一轮复习必修一5.3呼吸作用

ATP的主要来源 细胞呼吸 生物如何获得 能量货币 ATP 动物和人等 呼吸作用 绿色植物 呼吸作用和光合作用 糖类 水 呼吸作用 内呼吸 高等动物的呼吸现象和呼吸作用 外呼吸 气体运输 CO2 呼吸全过程的三个连续环节 细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解 生成二氧化碳或其他产物 释放能量并且生成ATP的过程 化学反应 一 实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式 一 实验原理1 酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌 有氧呼吸产生水和CO2无氧呼吸产生酒精和CO2 2 CO2的检测方法 1 CO2使澄清石灰水变浑浊 2 CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3 酒精的检测橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应 变成灰绿色 二 实验假设酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸产生 CO2无氧情况下进行无氧呼吸 产生 CO2 酒精 三 实验用具 略 1 NaOH的作用是什么 2 酵母菌进行什么呼吸 3 澄清的石灰水有什么作用 4 如何说明CO2产生的多少 5 如何控制无氧的条件 四 实验结果预测 1 酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2 能使澄清石灰水变浑浊 2 酵母菌在有氧情况下 没有酒精生成 不能使重铬酸钾溶液发生显色反应 在无氧情况下 生成了酒精 使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应 3 酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多 五 实验步骤 1 配制酵母菌培养液 等量原则 置于A B锥形瓶2 组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图 放置在25 35 环境下培养8 9小时 3 检测CO2的产生4 检测酒精的产生 1 取2支试管编号 2 各取A B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管 3 分别滴加0 5毫升重酪酸钾 浓硫酸溶液 轻轻震荡 混匀 六 观测 记录 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 七 实验结果 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸 有氧条件下 产生大量的CO2 无氧条件下 产生酒精 少量的CO2 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 包括 二细胞呼吸的方式 一 有氧呼吸 一 有氧呼吸 1 有氧呼吸过程图解 C6H12O6 6CO2 12H2O 线粒体 细胞质基质 有氧呼吸 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 酶 2丙酮酸 C3H4O3 4 H 少量能量 2ATP 场所 细胞质基质 丙酮酸彻底分解 酶 6CO2 20 H 少量能量 2ATP 场所 线粒体基质 2丙酮酸 H 的氧化 酶 12H2O 大量能量 34ATP 场所 线粒体内膜 24 H 6O2 6H2O 1 过程 场所 1mol葡萄糖释放能量2870KJ 用生物观点解释 饥寒交迫 一部分以热能形式散失 约60 1161KJ转移至ATP 合成38molATP 2 能量去向 3 总反应式 4 概念 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 生成许多ATP的过程 能力训练 1 在下列三支试管中分别加入等量的水稻线粒体提取液 然后分别加入等量的下列物物质 将会有CO2产生的试管是 1和3 产生乳酸的无氧呼吸 葡萄糖 举例 葡萄糖 产生酒精的无氧呼吸 举例 人和高等动物的肌细胞 水稻根部细胞 乳酸菌 甜菜块根 马铃薯块茎 苹果果实内部细胞 酵母菌 二 无氧呼吸 二 无氧呼吸 1 过程 场所 与有氧呼吸第一阶段相同 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 酶 2丙酮酸 4 H 少量能量 2ATP 场所 细胞质基质 场所 细胞质基质 丙酮酸不彻底分解 2丙酮酸 4 H 2C3H6O3 乳酸 2C2H5OH 酒精 2CO2 酶 C6H12O6 酶 2C3H6O3 乳酸 少量能量 A 乳酸发酵 例 高等动物 乳酸菌 高等植物的某些器官 马铃薯块茎 甜菜块根等 C6H12O6 2C2H5OH 酒精 2CO2 B 酒精发酵 例 大多数植物 酵母菌 酶 少量能量 3 反应方程式 1mol葡萄糖分解为乳酸后 共放出196 65kJ的能量 1 其中有61 08KJ的能量储存在ATP中 产生2molATP 2 其余的能量以热能的形式散失 3 未释放的能量储存在何处 2 能量去向 5 实例 a 高等植物在水淹的情况下 可以进行短时间的无氧呼吸 产生酒精和二氧化碳 b 高等动物和人体在剧烈运动时 骨骼肌细胞内就会进行无氧呼吸 肌肉酸胀是由于产生了乳酸 c 酵母菌在缺氧的条件下 可以将有机物分解成酒精和二氧化碳 4 概念 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下 通过酶的催化作用 把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物 同时释放出少量能量的过程 有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系 主要在线粒体细胞质基质 需O2 酶需酶不需O2 CO2和H2O乳酸或酒精 CO2 彻底不彻底 多 2870KJ 少 196 65KJ 38个ATP 1161 2个ATP 61 08KJ 第一阶段的反应完全相同分解有机物 释放能量 O2吸收量 0只进行无氧呼吸O2吸收量 CO2释放量只进行有氧呼吸O2吸收量 CO2释放量既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸 呼吸类型的判断 关于呼吸作用的计算 消耗等量的葡萄糖时 无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的比例为 产生相同量的CO2 用于无氧呼吸和有氧呼吸的Glu比例为 消耗等量的葡萄糖时 无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP的比例为 产生相同量的ATP 用于无氧呼吸和有氧呼吸的Glu比例为 1 3 3 1 1 19 19 1 三 影响呼吸速率的因素及应用 一 内部因素 遗传因素酶活性 由遗传物质决定 二 外部因素 温度 氧气 CO2 水 温度 温度能影响呼吸作用 实质是影响呼吸酶的活性 应用 低温贮存蔬菜 水果和种子 大棚蔬菜栽培过程中夜间适当降温 51015202530氧气浓度 CO2的释放速率 氧气 氧气是植物正常呼吸的重要因子 氧气不仅直接影响呼吸速度 也影响到呼吸的性质 应用 中耕松土增加根的有氧呼吸 医疗上选用透气的纱布或松软的 创可贴 可以抑制厌氧病原菌的繁殖 适当降低氧气浓度可延长蔬菜 水果的保鲜时间 51015202530相对浓度 相对值 O2的吸收量 CO2的释放量 P 有氧呼吸C02的释放量 无氧呼吸C02的释放量 判断呼吸方式的原则 只进行有氧呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸都进行 解题关键 区分清楚有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2分别是多少 1 外界氧浓度在10 以下时 该器官的呼吸作用方式是 原因 2 该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线 此时该器官的呼吸作用方式是 进行此种呼吸方式所用的底物是 左图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化 请据图回答下列问题 有氧呼吸和无氧呼吸 CO2的释放量大于O2的吸收量 有氧呼吸 葡萄糖 左图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化 请据图回答下列问题 3 当外界氧浓度为4 5 时 该器官CO2释放量的相对值为0 6 而O2吸收量的相对值为0 4 此时 无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的 倍 转移到ATP的能量约相当于有氧呼吸的 倍 1 5 0 07 5 这时植物组织有氧呼吸强度很低而无氧呼吸又被抵制 果蔬内有机物消耗最少 CO2 从化学平衡的角度分析 CO2浓度增加 呼吸速率下降 应用 在蔬菜水果的保鲜中 增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果 在冬天北方地区常用地窖来贮藏大白菜 甘薯等 在一定范围内 呼吸速率随组织含水量的增加而加强 随着含水量的减少而减弱 应用 种子在贮藏时应处于风干状态 使呼吸作用降至最低 以减少有机物的消耗 思考 储存水果和储存粮食如何区别 水分 答案 二者都需要在低温低氧 高CO2 中储存 但粮食必须晒干 减少自由水含量 而水果则需保鲜 减少水分散失 1 下列生物细胞中 既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸的细胞是A 蛔虫体表细胞B 人体肌肉细胞C 乳酸菌D 猪肉绦虫体细胞 B 2 图7 2中能够说明运动员在短跑过程中与短跑结束后血液中乳酸浓度变化的曲线是 图7 2 A 曲线aB 曲线bC 曲线cD 曲线d C 习题 1 酵母菌发酵产生CO2的摩尔数为N 在安静情况下 人消耗同样数量的葡萄糖可以产生的CO2量是A 1 3NmolB 3NmolC 6NmolD 12Nmol2 蔬菜和水果长时间储藏 保鲜所需要的条件应为 A 低温 干燥 低氧B 低温 湿度适中 低氧C 高温 干燥 高氧D 高温 湿度适中 高氧3 关于有氧呼吸的叙述 错误的是 A 主要在线粒体内进行B 与无氧呼吸的全过程不完全相同C 释放出的能量较多D 产物为二氧化碳 酒精或乳酸 习题 B B D 4 好氧细菌的有氧呼吸和厌氧细菌的无氧呼吸产生的CO2分别形成于 细胞质基质 叶绿体 核糖体 线粒体A B C D D 5 有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是 都在线粒体中进行 都需要酶 都需要氧 都产生ATP 都经过生成丙酮酸的反应A B C D D 6 制造啤酒的工艺流程中 实际是应用酵母菌的呼吸作用 将小麦和酵母菌放入发酵罐应怎样处理方能制造出大量的啤酒