北师大版必修一 第5章 第2节 细胞呼吸 学案.doc

第2节细胞呼吸1.有氧呼吸可以分为三个阶段，每个阶段由许多不同的酶来催化。总过程表示为：c6h12o66h2o6o26co212h2o能量。2无氧呼吸一般是指生活细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物在胞质溶胶中分解成不彻底的氧化产物，同时释放少量能量的过程。无氧呼吸的产物是乳酸或酒精和二氧化碳。3影响细胞呼吸的外界因素主要有温度、氧气及二氧化碳的含量。4细胞呼吸的原理，在作物栽培、粮食贮藏和果蔬贮藏等方面有着广泛应用。细胞呼吸的方式自读教材夯基础1细胞呼吸的概述(1)实质：分解有机物，释放能量。(2)产物：atp、co2或其他产物。(3)类型：有氧呼吸和无氧呼吸。2酵母菌的呼吸方式跟随名师解疑难1对细胞呼吸的理解(1)呼吸作用是在细胞内进行的，因此也叫细胞呼吸。(2)细胞呼吸的概念可从以下五个方面理解掌握：2探究酵母菌的呼吸方式(1)实验分析：本实验的探究课题可以转变为：探究有氧条件和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。根据知识背景，可分别提出两个子课题，即：课题一：在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生的co2是否一样多；课题二：在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸是否产生酒精。课题名称课题一课题二自变量有氧和无氧有氧和无氧因变量产生的co2的多少酒精的有无观测指标有氧产co2多，无氧产co2少有氧不产酒精，无氧产酒精无关变量温度、营养物质、空气中的co2实验预期有氧条件下产生的co2多；无氧条件下产生的co2多；有氧条件和无氧条件下产生的co2一样多只在有氧条件下产生酒精；只在无氧条件下产生酒精；有氧和无氧条件下都产生酒精实验结论在有氧条件下酵母菌产生的co2比无氧条件下多在无氧条件下酵母菌产生酒精，而在有氧条件下不产生酒精(2)原理：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的二氧化碳和水：c6h12o66o26h2o6co212h2o能量在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精和少量的二氧化碳：c6h12o62c2h5oh2co2少量能量(3)装置：一个有氧条件，不密封锥形瓶；一个无氧条件，密封锥形瓶。(4)现象：co2产生多少；酒精有无。(5)实验结论：在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，细胞呼吸的方式有两种。酵母菌的细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型：有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。1可用于进行探究不同呼吸方式的实验材料是()a萌发的种子b蛔虫c草履虫 d以上均可以答案：a2右图所示的锥形瓶内装有含酵母菌的葡萄糖溶液，锥形瓶放置一段时间后，再连通试管，试管中装有澄清的石灰水，两日后发现石灰水变混浊并有沉淀产生，对这一现象的正确解释是()a大气中的二氧化碳进入试管内b酵母菌进行无氧呼吸时产生酒精c酵母菌进行无氧呼吸时放出二氧化碳d酵母菌进行有氧呼吸时放出二氧化碳答案：c细胞呼吸的过程自读教材夯基础1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co2和h2o，释放能量，生成大量atp的过程。(2)过程：综上所述：有氧呼吸的主要场所为线粒体，原因是线粒体内含有与有氧呼吸有关的酶。有氧呼吸的总反应式：c6h12o66o26h2o6co212h2o能量。(3)特点：必要条件：有氧参与，多种酶催化。过程特点(4)能量转化：1 mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2_870_kj的能量，其中1 161 kj的能量储存在atp中，其余的以热能形式散失掉。2无氧呼吸(1)场所：胞质溶胶。(2)过程：第一阶段：葡萄糖少量h丙酮酸少量能量。第二阶段：(3)化学反应式：c6h12o62c3h6o3(乳酸)少量能量c6h12o62c2h5oh(酒精)2co2少量能量(4)能量转化：1 mol葡萄糖经过不彻底氧化分解产生乳酸时，只释放出196.65_kj的能量，其中有61.08的能量储存在atp中，其余以热能形式散失。3细胞呼吸意义(1)细胞呼吸提供了生物体生命活动所需要的大部分能量；(2)细胞呼吸为其他化合物合成提供原料；(3)细胞呼吸增强植物抗病能力。跟随名师解疑难1有氧呼吸图解2总反应式(箭头表示反应物中各元素的去向)3比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同项目有氧呼吸无氧呼吸不同呼吸场所胞质溶胶、线粒体胞质溶胶条件需氧气、酶、适宜温度不需氧气，需酶和适宜温度分解产物彻底；二氧化碳和水不彻底；二氧化碳和酒精或乳酸能量释放大量能量少量能量产生atp数目1 mol葡萄糖可产生38 mol atp1 mol葡萄糖可产生2 mol atp相同本质氧化分解有机物，释放能量，生成atp供生命活动需要过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量为体内其他化合物的合成提供原料关键一点(1)无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。(2)无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量atp。(3)由于酶的不同决定了丙酮酸被还原的产物也是不同的：大多数植物、酵母菌、苹果果实无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳；有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸，如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等；而高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。4影响细胞呼吸的因素(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(如右图)。(2)o2浓度：对有氧呼吸：o2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。(如图a)对无氧呼吸：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。(如图b)(3)co2浓度：co2是有氧呼吸的产物，当co2浓度过高时会抑制细胞呼吸。(4)水分：水为细胞呼吸提供反应环境，一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。3人体内的葡萄糖彻底氧化分解放出的能量中，大部分的直接去向是()a以热能形式散失 b贮存在atp中c贮存在线粒体中 d供各项生命活动利用解析：有氧呼吸产生2 870 kj能量大多数以热能的形式散式，贮存atp中的占少数。答案：a4将酵母菌研磨成匀浆，离心后得上清液(胞质溶胶)和沉淀物(含线粒体)，把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙三个试管中，各加入等量葡萄糖溶液，然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是()a甲试管中最终产物为co2和h2ob乙试管中不发生反应c丙试管中有大量的atp产生d丙试管中无co2产生解析：葡萄糖先在胞质溶胶中被分解成丙酮酸和h，然后在有氧条件下进入线粒体被彻底分解成co2和h2o，同时释放能量；如果没有氧气则在胞质溶胶中不彻底分解，产生酒精和co2，即甲试管和丙试管中产生酒精和co2。线粒体不能直接利用葡萄糖，故乙试管中不发生反应。答案：b细胞呼吸在生产生活中的应用自读教材夯基础1细胞呼吸与作物栽培(1)适时中耕松土促进土壤空气和大气气体交换。(2)向黏土中掺入沙子可改善土壤通气情况。2细胞呼吸与粮食贮藏(1)晒干种子。(2)贮藏期间通风达到散热、散湿目的。(3)可采用密闭贮藏方法或抽出粮堆(密闭)中的空气再充入n2抑制种子的呼吸。3细胞呼吸与果蔬贮藏(1)果蔬贮藏可以采用降低氧浓度或降低温度方法。(2)果蔬用塑料罩密封，抽去空气补充n2，把o2浓度调至3%6%可长时间保存。跟随名师解疑难细胞呼吸原理的应用举例应用分析用“创可贴”等敷料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，有利于伤口的痊愈用酵母菌酿酒酵母菌是兼性厌氧菌。在适宜的氧气浓度、温度和ph等条件下，酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵板结的土壤及时松土透气使根细胞进行有氧呼吸，有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促进微生物对土壤中有机物的分解，有利于植物对无机盐的吸收稻田需要定期排水水稻的根系虽然适于在水中生长，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，水稻根的细胞进行无氧呼吸，时间一长酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂伤口较深时需到医院治疗破伤风是由破伤风芽孢杆菌引起的。较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌在厌氧环境中生存并大量繁殖提倡慢跑等有氧运动有氧运动是指在人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量5贮藏蔬菜或水果时，增加co2或n2或是抽掉空气都是有利于贮藏的措施，这样做的目的主要是()a抑制有氧呼吸 b促进有氧呼吸c加速物质的转化 d促进水分的散失解析：贮藏问题是细胞呼吸原理的应用之一，其目的是抑制呼吸作用。答案：a6种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是()a细胞吸收水分过多 b营养缺乏c光合作用的强度不够 d细胞有氧呼吸受阻解析：陆生高等植物如果长期浸泡在水中，根细胞得不到氧气，就进行无氧呼吸。进行无氧呼吸一是提供的能量少，二是产生的酒精对细胞有毒害作用，故生长不好。答案：d细胞呼吸的过程例1细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是()a植物细胞能进行过程和或过程和b真核细胞的胞质溶胶中能进行过程和c动物细胞内，过程比过程释放的能量多d乳酸菌细胞内，过程产生h，过程消耗h解析植物细胞能进行过程和、和、和；真核细胞的胞质溶胶中能进行无氧呼吸的全过程，即和或和；动物细胞中过程(有氧呼吸第二、三阶段)比过程(有氧呼吸的第一阶段)释放的能量多；包括乳酸菌在内的细胞无氧呼吸过程中，第一阶段()产生的h，在第二阶段(或)被消耗。答案b易错提醒有氧呼吸的过程分为三个阶段，学习时必须弄清以下几点：co2是在第二阶段产生的，是丙酮酸和水反应生成的，这个过程在线粒体中进行；o2参与反应的阶段是第三阶段，是h和氧结合生成水，所以呼吸作用产物中的水中的氧来自o2，这个过程在线粒体中进行；有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水，反应物中的水在第二阶段参与和丙酮酸的反应，生成物中的水是有氧呼吸第三阶段h和o2结合的产物。1向正在进行有氧呼吸的细胞悬液中加入甲、乙、丙、丁四种抑制剂，下列说法正确的是()a若甲能抑制丙酮酸分解，则会使丙酮酸的消耗增加b若乙能抑制葡萄糖分解，则会使丙酮酸增加c若丙能抑制atp的形成，则会使adp的消耗增加d若丁能抑制h被氧化成水，则会使o2的消耗减少解析：若抑制丙酮酸分解则会使丙酮酸量增加，使反应无法继续进行；若抑制葡萄糖分解，则无其他产物产生，丙酮酸也不会增加；若抑制atp的形成，则会使adp的量增加；若抑制h被氧化成水，则需氧量会减少。答案：d细胞呼吸类型的判断例2用下图装置测定种子萌发时进行的呼吸作用类型，同时关闭活塞，在25下经过20 min再观察红色液滴移动情况，下列对实验结果分析不符合实际的是()a装置1的红色液滴向左移动的体积是呼吸作用消耗o2的体积，装置2的红色液滴向右移动的体积是呼吸作用释放co2和消耗o2的体积之差b若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸c若装置1的红色液滴左移，装置2的红色液滴不移动，则说明萌发的种子只进行有氧呼吸d若装置1的红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，则说明萌发的种子只进行无氧呼吸解析装置1中没有co2，因此红色液滴向左移动的体积就是呼吸作用消耗o2的体积。装置2不断释放co2，同时不断消耗o2，因此红色液滴向右移动的体积是呼吸作用释放co2和消耗o2的体积之差。装置2的红色液滴不移动，说明萌发的种子呼吸作用释放co2和消耗o2的体积相等，则种子只进行有氧呼吸，不进行无氧呼吸；若装置1红色液滴不移动，装置2的红色液滴右移，说明萌发的种子呼吸作用只释放co2未消耗o2，则种子只进行无氧呼吸。答案b规律方法 根据细胞呼吸物质变化的数量关系来判断细胞呼吸方式的方法 (1)依据o2吸收量和co2释放量判断：不消耗o2，释放co2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释放量两种呼吸方式同时进行，且多余co2来自无氧呼吸。(2)依据酒精和co2生成量判断：酒精量co2量只进行无氧呼吸；酒精量co2量两种呼吸方式同时进行，且多余co2来自有氧呼吸。2测得苹果的果实在一段时间内，co2的释放量比o2的吸收量大，由此推得果实()a有氧呼吸占优势b有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等c无氧呼吸占优势d既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸解析：有氧呼吸时每分解1 mol的葡萄糖，需要消耗6 mol的o2，同时产生6 mol的co2，所以产生co2与o2消耗的摩尔数之比是1。而题中指出co2的释放量比o2的吸收量大，说明既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸，但无法证明二者的强弱关系。答案：d影响细胞呼吸的因素及应用例3水果放在密封地窖中，可以保存较长时间，地窖中影响水果代谢的原因是()a温度恒定，水果抗病虫害能力强b温度适宜，水果容易保存c黑暗无光，不易引起早熟dco2浓度增加，抑制水果的呼吸作用解析细胞呼吸受到温度、ph、co2浓度等多种因素的影响。密封地窖透气性差，空气不流通，内储水果通过呼吸作用使co2逐渐增加，o2逐渐减少，致使呼吸作用受到抑制，代谢速率降低，保存时间变长。答案d归纳拓展影响呼吸作用的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、水等。温度是通过影响酶的活性来影响呼吸作用的。生物呼吸作用的主要方式是有氧呼吸，在一定的范围内，有氧呼吸的强度随氧气浓度的升高而增强，在有氧的情况下，无氧呼吸受到抑制。二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响呼吸作用的强弱，在一定的范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强。3利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久，地窖中的co2浓度较高，有利于()a降低呼吸强度 b降低水分吸收c促进果实成熟 d促进光合作用解析：贮藏种子、果蔬必须降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗。增加co2浓度、低温均可以降低呼吸作用强度。答案：a1.探究细胞呼吸的方式。2.探究影响细胞呼吸的因素。3.探究细胞呼吸的场所。典例剖析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熵的两个装置图：(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_。解析(1)装置一中的naoh