1、1第 2 课时 无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用目标导航 1.结合教材 P8384 阐明无氧呼吸的过程，并列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。2.结合教材 P85，概述细胞呼吸原理的应用。一、无氧呼吸(阅读 P8384 )1.概念：在无氧或缺氧的条件下，活细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物氧化分解为 C2H5OH(乙醇)和 CO2或 C3H6O3(乳酸)等物质，同时释放较少能量的过程。2.场所：细胞无氧呼吸过程发生在细胞质基质中。3.无氧呼吸的总反应式：(1)C6H12O6 2C2H5OH2CO 2能量(少量)。 酶 (2)C6H12O6 2C3H6O3能量(少量)。 酶 二、有氧呼吸和无氧呼吸
2、的区别(阅读 P84)1.有氧呼吸和无氧呼吸的示意图：2.在无氧呼吸中，1 mol 葡萄糖氧化分解产生乙醇或乳酸释放出少量的能量，并生成少量的 ATP；在有氧呼吸中，1 mol 葡萄糖完全氧化分解时释放出大量的能量，并生成大量的ATP。3.高等植物在被水淹的情况下，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，以适应缺氧的环境条件。4.人在剧烈运动时，除了有氧呼吸外，肌细胞也会以无氧呼吸的方式，将葡萄糖分解为乳酸并释放一定的能量，满足人体的需要。5.无氧呼吸时间过长，会使细胞受到一定的伤害。三、细胞呼吸原理的应用(阅读 P85)1.水稻生产中的适时露田和晒田是为了改善土壤通
3、气条件，以增强根系的细胞呼吸。2.粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。23.果蔬储藏时，采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法，抑制细胞呼吸。一、无氧呼吸1.酵母菌的呼吸类型探究(1)实验装置：(2)试管甲中用油脂封住液面是为了造成无氧的环境，试管乙模拟的是有氧的环境。(3)一段时间后两套装置中的澄清石灰水变浑浊的有甲和乙，说明有 CO2产生。(4)该实验说明酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。(5)取左侧油脂层下反应后的液体，用酸性重铬酸钾(橙色的酸性重铬酸钾遇乙醇呈灰绿色)检验呈现灰绿色，说明有乙醇产生。2.无氧呼吸的过程1.探究酵母菌呼吸方式的实验自变
4、量和因变量分别是什么？甲、乙装置中是如何控制自变量的？答案 自变量是氧气的有无，因变量是是否有 CO2和酒精的产生。甲装置为营造无氧环境是将葡萄糖培养液煮沸排出气体，冷却后放入酵母菌，并在液面放一层油脂层。2.无氧呼吸释放的能量为什么要比有氧呼吸少？3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.比较有氧呼吸与无氧呼吸(完善下表)。项目 有氧呼吸 无氧呼吸反应条件 有氧、有氧呼吸酶 无氧、无氧呼吸酶呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞质基质内分解产物 CO2和 H2O CO2、酒精或乳酸不同点释放能量 较多 很
5、少联系其实质都是分解有机物，释放能量，生成 ATP 供生命活动需要；二者的第一阶段相同；有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的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反应A. B.C. D.问题导析 (1)生物体内的化学反应都需要酶的催化。(2)有氧呼吸与无氧呼吸的第一步都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸。(3)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。答案 D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
6、。( )(3)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。( )(4)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 (1) (2) (3) (4)二、细胞呼吸原理的应用41.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)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。2.影响细胞呼吸的外界因素(1)温度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
7、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。绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。如图丁所示。5(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
8、。1.读图丁，思考下列问题：(1)O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O 2浓度在 10%以下，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O 2浓度在 10%以上，只进行有氧呼吸。(2)M 点时，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，1C 6H12O66CO 2；无氧呼吸时，1C 6H12O62CO 2。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.包扎伤口为什么要使用透气纱布或“创可贴”呢？答案 是为了增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。3.利用酵母菌酿酒时，早期通气，后期要密封
9、发酵罐，这样做的目的是什么？答案 利用酵母菌酿酒时：早期通气促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖；后期要密封发酵罐促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精。4.土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生乙醇而烂根。5.贮存粮食、水果的条件相同吗？答案 不完全相同。二者都需低氧、低温条件贮存，但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。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( )6A.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
10、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 时没有乙醇产生问题导析 (1)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。(2)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。(3)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。(4)氧浓度为 d 时，CO 2的释放量与 O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有乙醇产生。答案 B一题多变将等量且足量的苹果
11、果肉分别放在 O2浓度不同的密闭容器中，1 h 后测定 O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：O2浓度变化量0 1% 2% 3% 5% 7% 10% 15% 20% 25%O2吸收量/mol0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.8CO2释放量/mol1 0.8 0.6 0.5 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.87下列有关叙述中正确的是( )A.苹果果肉细胞在 O2浓度为 0%3%和 5%25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B.贮藏苹果时，应选择 O2浓度为 5%的适宜环境条件C.O2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生 ATP 越多D.苹果果
12、肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳答案 B解析 只要氧气的吸收量不为 0，就有有氧呼吸，故氧气浓度在 1%3%内既有有氧呼吸又有无氧呼吸，A 错误；O 2浓度超过 20%时，随氧浓度的增大，有氧呼吸不再增强，C 错误；苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乙醇和二氧化碳，D 错误；氧气浓度为 5%时，CO 2释放量最少，有利于贮藏苹果，故 B 正确。81.植物种子萌发时，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 D.CO2中毒答案 B解析 种子萌发时，如果长时间缺氧，进行无氧呼吸产生乙醇和二氧化碳，不产生乳酸，乙醇含量过多对细胞有毒害作用，引起烂芽。
13、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，而生成乳酸的高等动物细胞的无氧呼吸终产物中没有水。3.下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )A.种子风干脱水后呼吸强度增强B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱答案 B解析 种子风干后呼吸减弱；破伤风杆菌是厌氧菌；小
14、麦种子萌发时吸水有氧呼吸增强。4.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、水果不会腐烂D.上述说法都对9答案 B5.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，据图回答：(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现象，这是因为_。(3)在反应中，必须在有氧条件下进行的是_。(4)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
15、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)呼吸作用产生水 (3) (4)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现象，这是由于呼吸作用过程中有水的产生。(4)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
16、酸合成减少。基础巩固1.在密闭容器内，酵母菌利用葡萄糖产生乙醇，此过程中不生成( )A.ATP B.CO2C.三碳化合物 D.乳酸答案 D解析 酵母菌的无氧呼吸不产生乳酸。2.制作泡菜、酸菜时，所用菜坛子必须密封，其原因是( )10A.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。3.蔬菜和水果长时间储藏、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 蔬菜和水果储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
17、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。4.细胞呼吸过程中若有 CO2放出，则可判断此过程一定( )A.是有氧呼吸 B.是无氧呼吸C.不是酒精发酵 D.不是乳酸发酵答案 D解析 有氧呼吸和酒精发酵的产物中均有 CO2，而乳酸发酵的产物只有乳酸没有 CO2。5.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为( )产生的乙醇对细胞有毒害作用 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. B.C. D.答案 B解析 长期进行无氧呼吸，一是产生的能量太少，二是产生的乙醇对细胞有毒害作用。6.比较植物有氧呼吸和无氧呼吸过程，下列说法正确的是( )A.葡萄糖是有氧呼吸的主要反应物，不是无氧呼吸的主要反应物B.CO2是有氧呼吸的产物，不是无氧呼吸的产物
