第三节 细胞呼吸学 习 目 标核 心 素 养1.说明生物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。
2.探究酵母菌的呼吸方式。
1.阐明细胞呼吸过程中贯穿着物质和能量的变化，领悟物质与能量观。
2.通过列表格，画图示的方法比较分析有氧呼吸的三个阶段及有氧呼吸和无氧呼吸的区别。
3.依据教材方案，实施“影响酵母菌无氧呼吸的因素”的实验，记录实验数据，并分析交流。
一、细胞呼吸产生能量和有氧呼吸 1．细胞呼吸(1)概念⎩⎪⎨⎪⎧场所：活细胞反应物：糖类、脂质和蛋白质等有机物产物：二氧化碳或其他产物(2)特点：条件温和，能量逐步释放。
(3)方式⎩⎪⎨⎪⎧有氧呼吸（主要）无氧呼吸(4)本质：氧化分解有机物释放能量的过程。
2．有氧呼吸(1)条件：氧气、多种酶。
(2)过程(3)有氧呼吸的主要场所为线粒体。
(4)有氧呼吸的总反应式为C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O ――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量。
(5)能量释放：细胞有氧呼吸释放的能量一部分储存在ATP 中，一部分以热能的形式散失掉。
(6)意义：有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径。
二、无氧呼吸和细胞呼吸原理的应用 1．无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。
(2)条件：无氧或缺氧、有酶的催化。
(3)反应物：葡萄糖等有机物。
(4)产物：C 2H 5OH(乙醇)和CO 2或C 3H 6O 3(乳酸)，同时释放较少能量。
(5)反应式(以葡萄糖为底物)C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋能量(少量) C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3＋能量(少量)(6)意义：在缺氧的环境条件下为生物供能。
2．影响酵母菌无氧呼吸的因素(1)实验目的：说明影响细胞无氧呼吸的因素。
(2)实验原理：酵母菌进行无氧呼吸的产物有CO 2，通过CO 2与澄清石灰水的反应速度来探讨O 2的浓度、温度等因素对酵母菌无氧呼吸的影响。
(3)实验步骤①阅读实验背景材料，得出结论：酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，两种呼吸的产物中都有CO 2。
②分小组讨论，提出O 2的浓度、温度可能会对酵母菌的无氧呼吸产生的影响。
③分组设计实验，实验设计要注意：实验装置要符合科学性；观察记录表格要合理。
3．细胞呼吸原理的应用 (1)农业生产上①原理：适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。
②实例：水稻生产中适时露田和晒田。
(2)粮食储藏上①原理：降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸以延长保存期限。
②实例：稻谷等种子的含水量不能过高，以防过强的细胞呼吸释放的热量和水导致种子霉变。
(3)果蔬储藏上①原理：降低氧气浓度或温度，抑制呼吸酶活性以减少含水量的消耗。
②实例：在0～1 ℃条件下储藏苹果、柑橘等果实。
1．生物体一切生命活动所消耗的ATP均由细胞呼吸提供。
( )2．生物体内的细胞呼吸其能量是逐步释放的，这与有机燃料的燃烧有所不同。
( ) 3．细胞呼吸释放的能量全部以热能形式散失。
( )4．无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP。
( )5．与无氧呼吸相比，有氧呼吸的特点是分解有机物不彻底。
( )6．稻田需要定期排水，否则水稻幼苗因缺氧生成乳酸而变黑、腐烂。
( )[答案] 1.×提示：光合作用暗反应所消耗的ATP来自光反应。
2．√3．×提示：细胞呼吸释放的能量除以热能散失外还有一部分储存在ATP中。
4．×提示：无氧呼吸只有第一阶段产生ATP。
5．×提示：有氧呼吸将有机物彻底分解。
6．×提示：水稻幼苗缺氧生成酒精。
有氧呼吸[讲解归纳]1．比较燃烧和细胞呼吸比较项目细胞呼吸体外燃烧相同反应式有机物＋氧气→二氧化碳＋水＋能量实质氧化分解有机物释放能量不同条件酶的催化点燃释放能量特点逐步释放快速连续释放发光发热现象 没有剧烈的发热、发光现象 有剧烈的发热、发光现象2.有氧呼吸的主要场所——线粒体线粒体具有双层膜，[3]内膜向内腔折叠形成[2]嵴，大大增加膜的面积，线粒体内充满了液态的[4]基质，线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
3．有氧呼吸三个阶段比较(以葡萄糖作底物为例) 阶段 具体过程发生场所与氧的关系第一阶段 C 6H 12O 6――→酶2C 3H 4O 3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量细胞质基质 无关第二阶段 2C 3H 4O 3＋6H 2O ――→酶6CO 2＋20[H]＋少量能量 线粒体基质无关第三阶段 24[H]＋6O 2――→酶12H 2O ＋大量能量线粒体内膜 必须有氧巧学好记：有氧呼吸中物质的来源及去向分析 (1)[H]①产生的阶段：第一、二阶段； ②被氧化的阶段：第三阶段。
(2)葡萄糖的利用：第一阶段。
(3)水①利用：第二阶段； ②形成：第三阶段。
(4)O 2的利用：第三阶段。
(5)CO 2的产生：第二阶段。
1．下图是有氧呼吸过程的示意图，①②③表示反应阶段。
下列叙述正确的是( )A ．葡萄糖中的大部分能量在①阶段释放B．②阶段所需的酶均分布于线粒体基质中C．③阶段的进程需要酶的参与D．①②阶段为③阶段的顺利进行直接供能C[有氧呼吸分为三个阶段，根据有氧呼吸的过程可知，图中①②③分别表示有氧呼吸的第一、二、三阶段。
第一、二阶段释放少量能量，形成少量ATP，第三阶段释放大量能量，形成大量ATP，A选项错误。
②阶段为有氧呼吸第二阶段，此阶段所需要的酶大部分在线粒体基质中，也有少量的酶存在于线粒体的嵴上，B选项错误。
③阶段为电子传递链，此过程需要酶的参与，参与此过程的酶镶嵌在线粒体内膜上，C选项正确。
③阶段为放能的过程，不需要①②阶段提供能量，D选项错误。
]2．如图表示有氧呼吸过程。
下列有关说法正确的是( )A．①②④中数值最大的是④B．③代表的物质名称是氧气C．产生①②的场所是线粒体D．CO2中的氧都来自葡萄糖A[图中①②④分别表示有氧呼吸第一、二、三阶段产生的能量，第三阶段产生的能量最多，A项正确。
丙酮酸在水的参与下彻底分解为CO2和[H]，图中③表示水，故B项错。
产生①的场所是细胞质基质，而产生②的场所是线粒体基质，故C项错。
CO2中的氧一部分来自葡萄糖，一部分来自水，故D项错。
]无氧呼吸及影响细胞呼吸的因素[问题探究]1．苹果储藏久了，会闻到酒精的气味；而马铃薯块茎储藏久了，却闻不到酒精的气味。
请分析这是为什么？出现以上现象的根本原因是什么？提示：苹果进行无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，而马铃薯进行无氧呼吸的产物是乳酸。
无氧呼吸产物的不同与细胞内的酶有关，出现以上现象的根本原因是细胞内遗传物质不同，一种细胞的无氧呼吸产物只能对应一种情况：酒精和二氧化碳，或者乳酸。
2．包扎伤口为什么要使用透气纱布或“创可贴”呢？提示：增加通气量，防止厌氧病原体的繁殖。
[讲解归纳]1．无氧呼吸(1)过程(见下表)环境条件。
②细胞的无氧呼吸过程中，把有机物不彻底氧化分解，形成不彻底氧化产物。
所谓不彻底氧化产物，是指有机物经过无氧呼吸分解后，仍然是一些小分子有机物，如酒精、乳酸等。
③释放能量少。
因为这个过程没有氧气参与，只依靠细胞内的酶来分解有机物，形成的不彻底的氧化产物中仍储存着大量能量，所以无氧呼吸过程释放的能量很少。
(2)意义①高等植物在水淹等情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧的环境。
②人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供应能量。
2．影响细胞呼吸的内部因素(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。
3．影响细胞呼吸的外界因素(1)温度甲通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
如图甲所示。
生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(2)O2浓度乙①对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。
如图乙所示。
②对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定X围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。
如图丙所示。
丙③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。
如图丁所示。
丁(3)CO2和含水量除了温度、氧气外，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。
生物含水量的多少影响呼吸作用，在一定X围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增大。
1．细胞内糖分解代谢过程如下图所示，其中在细胞质基质中发生的是( )A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④C[图中①为有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段，②为有氧呼吸二、三阶段，③④分别为两种无氧呼吸的第二阶段。
有氧呼吸第一阶段和无氧呼吸第一、二阶段发生在细胞质基质中。
] 2．以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。
下列相关叙述不正确的是( )A．甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点B．甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的CD段C．甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合贮藏的氧浓度D．甲图中氧浓度为d时没有酒精产生B[甲图中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应乙图中的A点，A正确；甲图中氧浓度为b时CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中AC段，B错误；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时的氧浓度(甲图中的浓度c)，故C正确；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生，D正确。
][课堂小结]知识网络构建核心语句归纳1.有氧呼吸的反应式：C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O ――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量。
2.有氧呼吸的三个阶段(1)细胞质基质：C 6H 12O 6――→酶丙酮酸＋[H]＋能量(少量)。
(2)线粒体基质：丙酮酸＋H 2O ――→酶CO 2＋[H]＋能量(少量)。
(3)线粒体内膜：[H]＋O 2――→酶H 2O ＋能量(大量)。
3.无氧呼吸的两种反应类型(1)C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3(乳酸)＋能量少量。
(2)C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH(酒精)＋2CO 2＋能量少量。
4.真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
