1、生物必修一生物必修一 RJ第第五五章章细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第三三节细胞节细胞呼吸的原理和应用呼吸的原理和应用重要知识点重要知识点1 细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放能量，因此，也叫细胞呼吸。2 区别区别 呼吸呼吸，细胞呼吸细胞呼吸，呼吸运动呼吸运动(1 )呼吸是通过呼吸运动吸入 02,排出 CO2 的过程。(2)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，释放出能量并生成 ATP 的过程。(3)呼吸运动是指胸廓有节律地扩大和缩小，从而完成吸气与呼气的活动。3 实验【探究酵母菌细胞呼吸的方式】实验【探究酵母菌细胞呼
2、吸的方式】酵母菌简介酵母菌简介(1)生物类型:单细胞真核生物。(2)代谢类型:兼性厌氧型。(3)繁殖方式:无性繁殖和有性繁殖。实验设计思路实验设计思路（对比实验对比实验）控制变量(有氧、无氧）结果分析比较（产生 CO2的多少，是否产生酒精） 得出结论(两种呼吸方式条件和产物)为什么要使用质量分数为为什么要使用质量分数为 5%的葡萄糖溶液？的葡萄糖溶液？答：质量分数为 5%的葡萄糖溶液需要煮沸杀菌，然后冷却到常温，才可加入酵母菌。否则，高温会杀死酵母菌。控制有氧条件的方法控制有氧条件的方法在将空气通入 A 瓶之前先用 NaOH 溶液处理，这样既能保证 O2 的充分供应，又能排除空气中的 CO,对
3、实验结果的干扰。控制无氧条件的方法控制无氧条件的方法B 瓶封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶， 目的是让酵母菌将 B 瓶中的 O,耗尺确保产物 CO2均来自无氧呼吸。也可在加入酸母菌溶液后立即加入石蜡油或植物油密封。COCO2 2和酒精的检验和酒精的检验COCO2 21 澄清石灰水（变浑浊，根据浑浊程度）2 溴麝香草酚蓝溶液（蓝绿黄，根据溶液变黄的时间）酒精酒精酸性的重铬酸钾溶液（橙色灰绿色）（葡萄糖也会和酸性的重铬酸钾溶液）对比实验对比实验设置两个或两个以上的实验组， 通过对结果的比较分析， 来探完某种固素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验4 线粒体线粒体膜内
4、膜的内所量引成情 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行 15 )有氧呼吸第一细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧(2 )物质变化:葡条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。科学家根据大量的实验结果得出结论:细胞呼吸可分为有氧呼吸( aerobic respiration)和无氧呼吸( anaerobie respiration) 两种类型。5 有氧呼吸有氧呼吸第一阶段场所：细胞质的基质反应： 一个分子的葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸，同时脱下 4 个H;在葡萄糖分解的过程中释放出少量的能量，其中一部分能量用于合成 ATP，产生少量的ATP。反应式
5、：C6H12O6酶2C3H4O3(丙酮酸)+4H+少量能量第二阶段场所：线粒体基质反应： 丙酮酸进入线粒体的基质中， 两分子丙酮酸和 6 个水分子中的氢全部脱下，共脱下 20 个 H，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此过程释放少量的能量，其中一部分用于合成 ATP，产生少量的能量。反应式：2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O 酶20H+6CO2+少量能量第三阶段场所：线粒体的内膜反应：前两阶段脱下的共 24 个H与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的 6 个O2结合成水;在此过程中释放大量的能量，其中一部分能量用于合成 ATP，产生大量的能量。反应式：24H+6O2酶12H2O+大量能量总反应式 C6
6、H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量过程中的能量变化 在有氧呼吸过程中，葡萄糖彻底氧化分解，1mol 的葡萄糖在彻底氧分解以后，共释放出 2870kJ 的能量，其中有 1161kJ 的能量储存在 ATP中，1709kJ 以热能形式散失。利用率为 40.45%元素去向注意： 上面所涉及的H是一种非常简单的表示方式。这一产生H的过程实际上是氧化型辅酶（NAD+）转化成还原性辅酶（NADH）6 6 无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸的全过程，可以概括地分为两个阶段，这两个阶段需要不同酶的催化，但都是在细胞质基质中进行的。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同第二个阶段是丙酮酸在酶(与催
7、化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下:分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量 ATP 葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。无氧呼吸的化学反应式可以概括为以下两种:C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量C6H12O62C3H6O3（乳酸)+少量能量酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵。产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。像这样，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，就是无氧呼吸。有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。 细胞呼吸是指有
8、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。酶酶所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。细胞呼吸的意义：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。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。7 7 细胞呼吸的原理的应用细胞呼吸的原理的应用A 原理:选用“创可贴”包扎伤口，既为伤口敷上药物，又为伤口创造了疏松透气的环境，避免厌氧病原菌的大量繁殖，从而有利于伤口的痊愈。B 原理:酿酒早期要通气，有利于酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，大量繁殖；后期封闭，有利于酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精。C 原理:及时松土有利于
9、根进行有氧呼吸(产生大量能量)，从而有利于根系生长和无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中需氧微生物的生长繁殖，能够促进这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。D 原理:通过降低温度,降低了酶的活性，从而使细胞呼吸速率下降，通过降低 O2含量，降低了有氧呼吸速率，从而减少细胞内有机物的消耗。E 原理:较深的伤口里缺少氧气破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理，避免破伤风芽孢杆菌等进行无氧呼吸面大量繁殖，引发破伤风。F 原理： 人在剧烈运动时即进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。 慢跑能避免肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸使之
10、疲乏。ABCDEF8 有氧呼吸与无氧呼吸的异同点有氧呼吸与无氧呼吸的异同点9 影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素外部因素1温度(1)影响原理：温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。(2)曲线分析a 为该酶的最适温度，细胞呼吸速率最快。温度低于 a 时，随温度降低，酶活性下降，细胞呼吸受抑制。温度高于 a 时，随温度升高，酶活性下降，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。(3)实际应用保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱的冷藏室中，可延长保鲜时间。促进生长：温室中栽培蔬菜时，夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。2氧气(1)影响原理：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。(2)曲线分析A
11、 点时，氧浓度为零，细胞只进行无氧呼吸。氧浓度为 010%时，随氧浓度的升高，无氧呼吸速率减慢。B 点时，有氧呼吸释放的 CO2量等于无氧呼吸释放的 CO2量；C、D 点：横坐标相同，无氧呼吸停止。氧浓度在 020%时，随氧浓度升高，有氧呼吸速率逐渐加快。随氧浓度的升高，细胞呼吸速率先减慢后加快，最后趋于稳定。氧浓度为 5%左右时，细胞呼吸强度最弱。(3)实际应用保鲜：低氧(氧含量 5%左右)有利于蔬菜保鲜。促进生长：农作物中耕松土可以增加土壤中氧气的含量，促进根部有氧呼吸，促进生长。防止无氧呼吸：陆生植物长时间水淹，土壤中氧含量降低，植物因无氧呼吸产生的酒精积累而烂根。选用透气消毒纱布包扎伤
12、口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。控制呼吸方式：制葡萄酒时，初期进行有氧呼吸，使酵母菌大量繁殖，发酵时严格控制无氧环境，促进酵母菌的无氧呼吸。利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。3二氧化碳(1)影响原理：CO2 是细胞呼吸的终产物，积累过多会抑制细胞呼吸。(2)曲线分析(3)实际应用保鲜：地窖中 CO2 浓度高，有利于蔬菜水果的储存。在蔬菜和水果保鲜中，增加 CO2 浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。抑菌：薯片等食品充气保存，可抑制微生物的繁殖。4水含量(1)影响原理各种生化反应需溶解在水中才能进行，自由水含量升高，新陈代谢加快。水是有氧呼吸的反应物之一，含水量会影响细胞呼吸的进行。(2)实际应用粮食：干燥储存，降低细胞呼吸：晒干的种子自由水含量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。促进细胞呼吸：浸泡的种子自由水含量升高，细胞呼吸加快，有利于种子萌发。
