第17講細胞呼吸一、實驗——探究酵母菌的呼吸方式1、實驗原理（1）酵母菌：兼性厭氧型真菌（2）CO2鑒定：澄清石灰水溴麝香草酚藍水溶液變渾濁藍→綠→黃根據石灰水混濁程度和溴麝香草酚藍水溶液變黃的速度，確定CO2產生的情況（3）乙醇鑒定：酸性重鉻酸鉀灰綠色2、實驗探究過程提出問題作出假設設計并進行實驗酵母菌能使葡萄糖發酵產生酒精,這一過程是否要在有O2的條件下進行?酵母菌能使葡萄糖發酵產生酒精，這一過程要在有氧氣的條件下進行。設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關系。（1）材料用具:配制酵母菌培養液：20g新鮮食用酵母菌＋240mL質量分數為5％的葡萄糖溶液檢測CO2的產生，裝置如圖所示有氧呼吸無氧呼吸檢驗酵母菌產生的CO2接橡皮球或氣泵吸收空氣中的CO2自變量：有氧和無氧因變量：產生CO2的多少酒精的有無觀察指標：①澄清石灰水變混濁的程度②重鉻酸鉀溶液的顏色變化空氣通入氫氧化鈉溶液時，玻璃管開口需要插入溶液內，保證空氣以氣泡形式通過NaOH溶液“探究酵母菌細胞呼吸的方式”裝置中各個用具、試劑的用途：裝置放入的試劑作用有氧呼吸第一個錐形瓶10％NaOH溶液吸收______中的CO2，使澄清石灰水變渾濁的都是酵母菌產生的CO2含量第二個錐形瓶葡萄糖溶液＋酵母菌從B錐形瓶取出2mL培養液，加橙色的溶有重鉻酸鉀的濃硫酸第三個錐形瓶澄清的石灰水或______________溶液根據混濁程度進行比較CO2的產生量（或由藍變綠再變黃的時間長短）空氣培養酵母菌溴麝香草酚藍水裝置放入的試劑作用無氧呼吸第一個錐形瓶葡萄糖溶液＋酵母菌培養酵母菌第二個錐形瓶澄清的石灰水或者溴麝香草酚藍水溶液根據混濁程度進行比較CO2的產生量封口放置一段時間后，再與第二個錐形瓶連接從E錐形瓶取出2mL培養液，加橙色的溶有重鉻酸鉀的濃硫酸

（2）實驗過程（3）實驗現象分析①兩套裝置的石灰水都變混濁；且甲裝置混濁快且程度高；酵母菌在有氧呼吸條件下產生的CO2比無氧呼吸條件下產生的多；②2號試管由橙色變成灰綠色，1號試管不變色；酵母菌在無氧條件下分解葡萄糖產生酒精思考：實驗結果甲、乙二裝置的石灰水均變渾濁，但一同學認為使甲裝置石灰水變渾濁的CO2，有可能是在通入空氣時帶來的，而不是酵母菌產生的，為了使實驗更具說服力，你認為上圖的甲裝置可作怎樣的改進？用玻璃導管在A瓶和B瓶之間再連接上一瓶澄清石灰水，以檢驗空氣中的CO2是完全被A瓶的NaOH溶液吸收（三）實驗注意事項1、對比實驗與對照實驗的區別

對比實驗——設2個或2個以上的________，通過對結果比較分析，來探究某種因素與實驗現象的關系。實驗組對照實驗——除一因素外，其余因素都保持不變的實驗叫對照實驗，要設_______和_______。對照組實驗組常溫900C水浴FeCI3溶液肝臟研磨液2、有氧條件和無氧條件如何控制？接橡皮球或氣泵有氧條件：通過控制充氣泵人工控制通入氧氣無氧條件：①首先裝置要密封；其次酵母菌培養液要用冷開水配制，既除去了水中的02，也沒有其他微生物，再次B瓶應封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，即讓酵母菌進行一段呼吸后再進行實驗，以制造一個無氧環境；然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產生的C02通入澄清的石灰水中。②煮沸葡萄糖溶液，除去水中02并殺死水中的微生物，然后在密封的情況下進行冷卻，也可再加上一層石蠟油，防止氧氣再溶解于葡萄糖溶液中。【例1】下圖是探究酵母菌呼吸作用方式的實驗裝置。以下說法中正確的是A．裝置甲中NaOH的作用是吸收通入空氣中的CO2，可在C瓶前加一個盛有澄清石灰水的錐形瓶來檢測空氣中的二氧化碳是否被A瓶完全吸收B．實驗進行一段時間后用酸性的重鉻酸鉀檢測E瓶中物質會出現灰綠色C．實驗中發現C瓶先變渾濁后又澄清，說明實驗不成功D．兩個裝置無需在黑暗條件下進行實驗二、細胞呼吸（一）細胞呼吸的概念（課本P91）生物體內的有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程，叫做細胞呼吸（又叫生物氧化、呼吸作用）。“呼吸”是指生物體或細胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過程，而“細胞呼吸”是指細胞內有機物分解釋放能量的過程。細胞呼吸與呼吸的區別：細胞內+糖類+水

二氧化碳能量細胞呼吸（本質）高等動物的呼吸現象和細胞呼吸氧氣氧氣呼吸（現象）呼吸器官血液循環血液循環呼吸器官二氧化碳氣體運輸+呼吸作用與物質燃燒異同點（課本P91問題探討）共同點：都是物質氧化分解過程；都能產生二氧化碳等產物，且都釋放出能量。不同點：場所、條件等；此外物質燃燒是一次將能量全部釋放，呼吸作用是緩慢釋放能量的過程。呼吸作用能像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？不能，若像體外燃燒那么劇烈，組成細胞的化合物會迅速而徹底氧化分解，能量會迅速全部釋放出來，細胞結構會遭到徹底破壞。線粒體的結構外膜內膜嵴基質（第3階段的酶）（第2階段的酶）（二）細胞呼吸的方式細胞質基質（無氧呼吸的酶、第1階段的酶）場所：物質變化：產能情況：場所：物質變化：產能情況：場所物質變化產能情況細胞質基質少量線粒體基質少量線粒體內膜大量請概括有氧呼吸的總反應式第一階段第二階段第三階段場所反應物生成物產生ATP數與氧的關系反應式C6H12O6酶

2丙酮酸+4[H]+

少量能量2丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+少量能量酶24[H]+6O212H2O+大量能量酶細胞質基質線粒體基質線粒體內膜葡萄糖丙酮酸，H2O[H]、O2丙酮酸、[H]CO2、[H]H2O少量少量大量無關無關需O23、請概括有氧呼吸的總反應式C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量2、有氧呼吸過程中各元素的去向C6H12O6生成物中H2O的氧來源：反應物的________生成物中CO2中的氧來源：一半自于反應物的________，一半來自于反應物的_________O2H2O葡萄糖3、無氧呼吸（例子：高等植物（如蘋果、根）、酵母菌缺氧時）（舉例：在乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、人和其它動物等）課本：P94（三）有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸場所細胞質基質（第一階段）線粒體（第二、第三階段）細胞質基質條件需酶、適宜的溫度、_______需酶、適宜的溫度、__________產物CO2、H2OCO2、酒精或乳酸能量

較多較少ATP三個階段都有ATP生成只在第一階段生成ATP特點

有機物徹底分解，能量完全釋放

有機物沒有徹底分解；能量沒有完全釋放，部分能量儲存在不徹底的分解產物中需氧不需氧相同點：實質：氧化分解有機物，釋放能量，合成ATP意義：為生物體除光合作用暗反應以外的各項生命活動提供能量聯系：第一階段相同，其他過程不同（1）某生物吸收的O2的量=放出的CO2的量，氣體總體積

，該生物進行

呼吸。有氧三、細胞呼吸類型判斷（學案P86）不變（2）某生物吸收的O2=0，CO2生成，氣體總體積

，該生物進行

。酒精發酵增加（3）某生物吸收的O2=0，有乳酸生成，氣體總體積

，該生物進行

。乳酸發酵不變（4）某生物吸收的O2的量<放出的CO2的量，氣體總體積

，該生物進行有氧和無氧呼吸。增加【例2】通常情況下，有氧呼吸所產生的C02和H20中的氧分別來自A．吸入的O2、葡萄糖B．葡萄糖、丙酮酸和水C．丙酮酸、吸入的O2

D．丙酮酸和水、吸入的O2【例3】如圖是細胞呼吸過程圖解，請依圖回答：（1）在長方框內依次寫出1、2、3、7所代表的物質名稱

（2）在橢圓框內依次填出4、5、6所代表的能量的多少

（3）有氧呼吸主要場所是

，進入該場所的呼吸底物是

（4）人體內血紅蛋白攜帶的O2進入組織細胞的線粒體內至少要通過

層生物膜。（5）如果O2供應不足，則人體內C6H12O6的分解產物是

，釋放的能量是

。（1）丙酮酸H2OCO2H2O（2）少量能量少量能量大量能量（3）線粒體丙酮酸和[H]（4）6（5）乳酸少量【例4】（2010年全國理綜）下列關于呼吸作用的敘述，正確的是 A．無氧呼吸的終產物是丙酮酸 B．有氧呼吸產生的[H]在線粒體基質中與氧結合生成水 C．無氧呼吸不需要O2的參與，該過程最終有[H]的積累 D．質量相同時，脂肪比糖原有氧氧化釋放的能量多五三P45典題例析：左移不動只進行有氧呼吸不移動右移只進行無氧呼吸左移右移既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸消耗氧的體積釋放二氧化碳和消耗氧的體積之差（5）只有有氧呼吸，O2:CO2=

；1：1（6）有氧呼吸=無氧呼吸強度，O2:CO2=

；3：4（7）有氧呼吸>無氧呼吸強度，

<O2:CO2<

；3:41:1（8）有氧呼吸<無氧呼吸強度，O2:CO2<

；3:4三、細胞呼吸計算【例】現有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液，通入不同濃度的氧氣，產生的酒精和二氧化碳如右圖所示。則在氧氣濃度為a時A．酵母菌只進行無氧呼吸不進行有氧呼吸B．用于無氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5C．酵母菌有氧呼吸消耗9mol氧氣D．有氧呼吸與無氧呼吸釋放能量的比例是1:2C【例】將質量均為x克的蘋果果肉分別放在O2濃度不同的密閉容器中，1h后測定O2的吸收量和CO2的釋放量，結果如下表。x克的果肉在O2相對濃度為3％時每小時分解葡萄糖

mol0.15【例】如圖表示某綠色植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的變化。氧濃度為b時，無氧呼吸消耗的葡萄糖約為有氧呼吸的

倍5【例】馬鈴薯塊莖進行無氧呼吸，葉肉細胞進行有氧呼吸。若它們共產生了18mol的CO2，且兩種呼吸作用轉移到ATP中的能量相等，則葉肉細胞分解了多少摩爾的葡萄糖A．6B．18C．2D．3D四、呼吸作用生理指標

判斷呼吸作用強度和性質的指標主要有呼吸速率和呼吸商。呼吸速率——CO2生成速率或O2消耗速率代表

呼吸商（RQ）=放出的CO2量/吸收的O2量（1）以葡萄糖作為呼吸底物，且完全氧化時，呼吸商是1C6H12O6+6O2→6CO2+6H2ORQ=6/6=1.0（2）以脂肪或其它高度還原的化合物為呼吸底物，氧化過程中脫下的氫相對較多（H/O比大），形成H2O時消耗的O2多，呼吸商小于1，如以棕櫚酸作為呼吸底物：

C16H32O2+23O2→16CO2+16H2ORQ=16/23=0.7（3）以有機酸等含氧較多的有機物作為呼吸底物，呼吸商則大于1，如檸檬酸的呼吸商為1.33。

C6H8O7＋4.5O2→6CO2＋4H2ORQ=6/4.5=1.33呼吸商（RQ＝釋放的二氧化碳體積/消耗的氧體積）表示生物用于有氧呼吸的能源物質不同關閉活塞，在25℃下經20分鐘讀出刻度管中著色液移動距離。設裝置1和裝置2的著色液分別向左移動x和y（mm）。x和y值反映了容器內氣體體積的減少。①x代表

值，y代表

值②若測得x＝200（mm），y＝30（mm），則該發芽種子的呼吸商是

。③為使測得的x和y值更精確，還應再設置一對照裝置。如何設置，目的何在？消耗氧的體積消耗氧和釋放二氧化碳的體積之差0.85死的發芽種子和蒸餾水用于校正裝置1和2內因物理因素（或非生物因素）引起的容積變化五、影響細胞呼吸的因素及其在實踐中的應用（一）內部因素——遺傳因素（二）外界因素：（學案P87）溫度、O2的濃度CO2的濃度【例5】下表是植物不同器官的呼吸速率(單位鮮重在單位時間耗氧量μL·g-1·h-1)植物器官呼吸速率(O2)植物器官呼吸速(O2)胡蘿卜根25大麥種子(浸泡15h)胚715葉440胚乳76蘋果果肉30葉266果皮95根960～1480據表分析下列說法錯誤的是A.同一植物的不同器官或組織，呼吸速率有明顯差異B.種子內胚的呼吸速率比胚乳高,表明胚的能量代謝較旺盛C.測定大麥種子呼吸速率前先浸泡，是為了提高種子內自由水含量D.不同植物的同類器官呼吸速率不同，與其結構有關而與功能無關曲線ABD表示：無氧呼吸產生的CO2量，隨著氧濃度的升高，無氧呼吸逐漸受到抑制，CO2量的釋放量逐漸減少。FOA點表示：外界氧濃度為O，不進行有氧呼吸，只進行無氧呼吸，A點是無氧呼吸產生的CO2量D點表示：無氧呼吸產生的CO2量為0，外界氧達到一定濃度時，無氧呼吸停止。曲線OCF表示：有氧呼吸產生的CO2量（有氧呼吸吸收的O2量），隨著氧濃度的升高，有氧呼吸逐漸增強，CO2的釋放量逐漸增多。FO曲線ACF表示：有氧呼吸和無氧呼吸所產生的CO2總和。曲線AC表示：產生的CO2量比吸收的O2量多，有氧呼吸和無氧呼吸同時進行，AC表示是兩種呼吸所產生的CO2總和。曲線CF表示：只進行有氧呼吸，無氧呼吸停止。FOFO紅色的面積:表示無氧呼吸產生的二氧化碳量黃色的面積:表示有氧呼吸產生的二氧化碳量和消耗的氧氣量FO藍色的面積:表示無氧呼吸產生的二氧化碳藍色的面積=紅色的面積FO有氧呼吸和無氧呼吸在氧濃度為0～5%范圍內，隨著氧濃度升高，無氧呼吸受到明顯抑制，有氧呼吸還很弱，所以CO2的總釋放量減少

隨著氧濃度的增加，無氧呼吸逐漸減弱，最后為0。無氧呼吸產生的CO2量【例6】如下圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下CO2釋放量和O2吸收量的變化，請據圖回答：（1）在外界氧濃度為10％以下時，該器官的細胞呼吸方式是_______________________。（2）無氧呼吸強度與氧濃度之間的關系是___________________。（3）上線與下線相交于C點，對于B、C點，以下敘述正確的有

A．C點時，植物既進行無氧呼吸，又進行有氧呼吸

B．C點時，植物只進行有氧呼吸，此時無氧呼吸被完全抑制

C．B點時，無氧呼吸強度最弱

D．B點時，植物呼吸強度最弱（4）AB段表示CO2釋放量減少，其原因是

________________________________________。（5）圖中陰影部分的面積代表______________________。【例】以下甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關敘