1、第5章第3节 第2课时细胞呼吸的原理和应用课堂导入 马拉松运动全程距离为42195米，这是一项考验运动员意志的运动，运动员在比赛中会产生强烈的肌肉酸疼的感觉；被水淹的农作物会出现烂根现象，最终导致植物死亡。这些情景都与细胞的无氧呼吸有关。无氧呼吸和有氧呼吸有什么不同？怎样利用细胞呼吸的原理来解决生产生活中的实际问题呢？预学回顾活动探究探究一 分析氧气浓度对有氧呼吸速率和无氧呼吸速率的影响曲线 下图为O2浓度与细胞呼吸速率（用气体交换的相对值表示）的关系图，请说出图中各曲线或特殊点所代表的含义（假如AB=BC）。【提示】Q点O2浓度为0，细胞只进行无氧呼吸；P点及以后细胞只进行有氧呼吸；Q点之后
2、，P点之前细胞同时存在有氧呼吸和无氧呼吸；B点处细胞有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等；R点细胞释放的CO2量最少，消耗有机物的量最少，最有利于蔬菜、水果等的储藏。活动探究典例示范例1.测定下列哪一项，可简便且准确判断储存的小麦种子的细胞呼吸方式？（）A.有无酒精生成 B.有无水生成C.有无有机物消耗 D.O2消耗量与CO2生成量的比值【解析】O2消耗量与CO2生成量可以简便、准确地测定，若二者比值等于1，则小麦种子进行的是有氧呼吸；若比值为0，则进行的是无氧呼吸；若比值在01，则有氧呼吸和无氧呼吸同时存在。D活动探究典例示范例2下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释
3、放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是（）A.氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍C.氧浓度为c时，只进行有氧呼吸D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等【解析】据图可知，CO2的释放量在氧浓度为a时较多，此时只进行无氧呼吸，消耗有机物较多，不适合储藏该植物器官；氧浓度为b时，O2的吸收量为3，CO2的释放量为8，通过计算可知无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍；氧浓度为c时，CO2释放量大于O2吸收量，说明此时存在无氧呼吸和有氧呼吸；氧浓度为d时，O2的吸收量与CO2的释放量相等，说明该器官只
4、进行有氧呼吸，而无氧呼吸被完全抑制。B活动探究技巧归纳1.只有CO2生成，而无O2消耗，说明细胞只进行无氧呼吸。2.CO2生成量大于O2消耗量，说明细胞同时进行无氧呼吸和有氧呼吸。3.CO2生成量等于O2消耗量，说明细胞只进行有氧呼吸或同时进行产乳酸的无氧呼吸。活动探究探究二 分析温度对细胞呼吸速率影响的曲线 右图为细胞呼吸速率（用气体交换相对值表示）与温度的关系图。与同学讨论并据图回答下列问题。1.从图中可以获得哪些信息？【提示】当温度大于a而小于b时，随着温度升高，细胞呼吸速率加快；当温度大于b而小于c时，随着温度升高，细胞呼吸速率减慢。b是细胞呼吸的最适温度，当温度升高到c或c以上时，细
5、胞呼吸速率降为0。2.为什么细胞呼吸速率随温度升高会如此变化？【提示】本质上，细胞呼吸是酶促反应，温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率的。b温度是酶的最适温度；在c温度时，酶失活。3.温度对细胞呼吸速率的影响曲线在生产上有何应用？【提示】生产上常利用这一原理在低温下储藏蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，可以降低细胞呼吸速率，减少有机物的消耗；在工厂化培养微生物时，将培养温度控制在最适温度，以最快速度获得产品。活动探究知识总结1.细胞呼吸是酶促反应，所以温度对细胞呼吸速率的影响与温度对酶活性的影响相同。2.细胞呼吸有最适温度，在温度过高时，与细胞呼吸有关的酶会失活。活动探究典例
6、示范例3科研人员探究了温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如下图。下列叙述正确的是（）A.20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体B.50 h后，30 条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加C.50 h后，30 的有氧呼吸速率比2 和15 慢，因为温度高使酶活性降低D.实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大【解析】果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体；50 h后，30 条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，故密闭罐中CO2浓度会增加；由于酶具
7、有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低。B活动探究典例示范例4 番茄果实细胞能进行有氧呼吸和无氧呼吸。下图表示光照、储藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。下列有关叙述错误的是（）A.番茄果实细胞产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质B.光照对番茄果实呼吸的抑制作用8 时比15 时更强C.低温、黑暗条件下更有利于储藏番茄果实D.储藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性降低有关【解析】番茄果实细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸均可产生CO2，发生场所分别是线粒体和细胞质基质，A项正确。由题图可以看出B项正确。低温、光照条件下更有利于番茄果实的储藏，C项错误。温度降低，呼吸酶的活性降低，细胞呼吸
8、减弱，D项正确。B活动探究探究三 探究细胞呼吸原理的利用阅读课本，思考下列问题。1.为什么包扎伤口应选用透气的材料？【提示】透气是为了抑制厌氧菌的繁殖。2.健身为何提倡慢跑等中低强度的运动？【提示】中低强度运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。3.为什么及时松土有利于根系生长？【提示】及时松土可以让根系获得氧气，有利于根系细胞的有氧呼吸，从而促进根系生长。活动探究探究三 探究细胞呼吸原理的利用4.为什么稻田要定期排水？【提示】稻田定期排水有利于根系进行有氧呼吸，防止幼根因缺氧而进行无氧呼吸，产生酒精致使根系变黑、腐烂。5.水果、蔬菜和种子的储存条件
9、有哪些不同？【提示】蔬菜和水果应储存在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”条件下。两种储存手段均需减弱呼吸作用，减少有机物的消耗，但由于水果和蔬菜本身的特点，需要一定的湿度才能保持新鲜度，故二者在储藏条件上存在差异。活动探究典例示范例5为了延长水果、蔬菜的保鲜期，可采取的措施是（）A.充入O2，温度为5 B.充入O2，温度为20 C.充入N2，温度为5 D.充入N2，温度为20【解析】生产中延长水果、蔬菜的保鲜期，实质上是降低其有氧呼吸速率，减少有机物的消耗，因此可采用充入N2，抑制有氧呼吸，将温度控制在0 以上低温，降低酶的活性，从而使细胞呼吸速率减慢。
10、C活动探究典例示范例6.长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中，细胞呼吸速率的变化曲线如下图所示。下列叙述不正确的是（）A.阶段根细胞的有氧呼吸速率下降B.阶段根细胞的无氧呼吸速率上升C.阶段曲线下降的主要原因与 阶段不同D.细胞在a点的有氧呼吸强度小于b点【解析】阶段开始浸水，溶解氧逐渐减少，所以有氧呼吸速率下降；阶段随着氧浓度的降低，无氧呼吸速率上升；阶段由于细胞长期进行无氧呼吸，供能不足，且无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用，呼吸速率下降；a点既有较弱的有氧呼吸也有较弱的无氧呼吸，b点进行较强的无氧呼吸，几乎不进行有氧呼吸。D课堂小结素养提升科学思维：本节内容在分析
11、温度及氧气浓度等外界因素对细胞呼吸的影响，通过图形图表等数学模型，可系统的归纳出各类影响因素在不同范围的作用结果，有利用培养严谨的科学思维能力。社会责任：本节教材主要内容是介绍细胞呼吸原理的应用，教材通过一组插图，从包扎伤口、酿酒、植物松土、储藏水果、破伤风杆菌防护与有氧运动6个方面，全面的总结了细胞呼吸在生产生活与人民日常生活中的应用，本部分是培养社会责任意识的典型内容。课堂达标1.下图是探究酵母菌呼吸类型的装置，如果装置一中红色液滴向左移，装置二中红色液滴向右移，证明酵母菌（）A.只进行有氧呼吸 B.只进行无氧呼吸C.可能死亡 D.既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸课堂达标2.细胞呼吸原理在生产
12、、生活中应用广泛，以下分析错误的是（）A.包扎伤口时，选用透气性好的创可贴，是为保证人体细胞的有氧呼吸B.要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的正常呼吸C.皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清D.慢跑可以促进人体细胞的有氧呼吸，使细胞获得较多能量3.关于细胞呼吸的叙述，正确的是（）A.种子风干脱水后呼吸强度增强 B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱课堂达标4.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。若底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是（）条件CO2释放量O2吸收
13、量a100b83c64d77A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有乙醇或乳酸B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少C.c条件下，种子消耗的葡萄糖最少D.d条件下，产生的CO2来自细胞质基质和线粒体达标讲评5.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化曲线，请据图回答下列问题。（1）外界氧浓度为5%以下时，该器官的呼吸作用方式是，你作出这种判断的理由是。（2）外界氧浓度为5%15%时，该器官的呼吸作用方式是，你作出这种判断的理由是。（3）该器官CO2的释放量与O2的吸收量两条曲线在B点相交后重合为一条曲线，这表明此时该器官的呼吸作用方式是，你作出这种判断的理由
14、是。（4）当外界氧浓度为10%时，该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2吸收量的相对值为0.4，此时无氧呼吸中CO2的释放量相当于有氧呼吸的；无氧呼吸消耗的葡萄糖相当于有氧呼吸的倍。达标讲评1.下图是探究酵母菌呼吸类型的装置，如果装置一中红色液滴向左移，装置二中红色液滴向右移，证明酵母菌（）A.只进行有氧呼吸 B.只进行无氧呼吸C.可能死亡 D.既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸【解析】装置一中NaOH溶液可以吸收装置内的CO2，则装置内气体体积变化只由O2体积变化引起；装置二中蒸馏水对气体体积变化没有影响，则装置内气体体积变化是由O2、CO2体积变化共同引起的。只进行有氧呼吸时，放出CO2的体
15、积等于消耗O2的体积，则装置一中液滴左移，装置二中液滴不移动；只进行无氧呼吸时，不消耗O2、放出CO2，则装置一中液滴不移动，装置二中液滴右移；若酵母菌死亡，则装置一和装置二中的液滴均不移动；有氧呼吸和无氧呼吸同时存在时，消耗O2、放出CO2，但是放出CO2的体积大于消耗O2的体积，则装置一中液滴左移，装置二中液滴右移。D达标讲评2.细胞呼吸原理在生产、生活中应用广泛，以下分析错误的是（）A.包扎伤口时，选用透气性好的创可贴，是为保证人体细胞的有氧呼吸B.要及时为板结的土壤松土透气，以保证根细胞的正常呼吸C.皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清D.慢跑可以促进人体细胞的有氧呼吸，
16、使细胞获得较多能量【解析】包扎伤口时，选用透气性好的创可贴，是为了抑制厌氧菌的生存和繁殖。A3.关于细胞呼吸的叙述，正确的是（）A.种子风干脱水后呼吸强度增强 B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱【解析】种子风干脱水后呼吸强度减弱；土壤淹水，导致根系因缺氧而发生无氧呼吸；破伤风杆菌属于厌氧型细菌，无氧条件下才能大量繁殖；种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。B达标讲评4.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。若底物是葡萄糖，则下列叙述正确的是（）条件CO2释放量O2吸收量a100b
17、83c64d77A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有乙醇或乳酸B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸少C.c条件下，种子消耗的葡萄糖最少D.d条件下，产生的CO2来自细胞质基质和线粒体【解析】无氧条件下产生了CO2，说明该植物无氧呼吸的产物是酒精，不是乳酸；b条件下，O2吸收量的相对值为3，可计算出有氧呼吸葡萄糖消耗的相对值为0.5，无氧呼吸产生CO2的相对值为5，可计算出无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值为2.5；c条件下，CO2的释放量O2的吸收量，说明此时该植物同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，由化学反应式分析可知，种子消耗葡萄糖的量为（1+2/3），而a条件下消耗葡萄糖的量为5，b条件消耗葡萄
18、糖的量为3，d条件下消耗葡萄糖的量为7/6，因此，在a、b、c、d条件中，d条件下，消耗葡萄糖的量最少；d条件下，种子只进行有氧呼吸，产生的CO2全部来自线粒体。B达标讲评5.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化曲线，请据图回答下列问题。（1）外界氧浓度为5%以下时，该器官的呼吸作用方式是，你作出这种判断的理由是 。（2）外界氧浓度为5%15%时，该器官的呼吸作用方式是，你作出这种判断的理由是 。（3）该器官CO2的释放量与O2的吸收量两条曲线在B点相交后重合为一条曲线，这表明此时该器官的呼吸作用方式是，你作出这种判断的理由是。（4）当外界氧浓度为10%时，
19、该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2吸收量的相对值为0.4，此时无氧呼吸中CO2的释放量相当于有氧呼吸的；无氧呼吸消耗的葡萄糖相当于有氧呼吸的倍。B一半无氧呼吸和有氧呼吸CO2的释放量等于O2的吸收量有氧呼吸此时不吸收O2，但有CO2释放CO2的释放量大于O2的吸收量1.5达标讲评【解析】（1）分析题图曲线可知，外界氧浓度为5%以下时，不吸收O2，但有CO2释放，说明该器官的呼吸作用方式只有无氧呼吸。（2）外界氧浓度为5%15%时，CO2的释放量大于O2的吸收量，该器官既进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸。（3）CO2释放量与O2吸收量两条曲线在B点相交后重合为一条线，说明B点之后细胞呼吸产生的CO2与吸收O2的量相等，此时细胞只进行有氧呼吸。（4）当外界氧浓度为10%时，该器官CO2释放量的相对值为0.6，而O2吸收量的相对值为0.4，即有氧呼吸CO2的释放量为0.4，此时，无氧呼吸的CO2释放量为0.6-0.4=0.2，相当于有氧呼吸的一半；设当外界氧浓度为10%时，无氧呼吸消耗的葡萄糖为x，则无氧呼吸产生的CO2为2x，有氧呼吸消耗的葡萄糖为y，则有氧呼吸吸收的O2和产生的CO2均为6y，由题意可得关系式：（2x+6y）6y=0.6 0.4，解得x/y=1.5。
