第2课时 无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用
说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
知识点1 无氧呼吸
1．场所：细胞质基质。
2．过程
(1)第一个阶段：与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。
(2)第二个阶段：丙酮酸在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。
3．反应式
(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量
(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量
4．能量转化
(1)能量释放阶段：只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。
(2)大部分能量去向：存留在酒精或乳酸中。
无氧呼吸第二阶段的产物不同的直接原因是什么？
提示：参与无氧呼吸第二阶段的酶不同。
5．无氧呼吸的概念：指细胞在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
6．细胞呼吸的概念：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
7．细胞呼吸的意义
(1)为生物体提供能量。
(2)生物体代谢的枢纽。
基于对无氧呼吸过程的认识，判断下列表述是否正确。
1．不同细胞无氧呼吸的产物不一定相同。 (√)
2．无氧呼吸是不彻底的氧化分解，大部分能量没释放出来，所以无氧呼吸释放的能量较少。 (√)
3．人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2。 (×)
提示：人体细胞在无氧呼吸时的产物是乳酸。
4．蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 (√)
5．动物细胞无氧呼吸产物为乳酸，植物细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳。
(×)
提示：有些植物细胞无氧呼吸产物为乳酸。
分析无氧呼吸的过程
材料1 结合教材内容并构建无氧呼吸过程的模型如图所示：
材料2 1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。
材料3 有氧呼吸的生物，如植物的根在水淹的情况下能进行短暂的无氧呼吸，人在剧烈运动时，骨骼肌细胞也能进行无氧呼吸。
1．材料1中a表示的物质是什么？若骨骼肌细胞进行暂时的无氧呼吸，则应为图示的哪几个过程？(用数字符号表示)
提示：酒精(或C2H5OH)。①②。
2．据材料2分析，在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向及葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？
提示：无氧呼吸过程中，葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来；而葡萄糖氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。
3．试从生物进化的角度说明需氧型生物保留无氧呼吸方式的意义。
提示：需氧型生物保留无氧呼吸的意义是细胞在暂时缺氧时，可以通过无氧呼吸来合成ATP，为生物体的生命活动提供能量，降低因ATP合成量减少而对生物体造成的伤害。
4．将下面生物按照无氧呼吸类型进行分类：
①甜菜块根 ②玉米的根毛细胞 ③马铃薯块茎 ④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞 ⑤酵母菌 ⑥乳酸菌 ⑦玉米的胚 ⑧苹果 ⑨玉米的根(水淹)
产酒精和二氧化碳的是________________；产乳酸的是____________。
提示：②⑤⑧⑨ ①③④⑥⑦
[深化归纳]
1．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解
2．有氧呼吸与无氧呼吸的异同点
1．如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
D [题图为细胞呼吸的全过程，①②过程为无氧呼吸，①④③过程为有氧呼吸，a、b、c、d、e分别表示丙酮酸、CO2、[H]、O2、酒精；催化反应②和④的酶分别存在于细胞质基质和线粒体基质中；无氧呼吸的第一阶段也产生[H]。]
2．将酵母菌置于浓度适宜的葡萄糖溶液中进行培养，在不同O2浓度下测得的酵母菌细胞呼吸产物的相对含量如图所示。下列叙述错误的是( )
A．O2浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸
B．O2浓度为b时，细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少
C．O2浓度为c时，最有利于酵母菌的生存和繁殖
D．O2浓度增加会抑制无氧呼吸，从而使酒精含量不断下降
C [O2浓度为a时，酵母菌产生的CO2含量与酒精含量相同，说明酵母菌只进行无氧呼吸，A正确；O2 浓度为b时，CO2产生量为12.5，酒精产生量为6.5，说明酵母菌无氧呼吸CO2产生量为6.5，消耗葡萄糖的量为3.25，有氧呼吸CO2产生量为6，消耗葡萄糖的量为1，故细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少，B正确；O2 浓度超过d时，酵母菌只进行有氧呼吸，产生大量能量，最有利于酵母菌的生存和繁殖，C错误；O2 浓度增加会使有氧呼吸增强，同时会抑制无氧呼吸，从而使酒精含量不断下降，D正确。]
判断细胞呼吸方式的三大依据
知识点2 细胞呼吸原理的应用
1．对有氧呼吸原理的应用
(1)提倡慢跑等有氧运动，使细胞进行有氧呼吸，避免肌细胞产生大量乳酸。
(2)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止幼根因缺氧变黑、腐烂。
(3)利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
2．对无氧呼吸原理的应用
(1)利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
(2)破伤风芽孢杆菌可通过无氧呼吸大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。
给板结的土壤及时松土的主要目的是什么？
提示：促进土壤中根系细胞有氧呼吸第三阶段的进行，从而产生大量能量，有利于无机盐的吸收。
基于对细胞呼吸原理的应用的认识，判断下列表述是否正确。
1．无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。 (√)
2．无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。 (×)
提示：无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
3．无氧呼吸产物中只有酒精或乳酸。 (×)
提示：无氧呼吸的产物是乳酸或酒精和二氧化碳。
4．葡萄糖经无氧呼吸后释放的能量大部分以热能的形式散失。 (√)
5．储存蔬菜、水果时应隔绝O2，以减弱细胞呼吸。 (×)
提示：若隔绝O2，细胞无氧呼吸会加强，不利于蔬菜、水果的储存，而应低氧储存。
环境因素对细胞呼吸的影响
材料1 苹果中含有丰富的营养成分，既可作为日常水果食用也可用来酿造果酒。为保持苹果的口感和营养以及满足持续供应，通常在苹果采摘后放在气调保鲜库中保鲜。某同学在网上查询了苹果气调保鲜库的参数如下表所示：
温度/℃ 湿度RH/% O2/% CO2/%
20～25 85～95 2～5 2～5
材料2 如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响。
1．上表中有一项参数的数值明显有误，请指出来并加以纠正。
提示：温度数值太高，应改为0 ℃以上低温。
2．结合材料1的相关信息，你认为气调保鲜库保鲜苹果时应设定的外界环境条件是什么？依据的原理是什么？
提示：(0 ℃以上)低温、高浓度 CO2、低浓度O2能降低苹果细胞呼吸，减少有机物消耗；高湿度能抑制苹果的水分蒸发，保持苹果的新鲜度。
3．图中与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有哪些？
提示：O2浓度和温度。
4．试分析洋葱根尖细胞有氧呼吸的最适温度。
提示：分析图示可知，在20 ℃、30 ℃、35 ℃三个温度条件下，30 ℃ 条件下氧气充足时有氧呼吸速率最高，说明有氧呼吸的最适温度在20 ℃和35 ℃之间。
[深化归纳]
环境因素对细胞呼吸的影响及应用
影响因素及图示 原理 应用
温度会影响酶的活性 低温下储藏水果、蔬菜、粮食，减少有机物消耗；温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根死亡
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 在水果、蔬菜保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗
水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率 粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗；干种子萌发前进行浸泡处理
3．下图表示某植物的非绿色器官在不同O2浓度下的CO2释放量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是( )
A．R点时刻该植物器官的无氧呼吸最弱，P点时只进行有氧呼吸
B．若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放CO2多
C．若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多
D．储藏该植物器官，应控制空气流通，使O2浓度保持在0～A范围
C [R点时刻该植物器官的CO2释放量最少，说明呼吸作用最弱，此时既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，P点时CO2释放量等于O2吸收量，说明只进行有氧呼吸，A错误；若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸的CO2释放量和无氧呼吸的CO2释放量相等，由于无氧呼吸大部分能量储存在产物酒精或乳酸中，未被释放出来，因此A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多，B错误，C正确；储藏该植物器官，应控制空气流通，使O2浓度保持在A，此时呼吸作用最弱，有机物消耗最少，D错误。]
4．科研人员探究了温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃的慢，因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
B [果肉细胞不能进行光合作用，其产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体，A错误；50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，是由于此温度条件下酶的活性较高，有氧呼吸已将O2消耗殆尽，以后仅进行无氧呼吸，密闭罐中CO2浓度会增加，B正确，C错误；酶具有最适温度，若超过最适温度，有氧呼吸速率会降低，D错误。]
(1)O2浓度对细胞呼吸和有氧呼吸的影响不同：O2浓度对细胞呼吸的影响曲线是先降低后增加最后平稳，而对有氧呼吸的影响曲线是先增加后平稳。
(2)蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。
(3)种子储藏时应保持干燥，而蔬菜和水果储藏时应保持一定的湿度。
1．无氧呼吸：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
2．细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
3．产生CO2的不只是有氧呼吸，无氧呼吸产生酒精的过程中也有CO2的产生。
4．真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
5．所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。
1．(链接P94旁栏思考)下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子库中储存的风干种子不进行细胞呼吸
B．是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别
C．无氧呼吸第二阶段没有[H]的积累
D．若某污染物抑制了植物有氧呼吸的各个阶段，则对无氧呼吸没有影响
C [种子库中储存的风干种子丢失了自由水，但仍保持活性，能进行细胞呼吸，只是细胞呼吸速率慢，A错误；有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸都会产生二氧化碳，因此是否产生二氧化碳不是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别，B错误；无氧呼吸第二阶段为丙酮酸和[H]在酶的作用下进行反应，故没有[H]的积累，C正确；有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段相同，若污染物抑制植物有氧呼吸的各个阶段，则对无氧呼吸也有影响，D错误。]
2．(链接P96概念检测)某超市有一批过保质期的酸奶出现胀袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析胀袋现象的原因，下列解释正确的是( )
A．是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的
B．如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的
C．乳酸菌是兼性厌氧菌，且可以产生CO2
D．酵母菌是原核生物，是兼性厌氧菌
B [乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，不产生气体，酸奶出现胀袋可能是杂菌无氧呼吸产生的CO2造成的，A错误；酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，若有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的，B正确；乳酸菌是厌氧菌，其呼吸只能产生乳酸，C错误；酵母菌属于真核生物，是兼性厌氧菌，D错误。]
3．(链接P95思考·讨论)细胞呼吸的原理在我们的生活和生产实践中有着广泛的应用，下列叙述错误的是( )
A．“中耕松土”有利于植物根部细胞呼吸
B．提倡有氧运动可避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸导致的肌肉酸痛
C．包扎伤口需选用透气的敷料，以避免人体伤口细胞无氧呼吸导致愈合较慢
D．夜间适当降低温度，可减少细胞呼吸消耗的有机物从而使作物增产
C [“中耕松土”有利于植物根部细胞呼吸，A正确；提倡有氧运动可避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸导致的肌肉酸痛，B正确；包扎伤口需选用透气的敷料，以避免破伤风芽孢杆菌等厌氧菌在伤口处大量繁殖，C错误；夜间适当降低温度，可通过减少细胞呼吸消耗有机物的方式使作物有机物积累，以达到增产目的，D正确。]
4．某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答下列问题：
(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间细胞呼吸的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是________________，其产物是
__________________________________________________________。
(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。
[解析] (1)据题干图可知，在12～24 h期间，氧气吸收量很少，而CO2释放量很多，表明此时的细胞呼吸主要是无氧呼吸；无氧呼吸的场所是细胞质基质，产物是酒精和二氧化碳。(2)在第12 h到胚根长出期间，种子不进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼吸消耗有机物，使干物质总量下降。(3)胚根长出后，氧气的吸收速率明显增加，说明有氧呼吸的速率明显增加。
[答案] (1)无氧 细胞质基质 酒精和二氧化碳
(2)减少 种子不进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼吸消耗有机物，使干物质总量下降
(3)有氧
课时分层作业(18) 无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用
题组一 无氧呼吸
1．如图表示细胞无氧呼吸的过程，①②依次代表两个阶段。下列相关叙述错误的是( )
A．过程②只释放少量的能量
B．过程①②发生的场所都是细胞质基质
C．两个②过程产物不同，原因是发挥催化作用的酶不同
D．与有氧呼吸相比，若释放等量的能量，无氧呼吸消耗的葡萄糖更多
A [无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，过程②不产生能量，A错误；过程①②分别是无氧呼吸的第一阶段和第二阶段，均在细胞质基质中进行，B正确；两个②过程丙酮酸被分解成不同的产物，是因为不同细胞中参与第二阶段的酶不同，C正确；无氧呼吸属于有机物不彻底氧化分解，最终产生的酒精和乳酸仍含有大部分能量，而有氧呼吸属于有机物的彻底氧化分解，故与有氧呼吸相比，若释放等量的能量，无氧呼吸消耗的葡萄糖更多，D正确。]
2．下列关于细胞有氧呼吸和无氧呼吸的叙述，正确的是( )
A．同一植物的不同细胞中不可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶
B．细胞呼吸的中间产物可能会转化为丙氨酸等非必需氨基酸
C．丙酮酸产生于细胞质基质，有无氧气都可以进入线粒体进行分解
D．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量全都用于生成ATP
B [同一植物的不同细胞中可能同时出现催化生成乳酸的酶和催化生成酒精的酶，如马铃薯部分细胞无氧呼吸产生酒精，部分细胞无氧呼吸产生乳酸，A错误；非必需氨基酸是人体细胞能够合成的，细胞呼吸的中间产物会转化为甘油、氨基酸等非糖物质，B正确；丙酮酸产生于细胞质基质，需要有氧气存在时才能进入线粒体进行分解，C错误；有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分能量用于生成ATP，D错误。]
题组二 影响细胞呼吸因素及其应用
3．关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．水稻根部主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境
B．荔枝在无O2、保持干燥、零下低温中，可延长保鲜时间
C．登山时人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量
D．高等生物保留无氧呼吸，有利于对不良环境的适应
D [水稻根部主要进行有氧呼吸，而无氧呼吸会产生酒精，对根细胞产生毒害作用，所以不能长期适应缺氧环境，A错误；荔枝等水果蔬菜的保存要求零上低温、低氧、湿度适宜，B错误；登山时人体主要是从有氧呼吸分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量，C错误；高等生物保留无氧呼吸的能力，有利于适应低氧等不良环境，D正确。]
4．下列有关细胞呼吸原理应用的叙述，错误的是( )
A．耐低氧的水稻种子撒播于农田，灌水覆盖，可以有效防治鸟害、鼠害
B．油菜种子播种时宜浅播，原因是萌发时需要消耗大量氧气
C．小麦种子入库储藏时，在无氧和低温条件下储藏时间延长
D．苹果表面涂一层果蜡，可以减缓苹果的水分流失和呼吸作用，延长其保鲜期
C [耐低氧的水稻种子撒播于农田，灌水覆盖，减少氧气的接触，同时可以有效防治鸟害、鼠害，A正确；油菜种子播种时宜浅播，是因为油菜种子中富含脂肪，而脂肪中含有的C和H多，O少，萌发时需要消耗大量氧气，B正确；小麦种子入库储藏时，需要在低氧和低温环境储存，C错误；苹果表面涂一层果蜡，可以减缓苹果的水分流失和呼吸作用，减少有机物的消耗，延长其保鲜期，D正确。]
5．甲、乙两图描述的是环境因素与呼吸作用间的关系，下列叙述错误的是( )
A．图甲中的变量①可表示在一定呼吸强度范围内细胞中的含水量
B．图甲中的变量①可表示O2浓度，无氧条件下呼吸速率最低，适合储藏
C．图乙中的变量②可表示温度，大棚种植时夜间适当降温，有利于增产
D．图乙中的变量②可表示pH，pH过高会抑制细胞呼吸
B [图甲呼吸速率随着变量①的升高而升高，则变量①可以表示在一定呼吸强度范围内细胞中的含水量，A正确；图甲呼吸速率随着变量①的升高而升高，但影响呼吸作用的因素除了O2之外，还有酶的数量等，所以曲线不能一直增加，且无氧条件下呼吸速率不是最低，适合储藏时应是有机物消耗最少时，即低氧浓度下，B错误；图乙呼吸速率随着变量②的升高而先升高后下降，温度和pH可以影响呼吸酶的活性，所以该图可以表示呼吸速率与温度或pH之间的关系，大棚种植时夜间适当降温，减弱呼吸作用，减少有机物消耗，有利于增产，C、D正确。]
6．无氧运动产生的乳酸会导致肌肉酸胀乏力，乳酸在肌肉和肝脏中的部分代谢过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．无氧运动时丙酮酸转化为乳酸可为肌细胞迅速供能
B．肌糖原在有氧条件和无氧条件下都能氧化分解提供能量
C．肝细胞中乳酸转化为葡萄糖的过程属于吸能反应
D．肌细胞中有氧呼吸产生的[H]与O2结合，无氧呼吸产生的[H]不与O2结合
A [丙酮酸转化为乳酸是无氧呼吸的第二阶段，不产生ATP，所以不能为肌细胞供能，A错误；在高强度运动时，机体同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，在有氧条件和无氧条件下肌糖原都能氧化分解提供能量，B正确；乳酸分子中所含能量小于葡萄糖分子中所含能量，肝细胞中乳酸转化为葡萄糖的过程属于吸能反应，该过程通常与ATP的水解相联系，C正确；在有氧条件下，肌细胞中有氧呼吸产生的[H]与O2结合生成水，释放大量能量，无氧呼吸产生的[H]把丙酮酸还原成乳酸，D正确。]
7．如图为小麦非绿色器官在不同O2浓度下有氧呼吸CO2释放量、无氧呼吸CO2释放量的变化曲线(呼吸底物只考虑葡萄糖)。下列叙述错误的是( )
A．甲可以表示无氧呼吸CO2释放量
B．O2浓度为a时，只在细胞质基质中产生少量能量
C．O2浓度为b时，只进行有氧呼吸
D．O2浓度高于c时，O2的吸收量和CO2释放量相等
C [据图可知，甲曲线表示无氧呼吸过程中CO2的释放量的变化，即没有O2的条件下只进行无氧呼吸，但是随着O2浓度的增加，无氧呼吸受抑制，直至消失，A正确；O2浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸，只在细胞质基质中产生少量能量，B正确；c点是无氧呼吸消失点，O2浓度为b时，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，C错误；O2浓度高于c时，细胞只进行有氧呼吸，有氧呼吸分解葡萄糖时，O2吸收量和CO2释放量相等，D正确。]
8．种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5% TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚显现红色。下列叙述正确的是( )
A．种胚红色越深，其种子活力越低
B．TTF生成速率与保温的温度有关
C．无氧条件下，种子中不会产生TTF
D．TTF只能在细胞质基质中生成
B [在相同时间内，种子活力越高，呼吸作用越强，产生的[H]越多，生成的TTF越多，红色越深，因此，可根据相同时间内红色深浅判断种子活力高低，A错误；细胞呼吸中产生[H]，而温度影响细胞呼吸酶的活性，故TTF生成速率与保温的温度有关，B正确；无氧条件也产生[H]，故无氧条件下，种子中会产生TTF，C错误；细胞呼吸过程中，有氧呼吸第一阶段、第二阶段均可以产生[H]，所以TTF既可以在细胞质基质中生成，也可以在线粒体基质中产生，D错误。]
9．某植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖。下列说法错误的是( )
A．甲、乙、丙曲线分别表示CO2释放总量、O2吸收量、无氧呼吸产生CO2量
B．O2浓度由0到a的过程中，无氧呼吸释放CO2的速率逐渐降低
C．O2浓度由0到a的过程中，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加
D．面积S1与面积S2不相等
D [面积S1和S2加上共有面积，均可表示无氧呼吸释放的CO2量，因此面积S1与面积S2相等，D错误。]
10．(13分)科研小组研究了低氧胁迫对某种植物根细胞呼吸作用的影响。取该种植物甲、乙两个品种，分别在正常通气和低氧条件下进行实验，并在一周后测定根系中乙醇的含量，结果如下表所示。回答下列问题：
品种甲 品种乙
正常通气一周后乙醇含量(μmol·g-1) 2.5 2.5
低氧处理一周后乙醇含量(μmol·g-1) 6 4
(1)该植物根细胞进行有氧呼吸第一阶段中，1分子的葡萄糖分解成2分子的_______________________________________________________________________，
产生少量的_________________________________________________________。
(2)该植物根细胞进行无氧呼吸第二阶段中，丙酮酸在相关酶的催化作用下分解成____________，在无氧呼吸过程中__________(填“有”或“无”)NADH的积累。
(3)低氧处理条件下，甲品种比乙品种对氧气浓度变化的敏感性____________，判断依据是___________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)借鉴该实验结果，在农业生产上，农田要适时排水的目的是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)有氧呼吸第一阶段中，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的NADH和能量。(2)该植物根细胞进行无氧呼吸第二阶段中，丙酮酸在相关酶的催化作用下分解成二氧化碳和乙醇，无氧呼吸第一阶段产生NADH，第二阶段消耗NADH，故在无氧呼吸过程中无NADH的积累。(3)在低氧条件下甲品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比乙品种多，品种甲根系中乙醇含量的上升幅度较大，故品种甲对氧气浓度的变化较为敏感。(4)农田要适时排水的主要目的是促进根的有氧呼吸，防止无氧呼吸产物积累对根造成伤害(如乙醇会导致烂根)。
[答案] (除标注外，每空2分，共13分)(1)丙酮酸(1分) NADH和能量 (2)二氧化碳和乙醇 无 (3)更强 在低氧条件下甲品种的根细胞进行无氧呼吸产生的乙醇比乙品种多，品种甲根系中乙醇含量的上升幅度较大 (4)促进根的有氧呼吸，防止无氧呼吸产物积累对根造成伤害(如乙醇会导致烂根)
17/17第2课时 无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用
说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
知识点1 无氧呼吸
1．场所：__________。
2．过程
(1)第一个阶段：与__________的第一个阶段完全相同。
(2)第二个阶段：__________在酶(与催化有氧呼吸的酶不同)的催化作用下，分解成__________，或者转化成乳酸。
3．反应式
(1)C6H12O6__________＋少量能量
(2)C6H12O6__________＋少量能量
4．能量转化
(1)能量释放阶段：只在第__________阶段释放出少量的能量，生成少量__________。
(2)大部分能量去向：存留在__________中。
无氧呼吸第二阶段的产物不同的直接原因是什么？
5．无氧呼吸的概念：指细胞在__________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过__________分解，释放__________能量的过程。
6．细胞呼吸的概念：指有机物在细胞内经过一系列的__________，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成__________的过程。
7．细胞呼吸的意义
(1)为生物体提供__________。
(2)生物体代谢的__________。
基于对无氧呼吸过程的认识，判断下列表述是否正确。
1．不同细胞无氧呼吸的产物不一定相同。 ( )
2．无氧呼吸是不彻底的氧化分解，大部分能量没释放出来，所以无氧呼吸释放的能量较少。 ( )
3．人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2。 ( )
4．蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 ( )
5．动物细胞无氧呼吸产物为乳酸，植物细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳。
( )
分析无氧呼吸的过程
材料1 结合教材内容并构建无氧呼吸过程的模型如图所示：
材料2 1 mol葡萄糖有氧呼吸能释放2 870 kJ的能量，而1 mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只释放196.65 kJ的能量，其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。
材料3 有氧呼吸的生物，如植物的根在水淹的情况下能进行短暂的无氧呼吸，人在剧烈运动时，骨骼肌细胞也能进行无氧呼吸。
1．材料1中a表示的物质是什么？若骨骼肌细胞进行暂时的无氧呼吸，则应为图示的哪几个过程？(用数字符号表示)
2．据材料2分析，在进行无氧呼吸过程中，葡萄糖中能量的主要去向及葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向分别是什么？
3．试从生物进化的角度说明需氧型生物保留无氧呼吸方式的意义。
4．将下面生物按照无氧呼吸类型进行分类：
①甜菜块根 ②玉米的根毛细胞 ③马铃薯块茎 ④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞 ⑤酵母菌 ⑥乳酸菌 ⑦玉米的胚 ⑧苹果 ⑨玉米的根(水淹)
产酒精和二氧化碳的是________________；产乳酸的是____________。
[深化归纳]
1．有氧呼吸和无氧呼吸过程图解
2．有氧呼吸与无氧呼吸的异同点
1．如图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是( )
A．催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中
B．图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生
C．图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP
D．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2
2．将酵母菌置于浓度适宜的葡萄糖溶液中进行培养，在不同O2浓度下测得的酵母菌细胞呼吸产物的相对含量如图所示。下列叙述错误的是( )
A．O2浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸
B．O2浓度为b时，细胞有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的少
C．O2浓度为c时，最有利于酵母菌的生存和繁殖
D．O2浓度增加会抑制无氧呼吸，从而使酒精含量不断下降
判断细胞呼吸方式的三大依据
知识点2 细胞呼吸原理的应用
1．对有氧呼吸原理的应用
(1)提倡慢跑等有氧运动，使细胞进行有氧呼吸，避免__________。
(2)稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止__________。
(3)利用淀粉、醋酸菌或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
2．对无氧呼吸原理的应用
(1)利用粮食通过酵母菌发酵可以生产各种酒。
(2)破伤风芽孢杆菌可通过__________大量繁殖，包扎伤口应选用透气的敷料，抑制破伤风芽孢杆菌的__________；较深的伤口需及时清理、注射破伤风抗毒血清等。
给板结的土壤及时松土的主要目的是什么？
基于对细胞呼吸原理的应用的认识，判断下列表述是否正确。
1．无氧呼吸发生的场所是细胞质基质。 ( )
2．无氧呼吸两个阶段都可以产生ATP。 ( )
3．无氧呼吸产物中只有酒精或乳酸。 ( )
4．葡萄糖经无氧呼吸后释放的能量大部分以热能的形式散失。 ( )
5．储存蔬菜、水果时应隔绝O2，以减弱细胞呼吸。 ( )
环境因素对细胞呼吸的影响
材料1 苹果中含有丰富的营养成分，既可作为日常水果食用也可用来酿造果酒。为保持苹果的口感和营养以及满足持续供应，通常在苹果采摘后放在气调保鲜库中保鲜。某同学在网上查询了苹果气调保鲜库的参数如下表所示：
温度/℃ 湿度RH/% O2/% CO2/%
20～25 85～95 2～5 2～5
材料2 如图表示O2浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响。
1．上表中有一项参数的数值明显有误，请指出来并加以纠正。
2．结合材料1的相关信息，你认为气调保鲜库保鲜苹果时应设定的外界环境条件是什么？依据的原理是什么？
3．图中与B点相比，限制C点有氧呼吸速率的因素有哪些？
4．试分析洋葱根尖细胞有氧呼吸的最适温度。
[深化归纳]
环境因素对细胞呼吸的影响及应用
影响因素及图示 原理 应用
温度会影响酶的活性 低温下储藏水果、蔬菜、粮食，减少有机物消耗；温室栽培中增大昼夜温差，增加有机物积累
O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用 稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止烂根死亡
CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行 在水果、蔬菜保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗
水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率 粮食储藏要求干燥，减少有机物消耗；干种子萌发前进行浸泡处理
3．下图表示某植物的非绿色器官在不同O2浓度下的CO2释放量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是( )
A．R点时刻该植物器官的无氧呼吸最弱，P点时只进行有氧呼吸
B．若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放CO2多
C．若AB＝BR，则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多
D．储藏该植物器官，应控制空气流通，使O2浓度保持在0～A范围
4．科研人员探究了温度对密闭罐中水蜜桃果肉细胞呼吸速率的影响，结果如下图所示。下列叙述正确的是( )
A．20 h内，果肉细胞产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体、叶绿体
B．50 h后，30 ℃条件下果肉细胞没有消耗O2，密闭罐中CO2浓度会增加
C．50 h后，30 ℃的有氧呼吸速率比2 ℃和15 ℃的慢，因为温度高使酶活性降低
D．实验结果说明温度越高，果肉细胞有氧呼吸速率越大
(1)O2浓度对细胞呼吸和有氧呼吸的影响不同：O2浓度对细胞呼吸的影响曲线是先降低后增加最后平稳，而对有氧呼吸的影响曲线是先增加后平稳。
(2)蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。
(3)种子储藏时应保持干燥，而蔬菜和水果储藏时应保持一定的湿度。
1．无氧呼吸：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
2．细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
3．产生CO2的不只是有氧呼吸，无氧呼吸产生酒精的过程中也有CO2的产生。
4．真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。
5．所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。
1．(链接P94旁栏思考)下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( )
A．种子库中储存的风干种子不进行细胞呼吸
B．是否产生二氧化碳是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别
C．无氧呼吸第二阶段没有[H]的积累
D．若某污染物抑制了植物有氧呼吸的各个阶段，则对无氧呼吸没有影响
2．(链接P96概念检测)某超市有一批过保质期的酸奶出现胀袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析胀袋现象的原因，下列解释正确的是( )
A．是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的
B．如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的
C．乳酸菌是兼性厌氧菌，且可以产生CO2
D．酵母菌是原核生物，是兼性厌氧菌
3．(链接P95思考·讨论)细胞呼吸的原理在我们的生活和生产实践中有着广泛的应用，下列叙述错误的是( )
A．“中耕松土”有利于植物根部细胞呼吸
B．提倡有氧运动可避免肌细胞因供氧不足产生大量乳酸导致的肌肉酸痛
C．包扎伤口需选用透气的敷料，以避免人体伤口细胞无氧呼吸导致愈合较慢
D．夜间适当降低温度，可减少细胞呼吸消耗的有机物从而使作物增产
4．某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如图所示。请据图回答下列问题：
(1)在12～24 h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间细胞呼吸的主要方式是________呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是________________，其产物是
__________________________________________________________。
(2)从第12 h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会________，主要原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)胚根长出后，萌发种子的________呼吸速率明显升高。
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