高中生物 5.3 ATP的主要来源—细胞呼吸课件 新人教版必修1.ppt

第3节atp的主要来源 细胞呼吸 一 细胞呼吸1 概念 1 物质变化 有机物氧化分解 生成 2 能量变化 释放出能量并生成 2 类型 根据 可分为两种类型 和 二氧化碳或其他产物 atp 是否需要氧气 有氧呼吸 无氧呼吸 二 探究酵母菌细胞呼吸的方式1 酵母菌作为实验材料的原因 酵母菌是一种单细胞真菌 在 的条件下都能生存 属于 菌 2 检测细胞呼吸产物所用试剂与现象 有氧和无氧 兼性厌氧 变混浊 溴麝香草酚蓝水溶液 灰绿色 三 有氧呼吸1 概念 1 物质变化 2 条件 参与及 催化 3 能量变化 释放能量并生成大量 反应物 等有机物产物 葡萄糖 二氧化碳和水 有氧 多种酶 atp 2 过程 3 总反应式 细胞质基质 c6h12o6丙酮酸 h 线粒体基质 丙酮酸 h2oco2 h 线粒体内膜 h o2h2o 大量 c6h12o6 6h2o 6o2 6co2 12h2o 能量 酶 四 无氧呼吸1 类型及反应式 1 分类依据 无氧呼吸的 2 反应式酒精发酵 c6h12o6 少量能量乳酸发酵 c6h12o6 少量能量 产物 2c2h5oh 2co2 2c3h6o3 2 场所 3 过程 1 第一阶段 与 的第一阶段完全相同 2 第二阶段 在不同酶的催化下 分解成 或者转化成乳酸 细胞质基质 有氧呼吸 丙酮酸 酒精和 二氧化碳 1 思考辨析下列说法的正误 1 酵母菌在有氧和无氧条件下的产物都用重铬酸钾溶液和溴麝香草酚蓝水溶液两种溶液检测 2 有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体 无氧呼吸的场所是细胞质基质 3 有氧呼吸产生的能量多 大部分储存在atp中 4 无氧呼吸产生的能量少 原因是大部分能量以热能的形式散失了 答案 1 分析 有氧呼吸产生的是co2和h2o 无氧呼吸产生的是酒精和co2 只有无氧呼吸能用重铬酸钾溶液和溴麝香草酚蓝水溶液两种溶液进行检测 2 3 分析 有氧呼吸中产生的能量多 大多数是以热能的形式散失了 4 分析 无氧呼吸产生的能量少的原因是大部分能量仍储存在未分解的有机物中 2 人和浸在水中的种子进行呼吸时都能产生的物质是 a 酒精b 乳酸c h2od 丙酮酸 解析 选d 人进行有氧呼吸产生丙酮酸 水和二氧化碳 无氧呼吸产生丙酮酸 乳酸 浸在水中的种子进行无氧呼吸过程中能产生丙酮酸 酒精和二氧化碳 3 下列细胞结构进行细胞呼吸可能产生co2的是 a 水稻根细胞的线粒体内膜b 乳酸菌的细胞质基质c 人肝细胞的细胞质基质d 酵母菌的细胞质基质 解析 选d 有氧呼吸产生co2的场所是线粒体基质 而无氧呼吸产生co2的场所是细胞质基质 4 下列反应在细胞质基质和线粒体内均能完成的是 a 葡萄糖 丙酮酸b 丙酮酸 酒精 co2c adp pi 能量 atpd h o2 h2o 解析 选c 葡萄糖 丙酮酸发生在细胞质基质中 丙酮酸 酒精 co2发生在细胞质基质中 有氧呼吸的三个过程均能发生adp pi 能量 atp h o2 h2o发生在线粒体的内膜上 5 好氧细菌的有氧呼吸和厌氧细菌的无氧呼吸产生co2的场所分别是 细胞质基质 叶绿体 核糖体 线粒体a b c d 解析 选d 好氧细菌和厌氧细菌都是原核生物 不存在线粒体 细胞呼吸是在细胞质基质中进行的 6 2013 聊城高一检测 在有氧呼吸过程中 产生 h 和atp最多的阶段分别是 a 第一阶段和第二阶段b 第一阶段和第三阶段c 第二阶段和第三阶段d 第三阶段和第三阶段 解析 选c 有氧呼吸第二阶段中有丙酮酸和水参与反应 产生的 h 最多 有氧呼吸的第三阶段中 h 和o2反应后会释放大量的能量 一 探究酵母菌细胞呼吸的方式1 实验原理 1 反应过程 酵母菌酒精 二氧化碳酵母菌水 二氧化碳 2 产物验证 酒精 重铬酸钾溶液 浓硫酸 灰绿色 二氧化碳 澄清石灰水 混浊 二氧化碳 溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄 2 探究过程 1 配制酵母菌培养液 2 检测co2的产生 装置如图所示 3 检测酒精的产生 自a b中各取2ml滤液分别注入编号为1 2的两支试管中 分别滴加0 5ml溶有0 1g重铬酸钾的浓硫酸溶液 振荡并观察溶液的颜色变化 3 实验现象及结论 1 实验现象 甲 乙两装置中石灰水都变混浊 且甲中混浊程度大且快 2号试管中溶液由橙色变成灰绿色 1号试管不变色 2 实验结论 点拨 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验的两点说明 1 甲组装置中让空气持续地依次通过3个锥形瓶 在通入a瓶之前先用naoh溶液吸收co2 既能保证o2充分供应 又能排除空气中co2对实验结果的干扰 2 乙组装置中b锥形瓶封口放置一段时间后 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 其原因是将b锥形瓶中原有的o2消耗完 微思考 1 实验过程中能否以co2的产生来判断酵母菌细胞呼吸的类型 试分析原因 提示 不能 酵母菌在有氧呼吸和无氧呼吸的过程中均会产生二氧化碳 故不能依据是否有 co2的产生 来判断酵母菌细胞呼吸的类型 2 能否将甲 乙两组中澄清的石灰水用溴麝香草酚蓝水溶液代替 如何来衡量两种呼吸方式的不同 提示 能 替换后要注意观察溶液由蓝变绿再变黄的时间长短 1 探究酵母菌细胞呼吸方式的实验 2014 双鸭山高一检测 如图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置 锥形瓶装有正常生长的酵母菌及足量培养液 试管装有溴麝香草酚蓝水溶液 从阀门通入的空气已除去co2 实验过程其他条件适宜 下列叙述错误的是 a 若打开阀门 探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响 则通入锥形瓶的o2属于无关变量b 若关闭阀门 在酸性条件下 可用重铬酸钾检测锥形瓶的培养液中是否有酒精产生c 若打开阀门 在不同温度下进行实验 试管溶液颜色变化所需的时间越短 则表明酵母菌在所处温度下的有氧呼吸越旺盛d 若关闭阀门 以乳酸菌替代酵母菌进行实验 试管中溶液颜色由蓝变绿再变黄 解题关键 解答本题需明确两点 1 装置中通入的是已经除去了co2的空气 2 溴麝香草酚蓝水溶液在实验中的作用 解析 选d 若打开阀门时酵母菌进行有氧呼吸 产物为水和二氧化碳 通入氧气的多少会影响反应速率 若将温度设为自变量 即探究温度对有氧呼吸的影响时 通入的氧气是适量的 应该为无关变量 当溴麝香草酚蓝水溶液变色所需时间变短 则说明产生的二氧化碳多而且快 此温度下的有氧呼吸越旺盛 关闭阀门酵母菌进行无氧呼吸 会产生酒精 在酸性条件下使重铬酸钾溶液变色 而换成乳酸菌后 无氧呼吸不产生二氧化碳 不会使溴麝香草酚蓝水溶液变色 2 影响酵母菌细胞呼吸因素的探究实验 下图是某同学为了研究酵母菌的细胞呼吸所设计的一个实验装置 开始时锥形瓶中装满了质量分数为5 的葡萄糖溶液 可以作为酵母菌的营养液 并在其中加入了适量的酵母菌 将装置密封并静置一段时间后记录下初始液面的数据 实验过程中液体会进入玻璃管 从玻璃管的刻度上可以读出进入玻璃管的液体量 表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的数据与初始液面数据的差值 单位 ml 1 该同学作了以下四种假设 你认为最合理的假设是 a 温度对酵母菌有氧呼吸有影响b 温度对酵母菌无氧呼吸有影响c 氧浓度对酵母菌有氧呼吸有影响d 氧浓度对酵母菌无氧呼吸有影响 2 在上面的实验处理中 研究的自变量是 请列举出一个无关变量 3 从表中数据分析得知最有利于酵母菌发酵的温度是 4 实验开始前 实验装置必须密封并静置一段时间 以便消耗装置中的 5 请写出在进行实验时酵母菌细胞呼吸的反应式 解题关键 解答本题的突破口 1 装置密封 酵母菌只能进行无氧呼吸 2 提取表格信息 温度是自变量 解析 1 实验装置是在不通入氧气的情况下进行的无氧呼吸 可以探究温度对酵母菌无氧呼吸的影响 2 探究温度对无氧呼吸的影响中 温度是自变量 而影响反应速率的其他因素 如溶液中溶解的氧气多少等都属于无关变量 3 表中数据越大表示在相同时间内液面上升的高度越高 产生的二氧化碳越多 无氧呼吸越旺盛 所以35 代表的是记录温度条件下的最适温度 4 实验开始前密闭一段时间是将锥形瓶中原有的o2消耗掉 以免对实验结果造成影响 5 酵母菌进行的是产生酒精的无氧呼吸 答案 1 b 2 温度溶液中的氧气或锥形瓶大小等 3 35 4 o2 5 c6h12o62c2h5oh 2co2 少量能量 延伸探究 1 题1中若打开阀门 恒温水浴锅的作用是什么 提示 保持无关变量 温度 的恒定 避免对实验结果造成干扰 2 题2中酵母菌换成乳酸菌 液面如何变化 提示 液面不变 乳酸菌进行无氧呼吸不产生co2 变式训练 1 下图为某生物小组设计探究酵母菌呼吸方式的实验装置 下列叙述正确的是 a 实验自变量为温度b 乙 丙两试管中液体应煮沸冷却除去o2c 气泵泵入的气体应先除去o2d 此实验为对比实验 解析 选d 本实验是一个对比实验 有氧和无氧条件是自变量 乙 丙两支试管中的液体是酵母菌培养液 要保持活性 进行细胞呼吸 气泵泵入的气体应首先除去co2 防止对实验结果产生干扰 2 为了探究酵母菌的呼吸类型 某同学将实验材料和用具按下图安装好 以下关于该实验的说法 错误的是 a 加入质量分数为10 的naoh溶液是为了吸收空气中的co2b 甲组探究酵母菌的有氧呼吸 乙组探究酵母菌的无氧呼吸c 甲 乙两组中澄清的石灰水都变混浊 乙组混浊程度更大d 乙组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 解析 选c naoh溶液是为了吸收空气中的co2以免对实验结果造成影响 甲组探究酵母菌的有氧呼吸 因为通入了氧气 而乙组是在无氧的条件下进行的 有氧呼吸产生的co2多于无氧呼吸 所以甲组混浊程度更大 乙组b瓶封口放置一段时间的目的是为了消耗掉原有的o2 二 有氧呼吸和无氧呼吸的比较1 有氧呼吸和无氧呼吸的过程 如图 2 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 点拨 1 水既是有氧呼吸的反应物 又是有氧呼吸的产物 方程式中两者的来源和去向不同 所以不能约减 2 两种不同类型的无氧呼吸是由于酶不同导致的 这是由遗传特性决定的 微思考 1 有氧呼吸产生的 h 和无氧呼吸产生的 h 分别有什么作用 提示 有氧呼吸产生的 h 用于第三阶段与o2结合 而无氧呼吸产生的 h 用于对丙酮酸的还原 2 有氧呼吸和无氧呼吸每一个阶段都释放能量吗 哪个过程释放能量最多 提示 有氧呼吸的三个阶段都有能量的释放 无氧呼吸中只有第一个阶段释放能量 有氧呼吸第三个阶段释放的能量最多 1 有氧呼吸的过程 下图表示细胞内物质转化的部分过程 以下有关叙述不正确的是 a 图中的 h 主要在线粒体内产生b 图中 物质是o2c 用18o标记葡萄糖 产物水中检测不到18od 图示过程会释放热能 解题关键 解答本题的关键是 1 根据有氧呼吸的三个阶段 判断出图中a 所代表的物质 2 根据有氧呼吸第二阶段分析葡萄糖中18o的去向 解析 选b 有氧呼吸在线粒体内进行的第二阶段产生大量的 h 图中物质a是丙酮酸 第二阶段丙酮酸的分解有 水的参与 葡萄糖中的o会转移到co2中 水中的o来自空气中的 o2 有氧呼吸过程会产生大量热能 2 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 2014 淄博高一检测 如图为生物体内细胞呼吸过程的图解 有关说法正确的是 a 图中 过程中均能产生atp和 h 消耗等量的丙酮酸 过程产生的atp最多b 过程在细胞质基质中进行 过程只能在线粒体中进行c 一种生物体内不可能进行图中所有反应d 不同动物体内产生1mol二氧化碳 消耗的氧气量相同 解题关键 根据产物判断 呼吸作用的类型 然后对应到哪种生物可以进行哪种类型的细胞呼吸 解析 选c 图中 过程中能产生atp和 h 的只有 和 原核生物的有氧呼吸只能在细胞质中进行 一种生物可进行有氧呼吸和无氧呼吸 但不能同时进行两种类型的无氧呼吸 如酵母菌不能进行乳酸发酵 只能进行酒精发酵 不同生物体内进行有氧呼吸和无氧呼吸都有可能产生二氧化碳 而无氧呼吸不消耗氧气 延伸探究 1 题1图中的 h 来自哪些物质的分解 提示 第一阶段葡萄糖的分解 第二阶段水和丙酮酸的分解 2 题2中能发生在人体成熟的红细胞中的有哪些过程 提示 人体成熟红细胞无线粒体 进行无氧呼吸产生乳酸 方法规律 细胞呼吸方式的判断方法 1 无co2释放 细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸 2 不消耗o2 但产生co2 细胞只进行产生酒精的无氧呼吸 3 消耗的o2量 产生的co2量时 既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸 4 o2的消耗量 co2的产生量 细胞只进行有氧呼吸 变式训练 1 2014 鹤壁高一检测 把鼠的肝细胞磨碎后高速离心 细胞匀浆分成a b c d四层 往c层加入葡萄糖 没有co2和atp产生 再加入丙酮酸后 有co2和atp产生 则c层必定含有 线粒体 核糖体 细胞质基质 adpa 和 b 和 c 和 d 和 解析 选c 由于c层能够分解丙酮酸 属于有氧呼吸的第二阶段 是在线粒体中进行的 同时atp的形成需要adp和pi作原料 2 下列有关细胞呼吸的叙述 正确的是 a 无氧呼吸不需要o2的参与 该过程最终有 h 的积累b 有氧呼吸产生的 h 在线粒体基质中与氧结合生成水c 无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量合成atpd 有氧呼吸时葡萄糖进入线粒体需经过两层膜 解析 选c 无氧呼吸中产生的 h 用于丙酮酸的还原 不会积累 有氧呼吸产生的 h 在线粒体的内膜上与氧气结合生成水 无氧呼吸只在第一阶段产生能量 有氧呼吸时进入线粒体的是丙酮酸而不是葡萄糖 三 影响细胞呼吸的因素1 内因 1 遗传特性 不同种类的植物呼吸速率不同 实例 旱生植物小于水生植物 阴生植物小于阳生植物 2 生长发育时期 同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同 实例 幼苗期呼吸速率高 成熟期呼吸速率低 3 器官类型 同一植物的不同器官呼吸速率不同 实例 生殖器官大于营养器官 2 外因 1 温度 作用机制 通过影响细胞呼吸酶的活性来影响细胞呼吸速率 曲线特征 与温度影响酶活性的曲线特征一致 随温度的升高 呼吸速率先升高 达到一定温度后 随温度的升高 呼吸速率降低 应用 生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温 降低细胞呼吸速率 减少有机物的消耗 2 o2浓度 对无氧呼吸的影响 曲线特征 随氧气浓度增加而受抑制 氧气浓度越高 抑制作用越强 氧气浓度达到一定值时 被完全抑制 对于有氧呼吸的影响 曲线特征 在一定范围内 随着氧气浓度的增加 有氧呼吸速率增加 但当氧气浓度增加到一定值时 有氧呼吸速率不再增加 应用 适当降低o2浓度 可减少呼吸消耗 延长蔬菜和水果的保鲜时间 点拨 o2浓度对不同生物的影响不同 1 酵母菌是随o2浓度增加 有氧呼吸增强 无氧呼吸减弱 2 破伤风杆菌等厌氧生物会随o2浓度增大而死亡 3 人类长期在低氧环境中会死亡 而在正常情况下才能生存 拓展深化 水分和二氧化碳浓度对细胞呼吸的影响 1 水的含量 分析 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 应用 将种子晒干 以减少呼吸消耗 有利于储藏 2 二氧化碳浓度 分析 二氧化碳是细胞呼吸的产物 对细胞呼吸有抑制作用 应用 在蔬菜和水果保鲜中 增加二氧化碳浓度可抑制细胞呼吸 减少有机物消耗 微思考 下图表示酵母菌在细胞呼吸过程中 氧气浓度与二氧化碳释放量之间的关系 1 上图中a所代表的含义是什么 提示 氧气浓度为零时 只进行无氧呼吸 2 上图中哪一个点对应的氧气浓度是储存水果和蔬菜的最佳浓度 为什么 提示 b点 因为此点释放的co2量最少 有机物消耗最少 较多的营养物质还存留在水果和蔬菜中 1 氧气浓度对细胞呼吸的影响 以下甲 乙两图都表示某植物的非绿色器官co2释放量和o2吸收量的变化 下列相关叙述不正确的是 a 甲图中氧浓度为a时的情况对应的是乙图中的a点b 甲图中氧浓度为b时的情况对应的是乙图中的cd段c 甲图的a b c d四个浓度中c是最适合储藏的d 甲图中氧浓度为d时没有酒精产生 解题关键 解答本题的关键点 1 明确甲图和乙图中横坐标与纵坐标的含义 2 通过甲图计算相关的量 并结合乙图综合分析 解析 选b 甲图氧浓度为a时表示的是只进行无氧呼吸 对应乙图中的a点 甲图中氧浓度为b时表示既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 对应乙图中的ac段 甲图氧浓度为c时表示产生的co2最少 所以适合储藏 氧浓度为d时表示只进行有氧呼吸 没有酒精产生 2 细胞呼吸原理在实践中的应用 细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中 下表中有关措施与对应的目的不恰当的是 解题关键 解答本题的关键点 1 明确不同外界因素如水分 氧气浓度对不同生物细胞呼吸的影响 2 结合实践中的保存目的采取相应的措施 解析 选b 降低自由水的含量会降低细胞的代谢 乳酸菌是严格厌氧的生物 在有氧气的情况下会死亡 低温情况下会导致生物体呼吸速率降低 有利于保鲜 疏松土壤会使有氧呼吸更加旺盛 为生物体提供更多的能量 延伸探究 1 题1乙图中的c点表示的是无氧呼吸结束吗 试说明原因 提示 不是 c点类似于甲图中的c点 是二氧化碳释放最少的点 而不是无氧呼吸停止的点 2 题2中种子晒干后失去自由水 种子还有活性吗 为什么 提示 有活性 失去自由水降低代谢速率 而失去结合水会使种子死亡 方法规律 有氧呼吸和无氧呼吸同时进行时速率大小的判断当无氧呼吸和有氧呼吸消耗等量的葡萄糖时 根据化学反应式可知在有氧呼吸中1mol葡萄糖消耗6mol氧气 产生6mol二氧化碳 无氧呼吸1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳 所以结论如下 1 co2释放量 o2吸收量 4 3 则有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖速率相等 2 co2释放量 o2吸收量 4 3 则无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸 3 co2释放量 o2吸收量 4 3 则有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸 变式训练 1 2014 杭州高一检测 雨水过多时 农作物会发生烂根现象 其原因主要是 a 土壤中缺乏氧气 根进行无氧呼吸产生酒精 对根细胞有毒害作用b 土壤中水分充足 微生物繁殖而引起烂根c 土壤中有毒物质溶解到水中 使根遭到毒害d 土壤因水涝温度低 使根受到低温损害 解析 选a 雨水过多会使根部与空气隔开 根部细胞处在无氧环境中 产生的酒精会对细胞有毒害作用而使根部烂掉 2 如图表示酵母菌呼吸时o2吸收量和co2释放量之间的相互关系 其中线段xy yz 则在氧浓度为a时发生的情况是 a 30 的酵母菌进行无氧呼吸b 50 的酵母菌进行无氧呼吸c 75 的酵母菌进行无氧呼吸d 100 的酵母菌进行有氧呼吸 解析 选c xy yz表示有氧呼吸与无氧呼吸放出的二氧化碳的量是相等的 有氧呼吸中消耗1mol葡萄糖产生6mol二氧化碳 无氧呼吸中消耗1mol葡萄糖产生2mol二氧化碳 所以进行有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的量之比为1 3 即75 的酵母菌进行无氧呼吸 课题 过程图解类题目 细胞呼吸 示范案例 生物体内葡萄糖分解代谢过程如右图所示 据图回答下列问题 1 图中a是 其产生的部位是 2 反应 中 必须在有氧条件下进行的是 可在人体细胞中进行的是 3 苹果贮藏久了会有酒味 其原因是发生了图中过程 而马铃薯块茎贮藏久了 却没有酒味 原因是马铃薯块茎在无