細胞呼吸的方式和過程考點一考點二第8講細胞呼吸的原理和應用考點三細胞呼吸的影響因素及應用探究酵母菌細胞呼吸的方式及拓展應用細胞呼吸的方式和過程指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成CO2或其他物質，釋放出能量并生成ATP的過程。細胞呼吸：

肺通氣（呼吸的現象）氣體運輸

細胞呼吸（呼吸的本質）呼吸：是指生物體或細胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過程。細胞內+糖類+水能量O2O2呼吸器官血液循環血液循環呼吸器官CO2+CO2【注意】呼吸≠呼吸作用+水為生物體提供能量，是生物體代謝的樞紐。氧化分解有機物，釋放能量。細胞呼吸的實質：細胞呼吸的意義：細胞呼吸的方式和過程是指細胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把葡萄糖等有機物

，產生

，釋放

，生成

的過程。氧酶徹底氧化分解二氧化碳和水大量能量大量ATP有氧呼吸的主要場所————線粒體外膜內膜嵴基質一

有氧呼吸

思考1：線粒體適于有氧呼吸的結構有哪些？思考2：同有機物體外燃燒相比有何不同？意義？a.過程溫和(常溫、常壓、一定pH等)b.能量逐步釋放c.釋放的能量有一部分儲存在ATP中保證有機物中的能量得到最充分的利用且有利于維持細胞的相對穩定狀態。細胞呼吸的方式和過程一

有氧呼吸

Ⅰ過程[H]：還原型輔酶Ⅰ(NADH)NAD+：氧化型輔酶Ⅰ

C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶總反應式：指細胞在

的條件下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物

氧化分解，產生

或

，釋放

能量，生成

ATP的過程。細胞呼吸的方式和過程二

無氧呼吸無氧不完全乳酸

少量少量能量未被完全釋放過程：總反應式：C6H12O6

2C2H5OH+

2CO2+能量（少量）酶①

酒精發酵酵母菌、大多數高等植物a.人和動物細胞

b.乳酸菌

c.馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚②乳酸發酵C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）酶無氧呼吸的產物不同,直接原因：根本原因：催化反應的酶不同控制酶合成的基因不同或基因的選擇性表達。不放能同有氧呼吸

(細胞質基質)酒精和二氧化碳

大量以

形式散失少量儲存在

中。

1mol葡萄糖

（2870kJ）細胞呼吸的方式和過程三

能量去向

有氧呼吸大量儲存在

或

中。ATP酒精無氧呼吸乳酸大部分：熱能形式散失少部分：儲存在ATP中(977.28kJ，約34%)

1mol葡萄糖

（2870kJ）只在第一階段釋放少量釋放

全部釋放熱能乳酸菌動物酵母菌植物無氧呼吸生物四

生物種類

細胞呼吸的影響因素及應用一

內因①遺傳特性：不同種類的植物呼吸速率不同。②生長發育時期：同一植物在不同的生長發育時期呼吸速率不同。③器官類型：同一植物的不同器官呼吸速率不同。水生植物>旱生植物，陽生植物>陰生植物。幼苗、開花期>成熟期生殖器官>營養器官。二

外因1、溫度：通過影響

而影響細胞呼吸速率。應用①糧食、蔬菜、水果的儲藏：

。②大棚蔬菜栽培：夜間和陰天適當

，以降低呼吸作用消耗的有機物。零上低溫降溫

酶的活性1．溫度(1)原理：溫度通過影響01(□)

的活性來影響呼吸速率。(2)應用：①在02(□)

條件下。②大棚的栽培過程：夜間適當03(□)

溫度，降低細胞呼吸，減少04(□)

的消耗。醫療保健生產生活①包扎傷口：選用

的消毒紗布或“創可貼”等。②

（只能進行

呼吸）引起破傷風。③慢跑等：能避免肌細胞因供氧不足進行

呼吸產生

。細胞呼吸的影響因素及應用二

外因2、O2濃度：O2是有氧呼吸必需的，對無氧呼吸有

作用抑制①

O2濃度=0時，只進行

。②

0<O2濃度<10%時，進行

。③

O2濃度≥10%時，只進行

。④

O2濃度=

時，細胞呼吸最弱。無氧呼吸無氧呼吸和有氧呼吸有氧呼吸5%（CO2濃度最低，有機物消耗最少）應用透氣破傷風芽孢桿菌無氧大量乳酸無氧④釀酒：利用酵母菌在控制

的情況下，生產各種酒。⑤利用微生物細胞呼吸原理制作饅頭、面包、泡菜、青霉素、味精等產品。⑥中耕松土、適時排水，促進作物根系的

。⑦儲藏果蔬：低溫、低氧等減弱果蔬的呼吸作用，以減少

的消耗，延長保質期。有機物有氧呼吸通氣

應用：適當

CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。CO2是細胞呼吸最終產物，積累過多會抑制細胞呼吸。

細胞呼吸的影響因素及應用二

外因3、CO2濃度：增加4、水：一定范圍內，細胞中自由水含量越多，代謝越

，細胞呼吸越強。應用：①植物栽培：合理灌溉。

②果蔬儲存：應保持一定的濕度。

③種子儲藏：將種子曬干，以減弱呼吸作用，利于儲藏。旺盛果蔬需零上低溫、低氧、高CO2、適宜水分；種子需要零上低溫、低氧、高CO2、干燥條件。

果蔬和種子儲存條件：異養兼性厭氧型探究酵母菌細胞呼吸的方式探究酵母菌細胞呼吸的方式及其拓展應用溴麝香草酚藍灰綠色葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應發生顏色變化，因此應將酵母菌的培養時間適當延長以耗盡溶液中的葡萄糖。變量自變量因變量無關變量細胞呼吸的條件細胞呼吸的產物有氧無氧影響實驗結果的可變因素（溫度、葡萄糖溶液濃度、酵母菌活性等）酒精、CO2原理檢測酒精的產生：從A、B中各取2mL酵母菌培養液的濾液，分別注入編號為1、2的兩支試管中→分別滴加0.5mL溶有0.1g

的濃硫酸溶液→振蕩并觀察溶液的顏色變化。重鉻酸鉀實驗結論探究酵母菌細胞呼吸的方式及其拓展應用實驗設計探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗結果觀察項目澄清石灰水出現渾濁所需時間及渾濁程度溴麝香草酚藍溶液變色情況、變化時間酸性重鉻酸鉀溶液變色情況甲組(有氧)

變黃且所需時間短不變色乙組(無氧)長且渾濁程度小

短且渾濁程度大變黃且所需時間長橙色↓灰綠色酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸,①有氧條件下有氧呼吸，產生大量的二氧化碳和水。②無氧條件下無氧呼吸，產生酒精和少量二氧化碳。酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸，①有氧條件下有氧呼吸，產生大量的二氧化碳和水。②無氧條件下無氧呼吸，產生酒精和少量二氧化碳。探究酵母菌細胞呼吸的方式及其拓展應用探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗結論

①設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究

的影響。

②均為實驗組(或互為實驗組和對照組)，實驗組的結果都是

的。對比試驗是對照實驗的一種特殊形式，即相當于“相互對照實驗”。對比實驗對比實驗中各組都是實驗組，各組之間相互對照。教材中對比實驗的實例有：

(填序號)。①探究酵母菌細胞呼吸的方式；②魯賓和卡門的同位素標記法實驗；③赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標記T2噬菌體侵染細菌的實驗；④比較過氧化氫在不同條件下的分解。①②③例題某種因素對實驗對象事先未知在利用葡萄糖作為呼吸底物的條件下，有氧呼吸時裝置內氣體體積

，無氧呼吸氣體體積

。探究酵母菌細胞呼吸的方式及其拓展應用“液滴移動法”探究細胞呼吸的類型裝置一NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸產生的CO2，著色液滴移動的距離代表細胞呼吸吸收O2的量原理作用著色液滴移動的距離代表細胞呼吸產生的CO2量與吸收的O2量的差值裝置二原理作用裝置三原理作用煮熟的種子不進行呼吸作用，著色液滴移動的距離代表非生物（物理）因素的作用強度探究有氧呼吸探究呼吸作用排除實驗干擾不變增加實驗結果（液滴移動方向）結論裝置一裝置二不動不動只進行產生乳酸的無氧呼吸或種子已經死亡不動右移只進行產生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸左移左移種子進行有氧呼吸時，底物中除糖類外還含有脂質探究酵母菌細胞呼吸的方式及其拓展應用“液滴移動法”探究細胞呼吸的類型若考慮生物材料進行產乳酸的無氧呼吸呢？1.實驗裝置2．實驗原理：(1)裝置甲中NaOH溶液的作用是吸收細胞呼吸所產生的CO2，紅墨水滴移動的距離代表生物材料有氧呼吸吸收O2的量。(2)裝置乙中紅墨水滴移動的距離代表生物材料呼吸吸收的O2量與產生CO2量的差值。細胞呼吸方式的判斷及呼吸速率的測定3.實驗結果與結論實驗現象結論裝置甲裝置乙不動不動只進行產生乳酸的無氧呼吸或生物材料已死亡不動右移只進行產生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產生乳酸的無氧呼吸4.空白對照組物理誤差的校正，為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引起的誤差，設置如圖所示的裝置。(除將裝置中生物材料換為殺死的等量同種生物材料外，其余均相同)細胞呼吸方式的判斷及呼吸速率的測定5．注意事項(1)若所放材料為綠色植物，整個裝置必須遮光處理，否則植物組織的光合作用會干擾呼吸速率的測定。(2)為防止微生物呼吸對實驗結果的干擾，應將裝置及所測材料進行消毒處理。(3)如果實驗材料是酵母菌，實驗所用的葡萄糖溶液需煮沸冷卻，目的是殺滅雜菌，排除其他微生物的細胞呼吸對實驗結果造成干擾。溫度對酶活性的影響1.材料準備宜選用淀粉和淀粉酶探究溫度對酶活性的影響。因為過氧化氫在不同溫度下有不同的分解速率(高溫下自身分解)，給實驗引入額外的變量。淀粉宜選用分析純，以保證遇碘變藍的直鏈淀粉量基本相同。其濃度可以在課本建議的質量分數為3%的基礎上適當調高，以便觀察到更明顯的現象。淀粉溶液配制后煮沸待用。0℃條件下，淀粉酶仍有一定活性，加入碘液后呈現的藍色很淺。但與60℃條件下的棕黃色有較明顯的區別。2.注意事項(1)實驗前需仔細清洗試管，以免雜質污染反應體系。重復實驗時也需要徹底清洗試管，以免殘留的酶液影響實驗的準確性。(2)實驗前，應進行預實驗，因為淀粉純度、淀粉酶的活性可能因生產廠家不同而有所差異，出現不同的實驗結果。可根據預實驗效果，調整淀粉溶液的量(如調至4mL)和粉酶溶液的量(如調至2~5滴)。(3)100℃高溫下，直鏈淀粉的螺旋結構被破壞，不能與碘形成藍色絡合物，遇碘不藍因此，100℃反應管在完成反應后，先在自來水下沖涼，然后加入碘液檢測淀粉含量。同時也可防止碘液在高溫下蒸發而影響實驗效果。(4)酶和淀粉混合前，務必各自在設定的溫度保溫5min，不能混合后再保溫。因為一旦混合，二者即快速完成反應。(5)不宜選用斐林試劑檢測還原糖的生成，因為加熱會改變反應體系的溫度，從而給實驗引入額外的變量。pH對酶活性的影響1材料準備宜選用過氧化氫和肝臟研磨液探究pH對酶活性的影響，而不選用淀粉和淀粉酶。因為調節pH值所營造的酸性環境會干擾斐林試劑(堿性)對淀粉分解的檢測，堿性環境會于擾碘液與淀粉的藍色反應，斐林試劑的堿性會影響淀粉酶活性2.注意事項(1)實驗前需仔細清洗試管，以免雜質污染反應體系。重復實驗時也需要徹底清洗試管，以免殘留的酶液影響實驗的準確性。(2)需要事先在肝臟研磨液中加入調節pH的溶液后，再將酶液和底物混合，否則尚未調節pH，反應即已結束。(3)由于pH為7時酶的活性很高，氣泡可能攜帶反應液沖出試管，因此應盡量選擇大號試管進行實驗，或者將肝臟研磨液和H2O2,溶液的用量均減少，如分別減至1滴和1mL。探究酵母菌細胞呼吸的方式1.用酸性重鉻酸鉀檢測酒精時，有氧和無氧裝置產生的顏色反應幾乎一樣。分析可能原因:(1)有氧呼吸裝置實驗操作中可能供氧不足，導致部分酵母菌進行無氧呼吸產生少量酒精;(2)重鉻酸鉀是強氧化劑，在酸性條件下可將酒精氧化成乙醛，同時六價鉻被還原為三價鉻而產生顏色反應。酵母菌培養液中的葡萄糖是還原性糖，同樣也可以被重鉻鉀氧化，其顏色反應與酒精相同。因此，有氧與無氧裝置中酸性重鉻酸鉀的顏色反應可能為葡萄糖所致。探究酵母菌細胞呼吸的方式2.注意事項(1)實驗成功的關鍵取決于嚴格控制有和無氧的環境。有氧呼吸裝置應提供穩定的有氧環境，如用氣泵持續通人空氣。在無氧呼吸裝置中，裝有酵母菌的錐形瓶應放置一段時間再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，使得錐形瓶中氧氣耗盡。也可選擇在無氧呼吸裝置加人酵母菌溶液后，立即加入石蠟油或植物油密封，以提供嚴格的無氧環境。(2)鑒定酒精時，將母菌培養液過濾后，取濾液進行酒精鑒定。原因是酵母菌培養液本身具有顏色且不透明，可能會對顏色反應產生遮蓋和干擾。也可通過讓學生聞有氧與無氧呼吸裝置是否有酒精氣味來替代用酸性重鉻酸鉀鑒定酒精。P90問題探討1.通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進行旺盛的細胞分裂;密封則是避免空氣進入，便于酵母菌在無氧條件下分解有機物產生酒精。2.在有氧條件下，酵母菌分解營養物質釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細胞進行物質代謝和細胞分裂提供充足的動力。3.密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精的同時，能為自己的生命活動提供少量能量P91探究·實踐B瓶應封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。這是因為B瓶在封口后，培養液液面上方的空氣中還存在一定量的氧氣，靜置一段時間，讓酵母菌將這部分氧氣消耗盡，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶可認為檢驗的是酵母菌的無氧呼吸釋放的氣體。P93思考·討論1.有氧呼吸的能量轉化效率大約為34%。結合上一節所學內容，1molATP分子的高能鍵含有30.54kJ的