2018版高中生物苏教版必修1学案：4.3.1 细胞呼吸产生能量和有氧

细胞呼吸

第一课时 细胞呼吸产生能量和有氧呼吸的过程

学习目标

1．分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的不同，理解细胞呼吸的本质。 2.概述有氧呼吸的三个阶段，写出有氧呼吸的反应式(重难点) 。

|基础知识|

一、细胞呼吸产生能量

1．意义 生物体生命活动所需的能量主要由细胞呼吸提供。 2．发生场所 活细胞内。

3．反应物 糖类、脂质和蛋白质等有机物。

4．产物 二氧化碳和水或不彻底的氧化产物，且伴随着能量的释放。 5．特点

温和条件下，有机物被酶催化而氧化分解，能量逐步释放，无剧烈的发光发热现象。 二、有氧呼吸

1．条件 有氧环境、多种特定的酶。 2．过程

场所：细胞质基质??

(1)第一阶段?反应物：葡萄糖

??产物：丙酮酸＋少量[H]＋少量ATP场所：线粒体基质??

(2)第二阶段?反应物：丙酮酸＋H2O??产物：CO2＋[H]＋少量ATP场所：线粒体内膜??

(3)第三阶段?反应物：[H]＋O2??产物：H2O＋大量ATP3．反应式

酶

C6H12O6＋6O2＋6H2O――→6CO2＋12H2O＋能量。 4．能量释放

细胞有氧呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，一部分以热能的形式散失掉。据统计，细

胞呼吸的能量效率高达40%。

5．意义：有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径。

|自查自纠|

判断正误：

(1)生物体一切生命活动所消耗的ATP均由细胞呼吸提供。

( )

(2)生物体内的细胞呼吸其能量是逐步释放的，这与有机燃料的燃烧有所不同。

( )

(3)细胞呼吸释放的能量全部以热能形式散失。

( )

(4)有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中。

( )

(5)有氧呼吸过程中产生大量ATP的阶段需要O2参与。

( )

(6)在线粒体基质中[H]与O2结合生成水。

( )

答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)×

|图解图说|

有氧呼吸过程

★同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸是在温和条件下进行的，有机物中的能量经过

一系列的化学反应逐步释放；释放的能量一部分储存在ATP中。

想一想

所有生物有氧呼吸的场所都是线粒体吗？

提示：不是，原核生物中的好氧细菌、蓝藻等没有线粒体，但含有与有氧呼吸有关的酶，仍

可进行有氧呼吸。

探究点一 细胞呼吸产生能量

我们每时每刻都在呼吸，那么这种平常意义的呼吸与细胞呼吸相同吗？

提示：不相同。平常意义的呼吸是指人体(包括动物和植物体)吸入氧，排出二氧化碳的过程。

细胞呼吸是指生物体在细胞内将有机物氧化分解，释放能量的过程。具体地说：人体是通过呼吸运动完成呼吸，通过气体交换和血液循环使机体细胞获得氧气，只有细胞得到氧气才能进行有氧呼吸。

【例1】 下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是

( )

A．细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物氧化分解，释放能量的过程 B．细胞呼吸实际就是细胞与环境间的气体交换的过程 C．细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程 D．细胞呼吸是细胞内有机物的一系列氧化分解的过程 尝试解答

解析 细胞呼吸是有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，释放能量并生成ATP的过程，

细胞呼吸不同于细胞的气体交换。 答案 B

细胞呼吸是物质相互转化的枢纽

细胞呼吸过程中会产生各种各样的中间产物，这些中间产物是合成另外一些新物质的原料。细胞呼吸把生物体内的糖类代谢、脂质代谢、蛋白质代谢等连成一个整体。 【跟踪训练】

1．对于进行细胞呼吸的生物体，最重要的结果是

( )

A．把ADP转化成ATP B．把ATP转化成ADP C．合成葡萄糖 D．产生CO2和H2O

解析 生物体内的糖类、脂质、蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供各种生

命活动利用，需要通过细胞呼吸，氧化分解有机物，释放能量，转化到“能量货币”——ATP中，由ATP直接推动各种生命活动的进行，所以细胞呼吸最重要的结果是合成ATP。 答案 A

探究点二 有氧呼吸

1．根据有氧呼吸的过程分析下列问题。 (1)参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？ 提示：细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜。 (2)有氧呼吸中第一、二阶段相同点有哪些？ 提示：都产生[H]和少量ATP，都不需要氧的参与。

(3)有氧呼吸过程中的反应物、中间产物和最终产物分别是什么？

提示：反应物有葡萄糖、氧气和水；中间产物有丙酮酸、[H]；最终产物有二氧化碳、水和

ATP。

2．有氧呼吸中若用放射性同位素14C标记葡萄糖，试分析放射性依次会出现在哪些物质中？

若用18O 标记氧气呢？

提示：用14C标记葡萄糖后，会依次在丙酮酸、CO2中检测到放射性。而用18O标记氧气后，

放射性则出现在产物H2O中。因为葡萄糖在第一阶段先分解形成丙酮酸，第二阶段丙酮酸分解成CO2，而O2参与有氧呼吸的第三阶段，所以会在H2O中检测到18O。 3．从结构上分析线粒体有哪些与其功能相适应的特点。 提示：(1)内膜向内折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加。 (2)内膜上和基质中都含有与有氧呼吸有关的酶。

1．有氧呼吸中物质的来源及去向分析

(1)[H]

①产生的阶段：第一、二阶段； ②被氧化的阶段：第三阶段。 (2)葡萄糖的利用：第一阶段。 (3)水

①利用：第二阶段； ②形成：第三阶段。 (4)O2的利用：第三阶段。 (5)CO2的产生：第二阶段。

2．有氧呼吸总反应式的几点分析 (1)反应式前后的H2O不能约掉。 (2)反应条件需要写酶，而不能写线粒体。

(3)反应过程有能量放出，且不能以ATP或热能代替。

3．因有氧呼吸过程中有机物及能量的利用率高，绝大多数生物在进化的过程中形成了以有氧呼吸为主的呼吸作用方式，但仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。 【例2】 通常情况下，有氧呼吸所产生的CO2和H2O中的氧分别来自

( )

A．吸入的O2、葡萄糖 B．葡萄糖、丙酮酸

C．丙酮酸和H2O、吸入的O2 D．吸入的O2、丙酮酸 尝试解答

解析 在有氧呼吸的第二阶段丙酮酸与H2O反应产生CO2，在有氧呼吸的第三阶段从外界吸收的O2与[H]结合产生水。 答案 C

【跟踪训练】

2．在有氧呼吸过程中，水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别在

( )

A．第二和第三阶段 C．第一和第三阶段

B．第三和第二阶段 D．第三和第一阶段

解析 有氧呼吸的第二阶段，水分子和丙酮酸反应生成[H]和二氧化碳，释放少量能量；有氧呼吸的第三阶段，[H]和氧气生成水，并释放大量能量。 答案 A

知识脉络 要点晨背

1.细胞呼吸主要指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为CO2和H2O或分解为一些不彻底的氧化产物，且伴随着能量释放的过程。 2.有氧呼吸是活细胞在氧气参与下，彻底氧化分解有机物，产生CO2和H2O同时释放大量能量的过程。 3.1 mol葡萄糖在完全氧化分解后，释放出大量的能量，其中约40%的能量储存在ATP中，其余主要以热能的形式散失掉。 4.有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动、植物获取能量的主要途径。

1．下列有关细胞呼吸的叙述中错误的是

( )

A．呼吸作用不能够像有机燃料燃烧一样的剧烈

B．细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解的过程 C．CO2是细胞呼吸的唯一代表性产物

D．ATP分子中高能磷酸键中能量的主要来源是细胞呼吸

解析 细胞呼吸是所有生物都具有的一项重要的生命活动，是生物体内有机物在活细胞内经

过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的过程。其实质就是有机物氧化分解释放能量的过程，释放出来的能量一部分以热能的形式散失，一部分转移到ATP等高能化合物中，为各项生命活动提供直接能源。 答案 C

2．下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是

( )

A．细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B．人体硬骨组织细胞也进行呼吸 C．酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸

D．叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用

解析 细胞呼吸是所有活细胞中有机物在酶的催化作用下氧化分解并释放能量的过程。细胞

呼吸一旦停止，细胞就死亡。人体硬骨组织细胞是活细胞，可以进行细胞呼吸；叶肉细胞是活细胞，叶肉细胞在进行光合作用的同时也进行细胞呼吸。酵母菌属于兼性厌氧型微生物，既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。 答案 D

3．下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是

( )

A．葡萄糖―→丙酮酸 B．丙酮酸―→酒精＋CO2 C．ADP＋Pi＋能量―→ATP D．H2O―→[H]＋O2

解析 在细胞质基质中，葡萄糖在酶的作用下分解成丙酮酸，同时释放能量并合成ATP。在

线粒体内，丙酮酸彻底氧化分解释放出能量并合成ATP。 答案 C

4．如图表示线粒体的亚显微结构示意图。请据图分析回答：

(1)线粒体由[7] 和[ ] 包被形成。其中后者向内腔折叠形成[ ] ，

从而扩大了 的附着面积。

(2)线粒体是 的主要场所，其中有关的酶分布在[6] 和[1] 中。 (3)线粒体广泛存在于 细胞中。从数量来看， 的细胞中往往含量较多；从分布来看，细胞内部 的部位往往分布的较多。

(4)不是所有的细胞都具有线粒体。在下列细胞中，没有线粒体的是 ，能够进行有氧呼吸的是 。 A．乳酸菌 C．衣藻 E．人的红细胞

答案 (1)外膜 6 内膜 2 嵴 酶 (2)有氧呼吸 内膜 基质 (3)动、植物 新陈代谢

旺盛 新陈代谢旺盛 (4) ABE BCD

B．念珠藻 D．变形虫

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