高中生物人教版（2019）必修一5.3.2无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用（学案）

第五章 细胞的能量供应和利用
第三节 细胞呼吸的原理和应用
二 无氧呼吸与细胞呼吸原理的应用
【学习目标】
1.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
2.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。
【基础梳理】
一、无氧呼吸
1.场所： 。
2.类型和过程
类型 酒精发酵 乳酸发酵
第一阶段 葡萄糖→丙酮酸＋[H]＋少量能量
第二阶段 丙酮酸→酒精＋CO2 丙酮酸→乳酸
反应式 C6H12O6 ＋少量能量 C6H12O6 ＋少量能量
实例 某些植物、酵母菌等 高等动物、马铃薯块茎、甜菜根、玉米胚、乳酸菌等
二、细胞呼吸原理的应用
1.有氧呼吸原理的应用
（1）利用淀粉、 或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
（2）提倡慢跑等有氧运动使细胞进行 ，避免肌细胞产生大量 。
（3）及时松土有利于 。
（4）稻田定期排水有利于根系 ，防止幼根变黑、腐烂。
2.无氧呼吸原理的应用
（1）利用粮食通过 发酵可以生产各种酒。
（2）包扎伤口应选用 的敷料。
（3）破伤风芽孢杆菌可通过 进行大量繁殖，皮肤破损较深时，需清理伤口、注射破伤风抗毒血清等。
【拓展延伸】
细胞呼吸方式的判断方法
（1）方法秘诀：写出反应式，找出O2消耗量和CO2释放量之间的数量关系：
①有氧呼吸：C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量
②产生酒精：C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量
③产生乳酸：C6H12O62C3H6O3+少量能量
（2）依据O2消耗量和CO2释放量，具体判断如下：
条件 结论
情况1 O2消耗量=CO2产生量 只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸
情况2 消耗O2量<释放CO2量 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
情况3 不消耗O2，释放CO2 只进行产生酒精的无氧呼吸
情况4 不消耗O2，不释放CO2 只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已经死亡
【课堂练习】
1.在缺氧的情况下，植物可短时间进行无氧呼吸提供能量，而长时间的无氧呼吸会影响植物的生长。现有一块马铃薯田中，马铃薯根系完全被水淹没，下列说法错误的是（ ）
A.在水淹条件下，马铃薯植株仍然主要进行有氧呼吸
B.长期处于缺氧条件下，马铃薯植株根系对无机盐的吸收减少
C.因为植物可以进行无氧呼吸，所以水淹对马铃薯影响不大
D.马铃薯块茎无氧呼吸不产生气体
2.下列有关细胞呼吸的叙述正确的是（ ）
①原核生物没有线粒体，不能进行有氧呼吸
②酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，但产生CO2的场所不同
③无氧呼吸过程中，葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中
④伤口要用透气的纱布包扎，目的是防止组织细胞因缺氧而能量供应不足
A.①④ B.②③ C.②④ D.①③
3.下列①~④过程为细胞呼吸过程中发生的物质变化，有关说法正确的是（ ）
①葡萄糖→丙酮酸
②丙酮酸→二氧化碳和水
③丙酮酸+乳酸
④丙酮酸→酒精和二氧化碳
A.①过程能够产生NADH，而②③④过程均不能产生NADH
B.在黑暗条件下，小麦②过程发生在线粒体中，产生大量ATP
C.葡萄糖经①③过程后，其中的能量大部分以热能形式散失
D.人体剧烈运动时，肌肉细胞会通过①④过程产生能量
4.下列关于有氧呼吸与无氧呼吸的相同点正确的是（ ）
①都在线粒体中进行
②都需要酶
③都需要氧
④都产生ATP
⑤都经过生成丙酮酸的反应
A.①②⑤ B.①④⑤ C.②③⑤ D.②④⑤
5.下列所述生产与生活中的做法，合理的是（ ）
A.做面包时加入酵母菌并维持密闭状态
B.水稻田适时排水晒田以保证根系通气
C.储藏水果蔬菜时尽可能降低仓库中O2浓度
D.用不透气的消毒材料包扎伤口以避免感染
6.葡萄糖是生物体重要的能源物质，生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下，请据图回答下列问题：
（1）图中X是_____，Y是_____，生物细胞中产生Y的场所可能是_____。①②③过程中，产生ATP最多的是_____（填序号）。
（2）反应①②③④⑤中，可在人体细胞中进行的过程是_____（填序号）；粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为_____。
（3）酵母菌发酵时，先通入空气，一段时间以后再密闭。当从有氧变为无氧条件时，酵母菌的繁殖速率_____（填“加快”或“减慢”）。若检测酵母菌呼吸的产物是否有酒精，可用酸性_____进行检测。
【答案以及解析】
1.答案：C
解析：在水淹条件下，马铃薯块茎主要进行无氧呼吸，但是马铃薯地上部分仍然主要进行有氧呼吸，A说法正确；长期处于缺氧条件下，马铃薯植株根系呼吸产生的能量减少，对无机盐的吸收减少，B说法正确；马铃薯块茎长时间进行无氧呼吸会产生大量乳酸，会对根产生毒害作用，从而影响马铃薯的生长，C说法错误；马铃薯块茎无氧呼吸不产生CO2，无气体产生，D说法正确。
2.答案：B
解析：有些原核生物（如蓝藻）没有线粒体，也能进行有氧呼吸，①错误；酵母菌是真核生物，在有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸可以产生CO2和水，CO2在线粒体基质中产生，在无氧条件下，酵母菌可通过无氧呼吸产生酒精和CO2，产生CO2的场所是细胞质基质，②正确；无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量的ATP，葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中，③正确；伤口要用透气消毒的纱布包扎，目的是抑制厌氧细菌的繁殖，④错误。B符合题意。
3.答案：B
解析：细胞呼吸的第一阶段和需氧呼吸的第二阶段均会产生NADH，需氧呼吸的第三阶段和厌氧呼吸的第二阶段均不能产生NADH，A错误；小麦在黑暗条件下仍可以进行有氧呼吸，②过程表示有氧呼吸第二和第三阶段，发生在线粒体中，第三阶段产生大量ATP，B正确；乳酸发酵过程中，葡萄糖中的能量大部分还储存在乳酸中，C错误；人体剧烈运动时，肌肉细胞会通过厌氧呼吸（乳酸发酵）产生能量，人体细胞不能进行乙醇发酵，D错误。
4.答案：D
解析：有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都在细胞质基质中进行，都能将葡萄糖分解成丙酮，而有氧呼吸第二阶段在线粒体进行，无氧呼吸第二阶段还是在细胞质基质中进行，它们都需要酶，但无氧呼吸不需要氧气，有氧呼吸产生ATP较多，无氧呼吸产生的ATP较少，综合选D。
5.答案：B
解析：做面包时加入酵母菌是因为酵母菌细胞呼吸产生CO2可使面包暄软多孔，由于酵母菌无氧呼吸会产生酒精，故不能维持密闭状态，A错误；水稻田适时排水晒田的目的是保证根系通气，防止根系无氧呼吸产生酒精，造成毒害，B正确；低氧环境有利于水果和蔬菜的保鲜，但不是氧浓度越低越好，氧浓度太低，无氧呼吸增强，产生酒精增多，反而不利于水果蔬菜的保鲜，C错误；用透气的消毒材料包扎伤口以抑制厌氧菌大量繁殖，避免感染，D错误。
6.答案：（1）O2；CO2；细胞质基质；线粒体（基质）；③
（2）①②③④；细胞呼吸产生水
（3）减慢；重铬酸钾溶液
解析：（1）X是O2，Y是CO2，生物细胞中产生Y的场所有细胞质基质、线粒体基质。有氧呼吸第三阶段产生的ATP最多，即③。人体细胞无氧呼吸的产物为乳酸，①②③④⑤过程中，可在人体细胞中进行的是①②③④。
（2）有氧条件下细胞呼吸产生的能量比无氧条件下多，酵母菌繁殖速率快，所以当从有氧变为无氧条件时，酵母菌的繁殖速率减慢。可用酸性重铬酸钾检测酵母菌呼吸的产物—酒精。
（3）酵母菌发酵时，先通入空气，酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，当从有氧变为无氧条件时，酵母菌进行无氧呼吸，繁殖速率减慢。检测酵母菌呼吸的产物是否有酒精，可用酸性重铬酸钾溶液进行检测。
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