高中生物【细胞呼吸的原理和应用】

细胞呼吸的原理和应用

知识点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.选择酵母菌的依据：酵母菌（单细胞真菌）在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌用作饲料添加剂时通气培养，目的：进行有氧呼吸大量繁殖。

生产葡萄酒时密封发酵，目的：进行无氧呼吸产生酒精。

2.实验装置

甲装置为探究有氧呼吸装置，乙装置为探究无氧呼吸装置

3.本实验的自变量：氧气的有无；因变量：有无酒精的产生及二氧化碳的产生量

4.如何控制有氧、无氧条件？有氧：用气泵间歇性通入空气；无氧：密封培养。

5.甲装置中用气泵间歇性地通入空气的目的是什么：保证酵母菌有充足的氧气以进行有氧呼吸。

6.甲装置中，质量分数为10%的NaOH溶液的作用：除去空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2引起的。

7.乙装置中为什么要将B瓶封口一段时间再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶：将B瓶内的氧气消耗完，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水。

8.将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶的原因：加热煮沸后，葡萄糖溶液中的细菌被杀死，排除其他微生物对实验结果的干扰；加热煮沸，可排出溶液中的氧气；若不冷却，温度过高会杀死酵母菌。

9.代谢产物的鉴定

1）检测CO2的产生

CO2可使澄清石灰水变浑浊，根据其浑浊程度，可以检测酵母菌培养液中CO2产量的多少；

CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，根据其变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2产量的多少。

2）检测酒精的产生

重铬酸钾溶液在酸性（浓硫酸）条件下与酒精发生反应，由橙色变成灰绿色。

10.对比实验：设置两个或两个以上实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，也叫相互对照实验。

知识点二：细胞呼吸：有氧呼吸和无氧呼吸

第一阶段：

第二阶段：

第三阶段：

1）[H]出现在细胞呼吸中为NADH，出现在光合作用中为NADPH。产生[H]的过程是指氧化型辅酶

转化成还原型辅酶。课本93页

2）细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路

项目来源去路

[H] 有氧呼吸：葡萄糖和水

无氧呼吸：葡萄糖有氧呼吸：与氧气结合生成水

无氧呼吸：还原丙酮酸

ATP 有氧呼吸：三个阶段

无氧呼吸：第一阶段直接为绝大多数需能的生命活动供能（与光合产生的ATP 比较）

3）糖类为什么必须要分解为丙酮酸后才能进行有氧呼吸的二、三阶段：因为线粒体膜上不含运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖不能进入线粒体（或进入线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶）。

4）有氧呼吸过程中：H2O消耗于第二阶段，产生于第三阶段；[H]产生于一、二阶段，消耗于第三阶段；O2只在第三阶段参与反应，CO2是在第二阶段产生的。

5）有氧呼吸过程中，1mol的葡萄糖彻底氧化分解后彻底放出2870KJ,其中977.28KJ的能量储存在ATP中，其余以热能散失。

计算有氧呼吸转化率：

及产生ATP的量：

6）拓展：无氧呼吸过程中，1mol的葡萄糖分解为乳酸后，只释放196.65KJ,其中只有61.08KJ的能量储存在ATP中（形成2molATP），近69%以热能形式散失。

7）人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。

8）与体外燃烧迅速放能（光能和热能）相比，有氧呼吸逐级释放能量，对生物体的意义？（课本93页思考讨论2）

9）种子萌发过程中细胞呼吸的变化

第一阶段，由于吸水，呼吸速率上升；

第二阶段，主要进行无氧呼吸；

第三阶段，胚根长出突破种皮，氧气进入量增加，有氧呼吸为主。

10.细胞呼吸原理的应用

有氧呼吸：包扎伤口时用透气的敷料，松土，储存时要降低氧含量，锻炼时提倡慢跑；

无氧呼吸：利用粮食酿酒，伤口较深时注射破伤风抗毒血清。

11.不同生物无氧呼吸的类型

产乳酸：动物，乳酸菌，甜菜块根，马铃薯块茎，玉米胚

产酒精和二氧化碳：酵母菌，植物

知识点三：细胞呼吸方式的判断学案导学83页

1）细胞呼吸方式的实验探究（酵母菌为研究对象，无氧呼吸产生酒精和二氧化碳）

装置一判定是否进行有氧呼吸，装置二判定是否进行无氧呼吸。

烧杯中的NaOH溶液能吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，所以液滴的移动距离代表细胞呼吸消耗的氧气量，所以装置一左移代表进行了有氧呼吸；装置二中水既不吸收也不释放气体，所以液滴移动的距离代表细胞呼吸释放的二氧化碳和吸收的氧气之差，若液滴不移动代表不进行无氧呼吸，若移动则进行无氧呼吸。

2）以种子为研究对象学案导学83页（为防止微生物呼吸的干扰，要对装置和种子进行消毒处理）3）若是以绿色植物为研究对象（一般为光合与呼吸结合），检测呼吸速率要进行遮光处理。

知识点四：影响细胞呼吸的环境因素及应用见学案导学72页

12.拓展：真核细胞线粒体由需氧细菌进化而来，证据课本96页