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5.3细胞呼吸的原理和应用学案
【学习目标】
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式，理解细胞呼吸的概念。
2．说出线粒体的结构和功能，理解线粒体是有氧呼吸的主要场所。
3．阐明有氧呼吸的三个阶段，概括有氧呼吸的概念。
【学习重难点】
1．细胞呼吸的原理和本质。
2．探究酵母菌细胞的呼吸方式。
【预习新知】
细胞呼吸的方式
1．细胞呼吸
(1)概念
①物质变化：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物。
②能量变化：有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能。
(2)两种类型
①分类依据：有无的参与，有机物是否彻底氧化分解。
②类型：有氧呼吸和无氧呼吸。
2．探究过程
有氧呼吸
1．主要场所——线粒体
(1)写出序号代表的结构名称
①外膜；②内膜形成的嵴；③线粒体基质。
(2)与有氧呼吸有关的酶分布在②③。
(3)线粒体的功能：进行有氧呼吸的主要场所。
2．化学反应式
C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。
3．有氧呼吸过程
4．能量转化
5．有氧呼吸概念
指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
无氧呼吸
1．无氧呼吸场所：细胞质基质。
2．无氧呼吸的过程
(1)第一阶段(与有氧呼吸的第一阶段完全相同)
葡萄糖2丙酮酸＋4[H]＋少量能量
(2)第二阶段
注：无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量、形成少量ATP。
3．无氧呼吸的总反应式可概括为两种
(1)无氧呼吸的乳酸途径
①反应式：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。
②生物：马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、动物和人剧烈运动、哺乳动物成熟红细胞、乳酸菌等。
(2)无氧呼吸的酒精途径
①反应式：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。
②生物：大多数植物、苹果果实、酵母菌等。
4.无氧呼吸过程中的能量转化
5．无氧呼吸概念：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。
6．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ATP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，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
细胞呼吸原理的应用
和 都属于细胞呼吸。
细胞呼吸的实质：细胞呼吸是指 在细胞内经过一系列 ，生成 或其他产物，释放 并生成 的过程。
3、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 反应场所 第一个阶段在 中，第二和第三个阶段在 中
反应条件 需要 、酶和适宜的温度 不需要 ，需要酶和适宜的温度
分解产物 ， 酒精和 ，或
释放能量 1 mol葡萄糖释放2870 kJ能量，其中1161 kJ的能量储存在 中 1 mol葡萄糖释196.65 kJ能量（生成乳酸）或225.94 k能量（生成酒精），其中均有61.08 kJ的能量储存在 中
特点 有机物 ，能量完全释放 有机物 ，能量没有完全释放
相同点 实质 分解 ，释放 ，合成
联系 第一个阶段相同，即葡糖分解为丙酮酸和[H]的阶段完全相同
意义 ①为生物体的各项生命活动提供能量 ②为生物体内其他化合物的合成提供原料 ③维持恒温动物的体温
【易错提示】
理解细胞呼吸易出现的误区
(1)误认为有氧呼吸只在线粒体中进行。如原核细胞虽无线粒体,但也能进行有氧呼吸。真核生物细胞的有氧呼吸场所主要是线粒体。
(2)误认为无氧呼吸两个阶段都能合成ATP。无氧呼吸只在第一个阶段合成少量ATP,第二个阶段无ATP的产生。
(3)误认为细胞呼吸释放的能量全部储存在ATP中。释放的能量大部分以热能形式散失,小部分储存在ATP中。
(4)细胞呼吸不仅为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽。
【巩固训练】
1.植物细胞的细胞呼吸是( )
A. 白天进行，晚上停止 B. 白天晚上都进行
C. 在不进行光合作用时进行 D. 白天停止，晚上进行
2.下列是呼吸作用实质的是( )
A.合成有机物，储存能量 B.分解有机物，释放能量
C.合成有机物，释放能量 D.分解有机物，储存能量
3.植物种子萌发时，如果长时间缺氧，就会引起烂芽，主要是由于( )
A.能量不足 B.酒精中毒 C.乳酸中毒 D.CO2中毒
4.果农将广柑贮藏于密闭的土窑中，贮藏时间可以达到4~5个月之久；哈尔滨等地利用大窑套小窑的方法，可使黄瓜贮存期达到3个月，这种方法在生物学上称为“自体保藏法”。下列关于“自体保藏法”的叙述，错误的是( )
A.在密闭环境中，二氧化碳浓度越高，贮藏效果越好
B.如果在室温中使用“自体保藏法”，则贮藏时间应该会更长
C.密闭环境中，若细胞进行无氧呼吸时，有机物中的能量大部分以热能形式散失
D.广柑果实产生酒精的场所是细胞质基质，同时伴随着CO2的释放
5.如图表示氧气浓度对培养液中的醋酸菌、乳酸菌和酵母菌的呼吸作用的影响，下列说法正确的是( )
A.a呼吸曲线可代表醋酸菌
B.b呼吸曲线可代表乳酸菌
C.c呼吸曲线可代表酵母菌
D.出现c曲线的原因是乳酸菌随氧气浓度的增大无氧呼吸被抑制
参考答案
1.答案：B
解析：植物的呼吸作用是在任何时候都进行，呼吸作用与光照无关，和温度，氧气等有关，ACD 错误，B正确。
故选B。
2.答案：B
解析：呼吸作用实质是生物体在有氧或无氧条件下分解有机物，将有机物分解成小分子物质，同时释放出储存在有机物中的能量的过程。ACD错误，B正确。
故选B。
3.答案：B
解析：种子萌发时，如果长时间缺氧，会进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，酒精含量过多对细胞有毒害作用，引起烂芽。故B项正确，A、C、D项错误。
4.答案：ABC
解析：A、密闭环境中二氧化碳浓度过高会使无氧呼吸加强，无氧呼吸产物积累过多对水果有害，A错误；
B、温度影响呼吸作用酶的活性，室温下酶活性高，贮藏时间短些，B错误；
C、细胞进行无氧呼吸时，有机物中的能量大部分没有释放出来，而是存在未彻底分解的酒精或乳酸中，C错误；
D、广柑果实产生酒精的过程是无氧呼吸的过程，场所是细胞质基质，同时伴随着CO2的释放，D正确。
故选ABC。
5.答案：D
解析：A、醋酸菌只能进行有氧呼吸，在氧气浓度为0时，不能进行呼吸作用，随着氧气浓度的升高，有氧呼吸逐渐增强，对应图中曲线b，A错误;BD、乳酸菌属于厌氧生物，在氧气浓度为0时，可以进行无氧呼吸，但是随着氧气浓度的升高，乳酸菌的无氧呼吸逐渐受到抑制，对应中曲线c，B错误，D正确;C、由于酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，因此在氧气浓度为0时，无氧呼吸比较强，随着氧气浓度的升高，无氧呼吸逐渐减弱，而有氧呼吸逐渐增强，对应图中的曲线a，C错误。故选D.

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