【實(shí)驗(yàn)】酵母菌的呼吸方式有氧呼吸過程無氧呼吸過程呼吸作用原理在生活中的應(yīng)用
酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。
1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封?2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖?3.在密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義?
問題探討1. 氧氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進(jìn)行旺盛的細(xì)胞分裂；密封則是避免空氣進(jìn)入，便于酵母菌在無氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。2. 在有氧條件下，酵母菌分解營養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多 這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。3. 密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精的同時(shí)，能為自己的生命活動(dòng)提供少量能量。
含義：細(xì)胞呼吸的是有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。（在細(xì)胞內(nèi)，通過酶催化將有機(jī)物分解產(chǎn)生CO2 或其他產(chǎn)物，同時(shí)還釋放能量用以形成ATP的過程。）方式：有氧呼吸和無氧呼吸呼吸產(chǎn)物： 有氧呼吸——CO2和H2O、能量 無氧呼吸——酒精和CO2、能量 （或者）——乳酸、能量
【實(shí)驗(yàn)】探究酵母菌的呼吸方式
一：酵母菌（真核生物，真菌類） 1. 代謝類型：異養(yǎng) 兼性厭氧型 生物
同化作用：在新陳代謝過程中，生物體將從外界吸收的物質(zhì)，通過體內(nèi)一系列生物化學(xué)變化，轉(zhuǎn)化為本身的組成物質(zhì)，并儲存能量的過程。異化作用：指機(jī)體將來自環(huán)境的或細(xì)胞自己儲存的有機(jī)營養(yǎng)物的分子（如糖類、脂類、蛋白質(zhì)等），通過一步步反應(yīng)降解成較小的、簡單的終產(chǎn)物（如二氧化碳、乳酸、乙醇等）的過程。
人是異養(yǎng)需氧型生物；柳樹是自養(yǎng)需氧型生物。
—能將簡單的無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的生物
—不能將簡單的無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的生物
—需要進(jìn)行有氧呼吸才能生存繁殖的生物
—在無氧的條件下才能維持自身生存繁殖的生物
—有氧和無氧環(huán)境都能維持生存繁殖的生物
探究性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別概念(1) 探究性實(shí)驗(yàn)：指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)。(2) 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：指實(shí)驗(yàn)者針對已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識內(nèi)容培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)原理：（1） CO2可使澄清的石灰水變渾濁，也可以使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水渾濁的程度或者溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間長短，可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。（2）橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性的條件下與乙醇（酒精）發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。（重鉻酸鉀里混有濃硫酸）檢測具體做法——實(shí)驗(yàn)后各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入2支干凈的試管中。向試管中分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%~97%)并輕輕振蕩，使它們混合均勻。觀察試管中溶液的顏色變化?！臼褂脼V液的原因是因?yàn)榻湍妇囵B(yǎng)液本身具有顏色且不透明，可能會對顏色產(chǎn)生遮蓋和干擾?！?br/>酵母菌培養(yǎng)液的配制：取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A(500mL)和錐形瓶B(500mL)中。分別向瓶中注入240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液。裝置1：A瓶用以檢測CO2的產(chǎn)生，用錐形瓶和其他材料用具組裝好實(shí)驗(yàn)裝置(如下圖)，并連通橡皮球(或氣泵)，讓空氣間歇性地依次通過3個(gè)錐形瓶(約50min)。然后將實(shí)驗(yàn)裝置放到25~35℃的環(huán)境中培養(yǎng)8~10h。裝置2：B瓶用以檢測CO2的產(chǎn)生，用錐形瓶和其他材料用具組裝好實(shí)驗(yàn)裝置(如下圖)，然后將實(shí)驗(yàn)裝置放到25~35℃的環(huán)境中培養(yǎng)8~10h。
實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1. 配制培養(yǎng)液時(shí)，葡萄糖溶液要先煮沸后冷卻到常溫，再加入酵母菌，一方面可以滅菌，另一方面可以去除培養(yǎng)液中的氧氣，此外，冷卻到常溫再加入酵母菌是因?yàn)闇囟冗^高會殺死酵母菌。2. 有氧條件下的實(shí)驗(yàn)組必須通入空氣，但通入的空氣必須先用NaOH 溶液處理，目的是吸收 CO2，從而排除空氣中CO2對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。3. 無氧條件下的實(shí)驗(yàn)組必須先封口放置一段時(shí)間，再連接澄清石灰水，目的是將空氣中的氧氣消耗完，確保產(chǎn)物中的CO2只來自無氧呼吸。4. 單看澄清石灰水是否變混濁不能確定酵母菌的呼吸方式，因?yàn)榻湍妇醒鹾粑蜔o氧呼吸都能產(chǎn)生CO2。溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測CO2 ，只有當(dāng)CO2積累量達(dá)到一定程度時(shí)，溶液才會呈現(xiàn)出黃色，與無氧呼吸相比，有氧呼吸裝置中的溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃所用時(shí)間短，證明生成的CO2的量更多。
實(shí)驗(yàn)失敗的可能性：在實(shí)驗(yàn)中可能會產(chǎn)生異常現(xiàn)象，例如發(fā)現(xiàn)用酸性重鉻酸鉀溶液檢測酒精時(shí)，有氧和無氧裝置產(chǎn)生的顏色反應(yīng)幾乎一樣。原因可能是：(1)有氧呼吸裝置實(shí)驗(yàn)操作中可能供氧不足，導(dǎo)致部分酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生少量酒精：(2)重鉻酸鉀是強(qiáng)氧化劑，在酸性條件下可將酒精氧化成乙醛，同時(shí)六價(jià)鉻被還原為三價(jià)鉻而產(chǎn)生顏色反應(yīng)。酵母菌培養(yǎng)液中的葡萄糖是還原性糖，同樣也可以被重鉻酸鉀氧化，其反應(yīng)顏色和酒精相同。（為了避免此現(xiàn)象，應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長以消耗盡溶液中的葡萄糖。）
實(shí)驗(yàn)分析：自變量：有氧或無氧環(huán)境——通入氧氣或密閉。因變量：產(chǎn)物的區(qū)別——通過觀察相同時(shí)間內(nèi)澄清石灰水混濁的程度或者相同混濁程度所需的時(shí)間長短（或溴麝香草酚藍(lán)溶液），用滴管取出部分培養(yǎng)液加入酸性條件下的重鉻酸鉀檢測。無關(guān)變量：溫度、葡萄糖溶液濃度、酵母菌活性等。
實(shí)驗(yàn)使用科學(xué)方法：對比實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實(shí)驗(yàn)對象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對比實(shí)驗(yàn)。對比實(shí)驗(yàn)和對照實(shí)驗(yàn)中的相互對照是一致的，因此對比實(shí)驗(yàn)也可以稱為相互對照實(shí)驗(yàn)。在對比實(shí)驗(yàn)中，通常不清楚研究的實(shí)驗(yàn)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，需要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定，因此所以組別都是實(shí)驗(yàn)組。當(dāng)人們已知道實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這樣的實(shí)驗(yàn)組就可以作為對照實(shí)驗(yàn)中的對照組出現(xiàn)。
1. 下列有關(guān)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）A. CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液日藍(lán)變綠再變黃B. 實(shí)驗(yàn)中需控制的無關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C. 可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式 D. 實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2
1. 下列有關(guān)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是（ C ）A. CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液日藍(lán)變綠再變黃B. 實(shí)驗(yàn)中需控制的無關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C. 可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式 D. 實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2【解析】選C。CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃，A正確；在該實(shí)驗(yàn)中，溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等都屬于無關(guān)變量，無關(guān)變量需相同且適宜，B正確；酵母菊是兼性厭氧菌，有氧呼吸和無氧呼吸都有CO2生成，而CO2可使澄清石灰水變渾濁，因此通過觀察澄清石灰水是否變渾濁不能判斷酵母菌的呼吸方式，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2，D正確。
2. 一位學(xué)生將葡萄糖和酵母菌溶液放入一個(gè)保溫瓶中，并用帶有兩個(gè)孔的塞子封口，如下圖所示。隨著反應(yīng)進(jìn)行，指示劑的顏色開始改變(該指示劑遇酸變紅)。下列判斷正確的是（ ）A. 保溫瓶內(nèi)的溫度將一直慢慢升高B. 保溫瓶中氧氣的含量對酵母菌細(xì)胞呼吸的類型有重要的影響C. 實(shí)驗(yàn)可用來測定酵母菌細(xì)胞呼吸釋放的CO2量D. 指示劑變色的情況與保溫瓶中空氣的量無關(guān)，與葡萄糖的量有關(guān)
2. 一位學(xué)生將葡萄糖和酵母菌溶液放入一個(gè)保溫瓶中，并用帶有兩個(gè)孔的塞子封口，如下圖所示。隨著反應(yīng)進(jìn)行，指示劑的顏色開始改變(該指示劑遇酸變紅)。下列判斷正確的是（ B ）A. 保溫瓶內(nèi)的溫度將一直慢慢升高B. 保溫瓶中氧氣的含量對酵母菌細(xì)胞呼吸的類型有重要的影響C. 實(shí)驗(yàn)可用來測定酵母菌細(xì)胞呼吸釋放的CO2量D. 指示劑變色的情況與保溫瓶中空氣的量無關(guān)，與葡萄糖的量有關(guān)【解析】選B。
3. 下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的說法，不正確的是（ ）A. 酵母菌常被用作研究細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物B. 在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液C. 酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃D. 酵母菌呼吸產(chǎn)生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色
3. 下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”的說法，不正確的是（ B ）A. 酵母菌常被用作研究細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物B. 在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液C. 酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃D. 酵母菌呼吸產(chǎn)生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成灰綠色【解析】選B。酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)樗谟醒鹾蜔o氧的條件下均能正常生存。酵母菌不論有氧還是無氧條件下均能產(chǎn)生CO2，為了防止空氣中原有CO2的干擾，要將空氣先通入盛有NaOH溶液的錐形瓶中，再通入酵母菌溶液中。
4. 為了探究酵母菌的呼吸作用類型，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)材料和用具按如圖安裝好。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是（ ）A. 加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2 B. 兩組裝置均需要黑暗條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C. 甲、乙兩組裝置中澄清的石灰水都變混濁，且甲組的混濁程度更大D. 乙組B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶
4. 為了探究酵母菌的呼吸作用類型，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)材料和用具按如圖安裝好。以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是（ B ）A. 加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2 B. 兩組裝置均需要黑暗條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C. 甲、乙兩組裝置中澄清的石灰水都變混濁，且甲組的混濁程度更大D. 乙組B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶【解析】選B。光對酵母菌的細(xì)胞呼吸方式?jīng)]有影響，該實(shí)驗(yàn)在光下和黑暗處都能進(jìn)行。
含義：有氧呼吸是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。特點(diǎn)：有氧呼吸過程溫和；有機(jī)物中的能量經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放；這些能量有相當(dāng)一部分儲存在ATP 中。主要場所：線粒體 真核生物——細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體 原核生物——細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（含有與有氧呼吸有關(guān)的酶）
第一階段：發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，不需要氧氣的直接參與。該階段葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生少量[H]，釋放少量能量，形成少量ATP。第二階段：發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，不需要氧氣的參與。該階段丙酮酸和水徹底分解產(chǎn)生 CO2，同時(shí)產(chǎn)生大量的[H]，釋放少量能量，形成少量ATP。第三階段：發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上，需要氧氣的參與。一方面前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]與氧氣反應(yīng)生成水，另一方面反應(yīng)過程中，釋放大量能量，形成大量 ATP?！菊f明】有氧呼吸產(chǎn)生的[H]是氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ （NADH）。
場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6 → 2C3H4O3+4[H]+少量能量
場所：線粒體基質(zhì)2C3H4O3+ 6H2O→ 6CO2+20[H]+少量能量
場所：線粒體內(nèi)膜24[H]+ 6O2→ 12H2O+大量能量
公式：C6H12O6+ 6O2 + 6H2O → 6CO2+12H2O+能量【說明】1. 反應(yīng)式中的能量不能寫成ATP；2. 反應(yīng)式前后的水都不可以省略掉；3. 反應(yīng)式中不能使用等號，要用箭頭；4. 反應(yīng)條件的“酶”字不可以省略不寫。
對于有氧呼吸過程的理解：有氧呼吸第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，對葡萄糖進(jìn)行初步分解，所以葡萄糖不會進(jìn)入線粒體。有氧呼吸的第二、三階段發(fā)生在線粒體中，并且釋放能量最多的階段是第三階段，所以說有氧呼吸的主要場所是線粒體。有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]用于第三階段與O2結(jié)合生成H2O；有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物又是生成物，且生成的H2O中的氧全部來自O(shè)2 。反應(yīng)式及各元素的去向： C6H12O6+ 6O2 + 6H2O → 6CO2+12H2O+能量由葡萄糖的有氧呼吸反應(yīng)式可知，消耗的 O2與生成的 CO2體積相等。
【實(shí)驗(yàn)】有氧呼吸過程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)一：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明有氧呼吸的場所。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：將酵母菌細(xì)胞破碎后進(jìn)行離心處理，獲得上清液和沉淀物兩部分，與未離心、處理過的酵母菌培養(yǎng)液分別加入等量的氧氣、葡萄糖、熒光素和熒光素酶，一段時(shí)間后，檢測各試管的變化情況。1號試管：只含線粒體。2號試管：只含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。3號試管：有線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)觀察：一段時(shí)間后，各試管的變化情況如下。1號試管：葡萄糖的量不變，沒有熒光出現(xiàn)。2號試管：葡萄糖的量減少，有丙酮酸(C3H4O3)生成，微弱熒光出現(xiàn)。3號試管：葡萄糖的量減少，有CO2生成以及較強(qiáng)的熒光出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)分析：推論1：葡萄糖不能被線粒體分解。推論2：葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解，生成丙酮酸，生成了少量ATP。推論3：丙酮酸在線粒體中分解產(chǎn)生 CO2，生成了較多ATP。推論4：ATP中活躍的化學(xué)能來自葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能，有ATP的生成說明反應(yīng)釋放了能量。
實(shí)驗(yàn)二：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明有氧呼吸在線粒體中的反應(yīng)過程。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：使用超聲波將線粒體破碎分離線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì)，加入等量的氧氣、丙酮酸、熒光素和熒光素酶，一段時(shí)間后，檢測各試管變化情況。4號試管：只含線粒體膜狀結(jié)構(gòu)。5號試管：只含線粒體基質(zhì)。6號試管：有線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和基質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)觀察：一段時(shí)間后，各試管的變化情況如下。4號試管：丙酮酸的量不變，沒有熒光出現(xiàn)。5號試管：丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2微弱熒光出現(xiàn)。6號試管：丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2較強(qiáng)的熒光出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)分析：推論1：丙酮酸分解發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，并且產(chǎn)生CO2，釋放了少量的能量。推論2：線粒體基質(zhì)分解丙酮酸后，在線粒體膜狀結(jié)構(gòu)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)合成較多的ATP。
沒有線粒體的生物只能進(jìn)行無氧呼吸嗎？
原核細(xì)胞沒有線粒體，但是并不意味著它們只能進(jìn)行無氧呼吸。厭氧細(xì)菌只能進(jìn)行無氧呼吸，該種細(xì)菌在有氧條件下生長、繁殖均受到抑制。很多原核生物可以進(jìn)行有氧呼吸，如需氧細(xì)菌，因?yàn)樗鼈兊募?xì)胞中含有與有氧呼吸相關(guān)的酶。對于兼性厭氧型生物來說，在缺氧的條件下進(jìn)行無氧呼吸，在氧氣充足的條件下進(jìn)行有氧呼吸，如酵母菌。對于沒有線粒體的真核生物細(xì)胞來說，一般只能進(jìn)行無氧呼吸。因?yàn)橛醒鹾粑诙⑷A段分別發(fā)生在線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜上，若沒有線粒體，則只能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行無氧呼吸。如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞只能進(jìn)行無氧呼吸。
含義：無氧呼吸是指細(xì)胞在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。特點(diǎn)：只有兩個(gè)階段，只有第一階段釋放少量能量，第一階段與有氧呼吸相同。主要場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 真核生物——細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 原核生物——細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)
第一階段：發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。該階段葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生少量[H]，釋放少量能量，形成少量ATP。第二階段：發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，該階段丙酮酸和[H] 分解產(chǎn)生 CO2和酒精或者只生成乳酸，不產(chǎn)生能量，不形成ATP。
公式：C6H12O6→ 2CO2+2C2H5OH（酒精）+少量能量C6H12O6→ 2C3H6O3（乳酸）+少量能量【說明】1. 反應(yīng)式中的能量不能寫成ATP；2. 反應(yīng)式中不能使用等號，要用箭頭；3. 反應(yīng)條件的“酶”字不可以省略不寫。4. 無氧呼吸產(chǎn)生酒精就不產(chǎn)生乳酸；產(chǎn)生乳酸就不產(chǎn)生酒精。
對于無氧呼吸過程的理解：無氧呼吸的兩個(gè)階段都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中完成的。無氧呼吸只有第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的[H]用于第二階段將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸。所以，無氧呼吸過程中有[H]的產(chǎn)生，但沒有[H]的積累。不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同，原因是催化反應(yīng)的酶不同。酵母菌和大部分高等植物的無氧呼吸產(chǎn)物是C2H5OH和CO2。人體細(xì)胞產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體基質(zhì)，人體無氧呼吸產(chǎn)生的是乳酸，沒有CO2生成，所以即使在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸，O2吸收量仍然等于CO2釋放量。
無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸的：乳酸菌、人和多數(shù)動(dòng)物的骨骼肌細(xì)胞、玉米胚細(xì)胞、馬鈴薯塊莖、甜菜的塊根細(xì)胞、胡蘿卜葉等。無氧呼吸產(chǎn)物是酒精和CO2的：大多數(shù)的植物和酵母菌、多數(shù)的微生物等。玉米種子無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，乳酸含量過高時(shí)候使得種子乳酸中毒爛種；而一些植物的根部長期泡在水里，進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精，使根部酒精中毒會引發(fā)爛根。
微生物分解有機(jī)物的過程。發(fā)酵工業(yè)上所說的發(fā)酵，并非完全是無氧的，如醋酸桿菌的發(fā)酵就是需氧的。發(fā)酵的應(yīng)用：1. 醫(yī)藥工程的應(yīng)用：如人的生長激素，疫苗，抗體等2. 在食品工業(yè)上的應(yīng)用：酒類、食醋、醬油、味精、酸菜泡菜，酸奶奶酪等，動(dòng)物飼料等。3. 環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域：污水處理等。
細(xì)胞呼吸是細(xì)胞代謝的樞紐
細(xì)胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。例如，在細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)；非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同，這些物質(zhì)可以進(jìn)一步形成葡萄糖。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來。
比較有氧呼吸和無氧呼吸
1 . 有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段是相同的。2 . 有氧呼吸是有機(jī)物徹底氧化分解，釋放大量能量的過程，而無氧呼吸是有機(jī)物不徹底氧化分解，釋放少量能量的過程，無氧呼吸的產(chǎn)物酒精或乳酸中還含有大量的化學(xué)能。3 . 有氧呼吸需要氧氣，而無氧呼吸不需要要氧氣，但是并不意味著在有氧氣的情況下，細(xì)胞就只進(jìn)行有氧呼吸。當(dāng)氧氣濃度較低時(shí)，細(xì)胞既進(jìn)行有氧呼吸，也進(jìn)行無氧呼吸，且無氧呼吸占優(yōu)勢；當(dāng)氧氣濃度升高時(shí)，無氧呼吸逐漸減弱，有氧呼吸逐漸增強(qiáng)；當(dāng)氧氣濃度增加到一定值時(shí)，只進(jìn)行有氧呼吸。
關(guān)于細(xì)胞呼吸方式的判斷（只用葡萄糖為底物）
根據(jù)反應(yīng)物判斷：消耗O2的→有氧呼吸根據(jù)產(chǎn)物判斷： 產(chǎn)物中有水→有氧呼吸 產(chǎn)物有酒精→無氧呼吸 產(chǎn)物無酒精→有氧呼吸或無氧呼吸 產(chǎn)物有乳酸→無氧呼吸 產(chǎn)物無乳酸→有氧呼吸或無氧呼吸 產(chǎn)物有CO2生成→有氧呼吸或無氧呼吸 產(chǎn)物無CO2生成→無氧呼吸
根據(jù)O2吸收量和CO2釋放量判斷：不消耗O2 ，釋放CO2 →只進(jìn)行產(chǎn)酒精的無氧呼吸。 O2吸收量=CO2釋放量→只進(jìn)行有氧呼吸或同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸。O2吸收量

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第3節(jié) 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細(xì)胞》

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