走进桃花源-余秀华的诗

高中生物必修一
第2课时 无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用
学习目标引导
核心素养对接
1.科学思维——分析与综合：分
析有氧呼吸与无氧呼吸的过程，
区别二者的异同。
2.社会责任——依此呼吸原理
指导农业生产，解决实际问题。
关键术语
1.概述无氧呼吸的过程。
2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的
异同。
3.举例说明细胞原理的应用。
无氧呼吸

|预知概念|
一、无氧呼吸
1.场所 细胞质基质。
酶
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 < br>酶
产生乳酸：C
6
H
12
O
6
――→2C< br>3
H
6
O
3
（乳酸）＋少量能量。

酶< br>产生酒精：C
6
H
12
O
6
――→2C
2< br>H
5
OH（酒精）＋2CO
2
＋少量能量。

4．发酵
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。包括酒精发酵和乳酸发酵两种类
型。
二、细胞呼吸原理的应用（连线）
1

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|过程评价|
1．长跑时，人体产生的CO
2
是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物（ × ）
2．哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸（ √ ）
3．苹果储存久了会有酒味产生（ √ ）
4．无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行（ √ ）
5．无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜（ × ）
6．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（ √ ）
7．温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的（ √ ）
8．包扎伤口应选用透气的纱布敷料，以促进伤口处细胞进行有氧呼吸（ × ）
9．破伤风 芽孢杆菌可通过无氧呼吸进行大量繁殖，较深的伤口需进行清理、注
射破伤风抗毒血清等（ √ ）
|联想·质疑|

★科学解释：跑步是一种良好的锻炼身体的方式。但锻炼超过一定强度后，就会
产生乳酸。

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★科学解释：粮仓中的干燥环境可以抑制细胞呼吸。

★科学解释：葡萄酒是以葡萄为主要原料，经酵母菌发酵而成。

慢跑养生，如今提倡有氧运动，请从有氧呼吸的角度分析慢跑养生的理由。
提示：有氧呼吸时 产生的产物是CO
2
和H
2
O，对于机体的影响较小，且有机物中
的 能量得以全部释放。

科学探究1 无氧呼吸及与有氧呼吸的比较
1．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）分析无氧呼吸能量释放少的原因。
提示 大部分能量留存在酒精或乳酸中没有释放出来。
（4）运动员肌肉酸痛的原因是什么？
3

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提示 运动员在运动过程中肌细胞产生乳酸，引起肌肉的酸疼。
2．无氧呼吸的类型
①苹果 ②马铃薯块茎 ③动物 ④酵母菌 ⑤玉米胚
⑥甜菜块根 ⑦乳酸菌
将上述序号填到下表中
无氧呼吸类型（生成物）
酒精和CO
2

乳酸
【归纳概括】
1．有氧呼吸与无氧呼吸的比较
项目 有氧呼吸
细胞质基质
和线粒体
需氧、酶
CO
2
、H
2
O
大量
无氧呼吸
序号
①④
②③⑤⑥⑦
场所
不同
点
产物
释放能量
过程
相同
点
实质
意义
2.细胞呼吸类型的误区提醒
细胞质基质
条件 不需氧、需酶
酒精和CO
2
或乳酸
少量
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同
分解有机物，释放能量，合成ATP
为生物体的各项生命活动提供能量
真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能
进行无氧呼吸。
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【探究应用】
下列关于无氧呼吸的叙述，正确的是（ ）
A．无氧呼吸与有氧呼吸是两个截然不同的生理过程
B．剧烈运动过程中，人体内的CO
2
是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物
C．无氧呼吸第一阶段和第二阶段都是在细胞质基质中进行
D．无氧呼吸中葡萄糖中的化学能除转移至ATP外，其余的都储存在酒精或乳酸
中
解析 无氧呼吸与有氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，且第一阶
段都是葡萄糖分 解形成丙酮酸，释放少量能量，A错误；剧烈运动过程中，人体
内的CO
2
是有氧呼吸 的产物，无氧呼吸只产生乳酸，B错误；无氧呼吸第一阶段
和第二阶段都是在细胞质基质中进行，有机物 分解不彻底，C正确；无氧呼吸中
葡萄糖中的化学能除少部分转移至ATP外，其余的以热能形式散失和 储存在酒
精或乳酸中，D错误。
答案 C
【一题多变】
（1）酵母菌细胞内产生CO
2
的场所有哪些？
提示 细胞质基质和线粒体基质
（2）人体剧烈运动时肌肉细胞产生CO
2
的场所在哪儿？
提示 线粒体基质。

呼吸类型的确认方法
（1）据是否消耗O
2

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（2）据有无CO
2
生成

（3）据是否产生H
2
O

科学探究2 影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理的应用
1．氧气浓度对某种植物非绿色细胞呼吸方式具有不同的影响效应，结合曲线分
析下列问题：

（1）根据曲线分析O
2
浓度对有氧呼吸速率和无氧呼吸速率的影响：
提示 ①有氧呼吸：在一定范围内，随着O
2
浓度增加，有氧呼吸速率逐渐增
加；但当O
2
浓度达到一定值时，有氧呼吸速率将不再增加。
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②无氧呼吸：随着O
2
浓度增加，无氧呼吸速率受抑制。
（2）依据曲线，分析不同O
2
浓度下的细胞呼吸方式。
O
2
浓度
O
2
浓度为0
02
浓度<10%
O
2
浓度≥10%
呼吸方式
只进行无氧呼吸
同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
只进行有氧呼吸
（3）O
2
浓度由0增加到5%的过程中，CO
2
释放总量不断降低 的原因是什么？
提示 O
2
浓度由0增加到5%的过程中，无氧呼吸强度随O
2
浓度的降低而受到抑
制，使无氧呼吸释放的CO
2
量减少，而此时有氧呼 吸的强度较低，故CO
2
释放总
量不断降低。
（4）图中有氧呼吸和无氧呼 吸曲线的交点代表的含义为两者释放的CO
2
的量相
等 ，此时有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的比例为：有氧呼吸∶无氧呼吸＝
1∶3。
2．温度、水分、CO
2
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、CO
2
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 温室栽培夜晚要通风降温，以减少呼吸消耗有机物。
（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，当含水量过多时，
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
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理？
提示 储存粮食之前要进行晾干处理，以降低 含水量，从而降低呼吸速率。干种
子萌发前要浸泡处理，以增加含水量提高呼吸速率。
（5）结合丙图所示的原理思考在蔬菜、水果保鲜时我们可采取什么措施？
提示 在蔬菜、水 果保鲜中，增加CO
2
浓度（或充入N
2
）可抑制细胞呼吸，减少
有 机物的消耗。
3．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有氧呼吸，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）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。

水果与粮食的保存
（1）相同点：储藏水果、蔬菜与储藏粮食、种子的相同点为“低温、低氧”。
（2）不同点：水果、蔬菜储藏需“一定湿度”，而粮食、种子储藏需“干燥”环
境。
【探究应用】
如图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO
2
释放量 的变化，下列说法正
确的是（ ）
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A．A点无氧呼吸最强，C点无氧呼吸最弱
B．B点有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C．D点氧气充足，应该将该器官储存于此条件下
D．图中阴影面积为该器官释放的二氧化碳总量
解析 A点只进行无氧呼吸，C点只进行有氧 呼吸，A正确；B点为总的细胞呼
吸最弱的点，无法判断有氧呼吸与无氧呼吸速率，B错误；D点氧气充 足，植物
只进行有氧呼吸，消耗的有机物较多，不适宜该器官的储存，C错误；图中阴影
面积为 该器官无氧呼吸释放的二氧化碳总量，D错误。
答案 A
【一题多变】
（1）无氧呼吸消失点为哪一点？
提示 C点
（2）保存蔬果的最佳氧气浓度是哪一点？
提示：B点
科学探究3 对细胞呼吸方式的判断及相关计算
1．请根据酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸反应式写出以下比例： 有氧呼吸：C
6
H
12
O
6
∶O
2
∶ CO
2
＝1∶6∶6，据此可知，有氧呼吸中消耗的O
2
量等
于（填 “大于”、“小于”或“等于”）CO
2
的产生量；
无氧呼吸：C
6
H
12
O
6
∶CO
2
∶C
2
H
5
OH＝1∶2∶2。
2．人体细胞（或动物细胞）的细胞呼吸中O
2
的消 耗与CO
2
的产生：有氧呼吸时，
O
2
∶CO
2
＝ 1∶1，无氧呼吸时既没有O
2
的消耗也没有CO
2
的产生。
3．以酵母菌为例，假如以葡萄糖为细胞呼吸的底物，则：
（1）不消耗O
2
而产生CO
2
，则只进行无氧呼吸；
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（2）消耗的O
2
量等于产生的CO
2
的量，则只进行有氧呼吸；
（3）消耗O
2
且产生的CO
2
的量大于O
2
的消 耗量，则既进行有氧呼吸也进行无
氧呼吸；
（4）酒精的产生量等于CO
2
的释放量，则只进行无氧呼吸。
4．如果一 瓶酵母菌有的进行有氧呼吸有的进行无氧呼吸，已知O
2
的消耗量等于
a mol，CO
2
的产生量是b mol，则呼吸消耗的葡萄糖中有 a6 mol用于有氧呼
吸，有（b－a）2 mol用于无氧呼吸。
【探究应用】
有一 瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的O
2
时，其产生的酒精和
CO
2
的物质的量如下图所示。据图中信息推断错误的是（ ）

A．当氧浓度为a时，酵母菌细胞呼吸各阶段均产生ATP
B．当氧浓度为b时，酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
C．当氧浓度为c时，酵母菌消耗的葡萄糖中仍有23用于无氧呼吸
D．当氧气浓度为d时，酵母菌的能量供应全部来源于有氧呼吸
解析 氧气浓度为a时，产生 酒精的量与释放二氧化碳的量相等，说明酵母菌只
进行无氧呼吸，不进行有氧呼吸，而在无氧呼吸的第二 阶段不产生[H]和ATP，
A错误；氧气浓度为b时，产生二氧化碳的量多于产生的酒精量，此时酵母 菌既
进行有氧呼吸，也进行无氧呼吸，B正确；设氧气浓度为c时有氧呼吸消耗的葡
萄糖是x， 无氧呼吸消耗的葡萄糖为y，由曲线得出关系式：2y＝6和6x＋2y＝
15，解得x＝1.5，y＝ 3，所以酒精发酵的葡萄糖占3（1.5＋3）＝23，C正确；
氧气浓度为d时，不产生酒精，说明该 点只进行有氧呼吸不进行无氧呼吸，所以
酵母菌的能量供应全部来源于有氧呼吸，D正确。
答案 A
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1．下列细胞中，其呼吸过程会产生酒精的是（ ）
A．缺氧条件下的马铃薯块茎细胞
B.剧烈运动时人的骨骼肌细胞
C.酸奶生产中的乳酸菌
D.受涝的植物根细胞
解析 植物根细胞的无氧呼吸产生酒精。
答案 D
2.马铃薯块茎进行无氧呼吸时，只能释放少量能量，其他能量（ ）
A.储藏在葡萄糖中
C.存留于乳酸中
B.存留于酒精中
D.以热能形式散失
解析 马铃薯块茎的无氧呼吸产生乳酸而不是酒精，所以没有释放出来的能量储
藏在乳酸中。
答案 C
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
2
中毒
解析 种子萌发时，如果长时间缺氧，进行无氧呼吸产生乙醇和二氧化碳，不产
生乳酸，乙醇含量过多对细胞有 毒害作用，引起烂芽。
答案 B
4.下列关于细胞呼吸原理在生活、生产中应用的叙述，错误的是（ ）
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A.适当降低温度和氧浓度，有利于果蔬储藏
B.给含有酵母菌的发酵液连续通气，可以提高产酒量
C.用透气的纱布包扎伤口，可抑制厌氧菌的大量繁殖
D.施肥的同时结合松土，有利于根吸收矿质元素离子
解析 酵母菌在有氧的条件下大量繁殖 ，无氧的条件下酵母菌进行无氧呼吸产生
酒精，酿酒是利用了酵母菌无氧呼吸产生酒精的作用，所以不能 向发酵罐内连续
通气，B错误。
答案 B
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