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1、细胞呼吸的原理和应用一、细胞呼吸1.概念：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。2.实质：分解有机物，释放能量3.意义：为生物体的生命活动提供能量，为体内其他化合物的合成提供原料二、探究酵母菌的呼吸方式1.酵母菌作为实验材料的原因：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能进行生存，属于兼性厌氧菌。2.对比实验装置 使澄清的石灰水变浑浊3.CO2的检测 使溴麝香草酚蓝溶液的颜色由蓝变绿再变黄4.酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸；5.结论 在有氧条件下，酵母
2、菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生少量的二氧化碳和酒精。三、有氧呼吸1.概念：细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。2.场所：细胞质基质和线粒体3.反应式： (大部分能量以热能形式散失，少部分储存在ATP中)4.过程： 四、无氧呼吸1.概念：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.场所：细胞质基质3.反应式：4.过程：注意：无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不产生ATP。无氧呼吸产物不同的原因：酶的种类不同。无氧呼吸并不是必须在绝
3、对无氧的条件下进行。有氧但氧气浓度较低的条件下同样可以进行无氧呼吸。人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。五、无氧呼吸与有氧呼吸 1.比较 2.判断方法3.比较有氧呼吸和无氧呼吸大小4.过程图解 六、细胞呼吸的影响因素及应用内部因素： 需氧型生物：需在氧气充足的条件下才能正常生活，如人、绝大多数动植物。细胞呼吸类型 厌氧型生物：需在无氧条件下才能正常生活，有氧时呼吸作用会受到抑制，甚至不能生长，如乳酸菌、破伤风杆菌。兼性厌氧型生物：在有氧条件下进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，如
4、酵母菌。遗传特性：不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。生长发育时期：同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。器官类型：同一植物的不同器官呼吸速率不同，例如：生殖器官大于营养器官。外部环境因素：1.温度(1)原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。(2)曲线模型(如右图)2.O2浓度(1)原理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。(2)曲线模型(如右图)O2浓度低时，无氧呼吸占优势。(O2浓度0时，只进行无氧呼吸)随着O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被
5、抑制，有氧呼吸不断加强。当O2浓度达到一定值后，随着O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)。O2浓度5%时，有机物消耗最少。中耕松土促进植物根部有氧呼吸无氧发酵过程需要严格控制无氧环境，O2会抑制无氧呼吸(3)应用 低氧储存粮食、水果和蔬菜选用透气消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸。提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生乳酸。稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。 3.CO2浓度(1)原理：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。(2)曲线模型(如图)(3)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物
6、的消耗。4.含水量(1)原理：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至停止。(2)曲线模型(如右图) 粮食：干燥储藏，降低细胞呼吸消耗有机物的量(3)应用 水果、蔬菜：储存时保持一定的湿度 干种子萌发前进行浸泡处理拓展：测定组织细胞的呼吸速率测定原理：细胞有氧呼吸既产生CO2，又消耗O2，为测定其真实的呼吸情况，应只对其中一种气体的变化进行测定。为此，通常向装置内添加NaOH溶液或KOH溶液吸收释放的CO2。测定指标：CO2被吸收后，装置内气体总量减少，压强减小，装置一刻度管内的小液滴向左移动。所以，可用单位时间内小液滴左移的距离代表细胞有氧呼吸消耗O2的速率。装置二刻度管内的小液滴通常向右移动，代表呼吸作用吸收的O2与释放的CO2的差值。实验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮沸的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。学科网（北京）股份有限公司