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）-2024-2025学年高一生物单元必背知识清单（人教版2019必修1）

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 一、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.呼吸作用的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，也叫细胞呼吸。 2.酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌 自变量 氧气的有无 因变量 CO2产生的多少，有无酒精产生 因变量检测指标 CO2的鉴定：CO2可使澄清石灰水变混浊，根据石灰水的浑浊成都检测CO2的产生情况；也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据变成黄色的时间长短来比较CO2的产生情况。 酒精的鉴定：酒精与橙色的重铬酸钾溶液在酸性（浓硫酸）条件下发生化学反应，变成灰绿色 无关变量 温度、试剂用量等，要遵循等量原则 3.由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 4.配制葡萄糖溶液时，对葡萄糖溶液煮沸的目的：杀死杂菌。煮沸后冷却的目的：防止酵母菌体内的酶在高温下失活。 5.NaOH的作用：吸收CO2，保证通入酵母菌培养液中的气体不含CO2，避免对实验结果的干扰。 6.间歇性通空气的原因：使NaOH充分吸收CO2，保证通入澄清石灰水的CO2为酵母菌产生。 7.B瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的原因：让酵母菌将瓶中氧气耗尽，保证通入澄清石灰水的是无氧呼吸产生的CO2。 8.本实验为对比实验 对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 二、有氧呼吸 1.对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。 2.有氧呼吸的主要场所——线粒体 3.有氧呼吸的总反应式 C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 4. 有氧呼吸的三个阶段（重点记忆） 阶段 物质变化 场所 放能多少 第一 阶段 酶 （葡萄糖）C6H12O6 2C3H4O3（丙酮酸）＋4[H] 细胞质基质 少量 第二 阶段 酶 2C3H4O3＋6H2O 6CO2＋20[H] 线粒体基质 少量 第三 阶段 酶 24[H]＋6O2 12H2O 线粒体内膜 大量 注：(1)[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ) (2)C6H12O6不能进入线粒体（只有分解成丙酮酸后，才能进入线粒体）。 (3)每个阶段的能量都是大部分以热能形式散失，少部分储存在ATP中 5.同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸特点：过程温和；能量逐步释放；有部分能量储存在ATP中。 6.蓝细菌无线粒体也可进行有氧呼吸，因具有与有氧呼吸有关的酶 7.CO2中的C来自葡萄糖，O来自葡萄糖和水。H2O中的O来自氧气。 三、无氧呼吸 1.场所：细胞质基质。 2.过程（无氧呼吸的两个阶段） 第一 阶段 葡萄糖2丙酮酸＋4[H]＋少量能量 第二 阶段 产酒精 2丙酮酸＋4[H]酒精＋CO2 大多数植物、酵母菌等 产乳酸 2丙酮酸＋4[H]乳酸 高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌、哺乳动物成熟红细胞等 3.无氧呼吸的总反应式 C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量。 4.无氧呼吸过程中的能量转化大部分以热能形式散失 少部分储存在ATP中 第一阶段释放少量能量 1 mol葡萄糖第二阶段不释放能量 大部分能量留在酒精或乳酸中 5.无氧呼吸只在第一阶段释放能量，生成少量ATP 6.有氧呼吸是葡萄糖等有机物的彻底氧化分解，无氧呼吸是不彻底（不完全）氧化分解 7.细胞呼吸能为生物体提供能量，也是生物体代谢的枢纽 8.有氧呼吸和无氧呼吸都有[H]的产生和消耗，没有[H]积累 9.病毒没有细胞结构，不能进行细胞呼吸，但所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量 10.细胞呼吸=呼吸作用，不同于呼吸运动 呼吸运动的时候吸气，吸进去的O2进入肺部后，再进入我们细胞内的线粒体，进行细胞呼吸，细胞呼吸产生CO2，再出细胞进入肺部，通过呼气运动排出体外。 四、细胞呼吸方式的判断(以真核生物为例) 1.依据反应方程式判断 （1）消耗O2，一定存在有氧呼吸 产生H2O，一定存在有氧呼吸 有酒精或乳酸产生：一定存在无氧呼吸 没有CO2，释放：一定为产乳酸的无氧呼吸 （2）CO2=O2只进行有氧呼吸，或同时进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 CO>O2同时进行有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸 CO<O2 存在脂肪等的氧化分解（等质量的糖和脂肪比，脂肪中H多O少，故参与有氧呼吸时，消耗的O2多，产生的CO2少） 2.通过液滴移动法探究细胞呼吸的方式 ①探究装置：以发芽种子为例 ②结果与结论 实验结果 结论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 左移 左移 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质 ③为防止温度等物理因素的干扰，使实验结果精确，还应设置对照装置三。装置三与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。（煮熟的种子已经不能再进行呼吸作用，若液滴发生移动，则可能有存在物理因素的干扰） ④为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理 ⑤用绿色植物作实验材料测定细胞呼吸速率时，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 五、有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼吸底物) ①有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2＝1∶6∶6。 ②产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精＝1∶2∶2。 ③消耗等量的葡萄糖时，产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1∶3。 ④消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。 六、细胞呼吸的影响因素及其应用 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 ①原理：温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸速率。 ②应用：储存水果、蔬菜时应选取零上低温 (2)O2浓度 B A ①原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 ②解读： a. O2浓度低时，无氧呼吸占优势。 b．随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强。 c．当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。 d.A点为CO2释放总量的最低点，此O2浓度下消耗的葡萄糖是最少的，所以储存水果蔬菜时应选择低氧 e.B点代表有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2相等，但这时无氧呼吸消耗的葡萄糖时有氧呼吸的3倍 ③应用 a．选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。 b．作物栽培中及时松土，有利于根系生长（松土后，有氧呼吸增强，产生的能量增多，有利于根系通过主动运输从外界吸收矿质元素）。 c．提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。 d．稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。 (3)CO2浓度 ①原理：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。 ②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 (4)含水量 ①解读：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。 ②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$