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第5章
细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用(第3课时)
影响因素
内因
遗传因素
外因
环境因素
不同植物呼吸速率不同
（阳生植物＞阴生植物）；
同一植物不同发育时期不同
（幼苗期＞成熟期）
同一植物不同器官呼吸速率与不同
（生殖器官＞营养器官）；
是否有线粒体；酶的种类数量活性。
如：蛔虫、乳酸菌只有与无氧呼吸有关的酶
氧气浓度
温度
CO2浓度
含水量（H2O）
一、影响细胞呼吸的因素及应用
1.温度：影响 。
应用：① 储存食品（若是水果、蔬菜保鲜则
需 ）
②大棚栽培在夜间和阴天 。
③ 和面快
酶的活性
低温
零上低温
适当降温
温水
2.O2浓度：有氧呼吸 ，且对无氧呼吸产生 作用。
P
（有氧+无氧）
（有氧呼吸）
（无氧呼吸）
Oa
Ob
气体交换相对值
O2吸收量
B
A
O
CO2释放总量
C
CO2释放量
O2浓度
（氧分压）
Oc
Q
M
必须有
抑制
①A点：对应O2＝0， ；
②B点：B点之前，对应O＜O2＜Oc， 。
；
B点后，对应O2≥Oc， 。
；
只进行无氧呼吸
无氧呼吸和有氧呼吸
同时进行
无氧呼吸消失，只进行
有氧呼吸
③C点：对应O2＝Oc， ；
④P点：对应O2＝Ob，CO2释放总量 ，有机物消耗总量
，最适合于 （ 浓度）；
（原因： 。）
无氧呼吸完全被抑制，即无氧呼吸为零
最小
最少
仓储
低氧
有氧呼吸较弱，而无氧呼吸受抑制
⑤Q点：对应O2＝Oa， 。
；
（提醒：不等同于有氧呼吸与无氧呼吸 相等）
⑥面积M： 。
有氧呼吸与无氧呼吸的CO2
释放量相等
速率（强度）
无氧呼吸过程中CO2的释放总量
应用：①中耕松土有利于根部 ，
进而促进对 的吸收；
②无氧发酵要严格控制 ，
O2会 无氧呼吸；
③ （ 点对应的氧气浓度）适合仓储，
我们将其称为最佳仓储点。
有氧呼吸
矿质离子
无氧环境
抑制
低氧
P
为什么稻田定期排水？
3.CO2浓度：代谢终产物，积累过多会 。
应用：适当 浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于水果和蔬菜的保鲜。
CO2
呼吸速率
O
抑制细胞呼吸
增加CO2
4.含水量：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量（自由水）的增加而 。超过一定范围，则会因 而影响呼吸速率。
应用：①粮食收仓前要进行 （目的： ）；
②干种子萌发前进行 处理。
加快
缺氧
晾晒
抑制细胞呼吸
浸泡
思考: 水果、蔬菜和种子储存条件有何不同？
水果、蔬菜需要低温(零上)、低氧、高CO2浓度、一定湿度条件下储存；种子需要低温、低氧、高CO2浓度、干燥条件储存。
包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
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。
二、细胞呼吸与生产生活实际的联系：
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。
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。
根的有氧呼吸(产生大量能量)促进无机盐(矿质离子)的吸收。
先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其大量繁殖；再隔绝空气，使其无氧呼吸，产生酒精。
储藏水果、粮食的仓库，往往要通过降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱水果、粮食的呼吸作用，减少有机物的消耗，以延长保质期。
皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，遇到这种情况，要及时到医院治疗。
避免破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风。
提倡慢跑等有氧运动原因之一是氧运动能避免肌细胞因供氧不足行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸大量积累会使肌肉酸胀乏力。
生产醋酸、味精等利用醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌的有氧呼吸。
在馒头、面包的制作过程中，利用酵母菌的有氧呼吸产生CO2，使馒头、面包变得松软可口。
制作酸菜、酸奶、泡菜等。利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸。
稻田定期排水抑制无氧呼吸产生大量酒精对细胞产生毒害作用，烂根。
重点剖析归纳
点击重点　攻克难点
1.关于细胞呼吸的5点说明
(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。
(2)葡萄糖分子不能进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。
(3)无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。
(4)人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。
(5)无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。
2.细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系
(1)反应式
(2)相关物质间量的比例关系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1。
1、判断细胞呼吸方式的三大依据
三、细胞呼吸类型的判断
V
CO2
V
O2
＝4/3 → 无氧呼吸速率＝有氧呼吸速率；
＞4/3 → 无氧呼吸速率＞有氧呼吸速率；
＜4/3 → 无氧呼吸速率＜有氧呼吸速率；
知识拓展
有氧呼吸与无氧呼吸速率大小的比较
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
C6H12O6
2 C2H5OH
+ 2CO2+少量能量
酶
甲组测定___________,记为x，
乙组测定________________________，记为y.
O2吸收量与CO2释放量的差
甲组
乙组
O2吸收量
————
呼吸商=
Vco2
Vo2
=
————
|x-y|
x
探究植物细胞呼吸的方式
呼吸商(RQ)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标；RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量。
2、依据呼吸商(RQ)来判断细胞呼吸方式
(1)若RQ>1，表明CO2释放量 O2吸收量，应为什么呼吸类型？
(2)若RQ＝1，则细胞进行 ，可能存在产物为 的 无氧呼吸且呼吸底物为 。
(3)若RQ<1，则细胞中O2吸收量 CO2释放量，表明此时呼吸底物可能有 。
应为无氧呼吸、有氧呼吸并存，且无氧呼吸也产生CO2（酒精发酵）
>
有氧呼吸
乳酸
葡萄糖
大于
“脂肪”(因脂肪氧化分解时耗氧量较大)
3、液滴移动法探究细胞呼吸的方式
(1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)：
装置一:
测定有氧呼吸速率，
装置二:
测定无氧呼吸速率，
用单位时间内液滴左移的距离来表示。
用单位时间内液滴右移的距离来表示。
代表O2消耗量
代表释放的CO2量与O2消耗量的差值。
(即无氧呼吸产生的CO2量)
(2)结果结论
实验结果 结论
装置一液滴 装置二液滴 不动 不动
不动 右移
左移 右移
左移 不动
左移 左移
只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂肪
（3）物理误差的校正
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。
(1)如果实验材料是绿色植物:
(2)如果实验材料是种子:
为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理。
(3)为防止气压、温度等物理因素所引起的误差：
应设置对照实验（装置三），将所用的生物材料灭活(如将种子煮熟)，用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其他条件均不变。
测定原理
细胞有氧呼吸既产生CO2，又消耗O2，为测定其真实的呼吸情况，应只对其中一种气体的变化进行测定。为此,通常向装置内添加______溶液或_______溶液吸收释放的CO2
NaOH
KOH
测定指标
CO2被吸收后，装置内气体总量减少，压强减小，刻度管内的小液滴向左移动。所以，可用单位时间内小液滴左移的距离代表细胞有氧呼吸消耗____的速率
O2
测定组织细胞的呼吸速率
装置变式
1.如图是真核生物的细胞呼吸过程图解，图中①～⑤表示代谢过程，X、Y代表物质。下列相关叙述错误的是
A.过程②和⑤分别发生在线粒体基质和细胞
质基质
B.物质Y可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再
变黄
C.图中能生成ATP的代谢过程有①③④⑤
D.人体细胞内⑤不能进行是因为缺少催化该过程的酶
√
落实　思维方法
2.(多选)(2023·江苏无锡高一期末)如图表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化(均以葡萄糖为呼吸底物)。下列相关叙述不正确的是
A.图中氧浓度为a时只有无氧呼吸
B.图中氧浓度为b时，若CO2释放量为
8 mol和O2吸收量为4 mol，则此时
无氧呼吸消耗的有机物多
C.a、b、c、d四个浓度中，b是适合储藏苹果的氧浓度
D.图中氧浓度为d时有酒精产生
√
√
3.(2023·山东济宁第一中学高一期末)如图为探究酵母菌细胞呼吸类型的装置图，实验中微生物均有活性。假设环境因素对本实验无影响，下列表述正确的是
A.装置1中液滴左移，装置2中液滴不
移动说明酵母菌只进行了无氧呼吸
B.装置1中液滴左移，装置2中液滴右
移，说明酵母菌只进行了有氧呼吸
C.将酵母菌替换成乳酸菌，装置1中液滴不移动，装置2中液滴不移动
D.将酵母菌替换为乳酸菌，装置1中液滴左移，装置2中液滴右移　
√
课堂巩固
1、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
①产生CO2的阶段（　　）
②产生H2O的阶段（　　）
③氧气参与的阶段（　　）
④产生[H]的阶段（ 　 　　　）
⑤产生能量最多的阶段（　　）
二
三
三
一、二
三
2、有氧呼吸第一、二阶段的共同产物是[ ]
A．CO2、ATP B．[H]、ATP、O2
C．[H]、ATP D．[H]、ATP、CO2
C
3、酵母菌进行有氧呼吸时产生CO2的场所是
A、细胞质基质 B、核糖体
C、线粒体 D、叶绿体
C
4、呼吸过程中能产生ATP的场所有
A 细胞质基质 B 线粒体基质
C 线粒体内膜 D 核糖体
ABC
5、让一只小白鼠吸入18O2，该白鼠体内最先出现18O的化合物是( )
A、二氧化碳
B、水
C、丙酮酸
D、ATP
B
(3)若测得x＝200（mm），y＝30（mm），则该发芽种子的呼吸商是______。
【检测】在科学研究中常用呼吸商（RQ=释放CO2体积/消耗O2体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸商的装置如下图。
(1)装置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_________________________。
吸收呼吸作用产生的二氧化碳
(2)x代表_______________值，y代表______________________________值。
消耗氧的体积
消耗氧和释放二氧化碳的体积之差
0.85
关闭活塞，在25℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y（mm）。x和y值反映了容器内气体体积的减少。请回答：
【检测】甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
① 曲线a、b、c分别表示 、 和呼吸作用CO2释放量。
② 在O2浓度为0时，CO2的释放量为___，此时只进行 ；
当O2浓度 时， 只进行有氧呼吸，此时CO2释放量_____O2吸收量；
当0＜O2浓度＜D时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
≥D
A
等于
③ 在保存蔬菜、水果时，应选择乙图中 点对应的O2浓度，因为此时 ；保存条件一般为 。
④甲图的a、b、c、d四种氧浓度中___是最适合蔬菜、水果的贮藏；
⑤甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的_____点；
B
细胞呼吸最弱
零上低温、低氧
A
c
【检测】甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。
⑥甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的_____段之间；
⑦ 甲图中氧浓度为____时没有酒精产生。
d
AC
【检测】甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。

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