第二课时细胞通过呼吸作用释放能量
2025版高考生物一轮总复习素养提升必修1第3单元细胞的能量供应和利用第2讲细胞呼吸
第2讲细胞呼吸构|建|网|络|情境试题规范作答|阅读下列材料，回答下列问题：AOX和UCP在植物开花生热中的功能有些植物在开花期能通过有氧呼吸产生大量热能，使花的温度显著高于环境温度，该现象称为“开花生热”。
高等植物细胞的有氧呼吸第三阶段，有机物中的电子(e－)经UQ、蛋白复合体(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)传递至O2生成水。
交替氧化酶(AOX)是一种存在于植物花细胞中的酶，电子可干脆通过AOX传递给O2生成H2O，使大量的能量以热能的形式释放①；UCP(离子转运蛋白)能驱散跨膜两侧的H＋电化学势梯度，使能量以热能形式释放②。
(1)图所示膜结构是线粒体内膜；图中可以运输H＋的是蛋白复合体Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，ATP合成酶和UCP。
(2)请推想图中ATP合成酶的功能包括运输和催化。
(3)某些早春开花植物的花细胞中，图示结构中的AOX、UCP含量较高，此时消耗等量有机物经膜上ATP合成酶催化形成的ATP的量削减(填“增多”“不变”或“削减”)，缘由是有机物中的能量被更多地转换成了热能。
【解题策略】真|题|再|现1．(2024·山东卷)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。
pH降低至确定程度会引起细胞酸中毒。
细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。
下列说法正确的是( B ) A．正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质B．检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能推断是否有酒精生成C．转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足D．转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒解析：玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，说明细胞质基质内H＋转运至液泡须要消耗能量，为主动运输，逆浓度梯度，液泡中H＋浓度高，正常玉米根细胞液泡内pH低于细胞质基质，A错误；玉米根部短时间水淹，根部氧气含量少，部分根细胞可以进行有氧呼吸产生CO2，检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能推断是否有酒精生成，B正确；转换为丙酮酸产酒精途径时，无ATP的产生，C错误；丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]与丙酮酸产乳酸途径时消耗的[H]含量相同，D错误。
细胞的呼吸：能量的产生和利用
细胞的呼吸：能量的产生和利用细胞的呼吸是指细胞内发生的一系列反应，通过氧气和有机物分解产生能量的过程。
细胞通过呼吸过程从有机物中释放出能量，并将其存储在一种称为ATP（三磷酸腺苷）的化合物中，进而用于细胞的生命活动。
细胞呼吸的过程可以分为三个阶段：糖酵解、三羧酸循环和呼吸链。
下面将详细介绍这三个阶段。
糖酵解：糖酵解是细胞呼吸的第一个阶段，也是在没有氧气的条件下进行的。
糖酵解发生在细胞质中，将葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸。
过程中产生少量的ATP，并释放出氢离子和电子。
这些产物将在后续的阶段被进一步利用。
三羧酸循环：三羧酸循环发生在细胞的线粒体中，是细胞呼吸中的第二个阶段。
在三羧酸循环中，丙酮酸会被氧化成二氧化碳并释放出更多的氢离子和电子。
这些电子将通过一系列的反应逐步转移到分子名为辅酶NAD+和辅酶FAD的载体分子上，并产生一定数量的ATP。
呼吸链：呼吸链是细胞呼吸的最后一个阶段，也是能量产生最多的阶段。
呼吸链发生在线粒体内膜上，利用之前阶段产生的氢离子和电子。
氢离子和电子经过一系列氧化还原反应，最终和氧气结合成水。
在这个过程中，释放出的能量被用来推动质子泵，将氢离子从线粒体内膜的内侧转移到外侧，形成质子梯度。
通过这个梯度，高能电子被用来合成更多的ATP。
这个过程被称为氧化磷酸化。
总结起来，细胞的呼吸是一个复杂的过程，通过将有机物分解成二氧化碳和水的过程，释放出能量并以ATP的形式存储。
这个过程可以在有氧和无氧的条件下进行，但是在有氧条件下产生的能量更丰富。
细胞利用这些能量进行各种生命活动，包括细胞分裂、蛋白质合成和细胞运动等。
细胞呼吸作用原理课件2
较深的伤口里缺少氧气， 有氧运动是指人体细胞充分
破伤风芽孢杆菌适合在这 获得氧的情况下所进行的体
种环境中生存并大量繁殖。 育锻炼。人体细胞通过有氧
所以，伤口较深或被锈钉 呼吸可以获得较多的能量。
扎伤后，患者应及时请医 相反，百米冲刺等无氧运动，
生处理。
是人体细胞在缺氧条件下进
行的高速运动。
五、细胞呼吸方式的判断
三、细胞呼吸的影响因素
1.温度： 通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。
（1）最适温度:细胞呼吸最强。
（2）超过最适温度:呼吸酶活性降低，
呼 吸
甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
速
（3）低于最适温度:呼吸酶活性下降，
率
细胞呼吸受抑制。
温度
三、细胞呼吸的影响因素
2.O2浓度：直接影响呼吸速率和呼吸性质，对无氧呼吸有抑制作用。
第一阶段：葡萄糖的初步分解
第二阶段：丙酮酸的不彻底分解
场 所： 细胞质基质
场 所： 细胞质基质
物质变化：C6H12O6 酶
2C3H４O３+ 4[H] +能量
酶
物质变化： 2C3H４O３+ 4[H]
2C3H6O3
总反应式：C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸）+能量（少量）
葡萄糖分子中大量的能量存留在乳酸中
五、细胞呼吸方式的判断
(二)种子萌发时呼吸速率的测定
1．实验装置
2．指标及原理
指标 细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示
原理
组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收， 使容器内气体压强减小，刻度管内的着色液左移。单位 时间内着色液左移的距离即表示呼吸速率
细胞呼吸第二课时教学设计
《细胞呼吸》第二课时教学设计一、教材分析：细胞呼吸是人教版高中生物《生物一·分子与细胞》第五章第三节的内容。
计划用时2课时，本节为第二课时。
主要介绍了生物异化作用的一个重要过程，及在现实生活生产中的应用，可为学生了解不同生物生命活动的过程奠定基础。
它与前面所学的线粒体的结构和功能、它与前面所学的线粒体的结构和功能、物质进出细胞的方式中的主动运输、物质进出细胞的方式中的主动运输、物质进出细胞的方式中的主动运输、胞吞胞吞胞吐、酶、ATP 等内容有密切的联系，也为今后学习其他生命活动如：也为今后学习其他生命活动如：光合作用、光合作用、细胞增殖分化、动物和人体生命活动的调节、动物和人体生命活动的调节、生态系统的物质循环和能量流动等生态系统的物质循环和能量流动等奠定基础。
是本单元基本模块的一个重要内容，也是高考热点。
二、学情分析：学生在初中时简单了解了绿色植物的呼吸作用，学生在初中时简单了解了绿色植物的呼吸作用，但是不深不透，但是不深不透，上高一后已有了细胞结构组成、线粒体的结构和功能、糖类是主要的遗传物质等相关知识做铺垫，但是细胞呼吸毕竟是一个微观的化学反应过程，但是细胞呼吸毕竟是一个微观的化学反应过程，学生理解起来有一定的困学生理解起来有一定的困难，需要教师借助于多媒体课件等手段把细胞呼吸的过程直观形象地表示出来，帮助学生理解。
班里城市学生较多，对于一些农业生产上的实际问题不很清楚，可以酌情设计几个课后研究性学习，可以酌情设计几个课后研究性学习，让学生搜集资料，让学生搜集资料，让学生搜集资料，分析交流，分析交流，分析交流，培养其动手动培养其动手动脑分析理解的能力。
本课之前已让学生结合发的学案进行了自学，本课之前已让学生结合发的学案进行了自学，自学过程中一自学过程中一定产生了疑问和困惑，课堂上教师要引导学生展示自学成果，提出并解决疑惑，培养学生自学思考释疑解难的能力。
培养学生自学思考释疑解难的能力。
北师大版生物学七年级下册第四单元第十章《10-1 食物中能量的释放》教学设计(公开课教案)
北师大版生物学七年级下册第四单元第十章《10-1 食物中能量的释放》教学设计【作业设计】一、选择题概念理解类：1.可以用下列哪种方法测定某种物质是否含有能量（）A．燃烧B．水浸C．压挤D．切割2. 在食物中有我们身体所需要的各种营养物质——有机物，能够提供身体所需要的能量。
这些能量被释放出来通过（）A．小肠的消化作用B．呼吸作用C．循环系统的运输作用D．光合作用实验探究类3. 生物兴趣小组用“食物燃烧放出的热能使水温升高”的方法去探究不同食物中含有的能量多少，实验结果如表。
以下说法错误的是（）食物名称花生仁黄豆核桃仁大米质量（克）20 20 20 20水（毫升）30 30 30 30温度上升（℃） 2.2 1.4 3 1.1A．每组食物燃烧前的水温应该保持相同B．每组食物必须燃烧完全后测量水温C．同质量的以上食物，大米中能量最多D．为了减少实验误差，应设置重复组二、综合题4.某实验小组为了探究不同食物含有不同的能量，他们准备了花生仁和核桃仁。
实验装置如下图所示，请根据实验回答问题。
(注:1毫升水，每升高1℃，需要吸收4.187 J的能量)(1)A装置中的花生仁为2克，燃烧前，锥形瓶中的水温为10℃，燃烧后，锥形瓶中的水温为70℃(数据为实验重复3次的平均值)，则锥形瓶中的水共吸收了热量________J。
(2)B装置中的核桃仁为2克，燃烧前，锥形瓶中的水温为10℃，燃烧后，锥形瓶中的水温为75℃(数据为实验重复3次的平均值)，则锥形瓶中的水共吸收了热量________J。
(3)如果A、B操作过程科学规范，依据(1)和(2)得出的结论是______________。
(4)此实验常假设上述热量为食物所含能量，实际上食物全部燃烧产生的能量比上述热量____ ____。
5. 如图所示的装置中，A与B两个锥形瓶中盛有等量的澄清石灰水，①②处为带有活动夹的橡皮管，其余部分为玻璃管。
实验时，口衔通气口呼气、吸气数次；呼气时只松开①处的活动夹，观察A瓶中石灰水的变化；吸气时只松开②处的活动夹，观察B瓶中石灰水的变化。
5-3第二课时呼吸作用之无氧呼吸
五,细胞呼吸原理的应用
3.粮食储藏和果蔬保鲜 3.粮食储藏和果蔬保鲜
细胞呼吸要消耗有机物, 细胞呼吸要消耗有机物,使有机物积累减 因此,对粮食储藏和果蔬保鲜来说, 少.因此,对粮食储藏和果蔬保鲜来说,又 要设法降低细胞的呼吸强度, 要设法降低细胞的呼吸强度,尽可能减少有 机物的消耗等. 机物的消耗等.
较深的伤口里缺少氧气, 较深的伤口里缺少氧气,破伤风芽 孢杆菌适合在这种环境中生存并大 量繁殖.所以, 量繁殖.所以,伤口较深或被锈钉 扎伤后,患者应及时请医生处理. 扎伤后,患者应及时请医生处理.
有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情 况下所进行的体育锻炼. 况下所进行的体育锻炼.人体细胞通过 有氧呼吸可以获得较多的能量.相反, 有氧呼吸可以获得较多的能量.相反, 百米冲刺等无氧运动, 百米冲刺等无氧运动,是人体细胞在缺 氧条件下进行的高速运动. 氧条件下进行的高速运动. 无氧运动中,肌细胞因氧不足, 无氧运动中,肌细胞因氧不足,要靠乳 酸发酵来获取能量. 酸发酵来获取能量.因为乳酸能够刺激 肌细胞周围的神经末梢, 肌细胞周围的神经末梢,所以人会有肌 肉酸胀乏力的感觉. 肉酸胀乏力的感觉.
粮食储藏
粮食储藏时, 粮食储藏时,要注意降低温度和 保持干燥,抑制细胞呼吸, 保持干燥,抑制细胞呼吸,延长保 存期限. 存期限. 稻谷等种子含水量超过14.5 例:稻谷等种子含水量超过14.5 %时,呼吸速率就会骤然增加 ,释 放出的热量和水分,会导致粮食霉 放出的热量和水分, 变.
果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸, 为了抑制细胞呼吸,果蔬储藏时采 用降低氧浓度, 用降低氧浓度,冲氮气或降低温度等方 法. 苹果, 例:苹果,梨,柑,橘等果实在0～ 橘等果实在0 1℃时可储藏几个月不坏 时可储藏几个月不坏; 1℃时可储藏几个月不坏;荔枝一般只能 短期保鲜, 短期保鲜,但采用低温速冻等方法可保 个月. 鲜6～8个月. 农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬 菜,也是利用水果自身产生的二氧化碳 抑制细胞呼吸的原理. 抑制细胞呼吸的原理.
5-3细胞呼吸的原理和应用-高一上学期生物人教版必修1
问题探讨
酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。 在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通 气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵 母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。
1、都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？ 通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；
③水含量
④CO2浓度
超过大气含量的高浓度CO2使呼吸速率显著降低。 应用： 增加CO2的浓度可以使蔬菜水果保鲜。
在北方的地窖里经常存放着蔬菜，蔬菜可以保存较长时间。但人们要进去取蔬
菜前，必须先打开地窖门通风一段时间才能进去。其原因是（ B ）
A.温度较低，蔬菜抵抗病虫害的能力强 B.蔬菜进行呼吸作用，存在较多的二氧化碳 C.黑暗无光，人进去会看不见 D.温度适宜，蔬菜中的水分容易保持
气
A点 只进行无氧呼吸
体 交
B点：呼吸作用最低点
换 值
A
最有利于储存
C点：无氧呼吸消失点 8 B
计算：氧气浓度为 4
5%时无氧呼吸和有氧 呼吸消耗的葡萄糖之比？ 5
CO2的释放
C
O2的吸收
10 15 20 O2%
原理：根对无机盐的吸收是主动运输
过程，消耗能量；及时松土透气，能 增加土壤中O2的浓度，使根的有氧呼 吸加强，产生大量的能量，从而促进 植物根对无机盐的吸收。
密封则是避免科空学气家进入根，据便大于量酵母实菌验在结无氧果条得件出下结分解论有：机物产生酒精。
2在、有为细氧什条么胞件通呼下气吸，有酵可利母于分菌酵为分母有解菌营大氧养量呼物繁质殖吸释？和放无的能氧量呼多，吸这两些种能量类可型以。为酵母
菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
初中生物《呼吸作用》教学课件
01 有机物氧化分解
生物体利用氧气将有机物氧化分解成二氧化碳和 水。
02 能量释放
有机物氧化分解过程中释放的能量，一部分以热 能形式散失，另一部分用于合成ATP。
03 ATP合成
呼吸作用过程中释放的能量，部分用于合成ATP ，为生物体的生命活动提供直接能量。
02 5. 开始计时，并观察实验材料的呼吸作用情况。
实验步骤与操作方法
6. 记录实验数据，包括实 验材料的质量变化、二氧 化碳的生成量等。
操作方法
7. 分析实验结果，得出结 论。
实验步骤与操作方法
1. 在实验前，需要对实验 材料进行称量，并记录初 始质量。
2. 在实验过程中，需要保 持恒温环境，以避免温度 变化对实验结果的影响。
3. 呼吸作用和光合作用都是生物体进行能量转换的过程，但它们发生在不同的细胞器和时间段 。光合作用是在叶绿体中利用光能将二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程，而呼吸作 用是在细胞质基质和线粒体中进行的。
4. 呼吸作用在日常生活中的应用有很多，例如人们通过跑步、骑车等运动来消耗能量，这些能 量来自于呼吸作用中释放的能量；另外，呼吸作用产生的二氧化碳也是植物光合作用的原料之 一。
日常生活中的应用。
角色扮演
让学生扮演不同的细胞器或细胞结 构，模拟呼吸作用的过程，加深对 呼吸作用的理解。
互动问答
教师提出问题，学生通过举手或其 他方式回答，或者学生向教师提出 问题，教师解答。
思考题及答案解析
思考题 1. 呼吸作用是什么？其意义是什么？
2. 呼吸作用的主要过程是什么？请简述。
思考题及答案解析
03
呼吸作用实验设计与操作
3.4细胞呼吸为细胞生活提供能量第二课时2024-2025年高一上学期生物学浙科版(2019)必修一
第三章 细胞的代谢
教学目标
1
从物质与能量视角，探索呼吸作用，阐明 细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的 变化。（生命观念、科学思维）
2
通过探究酵母菌的呼吸方式厘清对比实验 的设置。（科学思维、科学探究）
新课导入
制作开花馒头时，需要在面团中加入酵母菌，蒸出来的馒头就会松 软多孔。
大部分能量还储 存在丙酮酸中未
释放
释放少量能量 形成少量ATP
C3H4O3
与需氧呼吸第 一阶段相同
厌氧呼吸
第二阶段 丙酮酸在不同酶的催化作用下形成不同的产物
第二阶段乳酸发酵
丙酮酸
酶 乳酸
＋【H】
C3H6O3
C2H5OH
第二阶段乙醇发酵
C3H4O3
酶 乙醛+CO2
＋【H】
乙醇+CO2
厌氧呼吸
总方程式：
⑦生物进行细胞呼吸时二氧化碳的释放量大于 氧气的吸收量；既有需氧呼吸也有乙醇发酵
多余的二氧化碳来自乙醇发酵
⑨真核细胞只在细胞溶胶中进行的以及还能在 线粒体中进行的细胞呼吸； 只在细胞溶胶中 — 厌氧呼吸 有线粒体参与 — 需氧呼吸
②生物进行细胞呼吸时产物中有酒精或乳酸； 厌氧呼吸
④生物进行细胞呼吸时无二氧化碳释放 只进行厌氧呼吸且产物定有乳酸
答案：C 解析：A、厌氧呼吸产生的乳酸在肝脏中转化为葡萄糖需要消耗能量，A错误；B、人体骨 骼肌细胞无氧呼吸只能产生乳酸，不产生CO2，B错误；C、糖酵解产生的丙酮酸，可在乳 酸脱氢酶的催化下被NADH还原为乳酸，C正确；D、厌氧呼吸只在第一段释放少量能量， 第二阶段不释放能量，D错误。
习题检测
10初中生物
探究不同食物贮存能量的差异——48 页
1. 方法∶燃烧 燃烧的是有机物，剩下的灰分是无机盐
2. 装置选择∶ 保温、通气、稳固、
3. 材料选择∶ 干燥、易燃物——花生、核桃
4. 预测结果∶ 富含油脂的V贮存的能量多、 富含淀粉蛋白质的C贮存的能量少
能量散失的因素∶ 装置吸热、装置散热
实验结果
样品质量 /g
A．都要吸入二氧化碳
B．人吸入氧气，绿色植物吸入二氧化碳
C．都要吸入氧气
D．人吸入二氧化碳，绿色植物吸入氧气
拓展题（精英班）
(7) ① 虽然不同食物的营养成分及含量不同，但是储存的能量是相同的 （ ）
② 人体吸入的气体中只含有氧气，呼出的气体中只含有二氧化碳。 （ ）
③ 人体呼出的气体中，二氧化碳的含量高于空气中二氧化碳的含量，氧气
＝ 水升温值。C ×水体积mL × 0.004187 KJ/mL· 。C
食物燃烧质量（g）
食物热价公式：（4.187×升温值× 40）÷燃烧质量
三、不同营养的热价:
糖 类: 17.15 千焦/克 蛋白质: 23.43 千焦/克 脂 肪: 38.91 千焦/克
结论
1. 不同食物的营养成分及含量不 同，储存能量的数量不同。 2. 人体生命活动所需要的能量主
基础题（实验班＋精英班）
(1) 向澄清的石灰水中吹气，反复吹一段时间后，你会看到石灰水将变__浑___浊___， 证明人呼出的气体中含有较多的___二___氧___化___碳_______ 。
(2) 呼吸作用的重要意义是为生命活动提供
（A ）
A．能量
B．二氧化碳
C．氧气
D．有机物
(3) 100g下列食物给人提供能量最多的是
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设计实验证明人体呼出的气体二氧化碳多于空气。 提示：我们如何证明种子呼吸产生二氧化碳？ 提示：我们如何证明种子呼吸产生二氧化碳？ 实验方案：
现象：（ ）瓶中石灰水出现浑浊。 结论：呼出气体和空气相比，二氧化碳（
）。
为什么呼出的气体和空气相比 氧气少、二氧化碳多？ 氧气少、二氧化碳多？氧气哪里去 二氧化碳如何产生的？ 了？二氧化碳如何产生的？
如何证明我们吸入的空气含氧气更多， 如何证明我们吸入的空气含氧气更多， 而呼出的气体含二氧化碳更多 ？
请你设计实验证明人体呼出气体氧气少于空气？ 请你设计实验证明人体呼出气体氧气少于空气？ 提示：我们是如何证明种子呼吸消耗氧气的？ 提示：我们是如何证明种子呼吸消耗氧气的？ 实验中更快地熄灭。 现象：燃烧的蜡烛放入（ 结论：人呼出气体和空气相比，氧气（ 结论：人呼出气体和空气相比，氧气（ ）。
食物体外燃烧的本质是什么？ 食物体外燃烧的本质是什么？
有机物 + 氧气
二氧化碳 + 水 + 能量
问题：食物被消化吸收后，在细胞内是如何 问题：食物被消化吸收后， 释放能量的？ 释放能量的？ 假设：细胞内存在类似于体外燃烧的过程， 假设：细胞内存在类似于体外燃烧的过程， 即在有氧的条件下, 即在有氧的条件下,分解有机物为二氧 化碳 和水,同时释放能量的过程。 和水,同时释放能量的过程。 依据：我们每时每刻都需要进行呼吸， 依据：我们每时每刻都需要进行呼吸，吸入 的空气中含有更多的氧气， 的空气中含有更多的氧气，呼出的气体中 含有更多的二氧化碳。 含有更多的二氧化碳。
二、细胞通过呼吸释放能量
有机物 + 氧气 线粒体 二氧化碳 + 水 + 能量