人教版高中生物必修二2有氧呼吸和无氧呼吸的过程

课堂探究课堂探究探究点一 有氧呼吸和无氧呼吸的过程问题导引蒸制馒头时，需要将面粉、酵子、水混合后和成面团进行发酵，发酵一段时间后面团会变软且有发热的感觉。思考：（1 1）什么是酵子？在面团发酵中酵子起什么作用？（2 2）发酵一段时间后的面团为什么会变软且有发热的感觉？（3 3）面团发酵的时间如果太长会散发出一股酒精味，你知道为什么吗？提示：（1 1）酵子又叫老面，是上次蒸馒头时预留的含休眠酵母菌的面团。在面团发酵中，酵子中的酵母菌恢复生物活性，通过呼吸产生COCO2 2，使面团松软多孔。（2 2）发酵一段时间后的面团变软且有发热感觉的原因：酵母菌进行呼吸（有氧呼吸）会产生水且会释放出大量的热量。（3 3）酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸。面团发酵的时间如果太长会导致氧气供应不足，部分酵母菌进行无氧呼吸产生酒精，使面团散发出一股酒精味。名师精讲1 1有氧呼吸三个阶段物质变化与能量释放场所反应物生成物形成 ATPATP 数量与氧的关系第一阶段细胞质基质C C6 6H H1212O O6 6（葡萄糖）C C3 3H H4 4O O3 3H H少量无关第二阶段线粒体基质C C3 3H H4 4O O3 3H H2 2O O（丙酮酸）COCO2 2H H少量无关第三阶段线粒体内膜H HO O2 2H H2 2O O大量需氧2.2.有氧呼吸的反应式根据有氧呼吸的三个阶段物质变化情况，有氧呼吸的总反应式应该表示如下：特别提醒 真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，主要场所是线粒体。多数原核生物能进行有氧呼吸，场所只有细胞质基质。3 3无氧呼吸的过程第一阶段反应过程场所细胞质基质2C2C3 3H H4 4O O3 34 4H H少量能量C C6 6H H1212O O6 6酶第二阶段总反应式细胞质基质2C2C2 2H H5 5OHOH（酒精）2CO2CO2 2少量能量C C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）少量能量或 C C6 6H H1212O O6 6酶酶特别提醒 酶的不同决定了丙酮酸还原产物的不同：大多数植物无氧呼吸的产物是C C2 2H H5 5OHOH 和 COCO2 2（但是玉米的胚、马铃薯块茎和甜菜块根的无氧呼吸却产生乳酸），动物及乳酸菌等无氧呼吸的产物是乳酸。4 4有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸反应条件需要 O O2 2、酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中无氧呼吸不需要 O O2 2，需要酶和适宜的温度细胞质基质中COCO2 2、酒精或乳酸1 mol1 mol 葡萄糖释放能量 196.65 kJ196.65 kJ释放能量1 mol1 mol 葡萄糖释放能量 2 870 kJ2 870 kJ，其中 1 161 kJ1 161 kJ 转移至 ATPATP 中（生成乳酸）或 225.94 kJ225.94 kJ（生成酒精和 COCO2 2），其中均只有 61.0861.08 kJkJ转移至 ATPATP 中特点实质意义有机物彻底氧化分解，能量完全释放有机物没有彻底氧化分解，能量没有完全释放分解产物COCO2 2和 H H2 2O O不同点分解有机物，释放能量，生成ATPATP 为生物体的生命活动提供能量细胞呼吸为生物体的生命活动提供能量细胞呼吸为生物体内其他化合物的合成提供原料第一阶段（从葡萄糖到丙酮酸）完全相同，之后在不同的条件、不同的相同点联系场所和不同酶的作用下沿不同的途径形成不同的产物【例题 1 1】下图表示某种植物的非绿色器官（无氧呼吸的产物是酒精和COCO2 2）在不同氧浓度下 COCO2 2的释放量（物质的量）与 O O2 2的吸收量（物质的量）的变化，请据图回答以下问题。（1 1）O O2 2浓度为 0 0 时，该器官的呼吸类型是_。（2 2）在 O O2 2浓度为 b b 以下时（不包括 O O 点），该器官的呼吸类型是_，因为_。（3 3）该器官 COCO2 2释放与 O O2 2吸收两条曲线在 Q Q 点重合，其呼吸类型是_，因为_。（4 4）由该曲线提示的原理，我们进行果实和种子储藏时，应取约a/2a/2 氧气浓度值，理由是_。（5 5）图中阴影部分的面积代表_。解析：非绿色器官不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所以COCO2 2的释放量、O O2 2的吸收量只与细胞呼吸有关。有氧呼吸需要O O2 2，释放 COCO2 2，而且 O O2 2的吸收量与 COCO2 2的释放量相等；无氧呼吸不需要 O O2 2，但释放 COCO2 2。因此根据 O O2 2的吸收量和 COCO2 2的释放量的相对多少，可以判断植物非绿色器官的呼吸类型。COCO2 2的释放量大于 O O2 2的吸收量时，细胞进行无氧呼吸和有氧呼吸，COCO2 2释放量比 O O2 2吸收量多出的部分来自无氧呼吸；COCO2 2的释放量等于 O O2 2的吸收量时，细胞只进行有氧呼吸；O O2 2浓度为 0 0 时，只释放 COCO2 2，不吸收 O O2 2，细胞只进行无氧呼吸。（1 1）O O2 2浓度为 0 0 时，该器官只释放COCO2 2，不吸收O O2 2，呼吸类型为无氧呼吸。（2 2）在O O2 2浓度为 b b 以下时（不包括 O O 点），COCO2 2的释放量大于 O O2 2的吸收量，该器官既进行无氧呼吸，又进行有氧呼吸。（3 3）该器官 COCO2 2释放与 O O2 2吸收两条曲线在 Q Q 点重合说明 COCO2 2的释放量等于 O O2 2的吸收量，该器官只进行有氧呼吸。（4 4）由曲线分析可知，COCO2 2的释放量表示细胞的总呼吸强度，a/2a/2氧气浓度值时呼吸强度最低，消耗有机物少，此时适合储藏果实和种子。答案：（1 1）无氧呼吸（2 2）无氧呼吸和有氧呼吸COCO2 2的释放量大于 O O2 2的吸收量（3 3）有氧呼吸COCO2 2的释放量等于 O O2 2的吸收量（4 4）此时呼吸作用最弱，有机物消耗少（5 5）无氧呼吸中 COCO2 2的释放量典型方法 会根据 COCO2 2释放量和 O O2 2吸收量的相对多少判断器官的呼吸类型是解答此类题型的关键（仅限于无氧呼吸的产物为酒精和COCO2 2的生物）。判断依据如下表所示。判断依据不吸收 O O2 2，只释放 COCO2 2既吸收 O O2 2，又释放 COCO2 2，而且吸收的 O O2 2量 释放的 COCO2 2量吸收的 O O2 2量释放的 COCO2 2量判断结果只进行无氧呼吸既进行无氧呼吸，又进行有氧呼吸，释放的COCO2 2量比吸收的O O2 2量多出的部分来自无氧呼吸只进行有氧呼吸变式训练 机体在一定时间内，呼吸作用产生的COCO2 2的物质的量与消耗的O O2 2的物质的量的比值，常被用来判断呼吸分解有机物的种类，根据葡萄糖彻底氧化分解反应式计算，此比值应是（）A A0.50.5B B1.0 C1.0 C1.5 D1.5 D2.02.0解析：葡萄糖彻底氧化分解的反应式为：C C6 6H H1212O O6 66H6H2 2O O6O6O2 2 6CO6CO2 212H12H2 2O O能量。据反应式可以看出呼吸作用产生COCO2 2的物质的量与消耗O O2 2的物质的量的比值是1.01.0。答案：B B探究点二 细胞呼吸的影响因素和细胞呼吸原,理的实践应用问题导引中耕是指作物生长期中在株行间进行的表土耕作。思考：（1 1）中耕对作物的生长有哪些作用？（2 2）一般在何时进行中耕？（3 3）中耕说明哪些因素是细胞呼吸的影响因素？提示：（1 1）中耕对作物的作用有：疏松表土，增加土壤通气性，提高地温，促进作物根的细胞呼吸；促进好气微生物活动，促进土壤中养分的有效转化，提高作物对土壤中养分的吸收利用率；去除杂草，促使作物根系伸展；切断土壤毛细管现象，减少表层土壤的含水量，提高土壤的保水力。（2 2）一般在降雨或灌溉导致土壤板结时进行。（3 3）中耕主要说明氧气、温度、水分等是细胞呼吸的影响因素。名师精讲1 1细胞呼吸的影响因素以反应式为切入点理解细胞呼吸的影响因素。酶有氧呼吸：C C6 6H H1212O O6 66H6H2 2O O6O6O2 2 6CO6CO2 212H12H2 2O O能量2C2C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）少量能量无氧呼吸：C C6 6H H1212O O6 62C2C2 2H H5 5OHOH（酒精）2CO2CO2 2少量能量或 C C6 6H H1212O O6 6酶酶（1 1）内部因素遗传因素（决定酶的种类和数量）。不同种类的生物呼吸速率不同，如一般情况下，旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物，变温动物小于恒温动物。同一生物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。同一生物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如植物幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。（2 2）环境因素。因素原因最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚温度至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制O O2 2浓度低时，无氧呼吸占优势；随 O O2 2浓度增大，无氧呼吸逐渐O O2 2被抑制，有氧呼吸不断加强；但当 O O2 2浓度达到一定值后，随O O2 2浓度增大，有氧呼吸不再加强（受呼吸酶数量等因素的影响）在一定范围内，细胞呼吸速率随水含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢在蔬菜、水果保鲜中，COCO2 2COCO2 2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸有抑制作用2.2.呼吸原理的实践应用（1 1）含义：控制环境条件，促进或抑制细胞呼吸（或有氧呼吸或无氧呼吸）。（2 2）实例。利用的呼吸类型控制条件目的、原理增加 COCO2 2浓度（或充入N N2 2）可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗适当降低 O O2 2浓度，抑制呼吸消耗，延长蔬菜、水果的保鲜时间曲线应用低温下贮存蔬菜、水果；大棚蔬菜夜间适当降温以降低呼吸消耗，提高产量将种子晒干，以减弱呼吸消耗，有利于贮藏提倡有氧运动（如慢跑、打太极拳等）作物栽培时及时松土透气不会因剧烈运动时无氧呼吸积累的乳酸过多而使肌肉酸胀无力利用根的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收水稻的根比较适应无氧呼吸，但也需要进有氧呼吸稻田定期排水行有氧呼吸，定期排水避免根无氧呼吸产生的大量酒精对细胞产生毒害作用，使其腐烂利用酵母菌发面时注意通气选用“创可贴”、透气消毒纱布包扎伤口伤口过深或被锈钉扎伤，须及无氧呼吸时治疗制作酸菜、酸奶、泡菜时注意容器的密封酿酒时注意密封细胞呼吸低氧、低温条件储藏农产品在馒头、面包的制作过程中，利用酵母菌的有氧呼吸，使馒头、面包变得松软可口为伤口创造有氧的环境，避免厌氧病菌的繁殖，有利于伤口的愈合避免破伤风芽孢杆菌进行无氧呼吸而大量繁殖，引发破伤风利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸的过程利用酵母菌无氧呼吸产生酒精抑制总细胞呼吸，减少COCO2 2的释放和有机物的消耗特别提醒 粮食和果蔬的储藏条件有所不同。粮食需提供的条件是干燥、低氧、低温；果蔬需提供的条件是一定的湿度、低氧和零上低温，因为果蔬的储藏不仅要减少有机物的消耗，还需要保鲜。【例题 2 2】储藏苹果时既要保持其口感又要减少水分的消耗，下列最适宜的储藏条件是（）A A高 COCO2 2浓度、低氧浓度和零下低温B B低 COCO2 2浓度、高氧浓度和零下低温C C低氧浓度、高 COCO2 2浓度和零上低温D D完全无氧、高 COCO2 2浓度和零上低温解析：酶的活性在一定范围内随温度的升高而增强，故低温是储藏苹果有效方法之一，但零下低温会引起冻伤。随着氧气浓度的不断增大，有氧呼吸不断增强而无氧呼吸逐渐受抑制，低氧时二者都很弱。COCO2 2是呼吸产物，当 COCO2 2增加时会抑制细胞呼吸的进行。答案：C C