PAGE8-第2課時無氧呼吸、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用課標(biāo)內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量。1.生命觀念——分析與綜合：分析有氧呼吸與無氧呼吸的過程，區(qū)分二者的異同。2．社會責(zé)任——依據(jù)細(xì)胞呼吸原理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，解決實際問題。一、無氧呼吸1．場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。2．類型和過程類型酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵第一階段葡萄糖→丙酮酸＋[H]＋少量能量其次階段丙酮酸→酒精＋CO2丙酮酸→乳酸反應(yīng)式C6H12O6eq\o(→,\s\up9(酶))2C2H5OH＋2CO2＋少量能量C6H12O6eq\o(→,\s\up9(酶))2C3H6O3＋少量能量實例某些植物、酵母菌等高等動物、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、乳酸菌等3.概念(1)物質(zhì)改變：有機物氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物。(2)能量改變：釋放出能量并生成少量ATP。二、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1．有氧呼吸原理的應(yīng)用(1)利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌可以生產(chǎn)食醋或味精。(2)提倡慢跑等有氧運動使細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，避開肌細(xì)胞產(chǎn)生大量乳酸。(3)剛好松土有利于根系生長。(4)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根變黑、腐爛。2．無氧呼吸原理的應(yīng)用(1)利用糧食通過酵母菌發(fā)酵可以生產(chǎn)各種酒。(2)包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料。(3)破傷風(fēng)芽孢桿菌可通過無氧呼吸進(jìn)行大量繁殖，皮膚破損較深時，需清理傷口并注射破傷風(fēng)抗毒血清等。推斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．無氧呼吸發(fā)生的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。 ()2．不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物相同。 ()3．無氧呼吸兩個階段都可以產(chǎn)生ATP。 ()4．無氧呼吸產(chǎn)物中只有酒精或乳酸。 ()5．葡萄糖經(jīng)無氧呼吸后釋放的能量大部分以熱能的形式散失。 ()6．儲存蔬菜、水果時應(yīng)隔絕O2，以減弱細(xì)胞呼吸。 ()提示：1.√2．×不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不肯定相同，如酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳，乳酸菌無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。3．×無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。4．×無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸或酒精和二氧化碳。5．√6．×若隔絕O2，細(xì)胞無氧呼吸會加強，不利于蔬菜、水果的儲存，而應(yīng)低氧儲存。無氧呼吸1．無氧呼吸過程第一階段(與有氧呼吸第一階段相同)葡萄糖eq\o(→,\s\up9(酶))丙酮酸、[H]和少量能量其次階段酒精發(fā)酵丙酮酸eq\o(→,\s\up9(酶))酒精＋CO2大多數(shù)植物、酵母菌等乳酸發(fā)酵丙酮酸eq\o(→,\s\up9(酶))乳酸高等動物、乳酸菌和少數(shù)植物器官(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)2.無氧呼吸過程的能量轉(zhuǎn)化(1)無氧呼吸過程中1mol葡萄糖在分解成乳酸時，只釋放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量儲存在ATP(2mol)中，近69%的能量都以熱能的形式散失了。(2)無氧呼吸過程中1mol葡萄糖分解成酒精和CO2時，只釋放出225.94kJ的能量，其中同樣只有61.08kJ的能量儲存在ATP(2mol)中，近73%的能量都以熱能的形式散失了。3．有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點反應(yīng)條件須要O2、相關(guān)酶等不須要O2、須要相關(guān)酶等反應(yīng)場所第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，其次階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)，第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜第一、二階段均發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量轉(zhuǎn)化有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能和熱能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能、熱能、不完全氧化分解的產(chǎn)物酒精或乳酸中的化學(xué)能特點有機物徹底氧化分解，釋放大量能量有機物不完全氧化分解，釋放少量能量相同點實質(zhì)有機物氧化分解，釋放能量，合成ATP的過程意義①細(xì)胞呼吸為生物體的生命活動供應(yīng)能量來源；②產(chǎn)生中間代謝產(chǎn)物為體內(nèi)其他化合物的合成供應(yīng)原料；③維持恒溫動物的體溫聯(lián)系有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段完全相同深化探究：1.細(xì)胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的改變？為什么無氧呼吸產(chǎn)生的能量是少量的？提示：細(xì)胞呼吸過程中儲存在有機物中的穩(wěn)定化學(xué)能，轉(zhuǎn)變成儲存在ATP中特別的化學(xué)鍵的活躍化學(xué)能和熱能。無氧呼吸產(chǎn)生的能量少是因為無氧呼吸生成的乳酸或酒精中儲存大部分能量。2．在通風(fēng)條件不好的環(huán)境中貯存的蘋果會有酒味散發(fā)，而馬鈴薯貯存久了卻不會有酒味產(chǎn)生，請分析其中的緣由。為什么會產(chǎn)生這種差異？提示：蘋果無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2，馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。因為不同生物細(xì)胞所具有的酶不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同，產(chǎn)物也不同。1．如圖表示細(xì)胞呼吸過程中葡萄糖分解的三個途徑，有關(guān)說法正確的是()A．催化過程②③④的酶均分布于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．過程①②③④中均有ATP生成C．過程①②③均能發(fā)生在酵母細(xì)胞中D．過程③中的二氧化碳產(chǎn)生于線粒體內(nèi)膜上C[③為有氧呼吸的其次、三階段，發(fā)生于線粒體中，催化過程③的酶分布于線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜上，A選項錯誤；有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，有氧呼吸的其次、三階段都會產(chǎn)生ATP，無氧呼吸其次階段沒有ATP的生成，故過程①③中均有ATP生成，過程②④中沒有ATP生成，B選項錯誤；酵母菌為兼性厭氧菌，既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行酒精發(fā)酵，故過程①②③均能發(fā)生在酵母細(xì)胞中，C選項正確；過程③中的CO2是有氧呼吸其次階段的產(chǎn)物，產(chǎn)生于線粒體基質(zhì)中，D選項錯誤。]2．(2024·山東淄博部分學(xué)校高一上期末)在混有酵母菌的葡萄糖溶液內(nèi)，分別通入不同濃度的氧氣時，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如下表所示，分析表中數(shù)據(jù)，相關(guān)敘述正確的是()氧濃度(%)abcd產(chǎn)生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol產(chǎn)生酒精的量9mol6.5mol6mol0molA.a濃度時，酵母菌有氧呼吸速率等于無氧呼吸速率B．b濃度時，單位時間內(nèi)酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸消耗的多C．c濃度時，單位時間內(nèi)有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精發(fā)酵D．d濃度時，酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸不進(jìn)行無氧呼吸D[a濃度時，酵母菌只進(jìn)行無氧呼吸，A錯誤；b濃度時，6.5molCO2由無氧呼吸產(chǎn)生，6molCO2由有氧呼吸產(chǎn)生，故有3.25mol葡萄糖用于無氧呼吸，有1mol葡萄糖用于有氧呼吸，可見單位時間內(nèi)酵母菌有氧呼吸消耗的葡萄糖少于無氧呼吸，B錯誤；c濃度時，6molCO2由無氧呼吸產(chǎn)生，9molCO2由有氧呼吸產(chǎn)生，故有3mol葡萄糖用于無氧呼吸，有1.5mol葡萄糖用于有氧呼吸，所以用于酒精發(fā)酵的葡萄糖占eq\f(2,3)，C錯誤；d濃度時，沒有酒精產(chǎn)生，說明酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸，D正確。]細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1．影響細(xì)胞呼吸的內(nèi)因——遺傳因素遺傳物質(zhì)的不同確定酶的種類和數(shù)量不同，進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸的類型、速率等。(1)生物的細(xì)胞呼吸類型①需氧型生物——需在氧氣足夠的條件下才能正常生活，如人、絕大多數(shù)動植物。②厭氧型生物——需在無氧條件下才能正常生活，有氧時呼吸作用會受到抑制，甚至不能生長，如乳酸菌、破傷風(fēng)桿菌。③兼性厭氧型生物——在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，如酵母菌。(2)不同種、不同生長發(fā)育時期或不同組織器官，細(xì)胞呼吸速率有差異(以植物為例)①不同種類植物的細(xì)胞呼吸速率不同，一般旱生植物小于水生植物，陽生植物大于陰生植物。②同一植物在不同生長發(fā)育時期呼吸速率不同，如幼苗期、開花期呼吸速率上升，成熟期呼吸速率下降。③同一植物的不同組織器官呼吸速率不同，一般生殖器官大于養(yǎng)分器官。2．影響細(xì)胞呼吸的外因——環(huán)境因素(1)溫度①影響(如圖)：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過影響酶的活性而影響細(xì)胞呼吸速率。細(xì)胞呼吸的最適溫度一般在25～35℃之間。②應(yīng)用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(低溫儲存食品,大棚栽培在夜間和陰天適當(dāng)降溫,溫水和面發(fā)得快))(2)氧氣①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。a．O2濃度＝0時，只進(jìn)行無氧呼吸。b．0<O2濃度<10%時，同時進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸。c．O2濃度≥10%時，只進(jìn)行有氧呼吸。d．O2濃度＝5%時，有機物消耗最少。②應(yīng)用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(中耕松土促進(jìn)植物根部有氧呼吸,無氧發(fā)酵過程須要嚴(yán)格限制無氧環(huán)境,低氧儲存糧食、水果和蔬菜))(3)水分①影響eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(水作為有氧呼吸的反應(yīng)物可干脆參加反應(yīng),水作為生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)影響反應(yīng)的進(jìn)行,在肯定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率隨含水量的,增加而加快，隨含水量的削減而減慢))②應(yīng)用eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(糧食在入倉前要進(jìn)行晾曬處理,干種子萌發(fā)前進(jìn)行浸泡處理))(4)CO2①影響：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行，如圖所示。②應(yīng)用：適當(dāng)增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。實踐應(yīng)用：農(nóng)業(yè)上有一句關(guān)于鋤地(中耕松土)的諺語“鋤頭下面有肥”，請結(jié)合所學(xué)學(xué)問分析該諺語的合理性。提示：松土可增加土壤中的氧氣濃度，促進(jìn)農(nóng)作物的有氧呼吸強度，進(jìn)而增加礦質(zhì)元素的汲取。1．如圖表示光照、貯存溫度對番茄果實呼吸強度改變的影響。下列有關(guān)敘述中不正確的是()A．番茄果實細(xì)胞產(chǎn)生CO2的場所是線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．光照對番茄果實呼吸的抑制作用8℃時比15℃時更強C.低溫、黑暗條件下更有利于儲存番茄果實D．貯存溫度下降時果實呼吸減弱，可能與細(xì)胞內(nèi)酶活性降低有關(guān)C[番茄果實細(xì)胞有氧呼吸和無氧呼吸均可產(chǎn)生CO2，有氧呼吸其次階段在線粒體中產(chǎn)生CO2，無氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生CO2，A項正確；由題圖可看出，8℃時黑暗條件下與光照條件下呼吸強度差值比15℃時大，即光照對番茄果實呼吸的抑制作用8℃時比15℃時更強，B項正確；圖示信息表明，光照條件下細(xì)胞呼吸比黑暗條件下細(xì)胞呼吸弱，所以光照條件更有利于番茄果實的儲存，C項錯誤；溫度降低會使與呼吸作用有關(guān)的酶的活性降低，細(xì)胞呼吸減弱，D2．下列現(xiàn)象中不能體現(xiàn)細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用的是()A．稻田要定期排澇B．包扎傷口時，要用透氣的消毒紗布C．溫室大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色光的燈管D．限制通氣，可利用醋酸桿菌制醋C[稻田要剛好排水，防止植物的根細(xì)胞因缺氧而進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精，對根系造成毒害作用，A不符合題意；在傷口中可能有破傷風(fēng)桿菌，氧氣能抑制其無氧呼吸，所以要用透氣的消毒紗布包扎傷口，B不符合題意；溫室大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色光的燈管，有利于植物的光合作用，沒有體現(xiàn)細(xì)胞呼吸原理，C符合題意；醋酸桿菌的代謝類型屬于異養(yǎng)需氧型，所以限制通氣，可利用醋酸桿菌制醋，D不符合題意。][課堂小結(jié)]知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納1.產(chǎn)生CO2的不只是有氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生酒精的過程中也有CO2的產(chǎn)生。2.不是全部植物的無氧呼吸產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等植物組織的無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸。3.無氧呼吸的兩種反應(yīng)類型(1)C6H12O6eq\o(→,\s\up9(酶))2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。(2)C6H12O6eq\o(→,\s\up9(酶))2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。4.真核生物有氧呼吸的場所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體，而無氧呼吸的場所只有細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。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．猛烈運動時骨骼肌細(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)胞分解葡萄糖的共同途徑D[②過程在線粒體中進(jìn)行，A項錯誤；猛烈運動時骨骼肌細(xì)胞中有氧呼吸(①②)和無氧呼吸(①③)同時進(jìn)行，進(jìn)行①②③，B項錯誤；乳酸菌細(xì)胞進(jìn)行③過程不產(chǎn)生[H]，C項錯誤；各類細(xì)胞的有氧呼吸和無氧呼吸共同進(jìn)行①過程，D項正確。]2．將酵母菌研磨成勻漿，離心后得上清液(細(xì)胞質(zhì)基質(zhì))和沉淀物(含線粒體)，把等量的上清液、沉淀物和未曾離心的勻漿分別放入甲、乙、丙三支試管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔絕空氣的條件下。下列敘述正確的是()A．甲試管中的最終產(chǎn)物為CO2和H2OB．乙試管中不發(fā)生反應(yīng)C．丙試管中有大量的ATP產(chǎn)生D．丙試管中無CO2產(chǎn)生B[依據(jù)題目中對酵母菌的處理，甲試管中裝入的是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，乙試管中裝入的是線粒體，丙試管中裝入的是未曾離心的酵母菌勻漿。三支試管中都裝入葡萄糖，在無氧條件下，甲試管能夠完成無氧呼吸的整個過程，產(chǎn)生酒精和CO2，釋放出少量的能量；乙試管不發(fā)生反應(yīng)；丙試管中能夠完成整個無氧呼吸過程。]3．(2024·全國卷Ⅱ)有些作物的種子入庫前須要經(jīng)過風(fēng)干處理。與風(fēng)干前相比，下列說法錯誤的是()A．風(fēng)干種子中有機物的消耗減慢B．風(fēng)干種子上微生物不易生長繁殖C.風(fēng)干種子中細(xì)胞呼吸作用的強度高D．風(fēng)干種子中結(jié)合水與自由水的比值大C[風(fēng)干種子中自由水含量削減，細(xì)胞呼吸強度降低，有機物消耗減慢，A項正確、C項錯誤；風(fēng)干種子中自由水含量削減，其上微生物不易生長繁殖，B項正確；風(fēng)干種子中自由水含量削減，結(jié)合水與自由水的比值較風(fēng)干前大，D項正確。]4．雨水過多時，農(nóng)作物發(fā)生爛根現(xiàn)象的緣由是()A．土壤中有毒物質(zhì)溶解到水中，使根遭到毒害B．土壤中水分足夠，微生物繁殖而引起爛根C．土壤中缺乏氧氣，根進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，對根細(xì)胞有毒害作用D．土壤因水澇溫度低，使根受到低溫?fù)p害C[土壤長期被水淹，導(dǎo)致土壤中缺少氧氣，根進(jìn)行無氧呼吸，由于根的無氧呼吸會產(chǎn)生酒精，對細(xì)胞有毒害作用而導(dǎo)致爛根，C正確。]5．生物體內(nèi)葡萄