3.3細胞呼吸的類型及過程一、探究酵母菌細胞呼吸的方式思考：呼吸作用和我們平時所說的“呼吸”相同嗎？呼吸作用（細胞呼吸）≠

呼吸機體與外界環(huán)境之間O2和CO2交換的過程有機物氧化分解，釋放能量

在

經過一系列的

，最終生成

或

，

釋放出

并生成

的過程。1.細胞呼吸的概念：細胞內氧化分解CO2能量其他產物ATP有機物實質：分解有機物，釋放能量一、探究酵母菌細胞呼吸的方式CO2O2CO2O2CO2O2O2O2CO2CO2肺泡細胞呼吸毛細血管O2呼吸細胞呼吸是否都需要氧氣呢？類型：有氧呼吸和無氧呼吸一、探究酵母菌細胞呼吸的方式分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產物是否含酒精或二氧化碳1.提出問題2.作出假設3.設計實驗5.分析結果6.表達與交流酵母菌可以進行有氧呼吸和無氧呼吸嗎？酵母菌可以進行有氧呼吸和無氧呼吸細胞呼吸的條件細胞呼吸的產物影響實驗結果的可變因素分析變量:CO2和酒精的產生速率

有氧、無氧溫度、pH、培養(yǎng)液的濃度和體積③無關變量:①自變量:②因變量:4.進行實驗一、探究酵母菌細胞呼吸的方式1.實驗材料：異養(yǎng)兼性厭氧型2.實驗原理：酒精+重鉻酸鉀（濃硫酸溶液）：②溴麝香草酚藍溶液：(1)檢測CO2(2)檢測酒精①澄清石灰水：澄清→渾濁根據(jù)渾濁程度檢測CO2產生的多少藍→變綠→再變黃根據(jù)其變黃色時間的長短，檢測CO2產生的多少橙色→灰綠色一、探究酵母菌細胞呼吸的方式3.實驗步驟(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌＋

溶液)。(2)檢測CO2產生的多少的裝置如圖所示。葡萄糖裝置甲接氣泵A10%NaOH溶液澄清石灰水酵母菌培養(yǎng)液B酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水有氧裝置乙無氧一、探究酵母菌細胞呼吸的方式裝置甲接氣泵A10%NaOH溶液澄清石灰水酵母菌培養(yǎng)液B酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水有氧裝置乙無氧自變量：有無氧氣因變量：CO2的產生速率、酒精的產生速率為了消耗完B瓶中的O2，B瓶放置一段時間后再連通吸收空氣中的CO2注意：葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發(fā)生反應，應適當延長酵母菌的培養(yǎng)時間以耗盡溶液中的葡萄糖。一、探究酵母菌細胞呼吸的方式觀察項目有氧呼吸裝置無氧呼吸裝置澄清石灰水出現(xiàn)混濁所需時間及混濁程度比較________________________________溴麝香草酚藍溶液變色情況比較___________________________酸性重鉻酸鉀檢驗情況比較_______________________實驗結論酵母菌在有氧條件下進行

，產生大量的____。酵母菌在無氧條件下進行無氧呼吸，無氧呼吸的產物有

，同時也產生少量___短且混濁程度較大長且混濁程度較小變黃且時間短變黃且時間長不變色由橙色變成灰綠色有氧呼吸CO2酒精CO2一、探究酵母菌細胞呼吸的方式5.科學的研究方法——對比實驗設置兩個或兩個以上的

，通過對結果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗，也叫

實驗。實驗組相互對照在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，需要設置有氧和無氧兩種條件來探究酵母菌在不同氧氣條件下細胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細胞呼吸的影響。對比實驗也是科學探究中常用的方法之一。一、探究酵母菌細胞呼吸的方式教材中對比實驗的實例有：①探究酵母菌細胞呼吸的方式；②魯賓和卡門的同位素標記法實驗；③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標記T2噬菌體侵染細菌的實驗；④探究溫度(pH)對酶活性的影響。

一、探究酵母菌細胞呼吸的方式（1）本實驗的自變量是什么？（2）石蠟(油)的作用是什么？（3）空氣泵進入乙的空氣有什么要求？自變量是氧氣的有無。石蠟(油)的作用是將液體與空氣隔絕?？諝獗眠M入乙的空氣應除去CO2。一、探究酵母菌細胞呼吸的方式（4）實驗的因變量是什么？（5）檢測的結果是什么？（6）實驗的無關變量有哪些？檢測的結果是甲中石灰水變渾濁快，丁中石灰水變渾濁慢。實驗的無關變量有酵母菌活性和葡萄糖溶液濃度、溫度等因素。實驗的因變量是乙、丙中產生CO2的多少。一、探究酵母菌細胞呼吸的方式教材規(guī)定實驗中的“顯色”歸納二、細胞呼吸的類型——有氧呼吸和無氧呼吸依據(jù)是否需要氧氣（1）有氧呼吸①概念：指細胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把葡萄糖等有機物

，產生

，釋放

，生成

的過程。氧酶徹底氧化分解二氧化碳和水大量能量大量ATP二、細胞呼吸的類型細胞質基質少量能量線粒體基質少量能量線粒體內膜大量能量[H]=NADH(還原型輔酶I)NAD++H++2e+→NADH②過程二、細胞呼吸的類型總反應式C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶(1)葡萄糖不能進入線粒體被氧化分解。葡萄糖在

中被分解成丙酮酸，在有氧條件下，丙酮酸進入

被氧化分解成生成CO2和水。(2)有氧呼吸的第

個階段消耗氧氣,CO2的產生發(fā)生在第

階段。(3)有氧呼吸第

個階段消耗水，第

個階段產生水。(4)有氧呼吸第

階段產生[H]，第

個階段產生的[H]遠遠多于第

個階段，第

個階段利用[H]。(5)有氧呼吸

個階段都釋放能量，前兩個階段釋放少量能量，第三個階段釋放大量能量。(6)在有氧呼吸過程中[H]的轉移途徑為

到_________；而NAD＋相反。

三二三三一二三細胞質基質線粒體細胞質基質線粒體內膜一、二二二、細胞呼吸的類型葡萄糖中穩(wěn)定的化學能轉化為

。(1)一部分能量儲存在ATP中（約占34.05%），供生命活動直接利用。(2)另外大部分能量以熱能的形式散失，以維持或提升體溫。ATP中活躍的化學能和熱能1mol的葡萄糖2870KJ儲存于ATP中以熱能形式散失釋放能量977.28KJ1892.72KJ③能量轉換二、細胞呼吸的類型④特點與有機物在生物體外的燃燒相比(1)有氧呼吸過程

；(2)有機物中的能量經過一系列的化學反應

；(3)能量有相當一部分儲存在

中。共同點：兩者都是物質的氧化分解過程；兩者都能產生CO2等產物，并且都釋放能量。溫和逐步釋放ATP對生物體的意義：使有機物中的能量逐步轉移到ATP中，逐步緩慢釋放能量，保證有機物中的能量得到最充分的利用，而且有利于維持細胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)。二、細胞呼吸的類型思考：線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，其在結構上的特點與功能相適應表現(xiàn)在？線粒體內膜上和基質中分布有許多催化有氧呼吸的酶；線粒體內膜向內折疊形成嵴，增大膜面積，為酶提供更多附著位點二、細胞呼吸的類型（2）無氧呼吸第一階段

第二階段產酒精

產乳酸

4[H]＋2丙酮酸

2酒精＋2CO24[H]＋2丙酮酸

2乳酸[H]的來源：無氧呼吸的第一階段即葡萄糖；[H]的去路：還原丙酮酸②過程①概念在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經過

，產生

，釋放

，生成少量ATP的過程。不完全分解少量能量CO2和酒精或乳酸二、細胞呼吸的類型不同生物無氧呼吸產物類型及原因乳酸酒精和CO2

。

。酶不同基因不同或基因的選擇性表達二、細胞呼吸的類型③總反應式無氧呼吸全過程都是在

中進行的。細胞質基質酶C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（少）酶C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量（少）(1)產生酒精（大多數(shù)植物、酵母菌）(2)產生乳酸（高等動物、乳酸菌、玉米胚、馬鈴薯塊莖和甜菜塊根等）微生物的無氧呼吸也叫發(fā)酵二、細胞呼吸的類型④能量轉化葡萄糖無氧呼吸都只在

釋放少量的能量，其中一部分儲存在

，一部分以熱能形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在

中。第一階段ATP酒精或乳酸只進行無氧呼吸——乳酸菌、破傷風桿菌、哺乳動物成熟紅細胞、蛔蟲主要進行無氧呼吸——種子萌發(fā)初期、癌細胞注意：人和動物細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體；酵母菌細胞呼吸產生CO2的場所是線粒體和細胞質基質。

①不徹底氧化物中的化學能(大部分)

有機物中穩(wěn)定的化學能→

②熱能(主要)

+ATP中活躍的化學能二、細胞呼吸的類型

有氧呼吸與無氧呼吸的比較呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸不同點反應條件場所產物釋放能量反應是否徹底相同點聯(lián)系實質意義細胞質基質、線粒體(主要)細胞質基質

氧氣、水、多種酶無氧、多種酶CO2和H2O酒精和CO2或乳酸大量能量只在第一階段釋放少量能量第一階段完全相同

分解有機物，釋放能量，形成ATP

①提供能量②生物體代謝的樞紐徹底不徹底二、細胞呼吸的類型細胞呼吸是蛋白質、糖類和脂質代謝的樞紐。糖類葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三階段脂肪甘油+脂肪酸蛋白質氨基酸有機酸脫氨基作用NH3β氧化二、細胞呼吸的類型(3)P94“小字部分”：蛋白質、糖類和脂質的代謝，都可以通過

過程聯(lián)系起來。(4)P96“思維訓練”：科學家就線粒體的起源，提出了一種解釋：有一種真核細胞吞噬了原始的

，二者在共同繁衍的過程中，

進化為宿主細胞內專門進行細胞呼吸的細胞器。細胞呼吸需氧細菌需氧細菌(1)源于必修1P93“相關信息”：細胞呼吸過程中產生的[H]是_____________________的簡化表示方法。(2)源于必修1P94“相關信息”：無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要儲存在

中；而徹底氧化分解釋放的能量主要以_____的形式散失了。還原型輔酶Ⅰ(NADH)乳酸或酒精熱能三、細胞呼吸的影響因素及應用1.內部因素種類

不同生長發(fā)育較低

不同器官大于三、細胞呼吸的影響因素及應用原理：溫度通過影響

而影響細胞呼吸速率。應用①

溫儲存食品（冰箱）②大棚栽培在夜間和陰天適當

溫以降低呼吸作用消耗的有機物③

水和面發(fā)得快①溫度零上低降酶的活性溫2.外部因素三、細胞呼吸的影響因素及應用②O2濃度2.氧氣濃度0~b時有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，有氧呼吸速率增大，無氧呼吸速率減小。1.氧氣濃度為0時只進行無氧呼吸3.氧氣濃度b~c時細胞只進行有氧呼吸三、細胞呼吸的影響因素及應用4.氧氣濃度為a時無氧呼吸減弱，有氧呼吸較弱，細胞呼吸（A)最弱，儲存蔬菜、水果、糧食等，應控制氧氣濃為a(或a附近)。5.氧氣濃度為b時無氧呼吸被完全抑制，細胞只進行有氧呼吸，細胞呼吸即為有氧呼吸。無氧呼吸消失點6.氧氣濃度為c時有氧呼吸速率達到最大，再增加氧氣濃度，呼吸速率不再增加。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量與酶的活性等。三、細胞呼吸的影響因素及應用應用：①中耕松土促進植物根部有氧呼吸。②無氧發(fā)酵過程需要嚴格控制無氧環(huán)境。③低氧儲存糧食、水果和蔬菜。④選用透氣的消毒紗布包扎傷口。⑤提倡慢跑，防止肌細胞無氧呼吸產生

。⑥稻田定期排水，防止

中毒，爛根死亡。乳酸酒精防止破傷風芽孢桿菌（厭氧菌）增殖利于吸收礦質離子三、細胞呼吸的影響因素及應用（多選）1．某種植株的非綠色器官在不同O2濃度下，單位時間內O2吸收量和CO2釋放量的變化如圖所示。若細胞呼吸分解的有機物全部為葡萄糖，下列說法正確的是（）A．甲曲線表示O2吸收量 B．O2濃度為b時，該器官不進行無氧呼吸C．O2濃度由0到b的過程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐漸增加 D．O2濃度為a時最適合保存該器官，該濃度下葡萄糖消耗速率最小三、細胞呼吸的影響因素及應用③CO2濃度CO2是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制細胞呼吸的進行。應用：儲藏糧食時適當增加CO2濃度，可抑制細胞呼吸，減少有機物消耗。三、細胞呼吸的影響因素及應用③H2O1.影響①直接影響——水是有氧呼吸的反應物，可直接參與反應。②間接影響——許多生化反應需在水中才能進行，自由水含量升高，細胞呼吸加快。2.應用①糧食在收倉前要進行晾曬處理，減少有機物消耗。②干種子萌發(fā)前進行浸泡處理。在一定范圍內，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢③蔬菜和水果應在“零上低溫、濕度適中、低氧”的條件下保鮮。三、細胞呼吸的影響因素及應用種子萌發(fā)時細胞吸水和呼吸速率變化曲線解讀(1)在種子吸水的第Ⅰ階段，吸水較快（以吸脹作用吸水），增加自由水含量使呼吸速率上升。(2)在種子吸水的第Ⅱ階段，呼吸作用產生的CO2量要比O2的消耗量大得多，說明此期間主要進行無氧呼吸。(3)在胚根長出后，由于胚根突破種皮，增加了O2的吸收量，種子以有氧呼吸為主，同時胚根主要為滲透吸水。(4)從O2的吸收量可大于CO2的釋放量看出，有脂肪參與呼吸作用。三、細胞呼吸的影響因素及應用儲存蔬菜和水果與儲存種子的條件不同①蔬菜和水果應在“零上低溫、濕度適中、低氧”的條件下保鮮。②種子應在“零上低溫、干燥、低氧”的條件下儲存。種子儲存和種子萌發(fā)所需要的呼吸強度不同，所需條件不同①種子萌發(fā)需要增強呼吸作用，可采用“適溫、濕潤、足氧”條件。②種子儲存需要降低呼吸作用：“零上低溫、干燥、低氧”的條件。三、細胞呼吸的影響因素及應用典例：為研究溫度的變化對儲藏器官細胞呼吸的影響，研究人員以馬鈴薯塊莖為材料，進行了如下實驗：實驗一：將兩組相同的馬鈴薯塊莖，分別置于低溫(4℃)和室溫(22℃)條件下儲藏10天，發(fā)現(xiàn)低溫組塊莖中淀粉酶含量顯著高于室溫組。(1)當馬鈴薯塊莖從20℃移到0℃環(huán)境中，CO2的釋放速率下降，其原因是什么？

溫度降低導致酶的活性下降，細胞呼吸產生的CO2減少。實驗二：將馬鈴薯塊莖從20℃移到0℃后，再回到20℃環(huán)境中，測定CO2的釋放速率的變化。結果如圖所示。三、細胞呼吸的影響因素及應用(2)當馬鈴薯塊莖重新移回到20℃環(huán)境中，與之前20℃環(huán)境相比，CO2的釋放速率明顯升高。綜合上述實驗，如何解釋這一現(xiàn)象。

在0℃環(huán)境中淀粉酶含量增加，催化淀粉水解生成的還原糖增加，為之后20℃條件下細胞呼吸提供更多的底物，細胞呼吸較之前20℃時強。(3)密封地窖能長時間儲存馬鈴薯的原因是什么？

密封的地窖CO2濃度高，能夠抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。四、細胞呼吸方式的判斷方法四、細胞呼吸方式的判斷方法練習1：氧的濃度會影響細胞呼吸。在a、b、c、d條件下,底物是葡萄糖,測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積變化的相對值如下圖。則下列敘述中正確的是()A.a、b、c、d條件下,細胞呼吸的場所均為細胞質基質和線粒體B.a條件時,細胞呼吸最終有[H]的積累C.b、c條件下,細胞呼吸的產物只有二氧化碳和水D.若底物是等量的脂肪,則在d條件下釋放的CO2與吸收的O2的比值可能不為1D四、細胞呼吸方式的判斷方法練習2：葡萄糖和脂肪是細胞呼吸常用的物質，葡萄糖中的氧含量遠多于脂肪，科學研究中常用RQ(釋放的CO2體積/消耗的O2體積)來推測生物的呼吸方式和用于呼吸的能源物質。下列敘述不正確的是()A.水淹時植物根細胞的RQ>1，該植物根細胞呼吸的產物可能有酒精B.若測得酵母菌在葡萄糖培養(yǎng)液中的RQ＝1，說明進行的是有氧呼吸C.若測得某植物種子在萌發(fā)初期的RQ<1