高考新教材（中）生物必修一同步講義第5章第3節(jié)　第2課時　無氧呼吸和細胞呼吸原理的應用含答案及解析

第2課時無氧呼吸和細胞呼吸原理的應用[學習目標]1.概述無氧呼吸的過程，并比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同。2.應用細胞呼吸的原理來解決問題。一、無氧呼吸1．無氧呼吸的場所：____________。2．無氧呼吸的過程(1)第一個階段：與________的第一個階段完全相同。(2)第二個階段：________________在酶(與催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成________________，或者轉化成乳酸。注意：無氧呼吸第二階段不釋放能量。3．無氧呼吸的類型及反應式4．無氧呼吸的概念：指細胞在__________參與的情況下，葡萄糖等有機物經過__________分解，釋放________能量的過程。5．細胞呼吸的概念：指有機物在細胞內經過一系列的____________，生成__________或其他產物，釋放能量并生成________的過程。判斷正誤(1)細胞呼吸可以把蛋白質、糖類和脂質的代謝聯系起來()(2)無氧呼吸過程中沒有氧氣參與，所以有[H]的積累()(3)水稻根、蘋果果實、馬鈴薯塊莖等植物器官的細胞無氧呼吸的產物都是酒精和二氧化碳()(4)人體產生二氧化碳的細胞呼吸方式一定是有氧呼吸()(5)和有氧呼吸相比，無氧呼吸的兩個階段釋放的能量較少()任務一：分析無氧呼吸的過程及其與有氧呼吸的比較(一)分析無氧呼吸的過程1．嘗試寫出無氧呼吸兩個階段的反應式第一階段(與有氧呼吸第一階段相同)第二階段產生酒精大多數植物、酵母菌等產生乳酸高等動物、乳酸菌和少數植物器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)2.為什么無氧呼吸第二階段不產生ATP，但要進行第二階段反應呢？(提示信息：已知細胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能運出細胞。)________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．不同細胞無氧呼吸產物不同的直接原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．1mol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。據此分析，在進行無氧呼吸過程中，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？________________________________________________________________________________________________________________________________________________5．骨骼肌中的丙酮酸被還原成乳酸，大部分從活躍的肌細胞中擴散到血液，然后又通過血液帶回肝，在肝中重新轉化成葡萄糖。從物質和能量角度解釋乳酸在肝臟中重新轉化成葡萄糖的意義是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________6．請從競爭的角度思考，乳酸菌通過無氧呼吸產生乳酸的意義是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(二)比較有氧呼吸和無氧呼吸列表比較有氧呼吸和無氧呼吸項目有氧呼吸無氧呼吸不同點場所條件需氧、酶不需氧、產物能量大量少量相同點過程葡萄糖分解為丙酮酸階段相同實質意義為生物體的各項生命活動提供能量“三看法”判斷細胞呼吸的方式(以葡萄糖為底物)(1)一看——反應物和產物①消耗O2或產物中有H2O，一定存在有氧呼吸。②產物中有酒精或乳酸，一定存在無氧呼吸。(2)二看——物質的量的關系根據CO2釋放量與O2消耗量判斷①不消耗O2，釋放CO2→只進行產酒精的無氧呼吸。②不消耗O2，不釋放CO2→只進行產乳酸的無氧呼吸或細胞已死亡。③CO2釋放量等于O2吸收量→只進行有氧呼吸或既進行有氧呼吸又進行產乳酸的無氧呼吸。④CO2釋放量大于O2吸收量→既進行有氧呼吸又進行產酒精的無氧呼吸。(3)三看——反應的場所①真核細胞：若整個細胞呼吸過程均在細胞質基質中進行，則為無氧呼吸；若部分過程在線粒體中進行，則為有氧呼吸。②原核細胞：原核細胞沒有線粒體，故原核細胞的細胞呼吸在細胞質基質和細胞膜上進行，其呼吸方式應根據產物判斷。1．如圖是真核生物的細胞呼吸過程圖解，圖中①～⑤表示代謝過程，X、Y代表物質。下列相關敘述錯誤的是()A．過程②和⑤分別發(fā)生在線粒體基質和細胞質基質B．物質Y可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃C．圖中能生成ATP的代謝過程有①③④⑤D．人體細胞內⑤不能進行是因為缺少催化該過程的酶2．(2023·江蘇無錫高一期末)如圖表示蘋果組織細胞中CO2釋放量和O2吸收量的變化(均以葡萄糖為呼吸底物)。下列相關敘述不正確的是()A．圖中氧濃度為a時只有無氧呼吸B．圖中氧濃度為b時，若CO2釋放量為8mol和O2吸收量為4mol，則此時無氧呼吸消耗的有機物多C．a、b、c、d四個濃度中，c是適合儲藏蘋果的氧濃度D．圖中氧濃度為d時有酒精產生二、細胞呼吸原理的應用1．包扎傷口時，需要選用______的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”等敷料。2．釀酒時要先通氣后密封，通氣的目的是__________________________________，密封的目的是________________________________________________________________________。3．對花盆里的土壤經常進行________。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________________________________________________________________________。判斷正誤(1)用透氣的消毒紗布包扎傷口，目的是保證傷口處細胞的有氧呼吸()(2)無氧和零下低溫的環(huán)境有利于水果保鮮()(3)及時排澇，能防止水稻根細胞受酒精毒害()任務二：氧氣對細胞呼吸的影響1．原理由曲線判斷O2濃度對無氧呼吸和有氧呼吸的影響分別是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．實踐應用(1)在儲藏蔬菜或水果時，為降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，儲藏室內的氧氣應調節(jié)到圖中的____點所對應的濃度。(2)為什么農業(yè)生產中要通過中耕松土，提高作物產量？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)我們天天吃的饅頭松軟可口，可是利用酵母發(fā)面時，面塊開始硬，后來軟，而且表面有水珠出現，你知道是什么原因嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(4)在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。①為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？________________________________________________________________________________________________________________________________________________②在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精對它自身有什么意義？________________________________________________________________________________________________________________________________________________影響細胞呼吸的因素及其應用(1)內因①遺傳特性：不同種類的植物細胞呼吸速率不同。實例：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。②生長發(fā)育時期：同一植物在不同的生長發(fā)育時期細胞呼吸速率不同。實例：幼苗期細胞呼吸速率高，成熟期細胞呼吸速率低。③器官類型：同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同。實例：生殖器官大于營養(yǎng)器官。(2)外因①溫度a．影響：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性來影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25～35℃之間。b．應用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低溫儲存食品,大棚栽培在夜間和陰天適當降溫,溫水和面發(fā)得快))②氧氣a．影響(如圖)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。Ⅰ.O2濃度＝0時，只進行無氧呼吸。Ⅱ.0<O2濃度<10%時，同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。Ⅲ.O2濃度≥10%時，只進行有氧呼吸。Ⅳ.O2濃度＝5%時，有機物消耗最少。b．應用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(中耕松土促進植物根部有氧呼吸,無氧發(fā)酵過程需要嚴格控制無氧,環(huán)境,低氧儲存糧食、水果和蔬菜))③水分a．影響eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(水作為有氧呼吸的反應物可直接參,與反應,水作為生物化學反應的介質影響反,應的進行,在一定范圍內，細胞呼吸速率隨含,水量的增加而加快，隨含水量的,減少而減慢))b．應用eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(糧食在入倉前要進行晾曬處理,干種子萌發(fā)前要進行浸泡處理))④CO2a．影響：CO2是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制細胞呼吸的進行。如圖：b．應用：適當增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。3．《齊民要術》中記載了利用蔭坑儲存葡萄的方法(如圖所示)。目前我國果蔬主產區(qū)普遍使用大型封閉式氣調冷藏庫(充入氮氣替換部分空氣)，延長了果蔬保鮮時間，增加了農民收益。下列敘述錯誤的是()A．蔭坑和氣調冷藏庫的低溫和低氧條件減緩了果蔬中營養(yǎng)成分和風味物質的分解B．蔭坑中儲存的果蔬，其線粒體內膜上的[H]與O2反應產生H2O，并釋放能量C．氣調冷藏庫中的低溫條件可以降低細胞質基質和線粒體中酶的活性，降低呼吸速率D．儲存水果時，蔭坑和氣調冷藏庫中的CO2濃度增大，CO2全部來源于水果的細胞質基質4．如圖表示大氣溫度及氧濃度對植物組織內產生CO2的影響，下列相關敘述不正確的是()A．從圖甲可知細胞呼吸最旺盛的溫度為B點所對應的溫度B．圖甲曲線變化的主要原因是溫度影響與細胞呼吸有關的酶的活性C．圖乙中DE段有氧呼吸逐漸減弱，EF段有氧呼吸逐漸增強D．和D、F點相比，圖乙中E點對應的氧濃度更有利于儲藏水果和蔬菜

第2課時無氧呼吸和細胞呼吸原理的應用一、教材梳理1．細胞質基質2．(1)有氧呼吸(2)丙酮酸酒精和二氧化碳3．C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量C6H12O6eq\o(→,\s\up7(酶))2C3H6O3＋少量能量4．沒有氧氣不完全少量5．氧化分解二氧化碳ATP判斷正誤(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×解析(2)無氧呼吸第一階段產生的[H]用于第二階段丙酮酸的還原，沒有積累。(3)不是所有植物細胞無氧呼吸的產物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等植物細胞無氧呼吸的產物是乳酸。(4)人體細胞無氧呼吸的產物是乳酸，因此人體細胞產生二氧化碳只能通過有氧呼吸。(5)無氧呼吸只有第一階段釋放能量，第二階段不釋放能量。核心探討(一)1．C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]＋少量能量2C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]→2C2H5OH(酒精)＋2CO22C3H4O3(丙酮酸)＋4[H]→2C3H6O3(乳酸)2．由于細胞中NAD＋的含量不多，隨著NADH的積累，NAD＋逐漸被消耗。當NAD＋的含量很低時，細胞呼吸的第一階段的過程就會停止，ATP的合成也會停止。因此為了保障通過細胞呼吸第一階段的持續(xù)以獲得ATP,NADH就要轉化成NAD＋來實現循環(huán)利用，來自NADH中的氫就會被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能運出細胞的，如果持續(xù)積累，也會抑制細胞呼吸第一階段的進行。3．不同細胞所具有的酶的種類不同，導致反應途徑不同，產物也不同。4．無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要儲存到乳酸或酒精中沒有釋放出來；而氧化分解釋放的能量主要以熱能的形式散失。5．減少機體內物質和能量的浪費，有機物和能量再次被利用。6．乳酸菌產生的乳酸排到外界環(huán)境中，會導致環(huán)境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在競爭中占據優(yōu)勢。(二)細胞質基質和線粒體細胞質基質需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸分解有機物，釋放能量，合成ATP典題應用1．C[物質Y為CO2，可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃，B正確；有氧呼吸三個階段以及無氧呼吸第一階段都能產生ATP，故圖中能生成ATP的代謝過程有①②③，C錯誤；人體細胞無氧呼吸產生乳酸，細胞內⑤不能進行是因為缺少催化該過程的酶，D正確。]2．D[氧濃度為a時，只有CO2釋放，只進行無氧呼吸，A正確；氧濃度為b時，若CO2釋放量為8mol和O2吸收量為4mol，則有氧呼吸消耗的葡萄糖為4/6＝2/3mol，無氧呼吸CO2釋放量為4mol，所以無氧呼吸消耗的葡萄糖為4/2＝2mol，所以無氧呼吸消耗的有機物多，B正確；儲藏蘋果應減少有機物的消耗，所以應選擇細胞呼吸最弱