1、第2课时无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用学习导航1.概述无氧呼吸的过程，并列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。2.联系日常生活中的实例，了解细胞呼吸原理的应用。重难点击有氧呼吸和无氧呼吸的异同。课堂导入方式一：马拉松运动全程距离26英里385码，合42.195公里，这是一项考验运动员意志品质的运动，运动员在比赛中会产生强烈的肌肉酸疼的感觉；被水淹的农作物会出现烂根现象，最终导致植物死亡。这些情景都与细胞的无氧呼吸有关。无氧呼吸和有氧呼吸有什么不同？怎样利用细胞呼吸的原理来解决生产生活中的实际问题呢？方式二：收获的农作物要进行较长时间的保存，什么条件下保存最合适呢？这就要用到细胞呼吸的原理。一、无氧呼
2、吸1条件：无氧条件下。2场所：细胞质基质。3过程：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不同酶的催化作用下分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。4类型(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量。(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量。5概念(1)无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。(2)酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵，因产物不同分别称为酒精发酵和乳酸发酵。合作探究11 mol葡萄糖分解成乳酸时，只释放出196.65 kJ的能量，其中有61.08 kJ
3、的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失。那么，1 mol葡萄糖通过乳酸发酵可形成多少mol的ATP？其能量转换效率是多少？答案可形成2 mol的ATP，其能量转换效率是31.06%。2无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？答案无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，还有很大一部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸和酒精中。3剧烈运动过后的肌肉酸疼是怎样造成的？答案剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸。1有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是()都在线粒体中进行都需要酶都需要氧都产生ATP都经过生成丙酮酸的过程A B C D答案D解析生物体内的化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一
4、阶段都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。一题多变判断正误：(1)哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸()(2)长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物()(3)马铃薯块茎进行无氧呼吸能产生乳酸()答案(1)(2)(3)二、细胞呼吸原理的应用1影响细胞呼吸的因素(1)温度、pH：通过影响酶的活性影响细胞呼吸的速率。(2)氧气浓度氧气是有氧呼吸必需的，在一定范围内，氧气浓度的增加有利于有氧呼吸。无氧呼吸不需要氧气，氧气抑制无氧呼吸。(3)二氧化碳二氧化碳浓度增加，细胞呼吸的速率下降。2细胞呼吸原理的应用(1)包
5、扎伤口时，要选用透气的消毒纱布或者创可贴。(2)控制通气情况，发酵生产各种酒、醋、味精等产品。(3)作物栽培时，要及时疏松土壤等。(4)提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。合作探究1下表是某植物器官(无氧呼吸产生酒精和二氧化碳)随氧气浓度变化无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化，据表分析：氧气浓度(%)02.557.51012.5无氧呼吸放出的CO2量1073100有氧呼吸放出的CO2量0236810总CO2释放量10967810(1)氧气浓度对有氧呼吸和无氧呼吸有什么影响？答案氧气对有氧呼吸有促进作用，对无氧呼吸有抑制作用。(2)O2浓度为零时、在2.5%10%之间时、在1
6、0%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？答案O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度在2.5%10%时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。(3)O2浓度为5%时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？答案不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O66CO2；无氧呼吸时，1C6H12O62CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是13。2酵母菌是兼性厌氧型微生物，利用酵母菌酿酒时，如何控制发酵罐的通气情况才能获得最高的产量？答案早期通气促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖
7、；后期密封发酵罐促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精。2如图表示某植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答下面的问题：(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是_。(2)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。(3)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比_(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_倍。(4)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是_。你认为氧浓度应调节到_点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输。答案(1)氧气浓度增加，无氧呼吸受抑
8、制，而有氧呼吸很弱(2)如图(点线)所示(所绘曲线应能表现下降趋势，并经过Q、B以及P点在x轴上的投影点)(3)一样多(4)降低呼吸强度，减少有机物的消耗R解析Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸，B点有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等，R点释放的CO2量最少，此时有利于蔬菜运输。一题多变以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述不正确的是()A甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点B甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段C甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的氧浓度D甲图中氧浓度为d时没有酒精产生答案B解析甲图中氧浓度为a时，细胞
9、只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A项正确；甲图中氧浓度为b时，CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明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AC段之间，B项错误；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(图甲中的c点)的氧浓度，故C项正确；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D项正确。1水稻种子萌发时，如果长时间缺氧，就会引起烂芽，主要是由于()A能量不足 B酒精中毒C乳酸中毒 DCO2中毒答案B解析水稻种子萌发时，如果长时间缺氧，进行无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，不产生乳酸，酒精
10、含量过多对细胞有毒害作用，引起烂芽。2比较动物的有氧呼吸和无氧呼吸，下列叙述最恰当的是()A糖类是有氧呼吸的主要能源物质，但不是无氧呼吸的主要能源物质B有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生还原性氢C有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量D有氧呼吸和无氧呼吸的终产物中都有水答案B解析细胞呼吸无论是有氧呼吸还是无氧呼吸都是逐步释放能量，无氧呼吸的终产物中没有水。3食品保鲜必须保持食品的质鲜、色鲜，保持原有的风味。目前，人们常采用保鲜膜来保存食品，其原理是()A膜内食品与空气隔绝，阻止呼吸作用，有机物不再分解B使用保鲜膜可降低蔬菜、水果的呼吸作用，减少有机物的分解C保鲜膜具有杀菌作用，使蔬菜、水果不
11、会腐烂D上述说法都对答案B4不同种类的生物在不同的条件下呼吸作用的方式不同。下列对生物细胞呼吸作用方式的判断错误的是()A若只释放CO2，不消耗O2，则细胞只进行无氧呼吸B若CO2的释放量多于O2的吸收量，则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸C若CO2的释放量等于O2的吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D若既不吸收O2也不释放CO2，则说明该细胞已经死亡答案D解析对于动物细胞或乳酸菌，无氧呼吸的产物为乳酸，此时细胞既不吸收O2也不释放CO2。5生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，请据图回答下列问题：(1)反应中，可在人体细胞中进行的是_。(2)粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大的现象，这是因为_
12、。(3)在微生物体内丙酮酸可以转化为酮戊二酸，该酸在酶的催化下可以转化为谷氨酸，当谷氨酸增多并与酶结合时，可导致谷氨酸合成减少，其原因是_。答案(1)(2)呼吸作用产生了水(3)酶的活性受到抑制解析(1)根据图示信息分析：是呼吸作用的第一阶段，在细胞质基质中进行；是有氧呼吸的第二阶段和第三阶段，在线粒体内完成；是无氧呼吸中的酒精发酵，在人体细胞中没有此反应发生；是无氧呼吸中产生乳酸的过程，在细胞质基质中进行，当人体剧烈运动时，在局部细胞中会发生此反应，以满足人体细胞对能量的需求。所以可在人体细胞内进行的是、和。(2)粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，这是由于呼吸作用过程中有水的产生。
13、(3)代谢过程中产生的物质与酶结合，使酶的结构发生变化，抑制酶的活性，所以导致谷氨酸合成减少。基础过关1在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生酒精，此过程中不生成()AATP BCO2C丙酮酸 D乳酸答案D解析酵母菌的无氧呼吸不产生乳酸。2陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为()产生的酒精对细胞有毒害作用产生的乳酸对细胞有毒害作用没有专门的无氧呼吸结构产生的能量太少A BC D答案B解析长期进行无氧呼吸，一是产生的能量太少，二是产生的酒精对细胞有毒害作用。3某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是()A滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果B试管中加水的主要目的是
14、制造无氧环境C若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降D被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中答案D解析酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，此过程受温度影响，试管中加水是为了创造无氧环境，A、B、C正确。被分解的葡萄糖中的能量一部分转移到ATP中，一部分以热能的形式散失，还有一些存留在酒精中，D错。4马铃薯块茎进行无氧呼吸时只能释放少量能量，其他能量()A储藏在葡萄糖中 B存留于酒精中C存留于乳酸中 D以热能形式散失答案C解析与有氧呼吸相比，无氧呼吸过程释放的能量少，因为无氧呼吸过程中，有机物分解不彻底，大部分能量还存留在呼吸产物中；马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸。5人体有氧
15、呼吸和无氧呼吸的相同之处是()都有葡萄糖分解成丙酮酸的阶段所需的酶基本相同都是氧化分解有机物，释放能量的过程都产生CO2都产生了HA BC D答案A解析人体细胞无氧呼吸中乳酸发酵不产生CO2，故错，无氧呼吸和有氧呼吸所用的酶不同，因为是不同的反应，故错。6蔬菜和水果长时间贮藏、保鲜所需要的条件应为()A低温、干燥、低氧B低温、湿度适中、低氧C高温、干燥、高氧D高温、湿度适中、高氧答案B解析蔬菜和水果贮藏过程中，应创造条件尽量降低呼吸作用强度，以减少有机物的消耗，而低温和低氧的条件下呼吸作用强度较弱；保持一定的湿度是为了减少其水分散失，起到保鲜作用。7制作泡菜、酸菜时，所用菜坛子必须密封，其原因
16、是()A防止水分蒸发B防止菜叶萎蔫C防止产生的乳酸挥发D乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制答案D解析乳酸菌是厌氧菌，氧气会抑制其无氧呼吸。8有多瓶(条件一致)酵母菌、葡萄糖悬液，分别通入不同浓度的O2时，其产生的酒精和CO2的量如图所示。据图可以得出的结论是()A氧浓度为a时，酵母菌只进行无氧呼吸B当氧浓度为c时，2/5的葡萄糖用于酒精发酵C当氧浓度为d时，酵母菌细胞内有ATP积累D不同氧浓度下，细胞中ATP的生成速率相同答案A解析氧浓度为a时，酵母菌呼吸产生二氧化碳的量等于酒精产生量，故酵母菌细胞只进行无氧呼吸，A正确；氧气浓度为c时，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳的量均为6，有氧呼吸产生二氧化碳的量
17、为1569，故无氧呼吸消耗葡萄糖的量为6/23，有氧呼吸消耗葡萄糖的量为9/61.5，用于酒精发酵的葡萄糖的量占3/4.52/3，B错误；氧浓度为d时，酵母菌细胞不产生酒精，说明酵母菌细胞只进行有氧呼吸，ATP含量较低，可保持动态平衡，不会大量积累，C错误；不同氧气浓度下，细胞呼吸类型及细胞呼吸强度不同，故细胞中ATP的生成速率不同，D错误。9关于真核细胞呼吸的说法，正确的是()A无氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应B水果贮藏在完全无氧的环境中，可将损失减小到最低程度C无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中D有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中答案D解析无氧呼
18、吸是在缺氧环境中有机物氧化分解的过程，无氧呼吸第一阶段葡萄糖的脱氢过程就是有机物被氧化分解的过程；水果的贮藏需要的环境是低温、低氧和低湿环境，低温、低氧是为了抑制无氧呼吸和有氧呼吸，减少有机物的消耗；若贮藏在完全无氧的环境中，无氧呼吸将会加强，产生大量酒精，既大量消耗了有机物，又增加了水果中酒精的含量，降低了水果的品质和质量；无氧呼吸的酶存在于细胞质基质中，有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质中。10按下表设计进行实验，分组后，在相同且适宜条件下培养810小时，并对实验结果进行分析。实验材料取样处理分组培养液供氧情况适宜浓度酵母菌液50 mL破碎细胞(细胞不完整)甲25 mL7
19、5 mL无氧乙25 mL75 mL通氧50 mL未处理丙25 mL75 mL无氧丁25 mL75 mL通氧下列叙述正确的是()A甲组不产生CO2而乙组产生B甲组的乙醇产量与丙组相同C丁组能量转换率与丙组相同D丁组的氧气消耗量大于乙组答案D解析酵母菌在有氧的条件下能将葡萄糖分解成CO2和水，无氧的条件下将葡萄糖分解成CO2和乙醇。依题意知，甲组、丙组进行无氧呼吸，乙组、丁组进行有氧呼吸。甲、乙两组都产生CO2；由于甲组细胞不完整，甲组的乙醇产量较丙组少；丁组能量转换率较丙组高；丁组的氧气消耗量大于乙组。能力提升11(2015安徽卷，29)科研人员探究了不同温度(25 和0.5 )条件下密闭容器内
20、蓝莓果实的CO2生成速率的变化，结果见图1和图2。(1)由图可知，与25 相比，0.5 条件下果实的CO2生成速率较低，主要原因是_；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的_浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸。该实验还可以通过检测_浓度的变化来计算呼吸速率。(2)某同学拟验证上述实验结果，设计如下方案：称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。将甲、乙瓶分别置于25 和0.5 条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。记录实验数据并计算CO2生成速率。为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案(不考虑温度因素)。a_；b_。答案(1) 低温降低了
21、细胞呼吸相关酶的活性CO2O2 (2) a选取的果实成熟度应一致b每个温度条件下至少有3个平行重复实验解析(1)由图可知，与25 相比，0.5 条件下的CO2生成速率较低，主要原因是温度较低，导致酶的活性较低，呼吸速率较慢，所以其主要原因是：低温降低了细胞呼吸相关酶活性；随着果实储存时间的增加，密闭容器内的CO2浓度越来越高，抑制了果实的细胞呼吸，该实验还可以通过检测O2浓度变化来计算呼吸速率。(2)根据单一变量原则，控制唯一变量而排除其他无关变量的干扰从而验证唯一变量的作用，所以，选取的果实成熟度也应一致；根据可重复性原则，同一处理在实验中出现的次数称为重复。重复的作用有二，一是降低实验误差
22、，扩大实验的代表性；二是估计实验误差的大小，判断实验可靠程度，所以，每个温度条件下至少有3个平行重复实验。12下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的CO2的释放量与O2吸收量的变化，请据图解答以下问题：(1)O点时，该器官的呼吸作用类型是_。(2)在O2浓度为b%以下时(不包括O点)，该器官的呼吸类型是_，原因是_。(3)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在Q点重合，该器官的呼吸类型是_，原因是_。(4)由该曲线提示的原理，我们在进行水果和种子贮藏时，应该取O2浓度值为_，理由是_。答案(1)无氧呼吸(2)无氧呼吸与有氧呼吸CO2的释放量大于O2的吸收量(3)有氧呼吸O2的吸收量与CO2
23、的释放量相等(4)P点对应的O2浓度果实和种子通过呼吸作用消耗的有机物最少解析在无氧的条件下(O点)，植物体只能进行无氧呼吸，且产物是酒精和CO2。Q点因产生的CO2量和吸收的O2量相等，联系有氧呼吸的知识可知Q点处进行的是有氧呼吸。P点处机体的无氧呼吸及有氧呼吸均较弱，分解有机物相对较少，有利于果实和种子的贮藏。13为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入AF试管中，加入不同的物质，进行了如下实验(见下表)。试管编号加入的物质细胞质基质线粒体酵母菌ABCDEF葡萄糖丙酮酸氧气注：“”表示加入了适量的相关物质，“”表示未加入相关物质。(1
24、)会产生CO2和H2O的试管有_，会产生酒精的试管有_，根据试管_的实验结果可判断出酵母菌进行无氧呼吸的场所(均填试管编号)。(2)有氧呼吸产生的H，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在_的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解_(填“能”或“不能”)继续进行。答案(1)C、EB、FB、D、F(2)线粒体内膜能解析酵母菌是兼性厌氧型微生物，有氧条件下进行有氧呼吸，无氧条件下进行无氧呼吸。(1)A试管中有氧气但无线粒体，不能进行有氧呼吸，氧气的存在也抑制了细胞质基质中无
25、氧呼吸酶发挥作用，导致无氧呼吸也不能进行；B试管中无氧气，可进行无氧呼吸，能够产生酒精和CO2；C试管中丙酮酸进入线粒体被分解生成CO2，同时产生的H在线粒体内膜上与氧气结合生成水；D试管中加入葡萄糖，而葡萄糖不能进入线粒体，呼吸作用不能进行；E试管中加入葡萄糖和氧气，能进行完整的有氧呼吸过程；F试管中只加葡萄糖，能进行无氧呼吸过程。(2)有氧呼吸产生的H在线粒体内膜上经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时形成大量的ATP。2,4二硝基苯酚(DNP)对该氧化过程没有影响，使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，表明DNP使分布在线粒体内膜的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧
26、化分解能继续进行，不能生成ATP。走进高考14(2015全国卷，1)将三组生理状态相同的某植物幼根分别培养在含有相同培养液的密闭培养瓶中，一段时间后，测定根吸收某一矿质元素离子的量。培养条件及实验结果见下表：培养瓶中气体温度()离子相对吸收量(%)空气17100氮气1710空气328下列分析正确的是()A有氧条件有利于该植物幼根对该离子的吸收B该植物幼根对该离子的吸收与温度的变化无关C氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子不消耗ATPD与空气相比，氮气环境有利于该植物幼根对该离子的吸收答案A解析17 条件下氮气(缺氧)环境中该植物幼根对离子的吸收量比氧气条件下低，说明幼根吸收离子需要消耗ATP，与
27、空气环境相比不利于该植物幼根对离子的吸收，A正确，D错误；氮气环境中该植物幼根细胞吸收该离子仍需消耗ATP，C错误；空气中培养，温度为17 时，离子吸收量明显高于3 ，可知该植物幼根对离子吸收与温度有关，B错误。15(2013新课标全国卷，3)下列与微生物呼吸有关的叙述，错误的是()A肺炎双球菌无线粒体，但能进行有氧呼吸B与细菌呼吸有关的酶由拟核中的基因编码C破伤风芽孢杆菌适宜生活在有氧的环境中D有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用产物不同答案C解析肺炎双球菌是好氧细菌，为原核生物，无线粒体，可是有与有氧呼吸有关的酶，所以可以进行有氧呼吸，A正确；细菌主要的生命活动都由拟核控制，B正确；破伤风芽孢杆菌为厌氧细菌，适宜生活在无氧环境中，C错误；酵母菌既能进行有氧呼吸产生CO2和H2O，又能进行无氧呼吸产生酒精和CO2，D正确。
