第三章

細胞的代謝浙科版高中生物必修1第2課時厭氧呼吸及細胞呼吸是細胞代謝的核心第三章

第四節

細胞呼吸為細胞生活提供能量

學習目標1.概述厭氧呼吸的概念、反應式和反應過程。2.闡明細胞呼吸是細胞代謝的核心。3.舉例說出溫度、O2濃度等對細胞呼吸速率的影響。人在劇烈運動后，肌肉會發酸；蘋果儲藏久了會有酒味。請分析出現上述現象的原因？厭氧呼吸及細胞呼吸是細胞代謝的核心目錄細胞溶膠在無氧的條件下。C6H12O62丙酮酸(2C3H4O3)酶4[H]2乳酸(C3H6O3)酶酶2酒精(C2H5OH)+2CO2與需氧呼吸第一階段完全相同不釋放能量少能2ATP熱能條件1細胞溶膠。場所2過程3總反應式C6H12O6

2C2H5OH+

2CO2+能量（少量）酶（1）乙醇發酵：實例：酵母菌、大多數高等植物。發酵4具體過程總反應式（2）乳酸發酵：具體過程C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）酶實例：①人和動物細胞

②乳酸菌

③某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚發酵4細胞分解代謝1細胞分解代謝主要利用糖類作為呼吸過程中能量的來源，也可利用脂肪和蛋白質作為能源。①多糖單糖水解糖酵解二氧化碳和水②脂肪分解甘油脂肪酸③蛋白質分解氨基酸去氨基有機酸多糖脂肪蛋白質細胞合成代謝2細胞合成代謝是各種各樣的生物反應。這些反應的產物是細胞生活、生長和修復損傷所需要的物質。細胞呼吸一方面為這些合成反應提供能量，另一方面為合成反應提供碳骨架。請比較需氧呼吸和厭氧呼吸，并完善表格。項目需氧呼吸厭氧呼吸不同點條件__________場所

(第一階段)、

(第二、三階段)__________分解程度葡萄糖被

分解葡萄糖分解_______產物____________________________能量釋放______________________________________________有氧無氧細胞溶膠線粒體細胞溶膠徹底不徹底CO2、H2O乳酸或乙醇和CO2大量，合成約32個ATP分子少量，合成約2個ATP分子請比較需氧呼吸和厭氧呼吸，并完善表格。項目需氧呼吸厭氧呼吸相同點反應條件酶和適宜的溫度本質氧化分解

，釋放

，生成ATP供生命活動所需聯系_____________意義為生物體的各項生命活動提供_____有機物能量第一階段相同能量1.據圖分析影響細胞呼吸的外界因素。(1)A點植物細胞釋放的CO2較多，這些CO2是

的產物。厭氧呼吸(2)從A到B，CO2釋放總量急劇減少，原因是什么？O2濃度增加，厭氧呼吸受到抑制。(3)從B到C，CO2釋放總量又不斷增加，原因是什么？O2充足時，需氧呼吸加強，CO2釋放量增加。(4)為了儲藏蔬菜或水果，儲藏室內的O2應調節到圖中的哪一點所對應的濃度？采取這一措施的理由是什么？B點；此時需氧呼吸已明顯降低，同時又抑制了厭氧呼吸，水果和蔬菜組織內的糖類等有機物分解得很慢。2.儲存谷粒時將谷粒曬干，既能減少細胞內

的含量，又能降低________________；還可以通過控制

、

等條件來降低需氧呼吸速率。與儲藏谷粒相比，新鮮蔬菜、水果不能放在

的環境下儲藏，要有一定的

。水需氧呼吸的速率低溫低氧干燥濕度1.“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，一定存在需氧呼吸。②產物中有乙醇或乳酸，一定存在厭氧呼吸。(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→只進行產生乙醇的厭氧呼吸。②不消耗O2，不釋放CO2→只進行產生乳酸的厭氧呼吸或細胞已死亡。③CO2釋放量等于O2吸收量→只進行需氧呼吸或既進行需氧呼吸又進行產生乳酸的厭氧呼吸。④CO2釋放量大于O2吸收量→既進行需氧呼吸又進行產生乙醇的厭氧呼吸，多出的CO2來自厭氧呼吸。(3)三看——反應的場所①真核細胞：若整個呼吸過程均在細胞溶膠中進行，則為厭氧呼吸；若部分過程在線粒體中進行，則為需氧呼吸。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溶膠和細胞膜上進行，其呼吸方式應根據產物判斷，若只有CO2和H2O產生，則為需氧呼吸，若還有乙醇或乳酸產生，則還存在厭氧呼吸。(1)溫度①原理：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。②應用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得快2．影響細胞呼吸的環境因素及其應用(2)O2濃度①原理(如圖)：O2是需氧呼吸所必需的，且O2對厭氧呼吸過程有抑制作用。Ⅰ.O2濃度＝0時，只進行厭氧呼吸。Ⅱ.0<O2濃度<10%時，同時進行需氧呼吸和厭氧呼吸。Ⅲ.O2濃度≥10%時，只進行需氧呼吸。2．影響細胞呼吸的環境因素及其應用(2)O2濃度①原理(如圖)：O2是需氧呼吸所必需的，且O2對厭氧呼吸過程有抑制作用。2．影響細胞呼吸的環境因素及其應用②應用中耕松土促進植物根部需氧呼吸無氧發酵過程需要嚴格控制無氧環境低氧儲藏糧食、水果和蔬菜(3)水分①影響水作為需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②應用糧食在入倉前要進行晾曬處理干種子萌發前要進行浸泡處理2．影響細胞呼吸的環境因素及其應用(4)CO2濃度①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：②應用：適當增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。2．影響細胞呼吸的環境因素及其應用3．易錯提醒(1)不是所有植物細胞厭氧呼吸產物都是乙醇和二氧化碳，玉米的胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等植物細胞厭氧呼吸的產物是乳酸。人體細胞厭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需氧呼吸。(2)厭氧呼吸只在第一階段釋放能量并生成ATP，第二階段不釋放能量。3．易錯提醒(3)有氧條件下葡萄糖中能量的去向有兩個：大部分以熱能的形式散失，少部分儲存在ATP中。無氧條件下葡萄糖中能量的去向有三個：①大部分能量未釋放仍儲存在乙醇或乳酸中；②釋放的能量大部分以熱能的形式散失；③釋放的能量少部分儲存在ATP中。(4)若以脂肪為呼吸底物進行需氧呼吸時，O2吸收量大于CO2釋放量。跟蹤訓練1.如圖表示酵母菌以葡萄糖為底物的呼吸過程中部分物質變化示意圖，①～③表示代謝階段。下列敘述正確的是

A.①過程可發生在細胞溶膠中，并生成少量ATPB.②過程可發生在細胞溶膠中，C—C可能是乙醇C.③過程要消耗[H]和氧氣，并產生大量ATPD.乳酸發酵也會發生圖示的物質變化過程√跟蹤訓練根據葡萄糖氧化分解的過程可知，C—C—C應為丙酮酸，則①過程發生在細胞溶膠中，釋放少量能量，生成少量ATP，A正確；根據C—C還能繼續生成物質X，可推知C—C可能是乙醛，物質X是乙醇，②③過程表示丙酮酸生成乙醛然后生成乙醇的過程，場所是細胞溶膠，B錯誤；乳酸發酵過程中沒有C—C類化合物產生，D錯誤。跟蹤訓練2.(2024·寧波高一期末)所有的細胞都要進行細胞呼吸，細胞呼吸就是細胞內將有機物氧化分解并釋放能量的過程。下列有關細胞呼吸的物質變化、能量變化及意義的敘述，正確的是

A.線粒體需要在有氧的環境條件下分解葡萄糖B.厭氧呼吸釋放的能量大部分轉移到小分子有機物中C.需氧呼吸和厭氧呼吸都不消耗水，但需氧呼吸產生水D.厭氧呼吸只在糖酵解過程中才生成ATP√跟蹤訓練葡萄糖分解為丙酮酸的過程中發生在細胞溶膠中，丙酮酸在線粒體中進一步氧化分解需要氧氣，A錯誤；厭氧呼吸釋放的能量大部分以熱能形式散失，少部分轉移到小分子有機物ATP中，B錯誤；需氧呼吸第二階段消耗水(水和丙酮酸反應產生[H]和二氧化碳)，第三階段產生水(氧氣和[H]反應生成水)，C錯誤；厭氧呼吸只在第一階段即糖酵解過程釋放少量能量，產生少量ATP，D正確。跟蹤訓練3.如圖所示為酵母菌呼吸作用與氧氣濃度的關系。下列說法正確的是

A.B點為酵母菌厭氧呼吸最弱點B.C點時酵母菌厭氧呼吸與需氧呼吸的速率相等C.AC段表示酵母菌僅進行厭氧呼吸D.陰影部分面積表示酵母菌厭氧呼吸產生的CO2量√跟蹤訓練B點時，酵母菌的總呼吸速率最低，但厭氧呼吸速率不是最低的，厭氧呼吸速率最低點是C點及之后，此時厭氧呼吸消失，即厭氧呼吸速率為0，A錯誤；C點時酵母菌厭氧呼吸消失，只進行需氧呼吸，B錯誤；AC段表示酵母菌同時進行厭氧呼吸和需氧呼吸，C錯誤；酵母菌需氧呼吸和厭氧呼吸都產生CO2，圖中陰影部分面積表示酵母菌厭氧呼吸產生的CO2量，D正確。細胞呼吸呼吸方式需氧呼吸厭氧呼吸酶C6H12O6

＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量C6H12O62CO2＋2C2H5OH＋少量能量酶葡萄糖酶2丙酮酸少量能量4〔H〕++6O212H2O酶大量能量24〔H〕++C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶細胞溶膠一：細胞溶膠三：線粒體內膜二：線粒體基質6CO26H2O酶2丙酮酸少量能量20〔H〕+++影響因素溫度水分CO2濃度O2濃度夯基礎查落實1.厭氧呼吸的場所：細胞溶膠。第一階段，與需氧呼吸的第一階段一樣；第二階段，丙酮酸在不同酶的催化作用下，形成不同的產物，如乳酸或乙醇和CO2。2.厭氧呼吸的兩種化學反應式：C6H12O6

2C3H6O3＋能量；C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量。3.厭氧呼吸中能量的去路：(1)大部分儲存在乙醇或乳酸中；(2)釋放的能量大部分以熱能形式散失，少部分儲存在ATP中。4.能產生CO2的不只是需氧呼吸，厭氧呼吸產生乙醇的過程中也有CO2的產生。要語必背5.細胞呼吸是細胞代謝的核心，糖類、脂肪和蛋白質這三類物質的水解產物——單糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通過多種途徑進入細胞呼吸過程被氧化分解，釋放出所儲存的能量。細胞呼吸在為各種生物合成反應提供能量的同時還提供碳骨架。1.若種子萌發過程中缺氧，將導致種子萌發速率變慢甚至死亡，原因是__________________________________________________________________________________________________。長句表達缺氧時，種子厭氧呼吸產生的能量不能滿足生命活動所需，且種子厭氧呼吸產生的乙醇對細胞有毒害作用2.結合如圖O2濃度影響細胞呼吸的曲線分析：(1)O2濃度為C時，AB＝BC，此時需氧呼吸和厭氧呼吸消耗的葡萄糖

(填“是”或“不是”)一樣多，理由是_______________________________________________________________________