细胞呼吸的原理和应用高一上学期生物人教版（2019）必修1

第五单元细胞的能量供应和利用5.3细胞呼吸的原理和应用1探究酵母菌细胞呼吸的方式。（重点）3探究酵母菌细胞呼吸的方式。（难点）4有氧呼吸过程中物质与能量的变化。（难点）2有氧呼吸过程中物质与能量的变化。（重点）第3节细胞呼吸的原理和应用🔺呼吸作用细胞呼吸是指

在细胞内经过一系列的氧化分解，生成

，释放

并生成

的过程。方式有氧呼吸无氧呼吸有机物二氧化碳或其他产物能量ATP本质：氧化分解有机物，释放能量。有机物在酶的催化下，在温和的条件下氧化分解，能量逐步释出来，没有出现剧烈的发光、发热现象。特点意义为生命活动提供能量维持体温为其他物质的合成提供原料细胞呼吸的主要方式1．下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是（）A．

细胞呼吸是细胞内重要的释放能量的反应B．

细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程C．

细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程D．

细胞呼吸是细胞与环境间的气体交换过程D【典题应用】2．细胞进行呼吸作用的意义是（）A．

产生二氧化碳B．

产生氧气C．

为生命活动提供能量D．

释放热能C【典题应用】🔺有氧呼吸

有氧呼吸指细胞在有氧的参与下，通过多种水解酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。C6H12O62C3H4O34[H]第一阶段：细胞质基质6H2O6CO220[H]能量能量热能2ATP第二阶段：线粒体基质6O212H2O能量热能大量ATP第三阶段线粒体内膜[H]指的是还原型辅酶Ⅰ（NADH）🔺有氧呼吸场所：物质变化：产生能量：2C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶细胞质基质少量能量“拆糖”场所：物质变化：产生能量：场所：物质变化：产生能量：6CO2+20[H]+少量能量2丙酮酸+6H2O酶线粒体基质少量能量C的氧化H的氧化线粒体内膜酶12H2O+

大量能量24[H]+6O2大量能量线粒体膜上没有葡萄糖载体；线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。思考1

为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？思考2

原核生物（如蓝藻、硝化细菌等）没有线粒体，但也能进行有氧呼吸

的原因及场所是?原因：含有与有氧呼吸有关的酶；场所：细胞质和细胞膜内表面。🔺有氧呼吸思考3

有氧呼吸总反应式怎么书写?注意：①两边水不能约

②酶不要忘记写③有机反应用箭头④“能量”不能省C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶（1）C：C6H12O62C3H4O36CO

2C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O12H2O20[H]C6H12O62C3H4O3+6H2O

6CO26O212H2O🔺有氧呼吸（2）H：（3）O：1．下图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是（）A．

②处丙酮酸分解产生CO2B．

①处产生ATP与氧气C．

②处产生ATP和[H]D．

③处发生[H]与O2的结合反应B【典题应用】2．有氧呼吸是绝大多数细胞进行呼吸的主要方式，下列关于有氧呼吸的叙述正确的是（）

A．

有氧呼吸每个阶段都生成ATP，第三阶段生成最少B．

有氧呼吸的每个阶段都有O2参与C．[H]在一、二、三阶段产生，作用是还原O2生成H2O

D．

有氧呼吸过程中，有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐

步释放的D🔺无氧呼吸无氧呼吸指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精+二氧化碳或乳酸，释放能量，生成少量ATP的过程。葡萄糖丙酮酸酶第二阶段第一阶段少量能量场所：产能情况：细胞质基质C6H12O62C3H4O3+4[H]+

少量能量酶少量能量细胞质基质场所：产能情况：无或2C3H6O3(乳酸)2C3H4O3+4[H]

酶2CO2+

2C2H5OH(酒精)2C3H4O3+4[H]酶🔺无氧呼吸4[H]酶酶2C3H6O3

2C2H5OH+2CO2

酵母菌、绝大多数植物🔺无氧呼吸无氧呼吸指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精+二氧化碳或乳酸，释放能量，生成少量ATP的过程。C6H12O62C3H6O3+少量能量酶马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚动物、乳酸菌、胡萝卜叶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶🔺细胞呼吸🔺探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）提出问题：酵母菌可以进行哪种细胞呼吸方式？若无氧呼吸，是酒精发酵还是乳酸发酵？（二）作出假设：针对上述问题，根据已有知识和生活经验作出假设：酵母菌既可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。

酵母菌是一种单细胞真菌，我们生活中做馒头、面包、酿酒等都是利用酵母菌的呼吸作用。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。🔺代谢类型同化类型自养型异养型需氧型厌氧型兼性厌氧代谢类型异化类型蓝细菌、硝化细菌大多数营腐生生活的细菌大部分生物乳酸菌、破伤风杆菌酵母菌、大肠杆菌🔺探究酵母菌细胞呼吸的方式（三）实验原理：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2

+12H2O+能量酶检测CO2的产生：澄清石灰水变浑浊检测C2H5OH的产生：重铬酸钾溶液在酸性条件下变成灰绿色溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄（四）实验设计：（1）配制酵母菌培养液：新鲜酵母菌+5%葡萄糖溶液（2）检测CO2的产生：🔺探究酵母菌细胞呼吸的方式接气泵A10%NaOH酵母菌培养液澄清石灰水B酵母菌培养液澄清石灰水①通气使酵母菌进行有氧呼吸②吸收空气中的CO2，排除空气中CO2的干扰。③封口放置一段时间后再连通？使酵母菌耗尽瓶内O2，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸产生的。B瓶封口放置一段时间后再连通装有澄清石灰水的锥形瓶。🔺探究酵母菌细胞呼吸的方式（四）实验设计：第二个锥形瓶中澄清石灰水的作用：确定空气通过NaOH溶液后，其中的CO2已被完全吸收，以保证第四个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。（四）实验设计：（1）配制酵母菌培养液：新鲜酵母菌+5%葡萄糖溶液（2）检测CO2的产生：（3）检测酒精的产生：🔺探究酵母菌细胞呼吸的方式澄清石灰水变浑浊程度溴麝香草酚蓝水溶液变黄时间①自A、B中各取2mL酵母菌培养液

滤液分别注入1、2号试管中②1、2号试管中各滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的

浓硫酸溶液，并轻轻振荡。提示：葡萄糖也能和酸性重铬酸钾反应，故检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行。（六）实验结论：

（1）酵母菌在有氧条件下进行

，在无氧条件下进行

，都产生

，有氧呼吸比无氧呼吸产生CO2多且快。（2）酵母菌无氧呼吸产生

。（五）实验现象：

（1）甲、乙装置澄清石灰水都变浑浊，且

中浑浊较快。（2）1号试管溶液

，2号试管溶液

。🔺探究酵母菌细胞呼吸的方式甲不变色由橙色变灰绿色有氧呼吸无氧呼吸CO2酒精1．酵母菌属于兼性厌氧菌，常用来研究细胞的呼吸方式。下列关于酵母菌的叙述，错误的是（）A．

有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2的场所不同B．

可利用澄清石灰水来鉴定酵母菌的呼吸方式C．

可用酸性重铬酸钾溶液检测酵母菌是否进行了无氧呼吸D．

可用溴麝香草酚蓝水溶液检验酵母菌培养液中CO2的产生情况B【典题应用】2．下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中不正确的是（）

A．

甲中A处的NaOH溶液作用是

吸收通入气体中的CO2以防干扰实验结果B．C处澄清石灰水可用溴麝香草酚蓝代替，实验现象为由蓝变绿再变黄C．

装置乙中应先让Ⅱ放置一会再与Ⅲ连通D．

两个装置均需要在黑暗条件下进行D3．将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（）

A．

甲B．

丙C．

甲和乙

D．

丙和乙B🔺科学方法——对比实验在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，需要设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。实验组：施加实验因素处理的，且实验结果未知。🔺判断细胞呼吸方式🔺呼吸作用影响因素及应用

1、内因：遗传因素（决定酶的种类和数量）（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同：旱生＜水生阴生＜阳生幼苗、开花期>成熟期生殖器官>营养器官（1）不同种类的植物呼吸作用强度不同：（2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸作用强度不同：🔺呼吸作用影响因素及应用

2、外因：温度、O2浓度、CO2浓度、水分（1）温度：主要通过影响酶活性来影响呼吸速率温度呼吸速率①零上低温贮存蔬菜、水果。②大棚种植夜间和阴天适当降温，降低呼吸作用，

减少有机物的消耗，提高产量。🔺呼吸作用影响因素及应用

2、外因：温度、O2浓度、CO2浓度、水分（2）O2浓度：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于酶和底物浓度的抑制，将不再增加。O2浓度CO2释放量O2浓度CO2释放量无氧呼吸有氧呼吸O2浓度达到一定值时，无氧呼吸被完全抑制。🔺呼吸作用影响因素及应用

2、外因：温度、O2浓度、CO2浓度、水分（2）O2浓度：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。AB=BC：无氧呼吸和有氧呼吸释放的CO2量相等。O2浓度CO2释放量0CO2释放总量无氧呼吸ACQR有氧呼吸PBQ：无氧呼吸产生的CO2量D：无氧呼吸消失点P：只进行有氧呼吸的点R：CO2产生量最少DR：

细胞呼吸最弱最适合蔬果储存。🔺呼吸作用影响因素及应用

2、外因：温度、O2浓度、CO2浓度、水分（2）O2浓度：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料。利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒。增加通气量，抑制破伤风杆菌等厌氧菌的无氧呼吸，从而抑制其繁殖。早期通气，促进酵母菌有氧呼吸，有利于菌种繁殖；后期密封，促进酵母菌无氧呼吸产生酒精。🔺呼吸作用影响因素及应用

2、外因：温度、O2浓度、CO2浓度、水分（2）O2浓度：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。①选用创可贴、透气纱布包扎伤口，增加通气量，抑制厌氧菌无氧呼吸，抑制繁殖。②酿酒：早期通气——促进酵母菌有氧呼吸的利于菌繁殖

后期密闭发酵罐——促进酵母菌的无氧呼吸产生酒精。③土壤松土、稻田定期排水：提高土壤氧含量，促进根细胞有氧呼吸为主动运输吸

收矿质元素提供充足能量。④无土栽培时，定时向培养液中通空气，以防止根细胞无氧呼吸而导致烂根。⑤低氧条件保存水果、蔬菜，可抑制呼吸作用，减少有机物消耗，延长保鲜时间。⑥提倡有氧运动。剧烈运动时氧气不足，细胞无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀乏力。🔺呼吸作用影响因素及应用

2、外因：温度、O2浓度、CO2浓度、水分（3）CO2浓度：细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。CO2浓度呼吸速率适当增加CO2浓度，抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，延长果蔬的保鲜时间。地窖贮藏大白菜、甘薯等。（可向密封环境中充入CO2或N2）🔺呼吸作用影响因素及应用

2、外因：温度、O2浓度、CO2浓度、水分（3）水分：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量

的减少而减慢。含水量呼吸速率①粮食在收仓储存之前进行晾晒甚至烘干，减少

水分，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。②干种子在萌发时，要浸泡以增强代谢。农产品储存和保鲜：①果蔬：零上低温、低氧（利用N2或CO2调节O2的浓度）高CO2浓度、湿度适中。②种子：零上低温、低氧、干燥、高CO2浓度。产生CO2相等时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖比例为1：3。🔺思考RCO2释放量氧气浓度Oabc细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸1、氧气浓度为R，有氧呼吸与无氧呼吸的

CO2释放量相等吗？消耗的葡萄糖相等吗？消耗葡萄糖相等时，有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2比例为3：1。C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5