1、第2课时 无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用,【教学目标】 1.分析无氧呼吸的过程,运用归纳与概括的方法,让学生比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同。科学思维 2.通过“资料分析”,让学生感悟细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。生命观念、科学思维、社会责任,形成学科核心素养,凝练素养,自主学习,图说教材,自主学习 读教材学基础,一、无氧呼吸 请仔细阅读教材第9495页“无氧呼吸”,完成下面的问题。 1.类型:对于微生物而言,根据产物的不同,可分为 发酵和乳酸发酵。,酒精,思考1 (1)脂肪与糖类相比,含氢高,而氧的含量少,则等量的脂肪与糖类有氧呼吸释放的能量和耗氧量的多少有何不同? 提示:脂肪氧化分解耗氧量大
2、,产生的能量多。 (2)上楼或爬山时,为何有时会感觉肌肉酸痛而无力呢? 提示:主要原因是细胞进行无氧呼吸,产生乳酸,释放的能量少,生成的ATP少。,二、细胞呼吸原理的应用 请仔细阅读教材第9596页的“资料分析”,完成下面的问题。 1.用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口:增加 ,抑制厌氧菌的感染。 2.利用酵母菌酿酒时:早期通气促进酵母菌 呼吸,利于菌种繁殖;后期密封发酵罐促进酵母菌 呼吸,利于产生 。 3.食醋、味精制作:向发酵罐中通入无菌空气,促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行 呼吸。 4.种植植物要常给土壤松土:促进根细胞的 呼吸,有利于 ,为矿质元素的吸收供应能量。 5.稻田要定
3、期排水:避免因无氧呼吸产生 而烂根。,通气量,有氧,无氧,酒精,有氧,有氧,主动运输,酒精,6.破伤风的预防:破伤风由破伤风芽孢杆菌引起,这种病菌只能进行 呼吸。皮肤破损较 或被锈钉扎伤后,病菌就容易大量繁殖。(遇此情况,需及时到医院治疗,如清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。) 7.提倡慢跑:促进肌细胞 呼吸,防止无氧呼吸产生 使肌肉酸胀乏力。,深,无氧,有氧,乳酸,思考2 贮存小麦、玉米等粮食时,最好选择怎样的条件?水果和蔬菜类呢? 提示:,凝练素养 解疑难提能力,主题一 有氧呼吸与无氧呼吸的联系和区别 教师参考 问题引领: 1.什么原因导致丙酮酸沿着不同途径完成不同的反应? 2.有氧呼吸
4、和无氧呼吸在发生场所、产物和能量上有哪些不同?,1.细胞呼吸的过程图解说明:有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始由于是否有氧的存在及酶种类的差异,才分别沿着不同的途径形成不同的产物。,2.有氧呼吸与无氧呼吸的比较,【典例1】 甲图是细胞呼吸示意图,乙图是某细胞器结构示意图。下列说法中正确的是( )A.阶段均形成少量ATP B.水参与第阶段的反应,该过程发生在乙图中的b处 C.人体细胞分解等量的葡萄糖,阶段释放CO2的量是阶段的1/3 D.分别发生在乙图中的a、c处,解析:是丙酮酸转化成乳酸的过程,不释放能量;水参与第阶段的反应即有氧呼吸的第二阶段,该过程发生在乙图中的b处即线粒体
5、基质中;人体细胞分解葡萄糖,不可能发生阶段;过程发生在细胞质基质中,而不是线粒体内。 答案:B,易错提醒 (1)无氧呼吸的产物:一般来说,动物无氧呼吸的产物为乳酸,植物无氧呼吸的产物为酒精和CO2,但也有例外,如玉米的胚、马铃薯的块茎和甜菜的块根,它们无氧呼吸的产物为乳酸。 (2)通过呼吸产物判断呼吸类型,有H2O生成一定是有氧呼吸:H2O在第二阶段是反应物,在第三阶段是生成物。 (3)关于化学元素的转移:H2O中的O全部来自O2;CO2中的氧一半来自C6H12O6,一半来自参与反应的水分子。,备选例题 如图表示不同距离的跑步过程中,有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。正确的说法是( )A.跑步距
6、离越长,无氧呼吸供能所占比例越大 B.跑1 500米时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相当 C.跑100米时,所需ATP主要由有氧呼吸产生 D.马拉松跑时,肌肉细胞呼吸释放的CO2与吸收的O2之比约为11,D,解析:由图可知,跑步距离越长,无氧呼吸供能所占比例越小;跑1 500米时,有氧呼吸与无氧呼吸供能的百分比相同,推测可知有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖少;跑100米时,所需ATP主要由无氧呼吸产生;马拉松跑时,主要进行有氧呼吸,但仍有部分无氧呼吸,人体肌肉细胞进行无氧呼吸时,既不消耗O2也不产生CO2,肌肉细胞呼吸释放的CO2量与吸收的O2量之比为11。,【题组演练】 1.有氧呼吸与无氧呼
7、吸的相同点是( ) 都产CO2 都需要酶 都需要氧 都产生ATP 都生成丙酮酸 A. B. C. D. 解析:无氧呼吸不需要氧气,但有氧呼吸肯定产生二氧化碳,而无氧呼吸不一定产生二氧化碳,错误;有氧呼吸和无氧呼吸都需要多种酶的催化,都产生ATP,且第一阶段完全相同,都有丙酮酸生成,故正确。,B,2.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核糖体合成 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 解析:肺炎双球菌为原核生物,其细胞内没有线粒体,但含有与有氧呼吸有关的酶,能进行有氧呼吸;细菌
8、有关的酶是蛋白质类的,是由核糖体合成的;破伤风芽孢杆菌为厌氧菌,适宜生活在无氧环境中;酵母菌为兼性厌氧菌,在有氧条件下,进行有氧呼吸,产生CO2和H2O,在无氧条件下,进行无氧呼吸,产生酒精和CO2。,C,3.下图是人体内不完整的细胞呼吸示意图,有关叙述正确的是( ) A.人体在剧烈运动时,所需能量主要由途径提供 B.在有氧条件下,过程将受到抑制 C.细胞内产生CO2的场所为细胞质基质和线粒体 D.过程产生的ATP最多,过程需要水的参与 解析:人体在进行剧烈运动时,虽然由于供氧不足、肌肉细胞会通过无氧呼吸提供能量,但所需能量主要还是由有氧呼吸提供;在有氧条件下,图中的过程即无氧呼吸将受到抑制;
9、人体细胞内的CO2只产生于有氧呼吸的第二阶段,因此其场所为线粒体;过程是有氧呼吸第二阶段,需要水的参与,过程是有氧呼吸第三阶段,产生的ATP最多。,D,主题二 影响细胞呼吸的外界因素及与生产、生活实践的关系 教师参考 问题引领: 1.温度为什么会影响细胞呼吸? 2.氧气浓度的升高对有氧呼吸和无氧呼吸分别有什么影响? 3.水分对细胞呼吸有影响吗?,1.温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温度影响酶活性的曲线特征一致。 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,(1)对有氧呼吸:O2是有氧呼吸的原料之一,
10、在一定范围内,随着O2浓度增加,有氧呼吸强度也增加,但O2浓度增加到一定值时有氧呼吸强度将不再随O2浓度增加而增加。,(2)对无氧呼吸:随O2浓度增加而受抑制,O2浓度越高,抑制作用越强,O2浓度达一定值时,被完全抑制。 作物栽培中,采取中耕松土、定期排水、防止土壤板结等措施,都是为了保证根细胞的正常呼吸。 生产中还常利用降低O2的浓度能够抑制细胞呼吸,减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。 生产中利用各种微生物的呼吸类型和发酵各阶段对O2的需要,控制通气的情况,以生产各种产品如酒精、食醋或味精等。,3.水分 水为细胞呼吸提供反应环境,一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。 种子在贮
11、藏时,必须降低含水量,使种子呈风干状态,降低细胞呼吸,减少有机物消耗;同时防止微生物大量繁殖使种子变质。,【典例2】 将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中,1小时后,测定O2的吸收量和CO2释放量如下表所示。下列分析正确的是( ),A.O2浓度越高,苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛,产生ATP越多 B.O2浓度为3%时,有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的2倍 C.苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时,消耗的葡萄糖量相等 D.苹果果肉细胞在O2浓度为5%25%时,只进行有氧呼吸 解析:从表中可看出在一定范围内,O2浓度越高,苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛,产生ATP越多;O2浓度为3%时
12、苹果果肉细胞的CO2释放量是0.5,O2吸收量是0.3,则有氧呼吸消耗的葡萄糖量是0.3/6=0.05 (mol),无氧呼吸消耗的葡萄糖为0.2/2=0.1 (mol),因此有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的1/2;苹果果肉细胞在O2浓度为3%时消耗的葡萄糖量=0.3/6+0.2/2=0.15 (mol),7%时消耗的葡萄糖量=0.5/6=1/12 (mol);O2浓度为5%以后苹果果肉细胞只进行有氧呼吸。 答案:D,易错提醒 影响细胞呼吸的因素非单一,贮存蔬菜和水果的条件非无氧环境 (1)若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度可采取供水、升温、高氧等措施;若需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、
13、低温、低氧等措施。 (2)蔬菜、水果在贮藏时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温;种子贮存时应保持干燥,而蔬菜、水果贮存时应保持一定的湿度。,备选例题 下图表示细胞呼吸强度与O2浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题:(1)图中D点进行的细胞呼吸方式为 。 (2)图中当O2浓度达到J点以后,CO2释放量不再继续增加的内因是 。 (3)图中“O2吸收量”这条线可以表示 呼吸强度,“CO2释放量”这条线可以表示 呼吸强度;当无氧呼吸强度降为0时,其对应的O2浓度为 。,(4)图中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的O2浓度是 。 解析:(1)图中
14、D点氧气浓度为0,所以细胞只能进行无氧呼吸。 (2)图中当O2浓度达到J点以后,CO2释放量不再随氧气浓度增加而增加,原因是细胞内有氧呼吸的酶的数量有限。 (3)由于吸收的氧气只用于有氧呼吸,因此图中“O2吸收量”这条线可以表示有氧呼吸强度,有氧呼吸和该无氧呼吸过程均有CO2的释放,因此“CO2释放量”这条线可表示有氧呼吸与无氧呼吸强度。当两条曲线相交于I点时,无氧呼吸强度降为0,此时只有有氧呼吸。 (4)图中氧气浓度为0时,无氧呼吸释放的能量最少,即为细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低。,答案:(1)无氧呼吸 (2)呼吸酶的数量有限 (3)有氧 有氧呼吸和无氧 I (4)0,【题组演练】 1
15、.把土豆依次放在空气、氮气和空气中各贮藏一周。在实验室中测定其CO2的释放速率,实验结果如图所示。下列叙述正确的是( )A.在第一周只进行了有氧呼吸 B.在第二周暂时没有呼吸作用 C.第三周的无氧呼吸先强后弱 D.土豆的无氧呼吸不产生CO2 解析:土豆的无氧呼吸产物为乳酸不产生CO2,在第一周进行了有氧呼吸和无氧呼吸,在第二周只进行了有无氧呼吸,第三周的有氧呼吸先强后弱。,D,2.如图是某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化(假设细胞呼吸底物只有葡萄糖),下列相关叙述正确的是( ) A.氧浓度为d时最适于贮藏该植物器官 B.氧浓度为b、c时该器官无氧呼吸强
16、度相等 C.氧浓度为d时,该器官无氧呼吸强度为0 D.氧浓度为a时,没有H的产生 解析:氧浓度为d时,植物只进行有氧呼吸,此时植物消耗有机物的速率较快,不适于贮藏该植物器官;氧浓度为b时,无氧呼吸释放CO2量为8-3=5,在氧浓度为c时,无氧呼吸释放CO2的量是6-4=2;氧浓度为d时,植物只进行有氧呼吸,此时无氧呼吸强度为0;氧浓度为a时,植物只进行无氧呼吸,在第一阶段会产生H。,C,3.下列关于细胞呼吸原理的应用,错误的是( ) A.蔬菜和水果的保鲜所需要的条件应为低温、干燥、低氧 B.花盆里的土壤板结后应及时松土透气,以促进根系的有氧呼吸 C.选用松软的“创可贴”包扎伤口的目的是防止厌氧
17、菌大量繁殖 D.在控制通气的情况下,利用麦芽、葡萄、粮食、酵母菌和发酵罐等可以生产各种酒 解析:蔬菜和水果的保鲜所需要的条件是低温、适当的湿度、低氧;花盆里的土壤板结后应及时松土透气,以促进根系的有氧呼吸,抑制根系的无氧呼吸;选用松软的“创可贴”包扎伤口的目的是保持有氧的环境,防止厌氧菌大量繁殖;在控制通气的情况下,利用麦芽、葡萄、粮食、酵母菌和发酵罐等可以生产各种酒,这是细胞呼吸的应用之一,D正确。,A,下图表示酵母菌在细胞呼吸过程中,O2浓度与CO2释放量之间的关系。,图说教材:O2浓度与细胞呼吸间的关系,(1)酵母菌在不同O2浓度条件下,呼吸方式不同:无氧时,即A点时,只进行无氧呼吸。低
18、氧时,即O2浓度在010%之间时,既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸,也就是说AC段CO2的来源包括有氧呼吸和无氧呼吸两部分,此过程中无氧呼吸逐渐减弱(O2会抑制无氧呼吸)、有氧呼吸逐渐增强。O2浓度等于或超过10%时,即C点(含C点)之后只进行有氧呼吸,此时无氧呼吸完全受抑制。 (2)B点时(即O2浓度为5%左右时)细胞呼吸产生的CO2总量最少,此时细胞呼吸损耗的有机物最少,因此在农业生产上,常采用控制O2浓度并结合控制温度和湿度等方法,达到延长贮存时间的目的。,【跟踪训练】 如图表示某种植物的非绿色器官在不同的O2浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化,请据图回答问题。(1)图中曲线QR区段CO
19、2生成量急剧减少的主要原因是 。 (2) 点的生物学含义是无氧呼吸消失点,由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是 。 (3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随O2浓度变化而变化的曲线。,(4)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”“更多”或“更少”),有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 。 (5)在长途运输新鲜蔬菜时,常常向塑料袋中充入N2,目的是 。 你认为O2浓度应调节到 点的对应浓度,更有利于蔬菜的运输,试说明理由: 。,解析:解题时需注意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
20、氧呼吸释放的CO2量相等,R点释放的CO2量最少。(1)图中曲线QR区段由于随着O2浓度的增加无氧呼吸受到抑制,此时有氧呼吸速率还较小,因此CO2生成量急剧减少。(2)P点时细胞呼吸产生的CO2量和吸收的O2量相等,说明此时开始只进行有氧呼吸,即P点为无氧呼吸消失点,由纵轴、CO2生成量和O2吸收量共同围成的面积可代表氧浓度逐渐增大的过程中,无氧呼吸生成的CO2总量。(3)无氧呼吸产生的CO2随O2浓度变化而变化的曲线实际上就是CO2生成量和O2吸收量曲线对应每一O2浓度的差值连线,画曲线时应能表现下降趋势,并经过Q、B以及P点在x轴上的投影点。(4)若图中的AB段与BC段的距离等长,说明此时
21、有氧呼吸释放的CO2量与无氧呼吸释放的CO2量相等,根据有氧呼吸和酒精发酵的反应式求得此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的1/3。(5)在长途运输新鲜蔬菜时,向塑料袋中充入N2可降低O2浓度,抑制细胞呼吸,从而减少有机物的消耗,分析图中曲线可知,O2浓度在R点的对应浓度时有氧呼吸强度较低,同时又抑制了无氧呼吸,蔬菜中的有机物消耗最少,更有利于蔬菜的运输。,答案:(1)O2浓度增加,无氧呼吸受抑制 (2)P O2浓度逐渐增大的过程中,无氧呼吸生成的CO2总量 (3)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)(4)一样多 (5)降低O2浓度,减少有机物的消耗 R 此时有氧呼吸强度较低,同时又抑制了无氧呼吸,蔬菜中的有机物消耗最少,形成学科核心素养,(二)学科核心素养 1.生命观念:细胞呼吸过程中伴随着物质的转变和能量的转换,形成物质与能量观。 2.科学思维:运用归纳与概括、批判性思维等方法比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同。 3.社会责任:(1)利用细胞呼吸的原理,提高自身保健意识,形成热爱生命的基本观念。(2)关注细胞呼吸原理在实际生产中的运用。,(三)网络构建 请尝试构建本课时知识网络。,谢谢观赏！,
