第5章 第3节 第2课时 无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用-【创新教程】2025-2026学年高中生物必修1五维课堂同步Word教案（人教版2019）

第2课时　无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用 课标内容要求 核心素养对接 1.比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质 2．探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用 生命观念：分析有氧呼吸与无氧呼吸的过程，区别两者的异同 社会责任：依据细胞呼吸原理指导农业生产，解决实际问题 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [基础梳理] 一、无氧呼吸 1．类型及反应式 2．场所：　细胞质基质　。 3．过程 (1)第一阶段：与　有氧呼吸　的第一阶段完全相同。 (2)第二阶段：　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CO2　，或者转化成乳酸。 二、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　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．粮食贮藏需要的条件是　(零上)低温、低氧和干燥　；蔬菜、水果贮藏的条件是　(零上)低温、低氧　和适宜的　湿度　。 [基础诊断] (1)无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行( √ ) (2)不同生物无氧呼吸的第一阶段完全相同( √ ) (3)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP( × ) (4)稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸，防止幼根黑腐( √ ) (5)无氧呼吸产物中只有酒精或乳酸( × ) (6)储存蔬菜、水果时应隔绝O2，以减弱细胞呼吸( × ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 无氧呼吸 1．无氧呼吸过程 第一阶段(与 有氧呼吸第一 阶段相同) 葡萄糖丙酮酸、[H]和少量能量 第二阶段 酒精发酵 丙酮酸 酒精＋CO2 大多数植物、酵母菌等 乳酸发酵 丙酮酸乳酸 高等动物、乳酸菌和少数植物器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等) 2.无氧呼吸过程的能量转化 (1)无氧呼吸过程中1 mol葡萄糖在分解成乳酸时，只释放出196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中，近69%的能量都以热能的形式散失了。 (2)无氧呼吸过程中1 mol葡萄糖分解成酒精和CO2时，只释放出225.94 kJ的能量，其中同样只有61.08 kJ的能量储存在ATP中，近73 %的能量都以热能的形式散失了。 ◆[互动探究] 1．无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，无氧呼吸为什么产生的能量是少量的？ 提示：因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存大部分能量。 2．剧烈运动过后的肌肉酸疼是怎样造成的？ 提示：剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸。 ◆[对点训练] 1．将酵母菌研磨制成匀浆，离心后得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。在隔绝空气的条件下，将等量的上清液、沉淀物和未经离心的匀浆分别加入甲、乙、丙3支试管，再分别滴加等量的葡萄糖溶液，终产物相同的是(　　) A．甲、乙　　　　　　　　　 B．甲、丙 C．乙、丙 D．甲、乙、丙 解析：B　[甲试管含酵母菌细胞质基质，在隔绝空气的条件下，加葡萄糖能发生无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳；乙试管含酵母菌细胞器，在隔绝空气的条件下，加葡萄糖没有反应；丙试管含酵母菌细胞质基质和细胞器，在隔绝空气的条件下，加葡萄糖能发生无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳。故产物相同的是甲试管和丙试管，B正确。] 2．研究人员探究缺氧条件下北欧鲫鱼细胞呼吸特点，结果如图。下列叙述正确的是(　　) A．图中能产生ATP的过程有①②③，过程①发生在细胞质基质 B．取培养该鱼的水样加入碱性的重铬酸钾溶液振荡混合均匀，水样变成灰绿色 C．为验证北欧鲫鱼肌细胞具有上述呼吸特点，可将该鱼在氧气充足条件下培养 D．北欧鲫鱼的其他组织细胞产生的乳酸最终转化为酒精排出体外 解析：D　[图中能产生ATP的过程只有①②，③过程不释放能量，没有ATP产生，过程①②③都发生在细胞质基质中；取培养该鱼的水样加入酸性的重铬酸钾溶液振荡混合均匀，水样变成灰绿色；为验证北欧鲫鱼肌细胞具有上述呼吸特点，可将该鱼在缺氧条件下培养；根据图示，北欧鲫鱼的其他组织细胞产生的乳酸最终转化为酒精排出体外。] 有关无氧呼吸的六点提醒 (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)多数能进行有氧呼吸的生物，一般也能进行无氧呼吸； (3)不同生物无氧呼吸产物不同，直接原因是细胞内的酶不同，根本原因是所含的基因不同。 (4)大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳； (5)高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸； (6)有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸。 细胞呼吸原理的应用 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)生物细胞的呼吸类型 ①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。 ②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。 ③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、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) ①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。 ②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。 ③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 ①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25～35 ℃之间。 ②应用 (2)氧气 ①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．0＜O2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 ②应用 (3)水分 ①影响 ②应用 (4)CO2 ①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，如图所示。 ②应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。 ◆[互动探究] 1．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？ 提示：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，1C6H12O6→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，两者消耗的葡萄糖之比是1∶3。 2．农作物种子的保存是不是保存在无氧环境中最好？ 提示：不是，农作物种子应该保存在低氧环境中，抑制了无氧呼吸，有氧呼吸的速率仍然较弱，有机物消耗最少。 ◆[对点训练] 1．以下甲、乙两图都表示苹果组织细胞中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是(　　) A．图甲中氧浓度为a时的情况对应的是图乙中的A点 B．图甲中氧浓度为b时的情况对应的是图乙中的CD段 C．图甲的a、b、c、d四个浓度中c是最适合苹果储藏的氧浓度 D．图甲中氧浓度为d时没有酒精产生 解析：B　[图甲中氧浓度为a时，细胞只释放CO2不吸收O2，说明细胞只进行无氧呼吸，对应图乙中的A点；图甲中氧浓度为b时CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应在图乙中AC段之间；贮藏植物器官应选择CO2产生量最少，即细胞呼吸最弱时(图甲中的c时)的氧浓度；氧浓度为d时，CO2的释放量与O2的吸收量相等，细胞只进行有氧呼吸，因此没有酒精产生。] 2．在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是(　　) 条件 a b c d CO2释放量 10 8 6 7 O2吸收量 0 3 4 7 A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C．c条件下，无氧呼吸最弱 D．d条件下，产生的CO2全部来自线粒体 解析：D　[a条件下，不吸收O2，但产生CO2，故只进行无氧呼吸，呼吸产物除CO2外还有酒精；b条件下，既有有氧呼吸又有无氧呼吸，有氧呼吸消耗体积为3的O2，产生体积为3的CO2，消耗葡萄糖的相对量为0.5，无氧呼吸产生体积为5的CO2，消耗葡萄糖的相对量为2.5；c条件下，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；d条件下，只进行有氧呼吸，无氧呼吸为0，产生的CO2全部来自线粒体。] 归纳概括细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系 反应式 有氧呼吸：C6H12O6＋6O2＋6H2O酶 6CO2＋12H2O＋能量 无氧呼吸：C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋能量 比例 归纳 ①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6 ②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶酒精＝1∶2∶2 ③消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2摩尔数：有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝3∶4 ④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖摩尔数： 无氧呼吸∶有氧呼吸＝3∶1 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸，都能产生(　　) A．葡萄糖　　　　　　　 B．丙酮酸 C．酒精 D．乳酸 解析：B　[有氧呼吸时，可产生丙酮酸、二氧化碳和水；无氧呼吸时，可产生丙酮酸、酒精和二氧化碳。] 2．高等植物有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，它们分别形成于(　　) ①细胞质基质　②叶绿体　③核糖体　④线粒体 A．②④ B．①④ C．③② D．④① 解析：D　[有氧呼吸放出的CO2是在线粒体内进行的第二阶段产生的，可表示为：2C3H4O3＋6H2O酶,6CO2＋20[H]＋能量；无氧呼吸只在细胞质基质中进行，其产生CO2的过程可表示为：2C3H4O32C2H5OH＋2CO2。] 3．低温自发气调贮藏法是荔枝保鲜的有效方法，具体做法是采摘七至八分熟的荔枝迅速放入聚乙烯薄膜袋中杀菌、扎口，然后装入纸箱放于1～5℃、相对湿度85%～90%、CO2浓度小于10%条件下贮藏，保鲜时间可长达30天左右。下列叙述正确的是(　　) A．荔枝保鲜要选取没有果蒂、无机械伤害和病虫害的果实 B．无氧环境中，荔枝会进行无氧呼吸产生大量乳酸而坏掉 C．低温贮藏时，荔枝的细胞中酶活性低，细胞呼吸较弱 D．将荔枝置于低温、干燥、低氧环境中，可延长保鲜时间 解析：C　[荔枝保鲜要选取保留果蒂、无机械伤害和病虫害的果实，A错误；无氧环境中，荔枝会进行无氧呼吸产生大量酒精而坏掉，B错误；低温贮藏时，荔枝的细胞中酶活性低，细胞呼吸较弱，C正确；水果的储存要保持适当水分，D错误。] 4．细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中，下表中有关措施与目的均正确的是(　　) 选项 应用 措施 主要目的 A 蔬菜保鲜 零下低温 降低细胞呼吸，减少有机物消耗 B 水稻生长 定期排水 避免无氧呼吸产物对细胞产生毒害作用 C 包扎伤口 透气纱布 促进伤口细胞的有氧呼吸 D 有氧运动 提倡慢跑 防止无氧呼吸产生过多的酒精 解析：B　[蔬菜保鲜的目的既要保持水分，又要降低呼吸作用，所以零上低温是最好的方法，A错误；稻田要定期排水，否则水稻幼根会因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精中毒而烂根的现象，B正确；用透气纱布包扎伤口，可增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，从而抑制厌氧菌的大量繁殖，C错误；提倡慢跑能促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀，D错误。] 5．将酵母菌研磨，离心后，得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。把等量的上清液、沉淀物和未离心的匀浆，分别放入甲、乙、丙三支试管中(如下图)，加入用18O标记的等量O2和用3H标记的等量的C6H12O6溶液，一段时间后，检测各试管，其结果正确的是(　　) 甲 乙 丙 上清液 沉淀物 匀浆 A.三支试管C6H12O6的量都将减少 B．三支试管都有丙酮酸、[3H]生成 C．丙试管有HO和CO2生成 D．三支试管都能释放能量 解析：C　[甲试管中含有细胞质基质，加入的葡萄糖在细胞质基质中相关酶的催化下产生丙酮酸和少量的[3H]，释放少量的能量，但因有氧的存在，丙酮酸在细胞质基质中无法转化为酒精和CO2；乙试管中没有细胞质基质，但有线粒体，因缺乏将葡萄糖分解成丙酮酸的酶，加入的葡萄糖不能被分解，因而不能进入线粒体中发生反应；丙试管中加入的是未离心的匀浆，既有细胞质基质，又有线粒体，有氧呼吸全过程的酶在丙试管中都存在，当加入用18O标记的等量O2和用3H标记的等量的C6H12O6溶液的一段时间后，3H标记C6H12O6被彻底分解成HO和CO2，同时释放出大量的能量。] 学科网（北京）股份有限公司 $$