生物學(xué)必修一《分子與細(xì)胞》第12講

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用2.2.4說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利用的能量活動(dòng)：探究酵母菌的呼吸方式；內(nèi)容要求目錄Contents02探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式03影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素01細(xì)胞呼吸的方式和過程判斷細(xì)胞呼吸類型04【問題1】稻田也需要定期排水，否則水稻幼根會(huì)變黑、腐爛；花盆里的土壤板結(jié)后，根系生長(zhǎng)緩慢。試分析其原因。問題101細(xì)胞呼吸的方式和過程C6H12O6→2C3H6O3＋少量能量葡萄糖中的能量未徹底分解產(chǎn)物中儲(chǔ)存的能量細(xì)胞呼吸釋放的能量（大部分以熱能形式散失）C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2＋12H2O＋大量能量①無氧呼吸產(chǎn)生的能量少②無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)根細(xì)胞有毒害作用，從而影響根系的生長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)根系會(huì)變黑、腐爛。③線粒體基質(zhì)中進(jìn)行三羧酸循環(huán)產(chǎn)生很多中間產(chǎn)物，從而影響根細(xì)胞內(nèi)氨基酸等重要化合物的合成。01細(xì)胞呼吸的方式和過程【問題2】為什么無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量少，請(qǐng)從細(xì)胞呼吸的過程分析說明。問題2C6H12O62C3H4O3酶6CO24[H]能量少量ATP熱能能量少量ATP熱能酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能量大量ATP熱能線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①③01細(xì)胞呼吸的方式和過程（少量）C6H12O6酶+4[H]+能量2C3H4O3①細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶6CO2+20[H]+能量+6H2O2C3H4O3②（少量）線粒體基質(zhì)③酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）線粒體內(nèi)膜01細(xì)胞呼吸的方式和過程C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶分析各物質(zhì)中氧元素的來源去向？01細(xì)胞呼吸的方式和過程01細(xì)胞呼吸的方式和過程（動(dòng)物和人、甜菜根、胡蘿卜、玉米胚、馬鈴薯塊莖、乳酸菌）（植物、酵母菌）問題2【問題2】為什么無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量少，請(qǐng)從細(xì)胞呼吸的過程分析說明。C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量酶C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量酶01細(xì)胞呼吸的方式和過程問題2從反應(yīng)過程看，有氧呼吸3個(gè)階段都能釋放能量，產(chǎn)生ATP。尤其是第3個(gè)階段，當(dāng)【H】與O2結(jié)合時(shí)能產(chǎn)生大量的ATP；無氧呼吸2個(gè)階段只有第1個(gè)階段，即從葡萄糖分解為丙酮酸釋放能量，產(chǎn)生ATP，從丙酮酸還原成酒精或乳酸過程沒有釋放能量，不產(chǎn)生ATP。從反應(yīng)最終產(chǎn)物看，有氧呼吸的最終產(chǎn)物是CO2和H2O;無氧呼吸的最終產(chǎn)物是簡(jiǎn)單的有機(jī)物——酒精或乳酸，其中還有一部分能量?jī)?chǔ)存在有機(jī)物中沒有釋放出來。從釋放的能量數(shù)值看，同樣是分解1mol的葡萄糖，經(jīng)有氧呼吸釋放2870kJ/mol；1mol葡萄糖分解釋放196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中。01細(xì)胞呼吸的方式和過程問題2【問題3】農(nóng)作物被水淹沒，根細(xì)胞能進(jìn)行短暫的無氧呼吸；人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞也能進(jìn)行無氧呼吸。請(qǐng)從進(jìn)化的角度分析說明其原因和意義。通過比較有氧呼吸與無氧呼吸的過程，你能發(fā)現(xiàn)由無氧呼吸進(jìn)化成有氧呼吸的過程中所保留的“進(jìn)化痕跡”嗎?問題301細(xì)胞呼吸的方式和過程在進(jìn)化過程中，有氧呼吸保留了無氧呼吸的第1階段即從葡萄糖分解為丙酮酸的反應(yīng)過程，當(dāng)真核生物遇到無氧或缺氧的情況時(shí)，仍然可以進(jìn)行短暫的無氧呼吸，以適應(yīng)不良的環(huán)境條件?！締栴}4】線粒體是進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。真核細(xì)胞有線粒體，但在缺氧或無氧的情況下可以進(jìn)行短暫的無氧呼吸；原核細(xì)胞無線粒體，是否只能進(jìn)行無氧呼吸?問題401細(xì)胞呼吸的方式和過程原核細(xì)胞無線粒體無氧呼吸進(jìn)行真核細(xì)胞有線粒體有氧呼吸進(jìn)行進(jìn)化進(jìn)化【問題5】當(dāng)劇烈運(yùn)動(dòng)（如400m跑）后，你已不處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為什么還會(huì)持續(xù)急促呼吸一段時(shí)間?問題501細(xì)胞呼吸的方式和過程劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌細(xì)胞處于相對(duì)缺氧狀態(tài)，肌糖原被分解成了乳酸，后者逐漸釋放到血液中，一部分與血漿中的碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)，生成乳酸鈉和碳酸，碳酸分解成的二氧化碳會(huì)刺激控制呼吸活動(dòng)的神經(jīng)中樞，促使呼吸運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，增加通氣量，從而將二氧化碳排除體外，同時(shí)吸入更多的氧氣。另一部分乳酸由血液運(yùn)到肝細(xì)胞，在肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)變成丙酮酸并進(jìn)一步氧化分解。因此，在劇烈運(yùn)動(dòng)后要繼續(xù)急促喘氣，以補(bǔ)償在運(yùn)動(dòng)時(shí)氧氣的虧欠，即在償還"氧債"，用于丙酮酸的氧化分解?！締栴}6】細(xì)胞在正常情況下主要利用糖類作為呼吸過程中能量的來源，但在特殊情況下（如人和動(dòng)物極度饑餓時(shí)）也可利用脂肪和蛋白質(zhì)作為能源。脂肪和蛋白質(zhì)是怎樣參與細(xì)胞呼吸的?問題601細(xì)胞呼吸的方式和過程有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量能量的過程。01細(xì)胞呼吸的方式和過程注：細(xì)胞呼吸是能源物質(zhì)氧化分解及其生物合成的樞紐（實(shí)線表示能源物質(zhì)的分解；虛線表示能源物質(zhì)的合成）【問題7】如何長(zhǎng)期儲(chǔ)存農(nóng)作物的種子、蔬菜或水果?請(qǐng)?zhí)岢鰞?chǔ)存的基本措施及其依據(jù)。問題702影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素O2：貯藏水果時(shí)下降到____________最有利貯藏。CO2：增加CO2濃度，降低O2濃度有良好的保鮮效果。a點(diǎn)【問題7】如何長(zhǎng)期儲(chǔ)存農(nóng)作物的種子、蔬菜或水果?請(qǐng)?zhí)岢鰞?chǔ)存的基本措施及其依據(jù)。問題702影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。例：糧油種子貯藏前風(fēng)干、晾曬：減少水分，抑制呼吸作用干種子萌發(fā)前浸泡：含水量增高，促進(jìn)呼吸作用【問題7】如何長(zhǎng)期儲(chǔ)存農(nóng)作物的種子、蔬菜或水果?請(qǐng)?zhí)岢鰞?chǔ)存的基本措施及其依據(jù)。問題702影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素溫度：植物最適25-30℃應(yīng)用：貯存水果時(shí)，適當(dāng)降低溫度，可降低與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性，減少有機(jī)物消耗從而延長(zhǎng)保存時(shí)間；溫室栽培中增大晝夜溫差，增加有機(jī)物積累【問題7】如何長(zhǎng)期儲(chǔ)存農(nóng)作物的種子、蔬菜或水果?請(qǐng)?zhí)岢鰞?chǔ)存的基本措施及其依據(jù)。問題702影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素在水果、蔬菜保鮮中，增加CO2濃度（或充入N2）可抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物消耗。03探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1.提出問題2.作出假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)5.分析結(jié)果6.表達(dá)交流（酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸嗎？）（酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸）設(shè)計(jì)方案預(yù)期結(jié)果實(shí)驗(yàn)思路？分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳無關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素如溫度、酵母菌活性酒精、CO2自變量:因變量:因變量異養(yǎng)兼性厭氧型03探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1.實(shí)驗(yàn)材料檢測(cè)物質(zhì)檢測(cè)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象CO2澄清石灰水溴麝香草酚藍(lán)溶液酒精重鉻酸鉀溶液（酸性）變混濁（根據(jù)石灰水的混濁程度可比較CO2的多少）由藍(lán)變綠再變黃(根據(jù)溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色時(shí)間長(zhǎng)短可比較CO2的多少)由橙色變成灰綠色03探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式2.實(shí)驗(yàn)原理乙先密封裝置一段時(shí)間后連通，目的是

。03探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)配制酵母菌培養(yǎng)液(酵母菌＋

溶液)。(2)檢測(cè)CO2產(chǎn)生的多少的裝置如圖所示。葡萄糖(3)檢測(cè)酒精的產(chǎn)生：從A、B中各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入編號(hào)為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g

的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。重鉻酸鉀耗盡B中氧氣NaOH的目的是

清除空氣中的CO2

03探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁程度高／快不變灰綠色變混濁程度低／慢出現(xiàn)灰綠色酵母菌有氧條件下產(chǎn)生大量CO2和水；無氧條件下產(chǎn)生酒精和少量CO204判斷細(xì)胞呼吸類型常用實(shí)驗(yàn)裝置分析04判斷細(xì)胞呼吸類型常用實(shí)驗(yàn)裝置分析04判斷細(xì)胞呼吸類型常用實(shí)驗(yàn)裝置分析裝置1液滴裝置2液滴結(jié)論不動(dòng)不動(dòng)只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動(dòng)右移只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動(dòng)只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸04判斷細(xì)胞呼吸類型測(cè)定呼吸速率的裝置的變式可用單位時(shí)間內(nèi)液滴的左移量（校對(duì)誤差后）來表示呼吸速率。可以用來研究綠色植物呼吸速率，此時(shí)要遮光或在黑暗條件下，排除光合作用的影響05試題歸類練習(xí)有氧呼吸與無氧呼吸的判別問題變式1：酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生C02的摩爾數(shù)為N，在安靜情況下,消耗同樣數(shù)量的葡萄糖可以產(chǎn)生的CO2量是A.1/3Nmol B3Nmol

C.6Nmol D.12Nmol變式2：將等量且足量的蘋果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中，1小時(shí)后，測(cè)定O2的吸收量和CO2的釋放量，如下表：下列有關(guān)敘述中正確的是A.蘋果果肉細(xì)胞在O2濃度為0～3%和5～25%時(shí)，分別進(jìn)行無氧呼吸和有氧呼吸B.貯藏蘋果時(shí)，應(yīng)選擇

O2濃度為5%的適宜環(huán)境條件C.O2濃度越高，蘋果果肉細(xì)胞有氧呼吸越旺盛，產(chǎn)生ATP越多D蘋果果肉細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸時(shí)，產(chǎn)生乳酸和二氧化碳05試題歸類練習(xí)答案：（1）葉綠體的類囊體薄膜上（或葉綠體的基粒）（2）由線粒體釋放，擴(kuò)散進(jìn)入葉綠體;因?yàn)樵谠摋l件下，光合作用速度高于呼吸作用速度（或光合作用比呼吸作用進(jìn)行得快）05試題歸類練習(xí)細(xì)胞呼吸與光合作用的關(guān)系例2.葉肉細(xì)胞中能同時(shí)進(jìn)行多步驟的兩個(gè)過程,即CO2+H2O?有機(jī)物+O2請(qǐng)回答：（1）①過程中CO2被還原為有機(jī)物，所需要的還原劑在何種細(xì)胞器的哪一部位形成？（2）在充足的光照條件下，②過程產(chǎn)生的CO2主要由哪一部位釋放？釋放的CO2將擴(kuò)散到哪一部位？為什么？①②變式3.在一大型平底燒瓶?jī)?nèi)濕潤(rùn)的泥沙中，插上幾枝新鮮的枝條和一支盛有適量NaOH溶液的試管,燒瓶口緊包著一個(gè)小氣球，使燒瓶懸浮在玻璃缸中某一位置（如圖）。自然環(huán)境下隔天觀察，最終可以發(fā)現(xiàn)燒瓶A.漂浮在水面上 B原位不動(dòng)

C沉到玻璃缸底 D都有可能變式4.右面的坐標(biāo)圖表示的是光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度之間關(guān)系的曲線，該曲線是實(shí)測(cè)一片葉片在不同光照強(qiáng)度條件下的CO2吸收和釋放和情況。你認(rèn)為下列四個(gè)選項(xiàng)中，能代表細(xì)胞中存在的情況與曲線中A點(diǎn)相符的是05試題歸類練習(xí)細(xì)胞呼吸與光合作用的關(guān)系變式5∶為了驗(yàn)證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗，請(qǐng)用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，然后對(duì)你的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)材料與用具∶煙草幼苗、試管兩支、NaHCO3稀溶液為光合作用提供原料）、真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計(jì)）。實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果∶（1）剪取兩小塊相同的煙草葉片，分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中。此時(shí)，葉片均浮在水面。（2）用真空泵抽去兩支試管內(nèi)液體中和葉肉細(xì)胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均下沉到試管底部。（3）分析預(yù)測(cè)結(jié)果

。05試題歸類練習(xí)細(xì)胞呼吸與光合作用的關(guān)系05試題歸類練習(xí)影響細(xì)胞呼吸的因素例3將水果放在地窖中，可較長(zhǎng)時(shí)間保存，從植物生理的角度分析其原因是A.溫度恒定，水果抗病蟲害的能力強(qiáng)B.溫度適宜，水分容易保持C.黑暗無光，細(xì)胞代謝緩慢D.二氧化碳濃度增強(qiáng)，抑制呼吸作用05試題歸類練習(xí)細(xì)胞呼吸與生產(chǎn)、生活實(shí)踐的關(guān)系例4如圖表示某種植物、的非綠色器官在不