细胞呼吸

五、呼吸作用的意义
1.呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。
2.呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供 原料。
六、探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌作为实验材料的原因？
酵母菌是一种单细胞真菌，
属真核生物。在有氧气和无氧
气的条件下都能生存，属于兼
性厌氧型生物。通过定性测定
酵母菌在有氧和无氧的条件下
细胞呼吸的产物，可以确定酵
再探究：
有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水 溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误 观点？
葡萄糖 水溶液
葡萄糖 水溶液
七、有氧呼吸和无氧呼吸相关计算
①根据反应式中原料与产物之间的关系进行简单的计算 （1）消耗等量的葡萄糖时无氧呼吸与有氧呼吸产生的二氧 化碳摩尔数之比：1:3。 （2）产生等量的ATP时无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖 摩尔数之比为：19:1。 （3）释放等量的二氧化碳时无氧呼吸与有氧呼吸所消耗的 葡萄糖摩尔数之比：3:1。
鉴定有无酒精产生？
橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下 与酒精发生化学反应，变成灰绿色。
鉴定有无二氧化碳产生： 二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊；
也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正变量？ 温度、营养物质的浓度及体积等
10、在细胞内，1mol的葡萄糖彻底氧化分解以 后，可使1161kJ左右的能量储存在ATP中，其 余的能量则以热能的形式散失掉。请你计算一 下，有氧呼吸的能量转换效率大约是多少，这 些能量大约能使多少个ADP转化为ATP？
11、有氧呼吸释放的能量与物质的燃烧释放的 能量多少的比较？（假设呼吸底物是糖类） 12、同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼 吸具有的不同点？
氧气浓度
影响细 胞呼吸 方式和 强度
降低氧的浓度抑制细胞 呼吸，延长蔬菜、水果 的保鲜时间
CO2 浓度
影响细 胞呼吸
增加CO2浓度，延 长蔬菜、水果的保 鲜时间
水分
自由水 多时细 胞呼吸 旺盛
贮存作物种子时， 将种子风干，以减 少有机物消耗
总结： 储藏蔬菜、水果的条件：
零上低温、低氧、适宜的湿度、高二氧化碳
第五章 细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要来源—细胞呼吸
学习目标
1.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。 2.说出线粒体的结构和功能。
3.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
4.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和 生活中的应用。
问题探讨
1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？ 两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程； 都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。
(2009· 上海生物， 30)在 a、b、c、d 条件下，测得某植物种子萌 发时 CO2 和 O2 体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列 叙述中正确的是 CO2 释放量 a b c d 10 8 6 7 O2 吸收量 0 3 4 7
(
)
答案 D
A.a 条件下，呼吸产物除 CO2 外还有酒精和乳酸 B．b 条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C．c 条件下，无氧呼吸最弱 D．d 条件下，产生的 CO2 全部来自线粒体
（三）设计实验： 1.实验的自变量是什么？如何控制？ 氧气的有无 有氧：用橡皮球持续供气通往盛有 10%的NaOH溶液的锥形瓶中
无氧：让锥形瓶密封
2.实验的因变量是什么？如何检测？ 是否有CO2和酒精产生 怎样鉴定有无二氧化碳产生？
二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊； 也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
（四）进行实验
（五）实验结果
有氧
无氧
澄清石灰水
条件 有氧 无氧
澄清石灰水 重铬酸钾--浓硫酸溶液（橙色） 混浊（＋＋＋） 无明显变化 混浊（＋） 灰绿
（六）实验结论：
1.酵母菌有氧呼吸产生CO2，
无氧呼吸产生CO2和酒精。 2.有氧呼吸产生大量CO2，无氧呼吸产生少量CO2。
再探究：
有同学认为，在有氧呼吸实验装置中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？
八、测定生物有氧呼吸强度（装置）
死的
2
注意：若待测生物为能进行光合作用的生物， 需将装置遮光或黑暗处理。
B
九、测定生物呼吸类型(以葡萄糖为呼吸底物且 无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳)
①若装置1液滴左移，装置2液滴不动， 则表明所测生物只进行有氧呼吸； ②若装置1液滴不动，装置2液滴右移， 则表明所测生物只进行无氧呼吸； ③若装置1液滴左移，装置2液滴右移， 则表明该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
母菌细胞呼吸的方式。
讨 论
１.面团通过酵母菌的发酵会变得松软多孔。 酵母菌发挥这种作用需要什么条件呢？
２.酒的酿制是谷物在酵母菌的作用下产生酒精， 在酿制的过程中会有气泡产生。 它是酵母菌在什么条件下产生的呢？
（一）提出问题： 酵母菌在什么条件下产生酒精? 酵母菌在不同条件下是否都能产生CO2？产生 的CO2是否一样多? （二）作出假设： 酵母菌在无氧条件下产生酒精。 酵母菌在不同条件下都产生CO2， 且 有氧条件下产生的CO2比无氧条件下多。 （三）设计实验：
某实验室用两种方式利用酵母菌进行葡萄糖发酵生产酒精。甲 发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同 且适宜。实验过程中每1小时测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物 质的量，记录数据并绘成下面的坐标图。据此判断下列说法中正确 的是( )
[答案] C
A.在实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为6∶5 B.甲发酵罐实验结果表明在氧气存在时酵母菌无法进行无氧呼吸 C.甲、乙两发酵罐分别在第5小时和第3小时时无氧呼吸速率最快 D.该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高酒精的产量
② 据 CO2 释放量和 O2 吸收量判断细胞呼吸状况
(1)无 CO2 释放和 O2 吸收时，细胞只进行产生乳酸的无氧 呼吸。 (2)不消 O2，但产生CO2，细胞进行产生酒精的无氧呼 吸。 (3)耗 当 CO2 释放量等 O2 消耗量时，细胞只进行有氧呼吸。
(4)当 CO2 释放量大于 O2 消耗量时，细胞同时进行有氧呼吸和 产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势， 可如下分析： VCO2 4 ①若 ＝ ，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。 VO2 3 VCO2 4 ②若 > ，则无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸。 VO2 3 VCO2 4 ③若 < ，则有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸。 VO2 3
储藏干果的条件：
零上低温、低氧、干燥、高二氧化碳
十二、分析细胞呼吸原理的应用（P95）
十、测呼吸商
呼吸商（RQ）指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳 量与吸收氧气量的比值（RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体 积）。下图1表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程，A～E表示 物质，①～④表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼 吸商的实验装置。请分析回答：
图1
图2
（1）图1中，催化过程①②的酶存在于细胞的 细胞质基质 ，物质E表 示 酒精 。 增大吸收二氧化碳的面积 （2）图2实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是 。 （3）假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25℃下经10min观察墨滴的 移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10min内 小麦种子中发生图1中的 ①③④ （填序号）过程；如发现甲装置 中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子中发生图1中 的 ①② （填序号）过程。
三、无氧呼吸的相关内容提问：
1、无氧呼吸的两个阶段都能释放能量吗？
2、无氧呼吸产生的酒精或乳酸对细胞有害吗？ 例如，用酵母菌使葡萄汁发酵产生酒精，当酒精 含量达到12%-16%时，发酵就停止了，为什么？
随着发酵产物如酒精增多，营养物质的减少， pH的改 变等，繁殖速度下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最 终会停止。
2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？
不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻 底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来， 细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。 3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 能量吗？ 在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。 但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。
5.实验步骤
步骤一：配制酵母菌培养液 10g酵母菌 + 240ml5%葡萄糖溶液
A组
B组
实验步骤
步骤二：A实验组(有氧情况下)
B实验组(无氧情况下)
25～35℃
10%的 NaOH溶液
酵母菌 培养液
澄清的 石灰水
酵母菌 培养液
澄清的 石灰水
有氧呼吸装置
无氧呼吸装置
步骤三：鉴定是否有CO2产生；鉴定是否有酒精 产生
图1
图2
（4）在25℃下10min内，如果甲装置中墨滴左移30mm，乙 装置中墨滴左移200mm，则萌发小麦种子的呼吸商 是 0.85 。
十一、影响细胞呼吸的外界因素和实践应用
比较内容 影响因素
影响 原理
坐标曲线
实践应用
温度
影响酶 的活性
(1)在零上低温，贮存 蔬菜、水果；(2)大棚 栽培中适当增加昼夜温 差以减少有机物消耗， 提高产量
3、无氧呼吸只有害没有利吗？
4、运动员在剧烈运动时，O2的消耗与CO2的产生 体积之比？（假设以葡萄糖为呼吸底物）
四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
呼吸类型 场所 有氧呼吸
细胞质基质、线粒体
无氧呼吸
细胞质基质 酶、不需O2
区
别
条件
物质 变化 释放能 量多少