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第5课时细胞呼吸——能量的转化和利用课标要求说明细胞通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
考点一细胞呼吸的方式和过程1．有氧呼吸(1)概念：指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放能量，生成大量ATP的过程。
(2)过程(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。
(4)能量转换：葡萄糖中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能。
提醒①有氧呼吸的场所并非只是线粒体；真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质和细胞质膜上进行。
②无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要储存在乳酸或酒精中；而彻底氧化分解释放的能量主要以热能的形式散失了。
③科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的好氧细菌，二者在共同繁衍的过程中，好氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
2．无氧呼吸(1)概念：是指在无氧或缺氧的条件下，细胞通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为乙醇和CO 2，或分解成乳酸等物质，同时释放较少能量的过程。
(2)场所：全过程都是在细胞质基质中进行的。
(3)过程第一阶段葡萄糖――→酶丙酮酸＋[H]＋少量能量第二阶段产乙醇[H]＋丙酮酸――→酶乙醇＋CO 2大多数植物、酵母菌等产乳酸[H]＋丙酮酸――→酶乳酸高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、乳酸菌等(4)产物不同的原因①直接原因：酶不同。
②根本原因：基因不同或基因的选择性表达。
(1)源于必修1P 94正文：细胞呼吸过程中产生的[H]是还原型辅酶Ⅰ(NADH)的简化表示方法。
(2)必修1P 94“知识链接”柠檬酸循环是三大营养物质(糖、脂肪、蛋白质)分解代谢的最终共同途径，这三大营养物质经过分解代谢都先生成乙酰辅酶A ，乙酰辅酶A 进入柠檬酸循环彻底氧化生成CO 2和H 2O ，释放能量用于ATP 合成。
第3节ATP的主要来源—细胞呼吸细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
（1）细胞呼吸的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。
（2）细胞呼吸的意义：为细胞的生命活动提供能量；为各种物质间的相互转化提供了丰富的中间产物及多样的途径。
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理（1）酵母菌：一种单细胞真菌，其代谢类型是异养兼性厌氧型，其细胞呼吸方式为有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。
（2）细胞呼吸产物的检测①CO2的检测：使澄清的石灰水变浑浊，浑浊程度越高，产生的CO2越多；使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，变成黄色的时间越短，产生CO2越多。
②酒精的检测：在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
（注：创造酸性环境条件时，使用95%～97%的浓硫酸。
）2.实验装置图：（1）甲装置：检测有氧呼吸装置。
A瓶中的NaOH溶液可以吸收通入气体中的CO2，保证C 瓶中的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
（2）乙装置：检测无氧呼吸的装置，接E瓶前，先将D瓶封口放置一段时间，使D瓶中的氧气先消耗掉，以确保E瓶澄清石灰水变浑浊是酵母菌无氧呼吸产生的CO2所致。
3.产物检测与实验现象4．(1)实验装置：甲组探究酵母菌的有氧呼吸，乙组探究酵母菌的无氧呼吸。
实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？提示：此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对照得出实验结论。
(2)无关变量控制①通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
②B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由酵母菌无氧呼吸产生的。
③实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸？提示煮沸的主要目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。
第三单元细胞的能量供应和利用第8讲细胞呼吸考点一：细胞呼吸方式的探究实验1．实验原理(1)酵母菌：酵母菌是一种菌，其代谢类型型，可用于研究细胞呼吸的不同方式。
(2)细胞呼吸产物的检测①CO2的检测②酒精的检测：在酸性条件下，色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应，变成色。
2.实验步骤(1)配制酵母菌培养液。
(2)设计对比实验①图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是②图乙中B瓶先密封放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是。
3.产物检测与实验现象条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间重铬酸钾—浓硫酸溶液甲组(有氧) 变混浊/快无变化乙组(无氧) /4.实验结论思考①为什么通入甲A瓶的空气中不能含有CO2②乙B瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是？③本实验是否属于对比实验？什么叫对比实验？[例]在科学研究中常用呼吸熵(RQ＝释放二氧化碳体积/消耗的氧气体积)表示生物用于有氧呼吸的能源物质的不同。
测定发芽种子呼吸熵的装置如图。
关闭活塞，在25 ℃下经20 min 读出刻度管中着色液移动距离。
设装置1和装置2的着色液分别向左移动x mm和y mm。
x 和y值反映了容器内气体体积的减少量(装置1的小瓶中NaOH溶液用于吸收呼吸产生的CO2)。
请回答下列问题：(1)若测得x＝180 mm，y＝50 mm，则该发芽种子的呼吸熵是________(保留两位小数)。
假设发芽种子仅进行有氧呼吸，根据呼吸熵数值可以推测有氧呼吸分解的有机物中除________以外还有其他有机物。
(2)为使测得的x和y值更精确，还应再设置对照装置，对照装置的容器和小瓶中分别放入等量死的发芽种子和蒸馏水，设置对照装置的目的是_____________________________________。
(3)假设发芽种子呼吸消耗的有机物全部为葡萄糖，在25 ℃下经20分钟读出刻度管中着色液移动距离x＝300 mm，y＝－100 mm(装置2着色液向右移动了100 mm)，则可推断有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸消耗的葡萄糖的比例是________。
高三一轮复习课——细胞呼吸复习环节：学生活动：ATP合成的反应式问：ATP主要来源？引出课题：ATP主要来源——细胞呼吸问：细胞呼吸又叫呼吸作用，它和人的呼吸是同一概念吗？引出其定义P91（学生齐读）强调氧化分解非水解（知识背景：水解一般是指由脱水后大分子变成小分子,,水参与反应.例如多肽水解为氨基酸，氧化分解多指有机物变成无机物,放出能量），无氧呼吸也是氧化分解过程，只是不彻底。
学生活动一：请画出与细胞呼吸有关的细胞器结构模式图，并标示各结构名称并写出内膜的表面积增大的方式。
如：学生活动二：1、写出有氧呼吸过程三个阶段物质变化、能量变化、反应场所？（ATP的数量我个人认为可淘汰不讲，这届我可没讲了）2、写出有氧呼吸反应式（底物葡萄糖）教师强调：（1）反应式箭头不能变为等号。
（2）能量不能写成ATP。
各阶段酶种类不同。
（3）底物主要是葡萄糖。
（4）部分原核生物（无线粒体）如蓝藻、硝化细菌其有氧呼吸的场所在细胞膜上。
（5）释放ATP不能用于光合作用暗反应阶段，光反应产生ATP只能用于其暗反应学生活动三：1、朗读课本P94黑体字“定义”，并照样子读出无氧呼吸的定义。
2、比较有氧呼吸与无氧呼吸。
教师强调：（1）无氧呼吸产物是不同取决于酶的种类。
（2）低氧环境中，植物既可进行无氧呼吸，也进有氧呼吸。
（3）长期的无氧呼吸对陆生植物影响？（酒精使蛋白质变性，有毒害作用。
无氧呼吸释放能量少，不能满足生命活动需要。
（4）无氧呼吸产物中仍含有大量的能量。
（5）问：病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸？（都不进行）蛔虫呢？（无氧呼吸）（6）氧气存在时，无氧呼吸会受到抑制。
（7）进化历程：有氧呼吸是在无氧呼吸基础上进化而来。
部分生物仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。
板书：问酵母菌可进行的呼吸方式是什么，产物是什么？（引出探究实验）学生活动四：那我们应如何探究其方式？（可从检测产物入手，也可从能量释放大小的测定入手，也可从气体变化量入手。
）设计一：检测产物实验原理：（学生能描述）1．酵母菌是一种单细胞真菌，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。
2．CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短可以检测酵母菌培养CO2的产生情况。
3．橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色。
装置图：强调：（1）实验关键：对氧气控制。
（2）实验能检测有氧呼吸产生的CO2多于无氧呼吸吗？（可以）（3）对比实验。
书P93设计二、能量释放大小的测定（若时间不足，可布置学生回去完成）2009年福建省理综：右图表示测定保温桶内温度变化的实验装置。
某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具：保温桶（500mL）、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。
⑴取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240ml的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母①B加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液②加入石蜡油，铺满液面⑵B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是__________，煮沸后需冷却的原因是______________________________________。
⑶要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。
请写出装置C的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C③____________④__________加入石蜡油，铺满液面⑷实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：___________________（用“<、=、>”表示），则假设成立。
⑸酵母菌进行无氧呼吸的产物是__________________。
请写出酵母菌无氧呼吸的反应式_________________________。
设计三：测定气体变化量（若时间不足，可布置学生回去完成）下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下面叙述错误的是A．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸B．假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸C．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D．假设装置一、二中的液滴均不移动说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸【分析】根据酵母菌细胞呼吸的特点，有氧呼吸产生的CO2和消耗的O2量（物质的量）相等，而无氧呼吸只产生CO2而不消耗O2。
所以如果只进行有氧呼吸，则装置一左移，装置二不移；如果只进行无氧呼吸，则一不移，二右移。
既有有氧呼吸又有无氧呼吸，则装置一左移二右移。
注意解决本题的关键有两点：① 装置一、二中试剂的作用。
NaOH吸收CO2，清水对照。
②在利用葡萄糖作为能源物质的条件下有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。
答案D学生活动:书写细胞呼吸有关总反应式,用箭头注明各原子来龙去脉.如;教师活动:从上述的反应式入手请写出影响细胞呼吸的外界因素一、水水是生物体内良好的溶剂，生物体中的有机物必须溶解在水中，才能被分解。
因此，对植物种子而言，含水量高，种子的呼吸作用就强。
这是贮藏种子时为什么总要晒干的原因。
但是对陆生植物而言，土壤中的含水量过高，就会影响土壤的氧气量，从而影响根的呼吸作用。
曲线（略）二、氧气浓度绿色植物在缺氧时进行无氧呼吸，大多数植物无氧呼吸产生酒精毒害细胞，而且无氧呼吸释放的能量少，不能满足正常生命活动的需要。
所以陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸。
氧气对无氧呼吸有抑制作用，当氧气浓度逐渐升高时，无氧呼吸逐渐减弱，最后消失，而有氧呼吸则逐渐增强。
教师活动：图片分析，书P95-96资料分析。
应用：微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。
在贮存蔬菜、水果时就降低氧的浓度，一般为植物组织CO2的总释放量最低时。
（当然也存在部分教师认为是降到无氧呼吸的消失点，如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物(如酒精)往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。
）三、温度温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。
一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强。
根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。
温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。
曲线（略）四、CO2浓度增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。
这可以从化学平衡的角度得到解释。
据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。
曲线（略）例题；蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为（）A．低温、干燥、低氧B．低温、湿度适中、低氧C．高温、干燥、高氧D．高温．湿度适中、高氧(2005年高考江苏卷第5题)解析：低温有利于降低呼吸酶的活性；氧气是呼吸作用的原料，低氧环境减少呼吸作用对有机物的消耗。
种子储藏时需要干燥的环境，降低呼吸作用，但是蔬菜、水果本身含水量较大，干燥会使蔬菜、水果很快萎蔫，所以，需要湿度适中。
种子长时间储藏：低温、干燥、低氧。
答案：B 补充内部因素：不同种类，不同生长发育期，不同器官对呼吸速率影响。
学生活动：书写酵母菌呼吸方式总反应式一、探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置（再复习）（根据ＣＯ２释放量与Ｏ２消耗量判断细胞呼吸状况。
）二、测定植物组织呼吸速率的装置（1、材料带有真叶，还需要在黑暗环境以避免光合作用干扰。
2、清毒处理。
）三、测定呼吸商所谓呼吸商（简称RQ），是指呼吸作用所释放的CO2的mol数和吸收的O2的mol数的比例。
如(2001年天津理科综合能力测试一、第3题) 种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子(如花生)萌发时需氧量比含淀粉多的种子(如水稻)萌发时的需氧量( B )A．少B．多C．相等D．无规律【例】为了测定种子萌发时的呼吸商，现准备了3只玻璃瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的蚕豆种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等。
1号玻璃瓶的实验装置如图所示。
（1）由于发芽蚕豆种子（已消毒）的呼吸作用，1号玻璃瓶内的气体发生了变化，使得墨滴向左移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是。
（2）1号玻璃瓶内的气体变化还不足以求出发芽蚕豆的呼吸商，由此还要利用2号玻璃瓶来测定发芽蚕豆呼吸作用过程中的某一种气体的变化。
请根据1号图及题干中的器材与试剂，说出2号图装置与1号图的不同之处，以此可以测出量。
（3）若1号装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X，2号装置所测得的实验数据（墨滴移动量）为Y，则呼吸商计算式为：如果呼吸商小于1时，说明。
（4）为了纠正环境因素引起的实验测量误差，须设3号装置。
应对3号装置作何处理：。
如3号装置的墨滴在实验后向右移动量为Z，则氧气实际消耗量应为。
【解析】1号装置中NaOH吸收CO2，气体体积再变化只能是氧气引起的，所以它测的是氧气量；2号装置考查学生的设计能力。
据呼吸商概念，1号装置测出了氧气量，剩下的就是二氧化碳的量未知了，依据化学知识，试管中应该是清水，瓶中放发芽的蚕豆种子，气体体积变化就是二氧化碳和氧气变化的差值，从而间接测出二氧化碳生成量；3号监控外界物理量变化，根据实验的重复性原则，试管、瓶内也必须分别有“形式”性的水（NaOH也行）、死种子。
答案．（1）氧气（2）试管中的液体应用同体积的清水种子吸收的氧气量与释放的二氧化碳气体量的差值（3）（X-Y）/X 呼吸底物中含脂肪（4）用死种子，试管中放等量的清水X+Z强调：校正装置其实须备有两个。
四、测定光合作用速率（本节课不复习此项，安排在光合作用复习中）例题：（08宁夏)为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液答案：B。
