3.4+细胞呼吸（备好课）【知识精研+拓展延伸】高一生物课堂（浙科版2019必修1）

第三章

第四节

细胞呼吸为细胞生活提供能量

O2CO2呼吸：人体从周围环境吸入空气，利用其中的O2，呼出CO2，是一个气体交换的过程细胞内

+

有机物O2+水CO2能量气体交换过程中，呼出的CO2来自于细胞呼吸，吸入的O2用于细胞呼吸细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放能量的过程。细胞呼吸：需氧呼吸厌氧呼吸类型实质：分解有机物，释放能量探究酵母菌的呼吸方式酵母菌：我是一种细菌，只能在有氧环境中生存，它和细菌一样都无核膜包被的细胞核，它的细胞壁成分和植物、细菌一样，都是纤维素。可以用来制作面包、馒头等各种酒类。先来验验酵母菌身份的真假真菌可以在有氧与无氧环境中生活有核膜包被的细胞核细胞壁成分和真菌、细菌不一样单细胞真菌兼性厌氧型生物酵母菌新鲜的酵母菌培养液含葡萄糖0.1%溴麝香草酚蓝溶液10%氢氧化钠溶液植物油5%重铬酸钾溶液澄清石灰水探究酵母菌的呼吸方式其他实验器具蓝色-绿色-黄色澄清石灰水变浑浊橙色-灰绿色吸收空气中的CO2隔绝空气，创造无氧环境K2Cr2O7+3（CH3CH2OH）+4（H2SO4）=Cr2(SO4)3+3（CH3COOH）+K2SO4+7（H2O）组别检测物质使用试剂现象需氧呼吸组CO2酒精厌氧呼吸组CO2酒精酵母菌呼吸方式实验记录表实验器具:P91见课文谈谈

实验思路

先将有关溶液分别加入锥形瓶中，然后按照如图所示连接方式将实验装置连接在一起。酵母菌培养液，澄清石灰水NaOH,酵母菌培养液，澄清石灰水需氧呼吸厌氧呼吸该如何检测是否产生酒精？检测酒精的产生各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。（橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。）注意：由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。警示:浓硫酸有腐蚀性，向试管中滴加浓硫酸时要缓慢、小心。实验结论：①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸②酵母菌在有氧条件下进行需氧呼吸产生大量的CO2和水③酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精和少量CO2需氧呼吸实验装置厌氧呼吸实验装置有同学认为，在需氧呼吸实验装置中10％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？1.图为“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验装置图,据图分析回答:

(1)A瓶加入的试剂是

,其目的是

。

(2)C瓶和E瓶加入的试剂是

,

其作用是

。

NaOH溶液排除空气中CO2的干扰澄清的石灰水(或溴麝香草酚蓝溶液)

检测CO2的产生(3)图中装置

(填“有”或“无”)错误之处。如果有请在相应的图中加以改正。

(4)D瓶应封口放置一段时间后,再连通E瓶,其原因是

。

(5)请写出连通后D瓶中的反应式:

。

有C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量消耗可能存在的氧气外膜内膜基质嵴1、场所：主要在线粒体（动力车间）2、原料：葡萄糖等有机物03需氧呼吸的过程03需氧呼吸的过程您的内容您的内容您的内容您的内容您的内容需氧呼吸的反应物和产物有哪些？需氧呼吸的过程分为几个阶段？细胞中每氧化1个葡萄糖分子，可以合成约几个ATP分子？这样的能量利用率高吗？糖酵解场所：细胞溶胶C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+少量能量

（丙酮酸）葡萄糖的初步分解（糖酵解）热能散失2ATP02需氧呼吸的过程绝大部分能量仍储存在丙酮酸中柠檬酸循环场所：线粒体基质酶6CO2

+20[H]+

少量能量

2C3H4O3+6H2O热能散失2ATP02需氧呼吸的过程电子传递链电子传递体将[H]所带的电子进行传递并释放出大量的能量供ADP与Pi形成ATP场所：线粒体内膜

24[H]+6O212H2O+大量能量酶热能散失28ATP02需氧呼吸的过程C6H12O62丙酮酸

C3H403酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能28ATP热线粒体细胞溶胶②①③需氧呼吸三个阶段的比较需氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞溶胶葡萄糖丙酮酸、4[H]少量丙酮酸、H2OCO2、20[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜各元素的来龙去脉：C6H12O6+6*O26CO2+6H2*O+能量酶丙酮酸丙酮酸或[H]（1）有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？（2）细胞呼吸过程中吸收的氧气的用途是？第二阶段第三阶段与氢结合生成水思考：（3）下列分别属于需氧呼吸的第几阶段：①产生CO2的阶段（）②产生H2O的阶段（）③氧气参与的阶段（）④产生ATP的阶段（）⑤产生ATP最多的阶段（）二三三三一、二、三物质变化：能量变化：有机物（葡萄糖）→无机物（CO2+H2O）有机物中稳定的化学能→热能散失+ATP中活跃的化学能C6H12O6丙酮酸[H]C2H5OH（酒精）+CO2酶酶C3H6O3（乳酸）酶场所：细胞溶胶大多数高等植物能量高等动物、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等）乙醇发酵乳酸发酵酵母菌乳酸菌1603厌氧呼吸的过程☆与需氧呼吸第一阶段相同葡萄糖的初步分解（糖酵解）C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+

2ATP

（丙酮酸）场所：细胞溶胶①03厌氧呼吸的过程

指活细胞在无氧或缺氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底地氧化分解成为乙醇或乳酸等，同时释放较少能量的过程。丙酮酸不彻底分解场所：细胞溶胶

②乳酸发酵：

2CH3COCOOH2CH3CHO+2CO22CH3CHO

+4[H]2C2H5OH

酶乙醇发酵:

苹果、水稻等绝大多数高等植物在缺氧时可进行这样的反应；酵母菌在缺氧时也可进行这样的反应。2CH3COCOOH+4[H]

（丙酮酸）2C3H6O3（乳酸）乳酸脱氢酶03厌氧呼吸的过程例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）；高等动物和人在剧烈运动时骨胳肌细胞会进行厌氧呼吸，产生乳酸酶场所：细胞溶胶

实例a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的厌氧呼吸，释放出能量以适应缺氧环境条件。b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会出现厌氧呼吸，满足能量的需要，肌肉酸胀。c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳，用于酿酒、发面。d.乳酸菌是厌氧型微生物，可以将有机物分解成乳酸，用来做酸奶、泡菜。e.蛔虫没有线粒体，只能进行厌氧呼吸；哺乳动物成熟的红细胞没有线粒体，只能进行厌氧呼吸。10乳酸会被运至肝脏再生成葡萄糖，此过程消耗能量1、同样是分解葡萄糖，为何厌氧呼吸只能释放少量能量？厌氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中2、厌氧呼吸所产生的能量这么少，为什么生物体还要保存这种呼吸方式？需氧型生物在无氧或缺氧的条件下，细胞利用这种呼吸作用可以快速地利用较多的葡萄糖产生少量的ATP，在短时间内维持生命。厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施，是为争取时间而消耗能量较多的办法。思考：C6H12O6C2H50H（酒精）+CO2+少量能量丙酮酸C3H6O3（乳酸）+少量能量ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋大量能量有Ｏ２酶无O2酶需氧呼吸与厌氧呼吸的区别与联系：不同点相同点场所条件产物能量联系实质需氧呼吸厌氧呼吸细胞溶胶、线粒体细胞溶胶需氧气、需酶不需氧气、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量，合成32ATP少量，合成2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成ATP能进行需氧呼吸的原核生物：硝化细菌、蓝藻只能进行厌氧呼吸的真核生物：蛔虫、成熟红细胞不同植物呼吸速率不同，如阳生大于阴生植物同一植物在生长发育不同时期呼吸速率不同，如生长期高于成熟期同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官（一）内部因素：04影响细胞呼吸的因素04影响细胞呼吸的因素温度、O2浓度、CO2浓度、含水量新疆的哈密瓜为什么那么甜？温度呼吸速率应用：（1）贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间（2）在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少细胞呼吸对有机物的消耗（1）温度（二）外部因素：CO2浓度呼吸速率（2）CO2

密闭的地窖中的生物利用吸收O2，产生CO2抑制细胞呼吸的原理来保存水果蔬菜等应用：增加CO2的浓度保鲜ABDE氧气浓度二氧化碳释放量OC厌氧呼吸

需氧呼吸F阴影部分面积表示：厌氧呼吸的强度（3）O2A点：A点到B点：B点到C点：只进行厌氧呼吸，释放较多CO2CO2释放急剧减少-----氧气增多，厌氧呼吸受抑制，需氧呼吸还很弱CO2释放量不断上升-----氧气增多，促进需氧呼吸应用：贮藏水果，最适宜的氧浓度是B点对应的氧浓度总呼吸速率

下图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响，试据图回答:(1)A点表示植物组织释放CO2较多，这些CO2是

的产物。(2)由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是

。(3)由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是

(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?

采取这一措施的理由是?。无氧呼吸氧气增加，无氧呼吸受抑制，有氧呼吸很微弱氧气充足时，有氧呼吸加强，释放CO2量增多。因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到抑制，糖类等有机物分解得最慢。B点氧（%）CO2释放的相对值（4）含水量在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强应用：粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使细胞呼吸速率降至最低，以减少有机物的消耗16细胞呼吸的应用1、稻田定期排水2、包扎伤口3、酵母菌酿酒4、花盆经常松土5、破伤风杆菌感染伤口6、提倡慢跑抑制厌氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡选用透气消毒纱布，抑制细菌厌氧呼吸先通气，后密封促进根部需氧呼吸，吸收无机盐等及时清洗伤口，以防厌氧呼吸防止剧烈运动，肌细胞厌氧呼吸产生乳酸一、相关计算消耗等量的葡萄糖时，厌氧呼吸与需氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为：产生等量的CO2时，厌氧呼吸与需氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数之比：产生等量的CO2时，厌氧呼吸与需氧呼吸产生的ATP摩尔数之比：消耗等量的葡萄糖时，厌氧呼吸与需氧呼吸产生的ATP摩尔数之比：CO2释放量等于O2吸收量CO2释放量大于O2吸收量乙醇产生量小于CO2量1:33:11:163:16→需氧呼吸→需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸→需氧呼吸和产生乙醇的厌氧呼吸CO2释放量小于O2吸收量→底物是油脂等消耗等量的葡萄糖时，需氧呼吸消耗的氧气与需氧和厌氧呼吸产生的CO2摩尔数之和之比为：3:4不消耗O2，释放CO2，无CO2释放乙醇产生量等于CO2量只进行厌氧呼吸只进行产生乳酸的厌氧呼吸只进行产生乙醇的厌氧呼吸拓展点二：细胞呼吸方式的判定方法装置1中液滴左移，2中不移，装置1中液滴不移，2中右移，装置1中液滴左移，2中右移，说明萌发的种子只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产乳酸的厌氧呼吸说明萌发的种子只进行产乙醇厌氧呼吸说明萌发的种子既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸X=O2的消耗量Y=O2的消耗量-CO2的释放量单位时间内液滴左移的体积即呼吸速率装置1中液滴不移，2中不移，说明萌发的种子只进行产乳酸厌氧呼吸下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是A．氧浓度为a时，厌氧呼吸强度最弱B．氧浓度为b时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍C．氧浓度为c时，厌氧呼吸最弱D．氧浓度为d时，需氧呼吸强度与厌氧呼吸强度相等B10下图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系，其中线段XY=YZ，则在氧浓度为a时A．需氧呼吸比厌氧呼吸消耗的有机物多B．需氧呼吸比厌氧呼吸释放的能量多C．需氧呼吸比厌氧呼吸释放的二氧化碳多D．需氧呼吸和厌氧呼吸释放的能量相等B

1、如图装置玻璃管中红色液滴是否会移动，如何移动，为什么？不移动细胞呼吸消耗的氧气与释放的二氧化碳体积相等NaOH溶液2、如图装置（外界条件恒定），玻璃管中红色液滴是否会移动，如何移动？为什么？开始不移动，一段时间后向右移动酵母菌是兼性厌氧生物酵母菌培养液05细胞呼吸是细胞代谢的核心1.分解代谢主要利用糖类作为呼吸过程中能量的来源，人和动物的细胞也可利用脂肪和蛋白质作为能源。糖类、脂肪和蛋白质这三类物质的水解产物——单糖、甘油和脂肪酸以及氨