1、第第3 3节节 细胞呼吸的原理和应用细胞呼吸的原理和应用 第第5 5章章 细胞细胞的能量供应和利用的能量供应和利用接橡皮球接橡皮球（或气泵）（或气泵）A10%NaOH10%NaOH酵母菌酵母菌培养液培养液澄清石灰水澄清石灰水问题问题探讨探讨 P90P90通气通气让酵母菌进行让酵母菌进行有氧呼吸有氧呼吸,有利于酵母菌有利于酵母菌进行旺盛的进行旺盛的细胞分裂细胞分裂;密封密封便于便于酵母菌酵母菌在在无氧无氧条件下条件下分解有机物产生酒精分解有机物产生酒精。有氧条件下有氧条件下，酵母菌分解营养物质，酵母菌分解营养物质释放释放的的能量能量多多，为酵母菌细胞进行物质代谢为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂
2、提供和细胞分裂提供充足的动力。充足的动力。1 1、都是培养酵母菌，为什么有、都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封的需要通气，有的却需要密封？2 2、为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？、为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？3 3、在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对自身有什么意义？、在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对自身有什么意义？酵酵母母菌菌细细胞胞富富含含蛋蛋白白质质，可可以以用用作作饲饲料料添添加加剂剂。在在培培养酵养酵母母菌菌用用作作饲饲料料添添加加剂剂时时，要要给给培培养养装装置置通通气气或或进进行行振振荡荡，以以利利于于酵酵母母菌菌大大量量繁繁殖殖。在在利利用用酵酵
3、母母菌菌生生产产葡葡萄萄酒酒时时，却，却需需要要密密封封发发酵。酵。密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自身的生命活动能为自身的生命活动提供提供少量能量少量能量。酵母菌酵母菌是一类是一类单细胞真菌单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于属于兼性兼性厌氧菌厌氧菌。与人类的生活息息相关，不仅是酿酒，做面包、馒头等，都是。与人类的生活息息相关，不仅是酿酒，做面包、馒头等，都是利用酵母菌的呼吸作用。利用酵母菌的呼吸作用。呼吸作用呼吸作用的实质是细胞的实质是细胞内的内的有机物氧有机物氧化分解化分解，并，并释放能量
4、释放能量，因此也叫，因此也叫细细胞呼吸胞呼吸。细胞细胞呼吸是否都需要氧气？呼吸是否都需要氧气？酵母菌在酵母菌在有氧与无氧条件下有何异同？有氧与无氧条件下有何异同？一、一、细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌什么酵母菌什么条件下产生条件下产生COCO2 2？什么条件下产生酒精？什么条件下产生酒精？分别给酵母菌提供分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物产物是否是否含酒精或含酒精或COCO2 2。实验思路：实验思路：设计实验设计实验作出作出假设假设提出提出问题问题有氧有氧 COCO2 2无氧无氧 COC
5、O2 2 酒精酒精产生产生产生产生+探究实践探究实践 P90-91P90-911 1、酵母菌培养液的配置：酵母菌培养液的配置：酵母菌酵母菌+葡萄糖溶液葡萄糖溶液煮沸：灭菌、除去葡萄糖溶液中的氧气。煮沸：灭菌、除去葡萄糖溶液中的氧气。为什么葡萄糖溶液需要为什么葡萄糖溶液需要煮沸后冷却煮沸后冷却再加入？再加入？思考讨论：思考讨论：冷却：避免高温杀死酵母菌。冷却：避免高温杀死酵母菌。酵母菌酵母菌实验步骤实验步骤 取取20g20g新鲜新鲜的食用的食用酵母菌酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶，分成两等份，分别放入锥形瓶A A（500mL500mL）和）和锥形瓶锥形瓶B B（500mL500mL）中，分别
6、向瓶中注入）中，分别向瓶中注入240mL240mL质量分数为质量分数为5%5%的的煮沸冷却煮沸冷却后的后的葡萄糖溶液葡萄糖溶液。有氧有氧条件条件 装置连接装置连接 无氧无氧条件条件 装置装置连接连接（2 2）B B瓶为什么要封口放置一段时间，瓶为什么要封口放置一段时间，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？接气泵接气泵A A10%NaOH10%NaOH酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水B B酵母菌培养液酵母菌培养液 澄清石灰水澄清石灰水（1 1）NaOHNaOH的作用是什么？的作用是什么？思考：思考：吸收通入空气吸收通入空气中的中的COCO2 2，排除排除空气空
7、气中中COCO2 2的干扰。的干扰。让酵母菌耗尽瓶内让酵母菌耗尽瓶内O O2 2，造成无氧环境，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸产生确保产物是无氧呼吸产生的。的。怎样控制有氧和无氧条件？怎样控制有氧和无氧条件？2 2、检测检测COCO2 2的的产生产生COCO2 2多少：多少：通通入入澄清的石灰水澄清的石灰水：澄清澄清浑浊浑浊溴溴麝香草酚麝香草酚蓝溶液蓝溶液：蓝蓝绿绿黄黄A A10%10%NaOHNaOH酵母菌酵母菌培养液培养液澄清石澄清石灰水灰水接橡皮球接橡皮球（或气泵）（或气泵）将将B B瓶先反应一瓶先反应一段时间，然后再段时间，然后再连接盛有澄清石连接盛有澄清石灰水的锥形瓶灰水的锥形瓶B
8、 B酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水澄清的石灰水澄清的石灰水浑浊程度浑浊程度溴麝香草酚溴麝香草酚蓝溶液蓝溶液变黄时间变黄时间3 3、检测、检测酒精的产生酒精的产生 橙色的橙色的重铬酸钾重铬酸钾溶液溶液在在酸性酸性条件下条件下与与酒精酒精发生反应：发生反应：橙色橙色 灰灰绿色绿色提示：提示：葡萄糖也能和酸性重铬酸钾反应，故葡萄糖也能和酸性重铬酸钾反应，故检测时检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。在在A A、B B中各取中各取2mL2mL酵母菌酵母菌培养液培养液的滤液，分别注入的滤液，分别注入1 1号号、2 2号干净的号干净的试管中试管中在在1 1号、
9、号、2 2号试管中各滴号试管中各滴加加0.5mL0.5mL溶有溶有0.1g0.1g重铬酸钾重铬酸钾的浓的浓硫酸溶液硫酸溶液并轻轻振荡，观察试管并轻轻振荡，观察试管中溶液中溶液的颜色变化。的颜色变化。方法步骤方法步骤：对比实验对比实验 P92P92 酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。有氧条件有氧条件下，酵母菌细胞呼吸下，酵母菌细胞呼吸产产生大量生大量COCO2 2 无氧条件无氧条件下，酵母菌细胞呼吸下，酵母菌细胞呼吸产生酒精和少量产生酒精和少量COCO2 2设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因设置两个或两个以上的实验组，
10、通过对结果的比较分析，来探究某种因素素对实验对实验对象对象的影响的影响对比试对比试验，也叫相互对照实验。验，也叫相互对照实验。学习前，有氧和无氧两组实验学习前，有氧和无氧两组实验结果均结果均是未知的，都属于实验组。是未知的，都属于实验组。4 4、得出结论、得出结论 P92P92探究酵母菌细胞呼吸的方式的探究酵母菌细胞呼吸的方式的实验实验第一阶段：第一阶段：C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H+少量能量少量能量场所：场所：第二阶段：第二阶段：场所：场所：2C2C3 3H H4 4O O3 3+6H6H2 2O O酶酶6CO6CO2 2 +
11、20H+20H+少量能量少量能量第三阶段：第三阶段：场所：场所：24H24H +6O6O2 2酶酶12H12H2 2O O +大量能量大量能量细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜2 2、过程过程：1 1、场所、场所：细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体（主要）（主要）二、有氧呼吸二、有氧呼吸 P92-93P92-93 NAD+NADH氧化型辅酶氧化型辅酶I INADHNADH（还原型辅酶（还原型辅酶I I）还原氢还原氢H：还原型辅酶还原型辅酶I I3 3、有、有氧呼吸总反应氧呼吸总反应式式 P92P92C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量 酶
12、酶同位素标记法同位素标记法有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，也可利用脂肪等其他能源物质。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，也可利用脂肪等其他能源物质。思考：思考：线粒体线粒体能能直接分解直接分解葡萄糖葡萄糖吗吗？为什么？为什么？不能不能，膜上无葡萄糖载体膜上无葡萄糖载体；线粒体内无分解葡萄糖的酶线粒体内无分解葡萄糖的酶2.2.与燃与燃烧烧迅速迅速释释放能放能量量相比相比，有有氧呼吸氧呼吸是是逐级逐级释释放能放能量量的的，这对这对于生物体于生物体来说具来说具有有什么什么意意义义？（1 1）可以使有机物中的能量逐步地转移到可以使有机物中的能量逐步地转移到ATPATP中；中；（2 2）能量缓慢有序地释放
13、，有利于维持细胞的相对稳定状态。）能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。34%34%32mol32mol1 1.在在细胞内，细胞内，1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解，葡萄糖彻底氧化分解，释放能量释放能量2870kJ2870kJ。其中。其中977.28kJ977.28kJ储储存在存在ATPATP分子中分子中。则。则转化效率为转化效率为 ，这些能量能使，这些能量能使 ADPADP转化转化为为ATPATP。有有氧呼氧呼吸的吸的能量能量利利用用特点特点有氧呼吸释放的能量有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少大部分以热能形式散失，少部分储部分储存存在在ATPATP中。中。思考思考讨论讨
14、论 P93P934 4、有有氧呼氧呼吸吸的的特点特点P93P93（同同有机物有机物在生物在生物体外体外的的燃烧相燃烧相比比）：有氧呼吸过程有氧呼吸过程温和温和 有相当有相当一部分一部分能量能量储存在储存在ATPATP中中 有机物中的能量有机物中的能量经过一系列的化学反应经过一系列的化学反应逐步释放逐步释放5 5、有氧呼吸概念、有氧呼吸概念 P93P93细胞在细胞在_的参与下，通过的参与下，通过_的催化作用，把的催化作用，把_等有机物等有机物_，产生，产生_和和_，释放，释放_,_,生成生成_的过程。的过程。氧氧多种酶多种酶葡萄糖葡萄糖彻底彻底氧化分解氧化分解COCO2 2H H2 2O O能量
15、能量大量大量ATPATPC C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H4 4O O3 3酶酶4H4H能量少量少量ATPATP热能热能能量少量少量ATPATP热能热能6CO6CO2 2酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O6O6O2 2酶酶能量大量大量ATPATP热能热能线粒体基质线粒体基质细胞质基质细胞质基质线粒体内膜线粒体内膜二、有氧呼吸二、有氧呼吸 三、三、无氧呼吸无氧呼吸 P94 P94 2 2、过程过程：第一阶段：第一阶段：C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H+少量能量少量能量场所：场所：第二阶
16、段：第二阶段：场所：场所：2 2C C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H酶酶2C2C2 2H H5 5OH OH+2CO2CO2 22C2C3 3H H4 4O O3 3 +4H+4H酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质1 1、场所、场所：细胞质基质细胞质基质 多数植物、酵母菌、苹果果实多数植物、酵母菌、苹果果实 高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米甜菜块根、玉米胚等胚等3 3、无氧呼吸、无氧呼吸总反应总反应式式 P94P94C C6 6H H1212O O6 6 2C2C2 2H H5 5OHOH
17、+2CO2CO2 2 +少量能量少量能量 酶酶C C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H6 6O O3 3 +少量能量少量能量 酶酶高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米甜菜块根、玉米胚等胚等无氧呼吸的产物不同的无氧呼吸的产物不同的直接原因直接原因在于催化反应的在于催化反应的酶不同，酶不同，根本原因根本原因在于在于控制酶合成的基因不同。控制酶合成的基因不同。多数植物、酵母菌、苹果果实多数植物、酵母菌、苹果果实 酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵，产酒精的叫酒精发酵酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵，产酒精的叫酒精发酵，产生乳酸的
18、叫乳酸发酵。，产生乳酸的叫乳酸发酵。4 4、无、无氧呼吸氧呼吸能量能量去向去向 P94 P94 乳酸乳酸酒精酒精1mol1mol葡萄糖葡萄糖196.65196.65（kJkJ）61.0861.08kJkJATPATP热能热能乳乳酸或酒精酸或酒精未未释放的能量释放的能量存留在存留在 或或 中中释放释放特别注意：特别注意：无氧呼吸无氧呼吸仅第一阶段仅第一阶段释放少量能量释放少量能量 ，生成少量，生成少量ATPATP。5 5、无氧呼吸无氧呼吸概念概念在在没有没有 参与参与的情况下，的情况下，等有机物经过等有机物经过 分解分解，释，释放放 能量能量的过程。的过程。氧气氧气葡萄糖葡萄糖不完全不完全少量少
19、量人体肌细胞无氧呼吸产生的的乳酸，能在人体肌细胞无氧呼吸产生的的乳酸，能在肝脏肝脏中再次转化为葡糖糖。中再次转化为葡糖糖。P94P94细胞质基质细胞质基质细胞无氧呼吸过程示意图细胞无氧呼吸过程示意图细胞膜细胞膜细胞外细胞外细胞内细胞内C C6 6H H1212O O6 6酶酶3 32C2C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)和和2CO2CO2 22 2丙酮酸丙酮酸酶酶1 14H4H少能少能2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)酶酶2 2少量少量ATPATP热能热能细胞呼吸细胞呼吸 P94P94 1 1）定义定义:细胞细胞呼吸是指呼吸是指 在在 内内经过一系列的经过一系列的 分解
20、，分解，生成生成 或或其他产物，释放其他产物，释放 并并生成生成 的的过程过程。有机物有机物细胞细胞氧化氧化二氧化碳二氧化碳能量能量ATPATP细胞呼吸除了能为生物体细胞呼吸除了能为生物体提供能量提供能量，还是，还是生物体生物体代谢的枢纽代谢的枢纽。细胞呼吸产生的细胞呼吸产生的中间产物中间产物丙酮酸丙酮酸，是，是蛋白质、糖类和脂质转化的媒介蛋白质、糖类和脂质转化的媒介，蛋白质蛋白质、糖类和脂质的代谢，都、糖类和脂质的代谢，都可以可以通过细胞呼吸过程联系起来通过细胞呼吸过程联系起来。2 2）意义：）意义：丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸甘油甘油ATPATP是葡萄糖氧化分解的产物。是葡萄糖氧化
21、分解的产物。细胞呼吸是放能反应，释放的能量细胞呼吸是放能反应，释放的能量可以合成可以合成ATPATP。呼吸方式呼吸方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点场所场所条件条件产物产物能量能量ATPATP产生产生阶段阶段相相同同点点联系联系实质实质细胞质基质、细胞质基质、线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质需要需要O O2 2、多种酶、多种酶不需要不需要O O2 2、多种酶、多种酶葡萄糖葡萄糖彻底分解彻底分解为为COCO2 2和和H H2 2O O葡萄糖葡萄糖不彻底分解不彻底分解，形成乳酸，形成乳酸或酒精和或酒精和COCO2 2释放大量能量释放大量能量释放少量能量，大部分能量储存在释放少量能量，
22、大部分能量储存在乳酸或酒精中乳酸或酒精中有氧呼吸的三个阶段均产生有氧呼吸的三个阶段均产生ATPATP仅在第一阶段产生仅在第一阶段产生ATPATP有有氧呼吸与无氧呼吸的比较氧呼吸与无氧呼吸的比较分解有机物，释放能量分解有机物，释放能量第一阶段反应场所和过程完全相同第一阶段反应场所和过程完全相同(1)(1)图中图中A A是是 ，其产生的部位是，其产生的部位是 。(2)(2)反应中，必须在有氧条件下进行的是反应中，必须在有氧条件下进行的是 ，可在人体细胞中进行的是，可在人体细胞中进行的是 。(3)(3)苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中苹果贮藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中 过程
23、；而马铃薯块茎贮藏过程；而马铃薯块茎贮藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中 过程。过程。(序号序号)丙酮酸丙酮酸和还原氢和还原氢细胞质基质细胞质基质四、细四、细胞呼吸原理的胞呼吸原理的应用应用 P95P95 用透气的消毒纱布或用透气的消毒纱布或“创可贴创可贴”等敷料包扎伤口，既敷了药等敷料包扎伤口，既敷了药物，又为伤口创造了疏松物，又为伤口创造了疏松透气透气的环境、的环境、避免厌氧菌的繁殖避免厌氧菌的繁殖，有利有利于伤口的痊愈。于伤口的痊愈。酵母菌酵母菌是兼性厌氧菌是兼性厌氧菌。在。在控制通气控制通气等条件等
24、条件下，酵母菌下，酵母菌有氧有氧呼吸呼吸并大量并大量繁殖繁殖；无氧无氧条条件下则件下则酒精发酵酒精发酵。土壤板结后及时土壤板结后及时松土松土透气透气，可使根细胞充分的可使根细胞充分的有氧呼吸有氧呼吸，有利于根系生长和吸收无有利于根系生长和吸收无机盐机盐。有利于土壤中好氧微有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖生物的生长繁殖，促使其分，促使其分解土壤中的解土壤中的有机物有机物。破伤风芽孢杆菌破伤风芽孢杆菌只进行只进行无氧无氧呼吸呼吸，很适合在较深的伤口，很适合在较深的伤口里生存并大量繁殖。所以，里生存并大量繁殖。所以，皮肤破损较深或被锈钉扎伤皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌容易大量繁殖。后，病菌容易大
25、量繁殖。储藏水果、粮食的仓库，储藏水果、粮食的仓库，往往要通过往往要通过降低温度、降低温度、降降低氧气低氧气含量等含量等措施，来措施，来减减弱弱水果、粮食的水果、粮食的呼吸作用呼吸作用，以延，以延长长保质期。保质期。提倡提倡有氧运动有氧运动：原因之一：原因之一避免肌细胞因避免肌细胞因O O2 2不足不足无氧无氧呼吸呼吸产生大量产生大量乳酸乳酸，积累，积累过多乳酸使肌肉酸痛。过多乳酸使肌肉酸痛。变化特点变化特点细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式有有水水生成生成有酒精或乳酸生成有酒精或乳酸生成酒精量酒精量COCO2 2量量酒精量酒精量COCO2 2量量不消耗不消耗O O2 2，释放，释放COCO2 2五
26、、五、细胞细胞呼吸类型的判断呼吸类型的判断一定存在有氧呼吸一定存在有氧呼吸一定存在无氧呼吸一定存在无氧呼吸只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸 两种呼吸方式同时两种呼吸方式同时进行进行只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸O O2 2吸收量吸收量COCO2 2释放量释放量O O2 2吸收量吸收量COCO2 2释放量释放量O O2 2吸收量吸收量COCO2 2释放量释放量五、细胞五、细胞呼吸类型的判断呼吸类型的判断只进行有氧只进行有氧呼吸呼吸（或同时无氧呼吸生成乳酸）或同时无氧呼吸生成乳酸）两种呼吸方式同时两种呼吸方式同时进行进行 可能存在可能存在脂质类脂质类氧化分解氧化分解有氧呼吸：有氧呼吸：C C6 6H H
27、1212O O6 6O O2 2COCO2 2无氧呼吸：无氧呼吸：C C6 6H H1212O O6 6COCO2 2C C2 2H H5 5OHOH 或或C C6 6H H1212O O6 6C C3 3H H6 6O O3 316612212COCO2 2释放量释放量O O2 2吸收量吸收量4343 COCO2 2释放量释放量O O2 2吸收量吸收量4343 COCO2 2释放量释放量O O2 2吸收量吸收量4343 有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸消耗消耗等量葡萄糖等量葡萄糖时，有氧呼吸与无氧呼吸产生的时，有氧呼吸与无氧呼吸
28、产生的COCO2 2的比例为：的比例为：产生产生等量等量COCO2 2，用于有氧呼吸和无氧呼吸的，用于有氧呼吸和无氧呼吸的葡萄糖葡萄糖比例为：比例为：3 3：1 11 1：3 3液滴液滴移动移动法探究细胞呼吸的方式法探究细胞呼吸的方式(1)(1)探究探究装置装置(2)(2)结果结论结果结论实验结果实验结果结论结论装置装置1 1液滴液滴 装置装置2 2液滴液滴不动不动不动不动不动不动右移右移左移左移右移右移左移左移不动不动左移左移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进行
29、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质种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质误差校正误差校正：若要若要消除物理因素消除物理因素引起的气体引起的气体体积变化体积变化，除减少无关变量的干扰外，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置还应设置对照装置3 3。液滴液滴移动移动法探究细胞呼吸的方式法探究细胞呼吸的方式煮熟的煮熟的种子种子装置装置3 3装置装置3 3与装置与装置2 2相比，不同点是用相比，不同点是用“煮熟的种子煮熟的种子”代替代替“发芽种子发芽种子”，其余
30、均相同。其余均相同。内因内因遗传因素遗传因素是否有线粒体是否有线粒体酶的种类、数量、活性酶的种类、数量、活性器官种类器官种类生长时期等生长时期等影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素外因外因环境因素环境因素O O2 2浓度浓度温度温度 C CO O2 2浓度浓度水水六、影响六、影响细胞呼吸的外部因素细胞呼吸的外部因素1 1.O.O2 2浓度浓度 (1)(1)影响原理影响原理：(2)(2)曲线分析：曲线分析：O O2 2浓度低时，浓度低时，无氧呼吸无氧呼吸占优势。占优势。随随O O2 2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸有氧呼吸不断加强。不断加强。当当O O2 2
31、浓度达到一定值后，随浓度达到一定值后，随O O2 2浓度增大，有氧呼吸不再加强浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶受呼吸酶数量等因素的影响数量等因素的影响)。O O2 2是有氧呼吸所必需的，且是有氧呼吸所必需的，且O O2 2对无氧呼吸过程有抑制作用。对无氧呼吸过程有抑制作用。Q Q点：点：P P点：点：QPQP段段(不包含不包含Q Q、P P点点)：R R点：点：(2 2)O)O2 2浓度为浓度为C C时，若时，若AB=BCAB=BC，有氧呼吸速率，有氧呼吸速率=无氧呼吸速率，无氧呼吸速率，则此时有氧呼吸则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量为无氧呼吸消耗葡萄糖量的消耗的葡萄糖量为无氧呼吸消耗葡萄糖量
32、的 。不耗不耗O O2 2，产生，产生COCO2 2只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸；耗耗O O2 2量产生量产生COCO2 2量量只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸；产生产生COCO2 2量耗量耗O O2 2量量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；产生产生COCO2 2最少最少细胞细胞呼吸最弱点呼吸最弱点。在保存蔬菜、水果时。在保存蔬菜、水果时,应选择应选择R R点对应的点对应的O O2 2浓浓度度,因为此时总因为此时总COCO2 2释放量最少释放量最少,有机物的损耗最少。有机物的损耗最少。1/31/31 1.O.O2 2浓度浓度 (1)(1)图中几个点表示的生物学意义图中几个点表
33、示的生物学意义 柱形图柱形图分析：分析：a a点点：b b点点：c c点点：只有只有COCO2 2释放量，无释放量，无O O2 2吸收量，说明吸收量，说明只进行产生酒精的无氧呼吸只进行产生酒精的无氧呼吸O O2 2吸收量吸收量3 3，COCO2 2释放量释放量8 8，有氧有氧和和无氧同时进行无氧同时进行，有有氧呼吸消耗葡氧呼吸消耗葡萄糖萄糖0.50.5，无氧呼吸无氧呼吸消耗葡萄糖消耗葡萄糖2.52.5O O2 2吸收量等于吸收量等于COCO2 2释放量，说明释放量，说明只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸O O2 2吸收量吸收量4 4，COCO2 2释放量释放量6 6，有氧和无氧同时进行，有氧呼吸消耗
34、葡萄糖，有氧和无氧同时进行，有氧呼吸消耗葡萄糖 2/32/3，无氧呼吸消耗葡萄糖，无氧呼吸消耗葡萄糖1 1d d点：点：1.1.甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官COCO2 2释放量和释放量和O O2 2吸收量的变化。吸收量的变化。相关叙述不正确的是（相关叙述不正确的是（）A.A.甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为a a时的情况对应于乙图中的时的情况对应于乙图中的A A点点B.B.甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为b b时的情况对应于乙图中的时的情况对应于乙图中的CDCD段段C.C.甲图的甲图的a a、b b、c c、d d中中c c对应的氧浓度最适合贮藏植物器官对应的氧
35、浓度最适合贮藏植物器官D.D.甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为d d时没有酒精产生时没有酒精产生B甲图中氧浓度为甲图中氧浓度为b b时，时，COCO2 2的释放量远远大于氧气的吸收量，说明细胞既进行的释放量远远大于氧气的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中的有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中的ACAC段段 2 2.温度温度 (1)(1)影响原理：温度通过影响影响原理：温度通过影响酶的活性酶的活性，影响细胞呼吸速率。，影响细胞呼吸速率。(2)(2)曲线分析曲线分析：(3)(3)实际应用实际应用：最适温度时，细胞呼吸最适温度时，细胞呼吸最强最
36、强；超过；超过最适温度最适温度，呼吸酶活性降低，甚至呼吸酶活性降低，甚至变性失活，变性失活，细胞细胞呼吸受抑制；低于呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，最适温度酶活性下降，细胞细胞呼吸受呼吸受抑制。抑制。水果、蔬菜等放入冰箱中水果、蔬菜等放入冰箱中(应选取应选取零上低温零上低温)，可延长保鲜时间。，可延长保鲜时间。大棚增大昼夜大棚增大昼夜温差：夜间温差：夜间适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物适当降低温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜的产量。的消耗，提高蔬菜的产量。3 3.C CO O2 2浓度浓度 (1)(1)影响原理：影响原理：COCO2 2是细胞呼吸的最终产物，积累过多
37、会抑制细胞呼吸是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。的进行。(2)(2)曲线分析：曲线分析：(3)(3)实际应用：实际应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加在蔬菜和水果保鲜中，增加COCO2 2浓度浓度(或充入或充入N N2 2)可抑制细胞呼吸，可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。如地窖中减少有机物的消耗。如地窖中COCO2 2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。浓度高，有利于蔬菜水果的储存。4 4.水水(1)(1)影响原理：影响原理：水既是有氧呼吸反应物，又是反应的介质。水既是有氧呼吸反应物，又是反应的介质。在一定范围内自由水含量越多，代谢越旺盛，呼吸作用越强。在一定范围内自由水含量越多，代谢
38、越旺盛，呼吸作用越强。(2 2)实际应用：实际应用：抑制细胞呼吸抑制细胞呼吸晒干的种子含水量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。晒干的种子含水量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。促进细胞呼吸促进细胞呼吸浸泡种子，含水量增加，有利于种子的萌发。浸泡种子，含水量增加，有利于种子的萌发。种子储存：低氧种子储存：低氧+零上低温零上低温+干燥干燥蔬菜、水果储存：低氧蔬菜、水果储存：低氧+零上低温零上低温+适宜湿度适宜湿度二、拓展二、拓展应用应用 P96 P961 1、松土松土透气透气可以使根细胞进行充分的可以使根细胞进行充分的有氧呼吸有氧呼吸，从而，从而有利于根系的生有利于根系的生长和对无机盐的吸收长和对
39、无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的，促进作物生长，吸收更多的COCO2 2，缓解全球气球变，缓解全球气球变暖现象；暖现象；增强根系的水土保持能力增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长好氧微生物的生长繁殖繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的COCO2 2，也有可能导致局部大气也有可能导致局部大气COCO2 2浓度上升。松土不当，可能伤害植物根系；要浓度上升。松土
40、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。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 2.有有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，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。体内骨骼肌细胞保继而推测，地球早期的单细胞
41、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。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。种子种子萌发萌发相关物质和生理过程的变化相关物质和生理过程的变化 1.1.萌发的条件萌发的条件(1)(1)外部因素外部因素适宜的适宜的温度、水分和充足的氧气温度、水分和充足的氧气等。等。(
42、2)(2)内部因素内部因素具有具有活性的胚活性的胚。2.2.物质变化物质变化(1)(1)水分的变化水分的变化种子吸水使自由水增多，代谢增强。种子吸水使自由水增多，代谢增强。阶段阶段1 1：种子吸涨吸水；：种子吸涨吸水；阶段阶段2 2：吸涨吸水饱和（受种皮限制）；：吸涨吸水饱和（受种皮限制）；阶段阶段3 3：胚根突破种皮，胚根大量吸水：胚根突破种皮，胚根大量吸水(渗透吸水渗透吸水)2.2.物质变化物质变化(1)(1)水分的变化水分的变化种子吸水使自由水增多，代谢增强。种子吸水使自由水增多，代谢增强。(2)(2)有机物的变化有机物的变化a a有机物的有机物的种类：种类：增加增加，因为细胞呼吸会产生
43、许多中间产物。，因为细胞呼吸会产生许多中间产物。b b有机物的有机物的质量：质量：一般情况下，有机物的变化应该是一般情况下，有机物的变化应该是先减少后增大先减少后增大，真叶长出之前由于，真叶长出之前由于呼吸作用要消耗大量有机物，而此时无法进行光合作用，所以只有有机物的消耗；在呼吸作用要消耗大量有机物，而此时无法进行光合作用，所以只有有机物的消耗；在萌发长出真叶之后，由于可以利用叶绿体进行光合作用制造有机物，光合作用逐渐大萌发长出真叶之后，由于可以利用叶绿体进行光合作用制造有机物，光合作用逐渐大于细胞呼吸，因此有机物的量会逐渐上升。于细胞呼吸，因此有机物的量会逐渐上升。注意：注意：但也有萌发初期
44、有机物增加的情况，那就是油菜种子的萌发。但也有萌发初期有机物增加的情况，那就是油菜种子的萌发。种子种子萌发萌发相关物质和生理过程的变化相关物质和生理过程的变化 3.3.细胞呼吸的变化细胞呼吸的变化 (1)(1)在第在第阶段，种子由于阶段，种子由于吸胀吸水，呼吸速率上升吸胀吸水，呼吸速率上升，COCO2 2释放释放OO2 2吸收，吸收，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。(2)(2)在第在第阶段，种子呼吸作用阶段，种子呼吸作用COCO2 2的产生量要比的产生量要比O O2 2的的消耗量大得多，说明此期间消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。主要进行无氧呼吸。(3)(3)在
45、胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O O2 2的的吸收量吸收量，呼吸速率上升呼吸速率上升，种子以，种子以有氧呼吸为主有氧呼吸为主，COCO2 2释放释放O O2 2吸收量，吸收量，糖类、脂肪参与氧化分解。糖类、脂肪参与氧化分解。种子种子萌发萌发相关物质和生理过程的变化相关物质和生理过程的变化 水解水解 vsvs 氧化分解氧化分解多糖多糖二糖二糖葡萄糖葡萄糖初步水解初步水解彻底水解彻底水解蛋白质蛋白质多肽多肽氨基酸氨基酸核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸基团磷酸基团五碳糖五碳糖含含N N碱基碱基脂肪（甘油三酯）脂肪（甘油三酯）脂肪酸脂肪酸+甘油甘油肽酶肽酶蛋白酶蛋白
46、酶核苷酸酶核苷酸酶DNADNA酶酶/RNA/RNA酶酶脂肪酶脂肪酶淀粉淀粉麦芽糖麦芽糖葡萄糖葡萄糖麦芽糖酶麦芽糖酶淀粉酶淀粉酶纤维素纤维素纤维二糖纤维二糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶C1C1酶、酶、CxCx酶酶水解水解较大分子较大分子较小分子较小分子氧化分解氧化分解糖类糖类 脂肪脂肪彻底氧化分解彻底氧化分解COCO2 2+H+H2 2O O+能量能量蛋白质蛋白质彻底氧化分解彻底氧化分解COCO2 2+H+H2 2O+O+尿素尿素+能量能量C H O NC H O NC H OC H O(消化）消化）有机物有机物 COCO2 2+其他产物其他产物+能量能量含含P P有机物有机物彻底氧化分解彻底氧化分解COCO2 2+H+H2 2O+O+磷酸盐磷酸盐+能量能量C H PC H P(代谢利用）代谢利用）
