2024-2025學(xué)年高一生物必修第一冊（人教版）課件 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第3節(jié) 第2課時 無氧呼吸與細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用

第2課時無氧呼吸與細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用【主干知識梳理】一、無氧呼吸1．類型及反應(yīng)式2．場所：___________3．過程(1)第一階段：與_________的第一階段完全相同。(2)第二階段：_______在不同酶的催化作用下，分解成___________，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)有氧呼吸丙酮酸酒精和CO2二、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用(1)包扎傷口時，需要選用_____的消毒紗布。(2)釀酒時要先通氣后密封，通氣的目的是_________________________________，密封的目的是_________________________________。(3)對花盆里的土壤經(jīng)常進(jìn)行_________。(4)糧食儲藏需要的條件是________________________；蔬菜、水果儲藏的條件是__________________和適宜的______。透氣讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖讓酵母菌在無氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵松土透氣濕度(零上)低溫、低氧和干燥(零上)低溫、低氧【教材微點發(fā)掘】閱讀教材第93、95頁“思考·討論”結(jié)合生物體內(nèi)葡萄糖分解代謝過程的圖解，回答下列問題：(1)蘋果儲藏久了，會有酒味產(chǎn)生，其原因是發(fā)生了圖中_____過程；而馬鈴薯塊莖儲藏久了卻沒有酒味產(chǎn)生，其原因是馬鈴薯塊莖在無氧條件下進(jìn)行了圖中______過程。(填序號)(2)糧食儲藏過程中有時會發(fā)生糧堆濕度增大的現(xiàn)象，其原因是_______________________________。①④①③種子在有氧呼吸過程中產(chǎn)生了水(3)1mol葡萄糖有氧呼吸能釋放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只釋放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量儲存在ATP中。據(jù)此分析在進(jìn)行無氧呼吸過程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解釋放的能量的主要去向分別是什么？提示：無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要轉(zhuǎn)移到乳酸或酒精中沒有釋放出來；而葡萄糖氧化分解釋放的能量主要以熱能形式散失了。(4)運動成為當(dāng)今人們生活的一種時尚，人在劇烈運動時，會因骨骼肌進(jìn)行無氧呼吸積累過多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教練提倡有氧運動，請根據(jù)有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物及釋放能量多少的角度分析原因。提示：有氧呼吸的產(chǎn)物是CO2和H2O，對于機體的影響較小，且有機物中的能量全部釋放。而無氧呼吸產(chǎn)物中的乳酸對機體不利，且有機物中的能量僅釋放一部分。所以提倡有氧運動。教材問題提示一、思考·討論1．略。2．提示：酸奶制作利用了乳酸菌的無氧呼吸；收獲后的糧食要曬干再儲藏，就是通過降低細(xì)胞呼吸速率來延長儲藏時間。二、思維訓(xùn)練這一論點包含兩個要點：線粒體原本是一種獨立生存的細(xì)菌，后來與真核細(xì)胞共生成細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)。由此可見，證據(jù)1、證據(jù)3和證據(jù)4，能夠支持這一論點，而證據(jù)2不支持。新知探究(一)無氧呼吸及其與有氧呼吸的關(guān)系【拓展·深化】1．比較有氧呼吸與無氧呼吸項目有氧呼吸無氧呼吸不同點條件需氧不需氧場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解程度葡萄糖被徹底分解葡萄糖分解不徹底產(chǎn)物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2釋放能量大量少量相同點反應(yīng)條件需酶和適宜溫度本質(zhì)氧化分解有機物，釋放能量，合成ATP過程第一階段完全相同意義為生物體的各項生命活動提供能量續(xù)表2.有氧呼吸和無氧呼吸過程圖解3．細(xì)胞呼吸中[H]和ATP的來源和去路項目來源去路[H]有氧呼吸：C6H12O6和H2O無氧呼吸：C6H12O6有氧呼吸：與O2結(jié)合生成水無氧呼吸：還原丙酮酸ATP有氧呼吸：三個階段都產(chǎn)生無氧呼吸：只在第一階段產(chǎn)生用于各項生命活動【典題·例析】[典例1]

種子貯藏中需要控制細(xì)胞呼吸以減少有機物的消耗。若作物種子細(xì)胞呼吸所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖，下列關(guān)于種子細(xì)胞呼吸的敘述，錯誤的是(

)A．若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸B．若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等C．若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸，則無O2吸收也無CO2釋放D．若細(xì)胞同時進(jìn)行有氧和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多[答案]

D[解析]

在反應(yīng)底物是葡萄糖的情況下，細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乙醇的無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2，其中產(chǎn)乙醇的無氧呼吸產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，有氧呼吸不產(chǎn)生乙醇，因而若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，說明細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸，A正確；根據(jù)有氧呼吸的反應(yīng)式，在反應(yīng)底物是葡萄糖的情況下，若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的分子數(shù)相等，B正確；根據(jù)無氧呼吸的反應(yīng)式，在反應(yīng)底物是葡萄糖的情況下，若細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸，則不需要消耗O2也不產(chǎn)生CO2，C正確；有氧呼吸過程中，吸收O2的分子數(shù)和釋放CO2的分子數(shù)相等，而無氧呼吸不消耗O2，但可能產(chǎn)生CO2，若細(xì)胞同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的分子數(shù)少或兩者的數(shù)目相等，D錯誤。[典例2]如圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程，a～e表示物質(zhì)，①～④表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．催化反應(yīng)②和④的酶都存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中B．圖中物質(zhì)c為[H]，它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生C．圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期，其中e為ATPD．①④③過程為有氧呼吸的三個階段，其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2[答案]

D[解析]

題圖為細(xì)胞呼吸的全過程，①②過程為無氧呼吸，①④③過程為有氧呼吸，a、b、c、d、e分別表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；催化反應(yīng)②和④的酶分別存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)中；無氧呼吸的第一階段也產(chǎn)生[H]。易錯提醒有關(guān)無氧呼吸的兩點提醒無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生少量ATP，第二階段不產(chǎn)生ATP；無氧呼吸產(chǎn)生乳酸還是酒精和二氧化碳，與細(xì)胞內(nèi)的酶有關(guān)，一種細(xì)胞的無氧呼吸產(chǎn)物只能是其中一種?！緫?yīng)用·體驗】1．細(xì)胞內(nèi)葡萄糖分解代謝過程如圖所示，下列敘述正確的是(

)A．酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中可進(jìn)行①和②過程B．劇烈運動時骨骼肌細(xì)胞中進(jìn)行①和④過程C．乳酸菌細(xì)胞進(jìn)行①和③過程中均產(chǎn)生[H]D．①過程是各類細(xì)胞分解葡萄糖共同途徑答案：D

解析：②過程在酵母菌線粒體中進(jìn)行，A錯誤；劇烈運動時骨骼肌細(xì)胞中有氧呼吸和無氧呼吸同時進(jìn)行，且無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，故進(jìn)行①②③過程，B錯誤；乳酸菌細(xì)胞進(jìn)行③過程不產(chǎn)生[H]，C錯誤；各類細(xì)胞的有氧呼吸和無氧呼吸共同進(jìn)行①過程，D正確。2．(2024年1月·安徽高考適應(yīng)性演練)下列有關(guān)細(xì)胞呼吸及其原理應(yīng)用的敘述，錯誤的是(

)A．乳酸發(fā)酵會產(chǎn)生使溴麝香草酚藍(lán)溶液變黃的物質(zhì)B．酵母菌無氧呼吸會產(chǎn)生使酸性重鉻酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色的物質(zhì)C．黏土摻沙有利于農(nóng)作物根細(xì)胞有氧呼吸，促進(jìn)根系生長D．地窖中甘薯的呼吸作用會增加密閉環(huán)境內(nèi)CO2濃度，有利于貯藏答案：A

解析：二氧化碳會使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，乳酸發(fā)酵不會產(chǎn)生二氧化碳，A錯誤；酵母菌無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，使酸性重鉻酸鉀溶液變?yōu)榛揖G色，B正確；黏土摻沙會增加氧氣含量，有利于農(nóng)作物根細(xì)胞有氧呼吸，從而促進(jìn)根系生長，C正確；地窖中甘薯的呼吸作用會增加密閉環(huán)境內(nèi)CO2濃度，可以抑制細(xì)胞呼吸，減少有機物的消耗，有利于貯藏，D正確。新知探究(二)影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素及應(yīng)用【拓展·深化】1．氧氣(1)曲線分析：由曲線可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸有_____作用①O2濃度＝0時，只進(jìn)行______呼吸；②0＜O2濃度＜10%時，同時進(jìn)行___________________；③O2濃度≥10%時，只進(jìn)行_________；④O2濃度為_____時，有機物消耗最少，利于儲存糧食、水果抑制無氧有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸5%續(xù)表2.溫度(1)溫度主要通過影響_______的活性，進(jìn)而影響呼吸作用。在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸強度隨著溫度的升高而_____；但超過一定的溫度，酶的活性______，甚至?xí)冃允Щ?，從而使呼吸作用減弱直至停止呼吸酶增強下降3.二氧化碳(1)CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會______細(xì)胞呼吸的進(jìn)行(2)應(yīng)用：適當(dāng)_____CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮抑制增加4.水分(1)在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而_____，隨含水量的減少而_____。當(dāng)含水量過多時，呼吸速率減慢，甚至停止加快減慢【典題·例析】[典例1]

下列有關(guān)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的敘述，錯誤的是(

)A．南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，常用40℃左右溫水淋種并時常翻種，可以為種子的細(xì)胞呼吸提供水分、適宜的溫度和氧氣B．農(nóng)作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發(fā)時細(xì)胞呼吸需要大量氧氣D．柑橘在塑料袋中密封保存，可以減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用[答案]

B[解析]

南方稻區(qū)早稻浸種后催芽過程中，“常用40℃左右溫水淋種”可以為種子的細(xì)胞呼吸提供水分和適宜的溫度，“時常翻種”可以為種子的細(xì)胞呼吸提供氧氣，A正確；種子無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，因此，農(nóng)作物種子入庫貯藏時，應(yīng)在低氧和零上低溫條件下保存，貯藏壽命會顯著延長，B錯誤；油料作物種子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物種子萌發(fā)時細(xì)胞呼吸需要消耗大量氧氣，因此，油料作物種子播種時宜淺播，C正確；柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失減少，氧氣濃度降低，從而降低了呼吸速率，低氧、一定濕度是新鮮水果保存的適宜條件，D正確。[典例2]

如圖表示某種植物的非綠色器官在不同O2濃度下CO2的釋放量與O2的吸收量的變化，請據(jù)圖回答以下問題：(1)O2濃度為0時，該器官的呼吸類型是________。(2)在O2濃度為b%以下時(不包括0)，該器官的呼吸類型是________________，原因是____________。(3)該器官CO2釋放與O2吸收兩條曲線在Q點重合，其呼吸類型為______________，原因是____________________________。(4)由該曲線可知，我們在進(jìn)行果實和種子貯藏時，應(yīng)取約a/2的O2濃度值，理由是____________________________________________________。(5)圖中陰影部分的面積代表____________________________。[解析]

(1)O2濃度為0時，有CO2釋放，該器官只進(jìn)行無氧呼吸。(2)在O2濃度為b%以下時，CO2的釋放量大于O2的吸收量，該器官的呼吸類型是無氧呼吸和有氧呼吸。(3)當(dāng)兩條曲線在Q點重合時，說明CO2釋放量與O2吸收量相等，則該器官的呼吸類型為有氧呼吸。(4)由該曲線可知，我們在進(jìn)行果實和種子貯藏時，應(yīng)取約a/2的O2濃度值，因為CO2的釋放量最少，消耗的有機物最少。(5)圖中陰影部分的面積代表無氧呼吸中CO2的釋放量。[答案]

(1)無氧呼吸(2)無氧呼吸和有氧呼吸CO2的釋放量大于O2的吸收量(3)有氧呼吸CO2的釋放量等于O2的吸收量(4)細(xì)胞呼吸最弱，有機物消耗少(5)無氧呼吸中CO2的釋放量【應(yīng)用·體驗】1.(2023·山東高考改編)某種植株的非綠色器官在不同O2濃度下，單位時間內(nèi)O2吸收量和CO2釋放量的變化如圖所示。若細(xì)胞呼吸分解的有機物全部為葡萄糖，下列說法錯誤的是(

)A．甲曲線表示O2吸收量B．O2濃度為b時，該器官不進(jìn)行無氧呼吸C．O2濃度由0到b的過程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐漸增加D．O2濃度為a時較適合保存該器官，該濃度下細(xì)胞呼吸強度較小，消耗葡萄糖較慢答案：A

解析：圖中橫坐標(biāo)是O2濃度，當(dāng)O2濃度為0時，甲曲線相對值不為0，說明甲曲線表示CO2釋放量，乙曲線表示O2吸收量，A錯誤。O2濃度為b時，兩曲線相交，說明此時O2吸收量和CO2釋放量相等，已知細(xì)胞呼吸分解的有機物全部為葡萄糖，故此時植物只進(jìn)行有氧呼吸，不進(jìn)行無氧呼吸，B正確。O2濃度由0到b的過程中O2吸收量逐漸增加，有氧呼吸速率逐漸增加，則有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐漸增加，C正確。據(jù)圖可知，O2濃度為a時，氧氣對無氧呼吸抑制較強，此時有氧呼吸和無氧呼吸均較弱，消耗葡萄糖較慢，適宜保存該器官，D正確。2．下列所述生產(chǎn)與生活中的做法，合理的是(

)A．做面包時加入酵母菌并維持密閉狀態(tài)B．水稻田適時排水曬田以保證根系通氣C．白天定時給栽培大棚通風(fēng)以保證氧氣供應(yīng)D．用不透氣的消毒材料包扎傷口以避免感染答案：B解析：做面包時加入酵母菌是因為酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化碳使面包松軟多孔，由于酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精，故不能維持密閉狀態(tài)；水稻田適時排水曬田的目的是保證根系通氣，防止根系細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精，造成毒害；白天定時給栽培大棚通風(fēng)的目的是保證二氧化碳的供應(yīng)，利于植物進(jìn)行光合作用；用透氣的消毒材料包扎傷口以抑制厭氧菌大量繁殖，避免感染?？茖W(xué)探究——細(xì)胞呼吸類型的判斷與實驗探究1．“三看法”判斷呼吸的類型(1)一看反應(yīng)物和產(chǎn)物。①消耗氧氣或產(chǎn)物中有水，一定是有氧呼吸。②產(chǎn)物中有酒精或乳酸，一定是無氧呼吸。(2)二看物質(zhì)的量的關(guān)系。①無CO2產(chǎn)生：乳酸發(fā)酵。②不消耗O2，但產(chǎn)生CO2：酒精發(fā)酵。③消耗O2量＝產(chǎn)生CO2量：有氧呼吸。④消耗O2量<產(chǎn)生CO2量：有氧呼吸、無氧呼吸。根據(jù)產(chǎn)生CO2與消耗O2的多少，又分為以下三種情況：(3)三看反應(yīng)的場所。①真核生物體內(nèi)若只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行，則為無氧呼吸。②若有線粒體參與，則存在有氧呼吸。

V(CO2)/V(O2)＝4/3有氧呼吸＝無氧呼吸V(CO2)/V(O2)>4/3有氧呼吸<無氧呼吸V(CO2)/V(O2)<4/3有氧呼吸>無氧呼吸2．設(shè)計實驗探究細(xì)胞呼吸類型(1)實驗設(shè)計：欲確認(rèn)某生物的呼吸類型，應(yīng)設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：(2)實驗結(jié)果預(yù)測和結(jié)論：實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置1液滴裝置2液滴不動不動只進(jìn)行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸[特別提醒]

為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應(yīng)設(shè)置對照裝置。對照裝置與裝置2相比，不同點是用煮熟的發(fā)芽種子代替發(fā)芽種子，其余均相同。【素養(yǎng)評價】1．如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸類型而設(shè)計的實驗裝置(酵母菌利用葡萄糖作為能源物質(zhì))，下列有關(guān)實驗裝置和結(jié)果的分析，錯誤的是(

)A．通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸B．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，通過裝置2液滴的移動情況可以探究出酵母菌是否進(jìn)行無氧呼吸C．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，如果裝置1中液滴左移，裝置2中液滴右移，說明酵母菌既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸D．用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，裝置2中液滴可能向左移答案：D

解析：燒杯中的NaOH溶液能吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，所以液滴移動的距離代表細(xì)胞呼吸消耗O2的量，因此通過裝置1僅僅能探究出酵母菌是否進(jìn)行有氧呼吸。用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，由于水不吸收氣體也不釋放氣體，所以液滴移動的距離代表細(xì)胞呼吸釋放的CO2量與消耗O2量的差值，如果液滴移動說明酵母菌進(jìn)行了無氧呼吸，如果液滴不移動，說明酵母菌不進(jìn)行無氧呼吸。用水代替NaOH溶液設(shè)置裝置2，如果裝置1中液滴左移，說明有O2的消耗，可以推斷出酵母菌進(jìn)行了有氧呼吸；裝置2中液滴右移，說明細(xì)胞呼吸釋放的CO2量多于O2的消耗量，推斷出酵