第3节 细胞呼吸
选择题
1、葡萄糖在细胞质内分解至丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是（ ）
A．在线粒体中进行的无氧呼吸 B．需在有氧条件下进行
C．不产生CO2 D．反应速度不受温度影响
2、下列关于植物呼吸作用的叙述，正确的是（ ）
A．呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜
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．高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸
D．种子库中贮藏的风干种子不进行呼吸作用
3、有氧呼吸和无氧呼吸的共同之处是（ ）
①都需要酶 ②都产生ATP ③都需要氧气
④都有丙酮酸这个中间产物 ⑤都需要能量
A、①②⑤ B、①②④ C、①③④⑤ D、①②③
4、下列各项生理活动中，不发生ATP水解过程的是（ ） A、细胞分裂 B、光合作用 C、呼吸作用 D、吸收矿质离子
5、向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中分别加入a、b、c、d四种抑制剂，下列说法正确的是
A．若a能抑制丙酮酸分解，则使丙酮酸的消耗增加
B．若b能抑制葡萄糖分解，则使丙酮酸增加
C．若c能抑制ATP的形成，则使ADP的消耗增加
D．若d能抑制[H]氧化成水，则使O2的消耗减少
6、在有氧呼吸过程中，CO２的产生和氧气的参与分别发生在( )
A.第一阶段和第二阶段 B.第二阶段和第三阶段
C.第一阶段和第三阶段 D.O２参与产生CO２，都在第三阶段
7、下列生物中，其呼吸作用全过程都在细胞质基质中进行的是（ ）
A．变形虫 B．蚯蚓 C．小麦 D．乳酸菌
8、进行呼吸作用的生物体，最重要的结果是（ ）
A．把ADP转化成ATP B．把ATP转化成ADP
C．合成葡萄糖 D．产生CO2和H2O
9、运动员在进行不同项目运动时，机体供能方式不同。对三种运动项目的机体总需氧量、实际摄入氧量和血液中乳酸增加量进行测定，结果如下：
运动项目 总需氧量（升） 实际摄入氧量（升） 血液乳酸增加量
马拉松跑 600 580 略有增加
400米跑 16 2 显著增加
100米跑 8 0 未见增加
根据以上资料分析马拉松跑、400米跑、100米跑运动过程中机体的主要供能方式分别是
A．有氧呼吸、无氧呼吸、磷酸肌酸分解 B．无氧呼吸、有氧呼吸、磷酸肌酸分解
C．有氧呼吸、无氧呼吸、无氧呼吸 D．有氧呼吸、磷酸肌酸分解、无氧呼吸
10、图3—30所示氧气浓度对乳酸菌、酵母菌、草履虫呼吸作用的影响(纵坐标为呼吸速度，横坐标为O?２%)，则曲线①、②、③分别代表( )
A.酵母菌、草履虫、乳酸菌
B.乳酸菌、酵母菌、草履虫
C.酵母菌、乳酸菌、草履虫
D.草履虫、乳酸菌、酵母菌
11、将酵母菌研磨、离心分离后，得到上清液：(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)，把等量的上清液、沉淀物和未离心处理的匀浆分别放人甲、乙、丙3个试管中，如图所示，分别进行以下实验：
(1)实验一：向三支试管中分别滴加等量（1mol）的葡萄糖溶液，甲、乙、丙中的终产物分别是：甲___，乙___，丙_____
(2)实验二：向三支试管中分别滴加等量（2mol）的丙酮酸，甲、乙、丙中的终产物分别是：甲___，乙___，丙_____
(3)实验三：在隔绝空气的条件下，重复实验一，甲、乙、丙中的终产物分别是：甲___，乙___，丙_____
(4)实验四：向三支试管中分别滴加等量的萤光素(萤火虫尾部提取的可以发光的物质)。重复实验一和实验二，从理论上讲，发光最强的是实验_________中的________试管。
供选答案：
A．H2O+CO2 B．乙醇+ CO2 C．丙酮酸 D．无反应
解析：
本题主要考查呼吸作用的过程，也考查有氧呼吸与无氧呼吸的联系和区别。
三支试管中所含细胞的部分不同，其功能也有不同。甲只含细胞质基质，其中的酶可催化呼吸作用的第一阶段及无氧呼吸第二阶段；乙只含细胞器，其中线粒体是有氧呼吸第二、三阶段的场所；丙含有酵母菌细胞的各部分，存在催化两种呼吸形式的酶。
(1)实验一：葡萄糖在甲中产生丙酮酸，因有氧存在，发酵作用受抑，丙酮酸在细胞质基质中无法按无氧呼吸的过程转化为酒精和二氧化碳；乙中由于没有使葡萄糖分解成丙酮酸的酶，因而不能进入线粒体完成反应；丙中含有催化有氧呼吸和无氧呼吸的各种酶且氧气充足，因而丙中的葡萄糖最终被分解为二氧化碳和水。(2)实验二：因有氧存在，加入的丙酮酸发酵作用受抑；乙中丙酮酸进入线粒体彻底氧化分解为二氧化碳和水；丙中的过程同实验一。(3)实验三：在隔绝空气的条件下，甲经发酵作用产生乙醇、CO2；乙不能进行有氧呼吸；丙进行无氧呼吸。(4)萤光素发光是将化学能转变成光能，需消耗ATP。有机物分解放出的能量越多发光越强，而有氧呼吸释放的能量远多于无氧呼吸释放的能量。
答案：(1)C、D、A (2)D、A、A (3)B、D、B (4)一、丙
点评：答题时应注意所给的条件（反应物、有氧或无氧），再在该条件下判断所能发生的反应。
12、将酵母菌研磨，离心分离后，得到上清液(含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)，把等量 的上清液、沉淀物和未经离心的匀浆分别放入甲、乙、丙3支试管中(如图3—33)，分别进行以下四项独立的实验，请回答：
(1)实验一：向3支试管中分别滴加等量的葡萄糖溶液，3支试管中的最终产物分别是 _______。
(2)实验二：向3支试管中分别滴加等量的丙酮酸，3支试管中的最终产物分别是_______。
(3)实验三：在隔绝空气的条件下，重复实验一，3支试管中的最终产物分别是_______。
(4)实验四：向3支试管中分别加入等量的荧光素(萤火虫尾部提取的可以发光的物质)重复实验一，从理论上，发光最强的是_______试管。?
答案
(1)丙酮酸 葡萄糖 CO２和水?
(2)丙酮酸 CO２和水 CO２和水?
(3)酒精和CO２ 葡萄糖 酒精和CO２?
(4)丙
13、有一位科学家做了这样一个实验，将10g叶肉细胞中的叶绿体和线粒体分离开来，在离体条件下分别测定其光合作用中CO2的吸收量和呼吸作用中CO2的释放量，图A曲线表示：分别在15℃和30℃条件下，测定叶绿体在不同光照和不同温度条件下每小时CO2的吸收量；图B曲线表示：在不同温度条件下测得的线粒体呼吸作用每小时CO2的释放量。请仔细分析后回答下列问题：
（1）在温度为30℃，光照为8000勒克斯的条件下，离体叶绿体的光合作用强度为 μg/h/10g；在温度为15℃，光照为8000勒克斯时，离体叶绿体的光合作用强度为 μg/h/10g。在光照强度相同，温度不同的的条件下，光合作用强度不同，是因为受光合作用的 过程的限制。
（2）离体线粒体在温度为15℃和30℃时的呼吸作用强度分别为 μg/h/10g和 μg/h/10g。
（3）假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在30℃条件下的叶肉细胞内既不吸收CO2也不释放CO2的光照强度为 勒克斯，此时光合作用正好补偿呼吸作用的消耗，呼吸作用所释放出的CO2正好用于 。
（4）假定离体叶绿体和线粒体与在叶肉细胞内的生理活性基本一致，在温度为30℃，光照强度为8000勒克斯时，光照10h，然后转入无光条件下，温度也为30℃时，10克叶肉组织一昼夜能积累葡萄糖 μg。如果黑暗条件下的温度平均为15℃，则10克叶肉组织积累葡萄糖 μg。
（5）根据第（4）小题计算的结果，你如何解释种在新疆吐鲁番的哈蜜瓜比种在江苏的品质要好？
。
【解答】（1）8 4 暗反应 （2）0.75 1.5 （3）1500 光合作用 （4）44 53.5
（5）①吐鲁番地区属于高纬度地区，日照时间比江苏长，光合作用时间长；②吐鲁番地区属于沙漠性气候，日夜温差大，有利有机物质的积累。
【总结】光合作用往往和呼吸作用结合在一起进行考查，这样所涉及的面更广，所涉及的知识点更多。
14、如右图所示，将正在萌发的小麦种子放在一个广口瓶内，瓶内放一盛有NaOH溶液的小烧杯，广口瓶与一水银流体压力计相连，假设萌发的
种子用完了瓶中的所有气体，水银柱会升高到76cm处（等于大气压）。
（1）实验过程中，水银只升高15.9cm就不再升高了，这证明瓶中的空气被用了约
%（体积比），这证明种子只利用了瓶内的 。
（2）此实验中放入NaOH溶液的作用是 ，反应方程式为 。
（3）此实验证明了 。相关
的反应式为 。
（4）若实验中瓶内只放萌发的种子，则水银柱的变化为 ，理由是 。
（5）水银柱升高15.9cm后，萌发的种子将进行 。最终种子将死亡的原因是 。
（6）如果将小麦种子换成油菜种子（假定油菜种子进行呼吸时的底物是CH3（CH2）16COOH），实验中只放油菜种子而不使用NaOH，则液面将上升 cm。（不考虑容器内压力的变化）
【解答】（1）约21 O2 （2）吸收CO2 2NaOH + CO2→Na2CO3 + H2O
（3）萌发的小麦种子进行的主要是有氧呼吸 C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量
（4）既不上升也不下降，有氧呼吸以糖类为底物进行呼吸时吸收的氧气和释放的CO2量相等，总体积不变 （5）无氧呼吸 无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用 （6）4.89
【总结】本题结合了生物与物理、化学的知识，且以实验的形式进行考查，能力要求比较高。
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CO2吸收量（μg/h/10g）
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
光照强度（×1000勒克斯）
A
30℃
15℃
CO2释放量（μg/h/10g）
2.0
1.5
1.0
0.5
0
0 5 10 15 20 25 30 35
温度(℃)
B
NaOH溶液
萌发的种子
水银
15.9cm第三节 细胞呼吸（2）
一、教学目标
说出细胞呼吸原理的应用
二、教学重、难点
说出细胞呼吸原理的应用
三、教学过程
[课前导学]
（三）细胞呼吸原理的应用
1．细胞呼吸的意义：不仅为生命活动提供 ，其 (如丙酮酸)还是各种有机物之间相互转化的枢纽。
2．影响细胞呼吸作用的外界因素主要有 ____
____
____
____
3．细胞呼吸原理应用：
（1）微生物的发酵用于工业生产：
（2）农业生产上的应用：
a．细胞呼吸为植物吸收营养物质 、细胞的分裂、植株的生长和发育等提供_________。在农业生产上，要设法适当________细胞呼吸，以促进作物的生长发育。
如：水稻生产中的适时_______和_______等措施，实质就是为了改善_________以增强根系的细胞呼吸。
b．细胞呼吸要消耗有机物，使植物体有机物积累___________。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜，要设法_______细胞呼吸强度，尽可能_______有机物的消耗。
如：粮食储藏，要降低_________和保持__________。
果蔬保鲜，采用__________________________ 。
（3）其它方面：
[反馈矫正]
1．下列措施不能增强水稻根系细胞呼吸的是 ( )
A．早稻育秧初期适时排水 B．水稻生产中适时露田
C．水稻生产中适时晒田 D．对水稻田进行灌溉
2．下列措施不利于粮食安全储存的是 ( )
A．晒干 B．充氧 C．通风 D．密封
3．果蔬储存时，采用降低氧浓度或温度的方法，其主要目的是 ( )
A．抑制细胞呼吸 B．增强细胞呼吸
C．抑制光合作用 D．促进光合作用
4．在水稻叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质、叶绿体基质中产生的代谢产物分别是( )
A．CO2；丙酮酸；葡萄糖 B．丙酮酸；葡萄糖；CO2
C．丙酮酸；CO2；葡萄糖 D．葡萄糖；丙酮酸；CO1
5．密封地窑中保存水果，可以长时间保存，原因是 ( )
A．温度恒定，水果抗病能力强 B．温度适宜，易保存水分
C．阴暗无光，不易过快成熟 D．CO2浓度增加，抑制呼吸作用
[迁移创新]
1．如用模拟细胞质基质成分的溶液分别培养离体的线粒体和叶绿体，控制光和氧气，如下图所示。其中A、C是线粒体，B、D是叶绿体；A、B有光照但不供氧气，C、D有氧气但在黑暗中。一段时间后，溶液中pH最高和最低的依次是 ( )
A．A和D B．D和A C．C和B D．B和C
2．人的红细胞无线粒体但能携带氧，红细胞所需能量的来源主要是利用 ( )
A．葡萄糖，进行有氧呼吸 B．葡萄糖，进行无氧呼吸
C．乳酸，进行有氧呼吸 D．乳酸，进行无氧呼吸
3．(多选)经常松土能提高农作物的产量。这是因为 ( )
A．增强植物的呼吸作用，为吸收矿质离子提供更多的能量
B．有利于吸收和运输镁离子，为合成叶绿素提供原料
C．有利于微生物分解腐殖质，提高植物光合作用的效率
D．促进根系吸收有机肥料，多级利用能量
4．下图为酵母菌发酵实验装置图，请据图回答：
(1)将圆底烧瓶中的葡萄糖溶液先煮沸再冷却，最后加酵母菌液，为什么要用煮沸后又冷却的葡萄糖溶液 。
(2)盛有清水的试管在此发酵实验中有何作用 。
(3)容器中溶液A一般是指 。发酵实验过程中两试管分别发生什么现象 盛水试管 。溶液A试管 。
(4)随着时间的推移，盛水的试管中现象最终消失，这是因为 ，此时测定烧瓶中溶液的成分应该有
(5)如果用乳酸菌代替酵母菌，溶液A有何现象发生，请说明理由： 。
5．图表示大气中氧的浓度对植物呼吸产生CO2的影响，请据图回答下列问题：
(1)A点表示植物组织释放的CO2较多，这些CO2是什么生理作用的产物
(2)由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是什么 。
(3)由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是 _________________________________ 。
(4)为了有利储藏蔬菜和水果，储藏室内的氧应调节到图中的哪一点所对应的浓度 ，采取这一措施的理由是 ______________________________________________________________________ 。
细胞呼吸（2）
[课前导学]
（三）1．能量 中间产物
2．水 温度 氧气 二氧化碳
3．（2）
a．能量和各种原料 增强 露田 晒田 土壤通气条件
b．减少 降低 减少 温度 干燥
[反馈矫正]
1．D 2．B 3．A 4．C 5．D
[迁移创新]
1．D
2．B
3．ABC
4．（1）蒸沸的目的是为了排尽溶液中原有的空气，为酵母菌发酵提供无氧环境，冷却是为了避免酵母菌在高温下失去活性，为酵母菌提供发挥最高活性而需要的适宜温度
（2）进一步过滤氧气，防止氧气进入圆底烧瓶抑制酵酶菌的发酵
（3）澄清的石灰水Ca(OH)2 有CO2气泡溢出 变浑浊
（4）随着葡萄糖逐渐耗尽，CO2产生逐渐减少 酒精
（5）溶液A不变浑浊，因为乳酸菌进行乳酸菌发酵不产生酒精和CO2
5．（1）无氧呼吸
（2）O2浓度增加，无氧呼吸减弱
（3）有氧呼吸产生大量CO2
（4）B 这一点呼吸作用最弱，分解有机物最少第3节 细胞呼吸
——细胞呼吸原理的应用
教学过程
导入新课
教师设置问题情景：某同学为了证明细胞呼吸的产物有CO2，设计了下述实验来证明。设计实验装置如下图所示，加入装置中的气体能够按照图中箭头所示方向稳定地流动。
师
A瓶内的NaOH的作用是什么？B瓶中的Ca(OH)2的作用是什么？
生
A瓶内的NaOH的作用是除去空气中的CO2，B瓶中的Ca(OH)2的作用是验证空气中的CO2是否被完全除去。
师
如果将C瓶中萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，实验结果会怎样？原因是什么？如果要测定绿色植物呼吸作用的气体产物，怎样改进实验装置？
生
如果将C瓶中的萌发的种子换成绿色植物并接受充足光照，则D瓶中的澄清的石灰水不变浑浊。原因是绿色植物在充足的光照条件下，光合作用大于呼吸作用，没有氧气的净释放。如果要测定绿色植物呼吸作用的气体产物，则应对C装置进行遮光处理。
师
如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中出现的现象是什么？为什么？
生
如果将C瓶中的种子换成乳酸菌培养液，D瓶中的澄清的石灰水将不变浑浊，因为乳酸型无氧呼吸没有二氧化碳的释放。
师
如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D出现的现象是什么？写出C瓶中以糖类为底物的呼吸反应式。
生
如果将C瓶中的种子换成酵母菌培养液，则D中澄清的石灰水将变浑浊。
生
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量（大量）。
师
若在A前面加吸收O2的装置，则D出现的现象是什么？原因是什么？
生
D中澄清的石灰水将变浑浊。因为酵母菌无氧呼吸产生酒精与二氧化碳。
师
细胞呼吸的原理是什么？
生
细胞呼吸的原理主要是指糖类、脂质与蛋白质等有机物，在生物活细胞内氧化分解为水和二氧化碳，或者分解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。
师
细胞呼吸的生理意义是什么？
生
细胞呼吸是生物体内重要的代谢活动，它不仅为生命活动提供能量，细胞呼吸过程产生的中间产物还是各种有机物之间转化的枢纽。
师
根据你已有知识，分析说明影响细胞呼吸的因素有哪些？
学生活动：学生分组讨论，小组记录，代表发言。
媒体信息：提供一组不同生物的细胞呼吸的图片情景、文字信息。
小组交流：
第一组：我们认为生物体的内部因素会影响生物体的细胞呼吸。
（1）不同种类生物呼吸速率不同，如：阳生植物比阴生植物高。
（2）同一植物不同发育时期不同，如：幼苗、开花期较成熟期高。
（3）同一植物不同器官不同，如：生殖器官较营养器官高。
第二组：我们认为外部因素会影响生物体的细胞呼吸。如温度、水分、氧气、二氧化碳等外界环境因素。
推进新课
师
能否设计一个实验来证明你的推论？（如证明温度影响种子萌发时的呼吸速率）。
师
根据上述实验装置，控制其中的温度为单一变量（如对C瓶分别以不同的温度进行处理），测定相等时间内澄清的石灰水变浑浊的程度。
学生活动：根据提示，规范、科学、创新地设计实验。
师
生物的细胞呼吸，尤其是植物的细胞呼吸强度受外界环境影响很大，其中与水、温度以及空气成分的关系最密切。
（1）水对呼吸强度的影响，对种子表现得尤为明显。在一定范围内，呼吸强度随着含水量增加而提高。水稻种子含水量达３０％～３５％时，呼吸强度比干燥储藏时要增加数倍。种子含水量增加、呼吸强度增强的原因主要是种子的细胞质为凝胶状态，当含水量超过一定的量时，细胞质转化为溶胶状态，呼吸酶的活性就加强了。
（2）温度之所以能影响植物的呼吸强度，主要是影响了呼吸酶的活性。在酶的适宜温度范围内，当温度处于最低点与最适点之间，细胞呼吸强度总是随温度的增高而加快；超过最适点后，随着温度的增加，细胞呼吸强度则会随温度的增高而下降。
（3）空气中O2浓度与呼吸作用的关系很大。O2不足直接影响细胞呼吸强度和呼吸性质。当O2浓度为0时，细胞只进行无氧呼吸；在一定范围内，随着O2浓度增加，细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，从呼吸强度来看，随着O2增加，无氧遭到抑制而强度降低，有氧呼吸虽有促进，但强度不大，因而细胞呼吸的整体强度反而下降；随着O2浓度的继续增加，无氧呼吸强度继续降低，而有氧呼吸强度显著增加；当外界浓度到达一定值时，细胞仅进行有氧呼吸，我们把此时的浓度称为无氧呼吸消失点。
（4）CO2是呼吸作用的最终产物，当外界环境中的CO2浓度增加时，呼吸强度便会减慢。实验证明，在CO2体积分数升高到10%以上时，呼吸作用便会减慢。
师
从上述事例我们可以发现，细胞呼吸是一个很有趣的问题，也是一个关系到我们日常生活的问题。那么，细胞呼吸的原理在生产实践中有何应用呢？
师
发酵工程属于一种新兴产业，细胞呼吸与发酵工程具有怎样的关系呢？
师
学生自主阅读文本P65的“细胞呼吸和发酵技术”并思考下列问题：
（1）“发酵”与“无氧呼吸”二者之间具有怎样的关系？
（2）现代生物技术中“发酵”的概念是如何界定的？
（3）简述你对现代发酵工程技术的初步印象。
（4）现代发酵技术的应用有哪些？
生
（1）通常的发酵是指微生物的无氧呼吸。
（2）现代生物技术中的发酵是一个被泛化的概念，即把微生物或其他生物细胞在有氧或无氧条件下繁殖或积累其代谢产物的过程都称为发酵。
（3）现代发酵技术是一种将微生物学、生物化学和化学工程学有机地结合，在发酵罐中充分利用微生物或其他生物的生长代谢活动来生产各种有用的物质或细胞本身的现代生物工程技术。
（4）现代发酵技术主要可以用于医疗卫生、食品工业以及垃圾、废水的处理和沼气的生产等方面。
师
发酵工程包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。现代发酵技术与传统化学工业比较，有以下优点：以生物为对象，着重于再生资源的利用，不受原料的限制；反应所需的温度低，能大大地节约能源，减少对环境的污染；为肿瘤治疗、能源、环境保护提供新的解决办法；可开辟一条安全有效的生产价格低廉、纯净的生物制品的新途径，且投资小、收益大、见效快。
师
现代发酵工程技术属于高科技范畴，而酒酿则是传统美食。你了解酒酿的制作过程吗？
课件展示：
取小口坛子一口（酒坛、砂锅可代替）开水洗净擦干。将冲凉、沥干后的糯米饭倒入锅中（其他干净容器也可），将甜酒药取出研成粉末，将其中十分之九均匀搅拌进米饭中，然后将饭装进坛中，轻轻揿平压实，余下的十分之一酒药末撒在表面上。中间留一个杯子大的通气孔（可用干净的木棍插孔），加入适量的温开水（1 000毫升），加盖密封，冬季用棉被等保温物盖紧（夏天用布盖）用其自然发酵，冬天发2～3天或更长，夏天发12～24小时，即可酿出酒酿。
师
你知道细胞呼吸原理的其他应用吗？
课件展示：
（1）谚语说：“锄头底下自有肥”；农民经常松土以提高作物产量；在早稻育秧初期需要适时排水，水稻栽培中需要适时露田与晒田。
（2）我们可以把种子干燥以后进行长时间保藏，这样可以大大延长种子保藏时间。
（3）果蔬保藏中，我们通常向储存室冲入一定量的氮气，以延长果蔬的保藏时间。
师
从上述事例中，说明了什么？从这些事例中，我们能看到细胞呼吸原理在哪些方面的作用呢？
生
说明了细胞呼吸的原理在生产实践中具有广泛的应用。上述四个实例分别说明了细胞呼吸原理在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏等领域的应用。
师
那么在农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中，究竟如何利用细胞呼吸原理呢？
板 书：三、细胞呼吸原理的应用
学生活动：阅读文本P65，思考文本中关于农作物栽培、种子储藏以及果蔬保藏中各种方法的生物学原理。
师
你能否具体分析为什么经常松土可以提高作物产量，而在早稻育秧初期需要适时排水，栽培中需要适时露田与晒田？
生
植物生长过程中的细胞分裂、矿质元素吸收、植株的生长与发育等过程，需要消耗大量的能量，而细胞呼吸可以为生命活动提供能量；因而在农作物的栽培过程中，经常松土、早稻育秧初期适时排水、栽培中适时露田与晒田的目的都是为了促进细胞呼吸，为生命活动提供能量。
师
为何在粮食种子储藏过程中，一般要将种子晒干，然后把种子储藏于温度相对较低、通风的环境中？为何在储藏过程中通过冲氮或二氧化碳的方法同样有助于延长种子储藏的时间？
生
粮食种子储藏的主要目的是保持种子的有机物，对于需要用于农业再生产的种子，则还必须保持其生命活力。上述保藏种子的各种方法，都是为了减小种子的细胞的呼吸强度。需要说明的是，我们一般不是把种子放在严格无氧的环境中，因为这样可能导致种子进行无氧呼吸而产生大量的酒精，造成种子死亡。
师
我们知道，新疆哈密的哈密瓜又大又甜，你知道为什么吗？
生
其一，新疆哈密地区，在春、夏季节的白昼时间较长，每日光合作用时间较长，光合作用积累的有机物多；其二，新疆哈密地处内陆，昼夜温差较大，因而在夜间细胞呼吸消耗的有机物较少，所以，整体积累的有机物较多，所以新疆哈密的哈密瓜又大又甜。
师
那么，大棚栽培作物时，该如何控制昼夜温差呢？
生
白天适当提高温度，以提高光合作用产量；夜间适当低温，以降低细胞呼吸消耗的有机物量，即增加昼夜温差。
师
为何现代健身观念提倡慢跑而非剧烈运动来增进机体健康？
生
剧烈运动，会使机体供氧不足，而使部分细胞无氧呼吸，产生乳酸使得机体的肌肉酸胀乏力。
师
皮肤破损较深或被钉子扎伤后，为何容易感染破伤风？
生
破伤风由破伤风杆菌引起，破伤风杆菌是一种厌氧型微生物，只能进行无氧呼吸。当皮肤破损较深或被钉子扎伤后，破伤风杆菌会大量繁殖而导致破伤风。
师
你还了解细胞呼吸原理的其他应用实例吗？说出来与你的伙伴们分享。
……
板书设计
三、细胞呼吸原理的应用
1.细胞呼吸原理在作物栽培中的应用。
2.细胞呼吸原理在种子储藏中的应用。
3.细胞呼吸原理在卫生保健中的应用。
……
活动与探究
“水果的保藏方法探究”的活动建议
探究原理：
利用细胞呼吸原理来进行保鲜，一方面抑制了水果的呼吸作用，另一方面抑制了细菌生长或杀灭细菌以达到储藏水果的作用。
方法与步骤：
（1）讨论水果的保藏方法，如真空包装、低温储藏、控制氧气的浓度等。选择一种方法继续探究。
（2）现以控制氧的浓度为例，提几点参考意见：
①氧气浓度与ＣＯ2释放的相对值。
②必须先对实验水果进行杀菌处理。
习题详解
1.解析：蜜蜂属于高等的多细胞昆虫，主要的细胞呼吸方式为有氧呼吸。葡萄糖在细胞内在有氧条件下被分解的时候，首先在细胞质基质中被分解形成丙酮酸和还原态氢（［H］），同时释放少量能量。丙酮酸和［H］在有氧条件下进入线粒体，然后丙酮酸在线粒体中与水生成二氧化碳和［H］。最后前两个阶段产生的［H］与氧结合生成水，同时释放大量能量。蜜蜂生命活动的直接能源物质是ATP。地球上绝大多数生命的最终能量来源是太阳能，所以光合作用是地球上最主要的物质代谢与能量代谢。
答案：（1）有氧呼吸 （2）丙酮酸和［H］ 能量 二氧化碳和［H］ 少量能量 ［H］ 水 能量 （3）ATP （4）光合 物质 能量 太阳能
2.解析：高等植物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，但仍保留了无氧呼吸的能力，所以在A点时氧含量接近0，释放较多CO2，这主要是无氧呼吸产生酒精和CO2的缘故；AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制，CO2释放量减少；BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰。储存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。
答案：（1）无氧呼吸 （2）AB段随着氧含量增加，无氧呼吸受到抑制 （3）BC段氧含量不断增加，有氧呼吸越来越旺盛，CO2的释放量达到新高峰 （4）B点。储存蔬菜水果时，要尽量降低呼吸作用，减少有机物的消耗，应选择B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸。
3.解析：此题考查学生的图表分析能力与问题解决能力。从图中我们可以看出，当温差由15 ℃/10 ℃上升到30 ℃/25 ℃时，生长期缩短了40 d，子粒干重减少27 mg左右。小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸，若降低晚间温度，可以降低细胞呼吸的速率，减少有机物消耗。
答案：（１）40 27 （２）小麦灌浆时期，日温对光合作用与细胞呼吸都有影响，但主要影响光合作用的效率；而夜温则主要影响植物晚间细胞呼吸。增加昼夜温差。
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细 胞 呼 吸
复 习 提 问
生物体生命活动的主要能源物质是什么？
生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么？
葡萄糖
ATP
那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP的呢？
概念：
有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳和水或分解为一些不彻底的氧化产物，并且伴随着能量释放的过程。
实质：
生物氧化
特征：
1、温和条件下逐步进行
2、需酶的作用
3、能量分段释放
一、细胞呼吸
“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别？
“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。
思考
“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。
“呼吸”和“呼吸作用”有什么联系？
思考
细胞内
+ 糖 类
+ 水
CO2
能 量
呼吸作用（本质）
高等动物的呼吸现象和呼吸作用
O2
O2
呼吸（现象）
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
CO2
气体运输
+
二、细胞呼吸的类型
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞呼吸
（一）有氧呼吸
1、概念：细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。
自主构建
有氧呼吸的场所是什么
有氧呼吸分为哪几个阶段
哪个阶段会产生[H] [H]的去向如何
每个阶段都释放能量吗 各阶段释放能量的量有何不同
有机物中储存的能量去向如何
各个阶段发生了什么化学反应
C6H12O6
2、有氧呼吸的过程
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
少量能量
少量能量
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
大量能量
线粒体
细胞质基质
②
①
③
有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
有氧呼吸三个阶段的比较
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸[H]
少量
丙酮酸H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体
线粒体
3、有氧呼吸的总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+
酶
能量
1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP（合成38molATP）
能量的转移和利用
体温调节等
吸收、分泌
肌肉收缩
生物合成
神经传导
叶绿素吸收光能
葡萄糖
分解
ATP
ADP
能量
P
P
能量
例1.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：
C6H12O
1
2
3
O2
酶
酶
4
5
6
酶
[H] [H]
(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 _____、 。
(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 ____、 。
(3)有氧呼吸的主要场所是 ______，进入该场所的呼吸底物是_____。
(4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_______________
葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
H2O
丙酮酸
CO2
少
少
大量
线粒体
丙酮酸
6
思考题
1.C6H12O6在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是：
A、在线粒体中进行无氧呼吸 B、需在的氧条件下进行
C、不产生CO2 D、反应速度不受温度的影响
2. C6H12O6 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内， 18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是：
A、丙酮酸 B、乳酸 C、 CO2 D、 H2O
C
D
牙买加短跑名将鲍威尔
看看俺这个姿势不孬吧？！
指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。
1.概念：
（二）、无氧呼吸
自主构建
无氧呼吸的场所是什么
无氧呼吸分为哪几个阶段
各阶段发生了什么样的反应
每个阶段都释放能量吗 各阶段释放能量是大量还是少量
无氧呼吸产生的产物有哪些
2无氧呼吸的过程
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+能量（少量）
场所：细胞质基质
①
2丙酮酸+4[H]
单击画面继续
②
丙酮酸不彻底分解
场所：细胞质基质
A.乳酸发酵
酶
2C3H6O3(乳酸)
B.酒精发酵
酶
2C2H5OH(酒精)
+2CO2
2丙酮酸+4[H]
2丙酮酸+4[H]
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）
例：大多数植物、酵母菌
单击画面继续
总反应式：
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 能量
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2+能量
能量去向
1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失,未释放的能量储存在何处？
问：为什么不同生物无氧呼吸的产物不同？
无氧呼吸和有氧呼吸有何异同？
类型
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
区
别 场 所
条 件
产 物
释 能
联 系
细胞质基质、线粒体（主要）
细胞质基质
需氧、酶等
不需氧、需酶
较 多
较 少
①两者第一阶段相同
②都分解有机物、释放能量
（3）、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
二氧化碳和水
酒精和二氧化碳或乳酸
三、细胞呼吸意义
1.为生命活动提供能量
2.为体内其他化合物的合成提供原料
四、影响细胞呼吸的因素
1、温度：植物最适25-30℃
温度
呼吸速率
应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间
在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗
2、O2：
/CO2释放量
O2浓度
一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，无氧呼吸则受到抑制。
问：中耕松土有何作用？
水稻生产中适时露田和晒田的目的是什么？
呼吸作用的强度
右图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响,
试据图回答:
(1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是 的产物。
(2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,其原因是
。
(3)由B到C,CO2的释放量又不断
增加,其主要原因是
。
(4)为了有利于贮藏蔬菜或水果,
贮藏室内的氧气应调节到图中的
哪一点所对应的浓度
采取这一措施的理由是_________ ______________。
A
无氧呼吸
氧气增加，无氧呼吸受抑制,有氧呼吸很微弱
氧气充足时，有氧呼吸加强，释放CO2量增多
B点。因为这时有氧呼吸很微弱，无氧呼吸又受到抑制，糖类等有机物分解得最慢。
3、水
细胞含水量高，代谢增强。所以，稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗
练习1：种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸都能产生（ ）
葡萄糖 B.丙酮酸 C.乳酸 D.酒精
B
提示：种子在浸水时进行无氧呼吸；
不浸水是进行有氧呼吸。
有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同
巩 固 练 习
思考题
2.如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时，分解葡萄糖产生等量的CO2 那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是
A、1：2
B、1：3
C、1：4
D、1：6
3、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表
A、 O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2
C、 CO2、O2、乳酸 D、 CO2、乳酸、O2
4、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸。将酵母菌研磨、离心后，得到
上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。
把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的均浆分别
防入甲、乙、丙3个试管中，进行四项独立实验（见右图）
（1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙
（2）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙
（3）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物 是：甲 乙 丙
丙酮酸
无反应
CO2和H2O
无反应
CO2和H2O
CO2和H2O
酒精和CO2
无反应
酒精和CO2
下列转变需经哪些生理过程才能实现？
光能
糖类等有机物中稳定的化学能
ATP中活跃的化学能
直接用于各种生命活动
①
②
③
光合作用
细胞呼吸
ATP水解
思考
五、光合作用与呼吸作用的区别和联系
光合作用 呼吸作用
发生部位
反应场所
条件
物质变化
含叶绿体的细胞
一切活细胞
叶绿体
细胞质基质、线粒体
光、温度、酶、色素
适宜的温度、酶、氧气
无机物合成有机物
有机物分解为无机物
能量变化
实质
将光能转变成化学能储存在所合成的有机物中
将储存在有机物中的化学能释放出来，一部分转移给ATP,一部分以热能形式散失
把无机物合成有机物，储存能量
分解有机物，释放能量
扩展：在一封闭的玻璃容器中，用18O标记的水培养植物，通过光合作用和呼吸作用，此水中的氧在容器中的循环途径是（ ）
B
水 O2 CO2；
水 O2 水；
水 葡萄糖 CO2；
水 葡萄糖 水。
