細胞呼吸的原理和應用課件-高一上學期生物人教版必修1

第2課時無氧呼吸與細胞呼吸原理的應用【主干知識梳理】一、無氧呼吸1．類型及反應式2．場所：___________。細胞質(zhì)基質(zhì)3．過程(1)第一階段：與_________的第一階段完全相同。(2)第二階段：_______在不同酶的催化作用下，分解成___________，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。有氧呼吸丙酮酸酒精和CO2二、細胞呼吸原理的應用1．包扎傷口時，需要選用_____的消毒紗布。2．釀酒時要先通氣后密封，通氣的目的是_______________________________，密封的目的是_________________________________。3．對花盆里的土壤經(jīng)常進行_________。4．糧食儲藏需要的條件是______________________；蔬菜、水果儲藏的條件是________________和適宜的_____。透氣讓酵母菌進行有氧呼吸并大量繁殖讓酵母菌在無氧條件下進行酒精發(fā)酵松土透氣濕度(零上)低溫、低氧(零上)低溫、低氧和干燥【教材微點發(fā)掘】閱讀教材第93和95頁的《思考·討論》，結合生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程的圖解，回答下列問題：(1)蘋果儲藏久了，會有酒味產(chǎn)生，其原因是發(fā)生了圖中_____過程；而馬鈴薯塊莖儲藏久了卻沒有酒味產(chǎn)生，其原因是馬鈴薯塊莖在無氧條件下進行了圖中____過程。(均填圖中序號)(2)糧食儲藏過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大的現(xiàn)象，其原因是______________________________。(3)1mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只釋放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量儲存在ATP中。據(jù)此分析在進行無氧呼吸過程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向分別是什么？提示：無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要轉(zhuǎn)移到乳酸或酒精中沒有釋放出來；而葡萄糖氧化分解釋放的能量主要以熱能形式散失了。①③①④種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水(4)運動成為當今人們生活的一種時尚，人在劇烈運動時，會因骨骼肌進行無氧呼吸積累過多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教練提倡有氧運動，請根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物及釋放能量多少的角度分析原因。提示：有氧呼吸的產(chǎn)物是CO2和H2O，對于機體的影響較小，且有機物中的能量全部釋放。而無氧呼吸產(chǎn)物中的乳酸對機體不利，且有機物中的能量僅釋放一部分。所以提倡有氧運動。教材問題提示(一)《思考·討論》之細胞呼吸原理的應用(教材第95頁)1．略。2．酸奶制作利用了乳酸菌的無氧呼吸；收獲后的糧食要曬干再儲藏，就是通過降低細胞呼吸速率來延長儲藏時間。(合理即可)(二)《思維訓練》之運用證據(jù)和邏輯評價論點(教材第96頁)解釋真核細胞線粒體的起源的論點包含兩個要點：一，線粒體原本是一種獨立生存的細菌，二，后來與真核細胞共生成細胞內(nèi)的結構。由此可見，證據(jù)1、證據(jù)3和證據(jù)4，能夠支持這一論點，而證據(jù)2不支持。新知探究(一)無氧呼吸及其與有氧呼吸的關系【拓展·深化】1．比較有氧呼吸與無氧呼吸項目有氧呼吸無氧呼吸不同點條件需氧不需氧場所細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)分解程度葡萄糖被徹底分解葡萄糖分解不徹底產(chǎn)物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2釋放能量大量少量續(xù)表相同點反應條件需酶和適宜溫度本質(zhì)氧化分解有機物，釋放能量，合成ATP過程第一階段完全相同意義為生物體的各項生命活動提供能量2．有氧呼吸和無氧呼吸過程圖解3．細胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路

來源去路[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O無氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：與O2結合生成水無氧呼吸：還原丙酮酸ATP有氧呼吸：三個階段都產(chǎn)生無氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生用于各項生命活動【典題·例析】[典例1]

(2021年1月新高考8省聯(lián)考·福建卷)下列關于我國傳統(tǒng)黃酒發(fā)酵的敘述，錯誤的是

(

)A．黃酒中的酒精是糖類經(jīng)酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物B．在黃酒的釀造過程中酵母菌的有氧和無氧呼吸都會發(fā)生C．酵母菌發(fā)酵生成的酒精會抑制發(fā)酵容器中微生物的生長D．酒精生成過程合成ATP的能量來自丙酮酸中的化學能[解析]

酵母菌通過無氧呼吸，使葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解產(chǎn)生酒精和二氧化碳，A正確；在黃酒釀造的初期，酵母菌可通過有氧呼吸進行大量繁殖，氧氣耗盡之后，酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，B正確；酵母菌發(fā)酵過程產(chǎn)生的酒精，會抑制其他微生物生長，C正確；無氧呼吸第一階段釋放少量能量，合成ATP，丙酮酸轉(zhuǎn)化為酒精是無氧呼吸的第二階段，此階段不合成ATP，D錯誤。[答案]

D[典例2]如圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關生理過程，a～e表示物質(zhì)，①～④表示過程。下列有關敘述正確的是

(

)A．催化反應②和④的酶都存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中B．圖中物質(zhì)c為[H]，它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生C．圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期，其中e為ATPD．①④③過程為有氧呼吸的三個階段，其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2[解析]

題圖為細胞呼吸的全過程，①②過程為無氧呼吸，①④③過程為有氧呼吸，a、b、c、d、e分別表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；催化反應②和④的酶分別存在于細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中；無氧呼吸的第一階段也產(chǎn)生[H]。故選D。[答案]

D易錯提醒有關無氧呼吸的兩點提醒無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP，第二階段不產(chǎn)生ATP；無氧呼吸產(chǎn)生乳酸還是酒精和二氧化碳，與細胞內(nèi)的酶有關，一種細胞的無氧呼吸產(chǎn)物只能是其中一種?！緫谩んw驗】1．細胞內(nèi)葡萄糖分解代謝過程如圖所示，下列敘述正確的是

(

)A．酵母菌細胞質(zhì)基質(zhì)中可進行①和②過程B．劇烈運動時骨骼肌細胞中進行①和④過程C．乳酸菌細胞進行①和③過程中均產(chǎn)生[H]D．①過程是各類細胞分解葡萄糖共同途徑解析：②過程在酵母菌線粒體中進行，A錯誤；劇烈運動時骨骼肌細胞中有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，且無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，故進行①②③過程，B錯誤；乳酸菌細胞進行③過程不產(chǎn)生[H]，C錯誤；各類細胞的有氧呼吸和無氧呼吸共同進行①過程，D正確。答案：D2．研究人員探究缺氧條件下北歐鯽魚細胞呼吸的特點，結果如圖。下列敘述正確的是 (

)

A．圖中能產(chǎn)生ATP的過程有①②③，過程①發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)B．取培養(yǎng)該魚的水樣加入堿性的重鉻酸鉀溶液振蕩混合均勻，水樣變成灰綠色C．為驗證北歐鯽魚肌細胞具有上述呼吸特點，可將該魚在氧氣充足條件下培養(yǎng)D．北歐鯽魚的其他組織細胞產(chǎn)生的乳酸最終轉(zhuǎn)化為酒精排出體外解析：圖中能產(chǎn)生ATP的過程只有①②，③過程不釋放能量，沒有ATP產(chǎn)生，過程①②③都發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中，A錯誤；取培養(yǎng)該魚的水樣加入酸性的重鉻酸鉀溶液振蕩混合均勻，水樣變成灰綠色，B錯誤；為驗證北歐鯽魚肌細胞具有上述呼吸特點，可將該魚在缺氧條件下培養(yǎng)，C錯誤；根據(jù)圖示可知，北歐鯽魚的其他組織細胞產(chǎn)生的乳酸最終轉(zhuǎn)化為酒精排出體外，D正確。答案：D

(1)曲線分析：由曲線可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸有

作用。①O2濃度＝0時，只進行

呼吸；新知探究(二)影響細胞呼吸的環(huán)境因素及應用【拓展·深化】1．氧氣抑制無氧續(xù)表②0＜O2濃度＜10%時，同時進行___________________；③O2濃度≥10%時，只進行________；④O2濃度為____時，有機物消耗最少，利于儲存糧食、水果。有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸5%2．溫度(1)溫度主要通過影響_______的活性，進而影響呼吸作用。在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸強度隨著溫度的升高而_____；但超過一定的溫度，酶的活性_____，甚至會變性失活，從而使呼吸作用減弱直至停止呼吸酶增強下降3．二氧化碳0(1)CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會_____細胞呼吸的進行(2)應用：適當_____CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮抑制

增加4．水分(1)在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而_____，隨含水量的減少而_____。當含水量過多時，呼吸速率減慢，甚至停止加快減慢【典題·例析】[典例1]如圖表示某種植物的非綠色器官在不同O2濃度下的有氧呼吸和無氧呼吸過程中CO2的釋放量，據(jù)圖判斷下列分析正確的是

(

)A．圖中乙曲線在b時無氧呼吸最強B．圖中甲曲線表示在不同O2濃度下無氧呼吸過程中CO2的釋放量C．若甲代表的細胞呼吸方式在O2濃度為b時消耗了nmol的葡萄糖，則乙代表的細胞呼吸方式在O2濃度為b時消耗的葡萄糖為n/2molD．O2濃度為d時該器官的細胞既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸[解析]

圖中乙曲線表示有氧呼吸中CO2的釋放量隨O2濃度的變化，A錯誤；圖中甲曲線表示無氧呼吸中CO2的釋放量隨O2濃度的變化，B正確；當O2濃度為b時，無氧呼吸和有氧呼吸釋放的CO2量是相同的，有氧呼吸消耗的葡萄糖為無氧呼吸的1/3，C錯誤；當O2濃度為d時，無氧呼吸已經(jīng)停止，只進行有氧呼吸，D錯誤。[答案]

B[典例2]

如圖表示某種植物的非綠色器官在不同O2濃度下CO2的釋放量與O2的吸收量的變化，請據(jù)圖回答以下問題：(1)O2濃度為0時，該器官的呼吸類型是________。(2)在O2濃度為b%以下時(不包括0點)，該器官的呼吸類型是____________，原因是______________________________________________________________

。(3)該器官CO2釋放與O2吸收兩條曲線在Q點重合，其呼吸類型為______________，原因是______________________________________________

。(4)由該曲線可知，我們在進行果實和種子貯藏時，應取約a/2的O2濃度值，理由是_______________________________________________________________________。(5)圖中陰影部分的面積代表_____________________________________________。[解析]

(1)O2濃度為0時，有CO2釋放，該器官只進行無氧呼吸。(2)在O2濃度為b%以下時，CO2的釋放量大于O2的吸收量，該器官的呼吸類型是無氧呼吸和有氧呼吸。(3)當兩條曲線在Q點重合時，說明CO2釋放量與O2吸收量相等，則該器官的呼吸類型為有氧呼吸。(4)由該曲線可知，我們在進行果實和種子貯藏時，應取約a/2的O2濃度值，因為CO2的釋放量最少，消耗的有機物最少。(5)圖中陰影部分的面積代表無氧呼吸中CO2的釋放量。[答案]

(1)無氧呼吸(2)無氧呼吸和有氧呼吸CO2的釋放量大于O2的吸收量(3)有氧呼吸CO2的釋放量等于O2的吸收量(4)細胞呼吸最弱，有機物消耗少(5)無氧呼吸中CO2的釋放量【應用·體驗】1．如圖是外界條件對植物呼吸速率的影響曲線圖，以下分析錯誤的是

(

)

A．從甲圖可知細胞呼吸最旺盛時的溫度是b點對應的溫度B．乙圖中曲線Ⅰ表示有氧呼吸，曲線Ⅱ表示無氧呼吸C．乙圖中曲線Ⅰ表示的生理過程所利用的有機物主要是葡萄糖D．乙圖中曲線Ⅱ最終趨于平衡，可能是受到溫度或呼吸酶數(shù)量的限制解析：甲圖中b點溫度下植物呼吸作用的相對速率最大，說明該溫度下細胞呼吸最旺盛，A正確；隨O2濃度增大有氧呼吸增強，無氧呼吸減弱，故乙圖中曲線Ⅰ表示無氧呼吸，曲線Ⅱ表示有氧呼吸，B錯誤；細胞呼吸利用的有機物主要是葡萄糖，C正確；有氧呼吸需要酶的參與，溫度會影響酶的活性，故有氧呼吸還受溫度或呼吸酶數(shù)量的限制，使曲線Ⅱ最終趨于平衡，D正確。答案：B2．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·廣東卷)下列所述生產(chǎn)與生活中的做法，合理的是

(

)A．做面包時加入酵母菌并維持密閉狀態(tài)B．水稻田適時排水曬田以保證根系通氣C．白天定時給栽培大棚通風以保證氧氣供應D．用不透氣的消毒材料包扎傷口以避免感染解析：做面包時加入酵母菌是因為酵母菌細胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳使面包松軟多孔，由于酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，故不能維持密閉狀態(tài)，A錯誤；水稻田適時排水曬田的目的是保證根系通氣，防止根系細胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精，造成毒害，B正確；白天定時給栽培大棚通風的目的是保證二氧化碳的供應，利于植物進行光合作用，C錯誤；用透氣的消毒材料包扎傷口以抑制厭氧菌大量繁殖，避免感染，D錯誤。答案：B科學探究——細胞呼吸類型的判斷與實驗探究(一)“三看法”判斷呼吸的類型1．一看反應物和產(chǎn)物(1)消耗氧氣或產(chǎn)物中有水，一定是有氧呼吸。(2)產(chǎn)物中有酒精或乳酸，一定是無氧呼吸。2．二看物質(zhì)的量的關系(1)無CO2產(chǎn)生：乳酸發(fā)酵。(2)不消耗O2，但產(chǎn)生CO2：酒精發(fā)酵。(3)消耗O2量＝產(chǎn)生CO2量：有氧呼吸。(4)消耗O2量<產(chǎn)生CO2量：有氧呼吸、無氧呼吸。根據(jù)產(chǎn)生CO2與消耗O2的多少，又分為以下三種情況：3．三看反應的場所(1)真核生物體內(nèi)若只在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，則為無氧呼吸。(2)若有線粒體參與，則存在有氧呼吸。

V(CO2)/V(O2)＝4/3有氧呼吸＝無氧呼吸V(CO2)/V(O2)>4/3有氧呼吸<無氧呼吸V(CO2)/V(O2)<4/3有氧呼吸>無氧呼吸(二)設計實驗探究細胞呼吸類型1．實驗設計欲確認某生物的呼吸類型，應設置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：2．實驗結果預測和結論實驗現(xiàn)象結論裝置1液滴裝置2液滴不動不動只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸[特別提醒]

為使實驗結果精確，除減少無關變量的干擾外，還應設置對照裝置。對照裝置與裝置2相比，不同點是用煮熟的發(fā)芽種子代替發(fā)芽種子，其余均相同。【素養(yǎng)評價】1．(多選)如圖是某研究性學習小組為了探究酵母菌的細胞呼吸類型而設計的實驗裝置(酵母菌利用葡萄糖作為能源物質(zhì))，下列有關實驗裝置和結果的分析，正確的是(

)A．通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸B．用水代替NaOH溶液設置裝置2，通過裝置2液滴的移動情況可以探究出酵

母菌是否進行無氧呼吸C．用水代替NaOH溶液設置裝置2，如果裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移，

說明酵母菌既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸D．用水代替NaOH溶液設置裝置2，裝置2中液滴可能向左移解析：燒杯中的NaOH溶液能吸收細胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以液滴移動的距離代表細胞呼吸消耗O2的量，因此通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進行有氧呼吸，A正確；用水代替NaOH溶液設置裝置2，由于水不吸收氣體也不釋放氣體，所以液滴移動的距離代表細胞呼吸釋放的CO2量與消耗O2量的差值，如果液滴移動說明酵母菌進行了無氧呼吸，如果液滴不移動，說明酵母菌不進行無氧呼吸，B正確；用水代替NaOH溶液設置裝置2，如果裝置1中液滴左移，說明有O2的消耗，可以推斷出酵母菌進行了有氧呼吸；裝置2中液滴右移，說明細胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量，推斷出酵母菌還進行了無氧呼吸，C正確；用水代替NaOH溶液設置裝置2，由于葡萄糖作底物不可能出現(xiàn)O2的消耗量大于CO2的釋放量的情況，所以裝置2中液滴不可能向左移，D錯誤。答案：ABC2．呼吸熵(RQ)指單位時間內(nèi)進行呼吸作用的生物釋放二氧化碳量與吸收氧氣量的比值(RQ＝釋放的二氧化碳體積/