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第8讲 细胞呼吸
考点一 有氧呼吸与无氧呼吸
考点二 影响细胞呼吸的因素及应用
考点三 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
高等动物的呼吸现象和呼吸作用
细胞内
+ 糖 类
+ 水
CO2
能 量
呼吸作用（本质）
O2
O2
呼吸（现象）
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
气体运输
+
CO2
呼吸现象：
生物体或细胞吸入O2和呼出CO2的过程。
细胞呼吸：
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，释放出能量的过程。
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞呼吸的方式
有氧呼吸的过程
场所：
反应式：
产能情况：
场所：
反应式：
产能情况：
场所：
反应式：
产能情况：
无氧呼吸的过程
场所：
反应式：
产能情况：
场所：
反应式：
第一阶段
第二阶段
有氧呼吸的过程
场所：
反应式：
产能情况：
细胞质基质
C6H12O6→2 C3H4O3 +4[H] +能量（少）
酶
线粒体基质
2 C3H4O3 +6H2O→6CO2+20[H] +能量（少）
酶
少量能量
场所：
反应式：
产能情况：
场所：
反应式：
产能情况：
少量能量
线粒体内膜
24[H]+6O2→12H2O+能量（多）
酶
大量能量
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
酶
有氧呼吸的总反应式：
概念：细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把 等有机物 氧化分解，产生 ，释放 并生成 的过程。
氧
多种酶
葡萄糖
彻底
CO2、H20
能量
大量ATP
1 mol葡萄糖释放的能量中有1161 kJ左右的能量转移至ATP中，其余能量则以热能形式散失。
物质变化：
能量变化：
有氧呼吸意义：
有机物→无机物（CO2和H2O）
有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径
有机物中稳定的化学能→热能+ATP中活跃的化学能
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量
酶
有氧呼吸的总反应式：
反应物当中各元素的去向：
O2的O→H2O
C6H12O6、H2O的O→CO2
氧元素：
C6H12O6、H2O的H→H2O
碳元素：
氢元素：
第一阶段：C6H12O6→2 C3H4O3 +4[H] +能量（少）
第二阶段：2 C3H4O3 +6H2O→6CO2+20[H] +能量（少）
第三阶段：24[H]+6O2→12H2O+能量（多）
C6H12O6的C→CO2
无氧呼吸的过程
场所：
反应式：
产能情况：
场所：
反应式：
第一阶段
第二阶段
细胞质基质
C6H12O6→2 C3H4O3 +4[H] +能量（少）
酶
少量能量
细胞质基质
2C3H4O3+ 4 [H] →2C2H5OH+2CO2
酶
2C3H4O3 + 4 [H] →2C3H6O3
酶
无氧呼吸的总反应式
产生酒精的无氧呼吸
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2 + 能量（少）
酶
产生乳酸的无氧呼吸
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少）
酶
酵母菌、绝大多数植物细胞和某些细菌等
乳酸菌、几乎所有动物细胞、马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块茎等
无氧呼吸：细胞在无氧的环境下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和二氧化碳或乳酸，释放少量能量并生成少量ATP的过程。
无氧呼吸场所都在：细胞质基质
1.为什么无氧呼吸释放的能量较少？
2.为什么不同的生物无氧呼吸的产物不同？
①直接原因：参与催化的酶不同。
②根本原因：是控制酶合成的基因不同或基因发生选择性表达。
葡萄糖分子的大部分能量储存在不彻底的产物——酒精或乳酸中。
3.细胞呼吸中的[H]实际上是氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)转化成_____________。
还原型辅酶Ⅰ(NADH)
4.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上有哪些特点与功能相适应？
(1)线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积。
(2)线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
1.(2021·全国甲卷，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是(　　)
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
B
Q点：
P点：
QP段：
R点：
解读植物组织细胞呼吸曲线
不吸收O2，只生成CO2，只进行无氧呼吸
1.图中各地表示的生物学意义：
吸收的O2量＝生成的CO2量，只进行有氧呼吸
吸收的O2量<生成的CO2量，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
生成的CO2量最少，细胞呼吸作用最弱，有机物的消耗量最少
2.结合此图，思考在保存蔬菜、水果时，应选择何种适宜的环境？
R点对应的O2浓度，同时保持零上低温及适宜湿度。
1. 下列有关细胞呼吸曲线的说法,错误的是( )。
A.分析曲线图可知, 浓度低时,无氧呼吸占优势
B.一定浓度范围内,随 浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强至最大值
C.当 浓度达到一定值后,随 浓度增大,有氧呼吸不再加强
D.冰箱主要通过减少环境中的 含量,减缓呼吸作用,以延长水果、蔬菜的保存时间
D
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比
(以葡萄糖为呼吸底物)
(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝
(2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝
(3)消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为
1∶6∶6
1∶2∶2
1∶3
2.(2020·全国卷Ⅰ，2)种子贮藏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(　　)
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
D
3.(2019·浙江,27,2分)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
项目
规律
举例
细胞呼吸的影响因素及应用
1.内部因素
不同种类的生物呼吸速率不同
同一植物的不同生长发育时期呼吸速率不同
旱生植物弱于水生植物；
阳生植物强于阳生植物
幼苗期、开花期强于成熟期
生殖器官强于营养器官
同一植物的不同器官呼吸速率不同
生物种类
生长发育时期
器官类型
项目
影响原理
坐标曲线
实践应用
细胞呼吸的影响因素及应用
2.外部因素
影响酶活性
1.零上低温储存蔬菜、水果
2.大棚蔬菜增加昼夜温差
决定呼吸类型及强度
1.低氧浓度抑制细胞呼吸，减少有机物消耗；
2.水稻定期排水；
3.适时松土
自由水含量较高时呼吸作用旺盛
1.储存种子时风干；2.播种时用水浸泡种子
有氧呼吸的产物，过多抑制细胞呼吸
水果蔬菜保鲜过程中，增加CO2浓度，抑制细胞呼吸
温度
O2浓度
水
CO2浓度
增加通气量，抑制微生物的无氧呼吸
包扎伤口时，需选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”等敷料
破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸，皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。（遇到这种情况，需要及时到医院治疗，如清理伤口，敷药并注射破伤风抗毒血清）
细胞呼吸原理的应用
酵母菌：
早期通气→
后期密封→
促进酵母菌有氧呼吸，有利于繁殖
促进酵母菌无氧呼吸，有利于产生酒精
利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌生产食醋或味精，是促进其有氧呼吸
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；利用淀粉，醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以生产食醋或味精
细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸原理的应用
农民种地为什么要“锄禾”呢？
改善土壤的通气条件，有利于植物根部细胞有氧呼吸。从而为根部细胞主动运输提供能量。
花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气
稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂
细胞呼吸原理的应用
促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀
提倡慢跑等有氧运动的原因之一，是不致音剧烈运动导致氧的不足，而使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
1.(2021·1月联考广东卷，2)下列所述生产与生活中的做法，合理的是(　　)
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
2. 生物体的呼吸作用每时每刻都在进行。下列关于细胞呼吸原理的应用的叙述,不正确的是( )。
A.皮肤破损较深的患者,应及时到医院注射破伤风抗毒血清
B.人体在马拉松长跑过程中,主要进行无氧呼吸,所以肌肉酸疼乏力
C.人体成熟的红细胞只能进行无氧呼吸,通过分解葡萄糖产生乳酸,以获取能量
D.低氧、高浓度二氧化碳、零上低温、适宜湿度,有利于储藏新鲜水果
B
3. 细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中措施与对应的目的不恰当的是( )。

选项 应用 措施 目的
种子储存 晒干 降低自由水含量,降低细胞呼吸
乳酸菌制作酸奶 通气 加快乳酸菌繁殖,有利于乳酸发酵
水果保鲜 零上低温 降低酶的活性,降低细胞呼吸
栽种庄稼 疏松土壤 促进根有氧呼吸,利于吸收矿质离子
探究酵母菌细胞的呼吸方式
一、实验原理
酵母菌
单细胞真菌
兼性厌氧型菌
酵母菌
呼吸
有氧
无氧
H2O、CO2
酒精、CO2
CO2的检测：
酒精的检测：
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝水溶液
变浑浊
蓝→绿→黄
橙色的重铬酸钾
（酸性条件下）
变成灰绿色
探究酵母菌细胞的呼吸方式
二、实验步骤
①配制酵母菌培养液：酵母菌+葡萄糖溶液
②安装实验装置
甲
乙
石灰水
石灰水
溶液
先密封放置一段时间再连通——耗尽残存O2
探究酵母菌细胞的呼吸方式
二、实验步骤
③检测CO2的产生
甲
乙
C、E两瓶中的澄清石灰水都变浑浊，C中变浑浊速度快，且更浑浊
探究酵母菌细胞的呼吸方式
二、实验步骤
③检测酒精的产生
甲
乙
取B、D两管中的适量溶液，加入酸性重铬酸钾溶液，B管无颜色变化，D管变成灰绿色。
探究酵母菌细胞的呼吸方式
三、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.在有氧条件下_________________,在无氧条件下_________________________。
产生 多而快
产生酒精,还产生少量
深挖教材
“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验
1.此实验为_______实验,通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。
对比
2.实验所用的葡萄糖溶液需煮沸,目的是____________________的呼吸作用对实验结果造成干扰。
3.空气先通过第一个锥形瓶溶液的目的是___________________。 瓶先密封放置一段时间后,再连通盛澄清石灰水的锥形瓶的目的是_______________________。
灭菌,排除其微生物
清除空气中的
耗尽氧气形成无氧环境
正误判断
1.可用重铬酸钾溶液直接检测酵母菌产生的酒精。( )
×
2.检测酵母菌培养过程中是否产生 ,可用来判断其细胞的呼吸方式。( )
×
3.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中,需用澄清的石灰水除去空气中的 。( )
×
细胞呼吸的类型判断：
依据一：根据反应物和产物
依据二：根据物质的量的关系
依据三：根据场所
①有O2参与：
②有H2O产生：
③有酒精或乳酸：
④无CO2释放：
①CO2=O2：
②CO2>O2：
③CO2一定存在有氧呼吸
一定存在有氧呼吸
一定存在无氧呼吸
一定存在产生乳酸的无氧呼吸
无氧呼吸和有氧呼吸都有
以葡萄糖为底物，则只进行有氧呼吸（或有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸）
可能存在脂质类氧化分解
①只在细胞质基质：
②有线粒体参与：
无氧呼吸
有氧呼吸（或两种呼吸并存）

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