1、第3节细胞呼吸的原理和应用一、细胞呼吸一、细胞呼吸1.1.概念概念:(1)(1)物质变化物质变化:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成生成_或其他产物。或其他产物。(2)(2)能量变化能量变化:_:_中稳定的化学能转化为中稳定的化学能转化为_中活中活跃的化学能。跃的化学能。二氧化碳二氧化碳有机物有机物ATPATP【激疑激疑】人的呼吸运动和细胞呼吸是同一生理过程吗人的呼吸运动和细胞呼吸是同一生理过程吗?提示提示:不是。人的呼吸运动是指肺部与外界进行气体交不是。人的呼吸运动是指肺部与外界进行气体交换的过程换的过程,细胞呼吸是在细胞内进行的分解有机物释放细胞呼吸
2、是在细胞内进行的分解有机物释放能量的过程。能量的过程。2.2.两种类型两种类型:(1)(1)分类依据分类依据:有无有无_的参与的参与,有机物是否有机物是否_。(2)(2)类型类型:_:_。O O2 2彻底氧化分彻底氧化分解解有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸3.3.探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式:(1)(1)酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的方式:(2)(2)呼吸产物的检测呼吸产物的检测:检测产物检测产物试剂试剂现象现象COCO2 2澄清石灰水澄清石灰水_溶液溶液由蓝变绿再变黄由蓝变绿再变黄酒精酒精酸性条件下的酸性条件下的_溶液溶液_变混浊变混浊溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝重
3、铬酸钾重铬酸钾橙色变灰绿色橙色变灰绿色请结合无氧呼吸的概念和过程,判断下列有关无氧呼吸不消耗O2,产生CO2提示:有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸产生的多。【解析】(1)人体细胞的呼吸方式是有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸,即可以发生图中过程。探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a(2)生命观念结构与功能观(1)材料分析:酵母菌必须是新鲜的,防止酵母菌因存放时间过长而死亡,导致实验结果不明显。鲜果保鲜时常往包装袋中冲入适量CO2(或氮气),你知道这样做的原理是什么吗?(科学思维):_;:_;:_。而乙组没有,所以甲、乙组实验探究的分别是酵母菌在提示:不同生物无氧呼吸的产物不一定相同,如酵母菌(3)
4、能量:释放能量,一部分以_的形式释放,一部分农业上有一句关于锄地(中耕松土)的谚语“锄头下面有肥”,请结合所学知识分析该谚语的合理性。(1)真核生物如动植物细胞,有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。a:_;b:_;c:_。说出下列做法所依据的原理或目的:(3)(3)实验结论。实验结论。酵母菌在酵母菌在_条件下都能进行细胞呼吸。条件下都能进行细胞呼吸。有氧和无氧有氧和无氧二、有氧呼吸二、有氧呼吸1.1.有氧呼吸有氧呼吸:(1)(1)反应物反应物:_:_。(2)(2)产物产物:_:_。(3)(3)能量能量:释放能量释放能量,一部分以一部分以_的形式释放的形式释放,一部分一部分储存在储存在_中。中。
5、葡萄糖等有机物和葡萄糖等有机物和O O2 2二氧化碳和水二氧化碳和水热能热能ATPATP2.2.过程过程:(1)(1)写出图中代表有氧呼吸的对应阶段写出图中代表有氧呼吸的对应阶段:_;:_;:_;:_;:_:_。(2)(2)写出写出a a、b b、c c代表的物质代表的物质:a:_;b:_;c:_a:_;b:_;c:_。(3)(3)三个阶段均释放出能量三个阶段均释放出能量,释放能量最多的阶段是释放能量最多的阶段是_。第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段丙酮酸丙酮酸HHO O2 23.3.总反应式总反应式:_。C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2
6、 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量三、无氧呼吸三、无氧呼吸请结合无氧呼吸的概念和过程请结合无氧呼吸的概念和过程,判断下列有关无氧呼吸判断下列有关无氧呼吸说法的正误说法的正误:(1)(1)无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。()()(2)(2)不同生物无氧呼吸的产物相同。不同生物无氧呼吸的产物相同。()()提示提示:不同生物无氧呼吸的产物不一定相同不同生物无氧呼吸的产物不一定相同,如酵母菌如酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳,乳酸菌无氧呼吸的乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸。产物是乳酸。(3)(3)无氧呼吸两个阶段
7、都可以产生无氧呼吸两个阶段都可以产生ATPATP。()()提示提示:无氧呼吸只在第一阶段产生无氧呼吸只在第一阶段产生ATPATP。(4)(4)无氧呼吸产物中只有酒精或乳酸。无氧呼吸产物中只有酒精或乳酸。()()提示提示:无氧呼吸的产物是乳酸或酒精和二氧化碳。无氧呼吸的产物是乳酸或酒精和二氧化碳。(5)(5)葡萄糖经无氧呼吸后释放的能量大部分以热能的形葡萄糖经无氧呼吸后释放的能量大部分以热能的形式散失。式散失。()()四、细胞呼吸原理的应用四、细胞呼吸原理的应用说出下列做法所依据的原理或目的说出下列做法所依据的原理或目的:(1)(1)包扎伤口用透气的敷料包扎伤口用透气的敷料:避免厌氧菌的大量繁殖
8、。避免厌氧菌的大量繁殖。(2)(2)利用粮食生产各种酒利用粮食生产各种酒:_:_。(3)(3)及时松土及时松土:_:_。(4)(4)储藏水果、粮食要低温、低氧储藏水果、粮食要低温、低氧:_:_。酵母菌无氧呼吸产生酒精酵母菌无氧呼吸产生酒精利于根细胞的有氧呼吸利于根细胞的有氧呼吸减弱呼吸作用减弱呼吸作用,延延长保质期长保质期(5)(5)锻炼时提倡慢跑等有氧活动锻炼时提倡慢跑等有氧活动:_:_。避免肌肉无氧呼吸产避免肌肉无氧呼吸产生乳酸生乳酸知识点一探究酵母菌细胞呼吸的方式知识点一探究酵母菌细胞呼吸的方式1.1.探究过程探究过程:请结合无氧呼吸的概念和过程,判断下列有关无氧呼吸(3)无氧呼吸两个阶
9、段都可以产生ATP。提示:夜晚适当降低温度,降低呼吸酶的活性,减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗;定期进行松土,能促进根细胞的有氧呼吸,为矿质元素吸收供应能量,从而提高农作物的产量。下列叙述正确的是()(2)不同生物无氧呼吸的产物相同。(2)识图判断:根据细胞呼吸的反应物与产物判断,图中分别代表的反应过程:为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段,为有氧呼吸的第二、三阶段,为无氧呼吸的第二阶段。经管口3取样检测酒精和CO2的产生情况(5)锻炼时提倡慢跑等有氧活动:_“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中提示:煮沸是为了除去其他杂菌,防止其他杂菌的干扰。若用18O标记图中葡萄糖,则图中哪些物质中含有18O?a:_
10、;b:_;c:_。经管口3取样可以检测酒精的产生情况,如果检验CO2的检测CO2,除了用澄清石灰水外,还可用_溶液,现象为_。有氧呼吸和无氧呼吸过程图解:如图表示细胞呼吸作用的过程,其中 代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。有氧和无氧条件下澄清的石灰水都变混浊,且有氧条件下比无氧条件下石灰水变混浊的程度大而速度快,由此说明什么问题?(科学思维)_境,实验开始前必须对改装后的整个装置进行气密性检2.2.实验分析实验分析:(1)(1)材料分析材料分析:酵母菌必须是新鲜的酵母菌必须是新鲜的,防止酵母菌因存放防止酵母菌因存放时间过长而死亡时间过长而死亡,导致实验结果不明显。导致实验结果不明
11、显。(2)(2)装置分析。装置分析。有氧呼吸装置必须持续通入空气有氧呼吸装置必须持续通入空气,保证氧气充足。保证氧气充足。通入甲中通入甲中A A瓶的空气需先通过瓶的空气需先通过NaOHNaOH溶液的目的是保证溶液的目的是保证进入进入A A瓶的气体中不含有瓶的气体中不含有COCO2 2,保证使第三个锥形瓶中的保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的澄清石灰水变混浊的COCO2 2完全是由酵母菌有氧呼吸产生完全是由酵母菌有氧呼吸产生的。的。若用18O标记图中葡萄糖,则图中哪些物质中含有18O?_和_。产生酒精:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量是H,是线粒体基质,H被O2氧化生成水
12、,故是线是H,是线粒体基质,H被O2氧化生成水,故是线(1)包扎伤口用透气的敷料:避免厌氧菌的大量繁殖。提示:丙酮酸、酒精和二氧化碳(或乳酸)中都含有18O。提示:二者无氧呼吸第一阶段所需要的酶相同,但第二阶段所需要的酶不同。和所含酶的种类不同(3)无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。_。氧化分解有机物、释放能量,生成ATP提示:酵母菌培养液浓度、温度等。(1)分析曲线变化趋势:图甲曲线随变量升高而逐渐升高,图乙曲线随变量升高先升高后下降,图丙曲线随氧气浓度升高而逐渐下降,曲线随氧气浓度升高先升高后基本不变。提示:煮沸是为了除去其他杂菌,防止其他杂菌的干扰。氧气浓度的升高而不断降低,可以代表无氧
13、呼吸,且氧经管口3取样可以检测酒精的产生情况,如果检验CO2的乙中B瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通入澄清石灰水中的CO2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。提示:无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。(1)科学思维分析与综合甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸生大量ATP,而线粒体基质产生的ATP较少,C错误;甲是丙酮酸,乙是H,D错误。乙中乙中B B瓶应封口放置一段时间瓶应封口放置一段时间,待酵母菌将待酵母菌将B B瓶中的氧瓶中的氧气消耗完后气消耗完后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,确保通确保通入澄清石
14、灰水中的入澄清石灰水中的COCO2 2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。完全是由酵母菌无氧呼吸产生的。3.3.实验拓展实验拓展:(1)(1)若探究种子的呼吸状况则不必遮光若探究种子的呼吸状况则不必遮光,但需但需“死种子死种子”作对照。作对照。(2)(2)若探究若探究“植株或幼苗植株或幼苗”的呼吸状况的呼吸状况,应进行遮光处应进行遮光处理理,以防止光合作用的干扰以防止光合作用的干扰,同时可设置同种状况但杀同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照。死的植株或幼苗作对照。【思考思考讨论讨论】1.1.配制酵母菌培养液时配制酵母菌培养液时,将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶。加
15、入锥形瓶。(生命观念生命观念)(1)(1)先煮沸的原因是什么先煮沸的原因是什么?提示提示:煮沸是为了除去其他杂菌煮沸是为了除去其他杂菌,防止其他杂菌的干扰。防止其他杂菌的干扰。(2)(2)为什么要冷却后再加入锥形瓶为什么要冷却后再加入锥形瓶?提示提示:冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。2.2.有氧和无氧条件下澄清的石灰水都变混浊有氧和无氧条件下澄清的石灰水都变混浊,且有氧条且有氧条件下比无氧条件下石灰水变混浊的程度大而速度快件下比无氧条件下石灰水变混浊的程度大而速度快,由由此说明什么问题此说明什么问题?(?(科学思维科学思维)提示提示:有氧呼吸
16、产生的二氧化碳比无氧呼吸产生的多。有氧呼吸产生的二氧化碳比无氧呼吸产生的多。【素养案例素养案例】将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式将图中果酒发酵装置改装后用于探究酵母菌呼吸方式的实验的实验,下列相关操作错误的是下列相关操作错误的是()A.A.探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀探究有氧条件下酵母菌呼吸方式时打开阀a aB.B.经管口经管口3 3取样检测酒精和取样检测酒精和COCO2 2的产生情况的产生情况C.C.实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查实验开始前对改装后整个装置进行气密性检查D.D.改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2 2连通连
17、通【解题导引解题导引】解答本题的思维流程如下解答本题的思维流程如下:【解析解析】选选B B。A A项中项中,打开阀打开阀a,a,向装置内通入向装置内通入O O2 2,可用可用来探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式来探究有氧条件下酵母菌的呼吸方式,故正确故正确;B;B项中项中,经管口经管口3 3取样可以检测酒精的产生情况取样可以检测酒精的产生情况,如果检验如果检验COCO2 2的的产生情况产生情况,需要将管口需要将管口2 2通入澄清的石灰水或溴麝香草通入澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液中酚蓝溶液中,故错误故错误;C;C项中项中,由于要制造无氧或有氧环由于要制造无氧或有氧环境境,实验开始前必须对改装后的整
18、个装置进行气密性检实验开始前必须对改装后的整个装置进行气密性检查查,故正确故正确;D;D项中项中,管口管口2 2是出气口是出气口,将盛有澄清石灰水将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口的试剂瓶与管口2 2连通连通,可以检测可以检测COCO2 2的产生情况的产生情况,故正故正确。确。(3)过程中有氧呼吸的第二阶段产生CO2,发生的场所是线粒体基质;过程产生CO2是无氧呼吸过程,发生的场所是细胞质基质;CO2与溴麝香草酚蓝溶液反应,出现的变化是溶液由蓝变绿再变黄,可以用溴麝香草酚蓝溶液检测细胞呼吸产生的CO2。提示:松土可增加土壤中的氧气浓度,促进农作物的有氧呼吸强度,进而增强矿质元素的吸收。(3)无氧呼
19、吸两个阶段都可以产生ATP。(2)曲线特征:与温度影响酶活性的曲线特征一致。O2浓度为0时,只进行无氧呼吸。温度对细胞呼吸速率的影响:有氧呼吸和无氧呼吸过程图解:(1)分析曲线变化趋势:图甲曲线随变量升高而逐渐升高,图乙曲线随变量升高先升高后下降,图丙曲线随氧气浓度升高而逐渐下降,曲线随氧气浓度升高先升高后基本不变。(4)如果氧气供应不足,酵母菌细胞进行无氧呼吸;如果氧气供应充足,酵母菌细胞进行有氧呼吸。只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸如图表示细胞呼吸作用的过程,其中 代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡A时刻水中出现酒精,说
20、明根尖细胞开始进行无氧呼吸,B项正确。(1)分类依据:有无_的参与,有机物是否_O2浓度达到10%时,无氧呼吸曲线与横轴相交,说明无氧呼吸停止,此时只进行有氧呼吸。甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸经管口3取样可以检测酒精的产生情况,如果检验CO2的如图表示细胞呼吸作用的过程,其中 代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。O2浓度对细胞呼吸速率的影响:升高,A正确;图乙呼吸速率随着变量的升高先升高后【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)科学思维科学思维分析与讨论分析与讨论利用图中装置探究有氧条件下酵母菌细胞呼吸时利用图中装置探究有氧条件下酵母菌细胞呼吸时,充入
21、充入瓶中的气体应为空气还是氧气瓶中的气体应为空气还是氧气?试解释原因。试解释原因。提示提示:氧气。原因是该装置没有连通盛有氢氧化钠的锥氧气。原因是该装置没有连通盛有氢氧化钠的锥形瓶形瓶,不能除去空气中的二氧化碳。直接通入空气不能除去空气中的二氧化碳。直接通入空气,其其中的二氧化碳会对实验结果造成影响。中的二氧化碳会对实验结果造成影响。(2)(2)科学探究科学探究制订并实施方案制订并实施方案探究无氧和有氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式探究无氧和有氧条件下酵母菌细胞呼吸的方式,除控制除控制有氧和无氧条件外有氧和无氧条件外,还应控制哪些因素还应控制哪些因素?提示提示:酵母菌培养液浓度、温度等。酵母菌培养
22、液浓度、温度等。【补偿训练补偿训练】1.1.下列关于下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙实验的叙述述,不正确的是不正确的是()A.A.实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的中的O O2 2B.B.在探究有氧呼吸的实验过程中在探究有氧呼吸的实验过程中,泵入的空气应去除泵入的空气应去除COCO2 2C.C.实验中需控制的无关变量有温度、培养液浓度等实验中需控制的无关变量有温度、培养液浓度等D.D.可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式呼吸方式 【解析解析】
23、选选D D。“探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中实验中需要将葡萄糖溶液煮沸需要将葡萄糖溶液煮沸,目的是灭菌和去除溶液中的目的是灭菌和去除溶液中的O O2 2,故故A A项正确项正确;在探究有氧呼吸的实验过程中在探究有氧呼吸的实验过程中,泵入的空气泵入的空气应去除应去除COCO2 2,是为了避免空气中的是为了避免空气中的COCO2 2对酵母菌呼吸产物对酵母菌呼吸产物COCO2 2的检测产生干扰的检测产生干扰,故故B B项正确项正确;有无有无O O2 2是实验中的自是实验中的自变量变量,温度、培养液浓度等属于无关变量温度、培养液浓度等属于无关变量,故故C C项正确项正确;因为
24、有氧呼吸和无氧呼吸均能产生因为有氧呼吸和无氧呼吸均能产生COCO2 2,所以通过观察所以通过观察澄清石灰水是否变混浊不能判断酵母菌的呼吸方式澄清石灰水是否变混浊不能判断酵母菌的呼吸方式,故故D D项错误。项错误。2.2.为了探究酵母菌细胞呼吸的方式为了探究酵母菌细胞呼吸的方式,某同学将实验材料某同学将实验材料和用具按下图安装好。以下关于该实验的说法和用具按下图安装好。以下关于该实验的说法,不正确不正确的是的是()A.A.甲组探究酵母菌的有氧呼吸甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧乙组探究酵母菌的无氧呼吸呼吸B.B.甲、乙两组中澄清的石灰水若换成溴麝香草酚蓝溶甲、乙两组中澄清的石灰水若
25、换成溴麝香草酚蓝溶液液,则则C C中先变为黄色中先变为黄色C.AC.A瓶中加入质量分数为瓶中加入质量分数为10%10%的的NaOHNaOH溶液是为了吸收空溶液是为了吸收空气中的气中的O O2 2D.DD.D瓶应先封口放置一段时间后再与瓶应先封口放置一段时间后再与E E瓶相连瓶相连,以除去瓶以除去瓶中的中的O O2 2 【解析解析】选选C C。由于甲组有接橡皮球。由于甲组有接橡皮球(或气泵或气泵)的结构的结构,而乙组没有而乙组没有,所以甲、乙组实验探究的分别是酵母菌在所以甲、乙组实验探究的分别是酵母菌在有氧、无氧条件下的呼吸方式有氧、无氧条件下的呼吸方式,A,A项正确项正确;甲、乙两组中甲、乙两
26、组中澄清的石灰水若换成溴麝香草酚蓝溶液澄清的石灰水若换成溴麝香草酚蓝溶液,由于在消耗糖由于在消耗糖的量相同的情况下的量相同的情况下,有氧呼吸产生的有氧呼吸产生的COCO2 2多多,则则C C中先变中先变为黄色为黄色,B,B项正确项正确;由于空气中有由于空气中有COCO2 2,所以加入质量分数所以加入质量分数为为10%10%的的NaOHNaOH溶液是为了吸收空气中的溶液是为了吸收空气中的COCO2 2,C,C项错误项错误;由由于于D D瓶中有空气瓶中有空气,存在少量的存在少量的O O2 2,所以乙组所以乙组D D瓶先封口放瓶先封口放置一段时间的目的是消耗瓶中的置一段时间的目的是消耗瓶中的O O2
27、 2以形成无氧的环以形成无氧的环境境,D,D项正确。项正确。_和_。配制酵母菌培养液时,将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶。(1)酵母菌细胞呼吸的方式:实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2A时刻水中出现酒精,说明根尖细胞开始进行无氧呼吸,B项正确。甲、乙两组中澄清的石灰水若换成溴麝香草酚蓝溶液,则C中先变为黄色改装时将盛有澄清石灰水的试剂瓶与管口2连通O2浓度为05%时,随O2浓度增大,无氧呼吸曲线下降,说明无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸曲线升高,说明有氧呼吸不断加强。知识点三影响细胞呼吸的因素及其应用提示:不同生物无氧呼吸的产物不一定相同,如酵母菌(5)锻炼时提倡慢跑等有氧活
28、动:_当O2浓度达到5%时,CO2释放总量最少,细胞呼吸曲线达到最低,说明此时细胞呼吸强度最弱。酚蓝溶液中,故错误;C项中,由于要制造无氧或有氧环图丙中的曲线代表无氧呼吸,且氧浓度为10%时无氧呼吸停止鲜果保鲜时常往包装袋中冲入适量CO2(或氮气),你知道这样做的原理是什么吗?(科学思维)而乙组没有,所以甲、乙组实验探究的分别是酵母菌在产生酒精:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量D瓶应先封口放置一段时间后再与E瓶相连,以除去瓶中的O2(2)依据O2消耗量和CO2产生量,具体判断如下:有氧呼吸和无氧呼吸过程图解:知识点二细胞呼吸的类型及过程知识点二细胞呼吸的类型及过程1.1.有氧
29、呼吸和无氧呼吸过程图解有氧呼吸和无氧呼吸过程图解:2.2.有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸和无氧呼吸的比较:项目项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点条件条件需氧需氧不需氧不需氧场所场所细胞质基质细胞质基质(第一阶第一阶段段)、线粒体、线粒体(第二、第二、三阶段三阶段)细胞质基质细胞质基质分解程度分解程度葡萄糖彻底分解葡萄糖彻底分解葡萄糖不彻底分解葡萄糖不彻底分解产物产物COCO2 2、H H2 2O O乳酸或酒精、乳酸或酒精、COCO2 2项目项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点能量能量释放释放大量能量大量能量少量能量少量能量相相同同点点反应反应条件条件需酶和适宜温度需
30、酶和适宜温度本质本质氧化分解有机物、释放能量氧化分解有机物、释放能量,生成生成ATPATP过程过程第一阶段第一阶段(葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸)相同相同3.3.细胞呼吸方式的判断方法细胞呼吸方式的判断方法:(1)(1)方法秘诀方法秘诀:写出反应式写出反应式,找出找出O O2 2消耗量和消耗量和COCO2 2产生量产生量之间的关系之间的关系:有氧呼吸有氧呼吸:C:C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2+6H+6H2 2O 6COO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量产生酒精产生酒精:C:C6 6H H1212O O6 6 2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2
31、CO2 2+少量能量少量能量产生乳酸产生乳酸:C:C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H6 6O O3 3+少量能量少量能量(2)(2)依据依据O O2 2消耗量和消耗量和COCO2 2产生量产生量,具体判断如下具体判断如下:条件条件结论结论情况情况1 1O O2 2消耗量消耗量=CO=CO2 2产生量产生量只进行有氧呼吸或既进行只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸无氧呼吸情况情况2 2O O2 2消耗量消耗量COCO2 2产生量产生量同时进行有氧呼吸和产生同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸酒精的无氧呼吸条件条件结论结论情况情况3 3不
32、消耗不消耗O O2 2,产生产生COCO2 2只进行产生酒精的无氧呼只进行产生酒精的无氧呼吸吸情况情况4 4不消耗不消耗O O2 2,不产生不产生COCO2 2只进行产生乳酸的无氧呼只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡吸或细胞已死亡【思考思考讨论讨论】1.1.线粒体是有氧呼吸的主要场所线粒体是有氧呼吸的主要场所,试从结构与功能相适试从结构与功能相适应的角度应的角度,说明线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点说明线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点:(生命观念生命观念)(1)(1)从线粒体内膜结构上分析从线粒体内膜结构上分析:_:_。线粒体的内膜向内折叠线粒体的内膜向内折叠形成嵴形成嵴,大大增加了线粒体的
33、内膜表面积大大增加了线粒体的内膜表面积(2)(2)从有氧呼吸所需酶的附着上分析从有氧呼吸所需酶的附着上分析:_:_。线粒体的内膜上线粒体的内膜上和基质中含有与有氧呼吸有关的酶和基质中含有与有氧呼吸有关的酶2.2.酵母菌和乳酸菌无氧呼吸的产物不同酵母菌和乳酸菌无氧呼吸的产物不同,二者所含有的二者所含有的酶是否完全不同酶是否完全不同?二者产物不同的根本原因分别是什二者产物不同的根本原因分别是什么么?(?(科学思维科学思维)提示提示:二者无氧呼吸第一阶段所需要的酶相同二者无氧呼吸第一阶段所需要的酶相同,但第二但第二阶段所需要的酶不同。二者产物不同的根本原因是二阶段所需要的酶不同。二者产物不同的根本原
34、因是二者的遗传物质不同。者的遗传物质不同。【素养案例素养案例】如图为生物体内葡萄糖分解过程的图解如图为生物体内葡萄糖分解过程的图解,请回答请回答:(1)(1)可在人体细胞中进行的是可在人体细胞中进行的是_(_(填填序号序号)。(2)(2)过程和中过程和中,除了图示的物质外除了图示的物质外,还产生了还产生了_。(3)(3)反应中均产生反应中均产生COCO2 2,产生场所分别为产生场所分别为_和和_。检测。检测COCO2 2,除了用澄除了用澄清石灰水外清石灰水外,还可用还可用_溶液溶液,现象为现象为_。(4)(4)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的COCO2 2,则所
35、消耗则所消耗的葡萄糖之比为的葡萄糖之比为_。【解题导引解题导引】(1)(1)抓住关键抓住关键:有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段相同有氧呼吸与无氧呼吸第一阶段相同,都是都是在细胞质基质中完成葡萄糖分解为丙酮酸的过程。在细胞质基质中完成葡萄糖分解为丙酮酸的过程。(2)(2)识图判断识图判断:根据细胞呼吸的反应物与产物判断根据细胞呼吸的反应物与产物判断,图中图中分别代表的反应过程分别代表的反应过程:为有氧呼吸和无氧呼为有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段吸的第一阶段,为有氧呼吸的第二、三阶段为有氧呼吸的第二、三阶段,为为无氧呼吸的第二阶段。无氧呼吸的第二阶段。【解析解析】(1)(1)人体细胞的呼吸方式是有氧呼吸和
36、产生乳人体细胞的呼吸方式是有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸酸的无氧呼吸,即可以发生图中过程。即可以发生图中过程。(2)(2)有氧呼吸过程除了图中显示的物质外有氧呼吸过程除了图中显示的物质外,还产生了还产生了HH。(3)(3)过程中有氧呼吸的第二阶段产生过程中有氧呼吸的第二阶段产生COCO2 2,发生的场所发生的场所是线粒体基质是线粒体基质;过程产生过程产生COCO2 2是无氧呼吸过程是无氧呼吸过程,发生的发生的场所是细胞质基质场所是细胞质基质;CO;CO2 2与溴麝香草酚蓝溶液反应与溴麝香草酚蓝溶液反应,出现出现的变化是溶液由蓝变绿再变黄的变化是溶液由蓝变绿再变黄,可以用溴麝香草酚蓝溶可以用溴麝香
37、草酚蓝溶液检测细胞呼吸产生的液检测细胞呼吸产生的COCO2 2。(4)(4)如果氧气供应不足如果氧气供应不足,酵母菌细胞进行无氧呼吸酵母菌细胞进行无氧呼吸;如果如果氧气供应充足氧气供应充足,酵母菌细胞进行有氧呼吸。由反应式可酵母菌细胞进行有氧呼吸。由反应式可知知,消耗等量的葡萄糖消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸与无氧呼吸产生的有氧呼吸与无氧呼吸产生的COCO2 2量之比是量之比是31,31,则若产生等量的则若产生等量的COCO2 2,有氧呼吸与无氧呼有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为吸消耗的葡萄糖之比为1313。答案答案:(1)(1)(2)H(2)H(3)(3)线粒体基质细胞质基质溴麝香草酚蓝由蓝
38、变线粒体基质细胞质基质溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄绿再变黄(4)13(4)13【误区警示误区警示】不同生物细胞呼吸的场所不同不同生物细胞呼吸的场所不同(1)(1)真核生物如动植物细胞真核生物如动植物细胞,有氧呼吸的场所是细胞质有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。基质和线粒体。(2)(2)原核生物如蓝细菌和硝化细菌虽然没有线粒体原核生物如蓝细菌和硝化细菌虽然没有线粒体,但但也能进行有氧呼吸也能进行有氧呼吸,有氧呼吸的场所是细胞质基质和细有氧呼吸的场所是细胞质基质和细胞膜。胞膜。【素养素养探究探究】母题追问母题追问(1)(1)科学思维科学思维分析与综合分析与综合若用若用1818O O标记图中葡萄糖标
39、记图中葡萄糖,则图中哪些物质中含有则图中哪些物质中含有1818O?O?提示提示:丙酮酸、酒精和二氧化碳丙酮酸、酒精和二氧化碳(或乳酸或乳酸)中都含有中都含有1818O O。(2)(2)生命观念生命观念结构与功能观结构与功能观过程一般不会发生在同一生物体内过程一般不会发生在同一生物体内,请从酶的角度请从酶的角度分析其原因。分析其原因。提示提示:因为是两个完全不同的反应过程因为是两个完全不同的反应过程,需要不同需要不同的酶来催化的酶来催化,这是由酶的专一性所决定的。而在同一生这是由酶的专一性所决定的。而在同一生物体内一般不会同时存在催化这两个反应的酶。物体内一般不会同时存在催化这两个反应的酶。【素
40、养素养迁移迁移】(2019(2019全国卷全国卷)马铃薯块茎储藏不当会出现酸味马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是正确的是()A.A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来化而来C.C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成成ATPATPD.D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的马铃薯块茎储
41、藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生产生【解析解析】选选B B。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳。马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物只有乳酸酸,A,A项错误项错误;马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第二阶段由丙马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第二阶段由丙酮酸转化成乳酸酮酸转化成乳酸,B,B项正确项正确;无氧呼吸产生丙酮酸发生在无氧呼吸产生丙酮酸发生在第一阶段第一阶段,该过程产生少量该过程产生少量ATP,CATP,C项错误项错误;氧气浓度升高氧气浓度升高,抑制无氧呼吸抑制无氧呼吸,不会增加酸味的产生不会增加酸味的产生,D,D项错误。项错误。【补偿训练补偿训练】如图表示细胞呼吸作用的过程如图表示细胞呼吸作用的过程,其中
42、其中 代表有关代表有关生理过程发生的场所生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是叙述正确的是()A.A.和都具有双层生物膜和都具有双层生物膜B.B.和所含酶的种类不同和所含酶的种类不同C.C.和都能产生大量和都能产生大量ATPATPD.D.甲、乙分别代表甲、乙分别代表ATPATP、HH【解析解析】选选B B。根据题图提供的信息可知。根据题图提供的信息可知,葡萄糖在葡萄糖在中分解为丙酮酸和中分解为丙酮酸和H,H,故是细胞质基质故是细胞质基质,丙酮酸与水丙酮酸与水在线粒体基质中反应在线粒体基质中反应,生成生成COCO2 2和和H,H,故甲是丙酮酸故甲
43、是丙酮酸,乙乙是是H,H,是线粒体基质是线粒体基质,H,H被被O O2 2氧化生成水氧化生成水,故是线故是线粒体内膜。细胞质基质和线粒体内膜不是双层膜粒体内膜。细胞质基质和线粒体内膜不是双层膜,A,A错错误误;和所含酶的种类不同和所含酶的种类不同,B,B正确正确;线粒体内膜能产线粒体内膜能产生大量生大量ATP,ATP,而线粒体基质产生的而线粒体基质产生的ATPATP较少较少,C,C错误错误;甲是甲是丙酮酸丙酮酸,乙是乙是H,DH,D错误。错误。知识点三影响细胞呼吸的因素及其应用知识点三影响细胞呼吸的因素及其应用1.1.温度对细胞呼吸速率的影响温度对细胞呼吸速率的影响:(1)(1)作用机制作用机
44、制:通过影响细胞呼吸酶的活性来影响细胞通过影响细胞呼吸酶的活性来影响细胞呼吸速率呼吸速率,曲线如下曲线如下:(2)(2)曲线特征曲线特征:与温度影响酶活性的曲线特征一致。随与温度影响酶活性的曲线特征一致。随温度的升高温度的升高,呼吸速率先升高呼吸速率先升高,达到一定温度后达到一定温度后,随温度随温度的升高的升高,呼吸速率降低。呼吸速率降低。(3)(3)应用应用:生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果水果;在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,降低细降低细胞呼吸速率胞呼吸速率,减少有机物的消耗。减少有机物的消耗。2.O2.
45、O2 2浓度对细胞呼吸速率的影响浓度对细胞呼吸速率的影响:(1)(1)方法秘诀方法秘诀:依据曲线变化趋势和关键点的含义依据曲线变化趋势和关键点的含义,分析分析O O2 2浓度对细胞呼吸速率的影响。浓度对细胞呼吸速率的影响。(2)(2)曲线特征。曲线特征。O O2 2浓度为浓度为0 0时时,只进行无氧呼吸。只进行无氧呼吸。O O2 2浓度为浓度为0 05%5%时时,随随O O2 2浓度增大浓度增大,无氧呼吸曲线下降无氧呼吸曲线下降,说明无氧呼吸逐渐被抑制说明无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸曲线升高有氧呼吸曲线升高,说明有说明有氧呼吸不断加强。当氧呼吸不断加强。当O O2 2浓度达到浓度达到5%5%时
46、时,CO,CO2 2释放总量最释放总量最少少,细胞呼吸曲线达到最低细胞呼吸曲线达到最低,说明此时细胞呼吸强度最说明此时细胞呼吸强度最弱。弱。O O2 2浓度达到浓度达到10%10%时时,无氧呼吸曲线与横轴相交无氧呼吸曲线与横轴相交,说明无说明无氧呼吸停止氧呼吸停止,此时只进行有氧呼吸。此时只进行有氧呼吸。O O2 2浓度大于浓度大于10%10%时时,有氧呼吸曲线先增强后基本不变有氧呼吸曲线先增强后基本不变 (受呼吸酶数量等因素的影响受呼吸酶数量等因素的影响),),且细胞呼吸的曲线与有且细胞呼吸的曲线与有氧呼吸的曲线重合。氧呼吸的曲线重合。(3)(3)应用应用:适当降低适当降低O O2 2浓度浓
47、度,可减少有机物的消耗可减少有机物的消耗,延长延长蔬菜和水果的保鲜时间。蔬菜和水果的保鲜时间。【思考思考讨论讨论】1.1.鲜果保鲜时常往包装袋中冲入适量鲜果保鲜时常往包装袋中冲入适量COCO2 2(或氮气或氮气),),你你知道这样做的原理是什么吗知道这样做的原理是什么吗?(?(科学思维科学思维)提示提示:在鲜果包装袋中充入在鲜果包装袋中充入COCO2 2(或氮气或氮气)可抑制细胞的可抑制细胞的有氧呼吸有氧呼吸,减少有机物的消耗减少有机物的消耗,有利于鲜果的保鲜。有利于鲜果的保鲜。2.2.农业上有一句关于锄地农业上有一句关于锄地(中耕松土中耕松土)的谚语的谚语“锄头下锄头下面有肥面有肥”,请结合
48、所学知识分析该谚语的合理性。请结合所学知识分析该谚语的合理性。(生生命观念、社会责任命观念、社会责任)提示提示:松土可增加土壤中的氧气浓度松土可增加土壤中的氧气浓度,促进农作物的有促进农作物的有氧呼吸强度氧呼吸强度,进而增强矿质元素的吸收。进而增强矿质元素的吸收。【素养案例素养案例】甲、乙、丙三幅图描述的是环境因素与细胞呼吸间的甲、乙、丙三幅图描述的是环境因素与细胞呼吸间的关系关系,下列叙述错误的是下列叙述错误的是()A.A.图甲中的变量可表示在一定呼吸强度范围内细胞图甲中的变量可表示在一定呼吸强度范围内细胞中的含水量中的含水量B.B.图乙中的变量可表示温度图乙中的变量可表示温度,而温度是通过
49、影响酶的而温度是通过影响酶的活性来影响呼吸速率的活性来影响呼吸速率的C.C.图丙中的曲线代表无氧呼吸图丙中的曲线代表无氧呼吸,且氧浓度为且氧浓度为10%10%时无时无氧呼吸停止氧呼吸停止D.D.图丙中的曲线代表有氧呼吸图丙中的曲线代表有氧呼吸,且呼吸作用强度随氧且呼吸作用强度随氧气浓度增大而不断增强气浓度增大而不断增强【解题导引解题导引】(1)(1)分析曲线变化趋势分析曲线变化趋势:图甲曲线随变量升高而逐渐图甲曲线随变量升高而逐渐升高升高,图乙曲线随变量升高先升高后下降图乙曲线随变量升高先升高后下降,图丙曲线图丙曲线随氧气浓度升高而逐渐下降随氧气浓度升高而逐渐下降,曲线随氧气浓度升高曲线随氧气
50、浓度升高先升高后基本不变。先升高后基本不变。(2)(2)判断细胞呼吸类型判断细胞呼吸类型:图丙中曲线表示无氧呼吸图丙中曲线表示无氧呼吸,曲曲线表示有氧呼吸。线表示有氧呼吸。【解析解析】选选D D。图甲呼吸速率随着变量的升高而升高。图甲呼吸速率随着变量的升高而升高,而细胞呼吸强度在一定范围内随细胞含水量的升高而而细胞呼吸强度在一定范围内随细胞含水量的升高而升高升高,A,A正确正确;图乙呼吸速率随着变量的升高先升高后图乙呼吸速率随着变量的升高先升高后下降下降,温度可以影响呼吸酶的活性温度可以影响呼吸酶的活性,即该图可以表示呼即该图可以表示呼吸速率与温度之间的关系吸速率与温度之间的关系,B,B正确正
