自主梳理
1．细胞呼吸：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量并生成ATP的 过程。
2．分类：根据是否有氧参与，细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
3．探究酵母菌细胞呼吸的方式
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型菌。
②检测酵母菌在细胞呼吸中是否产生CO2可使用澄清石灰水或溴麝香草酚蓝，其中后者颜色变化过程为由蓝变绿再变黄。
③检测是否产生酒精可使用橙色的重铬酸钾溶液，其在酸性条件下与酒精发生反应，变为灰绿色。
[互动探究] 现在地球上绝大多数生物的呼吸方式以哪种为主？为什么？
[提示] 有氧呼吸。因为细胞呼吸的目的是为细胞生命活动提供能量，有氧呼吸比无氧呼吸放能效率高得多，所以有氧呼吸得到较大发展，成为主要方式。
要点归纳
感悟拓展
实验中的关键步骤
(1)将装置(甲)连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。
典例导悟
1在检验酵母菌细胞呼吸产物时，常用到一些特殊的颜色反应，下列描述不正确的是( )
A．二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊
B．二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
C．乙醇在碱性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色
D．乙醇在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
答案 C
在一个普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如图所示，则下列有关坐标中，正确的是( )
A．①②④ B．①③④ C．②③④ D．①②④
答案 B
一、有氧呼吸
1．反应式：C6H12O6＋6O2＋6H2O酶(??→)6CO2＋12H2O＋能量。
2．过程
第一阶段第二阶段第三阶段
场所细胞质基质 线 粒体基质线粒体内膜
反应物葡萄糖丙酮酸、H2O[H]、O2
生成物丙酮酸、[H]、ATP CO2、[H]、ATP H2O ATP
能量少量少量大量
二、无氧呼吸
1．反应式
①分解成酒精的反应式为：C6H12O6酶(??→)2C2 H5OH＋2CO2＋少量能量。
②转化成乳酸的反应式为：C6H12O6酶(??→)2C3H6O3＋少量能量。
2．过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全 相同。第二阶段的产物是酒精和CO2或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。
[互动探究] 1.参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？
2．有氧呼吸第一、二阶段的相同点有哪些？
3．呼吸作用分阶段进行有什么意义？
[提示] 1.细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。
2 ．都产生[H]和释放少量能量，都不需要氧的参与。
3．可使能量逐步释放，对保持生物体的体温稳定有重要意义。
要点归纳
1．有氧呼吸和无氧呼吸的 过程图解
2．有氧呼吸和无氧呼吸的比较
类型有氧呼吸无氧呼吸
必需条件氧和酶不需氧，但必须有酶催化
场所细胞质基质(①阶段)线粒体(②和③阶段)细胞质基质(①和②两阶段)
物质变化
能量释放产生大量能量[来源:]产生少量能量
特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没彻底分解，能量没完全释放
联系①第一阶段完 全相同 ②实质相同：分解有机物，释放能量
3.过程分析
(1)无氧呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H]将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。
(2)有氧呼吸H2O即是反应物，又是生成物，且H2O中的氧全部来自于O2。
(3)有氧呼吸的三个阶段共同的产物是ATP，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP。
感悟拓展
1．不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。
2．原核生物无线粒体，有些原核生物(如硝化细菌、蓝藻)仍可进行有氧呼吸。
3．只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内无线粒体。
典例导悟
2下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是( )
A．蛔虫进行无氧呼吸
B．哺乳动 物的红细胞只能进行无氧呼吸
C．长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物
D．发酵和无氧呼吸并不是同一概念
解析 各种生物在长 期的进化过程中，其呼吸 作用方式也与生存环境产生了适应。蛔虫由于生活在人的消化道内，消化道内缺氧，故只能进行无氧呼吸；哺乳动物成熟的红细胞由于无细胞器，也只能进行无氧呼吸；高等动物的无氧呼吸产物是乳酸，不产生酒精无CO2生成；无氧呼吸对于微生物习惯上叫发酵，对于高等动物叫糖酵解，对于植物就叫无氧呼吸，但在工业发酵中，发酵的概念得到扩充，也可指代有氧发酵。
答案 C
让一只白鼠吸入有放射性的18O2， 该白鼠体内最先出现含18O的化合物是( )
A ．二氧化碳 B．水 C．丙酮酸 D．乳酸
答案 B
解析 白鼠从外界吸入氧(18O2)是用来参与体内能源物质(如C6H12O6)的氧化分解过程(即有氧呼吸)，根据有氧呼吸第三阶段的变化可知，氧气中的氧元素(18O)全部与[H]结合生成了水(H18O)。
自主梳理
1．ATP产生速率与O2供给量之间的关系
[来源:]
(1)A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
(2)AB段表示随O2供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。
(3)BC段表示O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。
2．酵母菌细胞呼吸类型的判断
(1)若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸(图中A点)。
(2) 若产生CO2的物质的量比吸收O2的物质的量多，则两种呼吸同时存在(图中AC段)。[来源:]
(3)若产生CO2的物质的量与吸收O2的物质的量相等，则只进行有氧呼吸(图中C点以后)。
(4)B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等(用CO2释放量表示)，此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。
3．影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用
(1)呼吸速率与温度的关系(如图)
①最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
②生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降低温度，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。
(2)呼吸速率与O2浓度的关系(如图)
①O2浓度低时，无氧呼吸占优势；随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的限制)。
②生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。
(3)呼吸速率与含水量的关系(如图)
①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。
②在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
感悟拓展
1．种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。
2．不同种类的植物呼吸速率不同；同一植物不同器官呼吸速率不同；同一植物不同的生长发育时期呼吸速率不同。
3．高等动物和人无氧呼吸的产物是C3H6O3(乳酸)，不产生CO2。
典例导悟
3制作啤酒的工艺流程实际上是应用酵母菌的细胞呼吸，将小麦和酵母菌放入发酵罐，之后进行怎样处理方能制造出大量的啤酒( )
A．马上密闭，保持30～40℃的温度B．一直通风，不密闭，保持30～40℃
C．先通风后密闭，保持60℃以上D．选通风后密闭，保持30～40℃
解析 将酵母菌放入发酵罐以后，先通风，此时酵母菌进行有氧呼吸，代谢旺盛，酵母菌进行出 芽生殖而大量繁殖，待酵母菌数量相当多时再密闭，利用酵母菌发酵原理，用小麦发酵产生酒精。30～40℃温度范围内，酵母菌酶的活性最高。
答案 D
将酵母菌由供氧条件转变为厌氧条件培养，下列过程中加快的一组是( )
A．葡萄糖的利用 B．二氧化碳的放出C．ATP的形成 D．丙酮酸的氧化
答案 A
