01

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。【讨论】1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？【答案】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；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？【答案】在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可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。3.在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？【答案】密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。

02

探究与实践

B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。想一想，这是为什么？

【答案】B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。这是因为B瓶在封口后，培养液液面上方还存有一定量的氧气，静置一段时间，让酵母菌将这部分氧气消耗尽，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶可认为检验的是酵母菌的无氧呼吸释放的气体。

03

思考•讨论

1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP?【答案】有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。结合上一节所学内容，1mol ATP分子的高能键含有30.54kJ的能量，因此，1mol葡萄糖能够使32 mol ADP分子转化为ATP分子。2.与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义?【提示】燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。

04

旁栏思考

有氧呼吸和无氧呼吸有哪些异同点？请尝试设计简明的表格来比较。

05

思考•讨论

1.任选2-3个实例，分析人们在生产和生活中应用了细胞呼吸原理的哪些方面。

略。

2.生活和生产中还有哪些应用细胞呼吸原理的事例？试再举一两例加以说明。

【提示】在水稻生长期间，稻田要适时排水，以利于水稻根系的细胞呼吸；酸奶制作是利用了乳酸菌无氧呼吸；收获后的粮食要晒干再贮藏，就是通过降低细胞呼吸速率来延长贮存时间。

06

思维训练

关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约十几亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点?1. 线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA。2. 线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成。3. 真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样。4. 线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。【提示】这一论点包含两个要点：线粒体原本是一种独立生存的细菌，后来与真核细胞共生变成细胞内的结构。由此可见,证据1、证据3和证据4，能够支持这一论点，而论据2不支持。

07

问题探讨

一、概念检测

1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。

(1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。（×）

(2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。（√）

2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧气浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是（C）

A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用

B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸

C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸

D.保存该器官时，氧气浓度越低越好

3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是 （B）

A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙

二、拓展应用

1.松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。

【提示】松土透气可以使根部细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能导致局部大气CO2浓度上升。松土不当，可能伤害植物根系；要根据不同植物、植物不同的生长阶段等，采取不同的松土方法。

2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤？结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸？你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记？

【提示】有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测，地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸，体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记，同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有一定的适应意义。