2024-2025学年高一生物必修第一册（人教版）课件 第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 第2课时 无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用

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：___________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。细胞质基质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、低氧和干燥(零上)低温、低氧【教材微点发掘】阅读教材第93、95页“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。(填序号)(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_______________________________。①④①③种子在有氧呼吸过程中产生了水(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。(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1．略。2．提示：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。二、思维训练这一论点包含两个要点：线粒体原本是一种独立生存的细菌，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续表2.有氧呼吸和无氧呼吸过程图解3．细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路项目来源去路[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]

种子贮藏中需要控制细胞呼吸以减少有机物的消耗。若作物种子细胞呼吸所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖，下列关于种子细胞呼吸的叙述，错误的是(

)A．若产生的CO2与乙醇的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸B．若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的相等C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放D．若细胞同时进行有氧和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的多[答案]

D[解析]

在反应底物是葡萄糖的情况下，细胞进行有氧呼吸和产乙醇的无氧呼吸均可产生CO2，其中产乙醇的无氧呼吸产生的CO2与乙醇的分子数相等，有氧呼吸不产生乙醇，因而若产生的CO2与乙醇的分子数相等，说明细胞只进行无氧呼吸，A正确；根据有氧呼吸的反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行有氧呼吸，则吸收O2的分子数与释放CO2的分子数相等，B正确；根据无氧呼吸的反应式，在反应底物是葡萄糖的情况下，若细胞只进行产乳酸的无氧呼吸，则不需要消耗O2也不产生CO2，C正确；有氧呼吸过程中，吸收O2的分子数和释放CO2的分子数相等，而无氧呼吸不消耗O2，但可能产生CO2，若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收O2的分子数比释放CO2的分子数少或两者的数目相等，D错误。[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[答案]

D[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]。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答案：D

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。2．(2024年1月·安徽高考适应性演练)下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述，错误的是(

)A．乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质B．酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质C．黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸，促进根系生长D．地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏答案：A

解析：二氧化碳会使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，乳酸发酵不会产生二氧化碳，A错误；酵母菌无氧呼吸会产生酒精，使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色，B正确；黏土掺沙会增加氧气含量，有利于农作物根细胞有氧呼吸，从而促进根系生长，C正确；地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于贮藏，D正确。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(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；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、水果抑制无氧有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸5%续表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(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]

下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是(

)A．南方稻区早稻浸种后催芽过程中，常用40℃左右温水淋种并时常翻种，可以为种子的细胞呼吸提供水分、适宜的温度和氧气B．农作物种子入库贮藏时，在无氧和低温条件下呼吸速率降低，贮藏寿命显著延长C．油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时细胞呼吸需要大量氧气D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以减少水分散失、降低呼吸速率，起到保鲜作用[答案]

B[解析]

南方稻区早稻浸种后催芽过程中，“常用40℃左右温水淋种”可以为种子的细胞呼吸提供水分和适宜的温度，“时常翻种”可以为种子的细胞呼吸提供氧气，A正确；种子无氧呼吸会产生酒精，因此，农作物种子入库贮藏时，应在低氧和零上低温条件下保存，贮藏寿命会显著延长，B错误；油料作物种子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物种子萌发时细胞呼吸需要消耗大量氧气，因此，油料作物种子播种时宜浅播，C正确；柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失减少，氧气浓度降低，从而降低了呼吸速率，低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件，D正确。[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)，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.(2023·山东高考改编)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法错误的是(

)A．甲曲线表示O2吸收量B．O2浓度为b时，该器官不进行无氧呼吸C．O2浓度由0到b的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加D．O2浓度为a时较适合保存该器官，该浓度下细胞呼吸强度较小，消耗葡萄糖较慢答案：A

解析：图中横坐标是O2浓度，当O2浓度为0时，甲曲线相对值不为0，说明甲曲线表示CO2释放量，乙曲线表示O2吸收量，A错误。O2浓度为b时，两曲线相交，说明此时O2吸收量和CO2释放量相等，已知细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，故此时植物只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸，B正确。O2浓度由0到b的过程中O2吸收量逐渐增加，有氧呼吸速率逐渐增加，则有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加，C正确。据图可知，O2浓度为a时，氧气对无氧呼吸抑制较强，此时有氧呼吸和无氧呼吸均较弱，消耗葡萄糖较慢，适宜保存该器官，D正确。2．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答案：B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；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；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；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。科学探究——细胞呼吸类型的判断与实验探究1．“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2．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．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，错误的是(

)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中液滴可能向左移答案：D

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。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。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