细胞呼吸的原理和应用（导学案）-2025-2026学年高一生物上册人教版必修1

第3节细胞呼吸的原理和应用

【知识梳理】

一、细胞呼吸的概念

细胞呼吸

1.发生场所：生活状态的细胞内，因此也叫。

有机物

2.分解底物：生物体内的。

3.呼吸产物：CO2或其他产物(因呼吸类型而异)。

氧化分解

4.反应类型：0

ATP和热能

5.能量变化：有机物中化学能释放，生成。

二、探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.实验原理：

(1)醉母菌代谢特点

单

酵母菌是一种细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于

兼性厌氧

_________菌。

(2)产物检测

①检测C02的产生

澄清石灰水

CO2可使变混浊，也可使由蓝变绿再变黄。

澳麝香草酚蓝水溶液

②检测酒精的产生

酸性

橙色的重格酸钾溶液，在条件下与乙醉(酒精)发生化学反应，变成

灰绿色

2.实验流程

食用酵母菌

(1)配制醉母菌培养液：取20g新鲜的，分成两等份，分别放入等

体积的锥形瓶A(5()0mL)和锥形瓶B(50()mL)中.再分别向瓶中注入240mL质量分

葡萄糖溶液

数为5%的。

(2)实验装置的组装

①有氧条件装置：如图甲。

②无氧条件装置：如图乙。

①酵母菌在有氧和无氧

质域分数为1(%酵母菌澄清的酵母菌澄清的

的NaOH溶液培养液石灰水培养液石灰水条件下都能进行细胞呼

(甲)(乙)

吸产生C02

(3)实验现象及分析

①甲、乙两装置石灰水都变浑烛，说明0

②甲装置的浑浊程度比乙装置的强，且浑浊快，说明0②酵母菌有氧比无氧

③取A、B两瓶中的酵母菌培养液的滤液等量，分别滴加溶有重铭酸钾的浓硫酸时放出的C02多且快

溶液发现A瓶中滤液不变色，B瓶中所取滤液变成灰绿色。说明③无氧时酵母菌分解前

萄糖的产物还有酒精

3.实验结论：

酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行。酵母菌在有氧条件下进行有细胞呼吸

氧呼吸，产生大量的，在无氟条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的二氧化碳和水

产物有，同时也产生少量的。酒精C02

【思考与讨论】

1.B瓶封口后，锥形瓶

1.B瓶装好后，要封口放置一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，这是为

内的空气中有氧，酵母

什么？菌开始进行有氧呼吸，

也产生0)2。所以，要过

一段时间，等B瓶中氧

气消耗完以后，再将产

生的气体通入澄清石灰

水，保证通入澄清石灰

2.在B瓶中充M或溶液上方有油膜，能否创造无氧条件？水中的是无氧呼吸产生

的0)2。

3.该实脸为实验，不设空白对照组，均为组，相当于“相

2.能

互对照实脸:

3.对比对照

4.产物检测

检测产物所司试剂实验现象

澄清的石灰水变足浊

二氧化碳澄清石灰水变浑浊的程

淡麝杳草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

度或者浪麝香草酚蓝水

酒精重格酸钾溶液楂色变成灰绿色

溶液变黄的时间

(1)如何比较两组产生CO?的多少？______________________________________

(2)对B产物C0的检测，能否排除同时也发生有氧呼吸？

2不能

(3)对产物酒精的检测，能否排除同时也发生有氧呼吸？不能

5.变量分析

项目桧测Cd检测酒精氧气的有无

自变量酵母菌的呼吸产物

因变量(C02、酒精)

澄清石灰水变浑浊的程

因变量的

重铭酸钾溶液的颜色变化度或者嗅麝香草酚蓝水

观察指标

溶液变黄的时间

无关变量温度，溶液PH,培养液

的浓度、用量，酵母菌

的品种、用量

三、有氧呼吸

1.有氧呼吸的过程

阶段场所物质变化放能多少

第一2丙酮酸+[H]

细胞质基质葡萄糖上少量

阶段

第二611206C02

线粒体基质2丙酮酸+________—+[H]少量

阶段

第三[H]602

线粒体内膜_+____12H2。大量

阶段

2.总反应式（并请用箭头标出0元素的去向）

酶

c6Hl2。6+6H2。+6O2---6CO2+12H2O+能量略

3.有氧呼吸的概念

是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把等有机物菊萄糖

氧化分解，产生H?0和C02，释放，生成大量ATP的过程。彻底能量

4.能量去向

1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解能释放出kJ的能量，其中有2870

________kJ的能量储存在ATP中（约__________mol）,其余的能量以热能的形式散977.2832

失，以维持体温的恒定。其能量转换效率是%o40.45%34

【思考与讨论】

1.有氧呼吸中的［H］实际上是氧化型辅酶I（）转化成的还原型辅酶INAD

（）oNADH

2.第一阶段产生的［H］能否进入线粒体？能

3.产生［H］最多的是第阶段，有机物的彻底氧化分解在第阶段。

4.葡萄糖能否在线粒体中分解？为什么？否无分解葡萄糖的酶

5.蓝藻没有线粒体，能不能进行有氧呼吸呢？能

6.有氧呼吸中产生能量的场所有____________________________细胞质基质，线粒体基

7.从总体变化趋势看，有一氧呼吸过程使细胞内有机物总质量是在变（多、质和内膜

少），有机物种类在变（多、少）。少多

8.有我呼吸和物质燃烧有什么异同，结合下表分析：

比较项目有氧呼吸物质燃烧

反应条件温和条件，需要酶的催化点燃

能量释放程度缓慢释放剧烈释放

是否生成ATP是否

9.请判断正误

（1）葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质（）(1)X(2)X(3)X

（2）真核细胞都进行有氧呼吸（）(4)X

（3）没有级粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸（）

（4）有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过

程（）

四、无氧呼吸

1.无氧呼吸的过程

放能多ATP

阶段场所物质变化

少生成

第一细胞质基

少量2

阶段质

第二细胞质基

无无

阶段质略

2.总反应式（产物不要写汉字）:酵母菌，植物细胞

（代表生物：）

乳酸菌，马铃薯块茎,

（代表生物：）甜菜块根

3.概念

是指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物经过不完全

分解，同时释放_______能量的过程。少量

■酵母菌、乳酸菌等的无氧呼吸也叫做发酵，因产物不同分别称为微生物

发酵和发酵。酒精乳酸

4.能量去向

1mol葡萄糖在体内分解成乳酸时，释放出kJ的能量，其中有196.65

_kJ的能量储存在ATP中（约__________mol）,其余的能量以热能的形式散61.082

失。其能量转换效率是%o

【思考与讨论】31

1.无氧呼吸第二阶段消耗［H］吗？

2.无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？o消耗

3.无氧呼吸比有氧呼吸少释放的能量留存在中。有机物分解不完全

4.1mol黄荀糖进行酒精发醉所释放的能量比乳酸发酵所释放的能量______酒精或乳酸

（多，少），原因是。多

5.1mol葡萄糖无氧呼吸时，大部分能量的去向是o分解更彻底

6.1mol新荷掂无氧呼吸时，释放的能量大部分去向是储藏在酒精或乳酸

7.为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基转化为热能

质、线粒体、酵母菌，分别装入A〜F试管中，加入不同的物质，进行了如下实脸（见

下表）。

、试管编号含细胞质基质含线粒体含酵母菌

加

ABCDEF

的物质

葡萄糖］—+—+++A不反应

丙酮酸+—+———B酒精、C0?

氧气+—4-—4-—C水和C02

注：“+”表示加入了适量的相关物质，“一”表示未加入相关物质。0不反应

请预测每只试管的产物：___________________________E水和C&

9.请判断正误F酒精、C02

⑴哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫细胞只能进行无氧呼吸（）

⑵长跑时，人体产生的C02是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物（）

⑶葡萄糖中能量，有氧呼吸时有2个去向，无氧呼吸时有3个去向（）X

10.有氧呼吸和无氧呼吸的比较V

项目有氧呼吸无氧呼吸

条件需氧不需氧

细胞质品质（第一阶段）

场所细胞质基质

不同统粒体〔第二、三阶段）

点分解程度葡萄糖被_______分解葡萄糖分解_______

彻底不彻底

产物轧酸或酒精和

C02、H2OC02

能量释放大量能量少量能量

反应条件需酶和适宜温度

相同

本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP

点

过程

意义为生物体的各项生命活动提供能量第一阶段从葡萄糖到丙

酮酸完全相同

五、细胞呼吸的实质和意义

1.实质：分解有机物，释放能量。

2.意义：

（1）为各项生命活动供能

⑵生物体代谢的枢纽P9,

六、细胞呼吸原理的应用

1.包扎伤口时，要选用透气的消毒纱布或者创可贴。

2.控制也情况，发酵生产各种酒、醋、味精等产品。

3.作物栽培时，要及时疏松土壤等。

4.提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。

5.稻田定期排水：防止根无氧呼吸产生大量酒精，毒害细胞造成烂根。

6.伤II过深或被锈钉扎伤，需及时就医：防止进行尢氧呼吸的破伤风芽他杆菌

大量繁殖。

7.制作酸奶、泡菜：乳酸菌无氧呼吸产生乳酸。

8.储藏水果、粮食的仓库，可降低温度、降低C0?含最：减弱其呼吸作用，减少

有机物消耗，延长保质期。

【析图训练】

【判断正误】

1.细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来（）

⑴J

2.无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有［H］的枳累（）

⑵X

3.水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是酒精

⑶X

和二氧化碳（）

⑷J

4.人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸（）

5.和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少（）（5）X

6.在有氧和无氧的条件下，葡砧糖中能量的去向都是大部分以热能的形式散失，（6）X

少部分储存在ATP中（）⑺J

7.哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸（）(8)X

8.无氧和零下低温环境有利于水果保鲜（）

【拓展与归纳】

一、影响细胞呼吸的因素

（一）内部因素一一遗传因素（决定酶的种类和数量）

1.不同种类的植物细胞，如旱生植物于水生植物，阴生植物

于阳生植物。小于小于

2.同一植物在不同的生长发育时期，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较

，成熟期细胞呼吸速率较。

3.同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官于营养错官。快慢

（二）外部因素大于

1.温度：通过影响影响细胞呼吸的速率C

nfl酶的活性

吸105

短

5

率

01020304050

温度（之）

（1）据此，大棚栽培在夜间和阴天适当_____________（形成适当的昼夜温差），以

提高蔬菜产量。（低，高）温储存食品，（凉，温，烫）水和面

降温

发得快。

低温

（2）当人从30C进入5c的环境一段时间后，体内酶活性,呼吸速率

不变加快

⑶当蛙从30℃进入5℃的环境一段时间后，体内酶活性,呼吸速率

下降加快

2.二氧化碳

呼

吸

速

率

CO2浓度

⑴C02是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行°

⑵适当增加CO?浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜，如东北的菜窖。

3.水含量

呼

吸

速

浓度

率co?

O含水量

(1)一定范围内，细胞呼吸速率随水含量增加而加快。

(2)粮食在入仓库前要进行晾晒处理，干种子萌发前要浸泡处理。

4.氧气浓度(以培养中的酵母菌为对象，完成下图)

06m耗速率访印RCO.严客理

。2浓度%O。2浓度/%

CO;产士速率

U。2浓度/%

⑴请描述02浓度与02消耗速率的关系：

(2)蛔虫被排出体外后，很快死亡，原因是。

一定范围内，随。2浓度

(3)中耕松土，促进根部有氧呼吸的意义是

增大(V消耗速率增大

(4)工厂酿酒有两阶段，早期应,促进

，后期应,促进

。2抑制蛔虫的无氧呼吸

【思考与讨论】

为主动运输吸收无机盐

气

翁

体

交

{co?释放总量___一的的吸收量离子供能

换02

话

的

相通气酵母菌繁殖

对的拜放贵

值淤/氧呼吸co,样放fit

不通气无氧呼吸产生

oC51015200匕

O)浓度(%)LM"N~~O,浓施酒精

1.上左曲线图适用于人体吗？

2.Q点进行呼吸，P点后进行.,呼吸，Q、P之间进行

呼吸，以上推断的前提是以为细胞呼吸反应物。

3.AB可以反映呼吸速率，BC可以反映呼吸速率，AC可

以反映呼吸速率0不适用

4.若AB=BC,则有氧呼吸与无氧呼吸消耗箭萄糖之比为,产生ATP之无氧有氧

比为0有氧和无氧葡萄糖

5.当AB：AC=时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量相等。无氧有氧

6.QR下降的原因是o有氧和无氧之和

7.选R点对应氧浓度保存果蔬的原因o3:1

8.QOP围成的面积代表。6:32

9.N点6的吸收量疝CO,的释放量相等，只进行有氧呼吸吗？1:4

无氧呼吸受抑制，有氧

二、植物细胞呼吸方式的确定方法（呼吸速度的测定）呼吸还较弱

欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图