资源简介

(共38张PPT)
第4节：蛋白质
细胞的物质基础
第3讲 细胞呼吸
专题四 细胞的代谢
近三年（2021-2023）考情分析
专题 考点 命题热度 关联考点
专题四 细胞的代谢 细胞呼吸的方式和过程（3年40次全国卷3年4次） ★★★★★★ 常结合物质出入细胞方式、光合作用、生物技术等综合考查
实验：探究酵母菌的呼吸方式 （3年10次，全国卷3年1次） ★★★ 主要呼吸作用的类型、或结合课本其他基础实验考查课本内结本实验知识
01.
细胞呼吸的方式和过程
02.
目录
细胞呼吸的影响因素及应用
03.
实验：探究酵母菌的呼吸方式
04.
细胞呼吸类型判断及相关计算
01.呼吸和细胞呼吸一样吗？
02.细胞呼吸的类型有哪些？
03.葡萄糖是如何为细胞供能？
04.有氧呼吸与有机物的体外燃烧有什么不同？
05.有氧呼吸和无氧呼吸有何异同？
06.影响细胞呼吸的因素有哪些？
07.细胞呼吸原理在生活中的应用？
08.如何设计实验测定细胞呼吸速率
重读课本、深度思考
1.细胞呼吸
(1)概念：是指有机物在细胞内经过一系列的 ，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成 的过程。
(2)类型： 。
氧化分解
ATP
有氧呼吸和无氧呼吸
一、细胞呼吸方式及过程
细胞呼吸的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
（一）、有氧呼吸
(2)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源和去向)
_______________________________________。
①[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。
②有氧呼吸过程中，水的利用发生在 阶段，水的产生发生在 阶段，氧的利用发生在 阶段，CO2的产生发生在 阶段。因此，CO2中的氧来自 ，生成物水中的氧来自____。
③有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是 阶段。能产生[H]的步骤有 阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放 。
④在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为 、 到_____
_______；而NAD＋相反。
第二
第三
第二
葡萄糖和水
O2
第三
第一、二
大量能量
细胞质基质
线粒体基质
线粒
体内膜
第三
(3)有氧呼吸过程的总结
有氧呼吸
无氧呼吸
（二）、无氧呼吸
不同生物无氧呼吸产物类型及原因
乳酸
基因
酒精和CO2
有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼，比如慢跑、骑自行车等。在有氧运动时，体内积存的糖分会被氧化而消耗，同时脂肪也会加快“燃烧”，是健康的减肥方法，并且能增加心肺功能。无氧运动是肌肉在缺氧的状态下高速剧烈的运动，例如，举重、百米冲刺、摔跤等。无氧运动过后能增大肌肉和脂肪的比率，增加肌肉新陈代谢率，提高身体免疫力。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供能比例不同。
1.有氧呼吸与有机物在体外燃烧有什么不同？对生物体有何意义？
思维拓展
提示　(1)与体外燃烧相比，有氧呼吸过程温和，能量经过一系列的化学反应逐级释放；有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失。
(2)对生物体的意义：使有机物中的能量逐步转移到ATP中，逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用，而且有利于维持细胞的相对稳定状态。
2.“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？
提示　在无氧运动中，肌细胞因氧气不足，要靠乳酸发酵来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
3.无氧呼吸过程中能量的去路有哪些？
提示　(1)大部分储存在酒精或乳酸中。
(2)释放的能量中大部分以热能形式散失。
(3)释放的能量中少部分储存在ATP中。
4.若分解底物均为葡萄糖，则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于O2消耗量，是否正确？为什么？
提示　不正确，由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2，只有有氧呼吸才能产生CO2，因此肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等。
苹果果实成熟到一定程度，呼吸作用突然增强，然后又突然减弱，这种现象称为呼吸跃变，呼吸跃变标志着果实进入衰老阶段。下列叙述正确的是
A.呼吸作用增强，果实内乳酸含量上升
B. 呼吸作用减弱，糖酵解产生的 CO2减少
C.用乙烯合成抑制剂处理，可延缓呼吸跃变现象的出现
D. 果实贮藏在低温条件下，可使呼吸跃变提前发生
C
典例分析1
下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是
A.若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18O
B.条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶
液变黄色
C.酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、
细胞质基质
D.条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的能量主要以热能形式散失
C
典例分析2
基础知识
(1)酵母菌是一类 ，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于____________，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
(2)科学的研究方法——对比实验
设置两个或两个以上的 ，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫 实验。
单细胞真菌
兼性厌氧菌
实验组
相互对照
二、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
图甲中空气先通过NaOH溶液的目的：除去空气中的CO2。保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的：耗尽瓶中原有的氧气，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
(酵母菌＋葡萄糖溶液)
探究酵母菌细胞呼吸的方式
(3)实验装置
配制酵母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温。煮沸一方面杀死葡萄糖溶液中的微生物，可以排除其他微生物对实验结果的影响，另一方面也可以排出溶液中的O2
(4)实验变量分析：
①自变量为 。
②因变量为_______________________________。CO2的鉴定：CO2可使___________变混浊，也可使 溶液由蓝变绿再变黄。酒精的鉴定：酒精与橙色的 溶液在 条件下发生化学反应，变成 色。
③无关变量： 等，要遵循 原则。
氧气的有无
CO2产生的速率；酒精产生的速率
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝
重铬酸钾
酸性
灰绿
温度、试剂用量
等量
(2023·河北唐县高三模拟)酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是
A.可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生
B.培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶
液，观察颜色变化
C.可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完
D.适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定
B
典例分析3
1.判断细胞呼吸方式的三大依据
三、细胞呼吸方式的判断和计算
有氧
乳酸
无
氧呼吸
脂质
①指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。
②原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液左移。单位时间内着色液左移的体积即表示呼吸速率。
2、拓展实验：探究细胞呼吸速率的测定(以种子萌发为例)
(1)实验装置
2.探究种子萌发时细胞呼吸的类型
(2)实验设计：欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)。
装置1 装置2 结果
着色液滴左移 着色液滴不动 ________________________________________________________
着色液滴不动 着色液滴右移 _________________________
着色液滴左移 着色液滴右移 ________________________________________
着色液滴不动 着色液滴不动 ______________________________________
(3)实验结果分析
判定呼吸方式时，底物一般是葡萄糖。分析如下：
只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸
只进行产生酒精的无氧呼吸
既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸
细胞已死亡或只进行产生乳酸的无氧呼吸
(4) 误差的校正
(1)如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
(2)如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理或设置对照。
(3)为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。
脂肪含氢量高，含氧量低，等质量的脂肪与葡萄糖相比，氧化分解时耗氧量高，而产生CO2量少。因此脂肪有氧呼吸时，产生CO2量小于消耗O2量，着色液移动更明显。
有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的物质的量如下图所示。据图中信息推断，错误的是
A.当O2浓度为a时，酵母菌没有有氧呼吸，只有无氧呼吸
B.当O2浓度为b和d时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同
C.当O2浓度为c时，有2/5的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.a、b、c、d 4种不同氧浓度下，细胞都能产生[H]和ATP
C
典例分析4
生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的是 （ ）
A. 将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1
B. 严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低 C. 富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1 D.某动物以草为食，推测上述比值接近1
A
典例分析5
1.温度
(1)影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响 而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最
适温度一般在25～35 ℃之间。
酶的活性
(2)应用：①低温储存食品。
②大棚栽培在夜间和阴天适当降温。
③温水和面发得快。
四、细胞呼吸的影响因素及应用
2.氧气
(1)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。
①O2浓度＝0时，只进行 。
②0无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行 。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗 。
无氧呼吸
有氧呼吸
最少
(2)应用：①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧储存粮食、水果和蔬菜。
④选用透气的消毒纱布包扎伤口。
⑤提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生 。
⑥稻田定期排水，防止 中毒，烂根死亡。
乳酸
酒精
3.CO2浓度
(1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会____
(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。
抑制
4.含水量
(1)一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越
____，细胞呼吸越强。
(2)应用：①粮食储存前要进行晒干处理。
②水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
旺盛
1.密封地窖能长时间储存水果、地瓜、马铃薯等，其原因是什么？
思维拓展
提示　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。
2.夏季，池塘中的鱼在黎明时分常出现浮头现象，原因是什么？
提示　黎明时分水中的溶解氧不足，水体表层的溶解氧相对较高，因此池塘中的鱼常在黎明时分出现浮头现象。
3.酿酒业常用的菌种是酵母菌，在利用酵母菌酿酒时，发酵池往往封入一部分空气，为什么？
提示　酵母菌是兼性厌氧菌，有氧时进行有氧呼吸并繁殖获得大量菌种，把氧气耗尽，然后进行无氧呼吸产生酒精。
下列有关细胞呼吸的原理及其应用的说法，正确的是
A.用谷氨酸棒状杆菌制作味精时，应密封，以利于谷氨酸棒状杆菌的发酵
B.稻田定期排水，主要是为了防止无氧呼吸产生的乳酸对细胞造成毒害
C.中耕松土能促进根部细胞的有氧呼吸，有利于根部细胞对矿质离子的
吸收
D.用透气的消毒纱布包扎伤口，主要是为了避免组织细胞缺氧死亡
典例分析6
C
(2021·湖北，10)采摘后的梨常温下易软化。果肉中的酚氧化酶与底物接触发生氧化反应，逐渐褐变。密封条件下4 ℃冷藏能延长梨的贮藏期。下列叙述错误的是
A.常温下鲜梨含水量大，环境温度较高，呼吸代谢旺盛，不耐贮藏
B.密封条件下，梨呼吸作用导致O2减少，CO2增多，利于保鲜
C.冷藏时，梨细胞的自由水增多，导致各种代谢活动减缓
D.低温抑制了梨的酚氧化酶活性，果肉褐变减缓
典例分析7
C

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