喵喵 | 6-1 细胞呼吸过程及相关考点

1️⃣细胞呼吸的过程

1. 定义：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO₂或其他产物，释放能量并生成ATP的过程，又名呼吸作用。
2. 细胞呼吸过程（以葡萄糖为底物）

（1）图解

（2）有氧呼吸

①定义∶细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。

②方程

第一阶段（细胞质基质）

• C₆H₁₂O₆ —酶→2C₃H₄O₃ +4[H] +少量能量

第二阶段（线粒体基质）

• 2C₃H₄O₃ +6H₂O —酶→6CO₂ +20[H] +少量能量

第三阶段（线粒体内膜）

• 24[H] +6O₂ —酶→12H₂O +大量能量

总方程

• C₆H₁₂O₆ +6H₂O +6O₂ —酶→6CO₂ +12H₂O +大量能量
• 大部分以热能形式散失
• 少部分用于ATP合成

（3）无氧呼吸

①定义：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。

②方程

第一阶段（细胞质基质）

• C₆H₁₂O₆ —酶→2C₃H₄O₃ +4[H] +少量能量（合成少量ATP）

第二阶段（细胞质基质）

• 2C₃H₄O₃ +4[H] —酶→2C₂H₅OH +2CO₂
• 或
• 2C₃H₄O₃ +4[H] —酶→2C₃H₆O₃
• 无ATP合成

总方程

• C₆H₁₂O₆ —酶→2C₂H₅OH +2CO₂ +少量能量（大部分植物、酵母菌等）
• 或
• C₆H₁₂O₆ —酶→2C₃H₆O₃ +少量能量（高等动物、乳酸菌、少数植物器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）

无氧呼吸合成ATP较少的原因：无氧呼吸过程中，有机物分解不彻底，还有大量的能量储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。

3. 意义：为生物体提供能量；生物体代谢的枢纽（联系蛋白质、糖类和脂质代谢）。

4. 呼吸相关计算

（1）核心比例：有氧呼吸中C₆H₁₂O₆：O₂： CO₂ =1：6：6

产生酒精的无氧呼吸中C₆H₁₂O₆：CO₂：C₂H₅OH =1：2：2

（2）消耗等量的葡萄糖时，产酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO₂摩尔数之比为1∶3。（3）产生等量的CO₂时，产酒精的无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖之比为3：1。

（4）当底物为葡萄糖时，若只有有氧呼吸，O₂：CO₂ =1：1；若有有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸，O₂：CO₂<1:1。

（5）当呼吸底物为脂肪时，只有有氧呼吸时，O₂：CO₂>1：1。

易错拓展

1. 细胞呼吸产生的[H]为NADH（还原型辅酶Ⅰ），由NAD⁺（氧化型辅酶I）转化而来。
2. 细胞呼吸产生的ATP，一般用于除暗反应以外的其他生命活动。
3. 不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。

考点Ⅰ细胞呼吸过程考察

2022·全国甲卷

线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。研究发现，经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。下列与线粒体有关的叙述，错误的是

A. 有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP

B. 线粒体内膜上的酶可以参与[H]和氧反应形成水的过程

C. 线粒体中的丙酮酸分解成CO₂和[H]的过程需要O₂的直接参与【第二步没有O₂参与】

D. 线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成

2023·山东卷

水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H⁺转运减缓，引起细胞质基质内H⁺积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是

A. 正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质【低于】

B. 检测到水淹的玉米根有CO₂的产生不能判断是否有酒精生成✓【因为有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸都产生CO₂】

C. 转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足【无氧呼吸只有第一步产生ATP，第二步不会产生ATP】

D. 转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒【消耗的[H]是相等的】

2021·重庆卷

人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：

（1）呼吸链受损会导致有氧呼吸异常，代谢物X是乳酸。

（2）过程⑤中酶B的名称为H₂O₂酶，使用它的原因是催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害。

（3）过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是避免代谢产物的积累，维持内环境pH是机体进行正常生命活动的条件。

考点Ⅱ细胞呼吸常见计算

2020·全国卷

种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是

A. 若产生的CO₂与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸

B. 若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O₂的分子数与释放CO₂的相等

C. 若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O,吸收也无CO₂释放

D. 若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O₂的分子数比释放CO₂的多【少，因为CO₂在无氧呼吸中额外产生】

【例5】

将苹果储藏在密闭容器中，较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的O₂时，其O₂的消耗量和CO₂的产生量如下表所示（假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖）。下列叙述错误的是

A. 氧浓度为a时，苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行【因为是无氧呼吸】

B. 氧浓度为c时，苹果产生酒精的速率为0.6mol·min⁻¹

C. 氧浓度为d时，消耗的葡萄糖中有1/4用于酒精发酵【16612大法，有氧呼吸用0.2，无氧呼吸用0.2，应该是1/2】

D. 表中5个氧浓度条件下，氧浓度为b时较适宜苹果的储藏

考点Ⅲ细胞呼吸的意义

2022·山东卷

植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO₂和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是

A. 磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同【有氧呼吸是NADH】

B. 与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少

C. 正常生理条件下，利用¹⁴℃标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成【其他途径的产物也被标上】

D. 受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成