高中生物 第4章 光合作用和细胞呼吸 第3节 细胞呼吸学案 苏教版必修1

第三节 细胞呼吸1．说明细胞呼吸的本质和过程。

(重点) 2．列表比较细胞有氧呼吸和无氧呼吸的区别。

3．说出细胞呼吸原理的应用。

4．说明有氧呼吸和光合作用的关系。

(重点)细胞呼吸产生能量和有氧呼吸1．细胞呼吸(2)概念⎩⎪⎨⎪⎧场所：活细胞反应物：糖类、脂质和蛋白质等有机物产物：二氧化碳和或其他产物(2)特点：条件温和，能量逐步释放。

(3)方式⎩⎪⎨⎪⎧有氧呼吸（主要）无氧呼吸(4)本质：氧化分解有机物释放能量的过程。

2．有氧呼吸(1)条件：氧气、多种酶。

(2)过程(3)有氧呼吸的主要场所为线粒体。

(4)有氧呼吸的总反应式为C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O ――→酶6CO 2＋12H 2O ＋能量。

(5)能量释放：细胞有氧呼吸释放的能量一部分储存在ATP 中，一部分以热能的形式散失掉。

(6)意义：有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获得能量的主要途径。

[合作探讨]探讨1：燃烧的能量全部以热能形式释放，细胞呼吸的能量以什么形式释放？提示：一部分以热能形式释放，一部分转移到ATP等高能化合物中储存起来。

探讨2：有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪里？有氧呼吸的生成物H2O中的O 从何而来？提示：生成物CO2中的C来自葡萄糖；O来自葡萄糖和水。

生成物H2O中的O来自O2。

探讨3：有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生？它有何作用？提示：有氧呼吸的第一、二阶段都有[H]产生，[H]用于第三阶段与氧气结合生成水，并释放出大量能量。

[归纳拓展]1．比较燃烧和细胞呼吸比较项目细胞呼吸体外燃烧相同反应式有机物＋氧气→二氧化碳＋水＋能量实质氧化分解有机物释放能量不同条件酶的催化点燃释放能量特点逐步释放快速连续释放发光发热现象没有剧烈发热、发光现象有剧烈的发热、发光现象线粒体具有双层膜，[3]内膜向内腔折叠形成[2]嵴，大大增加膜的面积，线粒体内充满了液态的[4]基质，线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。

3．有氧呼吸三个阶段比较：(以葡萄糖作底物为例)阶段具体过程发生场所与氧的关系第一阶段C6H12O6――→酶2C3H4O3(丙酮酸) ＋4[H]＋少量能量细胞质基质无关第二阶段2C3H4O3＋6H2O――→酶6CO2＋20[H]＋少量能量线粒体基质无关第三阶段24[H]＋6O2――→酶12H2O＋大量能量线粒体内膜必须有氧1．有氧呼吸的反应底物有葡萄糖、O2和水，这三种物质参与有氧呼吸反应过程的阶段分别是( )【导学号：21210041】A．第一阶段、第一阶段、第一阶段B．第一阶段、第二阶段、第二阶段C．第一阶段、第二阶段、第三阶段D．第一阶段、第三阶段、第二阶段【解析】第一阶段是1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸和[H]，第二阶段是丙酮酸进入线粒体与水在酶的作用下分解生成二氧化碳和[H]，第三阶段是O2与前两个阶段产生的[H]经过一系列的化学反应生成H2O。

【答案】D2．在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将( )①与氢结合生成水②与碳结合形成二氧化碳③在线粒体中被消耗④在线粒体和细胞质基质中被消耗A．①④B．②③C．①③D．②④【解析】有氧呼吸的整个过程分成三个阶段，第三个阶段是前两个阶段产生的氢与氧结合生成水，反应发生在线粒体中。

【答案】C3．有机物经体外燃烧和体内氧化分解都会释放能量。

下列相关说法中，不正确的是( )A．若有机物是蛋白质，则在体外燃烧会放出更多的能量B．若有机物是葡萄糖，两种情况产生的能量一样多C．两种情况下都能产生CO2和H2O，且能量都以热能的形式放出D．等质量的脂肪与葡萄糖相比，前者在燃烧或氧化分解时耗氧多、产能多【解析】蛋白质在体内氧化分解产生二氧化碳、水和尿素，体外燃烧会产生二氧化碳、水和氮氧化合物，体外燃烧产能更多；葡萄糖经体外燃烧和体内氧化分解的产物相同，产能相同；等质量的脂肪与葡萄糖相比，前者在燃烧或氧化分解时耗氧多、产能多；体内氧化分解会产生ATP。

【答案】C无氧呼吸和细胞呼吸原理的应用1．无氧呼吸(1)场所：细胞质基质。

(2)条件：无氧或缺氧、有酶的催化。

(3)反应物：葡萄糖等有机物。

(4)产物：C2H 5OH(乙醇)和CO 2或C 3H 6O 3(乳酸)，同时释放较少能量。

(5)反应式(以葡萄糖为底物)C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2＋能量(少量) C 6H 12O 6――→酶2C 3H 6O 3＋能量(少量)(6)意义：在缺氧的环境条件下为生物供能。

2．细胞呼吸原理的应用(1)在农业生产上，应设法适当增强细胞呼吸以促进作物的生长发育。

(2)粮食储藏和果蔬保鲜中，应设法抑制细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。

[合作探讨]探讨1：苹果储藏久了，会闻到酒精的气味；而马铃薯块茎储藏久了，却闻不到酒精的气味。

请分析这是为什么？出现以上现象的根本原因是什么？【提示】 苹果进行无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳，而马铃薯进行无氧呼吸的产物是乳酸。

无氧呼吸产物的不同与细胞内的酶有关，出现以上现象的根本原因是细胞内遗传物质不同，一种细胞的无氧呼吸产物只能是一种情况：酒精和二氧化碳，或者乳酸。

探讨2：无氧呼吸释放的能量为什么要比有氧呼吸少？【提示】 无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，还有很大一部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸和酒精中。

探讨3：包扎伤口为什么要使用透气纱布或“创可贴”呢？ 【提示】 增加通气量，防止厌氧病原体的繁殖。

[归纳拓展]1．有氧呼吸与无氧呼吸的异同点 项目有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点条件需氧不需氧 场所细胞质基质(第一阶段) 线粒体(第二、三阶段) 细胞质基质 分解程度 葡萄糖被彻底分解葡萄糖分解不彻底产物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量释放大量能量少量能量相同点反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量1．无氧呼吸只在第一阶段生成ATP，而有氧呼吸的三个阶段都有ATP合成。

2．有氧呼吸过程中H2O既是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部来源于O2。

2．影响细胞呼吸的内部因素(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)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。

(3)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．影响细胞呼吸的外界因素(1)温度甲通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。

与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。

如图甲所示。

生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。

(2)O2浓度乙①对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。

如图乙所示。

②对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范丙围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。

如图丙所示。

③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。

如图丁所示。

丁(3)CO2和含水量除了温度、氧气外，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。

生物含水量的多少影响呼吸作用，在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增大。

1．(2016·榆林高一检测)下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。

请据图分析说明：甲乙(1)从甲图中可知，细胞呼吸最旺盛时的温度在________点。

AB段说明：在一定温度范围内，随着温度升高，细胞呼吸________。

温度的变化主要是影响________的活性。

(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。

如果曲线Ⅰ描述的是水稻根细胞的呼吸，那么在DE段根细胞内积累的物质是________。

曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要是________。

【解析】甲图中呼吸相对速率最大值在B处，判断细胞呼吸最旺盛时的温度在B点。

温度主要通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸作用，呼吸作用也有最适温度，小于最适温度时，随温度升高，细胞呼吸加快，在最适温度处，细胞呼吸最快，超过最适温度，随温度升高，细胞呼吸减慢。

乙图中曲线Ⅰ无氧气时呼吸速率最大，氧气越多，速率越小，说明是无氧呼吸，曲线Ⅱ无氧气时，呼吸速率为0，氧气越多，速率越大，说明是有氧呼吸。

细胞呼吸分解的有机物主要是葡萄糖。

【答案】(1)B 加快酶(2)无氧酒精葡萄糖2．有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如图所示(细胞两种呼吸速率相等)，在氧浓度为a时A．酵母菌只进行无氧呼吸B．2/3的葡萄糖用于无氧呼吸C．1/3的葡萄糖用于无氧呼吸D．酵母菌停止发酵【解析】解答本题首先根据有氧呼吸和无氧呼吸的反应式，判断氧浓度为a时的无氧呼吸和有氧呼吸产生的CO2量，进而判断细胞呼吸类型及其分解葡萄糖的比例。

酵母菌无氧呼吸产生酒精和CO2的物质的量之比是1∶1。

a点时酒精的产生量是6 mol，则无氧呼吸产生的CO2量也为6 mol。

图中实际CO2的生成量为15 mol，用CO2的总生成量减去无氧呼吸生成的CO2量，等于有氧呼吸生成的CO2量(15 mol－6 mol＝9 mol)。

有氧呼吸每消耗1 mol 的葡萄糖产生6 mol CO2，生成9 mol CO2则消耗了1.5 mol的葡萄糖；无氧呼吸每消耗1 mol 葡萄糖产生2 mol CO2，生成6 mol CO2则消耗了3 mol的葡萄糖。

因此无氧呼吸消耗的葡萄糖占2/3。

【答案】B探究影响酶母菌呼吸的因素探究酵母菌的呼吸类型(1)一段时间后两套装置中的澄清石灰水变浑浊的有甲和乙，说明有CO2产生。

(2)该实验说明酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。

[合作探讨]探讨1：试管甲中用油脂封住液面的目的是什么？试管乙模拟的是什么环境？【提示】试管甲中用油脂封住液面是为了造成无氧环境，试管乙模拟的是有氧的环境。

探讨2：只通过检测产物中是否含有CO2可确定酵母菌细胞呼吸的方式吗？提示：不能确定。

酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2。

[归纳拓展]1．生物的细胞呼吸方式的判断(1)如果某种生物生活在一个缺氧的环境中，说明其进行无氧呼吸，是厌氧型的，如肠道中的蛔虫；如果某种生物生活在一个氧气丰富的环境中，说明进行有氧呼吸，是需氧型的；如果某种生物在有氧和无氧条件下都能生存，则说明其是兼性厌氧型的。

(2)原核生物无线粒体，大多进行无氧呼吸产乳酸(如乳酸菌)或者酒精或二氧化碳，但也有些原核生物进行有氧呼吸，如醋酸杆菌、蓝藻等。

绝大多数高等生物以有氧呼吸为主，体现生物呼吸方式的进化方向：无氧呼吸→有氧呼吸。