +6H?O +6O? —酶→6CO? +12H?O +大量能量
• 大部分以熱能形式散失
• 少部分用于ATP合成

（3）無(wú)氧呼吸

①定義：在沒(méi)有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解，釋放少量能量的過(guò)程。

②方程

第一階段（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）

• C?H??O? —酶→2C?H?O? +4[H] +少量能量（合成少量ATP）

第二階段（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）

• 2C?H?O? +4[H] —酶→2C?H?OH +2CO?
• 或
• 2C?H?O? +4[H] —酶→2C?H?O?
• 無(wú)ATP合成

總方程

• C?H??O? —酶→2C?H?OH +2CO? +少量能量（大部分植物、酵母菌等）
• 或
• C?H??O? —酶→2C?H?O? +少量能量（高等動(dòng)物、乳酸菌、少數(shù)植物器官如馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）

無(wú)氧呼吸合成ATP較少的原因：無(wú)氧呼吸過(guò)程中，有機(jī)物分解不徹底，還有大量的能量?jī)?chǔ)存在不徹底的氧化產(chǎn)物酒精或乳酸中。

3. 意義：為生物體提供能量；生物體代謝的樞紐（聯(lián)系蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝）。

4. 呼吸相關(guān)計(jì)算

（1）核心比例：有氧呼吸中C?H??O?：O?： CO? =1：6：6

產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸中C?H??O?：CO?：C?H?OH =1：2：2

（2）消耗等量的葡萄糖時(shí)，產(chǎn)酒精的無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO?摩爾數(shù)之比為1∶3。（3）產(chǎn)生等量的CO?時(shí)，產(chǎn)酒精的無(wú)氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖之比為3：1。

（4）當(dāng)?shù)孜餅槠咸烟菚r(shí)，若只有有氧呼吸，O?：CO? =1：1；若有有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無(wú)氧呼吸，O?：CO?<1:1。

（5）當(dāng)呼吸底物為脂肪時(shí)，只有有氧呼吸時(shí)，O?：CO?>1：1。

易錯(cuò)拓展

1. 細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的[H]為NADH（還原型輔酶Ⅰ），由NAD?（氧化型輔酶I）轉(zhuǎn)化而來(lái)。
2. 細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP，一般用于除暗反應(yīng)以外的其他生命活動(dòng)。
3. 不同生物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物不同，其直接原因在于催化反應(yīng)的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。

考點(diǎn)Ⅰ細(xì)胞呼吸過(guò)程考察

2022·全國(guó)甲卷

線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的人肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的敘述，錯(cuò)誤的是

A. 有氧呼吸時(shí)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中都能產(chǎn)生ATP

B. 線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與[H]和氧反應(yīng)形成水的過(guò)程

C. 線粒體中的丙酮酸分解成CO?和[H]的過(guò)程需要O?的直接參與【第二步?jīng)]有O?參與】

D. 線粒體中的DNA能夠通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯控制某些蛋白質(zhì)的合成

2023·山東卷

水淹時(shí)，玉米根細(xì)胞由于較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行無(wú)氧呼吸導(dǎo)致能量供應(yīng)不足，使液泡膜上的H?轉(zhuǎn)運(yùn)減緩，引起細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)H?積累，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸也使細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)pH降低。pH降低至一定程度會(huì)引起細(xì)胞酸中毒。細(xì)胞可通過(guò)將無(wú)氧呼吸過(guò)程中的丙酮酸產(chǎn)乳酸途徑轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑，延緩細(xì)胞酸中毒。下列說(shuō)法正確的是

A. 正常玉米根細(xì)胞液泡內(nèi)pH高于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)【低于】

B. 檢測(cè)到水淹的玉米根有CO?的產(chǎn)生不能判斷是否有酒精生成?【因?yàn)橛醒鹾粑彤a(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸都產(chǎn)生CO?】

C. 轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時(shí)釋放的ATP增多以緩解能量供應(yīng)不足【無(wú)氧呼吸只有第一步產(chǎn)生ATP，第二步不會(huì)產(chǎn)生ATP】

D. 轉(zhuǎn)換為丙酮酸產(chǎn)酒精途徑時(shí)消耗的[H]增多以緩解酸中毒【消耗的[H]是相等的】

2021·重慶卷

人線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p可導(dǎo)致代謝物X的積累，由此引發(fā)多種疾病。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給呼吸鏈?zhǔn)軗p小鼠注射適量的酶A和酶B溶液，可發(fā)生如圖所示的代謝反應(yīng)，從而降低線粒體呼吸鏈?zhǔn)軗p導(dǎo)致的危害。據(jù)圖回答以下問(wèn)題：

（1）呼吸鏈?zhǔn)軗p會(huì)導(dǎo)致有氧呼吸異常，代謝物X是乳酸。

（2）過(guò)程⑤中酶B的名稱為H?O?酶，使用它的原因是催化過(guò)氧化氫的分解，避免過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞的毒害。

（3）過(guò)程④將代謝物X消耗，對(duì)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的作用和意義是避免代謝產(chǎn)物的積累，維持內(nèi)環(huán)境pH是機(jī)體進(jìn)行正常生命活動(dòng)的條件。

考點(diǎn)Ⅱ細(xì)胞呼吸常見(jiàn)計(jì)算

2020·全國(guó)卷

種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖，下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述，錯(cuò)誤的是

A. 若產(chǎn)生的CO?與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸

B. 若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，則吸收O?的分子數(shù)與釋放CO?的相等

C. 若細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無(wú)O,吸收也無(wú)CO?釋放

D. 若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無(wú)氧呼吸，則吸收O?的分子數(shù)比釋放CO?的多【少，因?yàn)镃O?在無(wú)氧呼吸中額外產(chǎn)生】

【例5】

將蘋果儲(chǔ)藏在密閉容器中，較長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)聞到酒香。當(dāng)通入不同濃度的O?時(shí)，其O?的消耗量和CO?的產(chǎn)生量如下表所示（假設(shè)細(xì)胞呼吸的底物都是葡萄糖）。下列敘述錯(cuò)誤的是

A. 氧濃度為a時(shí)，蘋果的細(xì)胞呼吸只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行【因?yàn)槭菬o(wú)氧呼吸】

B. 氧濃度為c時(shí)，蘋果產(chǎn)生酒精的速率為0.6mol·min?1

C. 氧濃度為d時(shí)，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精發(fā)酵【16612大法，有氧呼吸用0.2，無(wú)氧呼吸用0.2，應(yīng)該是1/2】

D. 表中5個(gè)氧濃度條件下，氧濃度為b時(shí)較適宜蘋果的儲(chǔ)藏

考點(diǎn)Ⅲ細(xì)胞呼吸的意義

2022·山東卷

植物細(xì)胞內(nèi)10%~25%的葡萄糖經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)，產(chǎn)生NADPH、CO?和多種中間產(chǎn)物，該過(guò)程稱為磷酸戊糖途徑。該途徑的中間產(chǎn)物可進(jìn)一步生成氨基酸和核苷酸等。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的NADPH與有氧呼吸產(chǎn)生的還原型輔酶不同【有氧呼吸是NADH】

B. 與有氧呼吸相比，葡萄糖經(jīng)磷酸戊糖途徑產(chǎn)生的能量少

C. 正常生理?xiàng)l件下，利用1?℃標(biāo)記的葡萄糖可追蹤磷酸戊糖途徑中各產(chǎn)物的生成【其他途徑的產(chǎn)物也被標(biāo)上】

D. 受傷組織修復(fù)過(guò)程中所需要的原料可由該途徑的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化生成