第2课时 细胞呼吸的原理和应用
学习目标
1．说出线粒体的结构和功能(重点)。2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同(重难点)。3.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用(重难点)。
|基础知识|
一、线粒体的结构和功能及有氧呼吸 1．线粒体的结构和功能
线粒体的结构示意图
(1)图中序号代表的结构：①外膜，②内膜，③嵴，④基质。 (2)线粒体的功能：进行有氧呼吸的主要场所。 2．有氧呼吸
(1)概念：指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
(2)过程：
第一阶段 第二阶段 第三阶段 场所 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 反应物 1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸和[H] 丙酮酸和水分解成CO2和[H] [H]和氧结合形成水 酶能量释放量 少量 少量 大量 3．总反应式：C6H12O6＋6H2O＋6O2――→6CO2＋12H2O＋能量。 二、无氧呼吸
1．场所：细胞质基质。
2．过程：第一阶段?葡萄糖――→丙酮酸＋[H] 3．分别写出无氧呼吸两种形式的总反应式： 产生乳酸：C6H12O6――→2C3H6O3(乳酸)＋少量能量。 产生酒精：C6H12O6――→2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。 三、细胞呼吸的应用
1．细胞呼吸的应用原理和实例(连线) 2．细胞呼吸的影响因素
影响细胞呼吸的因素主要有：氧气、温度和水分等。
|自查自纠|
1．有氧呼吸全部在线粒体中进行。( )
2．有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP，但第三阶段产生的最多。( )
酶酶
酶
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3．无氧呼吸的产物不一定相同。( )
4．人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2。( )
5．无氧呼吸是不彻底的氧化分解，一些能量没释放出来，所以无氧呼吸释放的能量较少。( )
6．温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的。( ) 7．氧气作为反应物在有氧呼吸的第二、三阶段参与。( ) 8．农田长期水淹后会造成植物烂根与无氧呼吸有关。( ) 答案 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.√ 7.× 8.√
|图解图说|
线粒体是所有生物进行有氧呼吸的场所吗？ 提示：不是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ★同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸是在温和条件下进行的，有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；释放的能量大多储存在ATP中。
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ★人在剧烈运动时，会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都可产生CO2吗？ 提示：都可产生
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
探究点一 线粒体的结构与有氧呼吸
1．线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点 (1)线粒体是如何扩大自身生物膜面积的？ 提示 内膜折叠成嵴，从而扩大了生物膜面积。 (2)有氧呼吸酶主要分布于线粒体的哪些部位？ 提示 主要分布于线粒体的内膜和线粒体基质。 2．有氧呼吸的过程
(1)图中的a、b、c分别表示有氧呼吸的哪个阶段？
提示 a表示第一阶段，b表示第二阶段，c表示第三阶段。
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(2)请完善下列有氧呼吸的每个阶段的反应式： 第一阶段：C6H12O6――→2C3H4O3＋4[H]＋少量能量 第二阶段：2C3H4O3＋6H2O――→6CO2＋20[H]＋少量能量 第三阶段：24[H]＋6O2――→12H2O＋大量能量
(3)请在下列反应式中表示出三种反应物中每种元素的去向。 C6H12O6＋6O2＋6H2O――→12H2O＋6CO2＋能量 提示
(4)葡萄糖在线粒体中能否被氧化分解？为什么？
提示 不能，因为葡萄糖氧化分解的第一步需要的酶在细胞质基质中。 有氧呼吸过程中物质和能量的变化
(1)各反应物参与的阶段：葡萄糖在第一阶段参与，H2O在第二阶段参与，O2在第三阶段参与。
(2)各生成物产生的阶段：[H]在第一、二阶段产生，CO2在第二阶段产生，H2O在第三阶段产生。
(3)能量变化的特点：三个阶段都产生能量，但大量的能量在第三阶段产生。
(1)有线粒体的生物一定能进行有氧呼吸，但没有线粒体的生物有的也能进行有氧呼吸，如蓝藻和一些好氧菌。
(2)参与细胞呼吸的主要是糖类，脂肪和蛋白质等也可以参与。 【典例1】 如图表示有氧呼吸过程，有关说法正确的是( ) A．①②④中数值最大的是① B．③代表的是O2
C．有氧呼吸三个阶段所需的酶相同 D．⑤参与的过程发生在线粒体内膜上
解析 分析题图可知：①②④分别代表有氧呼吸第一、二和三阶段所释放的能量，其中第三个阶段所释放的能量④的数值最大。有氧呼吸第一个阶段发生在细胞质基质中，第二和第三个阶段分别发生在线粒体的基质和内膜上。三个阶段发生的场所不同，所需的酶不同。③代表参与第二个阶段反应的原料H2O，不是O2，⑤是O2，参与的过程是有氧呼吸的第三个阶段，发生在线粒体内膜上。
答案 D
判断某个过程的名称时，最好的方法是看该过程的起点和终点是什么物质，然后结合细胞呼吸的过程即可作出判断。例如，某过程消耗 H2O而产生CO2，则该过程就是有氧呼吸的第二阶段；某过程消耗O2产生了水，则为有氧呼吸第三阶段。
【跟踪训练】
酶酶
酶
酶
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1．下图表示绿色植物细胞内部分物质的转化过程，以下有关叙述正确的是( ) A．①②分别表示H2O、O2 B．图中产生[H]的场所都是线粒体
C．用18O标记葡萄糖，则在产生的水中能检测到放射性 D．图示过程只能在有光的条件下进行
解析 题图所示的是有氧呼吸的过程，有氧呼吸包括三个阶段，第一阶段是葡萄糖在酶的作用下分解成丙酮酸，同时产生少量的能量和[H]，第二阶段是丙酮酸和水在酶的作用下生成二氧化碳，同时产生[H]和少量的能量，第三阶段是第一阶段和第二阶段产生的[H]与O2结合形成水，同时产生大量的能量，其中葡萄糖中的氧全部到了产物二氧化碳中。
答案 A
探究点二 影响细胞呼吸的因素及应用
1．O2浓度
下图表示O2浓度对某种植物非绿色器官细胞呼吸(呼吸底物为葡萄糖)的影响曲线。 (1)图中a、b、c三条曲线的含义分别是什么？
提示 b曲线表示有氧呼吸释放的CO2量，c曲线表示无氧呼吸释放的CO2量，a曲线表示有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2总量。
(2)O2浓度由0增加到5%的过程中，CO2释放总量不断降低的原因是什么？
提示 O2浓度由0增加到5%的过程中，无氧呼吸强度随O2浓度的降低而受到抑制，使无氧呼吸释放的CO2量减少，而此时有氧呼吸的强度较低，故CO2释放总量不断降低。
(3)当O2浓度在0～10%的范围内时，该植物器官的呼吸类型是什么？
提示 在O2浓度在0～10%的范围内时，该植物器官的呼吸类型为有氧呼吸和无氧呼吸同时进行。
(4)当氧气浓度为10%时，a、b两曲线重合的原因是什么？
提示 当氧气浓度为10%时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸，故a、b两曲线重合。 2．温度、水分、CO2浓度对细胞呼吸的影响
下面甲、乙、丙三图分别表示温度、水分、CO2浓度对细胞呼吸的影响。 (1)分析甲图，思考温度影响细胞呼吸的原理是什么？ 提示 温度是通过影响有关酶的活性来影响细胞呼吸的。
(2)结合甲图思考，在温室大棚中我们应如何来控制温度来提高产量？
提示 温室栽培中增大昼夜温差(降低夜间温度)，以减少夜间呼吸消耗有机物。 (3)结合乙图，分析含水量与呼吸速率之间的关系。
提示 在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
(4)根据乙图分析种子在储藏前为什么要晾干？干种子萌发时为什么要浸泡处理？
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