细胞呼吸的原理和应用
【教学目标】
1．说出线粒体的结构和功能。

2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。

4．进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。

【教学重点】
有氧呼吸的过程及原理。

【教学难点】
1．细胞呼吸的原理和本质。

2．探究酵母菌细胞的呼吸方式。

【教学过程】
①首先应指出，下面以葡萄糖为例讲述呼吸作用过程。

其他有机物也可以通过呼吸作用氧化分解。

（2）在整理出三个阶段后，根据学生状况，进一步分析以下几点： ①引导学生，将呼吸作用的反应式配平 即C 6H 12O 6＋6O 26CO 2＋6H 2O ＋能量 配平过程中，提问，呼吸作用产生的H 2O 中的O ，来自哪种原料?（学生回答出：来自O 2），接着提出，消耗6分子的O 2应该产生12个分子的H 2O ，可是，如果形成12分子的H 2O ，又需要24个H ，一分子的C 6H 12O 6，只有12个H ，差12个H 来自哪里?最后指出，呼吸作用还消耗水。

因而呼吸作用的
反应式应改为：
C 6H 12O 6＋6O 2＋6H 2O 6CO 2＋12H 2O ＋能量
才能反映其本质。

解决了这一环节，其他物质的来
龙去脉就可迅速解释清楚。

②分析呼吸作用过程中的能量问题。

学生：阅读课本P 93小字。

教师：1mol 的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳
和水，释放出2870kJ 的能量，其中977.28 kJ 左右的
能量被ADP 捕获，储存在ATP 中（约32mol 的ATP ）。

阶段
物质变化 场所 第一
阶段 1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量[H]，释放少量能量 细胞质基质 第二阶段 丙酮酸和水彻底分解成2CO 和[H]释放少量能量 线粒体
基质
第三阶段 [H]与2O 结合成水，释放大量能量 线粒体
内膜 有氧呼吸三个阶段。

比较两者的区别
分析有机
物产生的热能
的生理意义。

教师：接下来两者有何不同？
学生：在有氧的情况下，丙酮酸进入线粒体继续氧化分解，脱下的氢与氧气结合而消耗，即进行有氧呼吸；在无氧情况下，则在细胞质的基质中，在酶的作用下，利用第一阶段脱下的氢，把丙酮酸还原成酒精或乳酸。

因此，两种呼吸作用是在丙酮酸后分道扬镳的。

教师：请学生写出有关化学方程式：
C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量
C6H12Ｏ62C2H5OH（酒精）＋2CO2+少量能量
教师：两种呼吸作用，有何共同点？
学生：两种呼吸作用，不仅在过程上有共同点，而且都具有分解有机物，释放能量，产生ATP的本质。

教师：两种呼吸作用，放出的能量有何不同？为什么？
学生：无氧呼吸，由于没有彻底分解有机物，所以释放的能量少，合成ATP少。

因此，利用有机物分解获得ATP的效率低。

教师：无氧呼吸是否有害？
学生：由于无氧呼吸产生的小分子有机物，如酒精和乳酸，在细胞中大量积累，对细胞有毒害。

因此大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持生命，涝田时应及时排水就是这个道理。

教师：无氧呼吸是否有利？
学生：生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。

教师：在远古时期，地球的大气中没有氧气，
学生思考回答
那时微生物的呼吸是无氧呼吸。

随着大气中出现了氧气，细胞内出现了有氧呼吸的酶类，在无氧呼吸的基础上发展出有氧呼吸。

由于有氧呼吸比无氧呼吸优越，有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物的主要呼吸形式，但还保留无氧呼吸的能力，使生物体或部分器官组织在缺氧条件下，作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现（举例）。

有些微生物，至今仍只在无氧的条件下生活。

人类在生活和生产中，对其有很多利用（举例）。

播放多媒体课件观看无氧呼吸全过程。

阶段变化场所
第一阶段1分子葡萄糖分解为2分子丙酮
酸
产生少量[H]，释放少量能
量
细胞质
基质
第二阶段丙酮酸在不同酶的催化下，分
解成酒精和二氧化碳，或者转
化成乳酸
细胞质
基质
C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量
（马铃薯块茎，肌细胞，玉米胚，甜菜块根，乳酸菌）
酶
C6H12Ｏ62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量
（大部分高等植物，酵母菌）
能量变化：大部分以热能的形式散失；小部分转移到ATP中
注意：为什么无氧呼吸有两种方式；为什么无氧呼吸释放的能量少。

2．归纳无氧呼吸概念
有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。

细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。

所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。

意义：
细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。

蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。

影响有氧呼吸的因素及其在生产实践中的应用
内因：遗传因素（决定呼吸酶的种类和数量）
(1）不同的植物呼吸速率不同；
（2）同一植物不同发育时期呼吸速率不同；
（3）同一植物不同器官呼吸速率不同。

呼吸速率的比较：阳生植物大于阴生植物，幼苗期大于成熟期，生殖器官大于营养器官。

外因：环境因素
（1）温度
在一定范围内，随温度升
高呼吸速率逐渐加强，超过最
适温度，随温度升高，呼吸酶
的活性逐渐减弱，呼吸速率逐
渐下降，甚至完全停止。

应用：生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低呼吸作用减少有机物的消耗，提高产量。

（2）氧气的浓度
氧气浓度：
氧气浓度为零
时，无氧呼吸最
强，有氧呼吸速
率为零。

随氧气
浓度的增大，无
氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强，当氧气浓度达到一定值后，随氧气浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量的影响）。

如图所示。

应用：生产中常利用降低氧的含量能够抑制呼吸作用减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。

（3）二氧化碳的浓度
增加二氧化碳的浓度对细
胞呼吸有明显的抑制效应（从
化学平衡的角度得到解释）。

在蔬菜水果保鲜中，增加二氧化碳的浓度也具有良好的保鲜效果。

应用：如在冬天，北方地区常用地窖来储存大白菜，在冬季地窖里的温度比外界要高一些，一般不会结冰；地窖的口基本是密封的，地窖中的大白菜进行细胞呼吸．消耗掉地窖中的大量氧气，地窖中氧气的含量下降，二氧化碳的含量上升，。

这两个因素都会使细胞呼吸速率下降，延长大白菜的保鲜时间。

(4）含水量
在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱（即自由水含量增加时，代谢旺盛）。

应用：种子在贮藏时，必须降低含水量，使种子呈风于状态（使细胞呼吸降至最低，以减少有机。