呼吸作用的方式
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
注意：
〠呼吸作用与物质的燃烧相比，都是物质的氧化分解过程；都能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量。
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
1．怎样控制有氧和无氧的条件？
2．怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
提示：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：橙色→灰绿色
提示：澄清的石灰水：澄清→浑浊
溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→黄
提示：根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
3．重铬酸钾可以检测有无酒精存在。想一想，这一原理在日常生活中可以有什么用处？
提示：重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（两者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。
4．怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
提示：向瓶中注入240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。将实验装置放到25~35℃的环境中培养。
细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
对比实验
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。在本节课的探究活动中，需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
第一阶段：1分子葡萄糖分解形成2分子丙酮酸，同时产生少量的[H]和少量ATP。（细胞质基质）
第二阶段：丙酮酸和水彻底分解成CO2 和大量[H]，同时产生少量的ATP 。（线粒体基质）
第三阶段：前两阶段产生的[H]与氧气结合形成水，产生大量能量。（线粒体内膜）
注意思考：
〠有氧呼吸的第几个阶段能够形成ATP？在哪里形成ATP？
〠第几个阶段产生[H]？哪里消耗[H]？
〠第几个阶段消耗O2？第几个阶段产生CO2？
〠如果用18O标记H2O，能否在CO2中发现18O？
〠葡萄糖能否进入线粒体中氧化分解？进入线粒体的是哪种物质？
〠线粒体是否是进行有氧呼吸的必备结构？
这里的[H]是一种十分简化的表示方式，这一过程实际上是氧化型辅酶I（NAD+)转化成还原型辅酶I (NADH)。
总反应式
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。
注意：
〠同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：有氧呼吸是在温和的条件下进行的；有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的；这些能量有相当一部分储存在ATP中。
〠有氧呼吸产生的大部分能量都以热能的形式散失，用于维持人的体温。只有少部分的能量977.28KJ储存在ATP中，有氧呼吸的能量转换效率：约34%。
除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。
第一阶段：1分子葡萄糖分解形成2分子丙酮酸，同时产生少量的[H]和少量ATP。（细胞质基质）
第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。（细胞质基质）
总反应式
无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。无氧呼吸分解葡萄糖释放的总能量少，而且能量转换效率也只有31%。
注意思考：
〠无氧呼吸的第几个阶段能够形成ATP？在哪里形成ATP？
〠第几个阶段产生[H]？哪里消耗[H]？
〠无氧呼吸的第一阶段是否和有氧呼吸的第一阶段完全相同？
〠葡萄糖经过无氧呼吸，大部分的能量到哪里去？
〠无氧呼吸和有氧呼吸，哪种呼吸方式效率高？
〠呼吸作用的底物主要是葡萄糖，但也可能是其他有机物，如：脂肪等。
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。产生酒精的叫做酒精发酵；产生乳酸的叫做乳酸发酵。
注意：
〠一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。
〠人与鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是细胞呼吸。在这些生物的细胞呼吸过程中，葡萄糖等分子中稳定的化学能释放出来：除一部分储存在ATP中外，其余的则转化成热能，可以直接用于提升体温；ATP水解释放出的能量，除了维持各项生命活动外，有一部分也能转化成热能，用于提升体温。而维持体温的相对稳定，还需复杂的调节机制。
选用透气的“创可贴”包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
促进根细胞的有氧呼吸，产生更多ATP用于主动运输吸收土壤中的无机盐离子。
水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水，如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行无氧呼吸产生酒精，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。
醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在无氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠──味精。
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，产生破伤风神经毒素，使人患破伤风。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。
影响呼吸作用的因素
1．内部因素——遗传因素（决定酶的种类和数量）
（1）不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物。
（2）同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，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。
（3）同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同， 如生殖器官大于营养器官。
2．环境因素
（1）温度
〠温度影响呼吸作用，主要是通过影响酶的活性实现的，最适温度时，细胞呼吸速率最大。
〠生产上常利用这一原理用零上低温贮存蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。
（2）氧气
〠①在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸。
②生产上适当降低氧气浓度能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗，从而延长蔬菜、水果的保鲜时间。
（3）CO2浓度
〠从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水果。
（4）含水量
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。因为自由水既是有氧呼吸的反应物，又是细胞内良好的溶剂。
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。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中的温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。
囡波湾生物
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