1、第三节细胞呼吸学 习 目 标核 心 素 养1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2.探究酵母菌的呼吸方式。1.阐明细胞呼吸过程中贯穿着物质和能量的变化，领悟物质与能量观。2.通过列表格，画图示的方法比较分析有氧呼吸的三个阶段及有氧呼吸和无氧呼吸的区别。3.依据教材方案，实施“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的实验，记录实验数据，并分析交流。一、细胞呼吸产生能量和有氧呼吸1细胞呼吸(1)概念(2)特点：条件温和，能量逐步释放。(3)方式(4)本质：氧化分解有机物释放能量的过程。2有氧呼吸(1)条件：氧气、多种酶。(2)过程(3)有氧呼吸的主要场所为线粒体。(4)
2、有氧呼吸的总反应式为C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。(5)能量释放：细胞有氧呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，一部分以热能的形式散失掉。(6)意义：有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径。二、无氧呼吸和细胞呼吸原理的应用1无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。(2)条件：无氧或缺氧、有酶的催化。(3)反应物：葡萄糖等有机物。(4)产物：C2H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸)，同时释放较少能量。(5)反应式(以葡萄糖为底物)C6H12O62C2H5OH2CO2能量(少量)C6H12O62C3H6O3能量(少量)(6)意义：在缺氧的环境条件下为生物供
3、能。2影响酵母菌无氧呼吸的因素(1)实验目的：说明影响细胞无氧呼吸的因素。(2)实验原理：酵母菌进行无氧呼吸的产物有CO2，通过CO2与澄清石灰水的反应速度来探讨O2的浓度、温度等因素对酵母菌无氧呼吸的影响。(3)实验步骤阅读实验背景材料，得出结论：酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，两种呼吸的产物中都有CO2。分小组讨论，提出O2的浓度、温度可能会对酵母菌的无氧呼吸产生的影响。分组设计实验，实验设计要注意：实验装置要符合科学性；观察记录表格要合理。3细胞呼吸原理的应用(1)农业生产上原理：适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。实例：水稻生产中适时露田和晒田。(2)粮食储藏上原理：降低
4、温度和保持干燥，抑制细胞呼吸以延长保存期限。实例：稻谷等种子的含水量不能过高，以防过强的细胞呼吸释放的热量和水导致种子霉变。(3)果蔬储藏上原理：降低氧气浓度或温度，抑制呼吸酶活性以减少含水量的消耗。实例：在01 条件下储藏苹果、柑橘等果实。1生物体一切生命活动所消耗的ATP均由细胞呼吸提供。()2生物体内的细胞呼吸其能量是逐步释放的，这与有机燃料的燃烧有所不同。()3细胞呼吸释放的能量全部以热能形式散失。()4无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP。()5与无氧呼吸相比，有氧呼吸的特点是分解有机物不彻底。()6稻田需要定期排水，否则水稻幼苗因缺氧生成乳酸而变黑、腐烂。()答案1.提示：光合作用暗反
5、应所消耗的ATP来自光反应。23提示：细胞呼吸释放的能量除以热能散失外还有一部分储存在ATP中。4提示：无氧呼吸只有第一阶段产生ATP。5提示：有氧呼吸将有机物彻底分解。6提示：水稻幼苗缺氧生成酒精。有氧呼吸讲解归纳1比较燃烧和细胞呼吸比较项目细胞呼吸体外燃烧相同反应式有机物氧气二氧化碳水能量实质氧化分解有机物释放能量不同条件酶的催化点燃释放能量特点逐步释放快速连续释放发光发热现象没有剧烈的发热、发光现象有剧烈的发热、发光现象2.有氧呼吸的主要场所线粒体线粒体具有双层膜，3内膜向内腔折叠形成2嵴，大大增加膜的面积，线粒体内充满了液态的4基质，线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。3
6、有氧呼吸三个阶段比较(以葡萄糖作底物为例)阶段具体过程发生场所与氧的关系第一阶段C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)4H少量能量细胞质基质无关第二阶段2C3H4O36H2O6CO220H少量能量线粒体基质无关第三阶段24H6O212H2O大量能量线粒体内膜必须有氧巧学好记：有氧呼吸中物质的来源及去向分析(1)H产生的阶段：第一、二阶段；被氧化的阶段：第三阶段。(2)葡萄糖的利用：第一阶段。(3)水利用：第二阶段；形成：第三阶段。(4)O2的利用：第三阶段。(5)CO2的产生：第二阶段。1下图是有氧呼吸过程的示意图，表示反应阶段。下列叙述正确的是()A葡萄糖中的大部分能量在阶段释放B阶段所需的
7、酶均分布于线粒体基质中C阶段的进程需要酶的参与D阶段为阶段的顺利进行直接供能C有氧呼吸分为三个阶段，根据有氧呼吸的过程可知，图中分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段。第一、二阶段释放少量能量，形成少量ATP，第三阶段释放大量能量，形成大量ATP，A选项错误。阶段为有氧呼吸第二阶段，此阶段所需要的酶大部分在线粒体基质中，也有少量的酶存在于线粒体的嵴上，B选项错误。阶段为电子传递链，此过程需要酶的参与，参与此过程的酶镶嵌在线粒体内膜上，C选项正确。阶段为放能的过程，不需要阶段提供能量，D选项错误。2如图表示有氧呼吸过程。下列有关说法正确的是()A中数值最大的是B代表的物质名称是氧气C产生的场所是线粒
8、体DCO2中的氧都来自葡萄糖A图中分别表示有氧呼吸第一、二、三阶段产生的能量，第三阶段产生的能量最多，A项正确。丙酮酸在水的参与下彻底分解为CO2和H，图中表示水，故B项错。产生的场所是细胞质基质，而产生的场所是线粒体基质，故C项错。CO2中的氧一部分来自葡萄糖，一部分来自水，故D项错。无氧呼吸及影响细胞呼吸的因素问题探究1苹果储藏久了，会闻到酒精的气味；而马铃薯块茎储藏久了，却闻不到酒精的气味。请分析这是为什么？出现以上现象的根本原因是什么？提示：苹果进行无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，而马铃薯进行无氧呼吸的产物是乳酸。无氧呼吸产物的不同与细胞内的酶有关，出现以上现象的根本原因是细胞内遗传物
9、质不同，一种细胞的无氧呼吸产物只能对应一种情况：酒精和二氧化碳，或者乳酸。2包扎伤口为什么要使用透气纱布或“创可贴”呢？提示：增加通气量，防止厌氧病原体的繁殖。讲解归纳1无氧呼吸(1)过程(见下表)项目反应过程场所第一阶段C6H12O62C3H4O34H少量能量细胞质基质第二阶段细胞质基质总反应式C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量或C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量无氧呼吸有以下几个特点：细胞的无氧呼吸是在缺氧的条件下进行的，以适应不利的环境条件。细胞的无氧呼吸过程中，把有机物不彻底氧化分解，形成不彻底氧化产物。所谓不彻底氧化产物，是指有机物经过无氧呼吸分解后，仍然
10、是一些小分子有机物，如酒精、乳酸等。释放能量少。因为这个过程没有氧气参与，只依靠细胞内的酶来分解有机物，形成的不彻底的氧化产物中仍储存着大量能量，所以无氧呼吸过程释放的能量很少。(2)意义高等植物在水淹等情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧的环境。人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供应能量。2影响细胞呼吸的内部因素(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。(3)同一植物
11、的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。3影响细胞呼吸的外界因素(1)温度甲通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。如图甲所示。 生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。(2)O2浓度乙对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。如图乙所示。对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。如图丙所示。丙绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌
12、的呼吸速率受氧气浓度的影响。如图丁所示。丁(3)CO2和含水量除了温度、氧气外，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响呼吸作用，在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增大。1细胞内糖分解代谢过程如下图所示，其中在细胞质基质中发生的是()ABCDC图中为有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，为有氧呼吸二、三阶段，分别为两种无氧呼吸的第二阶段。有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一、二阶段发生在细胞质基质中。2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
13、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B甲图中氧浓度为a时，细胞只释放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AC段，B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的氧浓度(甲图中的浓度c)，故C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正确。课堂小结知 识 网 络 构 建核 心 语 句 归 纳1.有氧呼吸的反应式：C6H12O66O26H2
14、O6CO212H2O能量。2.有氧呼吸的三个阶段(1)细胞质基质：C6H12O6丙酮酸H能量(少量)。(2)线粒体基质：丙酮酸H2OCO2H能量(少量)。(3)线粒体内膜：HO2H2O能量(大量)。3.无氧呼吸的两种反应类型(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)能量少量。(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2能量少量。4.真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。1在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将()与氢结合生成水与碳结合形成二氧化碳在线粒体中被消耗在线粒体和细胞质基质中被消耗ABC DC有氧呼吸的整个过程分成三个阶段，第三个阶段是前两个阶段
15、产生的氢与氧结合生成水，反应发生在线粒体中。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B糖类是有氧呼吸和无氧呼吸的主要能源物质；无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，能量都是逐步释放的；生成乳酸的高等动物细胞的无氧呼吸终产物中没有水。3.有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如图所示(细胞两种呼吸速率相等)，在氧浓度为a时()A酵母菌只进行无氧呼吸B2/3的葡萄糖用于无
16、氧呼吸C1/3的葡萄糖用于无氧呼吸D酵母菌停止发酵B解答本题首先根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，判断氧浓度为a时的无氧呼吸和有氧呼吸产生的CO2量，进而判断细胞呼吸类型及其分解葡萄糖的比例。酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2的物质的量之比是11。浓度a时酒精的产生量是6 mol，则无氧呼吸产生的CO2量也为6 mol。图中实际CO2的生成量为15 mol，用CO2的总生成量减去无氧呼吸生成的CO2量等于有氧呼吸生成的CO2量(15 mol6 mol9 mol)。有氧呼吸每消耗1 mol的葡萄糖产生6 mol CO2，生成9 mol CO2则消耗了1.5 mol的葡萄糖；无氧呼吸每消耗1 mol葡萄
17、糖产生2 mol CO2，生成6 mol CO2则消耗了3 mol的葡萄糖。因此无氧呼吸消耗的葡萄糖占2/3。4如图为细胞呼吸过程，其中a、b表示物质，表示主要步骤，请回答下列问题：(1)图中a、b表示的物质分别是_、_。(2)图中过程中都有CO2产生，其场所分别是_、_。(3)过程除产生能量外，还产生_；在过程中释放能量最多的是_。(4)和过程一般不会同时发生在同一生物体内，其原因是_。解析图中a和b分别表示丙酮酸、乳酸。过程分别发生在细胞质基质和线粒体(基质)中。在过程中除产生能量外，还可以产生H。在过程中，有氧呼吸的第三阶段释放的能量最多。不同生物体细胞中， 由于酶的种类不同，无氧呼吸的
18、产物不同。答案(1)丙酮酸乳酸(2)细胞质基质线粒体(3)H(4)不同生物体内酶的种类不同教材课上思考答案(教师用书独具)积极思维(P81)细胞呼吸是在温和的条件下氧化分解有机物，逐步释放能量，没有剧烈的发光、发热现象；有机物燃烧是在短时间内，将能量快速释放出，并伴有剧烈的发光、发热现象，在某些情况下，还有可能发生爆炸。积极思维(P84)有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别主要区别有氧呼吸无氧呼吸条件需氧不需氧场所细胞质基质(第一阶段)和线粒体(第二、三阶段)细胞质基质分解程度彻底不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量少量在无氧呼吸过程中，由丙酮酸分解为乙醇或乳酸的阶段没有释放能量。教
19、材课后习题答案(教师用书独具)评价指南(P86)一、单项选择题1D2.B3.A4.C5.D6.D7.C二、技能增进题略第四章综合评价指南(P90)1(1)2040(2)2.052(1)AC特异在B、C、D物质同时存在时，只催化C物质分解成E和F(2)葡萄糖果糖3(1)有氧呼吸(2)丙酮酸和H能量二氧化碳和H能量H水能量ATP(3)光合物质能量太阳能4(1)无氧呼吸(2)AB段随着氧含量的增加，无氧呼吸受到抑制，同时有氧呼吸的速率也很低(3)BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰(4)B点。储存瓜果蔬菜时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。5(1)缩短30(2)白天温度较高时，有利于光合作用的进行，积累较多的有机物；夜间温度高时，细胞呼吸作用旺盛，消耗的有机物多，不利于籽粒干重的增加。设计方案：在温室中，适当提高白天温度，降低夜间温度。在自然条件下，选择适当的栽培时间，有利于农作物产量的提高。
