第2課時 無氧呼吸、細胞呼吸原理的應用





一、無氧呼吸


1．場所：細胞質(zhì)基質(zhì)。


2．類型和過程


3.概念


(1)物質(zhì)變化：有機物氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物。


(2)能量變化：釋放出能量并生成少量ATP。


二、細胞呼吸原理的應用


1．有氧呼吸原理的應用


(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胞進行有氧呼吸，避免肌細胞產(chǎn)生大量乳酸。


(3)及時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)包扎傷口應選用透氣的敷料。


(3)破傷風芽孢桿菌可通過無氧呼吸進行大量繁殖，皮膚破損較深時，需清理傷口并注射破傷風抗毒血清等。





判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)


1．無氧呼吸發(fā)生的場所是細胞質(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、水果時應隔絕O2，以減弱細胞呼吸。( )


提示：1.√


2．× 不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不一定相同，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，細胞無氧呼吸會加強，不利于蔬菜、水果的儲存，而應低氧儲存。





無氧呼吸


1．無氧呼吸過程


2.無氧呼吸過程的能量轉化


(1)無氧呼吸過程中1 ml葡萄糖在分解成乳酸時，只釋放出196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量儲存在ATP(2 ml)中，近69%的能量都以熱能的形式散失了。


(2)無氧呼吸過程中1 ml葡萄糖分解成酒精和CO2時，只釋放出225.94 kJ的能量，其中同樣只有61.08 kJ的能量儲存在ATP(2 ml)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





深化探究：1.細胞呼吸過程中能量發(fā)生了怎樣的變化？為什么無氧呼吸產(chǎn)生的能量是少量的？


提示：細胞呼吸過程中儲存在有機物中的穩(wěn)定化學能，轉變成儲存在ATP中特殊的化學鍵的活躍化學能和熱能。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．在通風條件不好的環(huán)境中儲藏的蘋果會有酒味散發(fā)，而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產(chǎn)生，請分析其中的原因。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。因為不同生物細胞所具有的酶不同，導致反應途徑不同，產(chǎn)物也不同。





1．如圖表示細胞呼吸過程中葡萄糖分解的三個途徑，有關說法正確的是( )





A．催化過程②③④的酶均分布于細胞質(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為有氧呼吸的第二、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，有氧呼吸的第二、三階段都會產(chǎn)生ATP，無氧呼吸第二階段沒有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，既能進行有氧呼吸，也能進行酒精發(fā)酵，故過程①②③均能發(fā)生在酵母細胞中，C選項正確；過程③中的CO2是有氧呼吸第二階段的產(chǎn)物，產(chǎn)生于線粒體基質(zhì)中，D選項錯誤。]


2．(2019·山東淄博部分學校高一上期末)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)，相關敘述正確的是( )





A.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，酵母菌只進行有氧呼吸不進行無氧呼吸


D [a濃度時，酵母菌只進行無氧呼吸，A錯誤；b濃度時，6.5 ml CO2由無氧呼吸產(chǎn)生，6 ml CO2由有氧呼吸產(chǎn)生，故有3.25 ml葡萄糖用于無氧呼吸，有1 ml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，6 ml CO2由無氧呼吸產(chǎn)生，9 ml CO2由有氧呼吸產(chǎn)生，故有3 ml葡萄糖用于無氧呼吸，有1.5 ml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，說明酵母菌只進行有氧呼吸，D正確。]


細胞呼吸原理的應用


1．影響細胞呼吸的內(nèi)因——遺傳因素


遺傳物質(zhì)的不同決定酶的種類和數(shù)量不同，進而影響細胞呼吸的類型、速率等。


(1)生物的細胞呼吸類型


①需氧型生物——需在氧氣充足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、破傷風桿菌。


③兼性厭氧型生物——在有氧條件下進行有氧呼吸，在無氧條件下進行無氧呼吸，如酵母菌。


(2)不同種、不同生長發(fā)育時期或不同組織器官，細胞呼吸速率有差異(以植物為例)


①不同種類植物的細胞呼吸速率不同，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、開花期呼吸速率升高，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，一般生殖器官大于營養(yǎng)器官。


2．影響細胞呼吸的外因——環(huán)境因素


(1)溫度





①影響(如圖)：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25～35 ℃之間。


②應用 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(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(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，只進行無氧呼吸。


b．0

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高中生物人教版 (2019)必修1《分子與細胞》電子課本

第3節(jié) 細胞核的結構和功能

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修1《分子與細胞》

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