2022年高中生物必修1第5章 第3節(jié)《ATP的主要來(lái)源-細(xì)胞呼吸》word學(xué)案

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1、2022年高中生物必修1第5章 第3節(jié)《ATP的主要來(lái)源-細(xì)胞呼吸》word學(xué)案 　　 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．說(shuō)出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。 2．說(shuō)明有氧呼吸過(guò)程及與無(wú)氧呼吸的異同。(重點(diǎn)) 3．說(shuō)明細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)，并探討在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。(難點(diǎn)) 4．學(xué)會(huì)探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。(難點(diǎn)),　 知識(shí)結(jié)構(gòu) 細(xì)胞呼吸 1．細(xì)胞呼吸的概念 細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。 2．細(xì)胞呼吸的本質(zhì) 細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化分解，并釋放能量。 3．細(xì)胞呼吸的類(lèi)型 根據(jù)細(xì)胞氧化分解有機(jī)物時(shí)是否有氧氣參與，把細(xì)胞呼吸分為

2、兩種，一種是需要氧氣參與，為有氧呼吸；另一種是沒(méi)有氧氣參與，為無(wú)氧呼吸。 4．意義：為生命活動(dòng)提供能量。 在理解細(xì)胞呼吸的概念時(shí)注意把握以下幾點(diǎn)：(1)細(xì)胞呼吸發(fā)生的場(chǎng)所：活細(xì)胞內(nèi)；(2)反應(yīng)底物：有機(jī)物；(3)呼吸產(chǎn)物：二氧化碳或其他產(chǎn)物；(4)反應(yīng)類(lèi)型：氧化分解反應(yīng)；(5)能量變化：釋放能量；(6)物質(zhì)變化：分解有機(jī)物、生成ATP。 教材第91頁(yè)參考答案 問(wèn)題探討 1. 兩者的共同點(diǎn)是：都是物質(zhì)的氧化分解過(guò)程；都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。 2．不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會(huì)迅速而徹底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來(lái)，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。

3、 3．在無(wú)氧條件下，細(xì)胞能夠通過(guò)無(wú)氧呼吸來(lái)釋放能量。但是，無(wú)氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。 【例1】　下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行 B．人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸 C．酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸 D．葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用 解析：細(xì)胞呼吸是指活細(xì)胞中有機(jī)物在酶的催化作用下氧化分解并釋放能量的過(guò)程。細(xì)胞呼吸一旦停止，細(xì)胞就會(huì)死亡。人體硬骨組織細(xì)胞是活細(xì)胞，可以進(jìn)行細(xì)胞呼吸；葉肉細(xì)胞是活細(xì)胞，葉肉細(xì)胞在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也進(jìn)行細(xì)胞呼吸；酵母菌屬于兼性厭氧型微生物，既可以進(jìn)行有氧呼吸，也可以進(jìn)行無(wú)氧呼吸。

4、答案：D 點(diǎn)撥：不論動(dòng)物細(xì)胞還有植物細(xì)胞，只要是活細(xì)胞，時(shí)刻都進(jìn)行著細(xì)胞呼吸。 探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式 1．原理 (1)酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來(lái)研究細(xì)胞呼吸的不同方式。通過(guò)定性測(cè)定酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來(lái)確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。 ①有氧條件：葡萄糖CO2＋H2O＋能量 ②無(wú)氧條件：葡萄糖酒精＋CO2＋能量 酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，完成細(xì)胞增殖，在無(wú)氧條件下進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，幾乎不再增殖，因此在釀酒的初期先通氧氣，使酵母菌大量增殖，再密閉發(fā)酵產(chǎn)生酒精。 (2)CO2的檢測(cè) ①使澄清

5、的石灰水變混濁，混濁程度越高，產(chǎn)生的CO2越多。 ②使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃，變化所需時(shí)間越短，產(chǎn)生的CO2越多。 溴麝香草酚藍(lán)水溶液簡(jiǎn)稱(chēng)BTB溶液，其由藍(lán)變綠再變黃是由于細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2會(huì)使溶液pH發(fā)生變化所致，當(dāng)pH＝7.6時(shí)呈藍(lán)色，pH＝7.0時(shí)呈綠色，pH＝6.0時(shí)呈黃色。 (3)酒精的檢測(cè)：在酸性條件下，橙色重鉻酸鉀溶液與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。 2．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄拷湍妇暮粑绞健? 3．材料用具 20 g新鮮的食用酵母菌、600 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液、澄清石灰水、溴麝香草酚藍(lán)水溶液、體積分?jǐn)?shù)為95%～97%的含一定濃度重鉻酸鉀的濃硫酸溶

6、液、錐形瓶5個(gè)、潔凈的試管、小氣泵。 4．探究過(guò)程 5．實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) (1)配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)應(yīng)選用新鮮的食用酵母菌，因?yàn)樾迈r的酵母菌出芽生殖快，細(xì)胞呼吸旺盛，實(shí)驗(yàn)效果明顯。在25～35 ℃的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此時(shí)酵母菌中酶的活性最高，生命活動(dòng)最旺盛，細(xì)胞呼吸明顯。 (2)甲組裝置中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液可以吸收通入空氣中的CO2，避免空氣中CO2影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。乙組中B瓶應(yīng)先放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，目的是先讓B瓶中的O2耗盡，才能進(jìn)行無(wú)氧條件下的實(shí)驗(yàn)。也可在B瓶液面覆蓋石蠟油隔絕空氣。 酵母菌在有氧和無(wú)氧呼吸過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生CO2，因此不能依據(jù)是否

7、有CO2產(chǎn)生來(lái)判斷酵母菌的細(xì)胞呼吸類(lèi)型，但可以以CO2產(chǎn)生的速率作為檢測(cè)指標(biāo)。 教材第92頁(yè)參考答案 探究——結(jié)論、交流和應(yīng)用 1．酵母菌在有氧條件和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過(guò)有氧呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳和水，在無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的二氧化碳。 2．重鉻酸鉀可以檢測(cè)有無(wú)酒精存在。這一原理可以用來(lái)檢測(cè)汽車(chē)司機(jī)是否喝了酒。具體做法是：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到載有用硫酸處理過(guò)的重鉻酸鉀或三氧化鉻的硅膠(兩者均為橙色)，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀或三氧化鉻就會(huì)變成灰綠色的硫酸鉻。 【例2】　酵母菌被廣泛用于發(fā)酵，為研究酒精發(fā)酵的

8、產(chǎn)物，某研究小組設(shè)計(jì)了如圖5-3-2所示的裝置圖。1號(hào)、2號(hào)試管中均加入3 mL蒸餾水和少量溴麝香草酚藍(lán)溶液。下列有關(guān)評(píng)價(jià)合理的是(　　) A．1號(hào)試管可以去除或?qū)?號(hào)試管中溴麝香草酚藍(lán)溶液換成澄清石灰水 B．該裝置無(wú)法檢驗(yàn)CO2的生成，仍需再補(bǔ)充其他裝置 C．溫度偏高，導(dǎo)致發(fā)酵管內(nèi)O2少，酵母菌繁殖速度減慢，不利于發(fā)酵 D．為使發(fā)酵管中盡量少的含有O2，應(yīng)先將葡萄糖液煮沸，待冷卻后加入鮮酵母，再加入少許石蠟油，使之浮于混合液表面 解析：1號(hào)試管起對(duì)照作用；酵母菌產(chǎn)生的CO2會(huì)使2號(hào)試管中的溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，無(wú)需補(bǔ)充其他裝置；80 ℃會(huì)導(dǎo)致酵母菌死亡和酶變性失活；酵

9、母菌在無(wú)氧條件下才能進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)生酒精，發(fā)酵前將葡萄糖溶液煮沸，會(huì)使氧氣逸出，冷卻后加酵母菌是防止高溫殺死酵母菌，加石蠟油是為了達(dá)到隔絕空氣的目的。 答案：D 點(diǎn)撥：解答此類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)性題目，首先根據(jù)題干信息找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)課題(或?qū)嶒?yàn)的目的)，再依次找出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所依據(jù)的原理，這樣才能從原理和目的出發(fā)，找準(zhǔn)每一個(gè)評(píng)價(jià)是否符合實(shí)驗(yàn)原理，從而判斷答案的正確性。 有氧呼吸 1．有氧呼吸的主要場(chǎng)所——線粒體 (1)線粒體的結(jié)構(gòu)(圖5-3-3) (2)功能：有氧呼吸的主要場(chǎng)所。 (3)線粒體普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中。對(duì)于絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)

10、所，因此，代謝越旺盛的細(xì)胞含有的線粒體就越多。 有線粒體的生物一定能進(jìn)行有氧呼吸，但必須在有氧條件下；無(wú)線粒體的生物中，有的也可以進(jìn)行有氧呼吸，如具有有氧呼吸酶的原核生物。 2．有氧呼吸的概念及實(shí)質(zhì) (1)概念：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)對(duì)概念的理解 ①細(xì)胞：線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，其次還有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，所以細(xì)胞是有氧呼吸的場(chǎng)所。 ②氧氣：指有氧呼吸的條件，沒(méi)有氧氣，有氧呼吸不能進(jìn)行。 ③多種酶：有氧呼吸過(guò)程需要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，所以全過(guò)程有多種酶參與。 ④有機(jī)物

11、：指有氧呼吸的底物，有氧呼吸的底物不是只有葡萄糖一種，還包括其他的有機(jī)物，教材是以葡萄糖為例來(lái)講述呼吸作用過(guò)程的。 ⑤徹底：指底物氧化的程度，復(fù)雜的有機(jī)物經(jīng)過(guò)有氧呼吸完全分解為無(wú)機(jī)物，能量完全釋放。 ⑥二氧化碳和水：是有氧呼吸的產(chǎn)物。 (3)實(shí)質(zhì)：細(xì)胞在氧的參與下氧化分解有機(jī)物，釋放能量，供給生命活動(dòng)的需要。 3．有氧呼吸過(guò)程 (1)圖解如圖5-3-4所示。 (2)過(guò)程 (1)有氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化 ①各反應(yīng)物參與的階段：葡萄糖在第一階段參與，H2O在第二階段參與，O2在第三階段參與。 ②各生成物產(chǎn)生的階段：[H]在第一、二階段產(chǎn)生，CO2在第二階段產(chǎn)生

12、，H2O在第三階段產(chǎn)生。 ③能量變化的特點(diǎn)：三個(gè)階段都產(chǎn)生能量，但大量的能量在第三階段產(chǎn)生。 (2)有氧呼吸的三個(gè)階段進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)都需要不同的酶來(lái)催化。酶具有專(zhuān)一性，線粒體中的酶只能氧化分解丙酮酸，并且線粒體膜上也沒(méi)有運(yùn)輸葡萄糖的載體蛋白。因此葡萄糖不會(huì)直接進(jìn)入線粒體，只有轉(zhuǎn)化成丙酮酸后，才能進(jìn)入線粒體被氧化分解。 (3)有些細(xì)菌細(xì)胞中雖然沒(méi)有線粒體，但是也可以進(jìn)行有氧呼吸，因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)基質(zhì)中含有有氧呼吸酶。 (4)在書(shū)寫(xiě)反應(yīng)式時(shí)，能量既不能遺漏，也不能寫(xiě)成ATP，因?yàn)锳TP不是葡萄糖氧化分解的直接產(chǎn)物，而是釋放的能量與ADP和Pi結(jié)合發(fā)生的另一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，此外，反應(yīng)式中的能量包

13、括散失的熱能。 4．有氧呼吸中的能量利用率 1 mol葡萄糖在體內(nèi)徹底氧化分解釋放出2 870 kJ的能量，其中有1 161 kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量以熱能的形式散失，以維持體溫的恒定。葡萄糖有氧分解時(shí)，能量利用率為1 161/2 870×100%＝40.45%左右，還有59.55%左右的能量以熱能的形式散失。 【例3】　請(qǐng)據(jù)圖5-3-5回答下列問(wèn)題。 (1)圖中1、2、3所代表的物質(zhì)名稱(chēng)分別為：________、________、________。 (2)填寫(xiě)4、5、6所代表的能量的多少分別為：__________、__________、__________。 (

14、3)有氧呼吸的主要場(chǎng)所是________，進(jìn)入該場(chǎng)所反應(yīng)的物質(zhì)是________。 (4)人體內(nèi)血紅蛋白攜帶的O2進(jìn)入組織細(xì)胞的線粒體內(nèi)至少要通過(guò)________層生物膜。 (5)有氧呼吸的第一階段場(chǎng)所是________，第二階段場(chǎng)所是________，第三階段場(chǎng)所是________。 解析：本題圖示是有氧呼吸過(guò)程圖解，C6H12O6在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解為丙酮酸和[H]，進(jìn)入線粒體的丙酮酸與水生成CO2和[H]，前兩個(gè)階段都生成少量能量。第三階段將前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]與O2結(jié)合生成大量能量和H2O，此過(guò)程在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行。 答案：(1)丙酮酸　H2O　CO2　(2)少量能量　少量能量

15、　大量能量　(3)線粒體　丙酮酸　(4)6　(5)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)　線粒體基質(zhì)　線粒體內(nèi)膜 點(diǎn)撥：解答以上問(wèn)題，關(guān)鍵是掌握有氧呼吸的不同場(chǎng)所，底物能量釋放多少等，另外注意區(qū)別真核、原核生物的有氧呼吸場(chǎng)所和物質(zhì)跨膜層數(shù)。 無(wú)氧呼吸 1．無(wú)氧呼吸的概念 細(xì)胞在無(wú)氧條件下，通過(guò)酶的作用，把糖類(lèi)等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放少量能量的過(guò)程。 從無(wú)氧呼吸的概念可以看出，無(wú)氧呼吸有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1)細(xì)胞的無(wú)氧呼吸是在缺氧的條件下進(jìn)行的，以適應(yīng)不利的環(huán)境條件。 (2)細(xì)胞在無(wú)氧呼吸過(guò)程中，把有機(jī)物不徹底氧化分解，形成不徹底的氧化產(chǎn)物。所謂不徹底的氧化產(chǎn)物，是指有機(jī)物經(jīng)過(guò)無(wú)氧呼吸分解后

16、，仍然是一些小分子有機(jī)物，如酒精、乳酸等等。 (3)釋放能量少。因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程沒(méi)有氧參與，只依靠細(xì)胞內(nèi)的酶來(lái)分解有機(jī)物，形成的不徹底的氧化產(chǎn)物中仍?xún)?chǔ)存著大量能量，所以無(wú)氧呼吸釋放的能量很少。 2．場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。 3．過(guò)程(以葡萄糖為底物) (1)第一階段：C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量。 (2)第二階段：2C3H4O32C2H5OH(酒精)＋2CO2或2C3H4O32C3H6O3(乳酸)。 (3)總反應(yīng)式 ①C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量 ②C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量 (1)無(wú)氧呼吸第一階段與

17、有氧呼吸的第一階段完全相同。 (2)無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP。 (3)由于酶的不同決定了丙酮酸被還原的產(chǎn)物也是不同的：大多數(shù)植物、酵母菌、蘋(píng)果果實(shí)無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳；有些高等植物的某些器官在進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)產(chǎn)生乳酸，如玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等；高等動(dòng)物、人及乳酸菌無(wú)氧呼吸只產(chǎn)生乳酸。 4．無(wú)氧呼吸過(guò)程中物質(zhì)、能量的轉(zhuǎn)化 無(wú)氧呼吸分解有機(jī)物不徹底，釋放的能量很少，還有大量的能量?jī)?chǔ)存在氧化產(chǎn)物酒精或乳酸中。1 mol葡萄糖在分解成乳酸時(shí)，只釋放出196.65 kJ的能量，轉(zhuǎn)移到ATP中的能量只有61.08 kJ，能量利用率為31.06%。1 mo

18、l葡萄糖在分解形成酒精、CO2時(shí)，釋放225.94 kJ的能量，轉(zhuǎn)移到ATP中的能量只有61.08 kJ ，能量利用率為27.03%。 5．有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸 不同點(diǎn) 反應(yīng)條件 需要O2、酶和適宜的溫度 不需要O2，需要酶和適宜的溫度 呼吸場(chǎng)所 第一階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)， 第二、三階段在線粒體中 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中 分解產(chǎn)物 　　　CO2和H2O 　　　CO2、酒精或乳酸 釋放能量 1 mol葡萄糖釋放能量2 870 kJ，其中1 161 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中 1 mol葡萄糖釋放能量196.65 kJ(生成乳酸)或225.94 kJ(生成酒

19、精和CO2)，其中均只有61.08 kJ轉(zhuǎn)移至ATP中 特點(diǎn) 有機(jī)物徹底氧化分解，能量完全釋放 有機(jī)物沒(méi)有徹底氧化分解，能量沒(méi)有完全釋放 相同點(diǎn) 實(shí)質(zhì) 分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP為生物體的生命活動(dòng)提供能量 意義 ①細(xì)胞呼吸為生物體的生命活動(dòng)提供能量；②細(xì)胞呼吸為生物體內(nèi)其他化合物的合成提供原料 聯(lián)系 第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同的條件、不同的場(chǎng)所和不同酶的作用下沿不同的途徑形成不同的產(chǎn)物 葡萄糖―→ 有氧―→CO2＋H2O＋能量（大量）, 無(wú)氧C2H5OH（酒精）＋CO2＋能量（少量） C3H6O3（乳酸）＋能量（少量） 有氧呼吸與無(wú)氧

20、呼吸的記憶口訣：生物氧化兩類(lèi)型，有氧無(wú)氧均進(jìn)行；有氧呼吸三步走，兩步脫氫一氧化，一在基質(zhì)余在“線”；無(wú)氧呼吸兩去路，一為酒精二乳酸。 教材第95頁(yè)參考答案 旁欄思考題 一般來(lái)說(shuō)，如果無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精過(guò)多，會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害。酵母菌在無(wú)氧以及其他條件適合的情況下，隨著發(fā)酵產(chǎn)物(如酒精)的增多、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少以及pH發(fā)生變化等的影響，它的繁殖速率逐漸下降，死亡率逐漸上升，酒精發(fā)酵最終就會(huì)停止。其他的例子如用乳酸桿菌使牛奶發(fā)酵形成酸牛奶，最終情況也是這樣。 【例4】　(xx·海南)細(xì)胞內(nèi)糖分解代謝過(guò)程如圖5-3-6所示，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．植物細(xì)胞能進(jìn)行過(guò)程①和③或過(guò)程①

21、和④ B．真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行過(guò)程①和② C．動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，過(guò)程②比過(guò)程①釋放的能量多 D．乳酸菌細(xì)胞內(nèi)，過(guò)程①產(chǎn)生[H]，過(guò)程③消耗[H] 解析：植物細(xì)胞能進(jìn)行過(guò)程①和②、①和③、①和④；真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中能進(jìn)行無(wú)氧呼吸的全過(guò)程，即①和③或①和④；動(dòng)物細(xì)胞中過(guò)程②(有氧呼吸第二、三階段)比過(guò)程①(有氧呼吸的第一階段)釋放的能量多；包括乳酸菌在內(nèi)的細(xì)胞無(wú)氧呼吸過(guò)程中，第一階段(①)產(chǎn)生的[H]，在第二階段(③或④)消耗。 答案：B 點(diǎn)撥：有氧呼吸與兩種不同形式的無(wú)氧呼吸第一階段是完全相同的，都是葡萄糖無(wú)氧酵解過(guò)程，其產(chǎn)物丙酮酸，在有氧呼吸中被氧化成二氧化碳，而在無(wú)氧呼吸中

22、是被第一階段產(chǎn)生的[H]還原成乳酸或乙醇和CO2。 影響細(xì)胞呼吸的因素及細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 1．影響細(xì)胞呼吸的內(nèi)因——遺傳因素 遺傳因素決定酶的種類(lèi)和數(shù)量，進(jìn)而影響呼吸的類(lèi)型、速率等。 (1)生物的呼吸類(lèi)型 需氧型——必須在氧氣充足的條件下才能正常生活，如大多數(shù)動(dòng)植物的細(xì)胞呼吸。 厭氧型——需要在無(wú)氧的條件下才生活得好，有氧則呼吸作用受抑制，如常見(jiàn)的乳酸菌的呼吸。 兼性厭氧型——在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，無(wú)氧條件下則進(jìn)行無(wú)氧呼吸，如酵母菌的呼吸類(lèi)型。 (2)不同生理狀態(tài)或生理期，呼吸作用有差異(以植物為例)。 ①不同種類(lèi)的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，陰生植物小

23、于陽(yáng)生植物。 ②同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同，如幼苗期、開(kāi)花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。 ③同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。 2．影響細(xì)胞呼吸的外因——環(huán)境因素 (1)溫度 ①溫度影響呼吸作用，主要是通過(guò)影響呼吸酶的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。呼吸速率與溫度的關(guān)系如圖5-3-7所示。 ②生產(chǎn)上常用這一原理在低溫下儲(chǔ)藏水果、蔬菜。在大棚蔬菜的栽培過(guò)程中夜間適當(dāng)降低溫度，降低呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗，提高產(chǎn)量。 (2)O2的濃度 ①在O2濃度為零時(shí)只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；濃度為10%以下，既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸；濃度為10%以上，只進(jìn)行有氧呼吸(

24、如圖5-3-8所示)。 ②生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，減少有機(jī)物消耗這一原理來(lái)延長(zhǎng)蔬菜、水果保鮮時(shí)間。 (3)CO2濃度(圖5-3-9) CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對(duì)細(xì)胞呼吸有抑制作用，實(shí)驗(yàn)證明，在CO2濃度升高到1%～10%時(shí)，呼吸作用明顯被抑制。 (4)含水量(圖5-3-10) 在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱。在作物種子的儲(chǔ)藏時(shí)，將種子風(fēng)干，以減弱細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。 3．細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 類(lèi)型 應(yīng)　用 原　理 有氧呼吸 提倡有氧運(yùn)動(dòng) 不會(huì)因劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)氧呼吸積累過(guò)多的乳酸而使肌肉酸脹無(wú)力 作物栽培時(shí)及

25、時(shí)松土透氣 利用根的有氧呼吸，促進(jìn)水和無(wú)機(jī)鹽的吸收 稻田定期排水 水稻的根比較適應(yīng)無(wú)氧呼吸，但也需要進(jìn)行有氧呼吸，定期排水避免根無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量酒精對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使其腐爛 生產(chǎn)醋酸、味精等 利用醋酸桿菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸 利用酵母菌發(fā)面 在饅頭、面包的制作過(guò)程中，利用酵母菌的有氧呼吸，使饅頭、面包變得松軟可口 無(wú)氧呼吸 選用“創(chuàng)可貼”、透氣消毒紗布包扎傷口 為傷口創(chuàng)造有氧的環(huán)境，避免厭氧病菌的繁殖，有利于傷口的愈合 傷口過(guò)深或被銹釘扎傷，需及時(shí)治療 避免破傷風(fēng)芽孢桿菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸而大量繁殖，引發(fā)破傷風(fēng) 制作酸菜、酸奶、泡菜等 利用乳酸菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸

26、的過(guò)程 教材第 95～96頁(yè)參考答案 資料分析 1．用透氣的創(chuàng)可貼包扎傷口，可防止厭氧型病原菌在傷口內(nèi)繁殖，有利于傷口的愈合；利用糧食和酵母菌在控制通氣的條件下進(jìn)行發(fā)酵，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精；給土壤板結(jié)的花盆松土，有利于根進(jìn)行有氧呼吸，促進(jìn)生長(zhǎng)。 2．胖人通過(guò)適量的運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞呼吸的速率會(huì)加快，細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的分解會(huì)增加，體重就會(huì)下降。應(yīng)當(dāng)將蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷涼的地方儲(chǔ)藏，這樣能夠降低細(xì)胞呼吸的速率，減少細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的損耗。 【例5】　以圖5-3-11所示甲、乙兩圖都表示蘋(píng)果組織細(xì)胞中CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．甲圖中氧濃度為

27、a時(shí)的情況對(duì)應(yīng)的是乙圖中的A點(diǎn) B．甲圖中氧濃度為b時(shí)的情況對(duì)應(yīng)的是乙圖中的CD段 C．甲圖的a、b、c、d四個(gè)濃度中c是最適合儲(chǔ)藏的氧濃度 D．甲圖中氧濃度為d時(shí)沒(méi)有酒精產(chǎn)生 解析：甲圖中氧濃度為a時(shí)，細(xì)胞只釋放CO2不吸收O2，說(shuō)明細(xì)胞只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，對(duì)應(yīng)乙圖中的A點(diǎn)，A項(xiàng)正確；甲圖中氧濃度為b時(shí)CO2的釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于O2的吸收量，說(shuō)明既進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無(wú)氧呼吸，且無(wú)氧呼吸強(qiáng)度大，應(yīng)對(duì)應(yīng)乙圖中AC段之間，B項(xiàng)錯(cuò)誤；儲(chǔ)藏植物器官應(yīng)選擇CO2產(chǎn)生量最少即細(xì)胞呼吸最弱時(shí)(圖甲中的c點(diǎn))的氧濃度，C項(xiàng)正確；氧濃度為d時(shí)，CO2的釋放量與O2的吸收量相等，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，因此沒(méi)有酒精產(chǎn)

28、生，D項(xiàng)正確。 答案：B 點(diǎn)撥：解答呼吸作用類(lèi)的圖表題時(shí)，需從圖表中獲取正確的信息，根據(jù)呼吸作用的過(guò)程和實(shí)質(zhì)才能做出正確的判斷。 呼吸作用的曲線分析及計(jì)算 1．曲線分析(圖5-3-12) O2濃度 當(dāng)O2濃度為A時(shí)，CO2的釋放總量最少，即有機(jī)物的消耗最少，此時(shí)的O2濃度最有利于水果、蔬菜等的保存。 2．有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的相關(guān)計(jì)算 (1)根據(jù)反應(yīng)式計(jì)算 ①有氧呼吸。 (2)有氧呼吸與無(wú)氧呼吸中CO2產(chǎn)生量、葡萄糖的消耗量與ATP合成量的比較 ①在消耗相同葡萄糖的情況下，有氧呼吸與無(wú)氧呼吸中CO2產(chǎn)生量的比為3∶1，ATP合成量的比為19∶1。 ②在產(chǎn)生

29、相同CO2的情況下：有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的比為1∶3。 ③在合成相同ATP的情況下：有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的比為1∶19。 ④在一個(gè)有氧呼吸與無(wú)氧呼吸同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程中，O2的吸收量與CO2的產(chǎn)生量的比為3∶4時(shí)，說(shuō)明此過(guò)程中有氧呼吸強(qiáng)度與無(wú)氧呼吸強(qiáng)度相等，若此比例小于3∶4，說(shuō)明此過(guò)程中無(wú)氧呼吸占優(yōu)勢(shì)；若此比例大于3∶4，說(shuō)明此過(guò)程中有氧呼吸占優(yōu)勢(shì)。 根據(jù)CO2的釋放量和O2的消耗量判斷細(xì)胞呼吸的狀況(以C6H12O6為呼吸底物) (1)無(wú)CO2釋放時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無(wú)氧呼吸，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不發(fā)生變化，如馬鈴薯塊莖的無(wú)氧呼吸。 (2)不消耗O2，但

30、產(chǎn)生CO2時(shí)細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸。此種情況下容器內(nèi)氣體體積可增大，如酵母菌的無(wú)氧呼吸。 (3)CO2釋放量等于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積不變化，但若將CO2吸收，可引起氣體體積減小。 (4)當(dāng)CO2釋放量大于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無(wú)氧呼吸和有氧呼吸兩種方式，如酵母菌在不同O2濃度下的細(xì)胞呼吸。此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢(shì)，可如下分析： ①若＝，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。 ②若>，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。 ③若<，有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于無(wú)氧呼吸。 【例6】　有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液

31、，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如圖5-3-13所示，在氧濃度為α?xí)r(　　) A．酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸 B．2/3的葡萄糖用于無(wú)氧呼吸 C．1/3的葡萄糖用于無(wú)氧呼吸 D．酵母菌停止發(fā)酵 解析：酵母菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的物質(zhì)的量之比是1∶1。α濃度時(shí)酒精的產(chǎn)生量是6 mol，則無(wú)氧呼吸CO2的生成量也為6 mol。圖中實(shí)際CO2的生成量為15 mol，用CO2的總生成量減去無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2的量等于有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量(15－6＝9 mol)。有氧呼吸消耗1 mol的葡萄糖產(chǎn)生6 mol CO2，生成9 mol CO2則消耗了1.5 mol的葡萄糖；無(wú)氧呼吸每消耗1 mol葡萄糖產(chǎn)生2 mol CO2，生成6 mol CO2則消耗了3 mol的葡萄糖。因此，有氧呼吸與無(wú)氧呼吸共消耗了4.5 mol的葡萄糖，用于無(wú)氧呼吸的葡萄糖是3 mol，占2/3。當(dāng)酵母菌呼吸不再產(chǎn)生酒精時(shí)，發(fā)酵即停止。 答案：B 點(diǎn)撥：根據(jù)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸反應(yīng)式可知，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，n(C6H12O6)∶n(O2)∶n(CO2)＝1∶6∶6，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)，n(C6H12O6)∶n(C2H5OH)∶n(CO2)＝1∶2∶2。