第五章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用(第三課時(shí))溫故知新：有氧呼吸與無氧呼吸的比較呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所條件產(chǎn)物能量相同點(diǎn)聯(lián)系實(shí)質(zhì)意義細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧、多種酶不需氧、需多種酶CO2、H2O酒精+CO2/乳酸熱能（主）+大量熱能+乳酸或酒精中的化學(xué)能（主）+少量第一階段完全相同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量一、影響細(xì)胞呼吸的因素條件

6CO2+12H2O+能量

C6H12O6+6H2O+6O2反應(yīng)物產(chǎn)物酶影響細(xì)胞呼吸因素內(nèi)因遺傳因素不同植物呼吸速率不同（陽(yáng)生植物＞陰生植物）同一植物不同發(fā)育時(shí)期不同（幼苗期＞成熟期）同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞營(yíng)養(yǎng)器官）外因環(huán)境因素溫度（酶）、O2濃度、H2O、CO2濃度等1.溫度：通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率。機(jī)理一、影響細(xì)胞呼吸的因素溫度酶活性最適溫度溫度呼吸速率細(xì)胞呼吸最強(qiáng)O2濃度CO2釋放量無氧呼吸PCO2釋放量O2濃度有氧呼吸OP①綠色植物或酵母菌在完全缺氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，②在低氧條件下通常無氧呼吸與有氧呼吸并存，③O2的存在對(duì)無氧呼吸起抑制作用。在一定范圍內(nèi)，有氧呼吸強(qiáng)度隨O2濃度的增加而增強(qiáng)。2.氧氣濃度：一、影響細(xì)胞呼吸的因素機(jī)理氧氣濃度0~b時(shí)有氧呼吸速率增大，無氧呼吸速率減小。氧氣濃度為0時(shí)有氧呼吸速率為零，無氧呼吸速率最大，有機(jī)物消耗量較多。氧氣濃度為a時(shí)無氧呼吸減弱，有氧呼吸較弱，消耗有機(jī)物較少。氧氣濃度為b時(shí)無氧呼吸被完全抑制細(xì)胞呼吸即為有氧呼吸氧氣濃度為c時(shí)有氧呼吸速率達(dá)到最大時(shí)的最小氧氣濃度2.氧氣濃度：3.二氧化碳濃度：呼吸速率機(jī)理CO2（%）增加CO2的濃度對(duì)細(xì)胞呼吸有明顯的抑制作用一、影響細(xì)胞呼吸的因素呼吸速率機(jī)理細(xì)胞含水量在一定范圍內(nèi),細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而增強(qiáng)4.含水量：大書P92透氣的消毒紗布、松軟的“創(chuàng)可貼”包扎傷口。松土透氣有氧呼吸增強(qiáng)能量供應(yīng)增加主動(dòng)運(yùn)輸吸收無機(jī)鹽離子防止厭氧微生物滋生。破傷風(fēng)由破傷風(fēng)芽孢桿菌引起，這種病菌只能進(jìn)行無氧呼吸。皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌就容易大量繁殖。需要及時(shí)到醫(yī)院注射破傷風(fēng)抗體。二、細(xì)胞呼吸原理的運(yùn)用課本P95零上低溫、低氧、高CO2、一定濕度儲(chǔ)存水果、蔬菜零上低溫、低氧、高CO2、干燥儲(chǔ)存種子無氧運(yùn)動(dòng)中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠無氧呼吸來獲取能量，會(huì)產(chǎn)生大量乳酸，引起肌肉酸脹乏力。提倡慢跑：促進(jìn)肌細(xì)胞有氧呼吸，防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。利用酵母菌發(fā)酵可生產(chǎn)各種酒。發(fā)酵時(shí)，先給發(fā)酵罐通氣，有利于酵母菌進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；之后密封發(fā)酵罐，酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。二、細(xì)胞呼吸原理的運(yùn)用課本P95課堂練習(xí)

1.請(qǐng)連一連：①包扎傷口用透氣消毒紗布或松軟創(chuàng)可貼②用酵母菌釀酒③用醋酸桿菌生產(chǎn)食醋④用谷氨酸棒狀桿菌生產(chǎn)味精⑤松土⑥稻田定期排水⑦破傷風(fēng)抗毒血清⑧慢跑a.促進(jìn)無氧呼吸b.抑制無氧呼吸c(diǎn).促進(jìn)有氧呼吸2．如圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧氣濃度下的有氧呼吸和無氧呼吸過程中CO2的釋放量，據(jù)圖判斷下列分析正確的是

（）A．圖中乙曲線在b時(shí)無氧呼吸最強(qiáng)B．圖中甲曲線表示在不同O2濃度下無氧呼吸過程中CO2的釋放量C．O2濃度為d時(shí)，該器官的細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸D．若甲代表的細(xì)胞呼吸方式在O2濃度為b時(shí)消耗了Amol的葡萄糖，則乙代表的細(xì)胞呼吸方式在O2濃度為b時(shí)消耗的葡萄糖為A/2molB課堂練習(xí)3．細(xì)胞呼吸原理廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中。下表中有關(guān)措施與對(duì)應(yīng)的目的不恰當(dāng)?shù)氖?

)

C課堂練習(xí)反應(yīng)物、產(chǎn)物細(xì)胞呼吸方式有水生成一定存在有氧呼吸消耗O2一定存在有氧呼吸有酒精或乳酸生成一定存在無氧呼吸無CO2釋放一定為產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸（1）依據(jù)一三、細(xì)胞呼吸類型的判斷物質(zhì)的量的關(guān)系細(xì)胞呼吸方式O2吸收量＝CO2釋放量O2吸收量＜CO2釋放量

酒精量＝CO2釋放

酒精量＜CO2釋放（2）依據(jù)二三、細(xì)胞呼吸類型的判斷只進(jìn)行有氧呼吸（或同時(shí)產(chǎn)乳酸的無氧呼吸）有氧呼吸+產(chǎn)酒精的無氧呼吸，多出的CO2來自無氧呼吸僅進(jìn)行產(chǎn)酒精的無氧呼吸有氧呼吸+產(chǎn)酒精的無氧呼吸注意：若細(xì)胞O2吸收量大于CO2釋放量，說明細(xì)胞呼吸的底物不只是糖類，可能還有脂肪等。脂肪進(jìn)行有氧呼吸時(shí)消耗O2的量≠產(chǎn)生CO2的量。脂肪與葡萄糖相比含H量高，因此有氧呼吸消耗O2量大于產(chǎn)生CO2量，同時(shí)單位質(zhì)量下產(chǎn)生的能量也較多。三、細(xì)胞呼吸類型的判斷.

①真核生物：無線粒體參與的一定是無氧呼吸，有線粒體參與的是有氧呼吸或兩種呼吸并存。②原核生物：呼吸作用發(fā)生在細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。若產(chǎn)物中有酒精或乳酸，則一定有無氧呼吸。（3）依據(jù)三三、細(xì)胞呼吸類型的判斷C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有機(jī)物消耗量O2吸收量CO2釋放量①單位時(shí)間內(nèi)紅色液滴向左移動(dòng)的距離代表單位時(shí)間內(nèi)氧氣的消耗量。③如何排除溫度等非生物因素等對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？②如果待測(cè)生物是植物的話，需要對(duì)裝置進(jìn)行遮光，防止植物進(jìn)行光合作用而干擾呼吸速率的測(cè)定。四、測(cè)定細(xì)胞呼吸速率實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組中液滴的移動(dòng)是由生物因素和非生物因素(如：溫度、壓強(qiáng)等)引起的。對(duì)照組中液滴的移動(dòng)只是由非生物因素引起的。思考:

實(shí)驗(yàn)組單位時(shí)間內(nèi)液滴左移a，若對(duì)照組單位時(shí)間內(nèi)液滴左移b或右移c。則由呼吸引起的液滴移動(dòng)為____________。a-b或a+c四、測(cè)定細(xì)胞呼吸速率（1）若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子只進(jìn)行以葡萄糖為底物的有氧呼吸（2）若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子只進(jìn)行了無氧呼吸。（3）若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子中既存在有氧呼吸又存在無氧呼吸（4）若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子進(jìn)行了以脂肪為底物的有氧呼吸。甲組乙組左移不動(dòng)不動(dòng)右移左移右移左移左移四、測(cè)定細(xì)胞呼吸速率C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有機(jī)物消耗量O2吸收量CO2釋放量呼吸速率=m1—m26四、測(cè)定細(xì)胞呼吸速率思維訓(xùn)練：運(yùn)用證據(jù)和邏輯評(píng)價(jià)論點(diǎn)

以下哪些證據(jù)支持這一論點(diǎn)，哪些不支持這一論點(diǎn)?1.線粒體內(nèi)存在與細(xì)菌DNA相似的環(huán)狀DNA。2.線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)，有少數(shù)幾種由線粒體DNA指導(dǎo)

合成，絕大多數(shù)由核DNA指導(dǎo)合成。3.真核細(xì)胞內(nèi)的DNA有極高比例的核苷酸序列經(jīng)常不

表現(xiàn)出遺傳效應(yīng)，線粒體DNA和細(xì)菌的卻不是這樣。4.線粒體能像細(xì)菌一樣進(jìn)行分裂增殖。【提示】這一論點(diǎn)包含兩個(gè)要點(diǎn)：線粒體原本是一種獨(dú)立生存的細(xì)菌，后來與真核細(xì)胞共生變成細(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(diǎn)，而論據(jù)2不支持。針對(duì)訓(xùn)練1．向一密閉容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌，1h后測(cè)得該容器中O2減少24mL，CO2增加36mL，則在這1h內(nèi)酒精發(fā)酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的

（）A．1/3倍

B．1/2倍C．2倍

D．3/2倍D2．下表是某種植物種子在甲、乙、丙三種不同的條件下萌發(fā)，測(cè)得的氣體量的變化結(jié)果。相關(guān)說法正確的是（）甲乙丙CO2釋放量（mol）12810O2吸收量（mol）0610A．在甲條件下進(jìn)行的是產(chǎn)生CO2和乳酸的無氧呼吸B．在乙條件下有氧呼吸比無氧呼吸消耗的葡萄糖多C．在丙條件下有氧呼吸強(qiáng)度達(dá)到了最大值D．在乙條件下釋放的CO2來自細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體D針對(duì)訓(xùn)練3．現(xiàn)有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液，通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如圖所示(兩種呼吸作用速率相等)。在氧濃度為a時(shí)，下列說法正確的是(

)A．酵母菌只進(jìn)行發(fā)酵B．2/3的葡萄糖用于發(fā)酵C．1/3的葡萄糖用于發(fā)酵D．酵母菌停止發(fā)酵B針對(duì)訓(xùn)練課堂小結(jié)細(xì)胞呼吸呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸酶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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)一：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)三：線粒體內(nèi)膜二：線粒體基質(zhì)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1.某超市有一批過保質(zhì)期的酸奶出現(xiàn)漲袋現(xiàn)象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。據(jù)此分析漲袋現(xiàn)象的原因，判斷以下解釋是否合理。（1）是乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生氣體造成的(

)（2）如果有酒味，可能是酵母菌無氧呼吸造成的(

)??一、概念檢測(cè)練習(xí)與應(yīng)用P962.下圖表示某種植株的非綠色器官在不同氧濃度下，O2的吸收量和CO2的釋放量的變化。下列敘述正確的是(

)A.氧氣濃度為0時(shí)，

該器官不進(jìn)行呼吸作用B.氧氣濃度在10%以下時(shí)，

該器官只進(jìn)行無氧呼吸C.氧氣濃度在10%以上時(shí)，

該器官只進(jìn)行有氧呼吸D.保存該器官時(shí)，氧氣濃度越低越好C3.將酵母菌培養(yǎng)液進(jìn)行離心處理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次

離心處理為只含有酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的上清液和只含有酵母菌細(xì)胞器的沉淀物兩部分，與未離心處理過的酵母菌培養(yǎng)液分別放入甲、乙、丙3支試管中，并向這3支試管內(nèi)同時(shí)滴入等量、等濃度的葡萄糖溶液。在有氧條件下，最終能產(chǎn)生CO2和H2O的試管是（）A.甲

B.丙

C.甲和乙

D.丙和乙B1.松土是許多農(nóng)作物栽培中經(jīng)常采取的一項(xiàng)措施。試分析農(nóng)田松土給農(nóng)作物的生長(zhǎng)、當(dāng)?shù)氐乃帘３忠约叭驓夂蜃兣确矫婵赡軒淼挠绊懀⒅赋鋈绾伪M量減少不利影響？松土透氣可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無機(jī)鹽的吸收，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，吸收更多的CO2，緩解全球氣候變暖現(xiàn)象；增強(qiáng)根系的水土保持能力；避免根細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生酒精對(duì)根系造成的傷害。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，促進(jìn)這些微生物對(duì)土壤有機(jī)物的分解，為植物生長(zhǎng)提供更多的CO2，也有可能導(dǎo)致局部大氣CO2濃度上升。松土不當(dāng)，可能傷害植物根系；要根據(jù)不同植物、植物不同的生長(zhǎng)階段等，采取不同的松土方法。二、拓展應(yīng)用2.有氧呼吸過程是否含有無氧呼吸的步驟?結(jié)合地球早期大氣中沒有氧氣以及原核細(xì)胞中沒有線粒體等事實(shí)，想一想，地球早期的單細(xì)胞生物是否只能進(jìn)行無氧呼吸?你體內(nèi)的骨骼肌細(xì)胞仍