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5.3　细胞的的原理和应用导学案04
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【教学目标】
1．概述无氧呼吸的过程，并比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
2．应用细胞呼吸的原理来解决问题。
（二）　细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用
　　　　　　　【预习案】　
1．有氧呼吸的应用
应用 原理分析
提倡有氧运动 避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸积累过多的　　　而使肌肉酸胀乏力
作物中耕松土 促进根　　　　　产生大量能量，促进对无机盐离子的吸收
稻田定期排水 避免根无氧呼吸产生大量　　　　　，对细胞产生毒害作用，使其腐烂
生产果醋、味精 利用醋酸菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸
蒸馒头时发面 利用　　　　　　的有氧呼吸，使馒头、面包变得松软可口
2.无氧呼吸的应用
应用 原理分析
选用“创可贴”或透气的消毒纱布包扎伤口 为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖，有利于伤口的愈合
伤口过深或被锈钉扎伤，需及时治疗 避免　　　　　　　　　　　进行无氧呼吸而大量繁殖，引起破伤风
制作酸菜、酸奶、泡菜等 利用乳酸菌的无氧呼吸
【教材边角知识发掘】
　(教材P95“思考·讨论”延伸思考)请从无机盐离子的吸收方面分析，为什么花盆、农田要及时松土？稻田长期不排水，幼根为什么会变黑、腐烂？
　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
任务一：氧气对细胞呼吸的影响
原理：由曲线判断O2浓度对无氧呼吸和有氧呼吸的影响分别是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．实践应用
(1)在储藏蔬菜或水果时，为降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，储藏室内的氧气应调节到图中的____点所对应的浓度。
(2)为什么农业生产中要通过中耕松土，提高作物产量？
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(3)我们天天吃的馒头松软可口，可是利用酵母发面时，面块开始硬，后来软，而且表面有水珠出现，你知道是什么原因吗？
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(4)在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。
①为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
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②在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？
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任务二：下表是某植物非绿色器官(无氧呼吸产生酒精和二氧化碳)，随氧气浓度变化，无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化，据表分析：
氧气浓度/% 0 2.5 5 7.5 10 12.5
无氧呼吸释放 的CO2量 10 7 3 1 0 0
有氧呼吸释放的CO2量(吸收的氧气量) 0 2 3 6 8 10
总CO2释放量 10 9 6 7 8 10
(1)O2浓度为零时，该器官进行的细胞呼吸方式是________，O2浓度在2.5%～7.5%之间时该器官进行的细胞呼吸方式是__________________，O2浓度在10%以上时，该器官进行的细胞呼吸方式是_________。
(2)O2浓度为5%时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？如果不是其比值为多少？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)由表中数据判断氧气对无氧呼吸和有氧呼吸有什么影响？
(4)农作物种子的保存是无氧环境还是低氧环境，为什么？
　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【拓展延伸】
影响细胞呼吸的因素及其应用
(1)内因
①遗传特性：不同种类的植物细胞呼吸速率不同。
实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
②生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同。
实例：幼苗期细胞呼吸速率高，成熟期细胞呼吸速率低。
③器官类型：同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同。
实例：生殖器官大于营养器官。
(2)外因
①温度
a．影响：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。
b．应用
②氧气
a．影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
Ⅰ.O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
Ⅱ.0Ⅲ.O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
Ⅳ.O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
b．应用
③水分
a．影响
b．应用
④CO2　　　　　a．影响：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。如图：
b．应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
　　　　　　　　　　　　　　　　【课堂检测案】
1．判断下列表述的正误
(　　 )(1)温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的。
(　　 )(2)农田长期水淹后造成的植物烂根与无氧呼吸有关。
(　　 )(3)破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中。
(　　 )(4)无氧和零下低温环境有利于水果保鲜。
(　　 )2．结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是
　　　A．包扎伤口选用透气的创可贴　　B．花盆中的土壤需要经常松土
　　　C．真空包装食品以延长保质期　　D．采用快速短跑进行有氧运动　　　　　　　　　　
(　　 )3.　在生产生活中广泛运用细胞呼吸的原理。下列有关叙述错误的是
　　　A．及时为板结的土壤松土透气能保证根细胞的正常呼吸
　　　B．粮食贮藏时，应降低温度和保持干燥
　　　C．播种玉米和花生的深度不同，与种子细胞呼吸的耗氧量有关
　　　D．透气性好的“创可贴”可保证人体细胞有氧呼吸所需O2的供应
(　　 )4．下图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是
从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温
度是b点对应的温度
乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸
乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖
　　　　D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制
(　　 )5．如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响，下列叙述错误的
　　　　是
　　　　A．与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低
　　　　　　B．与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有O2
　　　　　　　　　　　　　浓度和温度
由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于30 ℃和
35 ℃之间
O2浓度不变，A点时适当提高温度，细胞有氧呼吸
　速率可能增大
(　　 )6．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是
南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种，可以
为种子的细胞呼吸提供水分、适宜的温度和氧气
农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著
延长
　　　　C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时细胞呼吸需要大量氧气
　　　　D．柑橘在塑料袋中密封保存，可减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
(　　 )7．研究发现，高强度运动时(如快跑、踢足球、打篮球等)肌细胞耗氧量约为安静
　　　时的10～20倍，在运动量相同情况下每周约75分钟的高强度运动比长时间慢运动
　　　(如步行、慢骑等)更有益健康。若细胞呼吸的底物均为葡萄糖，则下列有关高强度
　　　运动的叙述正确的是
　　　A．肌细胞中的糖原可直接分解为葡萄糖来供能
　　　B．高强度运动后肌肉酸痛主要是因为丙酮酸积累
　　　C．肌细胞的细胞质基质和线粒体均可产生CO2
　　　D．细胞呼吸过程中产生的[H]，来自反应物中的葡萄糖和水
5.3　细胞的的原理和应用导学案04答案
（二）　细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用
　　　　　　　【预习案】　
1．有氧呼吸的应用
应用 原理分析
提倡有氧运动 避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀乏力
作物中耕松土 促进根有氧呼吸产生大量能量，促进对无机盐离子的吸收
稻田定期排水 避免根无氧呼吸产生大量酒精，对细胞产生毒害作用，使其腐烂
生产果醋、味精 利用醋酸菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸
蒸馒头时发面 利用酵母菌的有氧呼吸，使馒头、面包变得松软可口
2.无氧呼吸的应用
应用 原理分析
选用“创可贴”或透气的消毒纱布包扎伤口 为伤口创造有氧的环境，避免厌氧菌的繁殖，有利于伤口的愈合
伤口过深或被锈钉扎伤，需及时治疗 避免破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引起破伤风
制作酸菜、酸奶、泡菜等 利用乳酸菌的无氧呼吸
【教材边角知识发掘】
　(教材P95“思考·讨论”延伸思考)请从无机盐离子的吸收方面分析，为什么花盆、农田要及时松土？稻田长期不排水，幼根为什么会变黑、腐烂？
提示：松土可增大土壤透气性，促进根有氧呼吸，为吸收无机盐离子提供能量。水淹会使植物根部细胞进行无氧呼吸，产生的酒精会毒害细胞。
　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
任务一：氧气对细胞呼吸的影响
1．随O2浓度的升高无氧呼吸逐渐减弱；在一定浓度范围内，随O2浓度的升高有氧呼吸逐渐增强。
2．(1)B　(2)松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长。
(3)发面用的是酵母菌，在和面时加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大，所以馒头又松又软。表面由于氧气充足，酵母菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出现。
(4)①在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
②密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自身的生命活动提供能量；产生的酒精能抑制其他细菌的生长，利于自身的繁殖。
任务二：(1)提示：无氧呼吸　有氧呼吸和无氧呼吸　有氧呼吸
(2)提示：不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的化学反应式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(3)提示：抑制无氧呼吸，促进有氧呼吸。
(4)提示：农作物种子应该保存在低氧环境中，低氧环境抑制了无氧呼吸，有氧呼吸的速率仍然较弱，有机物消耗最少。
　　　　　　　　　　　　　　　　【课堂检测案】
1．(1)(√)(2)(√)(3)(×)(4)(×)
2．解析：选D　快速短跑时肌肉细胞进行无氧呼吸产生过多的乳酸，所以提倡慢跑等有氧运动，D错误。　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．解析：选D　及时进行中耕松土，能增加土壤的含氧量，可促进其根部细胞进行有氧呼吸，从而可促进根细胞对无机盐的吸收，A正确；低氧、低温和保持干燥等环境都会抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，因此粮食入库贮藏时，在干燥和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长，B正确；玉米种子淀粉含量多，花生种子脂肪含量多，C、H比例高，对氧气的需求高于玉米，所以，播种花生时要稍浅些，C正确；透气性好的“创可贴”是为了保持透气，制造伤口的有氧环境，抑制厌氧菌的繁殖，避免伤口感染，D错误。
4．解析：选B　甲图中b点对应的温度下植物细胞呼吸的相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛，A正确；随O2浓度的增大有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸，B错误；细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖，C正确；有氧呼吸需要酶的参与，温度会影响酶的活性，故在O2充足的条件下，有氧呼吸受温度或呼吸酶数量的限制，使曲线Ⅱ最终趋于平衡，D正确。
5．解析：选C　当O2浓度为60%时，有氧呼吸的速率在30 ℃时比20 ℃时的大，说明与A点相比，B点时与有氧呼吸相关酶的活性较低，A正确；当O2浓度为20%时，C点升高温度，有氧呼吸速率会增大，所以温度影响有氧呼吸速率，当温度为15 ℃时增加O2浓度，有氧呼吸速率也会增大，所以O2浓度也会影响有氧呼吸速率，B正确；分析题图可知，在20 ℃、30 ℃、35 ℃三个温度条件下，30 ℃条件下氧气充足时有氧呼吸速率最高，说明有氧呼吸的最适宜温度在20～35 ℃，而不是位于30 ℃和35 ℃之间，C错误；从图中可以看出，30 ℃时可能最接近酶的最适温度，如果酶的最适温度是31 ℃，则适当升高温度会提高有氧呼吸速率，D正确。
6．解析：选B　南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的细胞呼吸提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的细胞呼吸提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时细胞呼吸需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。
7．解析：选D　肌糖原不能直接分解为葡萄糖，必须先产生乳酸，经血液循环到肝脏，可以在肝脏内转变为肝糖原或合成为葡萄糖，A错误；高强度运动时，肌肉细胞有氧呼吸供能不足，会通过无氧呼吸补充能量的供应，而人类无氧呼吸的产物是乳酸，因此肌肉酸痛主要是因为乳酸积累，B错误；肌细胞的细胞质基质能进行细胞呼吸的第一阶段产生丙酮酸和[H]，不产生CO2，线粒体可产生CO2，C错误；细胞呼吸过程中产生的[H]，来自细胞呼吸的第一阶段葡萄糖的分解与有氧呼吸的第二阶段丙酮酸和水的分解，D正确。

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