2022-2023学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用第3节细胞呼吸的原理和应用第2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用课件新人教版必修1

第2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用课前自主预习案课堂互动探究案课前自主预习案知识梳理·填准记牢——自主·预习·先知一、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。4．细胞呼吸的意义（1）细胞呼吸能为生命活动

。（2）细胞呼吸是生物体代谢的枢纽。

的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。细胞质基质有氧呼吸丙酮酸酒精和CO2提供能量蛋白质、糖类和脂质二、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．对花盆里的土壤需要及时

。4．粮食贮藏需要的条件是

；蔬菜、水果贮藏的条件是

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(零上)低温、低氧和干燥(零上)低温、低氧湿度知识应用·强化落实——效果·检测·定向1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）（1）无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行（）（2）无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段完全相同（）（3）无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP（）（4）苹果储存久了会有酒味产生（）（5）稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸，防止幼根黑腐（）√√×√√2．细胞呼吸原理的应用[连线]课堂互动探究案课程标准1.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质。2．简述细胞呼吸在生产和生活中的应用。

素养达成设疑激趣马拉松运动全程距离26英里385码，折合为42.195千米，这是一项考验运动员意志的运动，运动员在比赛中会产生强烈的肌肉酸疼的感觉；被水淹的农作物会出现烂根现象，最终导致植物死亡。这些都与细胞的无氧呼吸有关。无氧呼吸和有氧呼吸有什么不同？怎样利用细胞呼吸的原理来解决生产生活中的实际问题呢？夯基提能·分层突破——互动·探究·智涂探究点一无氧呼吸一、读教材P94无氧呼吸内容，讨论并交流下列问题：1．所有生物无氧呼吸的产物相同吗？说明理由。

不同。因为不同生物细胞内所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。2．无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸第一阶段完全相同，也有[H]的产生，这部分[H]去了哪里？

3．无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，释放的能量比有氧呼吸少，为什么？

无氧呼吸中的[H]参与了第二阶段还原丙酮酸生成乳酸或者酒精和二氧化碳。还有很大一部分能量存留在乳酸或酒精中。4．酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，若酵母菌进行细胞呼吸时，释放的CO2比吸收的O2多。分析出现上述现象的原因。

由有氧呼吸和无氧呼吸反应方程式可知，如果酵母菌只进行有氧呼吸，释放的CO2与吸收的O2一样多，故此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。二、完成教材下列问题：1．(教材P94“相关信息”)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彻底氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？

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；而葡萄糖彻底氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。2．(教材P95“思考·讨论”)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。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。[易错提醒](1)无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。(2)无氧呼吸产物不同的原因：不同生物体内催化反应进行的酶的种类不同。(3)无氧呼吸并不是必须在绝对无氧的条件下进行。有氧但氧气浓度较低的条件下同样可以进行无氧呼吸。(4)一般动物细胞无氧呼吸产物为乳酸，植物细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳，但也有例外，如马铃薯的块茎、甜菜的块根、玉米的胚等器官，无氧呼吸产生乳酸。1.无氧呼吸的过程2.细胞呼吸的过程图解3．有氧呼吸与无氧呼吸的异同点分析1．(合格考)有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是(

)①都在线粒体中进行②都需要酶③都需要氧④都产生ATP

⑤都经过生成丙酮酸的过程A．①②⑤B．②③④C.②③⑤

D．②④⑤答案：D解析：生物体内的化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。2．(合格考)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是(

)A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸B.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水C.无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有[H]的积累D.质量相同时，脂肪比糖原经有氧呼吸彻底氧化后释放的能量多答案：D解析：无氧呼吸的最终产物是乳酸或酒精和CO2；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水；无氧呼吸不需要O2的参与，无氧呼吸第一阶段产生的[H]参与第二阶段的反应，该过程最终无[H]的积累；质量相同的脂肪和糖原，脂肪储存的能量更多，因此经有氧呼吸彻底氧化后释放的能量多。3．(等级考)如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞质基质中发生的是(

)A.①②③

B．②③④

C．①③④

D．①②④答案：B解析：①是有氧呼吸二、三阶段，发生在线粒体中。②和③表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中。④表示ATP的合成，可发生在细胞质基质中。4．(等级考)(不定项)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，可能得到的结果是(

)A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2

答案：ACD解析：酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快；酵母菌的无氧呼吸在细胞质基质中进行，第一阶段产生丙酮酸、还原型氢，并释放少量能量，第二阶段丙酮酸被还原型氢还原成乙醇，并生成二氧化碳；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都可以在第二阶段生成CO2。探究点二细胞呼吸的影响因素及其应用一、下表是某植物非绿色器官(无氧呼吸产生酒精和二氧化碳)，随氧气浓度变化，无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化，据表分析：氧气浓度(%)02.557.51012.5无氧呼吸释放的CO2量1073100有氧呼吸释放的CO2量(吸收的氧气量)0236810总CO2释放量10967810(1)O2浓度为零时，该器官的细胞呼吸方式是哪种？

(2)O2浓度在2.5%～10%和在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？

O2浓度为零时，只进行无氧呼吸。O2浓度在2.5%～10%时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。(3)O2浓度为5%时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？

(4)在日常生活中，我们用冰箱保存水果、蔬菜的原理是什么？

不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。冰箱可以提供低温环境，通过降低细胞呼吸酶的活性，使细胞呼吸的速率降低。(5)农作物种子的保存是不是保存在无氧环境中最好？

不是，农作物种子应该保存在低氧环境中，既可以抑制无氧呼吸，又能使有氧呼吸的速率较弱，有机物消耗最少。二、结合生活生产中的现实现象思考，尝试解答下列问题：1．我们天天吃馒头，松软可口，可是利用酵母发面时，面块开始硬，后来软，而且表面有水珠出现，你知道是什么原因吗？

发面用的是酵母菌，在和面时加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大，所以馒头又松又软。表面由于氧气充足，酵母菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出现。2．储藏的粮食若含水量较高，会出现粮食发热，最终导致霉变现象。思考：(1)发热的根本原因？

(2)水是在细胞呼吸的哪个阶段产生的？

(3)影响细胞呼吸的水是自由水还是结合水？

细胞呼吸放热。水是有氧呼吸第三阶段产生的自由水3．无土栽培是近几年迅速发展起来的一项栽培技术，是利用溶液培养法的原理，把植物生长发育所需要的各种矿质元素按一定比例配制成营养液，植物从培养液中吸收营养。但是这样往往会发生烂根现象。试分析：(1)烂根现象发生的原因？

(2)如何解决这一问题？水溶液中的溶氧量很少，很快被植物消耗完，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精的积累杀死根细胞导致烂根。向培养液中定时通入空气。[归纳总结]1．根据吸收氧气和释放二氧化碳的量判断细胞呼吸的方式：当O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；当吸收的氧气和释放的二氧化碳量相等时，只进行有氧呼吸；当吸收的氧气比释放的二氧化碳量少时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。2．葡萄糖不是细胞呼吸的唯一底物，脂肪等物质也可以作为呼吸底物进行有氧呼吸，由于脂肪和糖类相比含氢多，含氧少，因此以脂肪作为呼吸底物进行有氧呼吸时，消耗的氧气要比放出的二氧化碳多。[名师点拨]有氧气存在不一定只进行有氧呼吸(1)当氧气浓度较低时，既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，但无氧呼吸占优势。(2)当氧气浓度较高时，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐增强，当氧气浓度增加到一定值时，只进行有氧呼吸。

[名师提醒](1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施；若需要降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。(2)储藏蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。种子储藏时应保持干燥，而蔬菜和水果储藏时应保持一定的湿度。1.影响细胞呼吸的内因——遗传因素遗传物质的不同，决定酶的种类和数量不同，进而影响细胞呼吸的类型、速率等。(1)生物的细胞呼吸类型①需氧型生物——需在氧气充足的条件下才能正常生活，如人、绝大多数动植物。②厌氧型生物——需在无氧条件下才能正常生活，有氧时呼吸作用会受到抑制，甚至不能生长，如乳酸菌、破伤风杆菌。③兼性厌氧型生物——在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，如酵母菌。(2)不同种类、不同生长发育时期或不同组织器官，细胞呼吸速率有差异(以植物为例)①不同种类植物的细胞呼吸速率不同，一般旱生植物小于水生植物，阳生植物大于阴生植物。②同一植物在不同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同一植物的不同组织器官呼吸速率不同，一般生殖器官大于营养器官。2．影响细胞呼吸的外因——环境因素(1)温度①影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35℃。(2)氧气①影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。a.O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。b.0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。c.O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。d.O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。(3)水分①影响(如图)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。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止。(4)二氧化碳①影响(如图)：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。②应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。(2)“二看”物质的量的关系：①不消耗O2，释放CO2⇒只进行无氧呼吸产生酒精。②无CO2释放⇒只进行产生乳酸的无氧呼吸。③酒精产生量等于CO2量⇒只进行产生酒精的无氧呼吸。④CO2释放量等于O2的吸收量⇒只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。⑤CO2释放量大于O2的吸收量⇒既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵。⑥酒精产生量小于CO2量⇒既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。(3)“三看”反应场所：1．(合格考)下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2吸收量和CO2释放量的变化。下列叙述正确的是(

)A.保存该器官时，氧浓度越低越好B.氧浓度为0时，该器官不进行细胞呼吸C.氧浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸D.氧浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸答案：C解析：氧浓度太低，植物会进行无氧呼吸产生大量的酒精，对植物细胞有毒害作用，不利于储存，A错误；氧浓度为0时，该器官能进行无氧呼吸，B错误；氧浓度在10%以上时，两条曲线相交，CO2释放量等于O2吸收量，说明该器官此时只能进行有氧呼吸，C正确；氧浓度在10%以下时，CO2释放量大于O2吸收量，该器官可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D错误。2．(合格考)结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是(

)A.选用透气的消毒纱布包扎伤口B.定期给花盆中的植物松土透气C.低温低氧条件下保存蔬菜水果D.采用快速短跑等进行有氧运动答案：D解析：用透气的消毒纱布包扎伤口构成有氧环境，从而抑制厌氧型细菌的繁殖，A正确；定期给花盆中的植物松土能增加土壤中氧气的量，增强根细胞的有氧呼吸，释放能量，促进对无机盐的吸收，B正确；低温低氧条件下，细胞的有氧呼吸和无氧呼吸都较弱，有机物消耗减少，有利于水果蔬菜的保鲜，C正确；快速短跑时肌肉细胞主要进行无氧呼吸，所以提倡慢跑等有氧运动，有利于抑制肌细胞无氧呼吸产生过多的乳酸，D错误。3．(等级考)(不定项)吡唑醚菌酯是一种线粒体呼吸抑制剂，通过阻止线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞呼吸。生产上常应用于防治真菌引起的农作物病害。下列关于吡唑醚菌酯作用的推测不合理的是(

)A.吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段B.吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌死亡C.吡唑醚菌酯可用于缓解由厌氧微生物引起的环境污染D.吡唑醚菌酯可治疗由破伤风芽孢杆菌引起的破伤风答案：CD解析：吡唑醚菌酯阻止线粒体内膜上的反应过程，推测主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段，A正确；有氧呼吸的第三阶段会产生大量的ATP，推测其可通过抑制ATP的产生导致真菌死亡，B正确；由于吡唑醚菌酯可以抑制有氧呼吸，因此可用于缓解由需氧微生物引起的环境污染，C错误；破伤风芽孢杆菌是严格的厌氧微生物，该药物对其不起作用，D错误。4．(等级考)(不定项)将酵母菌破碎并进行差速离心处理，然后将得到的细胞质基质和线粒体，与未经离心的酵母菌分别装入试管①～⑥中，然后加入不同的物质，进行如下表所示的实验。类别细胞质基质线粒体酵母菌①②③④⑤⑥葡萄糖－＋－＋＋＋丙酮酸＋－＋－－－氧气＋－＋－＋－注：“＋”表示加入了适量的相关物质，“－”表示未加入相关物质。下列有关叙述正确的是(

)A.会产生酒精和CO2的试管有②⑥B.会产生CO2和H2O的试管有①③⑤C.根据试管②⑥的实验结果，不能判断酵母菌进行无氧呼吸的场所D.根据试管①③⑤的实验结果，可以判断酵母菌进行有氧呼吸的场所答案：ACD解析：分析表格可知，①试管中不能进行呼吸作用，②试管中可以进行无氧呼吸，能够产生酒精和CO2，③试管中能进行有氧呼吸的第二、三阶段，能产生水和CO2，④试管中不能进行呼吸作用，⑤试管中能进行有氧呼吸，⑥试管中能进行无氧呼吸。会产生酒精的只有无氧呼吸，即②⑥，A正确；会产生CO2和H2O的试管有③⑤，B错误；根据试管②⑥的实验结果，不能判断酵母菌进行无氧呼吸的场所，C正确；根据①③⑤的实验结果，可以判断有氧呼吸是在线粒体内以丙酮酸为原料进行的，D正确。强化落实·学业达标——归纳·提升·素养网络建构主干落实高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈1.下列有关盒装酸奶的叙述，正确的是(

)A．酸奶的制作原理是利用微生物的无氧呼吸B．盒盖鼓胀的原因是乳酸菌有氧呼吸产生CO2C．微生物发酵使酸奶的营养物质不易被人体吸收D．适当提高温度可以延长酸奶的保质期答案：A解析：乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，利用乳酸菌和葡萄糖等制作酸奶的原理是乳酸菌的无氧呼吸，A正确；乳酸菌是厌氧菌，不能进行有氧呼吸，B错误；微生物发酵使酸奶的营养物质更易被人体吸收，C错误；适当降低温度可以延长酸奶的保质期，D错误。2．如图是氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的曲线图。下列叙述错误的是(

)A．曲线Ⅰ表示无氧呼吸相对速率B．曲线Ⅱ表示有氧呼吸相对速率C．氧气会抑制无氧呼吸的进行D．DE段细胞积累乳酸和酒精答案：D解析：图中曲线Ⅰ的走向随着氧气增多呼吸速率逐渐下降，可以判定曲线Ⅰ代表无氧呼吸，A正确；曲线Ⅱ一定范围内随着氧气浓度的增加呼吸速率逐渐增加，可以判定为有氧呼吸，B正确；氧气可以抑制无氧呼吸，促进有氧呼吸，C正确；酵母菌细胞无氧呼吸只产生酒精和二氧化碳，不产生乳酸，D错误。3．某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞(

)A．主要通过无氧呼吸生成ATPB．产生的热量远多于其他细胞C．线粒体基质不参与有氧呼吸D．没有进行有氧呼吸第三阶段答案：B解析：早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，据此可推断其呼吸形式主要是有氧呼吸，A错误；耗氧多，而产生的ATP又较其他细胞少，所以应该是细胞呼吸中有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热量多于其他细胞，B正确；有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，C错误；花序细胞的耗氧速率高，而氧气参与有氧呼吸的第三阶段，D错误。4．引起青少年肥胖的主要因素之一是食用过多的高热量食物。下图表示控制热量摄入后，细胞内产生能量方式的变化。据图判断，当一个体型肥胖的人从食谱中减少糖类摄入后，其体细胞内会发生的改变是(

)A．糖酵解释能减少B．氧气消耗量减少C．葡萄糖分解产生的丙酮酸增多D．CO2生成量减少答案：A解析：由于细胞摄入的糖减少，所以糖酵解分解的减少，导致通过糖酵解释能减少，A正确；由于细胞质基质能补充糖酵解的减产部分，所以氧气消耗量并不会减少，B错误；葡萄糖分解产生的丙酮酸减少，C错误；由于细胞能补充糖酵解的减产部分，并进入线粒体继续氧化分解，所以CO2生成量增加，D错误。5．北欧鲫鱼能在寒冷、缺氧的水底生活数月。下图1为缺氧时北欧鲫鱼体内糖代谢过程示意图，图2为北欧鲫鱼在缺氧环境下脑部的血流量图解。(1)北欧鲫鱼组织细胞中的葡萄糖在无氧条件下不