有氧呼吸和无氧呼吸 [问题探究] 1．分析糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧 呼吸的第二、三阶段？
提示：因为线粒体膜上不含有运输葡萄糖的载体蛋白，葡萄糖 不能进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。
2．细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化？为什么无氧呼吸 产生的能量是少量的？
_2_C__O_2_＋__少__量__能__量___
__少__量__能__量__
实例
某些植物、酵母菌等
高等动物、马铃薯块茎、甜 菜根、玉米胚、乳酸菌等
3.概念 (1)物质变化：有机物 氧化分解，生成 二氧化碳或其他产物 。
(2)能量变化：释放出能量并生成少量 ATP 。
四、细胞呼吸原理的应用
1．有氧呼吸原理的应用 (1)利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。 (2)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行 有氧呼吸 ，避免肌细胞产 生大量 乳酸 。 (3)及时松土有利于 根系生长 。 (4)稻田定期排水有利于根系 有氧呼吸 ，防止幼根变黑、腐烂。
三、无氧呼吸
1．场所：__细__胞__质__基__质_____。
2．类型和过程
类型
酒精发酵
乳酸发酵
第一阶段
葡萄糖→_丙__酮__酸__＋__[H__]__＋少量能量
第二阶段 丙酮酸→_酒__精___＋CO2
丙酮酸→__乳__酸___
三、无氧呼吸
反应式 C6H12O6―酶―→__2_C_2_H_5_O_H__＋___ C6H12O6―酶―→_2_C_3_H_6_O__3＋___
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
学习目标
核心素养
1．探究酵母菌细胞呼吸的方式， 1．通过对细胞呼吸过程的学习，
认识有氧呼吸和无氧呼吸的条件 形成物质与能量的生命观念。
和产物。
2．通过对有氧呼吸和无氧呼吸的
2．比较有氧呼吸和无氧呼吸的过 场所和过程的学习，养成分类与
程，掌握两过程的相同点和不同 比较的科学思维方式。
澄清石灰水 _溴__麝__香__草__酚__蓝__水__溶__液___ 酸性条件下的_重__铬__酸__钾__溶液
现象 石灰水变_混__浊__ 由蓝变绿再变_黄__ 橙色变_灰__绿__色___
一、细胞呼吸的方式
(3)实验结论 ①酵母菌在 有氧和无氧 条件下都能进行细胞呼吸。
有氧条件：大量的 二氧化碳 和水 ②产物无氧条件：产生 酒精 ，还产生少量的母菌培养液时，必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常 温，才可加入新鲜食用酵母菌。 (2)有氧条件装置必须持续通入空气，保证氧气的充足。
1．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的说法，不正确 的是( )
A．酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母 菌属于兼性厌氧生物
二、有氧呼吸
3．概念 (1)场所： 细胞质基质和线粒体 。 (2)条件： 有氧 参与、 多种酶 催化。
(3)物质变化
①反应物： 葡萄糖 等有机物。
②产物： 二氧化碳和水
。
(4)能量变化：释放能量并生成大量 ATP 。
二、有氧呼吸
4．有氧呼吸与有机物在体外燃烧的不同特点 (1)有氧呼吸过程温和； (2) 有 氧 呼 吸 进 行 时 有 机 物 中 的 能 量 经 过 一 系 列 的 化 学 反 应 __逐__步__释__放___； (3)有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在 ATP 中。
2．B装置中，为什么要将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？
提示：B瓶刚封口后，锥形瓶中有氧，酵母菌进行有氧呼吸， 两瓶产生CO2的速度和量基本相等，所以需将开始产生的CO2排 掉；一段时间后，B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥 形瓶，可确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水，否则会出 现两组澄清石灰水混浊程度差不多的情况。
3．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
项目
有氧呼吸
无氧呼吸
条件
需氧
不需氧
细胞质基质(第一阶段)、
不
场所
细胞质基质
线粒体(第二、三阶段)
同
分解程度
葡萄糖被彻底分解 葡萄糖分解不彻底
点
产物
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
能量释放
大量能量
少量能量
反应条件
需要酶和适宜的温度
相
本质 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP
细胞呼吸的影响因素及原理应用 [问题探究] 1．请从无机盐离子的吸收方面分析，为什么农作物要及时松 土？稻田长期不排水，幼根为什么会变黑、腐烂？ 提示：(1)松土可增大土壤透气量，促进根有氧呼吸，为吸收无 机盐离子提供能量。 (2)水淹会使植物根部细胞进行无氧呼吸，产生的酒精会毒害细 胞。
2．为什么水果、地瓜能在密封的地窖中贮存很长时间而不变 质？不能进刚打开的密封的地窖，这是为什么？
3．若实验检测时发现A瓶的酵母菌培养液中滴加0.5 mL溶有 0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液后也产生了灰绿色，请思考原因是什 么？
提示：通气不足。
4．只通过检测产物中是否含有CO2可确定酵母菌细胞呼吸的方 式吗？
提示：不能确定。酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都产生 CO2。
[归纳总结] 1．实验装置的分析(装置见教材P91) (1)第一组装置中的第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOH溶液， 其目的：使进入A中的空气先经NaOH处理后，排除空气中CO2对实 验结果的干扰。 (2)第二组装置中B瓶放置一段时间后，才能与装有澄清石灰水 的锥形瓶连接，其目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉，确保产 物CO2均来自无氧呼吸。
同
过程 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同
点
意义 为生物体的各项生命活动提供能量
易错提醒：有关细胞呼吸过程的五点提醒 (1)产生CO2的不只是有氧呼吸，无氧呼吸产生酒精的过程中也 有CO2的产生。 (2)有氧呼吸过程中生成的水和反应物中的水的来源和去向不 同，所以不是同一分子。 (3)无氧呼吸只有第一阶段释放少量能量，第二阶段不释放能 量。
B．在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液 C．酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 D．酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液 反应变成灰绿色
B [酵母菌作为实验材料是因为它在有氧和无氧的条件下均能 正常生存。酵母菌不论有氧还是无氧条件下均能产生CO2，为了防 止空气中原有CO2的干扰，要将空气先通入盛有NaOH溶液的锥形 瓶中，再通入酵母菌溶液中。]
提示：细胞呼吸过程中储存在有机物中的稳定化学能，转变成 储存在ATP中高能磷酸键的活跃化学能和热能。无氧呼吸产生的能 量少是因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存大部分能量。
3．在通风条件不好的环境中储藏的苹果会有酒味散发，而马 铃薯储藏久了却不会有酒味产生，请分析其中的原因？为什么会产 生这种差异？
() ()
3．细胞呼吸的产物都是CO2和水。 4．不同生物无氧呼吸所需要的酶都是相同的。
() ()
5．储存蔬菜、水果时应隔绝O2，以减弱细胞呼吸。 ( )
提示：1．√ 2．× 无氧呼吸第二阶段不释放能量。 3．× CO2和水是有氧呼吸的产物。 4．× 不同生物无氧呼吸的产物不同，酶也不同。 5．× 若隔绝O2，细胞无氧呼吸会加强，不利于蔬菜、水果 的储存，而应低氧储存。
提示：苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2，马铃薯无氧呼吸的 产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不 同，产物也不同。
[归纳总结] 1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程(如图)
其中①④分别为无氧呼吸的第一、二阶段；①②③分别为有氧 呼吸的第一、二、三阶段。
2．有氧呼吸过程中各元素的来源和去路
A．甲试管中的最终产物为CO2和H2O B．乙试管中不发生反应 C．丙试管中有大量的ATP产生 D．丙试管中无CO2产生
B [根据题目中对酵母菌的处理，甲试管中装入的是细胞质基 质，乙试管中装入的是线粒体，丙试管中装入的是未曾离心的酵母 菌匀浆。三只试管中都装入葡萄糖，在无氧条件下，甲试管能够完 成无氧呼吸的整个过程，产生酒精和CO2，释放出少量的能量；乙 试管不发生反应；丙试管中能够完成整个的无氧呼吸过程。]
提示：密封的地窖氧气被消耗，CO2浓度很高，高浓度的CO2 抑制了水果、地瓜的细胞呼吸。刚打开的地窖缺少O2，人不能进。
[归纳总结] 影响细胞呼吸的主要外界因素及应用 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．为了探究酵母菌的呼吸作用类型，某同学将实验材料和用 具按下图安装好。以下关于该实验的说法错误的是( )
甲组
乙组
A．加入质量分数为10%的NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2 B．两组装置均需要黑暗条件下进行实验 C．甲、乙两组装置中澄清的石灰水都变浑浊，且甲组的浑浊 程度更大 D．乙组B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的 锥形瓶 B [光对酵母菌的细胞呼吸方式没有影响，该实验在光下和黑 暗处都能进行。]
点。(重难点)
3．通过实验探究酵母菌细胞呼吸
3．理解细胞呼吸原理的应用。 方式，提高实验设计和实验结果
(重点)
分析的科学探究能力。
自主预习 探新知
一、细胞呼吸的方式 1．探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)酵母菌细胞呼吸的方式
有氧呼吸 无氧呼吸
一、细胞呼吸的方式
(2)呼吸产物的检测
检测产物
试剂
CO2 酒精
合作探究 攻重难
探究酵母菌细胞的呼吸方式 [问题探究] 1．教材P91的装置图中A装置中用气泵间歇性地通入空气的目 的是什么？质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？ 提示：用气泵间歇性地通入空气的目的是保证酵母菌有充足的 氧气，以进行有氧呼吸。NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2， 以保证第三个锥形瓶中澄清石灰水变混浊是酵母菌有氧呼吸产生的 CO2所致。