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(共45张PPT)
课标要求 1.比较无氧呼吸和有氧呼吸。
2.通过曲线分析认识O2浓度、温度、水分等对细胞呼吸的影响。
3.通过种子储藏、酒精发酵等了解细胞呼吸在生产实践中的应用。
第11讲　无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用
考点1　无氧呼吸
C6H12O6丙酮酸+[H]
少量
细胞质基质
1.概念：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，就是无氧呼吸。
氧气　
不完全分解　
少量能量　
2.过程及场所
3.反应式
（1）产物为酒精和CO2： 　C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量　 。
（2）产物为乳酸： 　C6H12O62C3H6O3＋少量能量　 。
C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量　
C6H12O62C3H6O3＋少量能量　
4.不同生物、器官无氧呼吸产物不同
酒精和CO2
乳酸
酶
归 纳 总 结
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
（1）两者的区别与联系
类型 有氧呼吸 无氧呼吸
过程 模型 类型 有氧呼吸 无氧呼吸
必需条件 O2、酶和适宜的温度 不需O2，需要酶和适宜的温度
场所 细胞质基质（第一阶段）；线粒体（第二、三阶段） 细胞质基质
产物 CO2和H2O 酒精和CO2（或乳酸）
能量 有机物彻底分解，释放能量多 有机物分解不彻底，释放能量少
联系 ①第一阶段完全相同；
②实质相同：氧化分解有机物，释放能量（并合成ATP满足细胞生命活动的需要）；
③有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的
（2）细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路
项目 呼吸类型 来源 去路
[H] 有氧呼吸 由第一、二阶段中C6H12O6和H2O产生 第三阶段与O2结合生成水
[H] 无氧呼吸 由第一阶段C6H12O6产生 第二阶段还原丙酮酸
ATP 有氧呼吸 三个阶段都产生 用于各项生命活动
无氧呼吸 只在第一阶段产生 诊断·加强
1.判断下列说法的正误：
（1）若细胞既不吸收O2，也不释放CO2，说明细胞已经停止无氧呼吸。
（　×　）
（2）无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP。 （　√　）
（3）无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——酒精或乳酸中。 （　√　）
（4）剧烈运动时，氧气供应不足，肌肉细胞主要通过无氧呼吸提供能量。
（　×　）
（5）人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。
（　√　）
×
√
√　
×
√
2.据生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解回答问题：
（1）图中A是 　丙酮酸　 ，其产生的部位是 　细胞质基质　 。
（2）反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是 　②　 ，可在人体细胞中进行的是 　①②④　 。（均填图中序号）
（3）苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中 　①③　 过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中 　①④　 过程。（均填图中序号）
丙酮酸　
细胞质基质　
②　
①②④　
①③　
①
④　
（2022·浙江6月选考）下列关于细胞呼吸的叙述，错误的是（　B　）
A.人体剧烈运动会导致骨骼肌细胞产生较多的乳酸
B.制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量的丙酮酸和CO2
C.梨果肉细胞无氧呼吸释放的能量一部分用于合成ATP
D.酵母菌的酒精发酵过程中通入O2会影响酒精的生成量
解析：制作酸奶过程中乳酸菌可产生大量乳酸，不会产生CO2，B错误。
B
（2022·江苏卷）下列关于细胞代谢的叙述，正确的是（　B　）
A.光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B.供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C.蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D.供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
B
解析：光照下，叶肉细胞可以进行光合作用和有氧呼吸，光合作用中产生的ATP来源于光能的直接转化，有氧呼吸中产生的ATP来源于有机物的氧化分解，A错误；供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中进行无氧呼吸，将丙酮酸转化为乙醇和二氧化碳，B正确；蓝细菌属于原核生物，虽没有线粒体，但能进行有氧呼吸，C错误；供氧充足时，真核生物在线粒体内膜上氧化[H]，产生大量ATP，D错误。

考向1　无氧呼吸的过程分析
1.（2022·广州一模）金鱼能在严重缺氧的恶劣环境里安然无恙地生活上几天。对于该现象，某同学提出了问题并作出了假说，他认为金鱼在严重缺氧的环境中进行了产生乳酸的无氧呼吸，接着又进行了对比验证。对此下列叙述错误的是（　D　）
A.金鱼有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都有ATP生成
B.欲使实验结果更有说服力还需要测定血液中酒精含量
C.验证过程中至少需要测量两次金鱼血液中乳酸的含量
D.若假说正确，无氧呼吸产生乳酸的阶段中无NADH（[H]）的消耗
D
解析：金鱼有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都生成丙酮酸、NADH（[H]）、ATP，A正确；测量金鱼血液中酒精的含量，以确定金鱼无氧呼吸能否产生酒精，B正确；验证过程中至少需要测量两次金鱼血液中乳酸的含量（实验前和缺氧一段时间后），以说明金鱼在严重缺氧的环境中进行了产生乳酸的无氧呼吸，C正确；金鱼无氧呼吸产生乳酸的第一阶段产生NADH，第二阶段有NADH的消耗，D错误。
2.（2022·广东一模） 第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在北京开幕。运动员在速度滑冰比赛中，肌肉细胞可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。下列关于人体肌肉细胞这两种呼吸方式的叙述，正确的是（　D　）
A.都在线粒体中进行
B.都可以产生CO2
C.都可以产生NADPH
D.第一阶段反应完全相同
D
考向2　有氧呼吸与无氧呼吸的比较
解析：人体肌肉细胞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；人体肌肉细胞有氧呼吸的产物是CO2和H2O，无氧呼吸的产物是乳酸，B错误；NADPH是还原型辅酶Ⅱ，是光合作用光反应阶段的产物之一，呼吸作用不产生NADPH，C错误；有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段反应完全相同，D正确。
3.（2020·全国Ⅰ卷）种子的贮藏过程中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（　D　）
A.若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸
B.若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等
C.若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放
D.若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多
解析： 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，若无氧呼吸产酒精，则O2的消耗量＜CO2的生成量；若无氧呼吸产乳酸，则O2的消耗量＝CO2的生成量，D错误。
D
考向3　细胞呼吸方式的判断与计算
方 法 规 律
判断细胞呼吸的方式及相关计算
（1）判定细胞呼吸方式的三大依据
①有氧呼吸：葡萄糖量∶O2量∶CO2量＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：葡萄糖量∶CO2量∶酒精量＝1∶2∶2或葡萄糖量∶乳酸量＝1∶2。
③消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2物质的量之比为1∶3。
（2）呼吸作用中各物质之间的比例关系（以葡萄糖为底物的细胞呼吸）
考点2　影响细胞呼吸的因素及其应用
1.影响细胞呼吸的内部因素
种类
不同
较低
不容器官
大于
生长发育
2.影响细胞呼吸的外部（环境）因素
因素 影响机理 曲线模型 实践应用
温度 主要是通过影响 　呼吸酶的活性　 来实现的 零上低温储存种子、蔬菜、水果，大棚种植夜间适当 　降低　 温度
O2浓度 促进有氧呼吸， 　抑制　 无氧呼吸 （详见下面第3点） ①中耕松土，促进植物根部 　有氧呼吸　 ；
②无氧呼吸过程需要严格控制无氧环境；
③储藏粮食、水果和蔬菜
呼吸酶的
活性　
降低
抑制　
有氧呼吸　
因素 影响机理 曲线模型 实践应用
CO2 浓度 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 增加 　CO2的浓度　 ，可提高蔬菜和水果的保鲜效果
H2O 在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而 　加强　　 粮食在收仓前要进行 　晾晒　 处理，干种子萌发前要进行浸泡处理
抑制　
CO2的浓度　
加强
晾晒　
3.氧浓度对呼吸速率影响的曲线分析
（1）图甲中O2浓度为0时细胞只进行 　无氧呼吸　 ，随O2浓度升高， 　有氧呼吸　 逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。当O2浓度低于a时，细胞 　既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸　 ；O2浓度在a以上时，细胞只进行 　有氧呼吸　 。
甲
无氧呼吸　
有氧呼吸　
既进行有氧呼吸又进行无
氧呼吸　
有氧呼吸　
（2）图乙中 　R　 点为两种细胞呼吸CO2释放总量的最低点（呼吸消耗量最小，储存最佳点）。AB段长度＝BC段长度，说明此时有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2量 　相等　 ，则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧呼吸消耗葡萄糖量的 　1/3　 。
乙
R　
相等　
1/3　
4.细胞呼吸原理的应用补充问题
（1）储藏、保鲜的过程中还可以充CO2或N2，以达到 　降低呼吸速率、减少有机物消耗　 的目的。
（2）食品发酵生产中，酿酒和制酸奶分别利用了酵母菌和乳酸菌 　无氧呼吸　 的原理，而酿醋和发面分别利用了醋酸菌和酵母菌 　有氧呼吸　 的原理。
（3）影响细胞呼吸的因素并不是单一的
①若需要增强细胞呼吸强度，可采取供水、适当 　升温　 、高氧等措施。
②若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥（低温）、低温、 　低氧　 等措施。
降低呼吸速率、减少有机物
消耗　
无氧呼吸　
有氧呼吸　
升温　
低氧　
（4）储存蔬菜和水果与储存种子的条件不同
①蔬菜和水果应储存在“零上低温、 　湿度适中　 、低氧”的条件下。
②种子应储存在“零上低温、 　干燥（风干）　 、低氧”条件下。
湿度适中　
干燥（风干）　
诊断·加强
1.判断下列说法的正误：
（1）同一叶片在不同生长发育时期，其细胞呼吸速率有差异。 （　√　）
（2）温室大棚中，可以通过夜间适当降温来提高农作物的产量。 （　√　）
（3）皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清。 （　√　）
（4）及时排涝，能防止根细胞受酒精毒害。 （　√　）
（5）土壤板结后，导致植物根细胞的有氧呼吸减弱。 （　√　）
（6）过保质期的酸奶常出现胀袋现象是由乳酸菌无氧呼吸产生的气体造成的。
（　×　）

√　
√　
√　
√　
√　
×
2.粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，其原因是　种子在有氧呼吸过程中产生了水　 。
3.链接必修1教材P96“概念检测”T2。
由教材题图，你能总结出氧气和呼吸速率之间有什么关系？
提示：氧气作为有氧呼吸的原料，可同时影响有氧呼吸和无氧呼吸的速率。氧气的存在会抑制无氧呼吸，随O2浓度增加，无氧呼吸速率会逐渐降低直至为零。
种子在有氧呼吸过程
中产生了水　
（2022·广东卷）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（　B　）
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
B
解析：大豆种子充分吸水胀大，此时子叶未形成叶绿体，不能进行光合作用，该反应不需要在光下进行，A错误；细胞呼吸第一阶段在细胞质基质中产生[H]，TTF可在细胞质基质中生成，B正确；保温时间较长时，较多的TTC进入活细胞，生成较多的红色TTF，C错误；相同时间内，种胚出现的红色越深，说明种胚代谢旺盛，据此可判断种子活力的高低，D错误。
（2021·湖南卷）下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是（　B　）
A.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，可以为种子的呼吸作用提供水分、适宜的温度和氧气
B.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，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气
D.柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用
B
解析： 南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用 40 ℃ 左右温水淋种”可以为种子的呼吸作用提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的呼吸作用提供氧气，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呼吸作用需要消耗大量氧气，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。
1.（2022·深圳二模）如图是向含有酵母菌的葡萄糖培养液中通入不同浓度的O2后，O2的消耗量和CO2的产生量变化曲线。据图判断，下列分析正确的是（　B　）
A.曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示O2的消耗量和CO2的产生量
B.O2浓度为b时，约有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
C.O2浓度为c时，酵母菌产生的CO2全部来自线粒体基质
D.O2浓度为d时，细胞呼吸形成的ATP全部来自线粒体
B

考向1　通过模型考查影响细胞呼吸的因素
解析：酵母菌为兼性厌氧菌，其进行有氧呼吸消耗氧气，产生二氧化碳；进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精。当氧气浓度小于d时，曲线Ⅱ均低于曲线Ⅰ，说明曲线Ⅰ为细胞呼吸产生的二氧化碳量，曲线Ⅱ为有氧呼吸氧气的消耗量，A错误；O2浓度为b时，O2的消耗量为6 mol，CO2的产生量为10 mol，说明有氧呼吸消耗的葡萄糖量为1 mol，无氧呼吸产生的CO2量为4 mol，无氧呼吸消耗的葡萄糖量为2 mol，即约有2/3的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵，B正确；O2浓度为c时，O2的消耗量为10 mol，CO2的产生量为12 mol，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸，其产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质，C错误；O2浓度为d时，O2的消耗量和CO2的产生量相等，说明此时酵母菌只进行有氧呼吸，细胞呼吸形成的ATP来自细胞质基质和线粒体，D错误。
方 法 规 律
多因素对呼吸速率影响曲线图的分析方法
考向2　种子与细胞呼吸
2.（2022·海南卷）种子萌发过程中，储藏的淀粉、蛋白质等物质在酶的催化下生成简单有机物，为新器官的生长和呼吸作用提供原料。下列有关叙述错误的是（　C　）
A.种子的萌发受水分、温度和氧气等因素的影响
B.种子萌发过程中呼吸作用增强，储藏的有机物的量减少
C.干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中的酶因缺水而变性失活
D.种子子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后，显微镜下观察到橘黄色颗粒，说明该种子含有脂肪
C
解析：种子的萌发需要一定的环境条件，如水分、温度和氧气等因素，A正确；种子萌发过程中，自由水含量增加，呼吸作用增强，消耗储藏的淀粉、蛋白质等物质，生成简单有机物增多，导致储藏的有机物的量减少，B正确；干燥条件下种子不萌发，主要是因为种子中缺少自由水，导致细胞代谢强度非常弱，细胞呼吸产生的能量非常少，不能满足与种子萌发有关的生命活动对能量的需求，C错误；脂肪能被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，种子子叶切片用苏丹Ⅲ染液染色后，显微镜下观察到橘黄色颗粒，说明该种子含有脂肪，D正确。
3.（2022·梅州质检）某染料（氧化型为无色，还原型为红色）可用于种子生活力的鉴定。某研究小组将吸胀的小麦种子平均分成甲、乙两组，并进行染色实验来了解种子的生活力，结果如表所示。下列相关叙述错误的是（　A　）
分组 甲组 乙组
处理 种子与染料混合保温 种子煮沸后与染料混合保温
结果 种子中的胚呈红色 种子中的胚未呈红色
A.干燥的小麦种子通过主动运输吸水
B.呼吸作用产生的[H]使染料变成红色
C.乙组胚细胞细胞膜已失去选择透过性
D.胚细胞代谢活动的强弱会影响染色效果
A
解析：干燥的小麦种子通过亲水性物质吸水，水进出细胞的方式是被动运输，A错误；种子细胞呼吸作用过程中产生的NADH（[H]）为还原型物质，即[H]能使染料变成红色，B正确；乙组种子煮沸后细胞膜已失去活性，因此其胚细胞膜已失去选择透过性，C正确；种子中胚细胞代谢活动强时，产生的还原型物质多，胚细胞代谢活动弱时，产生的还原型物质少，所以会影响染色效果，D正确。
解析： 做面包时加入酵母菌的作用是利用酵母菌呼吸时产生二氧化碳而使面包变得蓬松，而酵母菌有氧呼吸时产生的二氧化碳更多，因此不需要维持密闭状态；稻田适时排水晒田可以保证根系有氧呼吸，防止烂根；白天定时给栽培大棚通风是为了保证二氧化碳的供应；用透气的消毒材料包扎伤口有利于防止伤口处破伤风杆菌的繁殖。
考向3　细胞呼吸原理的应用
4.（2021·广东新高考适应考）下列所述生产与生活中的做法，合理的是（　B　）
A.做面包时加入酵母菌并维持密闭状态
B.水稻田适时排水晒田以保证根系通气
C.白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应
D.用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染
B
课堂小结与延伸
细胞质基质
酒精和
温度
氧气
链接必修1教材P94。
（1）无氧呼吸可分为两个阶段，第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。而第二个阶段发生的生理过程是： 　丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸　 。
（2）无氧呼吸是不彻底的氧化分解，只在第 　一　 阶段释放出少量的能量，生成少量 　ATP　 ，剩余的大部分能量去向是 　存留在酒精或乳酸中　 。
丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二
氧化碳，或者转化成乳酸　
一　
ATP　
存留在酒精或乳酸中　
链接必修1教材P95“思考·讨论”。
（3）密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等，其主要原因是 　密封的地窖CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗　 。
（4）夏季，池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象，原因是 　黎明时分水中的溶解氧不足，鱼为了呼吸，便会出现浮头，以便从空气中吸取氧气　 。
（5）包扎伤口时选用透气的纱布，其目的是 　抑制微生物的无氧呼吸，避免厌氧微生物大量繁殖　 。
密封的地窖
CO2浓度高，能够抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗　
黎明时分水中的溶解
氧不足，鱼为了呼吸，便会出现浮头，以便从空气中吸取氧气　
抑制微生物的无氧呼吸，避免厌氧微
生物大量繁殖　
链接必修1教材P94“相关信息”。
（1）无氧呼吸释放的少量能量主要以 　热能　 的形式散失。
（2）人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸不能直接合成肌糖原，而是转移到 　肝脏　 细胞中再次形成 　葡萄糖　 。
链接必修1教材P94楷体小字。
（3）细胞呼吸的中间产物可转化为 　甘油、氨基酸等非糖物质　 ，后者形成的某些产物又与细胞呼吸中间产物 　相同　 ，从而进一步形成葡萄糖。所以蛋白质、糖类和脂质的代谢可以通过细胞呼吸联系起来，故说细胞呼吸是生物体代谢的 枢纽　 。
热能　
肝脏　
葡萄糖　
甘油、氨基酸等非糖物质　
相同　
枢纽
链接必修1教材P95“思考·讨论”。
（4）破伤风由 　破伤风芽孢杆菌　 引起，这种病菌进行的是 　无氧　 呼吸。
破伤风芽孢杆菌　
无氧　

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