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第3节 细胞呼吸的原理和应用
人教版 必修1
第2课时 影响细胞呼吸的因素
探究细胞呼吸的影响因素。
探讨细胞呼吸在生产和生活中的应用。
请同学们回忆上节课学过的有氧呼吸和无氧呼吸的反应场所及反应方程式。
有氧呼吸总反应式
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
无氧呼吸总反应式
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
细胞呼吸（呼吸作用）
定义
有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。
实质
细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。
绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸
有氧呼吸
C6H12O6
O2
能量
CO2
H2O
→
+
+
+
细胞呼吸的意义
分类
分为有氧呼吸和无氧呼吸。
（1）为生物体提供能量
C6H12O6
CO2+H2O
细胞呼吸
能量
热能
散失
能量
转移
ATP
ADP
Pi
能量
细胞分裂
生长发育
主动运输
肌肉收缩
神经冲动的传导
细胞呼吸的意义
（2）生物体代谢的枢纽
脂肪
糖类
甘油 + 脂肪酸
葡萄糖
丙酮酸
蛋白质
氨基酸
有机酸
脱氨基作用
NH3
有氧呼吸
第二、三阶段
β氧化
细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
内部因素
细胞呼吸的影响因素及应用
外部因素
1、温度
温度
呼吸速率
a. 下贮存蔬菜、水果。
b. 大棚夜间或阴雨天适当 温度。
降低呼吸作用消耗有机物的量，而增加农作物产量。
c. 和面，发酵快。
零上低温
降低
温水
细胞呼吸最强
呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
2、O2
A点：只进行 呼吸，且呼吸速率 ；
B点： 呼吸消失点， O2浓度再增加，只进行 呼吸；
C点：该点之后（CE），随O2浓度增加，CO2全部由 呼吸产生;
D点：无氧呼吸与有氧呼吸的速率 ,但是消耗葡萄糖的速率 ；
F点：细胞呼吸产生的CO2量 ，适合 ；
AC段：产生的CO2比吸收O2多，两种呼吸 ；
无氧
最大
无氧
有氧
相等
有氧
不相等
最少
储存蔬果
并存
1.中耕松土，可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。
2.在储存蔬菜、水果、粮食时，为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境。
3、CO2浓度
CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用，CO2浓度越高，抑制作用越明显。
适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜，抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
4、水
呼吸速率
细胞含水量
(涝灾缺氧)
①直接影响——水是有氧呼吸的反应物，
可直接参与反应。
②间接影响——许多生化反应需在水中才能进行，
自由水含量升高，细胞呼吸加快。
①粮食在收仓前要进行晾晒处理；
②干种子萌发前进行浸泡处理。
1、根据反应物和产物来判断
有氧呼吸
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
无氧呼吸
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
细胞呼吸方式的判断方法
①不消耗O2，释放CO2
→只进行产酒精的无氧呼吸。
②不消耗O2，不释放CO2
→只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。
→只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸
或有氧呼吸+产乳酸的无氧呼吸。
③CO2释放量= O2吸收量
④CO2释放量>O2吸收量
⑤CO2释放量→可能存在脂质的氧化分解。
→既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。
⑥酒精产生量＝CO2释放量
→只能进行产酒精的无氧呼吸
⑦酒精产生量＜CO2释放量
→既进行有氧呼吸，又进行产酒精的无氧呼吸
⑧无CO2释放
→只能进行产乳酸的无氧呼吸或死亡
2、根据反应场所来判断
①真核细胞
若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸。
若部分过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸
②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的呼吸作用在细胞质和细胞膜上进行，其呼吸方式的判断应是根据产物判断。
若只有二氧化碳和水产生，则为有氧呼吸
若只有乳酸或酒精产生，则为无氧呼吸
3、有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各种物质间的关系比
①有氧呼吸中C6H12O6：O2：CO2＝1:6:6
②产生酒精的无氧呼吸中：C6H12O6：O2：C2H5OH=1:2:2
③消耗等量的葡萄糖时，产生C2H5OH的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的摩尔数之比：1:3
④消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2的摩尔数与有氧呼吸和产生C2H5OH的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和为3:4
脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量，脂肪与葡萄糖相比含H量高，含O2量低，因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量
液滴移动法探究细胞的呼吸方式
实验原理
1、装置1中加入NaOH溶液的目的是吸收CO2，根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的O2的体积。
2、装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用消耗的O2和释放CO2的体积的差值。
若实验组刻度左移动5个单位，对照组刻度右移2个单位，则实际呼吸强度为7个单位。
装置一 装置二 结果
红色液滴左移 红色液滴不动
红色液滴不动 红色液滴右移
红色液滴左移 红色液滴右移
红色液滴不动 红色液滴不动
只进行有氧呼吸或有氧+产乳酸的无氧
只进行产酒精的无氧呼吸
既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧
细胞已死亡或只进行产乳酸的无氧呼吸
实验误差的校正
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。
3.为防止气压、温度等物理因素引起误差，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。
蒸馏水
5mL
一、概念检测
1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。
（1）是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的( )
（2）如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的( )
×
√
2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( )
A.氧气浓度为0时，
该器官不进行呼吸作用
B.氧气浓度在10%以下时，
该器官只进行无氧呼吸
C.氧气浓度在10%以上时，
该器官只进行有氧呼吸
D.保存该器官时，氧气浓度越低越好
C
3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次
离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ）
A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙
B
二、拓展应用
1.松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响？
松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的 CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促进这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的 CO2，也有可能导致局部大气 CO2浓度上升。
松土不当，可能伤害植物根系；要根据不同植物、植物不同的生长阶段等，采取不同的松土方法。
2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤 结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸 你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记
有氧呼吸第一个阶段与无氧呼吸第一个阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测,地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸。体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记，同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有一定的适应意义。

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