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题型 5 从物质与能量视角探索细胞呼吸（核心知
识）
一、有氧呼吸
1、有氧呼吸的定义和实质
（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）实质：细胞在O 的参与下，氧化分解有机物，释放能量。
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2、有氧呼吸的过程
阶段 场所 反应式
第1阶段 细胞质基质 基
第2阶段 线粒体基质 基
第3阶段 线粒体内膜 基【微点拨】
1. 细胞呼吸产生的[H]全称是 还原性辅酶Ⅰ（ NADH ） ，形成过程是NAD+（氧化型辅酶Ⅰ）+H++2e-
→NADH。
2. 葡萄糖不能进入线粒体被氧化分解 。因为葡萄糖在细胞质基质被分解成丙酮酸，在有氧的条件下，
丙酮酸才能进入线粒体被氧化分解成CO 和HO。
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3. 有氧呼吸三个阶段都释放能量，前两个阶段释放少量能量，第三阶段释放大量能量。
4. 好氧菌是原核生物 ，不含有线粒体，但细胞膜上有与呼吸作用有关的酶，其呼吸作用场所包括细胞
膜。
5. 无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸 ，如哺乳动物成熟红细胞、成熟的蛔虫等。
3、有氧呼吸的总反应式及元素的来源和去路
（1）各反应物参与的阶段：葡萄糖在 第一阶段 参与，HO在 第阶段 参与，O 在 第三阶 参
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与。
（2）各生成物产生的阶段：[H]在 第一、二阶段 都产生，CO 在 第二段 产生，HO在 第三阶段 产
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生。
（3）有氧呼吸时，生成物HO中的H来源于 葡萄糖和水 ，O来自 O ；CO 中的O来自 葡
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萄糖和水 。
【微点拨】
1. 有氧呼吸的前两个阶段不消耗氧气，只有第三个阶段消耗氧气。
2. 有氧呼吸第二阶段消耗水，第三阶段产生水。
3. 有氧呼吸第一、二阶段都产生[H]， 第二阶段产生的 [H ] 远远多于第一阶段 。
4、有氧呼吸过程中的产能情况
有氧呼吸过程中葡萄糖中的能量完全释放，释放的能量中大部分以热能形式散失，少部分用于合成
ATP。【微点拨】
1. 有氧呼吸能量利用特点：释放能量多，转化效率高，能量逐步释放。
2. 同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：
（1）有氧呼吸过程温和
（2）有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放
（3）释放的能量有相当一部分 储存在 ATP 中
3. 有氧呼吸逐级释放能量，这对生物体来说有什么意义？
这种方式可保证有机物中的能量得到充分利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐
步转移到 ATP 中；能量缓慢有序地释放，有利 于 维持细胞的相对稳定。
二、无氧呼吸
1、无氧呼吸的定义和实质
（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）实质：细胞内有机物不彻底氧化分解，释放能量。
2、无氧呼吸的过程
阶段 场所 反应式
第1阶段 细胞质基质
或
第2阶段 细胞质基质
总反应式【微点拨】
1. 无氧呼吸第1阶段与有氧呼吸第1阶段完全相同。
2. 无氧呼吸第2阶段产物不同的原因
（1）（直接）原因：细胞所含的酶不同。
（2）根本原因：（不同个体）基因不同或（同一个体）基因的选择性表达。
3. 产生不同无氧呼吸产物的生物
（1）无氧呼吸产生酒精（酒精发酵）的生物：酵母菌、大多数植物
（2）无氧呼吸产生乳酸（乳酸发酵）的生物：乳酸菌、动物、少数植物器官（马铃薯块茎、甜菜块
根、玉米胚）
4. 同一个细胞 中不可能同时发生两种无氧呼吸。但同一个个体的不同部位有可能出现不同的无氧呼吸
方式，如马铃薯块茎无氧呼吸产生乳酸，而叶肉细胞无氧呼吸产生酒精和CO。
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3、无氧呼吸的能量转化
（1）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。
（2）无氧呼吸 只在第 1 阶段产生 ATP ，第二阶段不产生 ATP 。
三、影响细胞呼吸的因素
1、内部因素
项目 规律 举例
通常旱生植物小于水生植物，阴生植物小于
遗传特性 不同种类的植物呼吸速率不同
阳生植物
生长发育 通常幼苗期、开花期呼吸速率较高，成熟期
同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同
时期不同 呼吸速率较低
器官类型 同一植物的不同器官呼吸速率不同 通常生殖器官的呼吸速率大于营养器官
2、外部因素
（1）温度
（2）O 浓度
2（3）CO 浓度
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（4）含水量
四、细胞呼吸原理的应用
类型 实例 原理解释
有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行 无氧 呼吸产生大量
提倡慢跑等有氧运动
乳酸 。乳酸大量积累会使肌肉酸胀乏力。
土壤板结后，空气不足，会影响根系生长。及时松土能促进根
作物栽培时及时松土
细胞的 有氧 呼吸，促进根部对 水 和 无机盐 的吸收
有氧
定期排水避免根部因 无氧 呼吸产生大量 酒精 对细胞产
呼吸 稻田定期排水
生毒害作用，防止其腐烂
生产醋酸、味精等 利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的 有氧 呼吸
在馒头、面包的制作过程中，可利用酵母菌的 有氧 呼吸，
利用酵母菌发面
使馒头、面包变得松软可口选用“创可贴”、透气的消毒纱 为伤口创造 有氧 的环境，避免 厌氧病菌 的繁殖，有利
布包扎伤口 于伤口的愈合
无氧
伤口过深或被生锈的铁钉扎伤， 避免破伤风芽孢杆菌进行 无氧 呼吸而大量繁殖，引发破伤
呼吸
需及时治疗 风
制作泡菜、酸奶等 利用乳酸菌 无氧 呼吸产生乳酸。
