資源簡介

5.3　細胞的的原理和應用導學案04
班級 姓名
【教學目標】
1．概述無氧呼吸的過程，并比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同。
2．應用細胞呼吸的原理來解決問題。
（二）　細胞呼吸原理在生產和生活中有哪些應用
　　　　　　　【預習案】　
1．有氧呼吸的應用
應用 原理分析
提倡有氧運動 避免肌細胞因供氧不足進行無氧呼吸積累過多的　　　而使肌肉酸脹乏力
作物中耕松土 促進根　　　　　產生大量能量，促進對無機鹽離子的吸收
稻田定期排水 避免根無氧呼吸產生大量　　　　　，對細胞產生毒害作用，使其腐爛
生產果醋、味精 利用醋酸菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸
蒸饅頭時發面 利用　　　　　　的有氧呼吸，使饅頭、面包變得松軟可口
2.無氧呼吸的應用
應用 原理分析
選用“創可貼”或透氣的消毒紗布包扎傷口 為傷口創造有氧的環境，避免厭氧菌的繁殖，有利于傷口的愈合
傷口過深或被銹釘扎傷，需及時治療 避免　　　　　　　　　　　進行無氧呼吸而大量繁殖，引起破傷風
制作酸菜、酸奶、泡菜等 利用乳酸菌的無氧呼吸
【教材邊角知識發掘】
　(教材P95“思考·討論”延伸思考)請從無機鹽離子的吸收方面分析，為什么花盆、農田要及時松土？稻田長期不排水，幼根為什么會變黑、腐爛？
　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
任務一：氧氣對細胞呼吸的影響
原理：由曲線判斷O2濃度對無氧呼吸和有氧呼吸的影響分別是什么？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2．實踐應用
(1)在儲藏蔬菜或水果時，為降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，儲藏室內的氧氣應調節到圖中的____點所對應的濃度。
(2)為什么農業生產中要通過中耕松土，提高作物產量？
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(3)我們天天吃的饅頭松軟可口，可是利用酵母發面時，面塊開始硬，后來軟，而且表面有水珠出現，你知道是什么原因嗎？
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(4)在培養酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產葡萄酒時，卻需要密封發酵。
①為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？
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②在密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精對它自身有什么意義？
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任務二：下表是某植物非綠色器官(無氧呼吸產生酒精和二氧化碳)，隨氧氣濃度變化，無氧呼吸和有氧呼吸強度的變化，據表分析：
氧氣濃度/% 0 2.5 5 7.5 10 12.5
無氧呼吸釋放 的CO2量 10 7 3 1 0 0
有氧呼吸釋放的CO2量(吸收的氧氣量) 0 2 3 6 8 10
總CO2釋放量 10 9 6 7 8 10
(1)O2濃度為零時，該器官進行的細胞呼吸方式是________，O2濃度在2.5%～7.5%之間時該器官進行的細胞呼吸方式是__________________，O2濃度在10%以上時，該器官進行的細胞呼吸方式是_________。
(2)O2濃度為5%時，有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等，二者消耗的葡萄糖是不是也一樣多？如果不是其比值為多少？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)由表中數據判斷氧氣對無氧呼吸和有氧呼吸有什么影響？
(4)農作物種子的保存是無氧環境還是低氧環境，為什么？
　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　【拓展延伸】
影響細胞呼吸的因素及其應用
(1)內因
①遺傳特性：不同種類的植物細胞呼吸速率不同。
實例：旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。
②生長發育時期：同一植物在不同的生長發育時期細胞呼吸速率不同。
實例：幼苗期細胞呼吸速率高，成熟期細胞呼吸速率低。
③器官類型：同一植物的不同器官細胞呼吸速率不同。
實例：生殖器官大于營養器官。
(2)外因
①溫度
a．影響：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性來影響細胞呼吸速率。細胞呼吸的最適溫度一般在25～35 ℃之間。
b．應用
②氧氣
a．影響(如圖)：O2是有氧呼吸所必需的，且O2對無氧呼吸過程有抑制作用。
Ⅰ.O2濃度＝0時，只進行無氧呼吸。
Ⅱ.0Ⅲ.O2濃度≥10%時，只進行有氧呼吸。
Ⅳ.O2濃度＝5%時，有機物消耗最少。
b．應用
③水分
a．影響
b．應用
④CO2　　　　　a．影響：CO2是細胞呼吸的最終產物，積累過多會抑制細胞呼吸的進行。如圖：
b．應用：適當增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮。
　　　　　　　　　　　　　　　　【課堂檢測案】
1．判斷下列表述的正誤
(　　 )(1)溫度是通過影響酶的活性來影響細胞呼吸的。
(　　 )(2)農田長期水淹后造成的植物爛根與無氧呼吸有關。
(　　 )(3)破傷風芽孢桿菌適宜生活在有氧的環境中。
(　　 )(4)無氧和零下低溫環境有利于水果保鮮。
(　　 )2．結合細胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是
　　　A．包扎傷口選用透氣的創可貼　　B．花盆中的土壤需要經常松土
　　　C．真空包裝食品以延長保質期　　D．采用快速短跑進行有氧運動　　　　　　　　　　
(　　 )3.　在生產生活中廣泛運用細胞呼吸的原理。下列有關敘述錯誤的是
　　　A．及時為板結的土壤松土透氣能保證根細胞的正常呼吸
　　　B．糧食貯藏時，應降低溫度和保持干燥
　　　C．播種玉米和花生的深度不同，與種子細胞呼吸的耗氧量有關
　　　D．透氣性好的“創可貼”可保證人體細胞有氧呼吸所需O2的供應
(　　 )4．下圖是外界條件對植物呼吸速率的影響曲線圖，以下分析錯誤的是
從甲圖可知細胞呼吸最旺盛時的溫
度是b點對應的溫度
乙圖中曲線Ⅰ表示有氧呼吸，曲線Ⅱ表示無氧呼吸
乙圖中曲線Ⅰ表示的生理過程所利用的有機物主要是葡萄糖
　　　　D．乙圖中曲線Ⅱ最終趨于平衡，可能是受到溫度或呼吸酶數量的限制
(　　 )5．如圖表示O2濃度和溫度對洋蔥根尖細胞有氧呼吸速率的影響，下列敘述錯誤的
　　　　是
　　　　A．與A點相比，B點時與有氧呼吸相關酶的活性較低
　　　　　　B．與B點相比，限制C點有氧呼吸速率的因素有O2
　　　　　　　　　　　　　濃度和溫度
由圖可知，細胞有氧呼吸的最適溫度位于30 ℃和
35 ℃之間
O2濃度不變，A點時適當提高溫度，細胞有氧呼吸
　速率可能增大
(　　 )6．下列有關細胞呼吸原理應用的敘述，錯誤的是
南方稻區早稻浸種后催芽過程中，常用40 ℃左右溫水淋種并時常翻種，可以
為種子的細胞呼吸提供水分、適宜的溫度和氧氣
農作物種子入庫貯藏時，在無氧和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著
延長
　　　　C．油料作物種子播種時宜淺播，原因是萌發時細胞呼吸需要大量氧氣
　　　　D．柑橘在塑料袋中密封保存，可減少水分散失、降低呼吸速率，起到保鮮作用
(　　 )7．研究發現，高強度運動時(如快跑、踢足球、打籃球等)肌細胞耗氧量約為安靜
　　　時的10～20倍，在運動量相同情況下每周約75分鐘的高強度運動比長時間慢運動
　　　(如步行、慢騎等)更有益健康。若細胞呼吸的底物均為葡萄糖，則下列有關高強度
　　　運動的敘述正確的是
　　　A．肌細胞中的糖原可直接分解為葡萄糖來供能
　　　B．高強度運動后肌肉酸痛主要是因為丙酮酸積累
　　　C．肌細胞的細胞質基質和線粒體均可產生CO2
　　　D．細胞呼吸過程中產生的[H]，來自反應物中的葡萄糖和水
5.3　細胞的的原理和應用導學案04答案
（二）　細胞呼吸原理在生產和生活中有哪些應用
　　　　　　　【預習案】　
1．有氧呼吸的應用
應用 原理分析
提倡有氧運動 避免肌細胞因供氧不足進行無氧呼吸積累過多的乳酸而使肌肉酸脹乏力
作物中耕松土 促進根有氧呼吸產生大量能量，促進對無機鹽離子的吸收
稻田定期排水 避免根無氧呼吸產生大量酒精，對細胞產生毒害作用，使其腐爛
生產果醋、味精 利用醋酸菌、谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸
蒸饅頭時發面 利用酵母菌的有氧呼吸，使饅頭、面包變得松軟可口
2.無氧呼吸的應用
應用 原理分析
選用“創可貼”或透氣的消毒紗布包扎傷口 為傷口創造有氧的環境，避免厭氧菌的繁殖，有利于傷口的愈合
傷口過深或被銹釘扎傷，需及時治療 避免破傷風芽孢桿菌進行無氧呼吸而大量繁殖，引起破傷風
制作酸菜、酸奶、泡菜等 利用乳酸菌的無氧呼吸
【教材邊角知識發掘】
　(教材P95“思考·討論”延伸思考)請從無機鹽離子的吸收方面分析，為什么花盆、農田要及時松土？稻田長期不排水，幼根為什么會變黑、腐爛？
提示：松土可增大土壤透氣性，促進根有氧呼吸，為吸收無機鹽離子提供能量。水淹會使植物根部細胞進行無氧呼吸，產生的酒精會毒害細胞。
　　　　　　　　　　　　　　【探究案】
任務一：氧氣對細胞呼吸的影響
1．隨O2濃度的升高無氧呼吸逐漸減弱；在一定濃度范圍內，隨O2濃度的升高有氧呼吸逐漸增強。
2．(1)B　(2)松土透氣可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收，促進作物生長。
(3)發面用的是酵母菌，在和面時加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖進行無氧呼吸產生二氧化碳和酒精，二氧化碳受熱膨脹使饅頭體積增大，所以饅頭又松又軟。表面由于氧氣充足，酵母菌進行有氧呼吸產生大量二氧化碳和水，所以表面有水珠出現。
(4)①在有氧條件下，酵母菌分解營養物質釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細胞進行物質代謝和細胞分裂提供充足的動力。
②密封發酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精的同時，能為自身的生命活動提供能量；產生的酒精能抑制其他細菌的生長，利于自身的繁殖。
任務二：(1)提示：無氧呼吸　有氧呼吸和無氧呼吸　有氧呼吸
(2)提示：不是。根據有氧呼吸和無氧呼吸的化學反應式可以看出：有氧呼吸時，1C6H12O6→6CO2；無氧呼吸時，1C6H12O6→2CO2。所以當有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等時，二者消耗的葡萄糖之比是1∶3。
(3)提示：抑制無氧呼吸，促進有氧呼吸。
(4)提示：農作物種子應該保存在低氧環境中，低氧環境抑制了無氧呼吸，有氧呼吸的速率仍然較弱，有機物消耗最少。
　　　　　　　　　　　　　　　　【課堂檢測案】
1．(1)(√)(2)(√)(3)(×)(4)(×)
2．解析：選D　快速短跑時肌肉細胞進行無氧呼吸產生過多的乳酸，所以提倡慢跑等有氧運動，D錯誤。　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．解析：選D　及時進行中耕松土，能增加土壤的含氧量，可促進其根部細胞進行有氧呼吸，從而可促進根細胞對無機鹽的吸收，A正確；低氧、低溫和保持干燥等環境都會抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗，因此糧食入庫貯藏時，在干燥和低溫條件下呼吸速率降低，貯藏壽命顯著延長，B正確；玉米種子淀粉含量多，花生種子脂肪含量多，C、H比例高，對氧氣的需求高于玉米，所以，播種花生時要稍淺些，C正確；透氣性好的“創可貼”是為了保持透氣，制造傷口的有氧環境，抑制厭氧菌的繁殖，避免傷口感染，D錯誤。
4．解析：選B　甲圖中b點對應的溫度下植物細胞呼吸的相對速率最大，說明該溫度下細胞呼吸最旺盛，A正確；隨O2濃度的增大有氧呼吸增強，無氧呼吸減弱，故乙圖中曲線Ⅰ表示無氧呼吸，曲線Ⅱ表示有氧呼吸，B錯誤；細胞呼吸利用的有機物主要是葡萄糖，C正確；有氧呼吸需要酶的參與，溫度會影響酶的活性，故在O2充足的條件下，有氧呼吸受溫度或呼吸酶數量的限制，使曲線Ⅱ最終趨于平衡，D正確。
5．解析：選C　當O2濃度為60%時，有氧呼吸的速率在30 ℃時比20 ℃時的大，說明與A點相比，B點時與有氧呼吸相關酶的活性較低，A正確；當O2濃度為20%時，C點升高溫度，有氧呼吸速率會增大，所以溫度影響有氧呼吸速率，當溫度為15 ℃時增加O2濃度，有氧呼吸速率也會增大，所以O2濃度也會影響有氧呼吸速率，B正確；分析題圖可知，在20 ℃、30 ℃、35 ℃三個溫度條件下，30 ℃條件下氧氣充足時有氧呼吸速率最高，說明有氧呼吸的最適宜溫度在20～35 ℃，而不是位于30 ℃和35 ℃之間，C錯誤；從圖中可以看出，30 ℃時可能最接近酶的最適溫度，如果酶的最適溫度是31 ℃，則適當升高溫度會提高有氧呼吸速率，D正確。
6．解析：選B　南方稻區早稻浸種后催芽過程中，“常用40 ℃左右溫水淋種”可以為種子的細胞呼吸提供水分和適宜的溫度，“時常翻種”可以為種子的細胞呼吸提供氧氣，A正確；種子無氧呼吸會產生酒精，因此，農作物種子入庫貯藏時，應在低氧和零上低溫條件下保存，貯藏壽命會顯著延長，B錯誤；油料作物種子中含有大量脂肪，脂肪中C、H含量高，O含量低，油料作物種子萌發時細胞呼吸需要消耗大量氧氣，因此，油料作物種子播種時宜淺播，C正確；柑橘在塑料袋中密封保存使水分散失減少，氧氣濃度降低，從而降低了呼吸速率，低氧、一定濕度是新鮮水果保存的適宜條件，D正確。
7．解析：選D　肌糖原不能直接分解為葡萄糖，必須先產生乳酸，經血液循環到肝臟，可以在肝臟內轉變為肝糖原或合成為葡萄糖，A錯誤；高強度運動時，肌肉細胞有氧呼吸供能不足，會通過無氧呼吸補充能量的供應，而人類無氧呼吸的產物是乳酸，因此肌肉酸痛主要是因為乳酸積累，B錯誤；肌細胞的細胞質基質能進行細胞呼吸的第一階段產生丙酮酸和[H]，不產生CO2，線粒體可產生CO2，C錯誤；細胞呼吸過程中產生的[H]，來自細胞呼吸的第一階段葡萄糖的分解與有氧呼吸的第二階段丙酮酸和水的分解，D正確。

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