高中生物 第五章 第3节 ATP的主要来源 细胞呼吸精品课件 新人教版必修1.ppt

第3节atp的主要来源 细胞呼吸 学习导航1 说出线粒体的结构和功能 重点 2 说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同 难点 3 探讨酵母菌的细胞呼吸方式 一 细胞呼吸的概念及呼吸方式1 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的 生成二氧化碳或其他产物 释放出能量并生成 的过程 2 细胞呼吸的实质 分解有机物 释放能量并生成atp 氧化分解 atp 二 探究酵母菌细胞呼吸的方式1 酵母菌的生存特点在有氧和无氧的条件下都能生存 属于 2 呼吸产物的检测 兼性厌氧菌 灰绿色 由蓝变绿再变黄 3 实验结论 1 酵母菌细胞呼吸类型 2 呼吸产物 co2 h2o和酒精 有氧呼吸和无氧呼吸 三 有氧呼吸1 概念 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 释放能量 生成大量atp的过程 二氧化碳和水 2 主要场所 线粒体3 过程 外膜 内膜 基质 co2 大量能量 5 特点 1 必要条件 有氧参与 催化 2 过程特点 能量是逐步释放的 有机物彻底氧化分解 多种酶 6 能量转化 1mol葡萄糖彻底氧化分解后释放出2870kj的能量 其中1161kj的能量储存在atp中 其余的能量以热能形式散失掉 判一判 1 探究酵母菌有氧呼吸实验装置中盛有10 naoh溶液的锥形瓶的作用是洗去空气中的浮尘 2 检测co2的产生除澄清石灰水外 还可以用溴麝香草酚蓝水溶液检测 3 细胞有氧呼吸的场所是线粒体 4 只有有氧呼吸第三阶段产生水 该过程进行的场所是线粒体基质 四 无氧呼吸1 类型 对于微生物而言 根据产物的不同 可分为酒精发酵和乳酸发酵 2 两种类型的比较 细胞质基质 酒精 co2 乳酸 想一想同是1mol葡萄糖 为什么进行无氧呼吸释放出的能量比进行有氧呼吸少 提示 一部分能量仍储存在酒精或乳酸中 五 细胞呼吸原理的应用1 包扎伤口应选用透气的敷料 2 提倡慢跑等有氧运动使细胞进行有氧呼吸 避免肌细胞产生大量 3 及时松土有利于根系生长 4 稻田定期排水有利于根系 防止幼根变黑 腐烂 乳酸 有氧呼吸 要点一酵母菌细胞呼吸方式的探究1 实验原理 1 酵母菌是兼性厌氧菌 在有氧和无氧条件下均能生存 有氧呼吸产生h2o和co2 无氧呼吸产生酒精和co2 2 设计思路 设计对比实验控制变量 结果比较分析 得出结论 有氧 无氧条件 co2的多少 两种呼吸方式 3 实验步骤 特别提醒 1 第一组装置让空气持续地依次通过3个锥形瓶 既保证o2的充分供应 又能保证空气通入a瓶之前先用naoh溶液吸收空气中co2 排除空气中co2对实验结果的干扰 2 b瓶应封口放置一段时间后 再连通澄清石灰水 其原因是 封口放置一段时间后 酵母菌会将瓶中的氧气消耗尽 可以确保通入澄清石灰水 或溴麝香草酚蓝水溶液 的co2是酵母菌无氧呼吸所产生的 如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置 以下说法中正确的是 a 两个装置均需要在黑暗条件下进行b 装置乙在 处可检测到有酒精生成c 装置乙中应让 先放置一段时间 再与 连接d 装置甲中naoh溶液的作用是吸收 处的co2 关键点 思路点拨 本题主要考查探究酵母菌细胞呼吸方式实验的原理 实验操作关键步骤等 了解酵母菌细胞呼吸的类型 明确各锥形瓶中物质的作用 理解不同呼吸方式下生成物的差异 无关变量的干扰如何排除 解析 a错误 黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸方式没有影响 b错误 装置乙中酵母菌通过无氧呼吸产生的co2可通过导管进入 但酵母菌通过无氧呼吸产生的酒精保留在 中 c正确 装置乙的 在封口一段时间后再连通盛有澄清石灰水的 这样做是为了消耗装置 内的氧气 防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰 d错误 装置甲中naoh溶液的作用是使进入i的空气先经过naoh溶液处理 排除空气中co2对实验结果的干扰 答案 c 互动探究 1 上述探究实验的自变量是什么 若将 内的澄清石灰水由溴麝香酚蓝水溶液取代 颜色如何变化 2 反应一段时间后 号瓶和 号瓶的温度哪个较高 提示 1 自变量为氧气的有无 颜色由蓝变绿再变黄 2 号瓶内酵母菌进行有氧呼吸产生大量的能量 故 号瓶温度较高 要点二有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别1 细胞呼吸的过程图解 1 图中忽略细胞与线粒体的大小比例 2 有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同 从丙酮酸开始由于是否有氧的存在及酶种类的差异 才分别沿着不同的途径形成不同的产物 2 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 特别提醒 1 由葡萄糖的有氧呼吸反应式可知 消耗的o2与生成的co2体积相等 2 有氧呼吸和酒精发酵中都有co2生成 但h2o是有氧呼吸的特有产物 3 人和动物无氧呼吸产生乳酸 但有些高等植物的某些器官如玉米胚 马铃薯块茎 甜菜块根等无氧呼吸也产生乳酸 在a b c d条件下 测得某植物种子萌发时co2和o2体积变化的相对值如表 若底物是葡萄糖 则下列叙述中正确的是 a a条件下 呼吸产物除co2外还有酒精和乳酸b b条件下 有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多c c条件下 无氧呼吸最弱d d条件下 产生的co2全部来自线粒体 解析 植物种子萌发时进行细胞呼吸 通过表格可以看出 当氧气浓度为零时 仍有二氧化碳释放 说明此时种子进行无氧呼吸 既然有二氧化碳产生 则另一种产物就是酒精 而不是乳酸 当氧气浓度为3时 有氧呼吸产生的二氧化碳是3 呼吸作用释放的二氧化碳为8 则无氧呼吸产生的二氧化碳为8 3 5 则有氧呼吸消耗的有机物为0 5 无氧呼吸消耗的有机物是2 5 很显然是无氧呼吸强 当处于d状态时 无氧呼吸消失 此时只进行有氧呼吸 且有氧呼吸产生二氧化碳是在线粒体基质中产生的 答案 d 探规寻律 在分析有氧呼吸和无氧呼吸物质变化的数量关系时有如下规律 1 不消耗o2 释放co2 只进行无氧呼吸 2 o2吸收量 co2释放量 只进行有氧呼吸 3 o2吸收量 co2释放量 两种呼吸方式同时进行 多余co2来自无氧呼吸 4 酒精量 co2量 只进行无氧呼吸 5 酒精量 co2量 两种呼吸方式同时进行 多余co2来自有氧呼吸 变式训练以下甲 乙两图都表示苹果组织细胞中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是最适合贮藏的氧浓度d 甲图中氧浓度为d时没有酒精产生 解析 选b 甲图中氧浓度为a时 细胞只释放co2不吸收o2 说明细胞只进行无氧呼吸 对应乙图中的a点 a正确 甲图中氧浓度为b时co2的释放量远远大于o2的吸收量 说明既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 且无氧呼吸强度大 应对应乙图中ac段之间 b错误 贮藏植物器官应选择co2产生量最少即细胞呼吸最弱时 图甲中的c点 的氧浓度 故c正确 氧浓度为d时 co2的释放量与o2的吸收量相等 细胞只进行有氧呼吸 因此没有酒精产生 d正确 要点三影响细胞呼吸的环境因素及在生产中的应用1 温度 通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度 与温度影响酶催化效率的曲线特征一致 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 来降低细胞呼吸 减少有机物的消耗 2 氧气浓度以酵母菌 植物非绿色部分 产生co2的速率与o2浓度的关系为例 1 对于有氧呼吸 氧是有氧呼吸的原料之一 在一定范围内 随着o2浓度增加 有氧呼吸强度也增加 但o2浓度达到一定值时有氧呼吸强度将不再随o2浓度增加而增加 2 对于无氧呼吸 随o2浓度增加而受抑制 o2浓度越高 抑制作用越强 o2浓度达一定值时 被完全抑制 3 应用 作物栽培中 采取中耕松土 防止土壤板结等措施 都是尽量使o2浓度位于e点之上 保证根细胞的正常呼吸 有利于肥料的吸收 生产中利用低氧 a点的浓度 抑制细胞呼吸 减少对有机物的消耗来延长蔬菜 水果 粮食的保存时间 3 co2 增加co2浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 4 水 水既是细胞呼吸的原料 也是产物 细胞呼吸过程必须在有水的环境中才能完成 一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强 应用 粮油种子在贮藏时 必须降低含水量 使种子呈风干状态 降低细胞呼吸强度 减少有机物消耗 同时防止微生物大量繁殖而使种子变质 如图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图 请据图分析并回答下列问题 1 从甲图可知细胞呼吸最旺盛时在 点 ab段说明随温度的升高 细胞呼吸强度 温度主要通过影响 来影响呼吸强度 2 乙图中曲线 是 呼吸类型 若曲线i描述的是水稻根细胞的细胞呼吸 那么在de段根细胞内积累的物质是 曲线 在f点以后影响呼吸强度的外界因素主要是 f点以前影响呼吸强度的外界因素主要是 关键点 思路点拔 解答本题关键注意以下几点 温度通过影响酶的活性影响细胞呼吸 乙图中d点只进行无氧呼吸 e点两种呼吸方式同时进行 f点以后只进行有氧呼吸 解析 1 从甲图可知 曲线最高点即细胞呼吸最旺盛时所对应的b点 在ab段 随温度的上升细胞呼吸的相对速率逐渐增大 温度主要通过影响酶的活性来影响呼吸速率 2 乙图中 曲线 随着氧气浓度的上升 细胞呼吸的相对速率下降 说明曲线 是无氧呼吸 水稻根细胞在de段氧气浓度相对较低的情况下主要进行无氧呼吸 产生酒精 曲线 是有氧呼吸曲线 f点以后细胞只进行有氧呼吸 此时氧气浓度不再是限制细胞呼吸强度的主要因素 此时限制细胞呼吸强度的最可能因素是温度 而f点以前限制因素则是氧气浓度 答案 1 b增强酶活性 2 无氧酒精温度氧气浓度 变式训练下列有关粮食 水果的保存正确的是 a 粮食 水果应该在无氧条件下保存 以抑制有氧呼吸消耗有机物b 低温抑制酶的活性 从而抑制细胞呼吸 保存粮食 水果在零下低温的效果应该强于零上低温 c 水分会促进细胞呼吸 粮食 水果应该保存在干燥的环境中d 粮食 水果释放co2最少时对应的o2浓度是二者保存的最适o2浓度解析 选d 粮食保存在零下低温较好 以抑制细胞呼吸 减少有机物的消耗 但水果在零下低温时容易冻伤 会破坏水果口味 完全无氧的环境 无氧呼吸旺盛 消耗的有机物较多 在低氧环境下 无氧呼吸和有氧呼吸都较弱 有机物消耗较少 粮食保存需要干燥的环境 以降低细胞呼吸对有机物的消耗 水果应该保存在湿润的环境下 避免因失水而破坏水果口味 对验证细胞呼吸的装置分析不到位不同种类的种子中储存的营养物质的种类不同 在科学研究中常用rq rq 释放的二氧化碳体积 消耗的氧气体积 来表示生物的有氧呼吸利用的能源物质的不同 下面是测定发芽种子呼吸商的两个装置图 1 装置一中的小瓶中加入naoh溶液的目的是 2 若发芽的种子已长出幼苗 进行该实验时 则应将装置放置在何种条件下进行 原因是 3 小琪同学来做这个实验 她将同一种正在发芽的种子等量分装入两个装置 假定其他操作步骤无误 她发现装置一中的着色液向左移动 而装置二中的着色液位置却不发 生改变 则可推定该种子发芽过程所消耗的能源物质主要是 发生的反应方程式为 4 若发现装置一与装置二中的着色液均向左移动 则该种子发芽过程中所消耗的能源物质主要是 理由是 错因分析 导致该题错答的原因是 1 对测定细胞呼吸的原理不理解 该实验把测定o2的消耗及co2的产生作为实验指标 有氧呼吸消耗o2 产生co2 而光合作用消耗co2 产生o2 因此光合作用的发生会干扰细胞呼