人教版 (新课标)必修1《分子与细胞》第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸学案

5.3 ATP的主要来源-细胞呼吸（2）导学案

【学习目标】

1．阐明无氧呼吸的过程，列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。

2．联系日常生活中的实例，了解细胞呼吸原理的应用。(重、难点)

【自主预习】

除酵母菌外，还有很多生物能进行无氧呼吸。请阅读教材内容，探讨无氧呼吸的有关内容。

1．无氧呼吸的过程

无氧呼吸可以概括为两个阶段，整个过程都在细胞质基质中进行。

(1)第一阶段：1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量[H]，释放少量的能量。

(2)第二阶段：丙酮酸在不同酶的作用下，分解为酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。

(3)结合无氧呼吸的过程修订下列反应式：

①C6H12O6===2C2H5OH＋2CO2C6H12O62C2H5OH＋2CO2＋少量能量；

②C6H12O6===2C3H6O3C6H12O62C3H6O3＋少量能量。

(4)酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵，以产物不同分别称为酒精发酵和乳酸发酵。

(5)参照有氧呼吸的概念，概括无氧呼吸的定义：无氧呼吸指细胞在无氧条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。

2．不同的生物无氧呼吸的方式不同，请将下面生物进行分类：

①甜菜块根　②玉米的根毛细胞　③马铃薯块茎　④人体肌肉细胞　⑤酵母菌　⑥乳酸菌　⑦玉米的胚　⑧苹果

(1)产酒精、二氧化碳的是②⑤⑧。

(2)产乳酸的是①③④⑥⑦。

3．对有氧呼吸和无氧呼吸进行比较，完成下表：

【互动探究】

影响细胞呼吸的外界因素主要有温度、氧气和二氧化碳等，生产生活中人们可以利用细胞呼吸的原理，合理控制细胞的呼吸作用为人类服务。

1．细胞呼吸的影响因素

(1)内部因素：主要指不同的生物种类、同一植物的不同器官、不同发育时期的呼吸酶的种类、数量不同。

(2)环境因素

①温度

温度主要是影响呼吸酶的活性，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止。

②氧气

a．从曲线可以看出，氧气对有氧呼吸有促进作用，对无氧呼吸有抑制作用。

b．O2浓度为零时，只进行无氧呼吸；O2浓度在10%以下，进行有氧呼吸和无氧呼吸；O2浓度在10%以上，只进行有氧呼吸。

c．M点时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一样多？

答案：不是。根据有氧呼吸和无氧呼吸的方程式可以看出：有氧呼吸时，1C6H12O6―→6CO2；无氧呼吸时，1C6H12O6―→2CO2。所以当有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等时，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。

③二氧化碳

CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用。

④水

在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。

2．细胞呼吸原理的实践应用

(1)用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。

(2)利用酵母菌酿酒时：早期通气——促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖；后期密封发酵罐——促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精。

(3)食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。

(4)土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而烂根。

(5)贮存粮食、水果的条件——低氧(不是无氧)，低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。

(6)提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。

【课堂练习】

1．下列细胞中，其呼吸过程会产生乙醇的是(　　)

A．缺氧条件下的马铃薯块茎细胞 B．剧烈运动时的人骨骼肌细胞

C．酸奶生产中的乳酸菌 D．受涝的植物根细胞

答案：D

2．食品保鲜必须保持食品的质鲜、色鲜，保持原有的风味。目前，人们常采用保鲜膜来保存食品，其原理是(　　)

A．膜内食品与空气隔绝，阻止呼吸作用，有机物不再分解

B．使用保鲜膜可降低蔬菜、水果的呼吸作用，减少有机物的分解

C．保鲜膜具有杀菌作用，使蔬菜、水果不会腐烂

D．上述说法都对

答案：B

3．植物种子萌发时，如果长时间缺氧，就会引起烂芽，主要是由于(　　)

A．能量不足 B．酒精中毒

C．乳酸中毒 D．CO2中毒

答案：B

4．制作泡菜、酸菜时，所用菜坛子必须密封，其原因是(　　)

A．防止水分蒸发

B．防止菜叶萎蔫

C．防止产生的乳酸挥发

D．乳酸菌在有氧条件下发酵被抑制

答案：D

5．用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是(　　)

A．葡萄糖→丙酮酸→水 B．葡萄糖→丙酮酸→氧

C．葡萄糖→氧→水 D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳

答案：D

6．某种抑制剂使细胞的呼吸作用明显下降，则同期下列物质吸收和产生减少的分别是(　　)

A．Ca2＋、丙氨酸 B．甘油、二氧化碳

C．氧气、水 D．脂肪酸、乙醇

答案：C

7．某些植物在早春开花时，花序细胞的耗氧速率高出其他细胞100倍以上，但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%，此时的花序细胞(　　)

A．主要通过无氧呼吸生成ATP B．产生的热量远多于其他细胞

C．线粒体基质不参与有氧呼吸 D．没有进行有氧呼吸第三阶段

答案：B

8．生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，据图回答：

(1)反应①②③④中，可在人体细胞中进行的是________。

(2)粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为________________。

(3)在反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是__________。

(4)在微生物体内丙酮酸可以转化为α－酮戊二酸，该酸在酶的催化下可以转化为谷氨酸，当谷氨酸增多并与酶结合时，可导致谷氨酸合成减少，其原因是____________。

答案：(1)①②④　(2)呼吸作用产生水　(3)②

(4)酶的活性受到抑制