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第3节 细胞呼吸的原理和应用（第2课时）
第5章 细胞的能量供应和利用
能构建无氧呼吸的过程模型，比较其与有氧呼吸之间的关系。
能运用细胞呼吸原理解释生活和生产中的实例。
能举例说出影响细胞呼吸的因素。
当你在体育课或活动课上剧烈运动后，第二天为什么会出现肌肉酸疼的现象？
买来的水果放在袋子里较长一段时间后，打开袋子可能会出现酒味，这又是为什么？
在无氧条件下，细胞进行了无氧呼吸，产生了酒精或者乳酸。
【任务】 阅读课本P94，完成以下内容：
1.场所：____________
2.过程：
(1)第一阶段:葡萄糖 ____________________
(2)第二阶段:
细胞质基质
丙酮酸+[H]+少量能量
丙酮酸 + [H]
无O2
酒精+CO2
酶
酶
（或）
____________
____________
少量能量
（与有氧呼吸相同）
细胞质基质
乳酸
一、无氧呼吸
【任务】 阅读课本P94，完成以下内容：
3. 能量转化：
①只在 阶段释放少量能量,生成少量的 。
②大部分能量去向:存留在 或______中。
第一
ATP
酒精
乳酸
细胞质基质
（释放的能量大多以热能的形式散失）
（这些能量没有被释放）
4.概括两条途径的总反应式（能默写）：
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+ 少量能量
酶
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+少量能量
酶
（或）
6.什么是发酵？酒精发酵？乳酸发酵？
【任务】 阅读课本P94，继续完成以下问题：
在没有氧气的参与下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
如何理解不完全分解？
细胞质基质
微生物的无氧呼吸也叫 ；
产生酒精的叫做 ；产生乳酸的叫做 。
发酵
酒精发酵
乳酸发酵
5.参照有氧呼吸概念，概括无氧呼吸的定义
【任务】 阅读课本P94，继续完成以下问题：
7.你知道哪些生物或组织可以产生乳酸或酒精吗？
②产乳酸：高等动物、乳酸菌、少数植物器官。
①产酒精：大多植物、酵母菌等。
如：人体剧烈运动时或刚进入高原环境
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等
8.你认为不同生物/细胞无氧呼吸产物不同的直接原因是什么？
不同细胞所具有的酶的种类不同
总结提升
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
项目 类型
有氧呼吸 无氧呼吸
是否消耗氧气 消耗 不消耗
反应场所 细胞质基质、 线粒体基质和线粒体内膜 细胞质基质
产物 CO2和水 酒精和CO2或乳酸
产生能量 较多 较少
相同点 ①都是氧化分解有机物释放能量并生成ATP的过程 ②第一阶段完全相同
二、细胞呼吸
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
1.概念
2.意义
（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
（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
2.细胞呼吸的意义：
与生活的联系2
家用酸奶机
1.酸奶发酵时,为什么牛奶要加满,盖子的排气孔要封闭
乳酸菌只进行无氧呼吸，不需要氧气，所以牛奶要加满；乳酸发酵不产生气体，所以排气孔要封闭。
酵母菌为兼性厌氧菌，米酒发酵时挖一个窝保留部分空气是为了让酵母菌进行有氧呼吸，繁殖更快，接着进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，因此要开排气孔。
家用酸奶机可以进行酸奶发酵和米酒发酵！
2.米酒发酵时,米中间要挖一个窝,盖子上留一个排气孔,试分析原因。
包扎伤口需要选用 的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
利用麦芽和酵母菌，在______ 的情况下，可以生产各种酒。
植物种植需要及时 。
储藏水果粮食要通过_________ 等措施，来减弱水果、粮食的呼吸作用，延长保质期。
破伤风芽孢杆菌只能进行 ，皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。
能避免肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸而使肌肉酸胀乏力。
透气
控制通气
松土透气
降低温度和氧气含量
无氧呼吸
有氧运动
三、细胞呼吸原理的应用
1.内因——遗传因素（决定酶的种类和数量）
项目 规律 举例
植物种类
生长发育时期
器官类型
不同种类的植物呼吸作用强度不同
旱生＜水生；阴生＜阳生
同一植物在不同的生长发育时期呼吸作用强度不同
幼苗、开花期 > 成熟期
同一植物的不同器官呼吸速率不同
生殖器官 > 营养器官
四、细胞呼吸的影响因素
2.外因
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸作用强度。
① 温度
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。
细胞呼吸最强
最适温度
低于最适温度
超过最适温度
温水和面发酵快
农业上，例大棚蔬菜夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗，提高产量
贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间
通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸作用强度。
① 温度
2.外因
直接影响呼吸速率和呼吸性质，对无氧呼吸有抑制作用。
O2(%)
O2增多，无氧呼吸受抑制，
有氧呼吸还很弱。
CO2
释放量
5
10
15
20
0
CO2释放总量
无氧呼吸CO2释放量
有氧呼吸CO2释放量
无氧呼吸消失点
A
B
P
C
Q
②O2浓度
随O2增多，有氧呼吸增强。
有氧呼吸
有氧呼吸和无氧呼吸
无氧呼吸
⑤O2浓度≥10%时,只进行 。
①AP段下降的原因是：
②PB段上升的原因是：
分析曲线
③O2浓度＝0时，只进行: 。
④0＜O2浓度＜10%时，进行:
。
不消耗O2，只产生CO2 只进行 呼吸。
消耗O2量=产生CO2量 只进行 呼吸
无氧
有氧
产生CO2_____ 组织细胞呼吸______
最少
此时有机物消耗最少，P点对应的O2浓度是储藏蔬菜、水果的最佳O2浓度。
最弱点
有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率______。
等于
不相等
无氧呼吸终止点。
②O2浓度
各点分析
①A点：
②P点：
③B点：
④Q点：
⑤C点：
（2）外因
② 氧气浓度
中耕松土，可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。
在储存蔬菜、水果、粮食时，为了减少有机物消耗，应控制低氧环境。
③ 含水量
自由水含量多，新陈代谢加快，呼吸作用强度上升。
原理
应用
粮食储存：
零上低温
低氧
干燥
水果蔬菜储存：
零上低温
低氧
一定湿度
土壤板结、长期水淹，出现烂根现象，需要及时排水
（2）外因
④ CO2浓度
超过大气含量的高浓度CO2使呼吸作用强度显著降低。
原理
应用
在蔬菜和水果保鲜中，适当增加CO2浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗可提高保鲜效果。例如：地窖中CO2浓度高
（2）外因
①有氧呼吸总反应式：葡萄糖: O2 :CO2=______。
②无氧呼吸总反应式：葡萄糖:酒精:CO2=______或：葡萄糖:乳酸:CO2=______。
③呼吸速率(耗糖量)相等时产CO2量：有氧呼吸:无氧呼吸=____。
④产CO2量相等时的耗糖速率：V有氧呼吸:V无氧呼吸=____。
⑤酵母菌两种呼吸速率相等时，CO2量/O2量=_____=呼吸熵(RQ)。
1:6:6
1:2:2
1:2:0
3:1
1:3
4/3
注意：若以脂肪为底物，则放CO2量___耗O2量，呼吸熵___1，因为__________。
H比例高
＜
＜
C6 H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+12H2O+能量
酶1
C6H12O6
2CO2+2C2H5OH+能量
2C3H6O3+能量
酶2
C6H12O6
1.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
五、判断细胞呼吸方式
例: 在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的
相对值如表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是( )
条件 a b c d
CO2释放量 10 8 6 7
O2吸收量 0 3 4 7
A. a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸
B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多
C. c条件下，释放的CO2来自细胞质基质和线粒体
D．d条件下，有氧呼吸强度达到了最大值
只有氧
只无氧
以无氧为主
×，不一定
×，少
×，只有酒精
√
C
有氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
产乳酸的无氧呼吸
①根据反应物和产物
消耗O2
产生H2O
产生酒精或乳酸
无CO2释放
一定存在
一定存在
一定存在
一定存在
2.判断细胞呼吸的方式
②根据反应场所
只在细胞质基质
有线粒体参与
无氧呼吸(真核生物)
有氧呼吸(或两类呼吸并存)
③根据物质的量的关系
变化特点 细胞呼吸的方式
CO2释放量=O2消耗量
CO2释放量>O2消耗量
酒精量＝CO2量
酒精量＜CO2量
不消耗O2，释放CO2
无CO2释放
只进行有氧呼吸,或同时进行产乳酸的无氧呼吸
有氧呼吸+酒精发酵,多余的CO2来自酒精发酵
只进行无氧呼吸
有氧呼吸+酒精发酵,多出的CO2来自有氧呼吸
只进行无氧呼吸产生酒精和CO2
只进行无氧呼吸产生乳酸
只有有氧呼吸
有氧呼吸和无氧呼吸
只有无氧呼吸
a：只有CO2释放→
b：吸收O2＜释放CO2→
c：吸收O2=释放CO2→
分析：
目的 实验装置 实验推理
装置1结果 装置2结果 实验结论
测耗O2量
测CO2量-耗O2量
O2
CO2
O2
CO2
有氧+无氧
只无氧呼吸
只有氧
死亡或产乳酸
不动
右移
左移
右移
不动
左移
不动
不动
有脂肪供能
左移
左移
(糖类
底物)
3.根据液滴移动方向探究细胞的呼吸方式—液滴移动法
定性探究
装置1中的NaOH溶液 ，则装置内的气体变化由______引起，故红墨水滴的移动情况反映__________；装置2中，清水不会吸收任何气体，则装置内气体变化由____________共同引起，红墨水滴的移动情况反映___________________________。
吸收CO2
O2
O2吸收量
CO2和O2
释放CO2和吸收O2的差值
(2)为防止微生物呼吸的干扰，使实验结果精确，应将所有装置进行_______处理，
将所有种子进行_________处理。
(3)若测定绿色植物绿色器官的呼吸方式，应将整个装置放在_________环境中进行，
以避免_______________的干扰。
等量的煮熟种子
灭菌
消毒
黑暗
光合作用
(1)为排除大气压、气温等环境因素的干扰，使实验结果精确，还应设置对照装置3：用__________________代替发芽种子，其余均相同。
3.根据液滴移动方向探究细胞的呼吸方式—液滴移动法
1.不同种类的生物在不同的条件下呼吸方式不同。下列对生物细胞呼吸方式的判断,错误的是(　　)
A.若既不消耗O2也不释放CO2,则说明该细胞已经死亡
B.若只释放CO2,不消耗O2,则细胞只进行无氧呼吸
C.若CO2的释放量等于O2的消耗量,则细胞可能只进行有氧呼吸
D.若CO2的释放量多于O2的消耗量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸
A
2.下图为真核细胞中的细胞呼吸示意图（底物全为葡萄糖），
其中①②③④⑤表示生理过程，下列叙述正确的是（　　）
A. ①②③发生在细胞质基质中，④⑤发生在线粒体中
B. ①②③④生成的ATP量较少，⑤生成的ATP量较多
C. ④阶段水中的氧原子会转移到终产物CO2中去
D. O2不足时，人体骨骼肌细胞产生的CO2量等于消耗的O2量
B
3. 如图表示植物非绿色器官呼吸时，O2的吸收量和CO2产生量的相互关系，有关叙述错误的是（　　）
C
A. 在a点比较适合长期储存该植物器官
B. 在b点仍能产生少量的酒精
C. 若cd＝ca时，a点时无氧呼吸强度是有氧呼吸强度的3倍
D. 该器官有可能来自油料作物

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