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1、第2课时细胞呼吸的原理和应用学习目标1说出线粒体的结构和功能(重点)。2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同(重难点)。3.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用(重难点)。|基础知识|一、线粒体的结构和功能及有氧呼吸1线粒体的结构和功能 线粒体的结构示意图(1)图中序号代表的结构：外膜，内膜，嵴，基质。(2)线粒体的功能：进行有氧呼吸的主要场所。2有氧呼吸(1)概念：指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和水，释放能量，生成大量ATP的过程。(2)过程：场所反应物能量释放量第一阶段细胞质基质1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸和H少量第二阶段线粒体基质丙
2、酮酸和水分解成CO2和H少量第三阶段线粒体内膜H和氧结合形成水大量3总反应式：C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。二、无氧呼吸1场所：细胞质基质。2过程：葡萄糖丙酮酸H3分别写出无氧呼吸两种形式的总反应式：产生乳酸：C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量。产生酒精：C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量。三、细胞呼吸的应用1细胞呼吸的应用原理和实例(连线)2细胞呼吸的影响因素影响细胞呼吸的因素主要有：氧气、温度和水分等。|自查自纠|1有氧呼吸全部在线粒体中进行。()2有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。()3无氧呼吸的产物不一定相同。()
3、4人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2。()5无氧呼吸是不彻底的氧化分解，一些能量没释放出来，所以无氧呼吸释放的能量较少。()6温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的。()7氧气作为反应物在有氧呼吸的第二、三阶段参与。()8农田长期水淹后会造成植物烂根与无氧呼吸有关。()答案1.2.3.4.5.6.7.8.|图解图说|线粒体是所有生物进行有氧呼吸的场所吗？提示：不是_同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸是在温和条件下进行的，有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；释放的能量大多储存在ATP中。_人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。_酵母菌有氧呼吸和无氧
4、呼吸都可产生CO2吗？提示：都可产生_探究点一线粒体的结构与有氧呼吸1线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点(1)线粒体是如何扩大自身生物膜面积的？提示内膜折叠成嵴，从而扩大了生物膜面积。(2)有氧呼吸酶主要分布于线粒体的哪些部位？提示主要分布于线粒体的内膜和线粒体基质。2有氧呼吸的过程(1)图中的a、b、c分别表示有氧呼吸的哪个阶段？提示a表示第一阶段，b表示第二阶段，c表示第三阶段。(2)请完善下列有氧呼吸的每个阶段的反应式：第一阶段：C6H12O62C3H4O34H少量能量第二阶段：2C3H4O36H2O6CO220H少量能量第三阶段：24H6O212H2O大量能量(3)请在下列反应式中表示出
5、三种反应物中每种元素的去向。C6H12O66O26H2O12H2O6CO2能量提示(4)葡萄糖在线粒体中能否被氧化分解？为什么？提示不能，因为葡萄糖氧化分解的第一步需要的酶在细胞质基质中。有氧呼吸过程中物质和能量的变化(1)各反应物参与的阶段：葡萄糖在第一阶段参与，H2O在第二阶段参与，O2在第三阶段参与。(2)各生成物产生的阶段：H在第一、二阶段产生，CO2在第二阶段产生，H2O在第三阶段产生。(3)能量变化的特点：三个阶段都产生能量，但大量的能量在第三阶段产生。(1)有线粒体的生物一定能进行有氧呼吸，但没有线粒体的生物有的也能进行有氧呼吸，如蓝藻和一些好氧菌。(2)参与细胞呼吸的主要是糖类
6、，脂肪和蛋白质等也可以参与。【典例1】 如图表示有氧呼吸过程，有关说法正确的是()A中数值最大的是B代表的是O2C有氧呼吸三个阶段所需的酶相同D参与的过程发生在线粒体内膜上解析分析题图可知：分别代表有氧呼吸第一、二和三阶段所释放的能量，其中第三个阶段所释放的能量的数值最大。有氧呼吸第一个阶段发生在细胞质基质中，第二和第三个阶段分别发生在线粒体的基质和内膜上。三个阶段发生的场所不同，所需的酶不同。代表参与第二个阶段反应的原料H2O，不是O2，是O2，参与的过程是有氧呼吸的第三个阶段，发生在线粒体内膜上。答案D判断某个过程的名称时，最好的方法是看该过程的起点和终点是什么物质，然后结合细胞呼吸的过程
7、即可作出判断。例如，某过程消耗 H2O而产生CO2，则该过程就是有氧呼吸的第二阶段；某过程消耗O2产生了水，则为有氧呼吸第三阶段。【跟踪训练】1下图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，以下有关叙述正确的是()A分别表示H2O、O2B图中产生H的场所都是线粒体C用18O标记葡萄糖，则在产生的水中能检测到放射性D图示过程只能在有光的条件下进行解析题图所示的是有氧呼吸的过程，有氧呼吸包括三个阶段，第一阶段是葡萄糖在酶的作用下分解成丙酮酸，同时产生少量的能量和H，第二阶段是丙酮酸和水在酶的作用下生成二氧化碳，同时产生H和少量的能量，第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的H与O2结合形成水，同时产生大量的
8、能量，其中葡萄糖中的氧全部到了产物二氧化碳中。答案A探究点二影响细胞呼吸的因素及应用1O2浓度下图表示O2浓度对某种植物非绿色器官细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的影响曲线。(1)图中a、b、c三条曲线的含义分别是什么？提示b曲线表示有氧呼吸释放的CO2量，c曲线表示无氧呼吸释放的CO2量，a曲线表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2总量。(2)O2浓度由0增加到5%的过程中，CO2释放总量不断降低的原因是什么？提示O2浓度由0增加到5%的过程中，无氧呼吸强度随O2浓度的降低而受到抑制，使无氧呼吸释放的CO2量减少，而此时有氧呼吸的强度较低，故CO2释放总量不断降低。(3)当O2浓度在010%的范围内
9、时，该植物器官的呼吸类型是什么？提示在O2浓度在010%的范围内时，该植物器官的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。(4)当氧气浓度为10%时，a、b两曲线重合的原因是什么？提示当氧气浓度为10%时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸，故a、b两曲线重合。2温度、水分、CO2浓度对细胞呼吸的影响下面甲、乙、丙三图分别表示温度、水分、CO2浓度对细胞呼吸的影响。(1)分析甲图，思考温度影响细胞呼吸的原理是什么？提示温度是通过影响有关酶的活性来影响细胞呼吸的。(2)结合甲图思考，在温室大棚中我们应如何来控制温度来提高产量？提示温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。(3)结合
10、乙图，分析含水量与呼吸速率之间的关系。提示在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。(4)根据乙图分析种子在储藏前为什么要晾干？干种子萌发时为什么要浸泡处理？提示储存粮食之前要进行晾干处理，以降低含水量，从而降低呼吸速率。干种子萌发前要浸泡处理，以增加含水量提高呼吸速率。(5)结合丙图所示的原理思考在蔬菜、水果保鲜时我们可采取什么措施？提示在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。【典例2】 如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况，根据所提供的信息，以下判断正确的是()
11、AN点时，该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等，说明其只进行有氧呼吸B M点是储藏该器官的最适O2浓度，此时无氧呼吸的强度最低C该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解DL点时，该器官产生CO2的场所是线粒体基质解析N点之后，O2的吸收量与CO2的释放量不等，说明该植物非绿色器官呼吸作用过程中还有非糖物质的氧化分解，C正确；由于有非糖物质参与氧化分解，故O2的吸收量与CO2的释放量相等不能说明该器官只进行有氧呼吸，A错误；M点细胞的总呼吸强度最低，但无氧呼吸强度并不是最低的，B错误；L点时，细胞只进行无氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质，D错误。答案C【跟踪训练】2甲、乙两图表示苹果组织细胞
12、中CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述错误的是()A甲图中O2浓度为a时的情况对应的是乙图中的A点B甲图中O2浓度为b时，对应乙图中CD段C甲图的a、b、c、d四个浓度中c是最适合储藏苹果的O2浓度D甲图中O2浓度为d时没有酒精产生解析甲图中O2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，对应乙图中的A点，A正确；甲图中O2浓度为b时CO2的释放量远远大于O2的吸收量，说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，且无氧呼吸强度大，应对应乙图中AC段(不包括A点和C点)，B错误；储藏苹果应选择CO2释放量最少即细胞呼吸最弱时的O2浓度，C正确；O2浓度为d时，CO2的释放量
13、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，D正确。答案B探究点三对细胞呼吸方式的判断及相关计算1请根据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸反应式写出以下比例：有氧呼吸：C6H12O6O2CO2166，据此可知，有氧呼吸中消耗的O2量等于(填“大于”、“小于”或“等于”)CO2的产生量；无氧呼吸：C6H12O6CO2C2H5OH122。2人体细胞(或动物细胞)的细胞呼吸中O2的消耗与CO2的产生：有氧呼吸时，O2：CO211，无氧呼吸时既没有O2的消耗也没有CO2的产生。3以酵母菌为例，假如以葡萄糖为呼吸的底物，则：(1)不消耗O2而产生CO2，则只进行无氧呼吸；(2)消耗的O2量等于产生的
14、CO2的量，则只进行有氧呼吸；(3)消耗O2且产生的CO2的量大于O2的消耗量，则既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸；(4)酒精的产生量等于CO2的释放量，则只进行无氧呼吸。4如果一瓶酵母菌有的进行有氧呼吸有的进行无氧呼吸，已知O2的消耗量等于a mol，CO2的产生量是b mol，则呼吸消耗的葡萄糖中有a/6 mol用于有氧呼吸，有(ba)/2 mol用于无氧呼吸。【典例3】 有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：氧浓度/%abcd产生CO2的量/mol30912.515产生酒精的量/mol096.56下列叙述错误的是()A氧浓度为a时只进行
15、有氧呼吸Bb值对应的氧浓度为0C氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2为6 molD氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵解析突破口：结合酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的反应式对每个选项进行分析。有氧呼吸反应式：C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量。无氧呼吸(酒精发酵)反应式：C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量。氧浓度为a时，只产生CO2，不产生酒精，说明只进行有氧呼吸；氧浓度为b时，产生CO2的量和酒精的量相同，说明只进行无氧呼吸，氧浓度为0；氧浓度为c时，酵母菌无氧呼吸产生酒精的量和CO2的量相同，因此有氧呼吸产生的CO2为12.56.56(mo1)；氧浓度为d
16、时，设参与有氧呼吸的葡萄糖的量为x，由有氧呼吸反应式可知，产生的CO2为6x，设参与无氧呼吸的葡萄糖的量为y，由无氧呼吸反应式可知，产生的酒精和CO2均为2y，则有2y6,6x2y15，得x1.5，y3，可推出有2/3的葡萄糖用于酒精发酵。答案D【跟踪训练】3将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1小时后，测定O2的吸收量和CO2释放量如下表所示。下列分析正确的是()O2浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量(mol)00.10.20.30.40.50.60.70.80.8CO2释放量(mol)10.80.60.50.40.50.60.70.80.8AO
17、2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多BO2浓度为3%时，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的2倍C苹果果肉细胞在O2浓度为3%和7%时，消耗的葡萄糖量相等D苹果果肉细胞在O2浓度为5%25%时，只进行有氧呼吸解析由表可知，O2浓度大于20%以后，有氧呼吸的强度不变。O2浓度为3%时，有氧呼吸消耗的O2量为0.3，消耗的葡萄糖为0.3/6，无氧呼吸产生的CO2量为0.2，消耗的葡萄糖为0.2/2，前者是后者的1/2。在O2浓度为3%时同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，而O2浓度为7%时只进行有氧呼吸，消耗的葡萄糖量不相等。在O2浓度为5%25%时，O2的吸收量和CO2释放量相等，只进行
18、有氧呼吸。答案D知识脉络要点晨背1.有氧呼吸的三个阶段的场所分别是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。2.有氧呼吸的三个阶段都能释放能量，但第三阶段释放最多。3.细胞呼吸释放的能量大部分变成热能释放，只有一部分用于合成ATP。4.无氧呼吸全部在细胞质基质中进行，大部分植物和酵母菌的无氧呼吸产物是酒精和CO2，人体和动物细胞的无氧呼吸产物是乳酸。5.氧气能促进有氧呼吸而抑制无氧呼吸。6.温度是通过影响呼吸酶的活性来影响细胞呼吸的。1马铃薯块茎进行无氧呼吸时，只能释放少量能量，其他能量()A储藏在葡萄糖中B存留于酒精中C存留于乳酸中D以热能形式散失解析马铃薯块茎的无氧呼吸产生乳酸而不是酒精，所以没
19、有释放出来的能量储藏在乳酸中。答案C2下列细胞中，其呼吸过程会产生酒精的是()A缺氧条件下的马铃薯块茎细胞B剧烈运动时人的骨骼肌细胞C酸奶生产中的乳酸菌D受涝的植物根细胞解析植物根细胞的无氧呼吸产生酒精。答案D3(2016雅安高一检测)在有氧呼吸的反应阶段中，下列不在线粒体中进行的只有()AH传递给氧生成水BC6H12O6分解为丙酮酸和HC丙酮酸分解为CO2和HDADP与磷酸反应生成ATP解析有氧呼吸的第一阶段是将葡萄糖分解为丙酮酸和H，该过程的场所是细胞质基质而不是线粒体。答案B4下图表示生物体内葡萄糖的代谢过程，其中A、B、C、D代表物质名称，表示过程，请据图回答：(1)C代表的物质名称是
20、_，过程进行的场所是_(2)在过程中，有能量释放的过程是_ (填序号)，有O2参与的过程是_(填序号)。(3)在过程中，可在酵母菌细胞内进行的过程是_，可在人体细胞内进行的过程是_。(4)写出过程的总反应式：_解析(1)图中是细胞呼吸的第一阶段，产物C是丙酮酸。是产生乳酸类型的无氧呼吸的后期，其场所是细胞质基质。(2)细胞呼吸的第一阶段和有氧呼吸的第二、三阶段释放能量，无氧呼吸的后期阶段不能释放能量。(3)酵母菌细胞中可以进行有氧呼吸和产生酒精和CO2类型的无氧呼吸，但不能进行产生乳酸类型的无氧呼吸。人体细胞中可以进行有氧呼吸和产生乳酸类型的无氧呼吸。(4)略。答案(1)丙酮酸细胞质基质(2)(3)(4)C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量