细胞呼吸的原理和应用课件-高一上学期生物人教版必修1

第2课时无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用【主干知识梳理】一、无氧呼吸1．类型及反应式2．场所：___________。细胞质基质3．过程(1)第一阶段：与_________的第一阶段完全相同。(2)第二阶段：_______在不同酶的催化作用下，分解成___________，或者转化成乳酸。有氧呼吸丙酮酸酒精和CO2二、细胞呼吸原理的应用1．包扎伤口时，需要选用_____的消毒纱布。2．酿酒时要先通气后密封，通气的目的是_______________________________，密封的目的是_________________________________。3．对花盆里的土壤经常进行_________。4．粮食储藏需要的条件是______________________；蔬菜、水果储藏的条件是________________和适宜的_____。透气让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵松土透气湿度(零上)低温、低氧(零上)低温、低氧和干燥【教材微点发掘】阅读教材第93和95页的《思考·讨论》，结合生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解，回答下列问题：(1)苹果储藏久了，会有酒味产生，其原因是发生了图中_____过程；而马铃薯块茎储藏久了却没有酒味产生，其原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中____过程。(均填图中序号)(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大的现象，其原因是______________________________。(3)1mol葡萄糖有氧呼吸能释放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只释放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？提示：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而葡萄糖氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。①③①④种子在有氧呼吸过程中产生了水(4)运动成为当今人们生活的一种时尚，人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教练提倡有氧运动，请根据有氧呼吸和无氧呼吸的产物及释放能量多少的角度分析原因。提示：有氧呼吸的产物是CO2和H2O，对于机体的影响较小，且有机物中的能量全部释放。而无氧呼吸产物中的乳酸对机体不利，且有机物中的能量仅释放一部分。所以提倡有氧运动。教材问题提示(一)《思考·讨论》之细胞呼吸原理的应用(教材第95页)1．略。2．酸奶制作利用了乳酸菌的无氧呼吸；收获后的粮食要晒干再储藏，就是通过降低细胞呼吸速率来延长储藏时间。(合理即可)(二)《思维训练》之运用证据和逻辑评价论点(教材第96页)解释真核细胞线粒体的起源的论点包含两个要点：一，线粒体原本是一种独立生存的细菌，二，后来与真核细胞共生成细胞内的结构。由此可见，证据1、证据3和证据4，能够支持这一论点，而证据2不支持。新知探究(一)无氧呼吸及其与有氧呼吸的关系【拓展·深化】1．比较有氧呼吸与无氧呼吸项目有氧呼吸无氧呼吸不同点条件需氧不需氧场所细胞质基质和线粒体细胞质基质分解程度葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2释放能量大量少量续表相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，合成ATP过程第一阶段完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量2．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解3．细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路

来源去路[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O无氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：与O2结合生成水无氧呼吸：还原丙酮酸ATP有氧呼吸：三个阶段都产生无氧呼吸：只在第一阶段产生用于各项生命活动【典题·例析】[典例1]

(2021年1月新高考8省联考·福建卷)下列关于我国传统黄酒发酵的叙述，错误的是

(

)A．黄酒中的酒精是糖类经酵母菌无氧呼吸产生的代谢产物B．在黄酒的酿造过程中酵母菌的有氧和无氧呼吸都会发生C．酵母菌发酵生成的酒精会抑制发酵容器中微生物的生长D．酒精生成过程合成ATP的能量来自丙酮酸中的化学能[解析]

酵母菌通过无氧呼吸，使葡萄糖等有机物经过不完全分解产生酒精和二氧化碳，A正确；在黄酒酿造的初期，酵母菌可通过有氧呼吸进行大量繁殖，氧气耗尽之后，酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，B正确；酵母菌发酵过程产生的酒精，会抑制其他微生物生长，C正确；无氧呼吸第一阶段释放少量能量，合成ATP，丙酮酸转化为酒精是无氧呼吸的第二阶段，此阶段不合成ATP，D错误。[答案]

D[典例2]如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是

(

)A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATPD．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2[解析]

题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。故选D。[答案]

D易错提醒有关无氧呼吸的两点提醒无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP；无氧呼吸产生乳酸还是酒精和二氧化碳，与细胞内的酶有关，一种细胞的无氧呼吸产物只能是其中一种。【应用·体验】1．细胞内葡萄糖分解代谢过程如图所示，下列叙述正确的是

(

)A．酵母菌细胞质基质中可进行①和②过程B．剧烈运动时骨骼肌细胞中进行①和④过程C．乳酸菌细胞进行①和③过程中均产生[H]D．①过程是各类细胞分解葡萄糖共同途径解析：②过程在酵母菌线粒体中进行，A错误；剧烈运动时骨骼肌细胞中有氧呼吸和无氧呼吸同时进行，且无氧呼吸产生乳酸，故进行①②③过程，B错误；乳酸菌细胞进行③过程不产生[H]，C错误；各类细胞的有氧呼吸和无氧呼吸共同进行①过程，D正确。答案：D2．研究人员探究缺氧条件下北欧鲫鱼细胞呼吸的特点，结果如图。下列叙述正确的是 (

)

A．图中能产生ATP的过程有①②③，过程①发生在细胞质基质B．取培养该鱼的水样加入碱性的重铬酸钾溶液振荡混合均匀，水样变成灰绿色C．为验证北欧鲫鱼肌细胞具有上述呼吸特点，可将该鱼在氧气充足条件下培养D．北欧鲫鱼的其他组织细胞产生的乳酸最终转化为酒精排出体外解析：图中能产生ATP的过程只有①②，③过程不释放能量，没有ATP产生，过程①②③都发生在细胞质基质中，A错误；取培养该鱼的水样加入酸性的重铬酸钾溶液振荡混合均匀，水样变成灰绿色，B错误；为验证北欧鲫鱼肌细胞具有上述呼吸特点，可将该鱼在缺氧条件下培养，C错误；根据图示可知，北欧鲫鱼的其他组织细胞产生的乳酸最终转化为酒精排出体外，D正确。答案：D

(1)曲线分析：由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有

作用。①O2浓度＝0时，只进行

呼吸；新知探究(二)影响细胞呼吸的环境因素及应用【拓展·深化】1．氧气抑制无氧续表②0＜O2浓度＜10%时，同时进行___________________；③O2浓度≥10%时，只进行________；④O2浓度为____时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸5%2．温度(1)温度主要通过影响_______的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而_____；但超过一定的温度，酶的活性_____，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止呼吸酶增强下降3．二氧化碳0(1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会_____细胞呼吸的进行(2)应用：适当_____CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜抑制

增加4．水分(1)在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而_____，随含水量的减少而_____。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止加快减慢【典题·例析】[典例1]如图表示某种植物的非绿色器官在不同O2浓度下的有氧呼吸和无氧呼吸过程中CO2的释放量，据图判断下列分析正确的是

(

)A．图中乙曲线在b时无氧呼吸最强B．图中甲曲线表示在不同O2浓度下无氧呼吸过程中CO2的释放量C．若甲代表的细胞呼吸方式在O2浓度为b时消耗了nmol的葡萄糖，则乙代表的细胞呼吸方式在O2浓度为b时消耗的葡萄糖为n/2molD．O2浓度为d时该器官的细胞既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸[解析]

图中乙曲线表示有氧呼吸中CO2的释放量随O2浓度的变化，A错误；图中甲曲线表示无氧呼吸中CO2的释放量随O2浓度的变化，B正确；当O2浓度为b时，无氧呼吸和有氧呼吸释放的CO2量是相同的，有氧呼吸消耗的葡萄糖为无氧呼吸的1/3，C错误；当O2浓度为d时，无氧呼吸已经停止，只进行有氧呼吸，D错误。[答案]

B[典例2]

如图表示某种植物的非绿色器官在不同O2浓度下CO2的释放量与O2的吸收量的变化，请据图回答以下问题：(1)O2浓度为0时，该器官的呼吸类型是________。(2)在O2浓度为b%以下时(不包括0点)，该器官的呼吸类型是____________，原因是______________________________________________________________

。(3)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在Q点重合，其呼吸类型为______________，原因是______________________________________________

。(4)由该曲线可知，我们在进行果实和种子贮藏时，应取约a/2的O2浓度值，理由是_______________________________________________________________________。(5)图中阴影部分的面积代表_____________________________________________。[解析]

(1)O2浓度为0时，有CO2释放，该器官只进行无氧呼吸。(2)在O2浓度为b%以下时，CO2的释放量大于O2的吸收量，该器官的呼吸类型是无氧呼吸和有氧呼吸。(3)当两条曲线在Q点重合时，说明CO2释放量与O2吸收量相等，则该器官的呼吸类型为有氧呼吸。(4)由该曲线可知，我们在进行果实和种子贮藏时，应取约a/2的O2浓度值，因为CO2的释放量最少，消耗的有机物最少。(5)图中阴影部分的面积代表无氧呼吸中CO2的释放量。[答案]

(1)无氧呼吸(2)无氧呼吸和有氧呼吸CO2的释放量大于O2的吸收量(3)有氧呼吸CO2的释放量等于O2的吸收量(4)细胞呼吸最弱，有机物消耗少(5)无氧呼吸中CO2的释放量【应用·体验】1．如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析错误的是

(

)

A．从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是b点对应的温度B．乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸C．乙图中曲线Ⅰ表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖D．乙图中曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制解析：甲图中b点温度下植物呼吸作用的相对速率最大，说明该温度下细胞呼吸最旺盛，A正确；随O2浓度增大有氧呼吸增强，无氧呼吸减弱，故乙图中曲线Ⅰ表示无氧呼吸，曲线Ⅱ表示有氧呼吸，B错误；细胞呼吸利用的有机物主要是葡萄糖，C正确；有氧呼吸需要酶的参与，温度会影响酶的活性，故有氧呼吸还受温度或呼吸酶数量的限制，使曲线Ⅱ最终趋于平衡，D正确。答案：B2．(2021年1月新高考8省联考·广东卷)下列所述生产与生活中的做法，合理的是

(

)A．做面包时加入酵母菌并维持密闭状态B．水稻田适时排水晒田以保证根系通气C．白天定时给栽培大棚通风以保证氧气供应D．用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染解析：做面包时加入酵母菌是因为酵母菌细胞呼吸产生二氧化碳使面包松软多孔，由于酵母菌无氧呼吸产生酒精，故不能维持密闭状态，A错误；水稻田适时排水晒田的目的是保证根系通气，防止根系细胞无氧呼吸产生酒精，造成毒害，B正确；白天定时给栽培大棚通风的目的是保证二氧化碳的供应，利于植物进行光合作用，C错误；用透气的消毒材料包扎伤口以抑制厌氧菌大量繁殖，避免感染，D错误。答案：B科学探究——细胞呼吸类型的判断与实验探究(一)“三看法”判断呼吸的类型1．一看反应物和产物(1)消耗氧气或产物中有水，一定是有氧呼吸。(2)产物中有酒精或乳酸，一定是无氧呼吸。2．二看物质的量的关系(1)无CO2产生：乳酸发酵。(2)不消耗O2，但产生CO2：酒精发酵。(3)消耗O2量＝产生CO2量：有氧呼吸。(4)消耗O2量<产生CO2量：有氧呼吸、无氧呼吸。根据产生CO2与消耗O2的多少，又分为以下三种情况：3．三看反应的场所(1)真核生物体内若只在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸。(2)若有线粒体参与，则存在有氧呼吸。

V(CO2)/V(O2)＝4/3有氧呼吸＝无氧呼吸V(CO2)/V(O2)>4/3有氧呼吸<无氧呼吸V(CO2)/V(O2)<4/3有氧呼吸>无氧呼吸(二)设计实验探究细胞呼吸类型1．实验设计欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：2．实验结果预测和结论实验现象结论装置1液滴装置2液滴不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸[特别提醒]

为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置2相比，不同点是用煮熟的发芽种子代替发芽种子，其余均相同。【素养评价】1．(多选)如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)，下列有关实验装置和结果的分析，正确的是(

)A．通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸B．用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵

母菌是否进行无氧呼吸C．用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，

说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸D．用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移解析：烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的CO2，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的量，因此通过装置1仅仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸，A正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于水不吸收气体也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的CO2量与消耗O2量的差值，如果液滴移动说明酵母菌进行了无氧呼吸，如果液滴不移动，说明酵母菌不进行无氧呼吸，B正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，说明有O2的消耗，可以推断出酵母菌进行了有氧呼吸；装置2中液滴右移，说明细胞呼吸释放的CO2量多于O2的消耗量，推断出酵母菌还进行了无氧呼吸，C正确；用水代替NaOH溶液设置装置2，由于葡萄糖作底物不可能出现O2的消耗量大于CO2的释放量的情况，所以装置2中液滴不可能向左移，D错误。答案：ABC2．呼吸熵(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ＝释放的二氧化碳体积/