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5.3细胞呼吸的原理和应用
2022-2023学年高一生物人教版（2019）必修一
【新知导学】
细胞呼吸的方式
1.呼吸作用的实质：细胞内的 氧化分解，并释放能量。
2.探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌是一种 真菌，在 和 的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
（1）酵母菌呼吸的方式
代谢类型：兼性厌氧型。
细跑呼吸方式：有氧呼吸和无氧呼吸。
（2）呼吸产物的检测
检测产物 试剂 现象
CO2 澄清石灰水 石灰水变
溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄
酒精 酸性条件下的重铬酸钾溶液 橙色变成 灰绿色
（3）实验结论
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
②产物：有氧条件：大量的 ；无氧条件：产生 ，还产生少量的二氧化碳。
有氧呼吸
1．概念
（1）场所： 。
（2）条件：有氧参与、多种酶催化。
（3）物质变化
①反应物：葡萄糖等有机物。
②产物：二氧化碳和水。
（4）能量变化：释放能量并生成大量 。
2.有氧呼吸的总反应式
C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量
3.过程
阶段 场所 物质变化 放能多少
第一阶段 细胞质基质 少量
第二阶段 线粒体基质 少量
第三阶段 线粒体内膜 大量
注：（1）[H]是指NADH（还原型辅酶Ⅰ）。（2）C6H12O6不能进入线粒体。
4.同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸特点：有氧呼吸过程 ；有机物中的能量经过一系列的化学反应 ；这些能量有相当一部分储存在ATP中。
无氧呼吸
1．场所：细胞质基质。
2．类型和过程
类型 酒精发酵 乳酸发酵
第一阶段
第二阶段 丙酮酸乳酸
反应式 C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量 C6H12O62C3H6O3＋少量能量
实例 某些植物、酵母菌等 高等动物、马铃薯块茎、甜菜根、玉米胚、乳酸菌等
3.细胞呼吸
概念：细胞呼吸是指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 的过程。
细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。例如，在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过 过程联系起来。
细胞呼吸原理的应用
1．细胞呼吸原理的应用
（1）生产和生活中的应用
①包扎伤口时，需要选用 的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
②利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒。
③破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病毒只能进行 。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，需到医院治疗。
④提倡慢跑等有氧运动的原因之一是：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 。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
⑤酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂，在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置 或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。
（2）农业生产中的应用
①花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需及时 。
②中耕松土、适时排水是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用，以利于作物的生长。
（3）储藏果实、蔬菜的应用
降低温度、降低 等措施减弱果蔬的呼吸作用，以减少有机物的消耗。
【问题思考】
1.病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸？
2.糖类（葡萄糖）为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？
3.在通风条件不好的环境中储藏的苹果会有酒味散发，而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生，请分析其中的原因？为什么会产生这种差异？
【易错辨析】
1.有氧呼吸全部在线粒体中进行。（ ）
2.真核细胞都能进行有氧呼吸。（ ）
3.有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。（ ）
4.不同生物无氧呼吸所需要的酶都是相同的。（ ）
5.储存蔬菜水果时应隔绝O2，以减弱细胞呼吸。（ ）
6.无氧呼吸的两个阶段都释放了少量的能量。（ ）
【成果检测】
1.下列与有氧呼吸和无氧呼吸相关的说法，正确的是( )
A. 发生的场所完全相同 B. 第一阶段反应完全相同
C. 均能产生 CO2 D. 每个阶段反应均释放能量
2.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸最终形成的产物都( )
A.二氧化碳 B.乳酸 C.酒精 D.丙酮酸
3.在呼吸作用过程中，若有 CO2放出，则可以判断此过程( )
A.一定是有氧呼吸 B.一定不是产生乳酸的无氧呼吸
C.一定不是产生酒精的无氧呼吸 D.一定是无氧呼吸
4.有氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量经过一系列化学反应逐步释放。其中第一阶段能量的去向不包括( )
A.以热能形式散失 B.储存在ATP中 C.转移到NADPH中 D.储存在丙酮酸中
5.慢跑是一种健康的有氧运动。在有氧呼吸的三个阶段中，消耗氧气的是( )
A.第一阶段 B.第二阶段 C.第三阶段 D.第一和第二阶段
6.某同学在网上购买了酸奶，发现一袋酸奶的包装袋明显胀大。最可能的原因是( )
A.乳酸菌无氧呼吸产生大量CO2 B.酸奶中某些微生物代谢产生气体
C.乳酸菌无氧呼吸产生乳酸 D.酸奶中原有气体发生膨胀
答案以及解析
【新知导学】
有机物 单细胞 有氧 氧 混浊 灰绿色 二氧化碳和水 酒精 细胞质基质和线粒体 ATP 温和 逐步释放 ATP 细胞呼吸 透气 无氧呼吸 乳酸 通气 松土透气 氧气含量
【问题思考】
1.病毒既不进行有氧呼吸，也不进行无氧呼吸。病毒是特殊的生物体，它所需要的ATP、合成蛋白质所需的氨基酸等物质全部从宿主细胞中获得。
2.因为线粒体膜上不含有运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体（或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶）。
3.苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2，马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。
【易错辨析】
× × × × × ×
【成果检测】
1.答案：B
解析：A、有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质，A错误； B、有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同，B正确； C、部分生物的细胞无氧呼吸只能产生乳酸，不会产生二氧化碳，C错误； D、无氧呼吸第二阶段不会释放能量，D错误。
故选：B。
2.答案：D
3.答案：B
4.答案：C
解析：呼吸产生的能量，大部分以热能的形式散失，少部分合成ATP；NADPH是光合作用过程中产生的；第一阶段的产物是丙酮酸；故选C。
5.答案：C
解析：A、有氧呼吸的第一阶段的反应物是葡萄糖，不消耗氧气，A错误；
B、有氧呼吸的第二阶段的反应物是丙酮酸和水，不消耗氧气，B错误；
C、有氧呼吸的第三阶段是还原氢与氧气结合生成水，因此氧气消耗发生在有氧呼吸的第三阶段，C正确；
D、由A、B项分析可知，D错误。
故选：C。
6.答案：B
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