5.3 细胞呼吸的原理与应用-【赢在课堂】2021-2022学年高一生物同步教学精品课程（人教版2019必修1）

学科网（北京）股份有限公司 第3节 细胞呼吸的原理与应用 学习目标 1.通过实验探究、掌握酵母菌细胞呼吸的方式。 2.概述有氧呼吸的三个阶段，概括有氧呼吸的概念。 3.概述无氧呼吸的过程，并比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 4.了解细胞呼吸原理的应用。 梳理教材 一、细胞呼吸的方式 1．呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。 2．探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)酵母菌细胞呼吸的方式 (2)呼吸产物的检测 检测产物 试剂 现象 CO2 澄清石灰水 石灰水变混浊 溴麝香草酚蓝溶液 由蓝变绿再变黄 酒精 酸性条件下的重铬酸钾溶液 橙色变灰绿色 (3)实验步骤 (4)实验结论 ①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 ②产物 3．细胞呼吸的类型：有氧呼吸和无氧呼吸。 二、有氧呼吸 1．主要场所——线粒体 (1)写出序号代表的结构名称 ①外膜；②内膜形成的嵴；③线粒体基质。 (2)与有氧呼吸有关的酶分布在②③。 (3)线粒体的功能：进行有氧呼吸的主要场所。 2．化学反应式 C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量。 3．有氧呼吸过程 4．能量转化 5．有氧呼吸概念 指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 【特别提醒】 (1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。 (2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能在线粒体中进一步分解。 (3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。 三、无氧呼吸 1．场所：细胞质基质。 2．过程 (1)第一个阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。 (2)第二个阶段：丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。 3．类型及反应式 4．概念：无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 【特别提醒】 (1)不是所有植物细胞无氧呼吸产物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜块根、马铃薯块茎等植物细胞无氧呼吸的产物是乳酸。人体细胞无氧呼吸产物是乳酸，因此人体细胞产生二氧化碳只能通过有氧呼吸。 (2)无氧呼吸只有第一阶段释放能量，第二阶段不释放能量。 (3)有氧条件下葡萄糖中能量的去向有两个：大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中。无氧条件下葡萄糖中能量的去向有三个：①未释放的能量储存在酒精或乳酸中；②释放的能量大部分以热能的形式散失；③释放的能量少部分储存在ATP中。 四、细胞呼吸原理的应用 1．包扎伤口时，需要选用透气的消毒纱布。 2．酿酒时要先通气后密封，通气的目的是让酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖，密封的目的是让酵母菌在无氧条件下进行酒精发酵。 3．对花盆里的土壤经常进行松土透气。 4．粮食储藏需要的条件是(零上)低温、低氧和干燥；蔬菜、水果储藏的条件是(零上)低温、低氧和适宜的湿度。 【归纳总结】影响细胞呼吸的因素及其应用 (1)内因 ①遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同。 实例：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 ②生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。 实例：幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。 ③器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。 实例：生殖器官大于营养器官。 (2)外因 ①温度 a．影响：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25～35 ℃之间。 b．应用 ②氧气 a．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。 Ⅰ.O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。 Ⅱ.0<O2浓度<10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 Ⅲ.O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。 Ⅳ.O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。 b．应用 ③水分 a．影响 b．应用 ④CO2 a．影响：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。如图： b．应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。 要点背诵 1．有氧呼吸的反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量。 2．真核生物有氧呼吸的三个阶段发生的场所依次是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。 3．原核生物有氧呼吸的场所是细胞质和细胞膜。 4．CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。 5．在酸性条件下，橙色的重铬酸钾溶液与酒精反应变成灰绿色。 6．在没有氧气参与的情况下，葡萄糖