第1部分分子与细胞
专题5细胞呼吸
;考点1细胞呼吸的方式
一、细胞呼吸;方式;易混易错????(1)哺乳动物成熟红细胞无线粒体,只进行无氧呼吸。线粒体内膜向内折
叠成嵴,增大了膜面积,为有氧呼吸有关的酶提供了更多附着位点。需氧型原核生物
虽无线粒体,但细胞内含与有氧呼吸有关的酶,故可进行有氧呼吸。
(2)葡萄糖不能进入线粒体,需在细胞质基质中分解为丙酮酸,丙酮酸进入线粒体被分
解。
(3)产酒精与产乳酸的无氧呼吸仅在第一阶段产生ATP,且产生ATP的数量相同,两者在
第二阶段消耗[H]的数量相同。;知识拓展????(1)癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP,这
种现象称为“瓦堡效应”。这种现象的意义在于能够产生大量中间产物,为合成DNA
和蛋白质提供原料,从而有利于癌细胞的增殖。
(2)细胞的有氧呼吸过程需要经过一系列复杂的化学反应,它们可以概括为糖酵解、三
羧酸循环以及呼吸电子传递和氧化磷酸化三个阶段。正是这些复杂的化学反应使得
有机物中的能量逐步释放,令有氧呼吸过程变得温和。一些试题的情境会在此基础上
进行适度地拓展,具体如下:
①糖酵解:指葡萄糖在酶的作用下生成NADH、丙酮酸和少量能量的过程,该过程的场
所是细胞质基质。糖酵解是有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,二者完全相同。
;场所;小表达????动物吸入18O标记的18O2后,????(填“能”或“不能”)在其呼出的CO2中
检测到18O,请说出理由:????
?? ??。;二、探究酵母菌细胞呼吸的方式;项目;三、细胞呼吸方式的判断(多以葡萄糖为底物);考点2细胞呼吸的影响因素及应用;应用;题型呼吸电子传递和氧化磷酸化(新考向)
在有氧呼吸第三阶段,NADH在酶的催化下释放电子和H+,电子被镶嵌在线粒体内
膜上的一系列电子载体(蛋白质复合体)捕获和传递,最终与O2和H+结合生成了H2O,而
线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H+泵入内
膜和外膜的间隙,构建了跨膜的H+浓度梯度。最终,H+沿着线粒体内膜上ATP合酶内??
的通道流回线粒体基质,推动了ATP的合成。ATP合成过程中的磷酸化以电子传递为
基础,两者偶联发生。;?
情境化理解:有氧呼吸第三阶段的工作机制就像一个微小的“水力发电站”,线
粒体内膜类似于“水坝”将线粒体基质和膜间隙分隔开,膜间隙中的H+就像水坝中蓄
积的水。膜间隙中的H+沿着ATP合酶(类似水坝中的发电机)顺浓度梯度进入线粒体
基质中,推动ATP合酶合成ATP,从而将H+势能转化为ATP中的化学能。;知识链接????解偶联作用:2,4-二硝基苯酚(DNP)可解除电子传递和磷酸化的偶联过程,
使电子传递照常进行而不生成ATP。DNP的作用机制是将H+运回线粒体基质,破坏膜
间隙H+浓度梯度的形成,从而使电子传递产生的能量以热能的形式被释放出来。动物
褐色脂肪组织线粒体内膜存在解偶联蛋白,可以大量产热,在体温调节过程中起重要
作用。;典例????(2024西城一模,19节选)BAT(褐色脂肪组织)细胞含有大量线粒体,具有分解脂
肪和产热的功能,其数量及代谢异常与肥胖、衰老等现象相关。;(1)图1示有氧呼吸第三阶段,H+通过复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙,并顺浓度梯
度通过????(细胞结构)上的ATP合酶,生成大量ATP。
(2)图2为BAT细胞在寒冷刺激下增加产热的机制:产热复合体提高线粒体中Ca2+浓度
→促进有氧呼吸第二阶段(三羧酸循环)→提高H+跨膜浓度梯度→????
????→ ????、产热增加。