第3节 细胞呼吸作用

6.如下图为酵母菌无氧呼吸实验装置图，请据图回答：
（1）为什么要用煮沸又冷却的葡萄糖溶液？
煮沸的目的是为了排尽圆底烧瓶中原有的氧气，为酵母菌发酵营造厌氧环境； 冷却是为了避免酵母菌在高温环境下失活，为酵母菌提供发挥最高活性而需 要的适宜温度 ________________________________________。
在以C6H12O6为呼吸底物情况下，CO2释放量和O2的消耗量是判 断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下： （1）无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下， 容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。 （2）不消耗O2，但产生CO2 ，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此 种情况下容器内气体体积可增大，如酵母菌的无氧呼吸。 （3）当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情 况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2用NaOH溶液吸收，可引 起气体体积减少。 （4）当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧 呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。欲 判断哪种占优势，可作如下分析： ①若VCO2 / VO2=4 /3,无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖； ②若VCO2 /VO2<4 /3,有氧呼吸占优势； ③若VCO2 /VO2>4/3,无氧呼吸占优势。 （5）有H2O生成一定有有氧呼吸；有CO2生成一定不是乳酸发酵。
A点之前无氧呼吸和有 氧呼吸同时进行，A点 之后，无氧呼吸消失， 只进行有氧呼吸。
气 体1 交 换 的 相 对 0.5 值
CO2释放的总量
细胞呼吸
A
无氧源自文库吸
无氧呼吸
有氧呼吸，即 O2的吸收量
20 25
有氧呼吸
0
5
10
15
O 2 % 浓度
是CO2释放量曲线与O2吸收量 曲线围起来的面积，代表无氧 呼吸过程中CO2的释放量。
作物栽培
目的 ：以获得高产、优质的收获物为目的。 措施 ：如增加作物对养分的吸收、减少有机物的 消耗及其增加无土栽培营养液中的氧含量等。
中耕松土
通过中耕松土，可改善土壤通气状态，促进根系的有氧
呼吸，保证根系吸收矿质养分所需的能量，可有效避免根 系因无氧呼吸造成的酒精中毒。另外，在进行中耕松土时， 还可去除杂草，避免养分流向人们不需要的方向，促进养 分朝着人们需要的方向（农作物）流动。
想一想：呼吸与细胞呼吸是同一个概念吗？
为什么萌发后的种子空瘪了？
二.细胞呼吸的类型
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
（一）有氧呼吸
第1阶段：葡萄糖的初步（无氧）分解
C6H12O6
场所：细胞质基质 酶 2CH3COCOOH +4 [H] + 能量 （丙酮酸） （少量） 场所：线粒体基质 6CO2 +20 [H] + 能量 （少量）
1.(双选）刚进入西藏的湖南援藏干部，对高原缺氧环境所 产生的生理反应是（ BD ） A.造血功能增强，红细胞数增多 B.呼吸频率加快
C.细胞大多以无氧呼吸获得能量
D.心率加快 2.同样消耗1mol的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸产 生的ATP多（ B ） A. 20倍 B. 19倍 C. 34—36mol D. 12.7%
三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别与联系：
项 类 型 目
需氧呼吸 需要酶和Ｏ２
先细胞质基质 后线粒体
无氧呼吸 需酶不需Ｏ２
细胞质基质
不 同
条 件 场 所 氧化产物 能量变化
CO2和水 较多
CO2和酒精 或乳酸 较少
相 同
联 系 本 质
呼吸阶段的第一阶段完全相同 都是氧化分解有机物，释放能量
根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况
2011届高三生物 第一轮复习
下列转变需经哪些生理过程才能实现 光能 ① 光合作用
糖类等有机物中稳定的化学能 ② 呼吸作用 ATP中活跃的化学能 ③ ATP水解
直接用于各种生命活动
一、细胞呼吸： 概念：细胞呼吸是指生物体内的有机物在活
细胞中经过一系列的氧化分解，最终生 成二氧化碳或其他产物，并且释放能量 的过程（又叫生物氧化）。
向无土栽培营养液中通气或让营养液始终循环流动。
氧气在水中的溶解度很低，往往成为限制 作物生长的因素，为了保证无土栽培植物根系 进行有氧呼吸对氧气的需要，一是利用通气设 备，向营养液中不断通入空气，增加溶氧；也 可通过抽水装置促使营养液能够不断流动，通 过营养液的流动促进溶氧增加
包扎伤口
选用透气消毒纱布，目的是抑制厌氧细菌 的无氧呼吸。 防止破伤风感染伤口
a b
c
d
x
5.研磨酵母菌后离心处理，得到上清液（含细胞质基质）和沉 淀（含细胞器）。将等量的上清液、沉淀和未经处理的匀浆， 依次置入甲、乙、丙3支试管中，分别进行3项独立的实验，请 分析实验的结果。 （1）向3支试管分别滴加等量的葡萄糖后，丙管内的最终产物 二氧化碳和酒精 葡萄糖 二氧化碳和水 是__________，甲管是_________________，乙管是_________。
（2）向3支试管分别滴加等量的丙酮酸后，乙管内的最终产物 丙酮酸 是 二氧化碳和水 甲 管 是 __________________ ， 丙 管 是 __________ ，
__________________。 二氧化碳和水 （3）向3支试管分别加入荧光素（能发光的物质），重复实验 发光最强 （1），则发光情况为：丙管：_________________，甲管： 基本无荧光 __________，乙管：_________________。 次之
呼吸暂时减弱，有利于有机物消耗的减少。 (4)适当降低贮存环境的湿度。种子在贮存过程中，若湿度
太大，种子容易吸潮增强细胞呼吸，也有利于霉菌生活，
容易导致种子发霉变质。
水果、蔬菜保鲜
目的 ：既要减少营养物质的消耗，又要防止水分含量的降低和 无氧呼吸产物的出现，以免影响水果、蔬菜的“新鲜”。
措施 ： (1)适度降低贮存温度。与种子贮存一样，也是通过降低温度减 弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗。与种子贮存不同的是， 种子在风干状态下对低温的耐受性强，不容易受冻伤，水果和 蔬菜在新鲜状态下，自由水含量高，温度太低易受冻害，因此， 降低温度应以不使水果、蔬菜受冻害为前提。 (2)让贮存环境保持一定湿度。在湿度太小的环境中，水果与蔬 菜容易失水，使“新鲜”程度下降。 (3)用保鲜袋（膜）进行包装。控制袋（膜）内氧气含量，以适 度抑制细胞呼吸的进行，减少有机物的消耗，但应避免因氧含 量太低而导致其进行无氧呼吸，因为水果、蔬菜在无氧呼吸时 易产生酒精，导致品质下降、变味。
3.在水稻叶肉细胞的细胞基质、线粒体基质、叶绿体基质中 产生的代谢产物分别是（ C ） A. CO2；丙酮酸；葡萄糖 B.丙酮酸；葡萄糖；CO2 C.丙酮酸；CO2；葡萄糖 C.葡萄糖；丙酮酸；CO2 4.图示存放水果时，空气中的氧气浓度(x)与水果释放的CO2 相对量(y)之间的关系曲线，你认为储存水果应选择的最佳氧气 y 浓度是（B ） A. a B. b C. c D. d
较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合 在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或 被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理
怎样检测汽车司机是否喝了酒？
重铬酸钾(K2Cr2O7)可以检测有
无酒精存在。这一原理可以用来检测汽
车司机是否喝了酒。具体做法是：让司
机呼出的气体直接接触到载有用硫酸 处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（两者均为橙色）， 如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变 成灰绿色的硫酸铬。
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作 用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳 呾水，同时释放大量能量的过程。
（二）无氧呼吸 1.过程 第一阶段:葡萄糖的初步分解: C6H12O6 酶 场所：细胞质基质
2CH3COCOOH +4 [H] + 能量 （丙酮酸） （少量）
☆与有氧呼吸第一阶段相同
第2阶段：丙酮酸彻底分解
酶 2CH3COCOOH +6H2O （丙酮酸）
场所：线粒体内膜 第3阶段：[H]的氧化 酶 24[H] + 6O2 12H2O + 能量（大量）
C6H12O6+6H2O+6O2酶 6CO2+12H2O + 能量
先细胞质基质、后线粒体 彻底分解1mol的葡萄糖共释放2870KJ的能量。 一部分转移到ATP中储存(1161KJ，约40%)； 另一部分以热能形式散失(约60%)。
（2）盛有清水的试管在此发酵实验中有何作用？ 进一步过滤氧气，防止氧气进入圆底烧瓶抑制酵母菌发酵 ________________________________________。
第二阶段:丙酮酸不彻底分解 A.酒精类型
场所：细胞质基质 酶
(2)2CH3COCOOH（丙酮酸）+4 [H]
2C2H5OH（酒精） + 2CO2
酒精的鉴 定及应用
例：大多数植物、酵母菌
第二阶段:丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质 酶 ②2CH3COCOOH（丙酮酸） +4 [H] 2C3H6O3（乳酸）
二氧化碳浓度：CO2是呼吸作用的产物，对
细胞呼 吸有抑制作用，实验证明， 在CO2浓度升高到1%～10%时， 呼吸作用明显被抑制。(如图)
水：在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而
加快，随含水量的减少而减慢。
六.细胞呼吸的应用
实例 种子贮存 水果、蔬菜保鲜 中耕松土 作物 栽培 温室大棚夜晚降温 稻田晾晒 目的 措施
㈡环境因素(温度，氧浓度，二氧化碳浓度，水）
温度：温度通过影响酶的活性来影响细胞呼
吸。植物呼吸作用的最适温度一般在25℃～ 35℃，最高温度在35℃～45℃。
氧气浓度：（氧分压）氧浓度为0时只进行
无氧呼吸，在一定范围内随氧浓度增大，有氧呼吸 逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。当达到一定浓度 （A)时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。
丙氨酸
五. 影响细胞呼吸的因素 ㈠内部因素:遗传因素(决定酶的种类和数量) 1、不同种类的植物呼吸速率不同。 如：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生 植物。 2、同一植物的不同器官呼吸速率不同。 如：生殖器官大于营养器官。 3、同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同。 如：幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速 率下降。
四、细胞呼吸意义
1、为生命活动提供能量
C6H12O6
呼 吸 作 用 能 量
2870kj
1709kj
热能 散失 能量 转移
ATP
细胞分裂 能 矿质元素吸收 量 肌肉收缩 神经冲动的传导 生长发育
ADP Pi
CO2＋H2O
1161kj
2、为体内其他化合物合成提供原料
丙酮酸
O NH2 ‖ ▕ CH3—C—COOH→CH3—CH—COOH
(2)将种子装袋密封，袋上打适量小孔。密封可使种子贮存 袋内的二氧化碳含量升高、氧气含量适度降低，使细胞呼 吸受到一定程度的限制，减少呼吸消耗；预留小孔，确保 内部二氧化碳含量不致过高、氧气含量不致过低，避免种 子因氧含量太低而进行无氧呼吸，防止无氧呼吸产物的积 累影响种子的生活力。
(3)适当降低贮存温度。降低温度可使酶活性下降，使细胞
B.乳酸类型
例：高等动物、人、 乳酸菌、高等植物的某 些器官（马铃薯块茎、 甜菜块根等）
2.无氧呼吸总的反应式
①C6H12O6
酶
②C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸） +少量能量
2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量
3.无氧呼吸概念 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作 用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物， 同时释放出少量能量的过程。 为什么释放出少量能量？ （酒精类型： 225.94；乳酸类型：196.65KJ）其中 61.08KJ转移在ＡＴＰ中．
给无土栽培液通风或循环 流动 包扎伤口,防止破伤风感染伤口
种子贮存
目的 ：种子贮存的过程中，在不降低种子生活力的前
提下，为尽量减少有机物的消耗，常常通过一些措施
使细胞呼吸减弱。 措施 ： (1)将种子风干。通过风干，使种子的自由水含量大量 减少，从而使其新陈代谢（主要是细胞呼吸）受到抑
制，减少储存过程中有机物的消耗。
温室大棚夜晚降温
通过适当降低温室大棚内夜晚的温度，可减 少作物呼吸消耗，以达到积累更多有机物目的。
稻田晾晒
通过稻田晾晒，使稻田间歇缺水，一方面可促进 根系生长，形成更加发达的根系，增大根系的吸收面 积；另一方面，会改善土壤的通气状态，促进根系的
细胞呼吸，达到促进矿质养分吸收的目的，还有利于
被土壤胶体固定的养分的释放，有利根系的吸收。这 些措施都有利于水稻的增产。