2024-2025學年新教材高中生物第3章細胞的代謝第4節(jié)細胞呼吸為細胞生活提供能量教案浙科版必修第一冊

PAGE17-第四節(jié)細胞呼吸為細胞生活供應能量課標內容要求核心素養(yǎng)對接1.說明生物通過細胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉化為生命活動可以利用的能量。2．探究酵母菌的呼吸方式。1.從物質與能量視角，探究呼吸作用，闡明細胞生命活動過程中貫穿著物質與能量的改變。(生命觀念、科學思維)2．通過探究酵母菌的呼吸方式厘清對比試驗的設置。(科學思維、科學探究)一、細胞呼吸1．呼吸的概念呼吸是指人體從四周環(huán)境中吸入空氣，利用其中的氧氣，呼出二氧化碳的氣體交換過程。2．細胞呼吸的概念細胞呼吸是指在細胞內進行的將糖類等有機物分解成無機物或者小分子有機物，并且釋放出能量的過程。3．氣體交換過程與細胞呼吸的關系在氣體交換過程中獲得的氧氣通過血液循環(huán)運輸?shù)缴眢w的各個細胞，供細胞在有氧條件下分解有機物，有機物分解時產(chǎn)生的二氧化碳則通過氣體交換排出體外。二、細胞呼吸的本質是糖等有機物的氧化分解1．活動探究酵母菌的呼吸方式(1)探究問題①酵母菌在有氧或者無氧環(huán)境中進行呼吸的產(chǎn)物是什么？②酵母菌在有氧或者無氧環(huán)境中進行的呼吸具有什么特點？(2)設計活動方案設計活動方案時，特殊要考慮下列兩個問題：①保證酵母菌有氧或者無氧的生活條件。②檢測酵母菌在有氧或者無氧條件下呼吸的產(chǎn)物的方法。(3)實施活動方案試驗過程中，需仔細視察并記錄試驗現(xiàn)象。對試驗中出現(xiàn)的問題剛好分析探討以不斷完善試驗方案。(4)試驗結果分析對試驗現(xiàn)象以及獲得的數(shù)據(jù)歸納、分析，得到試驗結論，在探討和溝通的基礎上完成探究活動報告。2．需氧呼吸(1)概念需氧呼吸必需有氧參與，氧氣把糖分子氧化成二氧化碳和水。(2)特點需氧呼吸是在常溫下發(fā)生的，所產(chǎn)生的能量逐步釋放，其中有一部分能量儲存在ATP中，其余的轉化成熱能，沒有猛烈的發(fā)光發(fā)熱現(xiàn)象。(3)過程第一階段：這個過程發(fā)生在細胞溶膠中，又稱為糖酵解。在糖酵解的過程中，1個葡萄糖分子被分解成2個三碳化合物——丙酮酸和少量的氫(用[H]表示)，分解過程中釋放出少量能量，形成少量ATP。丙酮酸是糖酵解的產(chǎn)物，葡萄糖分子中的絕大部分化學能仍存在于丙酮酸中。其次階段：這個過程發(fā)生在線粒體基質中。丙酮酸進入線粒體后，在困難酶系統(tǒng)的催化下，經(jīng)過一系列的化學反應，被徹底氧化分解形成二氧化碳，并產(chǎn)生[H]和少量ATP，二氧化碳釋放到細胞外。第三階段：這個過程發(fā)生在線粒體內膜上。前兩個階段產(chǎn)生的[H]經(jīng)過線粒體內膜上電子傳遞鏈的傳遞，與氧結合生成水，產(chǎn)生大量ATP。所以，需氧呼吸在最終一步才用到氧。需氧呼吸的過程是一個氧化還原反應，在這個過程中，葡萄糖分子化學鍵所儲存的能量(化學能)通過氧化還原作用釋放出來。部分能量合成ATP，用于各種生命活動。葡萄糖分子與氧反應的總方程式：C6H12O6＋6O2＋6H2Oeq\o(→,\s\up8(酶))6CO2＋12H2O＋能量。(4)電子傳遞鏈在需氧呼吸中的作用對于1個的葡萄糖分子來說，從糖酵解起先，一般可以產(chǎn)生32個ATP分子，而其中的28個ATP分子是在電子傳遞鏈中產(chǎn)生的。電子傳遞鏈中生成水的一系列反應只能在有氧氣存在的條件下發(fā)生，所以稱為需氧呼吸。3．厭氧呼吸(1)條件厭氧呼吸是在無氧的條件下發(fā)生的。人、動物和植物在特殊狀況下都可以進行厭氧呼吸。(2)舉例人和動物的骨骼肌細胞在缺氧條件下進行厭氧呼吸，產(chǎn)生乳酸。葡萄和蘋果的果實、玉米的胚、馬鈴薯的塊莖等在缺氧條件下都能進行厭氧呼吸。(3)過程厭氧呼吸在細胞溶膠中進行。厭氧呼吸的過程可以劃分為兩個階段：第一階段與需氧呼吸的第一階段一樣，進行糖酵解，1個葡萄糖分子被分解成2個丙酮酸分子和少量[H]，分解過程中釋放出少量能量，形成少量ATP(2個ATP分子)。其次階段中，丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的產(chǎn)物，如乳酸或乙醇。(4)乳酸發(fā)酵葡萄糖在無氧條件下分解產(chǎn)生乳酸，總反應式為：C6H12O6eq\o(→,\s\up8(酶))2C3H6O3＋能量。在乳酸發(fā)酵反應的其次階段，糖酵解過程的產(chǎn)物丙酮酸在乳酸脫氫酶的催化下被[H]還原為乳酸。乳酸發(fā)酵所產(chǎn)生的ATP僅為需氧呼吸的1/15左右。(5)乙醇發(fā)酵葡萄糖在無氧或缺氧條件下分解產(chǎn)生乙醇，并釋放出二氧化碳，總反應式為：C6H12O6eq\o(→,\s\up8(酶))2C2H5OH＋2CO2＋能量。(6)酵母菌的細胞呼吸酵母菌在氧足夠的環(huán)境中進行需氧呼吸，在氧缺少的狀態(tài)下進行厭氧呼吸，即乙醇發(fā)酵。在乙醇發(fā)酵反應的其次階段，丙酮酸在酶的作用下先脫去二氧化碳生成乙醛，乙醛再被[H]還原為乙醇，即酒精。(7)厭氧呼吸是一種克服短暫缺氧的應急措施。①在無氧或缺氧條件下，細胞通過厭氧呼吸的方式可以快速地利用葡萄糖產(chǎn)生ATP，以維持生命。例如，人體肌肉細胞可以靠厭氧呼吸維持短時間的活動，所產(chǎn)生的乳酸則被運至肝臟再生成葡萄糖。②厭氧呼吸只能利用葡萄糖中的一小部分能量，而乳酸再轉變?yōu)槠咸烟怯忠哪芰俊Ｈ?、細胞呼吸是細胞代謝的核心無論是分解代謝還是合成代謝，都與細胞呼吸有著親密的關系。1．細胞分解代謝與細胞呼吸的關系主要利用糖類作為呼吸過程中能量的來源，人和動物的細胞也可利用脂肪和蛋白質作為能源。糖類、脂肪和蛋白質這三類物質的水解產(chǎn)物——單糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通過多種途徑進入細胞呼吸過程被氧化分解，釋放出所儲存的能量。糖類中的多糖首先水解為單糖，然后以單糖形式進行糖酵解，最終被完全氧化成二氧化碳和水。脂肪先分解成甘油和脂肪酸，甘油形成一個三碳化合物后進入糖酵解，脂肪酸則進一步被分解。當?shù)鞍踪|用于細胞呼吸時，首先被分解成氨基酸，氨基酸脫去氨基后變成不同的有機酸，最終被完全氧化。2．細胞合成代謝與細胞呼吸的關系細胞合成代謝是各種各樣的生物合成反應。這些反應的產(chǎn)物是細胞生活、生長和修復損傷所須要的物質。細胞呼吸一方面為這些合成反應供應能量(ATP)，另一方面為合成反應供應碳骨架。細胞內有機物的生物合成也以細胞呼吸為中心。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．酵母菌屬于細菌，廣泛分布于自然界中。 ()2．重鉻酸鉀在酸性條件下為橙色，遇到酒精變成灰綠色。 ()3．因為每個ATP分子中的能量大約是1個葡萄糖分子中能量的1%，所以細胞中1個分子的葡萄糖完全氧化就會合成100個ATP分子。 ()4．需氧呼吸的三個階段均可產(chǎn)生ATP，但第三階段產(chǎn)生的最多。 ()5．呼吸速率是指單位數(shù)量的活體組織在單位時間內消耗的氧氣量或釋放的二氧化碳量。 ()6．百米賽跑ATP主要來源于需氧呼吸。 ()提示：1.×酵母菌屬于真菌。2．√重鉻酸鉀在酸性條件下為橙色，遇到酒精變成灰綠色。3．×不是，細胞中每氧化1個葡萄糖分子，可以合成32個ATP，葡萄糖的利用效率只有30%。4．√5.√6．×主要來源于磷酸肌酸。探究酵母菌的呼吸方式1．探究酵母菌呼吸方式試驗的條件限制(如圖)甲乙(1)有氧條件：裝置甲連通橡皮球(或氣泵)，讓空氣間歇性地依次通過三個錐形瓶，既保證O2的充分供應，又使空氣先經(jīng)過盛有NaOH溶液的錐形瓶，除去空氣中的CO2，保證第三個錐形瓶的澄清石灰水變混濁是酵母菌需氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。(2)無氧條件：裝置乙中B瓶應封口放置一段時間后，待酵母菌將B瓶中的O2消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是厭氧呼吸產(chǎn)生的CO2使澄清的石灰水變混濁。2．檢測并比較CO2產(chǎn)生量的兩種方法方法一：(1)推斷依據(jù)：相同時間內澄清石灰水變混濁的速度和程度。(2)推斷方法：若變混濁的速度較快，并且混濁程度較高，則說明產(chǎn)生的CO2較多；反之，則說明產(chǎn)生的CO2較少。方法二：(1)推斷依據(jù)：相同時間內溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃的速度和變成黃色的程度。(2)推斷方法：若變色速度較快且顏色較深，則說明產(chǎn)生的CO2較多；反之，則說明產(chǎn)生的CO2較少。合作探究：1.分析上述試驗的自變量、因變量、無關變量。提示：(1)自變量：是否通氧氣；(2)因變量：產(chǎn)物CO2多少，以及是否產(chǎn)生酒精等；(3)無關變量：A、B瓶C6H12O6溶液濃度、培育溫度、培育時間、其他微生物影響等。2．在有氧條件的裝置中，質量分數(shù)為10%的NaOH溶液的作用是什么？提示：使進入A瓶的空氣先經(jīng)過NaOH溶液處理，除去空氣中的CO2。3．B瓶裝好后，要過一段時間再連接裝有澄清石灰水的錐形瓶，緣由是什么？提示：封口放置一段時間后讓酵母菌將其中的O2耗盡，進行厭氧呼吸以后再測定產(chǎn)生的CO2量。4．在檢測酒精的產(chǎn)生過程中，為什么應將酶母菌的培育時間適當延長？提示：由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應發(fā)生顏色改變。因此，應將酶母菌的培育時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。1．下圖為探究酵母菌細胞呼吸方式的試驗裝置，下列有關敘述錯誤的是()A．裝置甲和乙分別探究酵母菌的需氧呼吸和厭氧呼吸B．A瓶中需加入NaOH溶液用于汲取空氣中的CO2C．可依據(jù)澄清的石灰水是否變渾濁來推斷酵母菌的呼吸方式D．一段時間后向C瓶的濾液中加入酸性重鉻酸鉀溶液，顏色變?yōu)榛揖G色C[裝置甲和乙分別探究酵母菌的需氧呼吸和厭氧呼吸，A正確；A瓶中需加入NaOH溶液用于汲取空氣中的CO2，B正確；不行依據(jù)澄清的石灰水是否變渾濁來推斷酵母菌的呼吸方式，因為酵母菌需氧呼吸和厭氧呼吸都要產(chǎn)生二氧化碳，C錯誤；C瓶進行厭氧呼吸，產(chǎn)生酒精和二氧化碳，酒精與酸性重鉻酸鉀反應顏色變?yōu)榛揖G色，D正確；故選C。]2．下圖為某生物小組探究酵母菌呼吸方式的試驗設計裝置。下列敘述正確的是()A．試驗自變量為溫度B．乙、丙兩試管中液體應煮沸冷卻除去O2C．氣泵泵入的氣體應先除去O2D．試驗因變量為CO2的有無D[本試驗的自變量是有無氧氣，故A錯誤；乙是驗證酵母菌需氧呼吸方式的，須要氧氣，所以不須要煮沸冷卻除去O2，故B錯誤；氣泵泵入氣體的目的是為酵母菌供應O2，但應先除去CO2，故C錯誤；依據(jù)試驗裝置可知，該試驗的因變量為CO2的有無，故D正確。]3．甲、乙兩個生物愛好小組分別利用圖Ⅰ、圖Ⅱ裝置對酵母菌細胞呼吸方式進行了如下的探究試驗。請據(jù)圖回答下列問題。(1)甲利用圖Ⅰ裝置探究酵母菌在有氧與無氧的條件下細胞呼吸放出的熱量多少。材料用具：500mL保溫桶、溫度計、活性酵母菌、0.1mol/L葡萄糖溶液、棉花、石蠟油。試驗步驟：取A、B兩套裝置按下表的設計進行試驗。則X是_________；Y是________。裝置步驟一步驟二步驟三A加入200mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液加入10g活性酵母菌X______B加入200mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液Y______加入石蠟油鋪滿液面(2)乙利用圖Ⅱ裝置(橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的細胞呼吸類型。想得到試驗結論還必需同時設置比照試驗，請問比照試驗裝置(假設該裝置編號為Ⅲ)如何設計？_______________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)探究酵母菌在有氧與無氧的條件下呼吸作用放出的熱量多少，A、B兩套裝置中都應加入10g活性酵母菌，B裝置加入石蠟油，防止空氣進入，使酵母菌進行厭氧呼吸。A裝置不加入石蠟油，以使酵母菌進行需氧呼吸。B裝置中步驟一中煮沸冷卻，目的是去除葡萄糖溶液中的氧氣，冷卻是為了防止高溫殺死酵母菌，是限制試驗的自變量。(2)圖Ⅱ裝置中加入氫氧化鈉，能汲取二氧化碳，可檢測需氧呼吸過程中氧氣的消耗量。應設置比照試驗裝置Ⅲ，比照試驗除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同。答案：(1)①X不加入石蠟油，Y加入10g活性酵母菌(2)裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設計與裝置Ⅱ相同需氧呼吸是細胞呼吸的主要方式1．圖解需氧呼吸的過程2．總反應式剖析合作探究：1.如圖為人體細胞內葡萄糖代謝過程簡圖，①～③是生化反應過程，甲～丁代表相關物質。下列說法正確的是()(1)甲乙丙丁分別代表什么物質？提示：依次代表丙酮酸、[H]、水、水。(2)①、②過程均有乙生成，是因為催化①、②過程的酶相同嗎？為什么？提示：不相同，過程①是葡萄糖分解，發(fā)生在細胞溶膠中，因為過程②是丙酮酸分解，發(fā)生在線粒體基質中，所以催化①、②過程的酶不同。2.需氧呼吸中元素的追蹤，如右圖裝置：(1)若用同位素18O對C6H12O6進行標記，同位素18O最終出現(xiàn)在CO2中。(2)若題圖中給酵母菌供應18O2，則酵母菌細胞內最先出現(xiàn)的化合物是__________，然后是________。提示：18O進入細胞內，先在線粒體內膜與[H]結合形成Heq\o\al(18,2)O，Heq\o\al(18,2)O再在線粒體基質處參與丙酮酸分解，形成C18O2。1．真核細胞需氧呼吸中含碳物質的改變是葡萄糖eq\o(→,\s\up8(①))丙酮酸eq\o(→,\s\up8(②))CO2，其中①②表示兩個階段。下列敘述錯誤的是()A．①和②中產(chǎn)生[H]較多的是②B．①和②產(chǎn)生的[H]都用于生成H2OC．①和②是需氧呼吸中釋放大量能量的階段D．①和②發(fā)生的場所分別是細胞溶膠和線粒體C[需氧呼吸第一、二階段均能產(chǎn)生[H]，其中產(chǎn)生較多的是其次階段，A正確；①和②產(chǎn)生的[H]都與氧氣結合生成水，B正確；釋放大量能量的是需氧呼吸的第三階段，題中①和②分別代表需氧呼吸的第一、二階段，C錯誤；①代表需氧呼吸的第一階段發(fā)生的場所是細胞溶膠，②代表需氧呼吸的其次階段，發(fā)生的場所是線粒體，D正確。]2．下列關于電子傳遞鏈的相關敘述錯誤的是()A．只在有O2的條件下發(fā)生B．消耗的[H]僅來自有機物C．伴隨水的生成釋放大量能量D．該階段須要多種酶的催化B[電子傳遞鏈必需有氧氣的參與，A正確；電子傳遞鏈消耗的[H]來自于有機物和水，B錯誤；電子傳遞鏈過程中，氧氣與[H]反應生成水并釋放大量的能量，C正確；電子傳遞鏈合成了水和ATP，須要多種酶的參與，D正確。]3．某些植物在早春開花時，花序細胞的耗氧速率高出其它細胞100倍以上，但單位質量葡萄糖生成ATP的量卻只有其它細胞的40%，此時的花序細胞()A．主要進行厭氧呼吸并生成ATPB．產(chǎn)生的熱量遠多于其它細胞C．線粒體基質沒有參與需氧呼吸D．沒有進行需氧呼吸第三階段B[早春開花時，花序細胞的耗氧速率高出其它細胞100倍以上，據(jù)此可推斷其呼吸形式主要是需氧呼吸，A錯誤；耗氧多，而產(chǎn)生的ATP又較其他細胞少，所以應當是細胞呼吸有相當一部分能量以熱能的形式散失了，并且散失的熱能多于其他細胞，B正確；在線粒體基質中進行需氧呼吸的其次階段，C錯誤；花序細胞的耗氧速率高，而氧氣參與需氧呼吸的第三階段，D錯誤。]需氧呼吸的三個易錯點(1)認為葡萄糖進入線粒體內被徹底氧化分解是錯誤的。(2)能量寫成ATP是錯誤的。需氧呼吸的能量大部分以熱能散失，少量轉移到ATP中。(3)認為需氧呼吸肯定須要線粒體是錯誤的。沒有線粒體的原核生物也能進行需氧呼吸，其場所是細胞膜和細胞溶膠。厭氧呼吸的過程及與需氧呼吸的比較1．圖解厭氧呼吸的過程2．推斷細胞呼吸方式的三大依據(jù)3．細胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路的比較來源去路[H]需氧呼吸：C6H12O6和H2O；厭氧呼吸：C6H12O6需氧呼吸：與O2結合生成水；厭氧呼吸：還原丙酮酸ATP需氧呼吸：三個階段都產(chǎn)生；厭氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生用于各項生命活動合作探究：下圖為需氧呼吸和厭氧呼吸過程圖示，思索探討下列問題：(1)反應①②③④中，必需在有氧條件下進行的是________，可在人體細胞中進行的是________(填序號)。提示：②①②④(2)糧食貯存過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大現(xiàn)象，其緣由是什么？提示：種子在需氧呼吸過程中產(chǎn)生了水。(3)不同生物厭氧呼吸的產(chǎn)物不同，其干脆緣由是什么？提示：干脆緣由是催化反應的酶不同。(4)假如是以脂肪為底物進行需氧呼吸，消耗O2的量要大于產(chǎn)生CO2的量，其緣由是什么？提示：與葡萄糖相比，脂肪含H量高，因此需氧呼吸消耗O2的量大于產(chǎn)生CO2的量。1．下列關于人體肌肉細胞厭氧呼吸的敘述中，正確的是()A．會有特殊分子攜帶氫和電子傳遞給氧生成水B．葡萄糖分解產(chǎn)生酒精和二氧化碳C．產(chǎn)物在肌肉細胞中再生成葡萄糖D．全過程都在細胞溶膠中進行D[厭氧呼吸過程中沒有氧氣的參與，A錯誤；人體厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，不會產(chǎn)生酒精和二氧化碳，B錯誤；厭氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸，不會在肌肉細胞中再生成葡萄糖，C錯誤；厭氧呼吸的全過程都在細胞溶膠中進行，D正確。]2．如圖表示細胞呼吸過程中葡萄糖分解的三個途徑，下列有關說法正確的是()A．過程①②③④中均有ATP生成B．過程③中的二氧化碳產(chǎn)生于線粒體內膜上C．除過程④外，其他三個過程均可以發(fā)生在酵母菌中D．馬拉松運動員猛烈運動時呼出的二氧化碳來自于過程②③C[厭氧呼吸其次階段沒有ATP生成，A錯誤；需氧呼吸過程中，二氧化碳產(chǎn)生于線粒體基質中，B錯誤；酵母菌為兼性厭氧型生物，可進行需氧呼吸和產(chǎn)生二氧化碳的厭氧呼吸，酵母菌的厭氧呼吸不產(chǎn)生乳酸，C正確；馬拉松運動員猛烈運動時呼出的二氧化碳來自于需氧呼吸，D錯誤。]3.有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培育液，當通入不同濃度的O2時，其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如圖所示(兩種細胞呼吸速率相等)，在氧濃度為a時()A．酵母菌只進行厭氧呼吸B．2/3的葡萄糖用于厭氧呼吸C．產(chǎn)生ATP的場所只有線粒體基質和線粒體內膜D．消耗[H]的場所只有線粒體內膜B[酵母菌厭氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的物質的量之比是1∶1。氧濃度為a時酒精的生成量是6mol，則厭氧呼吸CO2的生成量也為6mol，而事實上CO2的生成量為15mol，因此存在需氧呼吸，A錯誤。用CO2的總生成量減去厭氧呼吸產(chǎn)生的CO2量等于需氧呼吸產(chǎn)生的CO2量，即15mol－6mol＝9mol。需氧呼吸每消耗1mol的葡萄糖產(chǎn)生6molCO2，生成9molCO2則消耗了1.5mol的葡萄糖；厭氧呼吸每消耗1mol葡萄糖產(chǎn)生2molCO2，生成6molCO2則消耗了3mol的葡萄糖。因此，需氧呼吸與厭氧呼吸共消耗了4.5mol的葡萄糖，用于厭氧呼吸的葡萄糖是3mol，占2/3，B正確。同時進行需氧呼吸和厭氧呼吸時，產(chǎn)生ATP的場全部細胞質基質、線粒體基質和線粒體內膜；消耗[H]的場全部細胞質基質和線粒體內膜，C、D錯誤。]細胞呼吸反應式中各物質的量的比例關系(1)需氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。(2)厭氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或C6H12O6∶乳酸＝1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖時須要的O2和產(chǎn)生的CO2的物質的量：需氧呼吸須要的O2∶需氧呼吸和厭氧呼吸產(chǎn)生的CO2之和＝3∶4。(4)產(chǎn)生等量的CO2時消耗的葡萄糖的物質的量：厭氧呼吸∶需氧呼吸＝3∶1。影響細胞呼吸的因素及其應用1．溫度、CO2濃度及H2O對呼吸速率影響的曲線分析溫度CO2濃度H2O影響機理溫度主要影響與呼吸作用有關的酶的活性從化學平衡的角度分析，增加CO2的濃度對細胞呼吸有明顯的抑制作用在肯定范圍內，呼吸作用強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的削減而減弱曲線模型2.O2影響的細胞呼吸曲線的分析(1)原理：O2濃度確定細胞呼吸的類型和強度。(2)曲線分析(呼吸底物為葡萄糖，以真核細胞為例)：①A點：O2濃度為0，細胞只進行厭氧呼吸，此時細胞呼吸的場所只有細胞溶膠，沒有線粒體。②B點：需氧呼吸和厭氧呼吸釋放的CO2的量相等，需氧呼吸和厭氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比為1∶3。③AC段：CO2的產(chǎn)生量大于O2的汲取量，需氧呼吸與厭氧呼吸共存，此時細胞呼吸的場所是細胞溶膠和線粒體。④C點以后，厭氧呼吸消逝，細胞只進行需氧呼吸；CO2的產(chǎn)生量與O2的汲取量相等。此時細胞呼吸的場所仍舊是細胞溶膠和線粒體。但當O2濃度達到肯定值后，需氧呼吸強度不再隨O2濃度的增大而增大，這可能是受與呼吸作用有關的酶的數(shù)量或溫度等因素的影響。合作探究：1.干種子萌發(fā)過程中，CO2釋放量(QCO2)和O2汲取量(QO2)的改變趨勢如下圖所示(假設呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列問題：(1)種子萌發(fā)過程中的12～30h之間，細胞呼吸的產(chǎn)物是什么？提示：酒精、水和CO2。(2)若種子萌發(fā)過程缺氧，將導致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡，緣由是什么？提示：種子厭氧呼吸產(chǎn)生的能量不能滿意生命活動所需，厭氧呼吸產(chǎn)生的酒精對細胞有毒害作用。(3)與種子萌發(fā)時相比，胚芽出土后幼苗的正常生長還須要的環(huán)境條件包括什么？提示：相宜的光照、CO2和無機鹽。2．依據(jù)影響細胞呼吸外界因素思索在生產(chǎn)、生活中實行的措施：(1)若須要增加植物體細胞的呼吸強度，可實行怎樣的措施？提示：可實行供水、升溫、高氧等措施。(2)若需降低植物細胞的呼吸強度，可實行怎樣的措施？提示：可實行干燥、低溫、低氧等措施。(3)蔬菜和水果應儲存在怎樣的條件下保鮮？提示：應儲存在“零上低溫、濕度適中、低氧”的條件下(4)種子應儲存在怎樣的條件下？提示：應儲存在“零上低溫、干燥、低氧”條件下。1．下列關于細胞呼吸在生產(chǎn)生活中應用的敘述，錯誤的是()A．干燥和無氧的環(huán)境有利于蔬菜的長期保鮮B．面團“發(fā)起”是酵母菌產(chǎn)生CO2所致C．利用乳酸菌制作酸奶過程需密閉隔絕空氣D．黑暗條件下綠豆萌發(fā)成豆芽的過程中有機物總量不斷削減A[蔬菜的保鮮應是低氧、潮濕環(huán)境，A錯誤；面團“發(fā)起”是酵母菌以面粉中的糖為底物進行細胞呼吸產(chǎn)生的CO2所致，B正確；利用乳酸菌制作酸奶，乳酸菌是厭氧菌，過程需密閉隔絕空氣，C正確；黑暗條件下綠豆萌發(fā)成豆芽的過程中須要進行呼吸作用分解有機物，有機物總量不斷削減，D正確。]2．為了探究植物呼吸強度的改變規(guī)律，探討者在遮光狀態(tài)下，測得了相同的簇新菠菜葉在不同溫度和O2含量條件下的CO2釋放量，結果如下表(表中數(shù)據(jù)為相對值)。下列有關分析錯誤的是()O2含量溫度0.1%1.0%3.0%10.0%20.0%40.0%3℃6.23.61.24.45.45.310℃31.253.75.921.533.332.920℃46.435.26.438.965.556.230℃59.841.48.856.6100.0101.6A．依據(jù)改變規(guī)律，表中10℃、O2含量為1.0%條件下的數(shù)據(jù)很可能是錯誤的B．溫度為3℃、O2含量為3.0%是貯存菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合C．O2含量從20.0%上升至40.0%時，O2含量限制了呼吸強度的接著上升D．在20℃條件下，O2含量從0.1%上升到3.0%的過程中，細胞厭氧呼吸漸漸減弱C[分析表格試驗數(shù)據(jù)可知，低于30℃時，隨溫度的上升二氧化碳的釋放量增多，表中10℃、1.0%條件下二氧化碳的釋放量比20℃、1.0%多，因此該數(shù)據(jù)可能是錯誤的，A正確；分析表格數(shù)據(jù)可知，溫度為3℃、O2含量為3.0%時，釋放的二氧化碳的量最少，細胞呼吸速率最低，是貯藏菠菜葉的最佳環(huán)境條件組合，B正確；分析表格數(shù)據(jù)可知，O2含量從20.0%升至40.0%時，細胞呼吸釋放的二氧化碳的量基本不變，O2含量已經(jīng)達到飽和，O2含量不再是限制呼吸強度的因素，C錯誤；厭氧呼吸的特點是有氧氣時厭氧呼吸受抑制，在20℃條件下，O2含量從0.1%上升到3.0%的過程中，細胞厭氧呼吸漸漸減弱，D正確。]3．如圖表示細胞呼吸強度與O2濃度的關系(呼吸底物為葡萄糖)。據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中D點進行的細胞呼吸方式為________________。假如呼吸強度不能用CO2的釋放量表示，緣由是________________，對于人體來說，________________細胞的呼吸方式與此相類似。(2)圖中F點的CO2量來自________________，當O2濃度達到G點以后，CO2釋放量不再接著增加的內因是________________。(3)圖中YZ∶ZX為4∶1，則需氧呼吸消耗的葡萄糖占總消耗的________________，圖中厭氧呼吸強度降為0的起點時其對應的氧氣濃度為________________。(4)圖中細胞呼吸對有機物中能量的利用率最低的點對應的氧氣濃度是________________。解析：(1)圖中D點氧氣的汲取量為零，只能是厭氧呼吸。若呼吸強度不能以CO2的釋放量表示，只可能是該生物的厭氧呼吸不產(chǎn)生二氧化碳，對于人來說，成熟紅細胞進行的就是不產(chǎn)生二氧化碳的厭氧呼吸。(2)圖中F點，二氧化碳的釋放量和氧氣的汲取量相等，只能是需氧呼吸。當O2濃度達到G點以后，CO2釋放量不再接著增加的內因是受呼吸酶的數(shù)量的限制。(3)圖中YZ∶ZX為4∶1，由圖可知，YZ為厭氧呼吸釋放的二氧化碳的量，設為4a，ZX為需氧呼吸釋放的二氧化碳的量，設為a，則需氧呼吸消耗的葡萄糖為(1/6)a，厭氧呼吸消耗的葡萄糖的量為2a，則需氧呼吸消耗的葡萄糖占總消耗的(1/6)a÷[2a＋(1/6)a]＝1/13，由圖可知，厭氧呼吸強度降為0的起點，其氧氣濃度是Ⅰ。(4)已知厭氧呼吸對有機物中能量的利用率最低，故只進行厭氧呼吸對應的氧氣濃度是0。答案：(1)厭氧呼吸該生物厭氧呼吸不產(chǎn)生二氧化碳成熟的紅(細胞)(2)需氧呼吸呼吸酶的數(shù)量是有限的(3)1/13Ⅰ(4)0[課堂小結]學問網(wǎng)絡構建核心語句背誦1.細胞呼吸是指在細胞內進行的將糖類等有機物分解成無機物或者小分子有機物，并且釋放出能量的過程。2.需氧呼吸必需有氧參與，氧氣把糖分子氧化成二氧化碳和水。3.需氧呼吸過程的第一階段：這個過程發(fā)生在細胞溶膠中，又稱為糖酵解，其次階段：這個過程發(fā)生在線粒體基質中，第三階段：這個過程發(fā)生在線粒體內膜上。4.需氧呼吸的過程是一個氧化還原反應，在這個過程中，葡萄糖分子化學鍵所儲存的能量(化學能)通過氧化還原作用釋放出來。部分能量合成ATP，用于各種生命活動。5.厭氧呼吸是在無氧的條件下發(fā)生的。人、動物和植物在特殊狀況下都可以進行厭氧呼吸。6.厭氧呼吸在細胞溶膠中進行。厭氧呼吸的過程可以劃分為兩個階段：第一階段與需氧呼吸的第一階段一樣，其次階段中，丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的產(chǎn)物，如乳酸或乙醇。7.酵母菌在氧足夠的環(huán)境中進行需氧呼吸，在氧缺少的狀態(tài)下進行厭氧呼吸，即乙醇發(fā)酵。在乙醇發(fā)酵反應的其次階段，丙酮酸在酶的作用下先脫去二氧化碳生成乙醛，乙醛再被[H]還原為乙醇，即酒精。8.細胞呼吸是細胞代謝的核心，無論是分解代謝還是合成代謝，都與細胞呼吸有著親密的關系。1．如圖所示為某綠色植物細胞內部分物質的代謝過程，下列相關敘述中正確的是()A．圖解中的①②兩種物質依次是H2O和O2B．1分子丙酮酸在(二)、(三)階段產(chǎn)生的能量一樣多C．圖解中(一)、(二)兩階段產(chǎn)生[H]的場所都是線粒體D．圖解中(三)階段產(chǎn)生的H2O中的氫最終都來自葡萄糖A[①水在需氧呼吸其次階段參與反應，②氧氣在第三階段參與反應，A正確；需氧呼吸的一二階段產(chǎn)生能量較少，第三階段釋放大量的能量，B錯誤；(一)需氧呼吸的第一階段，場所是細胞溶膠、(二)需氧呼吸的其次階段，場所是線粒體基質，C錯誤；(三)階段產(chǎn)生的H2O中的氫來自于葡萄糖和水，D錯誤。]2．下列關于真核細胞厭氧呼吸的敘述，正確的是()A．厭氧呼吸產(chǎn)生的能量大多數(shù)合成了ATPB．厭氧呼吸的其次階段是在線粒體基質中將丙酮酸分解C．成熟蘋果的果肉細胞在缺氧時主要進行酒精發(fā)酵D．人體骨骼肌細胞產(chǎn)生乳酸時伴有CO2和少量能量生成C[厭氧呼吸中，葡萄糖中的能量大部分在不徹底的分解產(chǎn)物酒精或乳酸中，只有少部分釋放出來，其中少部分用于ATP的合成，A錯誤；厭氧呼吸其次階段的場所是細胞溶膠，B錯誤；蘋果的果肉細胞厭氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和二氧化碳，C正確；人體細胞厭氧呼吸不產(chǎn)生二