2022-2023学年新教材高中生物 第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 细胞呼吸的原理和应用 第2课时 无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用课堂互动探究案 新人教版必修1.docx

1、第2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用课程标准1.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质。2简述细胞呼吸在生产和生活中的应用。素养达成设疑激趣马拉松运动全程距离26英里385码，折合为42.195千米，这是一项考验运动员意志的运动，运动员在比赛中会产生强烈的肌肉酸疼的感觉；被水淹的农作物会出现烂根现象，最终导致植物死亡。这些都与细胞的无氧呼吸有关。无氧呼吸和有氧呼吸有什么不同？怎样利用细胞呼吸的原理来解决生产生活中的实际问题呢？夯基提能分层突破互动探究智涂探究点一无氧呼吸一、读教材P94无氧呼吸内容，讨论并交流下列问题：1所有生物无氧呼吸的产物相同吗？说明理由。2无氧呼吸第一阶段和有氧

2、呼吸第一阶段完全相同，也有H的产生，这部分H去了哪里？3无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，释放的能量比有氧呼吸少，为什么？4酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，若酵母菌进行细胞呼吸时，释放的CO2比吸收的O2多。分析出现上述现象的原因。二、完成教材下列问题：1(教材P94“相关信息”)1mol葡萄糖有氧呼吸能释放2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只释放196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量储存在ATP中。据此分析在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖彻底氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？2(教材P95“思考讨论”)运动成为当今人们生

3、活的一种时尚，人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教练提倡有氧运动，请根据有氧呼吸和无氧呼吸的产物及释放能量多少的角度分析原因。易错提醒(1)无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。(2)无氧呼吸产物不同的原因：不同生物体内催化反应进行的酶的种类不同。(3)无氧呼吸并不是必须在绝对无氧的条件下进行。有氧但氧气浓度较低的条件下同样可以进行无氧呼吸。(4)一般动物细胞无氧呼吸产物为乳酸，植物细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳，但也有例外，如马铃薯的块茎、甜菜的块根、玉米的胚等器官，无氧呼吸产生乳酸。1.无氧呼吸的过程项目反应过程场所第一个阶段C6

4、H12O62C3H4O3(丙酮酸)4H少量能量细胞质基质第二个阶段细胞质基质总反应式C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量或C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量2.细胞呼吸的过程图解3有氧呼吸与无氧呼吸的异同点分析1(合格考)有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是()都在线粒体中进行都需要酶都需要氧都产生ATP都经过生成丙酮酸的过程ABC.D2(合格考)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是()A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸B.有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水C.无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累D.质量相同时，脂肪比糖原经有氧呼吸彻底氧化后释放的能量多3(等级考)

5、如图所示的图解表示真核细胞呼吸的部分过程，可以在细胞质基质中发生的是()A.BCD4(等级考)(不定项)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，可能得到的结果是()A.该菌在有氧条件下能够繁殖B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2探究点二细胞呼吸的影响因素及其应用一、下表是某植物非绿色器官(无氧呼吸产生酒精和二氧化碳)，随氧气浓度变化，无氧呼吸和有氧呼吸强度的变化，据表分析：氧气浓度(%)02.557.51012.5无氧呼吸释放的CO2量1073100有氧呼吸释放的CO2量(吸收的氧气量)0236810总CO2释放量1

6、0967810(1)O2浓度为零时，该器官的细胞呼吸方式是哪种？(2)O2浓度在2.5%10%和在10%以上时，该器官的细胞呼吸方式有什么不同？(3)O2浓度为5%时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？(4)在日常生活中，我们用冰箱保存水果、蔬菜的原理是什么？(5)农作物种子的保存是不是保存在无氧环境中最好？二、结合生活生产中的现实现象思考，尝试解答下列问题：1我们天天吃馒头，松软可口，可是利用酵母发面时，面块开始硬，后来软，而且表面有水珠出现，你知道是什么原因吗？2储藏的粮食若含水量较高，会出现粮食发热，最终导致霉变现象。思考：(1)发热的根本原因？(2)

7、水是在细胞呼吸的哪个阶段产生的？(3)影响细胞呼吸的水是自由水还是结合水？3无土栽培是近几年迅速发展起来的一项栽培技术，是利用溶液培养法的原理，把植物生长发育所需要的各种矿质元素按一定比例配制成营养液，植物从培养液中吸收营养。但是这样往往会发生烂根现象。试分析：(1)烂根现象发生的原因？(2)如何解决这一问题？归纳总结1根据吸收氧气和释放二氧化碳的量判断细胞呼吸的方式：当O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；当吸收的氧气和释放的二氧化碳量相等时，只进行有氧呼吸；当吸收的氧气比释放的二氧化碳量少时，有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。2葡萄糖不是细胞呼吸的唯一底物，脂肪等物质也可以作为呼吸底物进行有氧呼吸，由

8、于脂肪和糖类相比含氢多，含氧少，因此以脂肪作为呼吸底物进行有氧呼吸时，消耗的氧气要比放出的二氧化碳多。名师点拨有氧气存在不一定只进行有氧呼吸(1)当氧气浓度较低时，既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，但无氧呼吸占优势。(2)当氧气浓度较高时，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐增强，当氧气浓度增加到一定值时，只进行有氧呼吸。名师提醒(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度，可采取供水、升温、高氧等措施；若需要降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。(2)储藏蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，

9、一般为零上低温。种子储藏时应保持干燥，而蔬菜和水果储藏时应保持一定的湿度。1.影响细胞呼吸的内因遗传因素遗传物质的不同，决定酶的种类和数量不同，进而影响细胞呼吸的类型、速率等。(1)生物的细胞呼吸类型需氧型生物需在氧气充足的条件下才能正常生活，如人、绝大多数动植物。厌氧型生物需在无氧条件下才能正常生活，有氧时呼吸作用会受到抑制，甚至不能生长，如乳酸菌、破伤风杆菌。兼性厌氧型生物在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，如酵母菌。(2)不同种类、不同生长发育时期或不同组织器官，细胞呼吸速率有差异(以植物为例)不同种类植物的细胞呼吸速率不同，一般旱生植物小于水生植物，阳生植物大于阴生植物

10、。同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。同一植物的不同组织器官呼吸速率不同，一般生殖器官大于营养器官。2影响细胞呼吸的外因环境因素(1)温度影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在2535。(2)氧气影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。a.O2浓度0时，只进行无氧呼吸。b.0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。c.O2浓度10%时，只进行有氧呼吸。d.O2浓度5%时，有机物消耗最少。(3)水分影响(如图) 在一定范围内，细胞呼吸速率随含

11、水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止。(4)二氧化碳影响(如图)：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。3据化学反应式和场所判断细胞呼吸方式(底物为葡萄糖)(1)“一看”反应物和产物：(2)“二看”物质的量的关系：不消耗O2，释放CO2只进行无氧呼吸产生酒精。无CO2释放只进行产生乳酸的无氧呼吸。酒精产生量等于CO2量只进行产生酒精的无氧呼吸。CO2释放量等于O2的吸收量只进行有氧呼吸或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。CO2释放量大于O2的吸收量既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；

12、多余的CO2来自酒精发酵。酒精产生量小于CO2量既进行有氧呼吸，又进行酒精发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。(3)“三看”反应场所：1(合格考)下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2吸收量和CO2释放量的变化。下列叙述正确的是()A.保存该器官时，氧浓度越低越好B.氧浓度为0时，该器官不进行细胞呼吸C.氧浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸D.氧浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸2(合格考)结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是()A.选用透气的消毒纱布包扎伤口B.定期给花盆中的植物松土透气C.低温低氧条件下保存蔬菜水果D.采用快速短跑等进行有氧运动3(等级考)

13、(不定项)吡唑醚菌酯是一种线粒体呼吸抑制剂，通过阻止线粒体内膜上的反应过程而抑制细胞呼吸。生产上常应用于防治真菌引起的农作物病害。下列关于吡唑醚菌酯作用的推测不合理的是()A.吡唑醚菌酯主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段B.吡唑醚菌酯可通过抑制ATP的产生导致真菌死亡C.吡唑醚菌酯可用于缓解由厌氧微生物引起的环境污染D.吡唑醚菌酯可治疗由破伤风芽孢杆菌引起的破伤风4(等级考)(不定项)将酵母菌破碎并进行差速离心处理，然后将得到的细胞质基质和线粒体，与未经离心的酵母菌分别装入试管中，然后加入不同的物质，进行如下表所示的实验。下列有关叙述正确的是()类别细胞质基质线粒体酵母菌葡萄糖丙酮酸氧气注：“”表

14、示加入了适量的相关物质，“”表示未加入相关物质。A.会产生酒精和CO2的试管有B.会产生CO2和H2O的试管有C.根据试管的实验结果，不能判断酵母菌进行无氧呼吸的场所D.根据试管的实验结果，可以判断酵母菌进行有氧呼吸的场所强化落实学业达标归纳提升素养网络建构主干落实1.无氧呼吸的两种反应类型：(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量。(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量。2真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。3原核生物有氧呼吸的场所在细胞质基质及细胞膜上；无氧呼吸的场所在细胞质基质中。4在农业生产上，中耕松土、适时排水，可

15、通过改善氧气供应促进作物根系的呼吸作用，利于作物的生长；在储藏果实、蔬菜时，采取降温、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用，可减少有机物的消耗。高效课堂实践运用巩固达标反馈1.下列有关盒装酸奶的叙述，正确的是()A酸奶的制作原理是利用微生物的无氧呼吸B盒盖鼓胀的原因是乳酸菌有氧呼吸产生CO2C微生物发酵使酸奶的营养物质不易被人体吸收D适当提高温度可以延长酸奶的保质期2如图是氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的曲线图。下列叙述错误的是()A曲线表示无氧呼吸相对速率B曲线表示有氧呼吸相对速率C氧气会抑制无氧呼吸的进行DDE段细胞积累乳酸和酒精3某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞10

16、0倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞()A主要通过无氧呼吸生成ATPB产生的热量远多于其他细胞C线粒体基质不参与有氧呼吸D没有进行有氧呼吸第三阶段4引起青少年肥胖的主要因素之一是食用过多的高热量食物。下图表示控制热量摄入后，细胞内产生能量方式的变化。据图判断，当一个体型肥胖的人从食谱中减少糖类摄入后，其体细胞内会发生的改变是()A糖酵解释能减少B氧气消耗量减少C葡萄糖分解产生的丙酮酸增多DCO2生成量减少5北欧鲫鱼能在寒冷、缺氧的水底生活数月。下图1为缺氧时北欧鲫鱼体内糖代谢过程示意图，图2为北欧鲫鱼在缺氧环境下脑部的血流量图解。(1)北欧鲫鱼组织细胞

17、中的葡萄糖在无氧条件下不完全分解，释放少量能量，其分子中的大部分能量存留在_中。图1中能产生ATP的过程有_(填图中序号)。(2)组织细胞无氧呼吸产生的乳酸积累过多会对脑组织有伤害。综合图1、图2分析可知，北欧鲫鱼保持脑组织乳酸量正常的机制为：增大脑部_，将乳酸迅速运走；运到肌细胞的乳酸，先转化为_，最终分解成_排出体外。(3)低温会使_的活性降低，导致代谢水平降低，耗能减少。疑难解答名师指津释疑解惑教材练习与应用一、概念检测1(1)(2)2.C3.B二、拓展应用1松土是农业生产中一项传统的耕作措施。松土可以增加土壤的透气性，能促进土壤中好氧微生物对枯枝落叶、动物遗体和粪便等有机物的分解，从而

18、有利于农作物生长。但是，松土容易造成水土流失，可能成为沙尘暴的一种诱发因素；由于松土促进了土壤微生物的有氧呼吸，增加了二氧化碳的产生和排放，使温室效应和全球气候变暖问题变得更加严重；此外，松土还增加了农业生产的成本。为此，农业生产上应当提倡免耕法。2含有。有氧呼吸与无氧呼吸的第一个阶段完全相同：都不需要氧；都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以作出这样的推测：在生物进化史上先出现无氧呼吸而后才出现有氧呼吸，即有氧呼吸是由无氧呼吸发展变化而形成的。先出现原核细胞而后出现真核细胞，即真核细胞是由原核细胞进化而来的，所以人体内骨骼肌细胞仍保留着能进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的

19、进化史在我们身上留下的印记。第2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用夯基提能分层突破探究点一【师问导学】一、1不同。因为不同生物细胞内所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。2无氧呼吸中的H参与了第二阶段还原丙酮酸生成乳酸或者酒精和二氧化碳。3还有很大一部分能量存留在乳酸或酒精中。4由有氧呼吸和无氧呼吸反应方程式可知，如果酵母菌只进行有氧呼吸，释放的CO2与吸收的O2一样多，故此时酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。二、1无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而葡萄糖彻底氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。2有氧呼吸的产物是CO2和H2O，对于机体的影响较小，

20、且有机物中的能量全部释放。而无氧呼吸产物中的乳酸对机体不利，且有机物中的能量仅释放一部分。所以提倡有氧运动。【随堂检测】1解析：生物体内的化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。答案：D2解析：无氧呼吸的最终产物是乳酸或酒精和CO2；有氧呼吸前两个阶段产生的H在线粒体内膜上与氧结合生成水；无氧呼吸不需要O2的参与，无氧呼吸第一阶段产生的H参与第二阶段的反应，该过程最终无H的积累；质量相同的脂肪和糖原，脂肪储存的能量更多，因此经有氧呼吸彻底氧化后释放的能量多。答案：D3解析：

21、是有氧呼吸二、三阶段，发生在线粒体中。和表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中。表示ATP的合成，可发生在细胞质基质中。答案：B4解析：酵母菌的代谢类型是异养兼性厌氧型，与无氧条件相比，在有氧条件下，产生的能量多，酵母菌的增殖速度快；酵母菌的无氧呼吸在细胞质基质中进行，第一阶段产生丙酮酸、还原型氢，并释放少量能量，第二阶段丙酮酸被还原型氢还原成乙醇，并生成二氧化碳；酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都可以在第二阶段生成CO2。答案：ACD探究点二【师问导学】一、(1)O2浓度为零时，只进行无氧呼吸。(2)O2浓度在2.5%10%时，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上时，只进行有氧呼吸。(

22、3)不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O66CO2；无氧呼吸时，1C6H12O62CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是13。(4)冰箱可以提供低温环境，通过降低细胞呼吸酶的活性，使细胞呼吸的速率降低。(5)不是，农作物种子应该保存在低氧环境中，既可以抑制无氧呼吸，又能使有氧呼吸的速率较弱，有机物消耗最少。二、1发面用的是酵母菌，在和面时加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大，所以馒头又松又软。表面由于氧气充足，酵母菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳和水，所以表面有水

23、珠出现。2(1)细胞呼吸放热。(2)水是有氧呼吸第三阶段产生的(3)自由水3(1)水溶液中的溶氧量很少，很快被植物消耗完，根细胞进行无氧呼吸产生酒精，酒精的积累杀死根细胞导致烂根。(2)向培养液中定时通入空气。【随堂检测】1解析：氧浓度太低，植物会进行无氧呼吸产生大量的酒精，对植物细胞有毒害作用，不利于储存，A错误；氧浓度为0时，该器官能进行无氧呼吸，B错误；氧浓度在10%以上时，两条曲线相交，CO2释放量等于O2吸收量，说明该器官此时只能进行有氧呼吸，C正确；氧浓度在10%以下时，CO2释放量大于O2吸收量，该器官可以同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，D错误。答案：C2解析：用透气的消毒纱布包扎伤

24、口构成有氧环境，从而抑制厌氧型细菌的繁殖，A正确；定期给花盆中的植物松土能增加土壤中氧气的量，增强根细胞的有氧呼吸，释放能量，促进对无机盐的吸收，B正确；低温低氧条件下，细胞的有氧呼吸和无氧呼吸都较弱，有机物消耗减少，有利于水果蔬菜的保鲜，C正确；快速短跑时肌肉细胞主要进行无氧呼吸，所以提倡慢跑等有氧运动，有利于抑制肌细胞无氧呼吸产生过多的乳酸，D错误。答案：D3解析：吡唑醚菌酯阻止线粒体内膜上的反应过程，推测主要抑制真菌有氧呼吸的第三阶段，A正确；有氧呼吸的第三阶段会产生大量的ATP，推测其可通过抑制ATP的产生导致真菌死亡，B正确；由于吡唑醚菌酯可以抑制有氧呼吸，因此可用于缓解由需氧微生物

25、引起的环境污染，C错误；破伤风芽孢杆菌是严格的厌氧微生物，该药物对其不起作用，D错误。答案：CD4解析：分析表格可知，试管中不能进行呼吸作用，试管中可以进行无氧呼吸，能够产生酒精和CO2，试管中能进行有氧呼吸的第二、三阶段，能产生水和CO2，试管中不能进行呼吸作用，试管中能进行有氧呼吸，试管中能进行无氧呼吸。会产生酒精的只有无氧呼吸，即，A正确；会产生CO2和H2O的试管有，B错误；根据试管的实验结果，不能判断酵母菌进行无氧呼吸的场所，C正确；根据的实验结果，可以判断有氧呼吸是在线粒体内以丙酮酸为原料进行的，D正确。答案：ACD高效课堂实践运用1解析：乳酸菌无氧呼吸的产物是乳酸，利用乳酸菌和葡

26、萄糖等制作酸奶的原理是乳酸菌的无氧呼吸，A正确；乳酸菌是厌氧菌，不能进行有氧呼吸，B错误；微生物发酵使酸奶的营养物质更易被人体吸收，C错误；适当降低温度可以延长酸奶的保质期，D错误。答案：A2解析：图中曲线的走向随着氧气增多呼吸速率逐渐下降，可以判定曲线代表无氧呼吸，A正确；曲线一定范围内随着氧气浓度的增加呼吸速率逐渐增加，可以判定为有氧呼吸，B正确；氧气可以抑制无氧呼吸，促进有氧呼吸，C正确；酵母菌细胞无氧呼吸只产生酒精和二氧化碳，不产生乳酸，D错误。答案：D3解析：早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，据此可推断其呼吸形式主要是有氧呼吸，A错误；耗氧多，而产生的ATP又较

27、其他细胞少，所以应该是细胞呼吸中有相当一部分能量以热能的形式散失了，并且散失的热量多于其他细胞，B正确；有氧呼吸的第二阶段在线粒体基质中进行，C错误；花序细胞的耗氧速率高，而氧气参与有氧呼吸的第三阶段，D错误。答案：B4解析：由于细胞摄入的糖减少，所以糖酵解分解的减少，导致通过糖酵解释能减少，A正确；由于细胞质基质能补充糖酵解的减产部分，所以氧气消耗量并不会减少，B错误；葡萄糖分解产生的丙酮酸减少，C错误；由于细胞能补充糖酵解的减产部分，并进入线粒体继续氧化分解，所以CO2生成量增加，D错误。答案：A5解析：(1)由图1可知，北欧鲫鱼组织细胞在缺氧条件下，可以通过无氧呼吸产生酒精或乳酸，故葡萄糖中大部分能量储存在酒精或乳酸中。无氧呼吸只有第一阶段如可以产生少量的ATP。(2)由图1可知，北欧鲫鱼在缺氧条件下神经细胞无氧呼吸会产生乳酸，由图2可知，在缺氧条件下，脑部血流量会增大，故推测，在缺氧条件下，北欧鲫鱼通过增大脑部血流量，将无氧呼吸产生的乳酸运走，避免乳酸积累过多对脑组织造成损害。由图1可知，运到肌细胞的乳酸先转化为丙酮酸，丙酮酸再分解成酒精，进而排出体外。(3)低温会通过降低酶的活性影响代谢活动。答案：(1)酒精和乳酸(2)血流量丙酮酸酒精(3)酶