PAGE12-第2課時無氧呼吸、細胞呼吸原理的應用[學習目標]1.概述無氧呼吸的過程，比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同。2.說明細胞呼吸的原理，探討其在生產(chǎn)和生活中的應用。學問點一無氧呼吸學問梳理1.無氧呼吸的過程2．無氧呼吸的總反應式可概括為兩種(1)無氧呼吸的乳酸途徑①反應式：eq\o(□,\s\up3(01))C6H12O6eq\o(→,\s\up17(酶))2C3H6O3＋少量能量。②舉例：eq\o(□,\s\up3(02))馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、動物和人猛烈運動時的肌細胞、哺乳動物成熟紅細胞、乳酸菌等可進行該過程。(2)無氧呼吸的酒精途徑①反應式：eq\o(□,\s\up3(03))C6H12O6eq\o(→,\s\up17(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量。②舉例：eq\o(□,\s\up3(04))大多數(shù)植物、酵母菌等可進行該過程。3．無氧呼吸過程中的能量轉(zhuǎn)化4．無氧呼吸概念：細胞在eq\o(□,\s\up3(01))無氧條件下，經(jīng)過eq\o(□,\s\up3(02))多種酶的催化作用，把eq\o(□,\s\up3(03))葡萄糖等有機物eq\o(□,\s\up3(04))不徹底氧化分解，產(chǎn)生eq\o(□,\s\up3(05))酒精和CO2或乳酸等，釋放eq\o(□,\s\up3(06))能量，生成少量eq\o(□,\s\up3(07))ATP的過程。5．發(fā)酵(1)概念：酵母菌、乳酸菌等微生物的eq\o(□,\s\up3(01))無氧呼吸。(2)類型：eq\o(□,\s\up3(02))酒精發(fā)酵、eq\o(□,\s\up3(03))乳酸發(fā)酵。1.無氧呼吸有無[H]的積累？無氧呼吸第一階段[H]的作用？提示：沒有。第一階段產(chǎn)生的[H]參加其次階段的反應。2．為什么不同生物無氧呼吸產(chǎn)物不同？提示：不同生物無氧呼吸的酶不同，產(chǎn)物不同。3．無氧呼吸釋放的能量為什么比有氧呼吸少？提示：無氧呼吸是有機物不徹底的氧化分解，還有很大一部分能量存在于不徹底的氧化產(chǎn)物乳酸和酒精中。4．病毒進行有氧呼吸還是無氧呼吸？提示：病毒既不進行有氧呼吸，也不進行無氧呼吸。病毒是特別的生物體，它所須要的ATP、合成蛋白質(zhì)所需的氨基酸等物質(zhì)全部從宿主細胞中獲得。5．(實踐應用)猛烈運動后的肌肉酸疼是怎樣造成的？提示：猛烈運動，氧氣供應不足，肌肉細胞無氧呼吸產(chǎn)生了乳酸，造成肌肉酸疼。典題分析題型一有氧呼吸和無氧呼吸過程分析[例1]下圖表示細胞呼吸過程中葡萄糖分解的三個途徑，有關敘述正確的是()A．催化過程②③④的酶均分布于細胞質(zhì)基質(zhì)B．過程①②③④中均有ATP生成C．過程①②③均能發(fā)生在酵母細胞中D．過程③中的二氧化碳產(chǎn)生于線粒體內(nèi)膜上解題分析①為細胞呼吸第一階段，②④為無氧呼吸其次階段，③為有氧呼吸其次、三階段。③為有氧呼吸的其次、三階段，發(fā)生于線粒體，催化過程③的酶分布于線粒體基質(zhì)和內(nèi)膜上，A錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，有氧呼吸的其次、三階段都會產(chǎn)生ATP，無氧呼吸其次階段沒有ATP的生成，B錯誤；酵母菌為兼性厭氧菌，既能進行有氧呼吸，也能進行酒精發(fā)酵，故過程①②③均能發(fā)生在酵母菌細胞中，C正確；有氧呼吸其次階段發(fā)生于線粒體基質(zhì)中，產(chǎn)生二氧化碳，D錯誤。答案C題型二細胞呼吸方式的判別[例2]下列測定中可簡便而且精確推斷貯存的小麥種子細胞呼吸方式的是()A．有無酒精生成B．有無水生成C．有無有機物消耗D．O2消耗量與CO2生成量的比值解題分析若O2消耗量與CO2生成量相等，則只進行有氧呼吸；若O2消耗量小于CO2的生成量，則既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸；若O2消耗量為0，CO2的生成量不為0，則只進行無氧呼吸，因此測定O2消耗量和CO2生成量的比值，可簡便而且精確推斷貯存的小麥種子細胞呼吸方式，D正確；酒精是小麥細胞無氧呼吸的產(chǎn)物，并且通過嗅覺或味覺就可以推斷是否存在，但酒精是否存在只能推斷小麥細胞是否進行無氧呼吸，不能推斷小麥細胞是否進行有氧呼吸，A錯誤；有無水的生成只能推斷細胞有無進行有氧呼吸，無法推斷小麥是否發(fā)生無氧呼吸，并且測定較為困難，B錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸均消耗有機物，測定有機物的消耗只能推斷是否發(fā)生呼吸作用，不能推斷呼吸作用的方式，C錯誤。答案D[例3]如圖是探究酵母菌呼吸類型的裝置，假如裝置一中紅色液滴向左移，裝置二中紅色液滴向右移，證明酵母菌()A．只進行有氧呼吸B．只進行無氧呼吸C．可能死亡D．既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸解題分析裝置一中液滴左移，說明酵母菌能進行有氧呼吸；裝置二中液滴右移，說明酵母菌細胞呼吸時CO2的釋放量大于O2的消耗量，即酵母菌不僅存在有氧呼吸還存在無氧呼吸。所以，酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。答案D技法提升推斷細胞呼吸類型的方法1．依據(jù)反應物和產(chǎn)物推斷(1)消耗O2或產(chǎn)物中有H2O，肯定存在有氧呼吸。(2)產(chǎn)物中有酒精或乳酸，肯定有無氧呼吸。(3)無CO2釋放，肯定為乳酸的無氧呼吸。2．依據(jù)反應場所進行推斷(1)真核細胞eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(只在細胞質(zhì)基質(zhì)進行→無氧呼吸,有線粒體參加→存在有氧呼吸))(2)原核細胞：原核細胞沒有線粒體，故原核細胞的細胞呼吸在細胞質(zhì)和細胞膜上進行。3．依據(jù)物質(zhì)的量的關系推斷(1)依據(jù)O2的汲取量和CO2的釋放量推斷(活細胞)①O2消耗量＝CO2產(chǎn)生量：細胞只進行有氧呼吸。②消耗O2量<產(chǎn)生CO2量：兩類呼吸并存，差值為無氧呼吸量。③消耗O2量>產(chǎn)生CO2量：呼吸底物可能為脂質(zhì)。④不消耗O2，但產(chǎn)生CO2：細胞只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸。⑤無CO2釋放：細胞只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。(2)依據(jù)酒精和CO2的生成量推斷①酒精量＝CO2的量：細胞只進行無氧呼吸。②酒精量<CO2的量：兩類呼吸并存，差值為有氧呼吸量。4．依據(jù)試驗及現(xiàn)象進行推斷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)試驗結果預料和結論留意：①上述裝置中，種子也可以換成酵母菌、綠色植物等。但是當換成綠色植物時，整個裝置應當遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。②假如試驗材料是種子，為防止微生物呼吸對試驗結果的干擾，應對試驗裝置及所測種子進行消毒處理；為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引起的誤差，應設置比照試驗，將所測的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變。③裝置一也可用來測定呼吸速率。依據(jù)著色液滴單位時間內(nèi)移動的距離即可計算呼吸速率(也就是單位時間內(nèi)的耗氧量)。題型三細胞呼吸涉及的計算[例4]酵母菌在有氧時進行有氧呼吸，無氧時進行無氧呼吸。將酵母菌放在含有培育液的密閉的錐形瓶中，測得CO2的釋放量是O2汲取量的2倍。則有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖量的比為()A．1∶6B．1∶3C．1∶2D．1∶0解題分析假設O2的汲取量為1mol，則因有氧呼吸時釋放的CO2量與汲取的O2量相同，所以有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量也為1mol，又由題干可知，CO2的釋放量是O2汲取量的2倍，所以共釋放CO2的量為2mol，那么無氧呼吸釋放CO2的量則為1mol。又由有氧呼吸與無氧呼吸的反應式可知，有氧呼吸產(chǎn)生1molCO2須要消耗1/6mol葡萄糖，而無氧呼吸產(chǎn)生1molCO2須要消耗1/2mol葡萄糖，則有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖量的比為(1/6)∶(1/2)＝1∶3。答案B[例5]在a、b、c、d條件下，測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積改變的相對值如下表所示。底物是葡萄糖，則下列敘述正確的是()條件abcdCO2釋放量10867O2汲取量0347A．a(chǎn)條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸B．b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多C．c條件下，無氧呼吸最弱D．d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體解題分析a條件下，不汲取O2，但產(chǎn)生CO2，故只進行無氧呼吸，種子萌發(fā)無氧呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精，A錯誤；b條件下，既有有氧呼吸又有無氧呼吸，有氧呼吸消耗體積為3的O2，產(chǎn)生體積為3的CO2，消耗葡萄糖的相對量為0.5，無氧呼吸產(chǎn)生體積為5的CO2，消耗葡萄糖的相對量為2.5，B錯誤；c條件下，同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，d條件下，只進行有氧呼吸，無氧呼吸為0，d條件下無氧呼吸最弱，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體，C錯誤，D正確。答案D技法提升細胞呼吸反應式中各物質(zhì)間的關系比(以葡萄糖為呼吸底物)(1)有氧呼吸葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。(2)無氧呼吸葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2或葡萄糖∶乳酸＝1∶2。(3)消耗等量的葡萄糖時，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為1∶3。

學問點二影響細胞呼吸的因素及其應用學問梳理1.溫度(1)原理：溫度通過影響eq\o(□,\s\up3(01))呼吸酶的活性來影響呼吸速率。(2)應用：生產(chǎn)上常利用這一原理在eq\o(□,\s\up3(02))低溫下貯存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當eq\o(□,\s\up3(03))降低溫度，降低細胞呼吸，削減eq\o(□,\s\up3(04))有機物的消耗。2．O2濃度(1)曲線改變分析①當O2濃度為0時，只進行eq\o(□,\s\up3(01))無氧呼吸；②0<O2濃度<5%，無氧呼吸漸漸被eq\o(□,\s\up3(02))抑制，有氧呼吸不斷加強，但總的細胞呼吸強度漸漸減弱；③當O2濃度達到5%時，釋放CO2最少，細胞呼吸強度eq\o(□,\s\up3(03))最弱，是種子、果蔬儲存的最佳O2濃度；④當O2濃度達到肯定值(10%)后，無氧呼吸eq\o(□,\s\up3(04))消逝，只進行eq\o(□,\s\up3(05))有氧呼吸；⑤隨O2濃度進一步增大，有氧呼吸先增加后eq\o(□,\s\up3(06))基本不變(受呼吸酶數(shù)量等因素的影響)。(2)應用①包扎傷口應選用eq\o(□,\s\up3(07))透氣的敷料，抑制破傷風桿菌的無氧呼吸。②利用糧食通過eq\o(□,\s\up3(08))酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒；利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。③剛好松土有利于植物eq\o(□,\s\up3(09))根系生長。④稻田定期排水有利于根系eq\o(□,\s\up3(10))有氧呼吸，防止幼根因缺氧變黑、腐爛。⑤提倡慢跑等有氧運動使細胞進行eq\o(□,\s\up3(11))有氧呼吸，避開肌細胞產(chǎn)生大量eq\o(□,\s\up3(12))乳酸。3．CO2濃度(1)原理：CO2是細胞呼吸的產(chǎn)物，隨著CO2濃度的增大，對細胞呼吸eq\o(□,\s\up3(01))抑制作用增加。(2)應用：貯存糧食時適當eq\o(□,\s\up3(02))增大CO2濃度，可抑制細胞呼吸，削減有機物消耗。4．水(1)原理：在肯定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨細胞內(nèi)水的含量的增加而eq\o(□,\s\up3(01))增大。當含水量超過肯定的范圍時，細胞呼吸會受到抑制，甚至造成植物eq\o(□,\s\up3(02))死亡。(2)應用：植物栽培要合理澆灌；將種子曬干，以減弱呼吸作用，有利于貯存。(實踐應用)果蔬的儲存方式與糧食的儲存方式有什么不同？提示：果蔬儲存：零上低溫、低氧、高CO2、肯定濕度。糧食儲存：低溫、低氧、高CO2、干燥。典題分析題型四氧氣對細胞呼吸的影響[例6]以下甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2汲取量的改變。下列敘述不正確的是()A．甲圖中氧濃度為a時的狀況對應的是乙圖中的A點B．甲圖中氧濃度為b時的狀況對應的是乙圖中的D點C．甲圖的a、b、c、d四種濃度中c是最適合貯藏的D．甲圖中氧濃度為d時沒有酒精產(chǎn)生解題分析甲圖中氧濃度為a時，細胞只釋放CO2不汲取O2，說明細胞只進行無氧呼吸，對應乙圖中的A點，A正確；甲圖中氧濃度為b時，CO2的釋放量遠遠大于O2的汲取量，說明細胞既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，且無氧呼吸強度大，而D點或者是有氧呼吸占優(yōu)勢，或者是只進行有氧呼吸，B錯誤；貯藏植物器官應選擇CO2產(chǎn)生量最少即細胞呼吸最弱時(圖甲中的c點左右)的氧濃度，C正確；氧濃度為d時，CO2的釋放量與O2的汲取量相等，細胞只進行有氧呼吸，因此沒有酒精產(chǎn)生，D正確。答案B題型五細胞呼吸原理的應用[例7]下列敘述符合生物學原理的是()A．水稻根部主要進行無氧呼吸，所以能長期適應缺氧環(huán)境B．快速登山時，人體的能量主要來自有機物分解產(chǎn)生二氧化碳的過程C．蔬菜在低氧、干燥、低溫的環(huán)境中，可延長保鮮時間D．淀粉經(jīng)發(fā)酵可產(chǎn)生酒精，是通過乳酸菌的無氧呼吸實現(xiàn)的解題分析水稻根部主要進行的是有氧呼吸，A錯誤；蔬菜貯存環(huán)境應當是低氧、零上低溫柔具有肯定濕度，C錯誤；淀粉經(jīng)發(fā)酵可產(chǎn)生酒精，是通過酵母菌發(fā)酵實現(xiàn)的，D錯誤；快速登山也是有氧運動，人體的能量供應主要來自有氧呼吸將有機物分解成二氧化碳和水的過程，B正確。答案B課堂小結一、學問結構二、重要術語1．無氧呼吸2.酒精發(fā)酵3.乳酸發(fā)酵三、重要概念1．在無氧條件下，細胞在酶的作用下，將葡萄糖等有機物氧化分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時釋放少量能量的過程叫做無氧呼吸。無氧呼吸在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。2．有氧呼吸分三個階段釋放能量，其中第三階段釋放能量最多。無氧呼吸釋放的能量要比有氧呼吸少得多。有氧呼吸除第一階段在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行外，其余過程在線粒體中進行，無氧呼吸的全過程都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。3．影響細胞呼吸的外界因素主要有溫度、O2濃度以及CO2濃度。4．溫度對細胞呼吸的影響主要是影響酶的活性；O2濃度會影響呼吸的類型與強度；CO2濃度上升對細胞呼吸具有肯定的抑制作用。5．細胞呼吸與生產(chǎn)、生活實踐親密相關。農(nóng)作物的栽培管理，糧食以及果蔬的貯藏措施都與呼吸作用的原理相關。當堂檢測——查漏補缺鞏固提升1．與無氧呼吸比較，細胞有氧呼吸特有的代謝產(chǎn)物是()A．丙酮酸 B．ATPC．CO2 D．H2O答案D解析有氧呼吸的產(chǎn)物是CO2和H2O；無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2或乳酸，但都有ATP形成。2．水稻種子萌發(fā)時，假如長時間缺氧，就會引起爛芽，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解析水稻種子萌發(fā)時，假如長時間缺氧，進行無氧呼吸會產(chǎn)生酒精和二氧化碳，酒精含量過多對細胞有毒害作用，引起爛芽。3．不同種類的生物在不同的條件下呼吸方式不同。下列對生物細胞呼吸方式的推斷，錯誤的是()A．若只釋放CO2，不消耗O2，則細胞只進行無氧呼吸B．若CO2的釋放量多于O2的汲取量，則細胞既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸C．若CO2的釋放量等于O2的汲取量，則細胞可能只進行有氧呼吸D．若既不汲取O2也不釋放CO2，則說明該細胞已經(jīng)死亡答案D解析當以葡萄糖為呼吸底物進行有氧呼吸或同時進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸時，細胞汲取O2量等于產(chǎn)生CO2量；若同時進行有氧呼吸和產(chǎn)酒精的無氧呼吸，則產(chǎn)生CO2量>汲取O2量；若只釋放CO2不汲取O2，則細胞只進行產(chǎn)酒精的無氧呼吸。當產(chǎn)物是乳酸時或細胞已死亡時，細胞既不汲取O2，也不釋放CO2。4．貯存蘋果時既要保持其口感又要削減水分的消耗，下列最相宜的貯存條件是()A．高CO2濃度、低氧濃度和零下低溫B．低CO2濃度、高氧濃度和零下低溫C．低氧濃度、高CO2濃度和零上低溫D．完全無氧、高CO2濃度和零上低溫答案C解析貯存蘋果時，細胞呼吸速率低有機物消耗最少時最佳，故應選低氧、高CO2和零上低溫，零下低溫會引起凍傷。5．生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程的圖解如下，請據(jù)圖回答：(1)圖中A是________，其產(chǎn)生的部位是________。(2)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____________。(3)蘋果貯藏久了，會有酒味產(chǎn)生，其緣由是發(fā)生了圖中________過程。(4)假如有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比為________。答案(1)丙酮酸細胞質(zhì)基質(zhì)(2)②①②④(3)①③(4)1∶3解析(1)依據(jù)細胞呼吸過程中的物質(zhì)改變可推斷，A是丙酮酸，其產(chǎn)生的部位是細胞質(zhì)基質(zhì)。(2)圖中①是有氧呼吸或無氧呼吸第一階段，不須要氧氣參加，②是有氧呼吸其次、三階段，須要在有氧條件下進行，③和④表示無氧呼吸過程，其中能夠在人體細胞進行的是①②④。(3)蘋果貯藏久了，內(nèi)部果肉細胞會進行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2，即圖中①③過程。(4)有氧呼吸的反應式：C6H12O6＋6H2O＋6O2eq\o(→,\s\up17(酶),\s\do17())6CO2＋12H2O＋大量能量，無氧呼吸的反應式：C6H12O6eq\o(→,\s\up17(酶),\s\do17())2C2H5O