第5章~1细胞呼吸

考点 细胞呼吸 本考点也是高考的重点和难点 命题主要从以下方面入手 1 呼吸作用的有关实验探究 2 呼吸作用的场所和过程 3 无氧呼吸与有氧呼吸的区别和联系 4 将呼吸作用与光合作用的相互关系结合在一起综合命题 5 细胞呼吸作用的原理在生产和生活中的应用 复习中要注意以下几个方面 1 对比无氧呼吸的过程 掌握有氧呼吸各个阶段的发生场所 物质变化和总反应式 从而进一步深入理解有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系 联系实际掌握影响有氧呼吸的因素 2 要将与光合作用相关的知识联系起来复习 以加深对呼吸作用原理在生活和生产实际中应用的掌握 三 细胞呼吸 1 探究酵母菌细胞呼吸的方式2 细胞呼吸的概念 实质3 细胞呼吸的方式 1 有氧呼吸 2 无氧呼吸 3 有氧呼吸和无氧呼吸的区别4 细胞呼吸原理的利用 1 影响细胞呼吸的因素 2 应用 复习提问 在ADP转化为ATP的过程中 所需要的能量主要来自于哪里 细胞呼吸 呼吸作用 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 探究酵母菌细胞呼吸的方式 若用300C的温水把买来的一包鲜酵母粉化开 用它发一块面团 几个小时后 面团便会渐渐膨大 用手抠开里面 会发现面团里面变成蜂窝一样 有许多空隙 并且还能闻到酒味 二作出假设 一提出问题 三设计实验 四进行实验 五分析实验现象 得出结论 六表达和交流 二作出假设 一提出问题 三设计实验 酵母菌在什么条件下产生酒精 酵母菌在不同条件下是否都能产生的CO2 产生的CO2是否一样多 酵母菌在无氧条件下产生酒精 酵母菌在不同条件下都产生的CO2 且有氧条件下产生的CO2比无氧条件下多 1 酵母菌 单细胞真菌 在有氧和无氧条件下都能生存 2 鉴定有无二氧化碳产生 二氧化碳 澄清的石灰水 混浊 CO2 溴麝香草酚蓝水溶液由蓝 绿 黄 3 鉴定有无酒精产生 橙色的重铬酸钾 酸性 酒精 灰绿色 根据实验需要 理清实验步骤 配制培养液 控制有氧 无氧环境 自变量 因变量 无关变量和观察指标 设置对比实验 科学检测因变量 限制好无关变量 明确实验目的 科学设计实验 设计实验须注意 步骤一 配制酵母菌培养液 A组 B组 实验步骤 等量原则 步骤二 A实验组 有氧情况下 实验步骤 单一变量原则 重复性原则 对照原则 步骤二 B实验组 无氧情况下 实验步骤 A实验组 有氧情况下 B实验组 无氧情况下 实验步骤 单一变量原则 重复性原则 对照原则 步骤三 鉴定是否有CO2产生 鉴定是否有酒精产生 A组 B组 橙色 实验步骤 橙色 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 五分析实验现象 得出结论 四进行实验 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸 均能产生二氧化碳 在有氧的条件下 酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳 在无氧的条件下 酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳 五分析实验现象 得出结论 六表达和交流 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 实质 分解有机物释放能量并生成ATP的过程 细胞呼吸的方式 科学家通过大量的实验证实 细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型 1 有氧呼吸 探究 有氧呼吸的过程 在一定条件下 采用差速离心法可以将细胞匀浆中的各种细胞成分分离出来 并且能保持细胞器的结构和酶的活性 在适宜的条件下 把萌发3 4天的黄瓜子叶置于研钵中研磨 将研磨后的细胞匀浆分级离心后得到各种成分 现把细胞匀浆及分离得到的各种成分 注入六支试管中 并使各试管悬液体积相等 各试管之间同一种成分的浓度相同 如下图所示 然后在一定条件下分别进行以下五项独立的实验 研究细胞呼吸的过程是怎样发生的 以C6H12O6的分解为例 实验一 分别向六支试管中通入用18O标记的等量的氧气和用3H 氚 标记的等量的葡萄糖 一段时间后 检测各试管内变化情况如下表 常温 1 比较2号 3号和4号试管 你能得出什么结论 含有细胞质基质时 葡萄糖会被分解成丙酮酸和还原氢 2 比较1号 2号和5号试管 你能得出什么结论 当有细胞质基质 还有线粒体时 葡萄糖除了可以分解成丙酮酸和还原氢外 还可以分解成二氧化碳和水 3 比较5号和6号试管 你能得出什么结论 在没有细胞质基质的参与下 葡萄糖不直接分解 4 分析整个实验一 你能得出什么结论 分析整个实验我们应该思考葡萄糖的分解是在哪里进行 细胞质基质 只有线粒体 没有细胞质基质的参与下 葡萄糖不分解 那么 我们得到什么样的结论呢 在细胞质基质中 葡萄糖能分解成丙酮酸和还原氢 在线粒体 葡萄糖不能分解 思考讨论 有氧呼吸第一阶段 糖酵解 物质变化 能量变化 释放少量能量 实验二 分别向六支试管中通入用18O标记的等量的氧气和用3H标记的等量的丙酮酸 一段时间后 检测各试管 变化情况如下表 常温 资料分析 思考 丙酮酸可以在细胞的什么部位分解 分解的产物是什么 思考 丙酮酸可以在细胞的什么部位分解 分解的产物是什么 释放少量能量 释放大量能量 总反应式 是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 彻底分解成二氧化碳和水 释放出能量并生成大量ATP的过程 C6H12O6 6H2O 6O2 6CO2 12H2O 能量 有氧细胞呼吸的过程示意图 有氧呼吸三个阶段的比较 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸 H 少量 丙酮酸 CO2 H 少量 H O2 H2O 大量 对比 主要场所 线粒体 能量去向 一部分以热能形式散失另一部分转移到ATP中 总反应式 有氧呼吸概念 细胞在 的参与下 通过 的催化作用 把 等有机物 产生 和 释放 生成 的过程 1709kJ mol 约60 1161kJ mol 约40 氧 多种酶 葡萄糖 CO2 H2O 能量 彻底氧化分解 许多ATP 38个ATP 学科交叉 热力学第二定律指出 没有任何一种过程的能量转换效率是100 蒸气机和内燃机的热效率 大约分别是5 8 和25 在细胞内 1mol的葡萄糖彻底氧化分解以后 可以释放2870KJ左右的能量 其中有1161KJ转移到了ATP中 其余的以热量的形式散失 请你计算一下 有氧呼吸的能量转换效率是多少 这些能量能够使多少个ADP转化为ATP 2870KJ mol 1161KJ mol 38个ATP 1709KJ mol 热能 2 无氧呼吸 无氧呼吸第一阶段 糖酵解 物质变化 能量变化 释放少量能量 无氧呼吸第二阶段 物质变化 能量变化 不释放能量 总反应式 在细胞质基质中 葡萄糖在无氧条件下分解成乳酸时释放196 65KJ mol 分解成酒精和二氧化碳时释放225 94KJ mol 但是在这两个过程中都只有61 08KJ mol的能量转移给ADP用来产生ATP 请你计算一下无氧呼吸能产生多少个ATP 196 65KJ mol 60 08KJ mol 2个ATP 136 57KJ mol 热能 无氧呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解 分解成不彻底的氧化产物乳酸或酒精和二氧化碳 释放出能量并生成少量ATP的过程 无氧呼吸总反应式 C6H12O6 C6H12O6 2C2H5OH 酒精 2CO2 少量能量 酶 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 玉米胚细胞等 例 大多数植物 酵母菌 同样是分解葡萄糖 为何无氧呼吸只能释放少量能量 发酵 微生物的无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中 细胞质基质 无氧呼吸的意义 高等植物在水淹的情况下 可以进行短暂的无氧呼吸 将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳 释放出能量以适应缺氧环境条件 人在剧烈运动时 需要在相对较短的时间内消耗大量的能量 肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量 满足人体的需要 呼吸作用的概念 呼吸作用类型 有氧呼吸 无氧呼吸 呼吸作用 葡萄糖的初步分解 丙酮酸彻底分解 H 的氧化 丙酮酸不彻底分解 乳酸发酵 酒精发酵 葡萄糖的初步分解 VS 1 场所 3 物质变化 4 能量变化 2 条件 1 氧呼吸与无氧呼吸的比较 1 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 51015202530O2 气体交换相对值 有氧呼吸 2 有氧呼吸与无氧呼吸的曲线比较 51015202530相对浓度 相对值 O2的吸收量 CO2的释放量 P 1 在P点以前释放的二氧化碳比吸收的氧气多说明了什么问题 无氧呼吸强过有氧呼吸 2 在P点时吸收的氧气量等于释放的二氧化碳 此时有没有无氧呼吸 此种氧气浓度下无氧呼吸消失了 3 在P点以后吸收的氧气量等于释放的二氧化碳 此时呼吸以什么方式为主 有氧呼吸随着氧气浓度的上升而加强 D 3 在D点后曲线保持平衡说明了什么问题 有氧呼吸在此时的氧气浓度下达到了最高 若装置1液滴左移 装置2不动 说明种子 只进行有氧呼吸 若装置1液滴不动 装置2右移 说明种子 只进行无氧呼吸 若装置1液滴左移 装置2右移 说明种子 既进行有氧呼吸 又进行无氧呼吸 3 有氧呼吸与无氧呼吸 实验设计 4 具体计算如下 由 C6H12O6 6O2 6H2O6CO2 12H2O 能量 和 C6H12O62C2H5OH 2CO2 能量 可得 规律一 消耗等量的葡萄糖时 无氧呼吸与有氧呼吸产生CO2的摩尔数之比为1 3 规律二 产生同样数量的ATP时 无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的摩尔数之比约为19 1 酶 酶 在储存农产品时 可以在密闭的仓库里CO2 N2 降低温度 或者降低水分含量 以降低呼吸作用 减少有机物的消耗 影响细胞呼吸的外界因素有 温度 O2浓度 CO2浓度 含水量等 1 食物的保存或保鲜有哪些常见的方法 2 呼吸作用与含水量的关系 3 呼吸作用与含氧量的关系 用清水浸没蔬菜 隔绝空气 制作酸菜 在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强 随含水量的减少而减弱 在一定范围内 含氧量增加有氧呼吸加强 而无氧呼吸受抑制 细胞呼吸的原理 影响呼吸作用的因素 内因 遗传物质决定酶的种类和数量外因 环境因素温度O2浓度CO2浓度含水量 呼吸原理的应用 农业生产 1 增强呼吸作用 2 降低呼吸作用 松土透气 稻田定期排水 种子萌发 需适宜的水分温度和空气 水果蔬菜保鲜 低温 低氧 高CO2或N2 湿度 大棚作物的增产 夜晚或阴天降温 种子 粮食 储存 低温 低氧 高CO2或N2 晒干 发酵工程 酵母菌 无氧呼吸 发酵产酒精有氧呼吸 繁殖 发面制面包和馒头乳酸菌 无氧呼吸 制酸奶醋酸杆菌 无氧呼吸 制醋 人体健康 伤口透气易愈合 抑制破伤风杆菌等厌氧病原菌繁殖 剧烈运动 肌肉在有氧呼吸不能满足能量需求时进行无氧呼吸 产生乳酸而致酸痛 3 在有氧呼吸过程中 氧气的作用是 4 生物的细胞呼吸可分为 和 两种类型 一般情况下供给肌肉活动的能量是通过 呼吸提供 其能源物质主要是 有氧呼吸 无氧呼吸 有氧 葡萄糖 1 葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在 2 人在剧烈运动时 骨骼肌处于暂时缺氧状态 可以通过无氧呼吸获取能量 此时葡萄糖被分解为 线粒体 乳酸 课堂练习 5 生物的生命活动所需要的能量主要来自 糖类的氧化分解 脂类的氧化分解 蛋白质的氧化分解 核酸的氧化分解 6 人体进行有氧呼吸的主要场所是 肺细胞 内环境 线粒体 细胞质基质 A C 7 与有氧呼吸相比 无氧呼吸最主要的特点是 分解有机物 释放能量 需要酶催化 有机物分解不彻底 8 新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中 适当延长保鲜时间的生理原因是A 呼吸作用减弱B 呼吸作用加强C 光合作用减弱D 促进了物质的分解 D A 低温下 酶的活性受到抑制 从而降低了呼吸作用的强度 减少了有机物的消耗 9 种在湖边的玉米 长期被水淹 生长不好 其原因是A 根细胞吸收水分过多B 营养缺乏C 光合作用强度不够D 细胞有氧呼吸受阻 10 同样消耗 mol的葡萄糖 有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的 20倍 19倍 倍多 12 7个百分点 D B 无氧呼吸释放的能量形成2个ATP 有氧呼吸释放的能量形成38个ATP 1 陆生植物不能长期忍受无氧呼吸 其原因是 产生的酒精对细胞有毒害作用 产生的乳酸对细胞有毒害作用 没有专门的无氧呼吸结构 产生的能量太少A B C D 1 蛔虫在体外培养难成活的原因是 失去运动能力 失去捕食的能力 不能忍受较高氧分压 感觉太迟钝 大多数植物无氧呼吸产生的是酒精 蛔虫是严格的厌氧型生物 1 豌豆发芽的早期 CO 释放量比O 吸收量多 倍 这是因为种子此时的 无氧呼吸比有氧呼吸强 光合作用比呼吸作用强 有氧呼吸比无氧呼吸强 呼吸作用比光合作用强1 贮存水果和粮食时 充加CO 或抽取空气 能延长贮存的时间 主要是由于 抑制有氧呼吸 促进有氧呼吸 抑制无氧呼吸 促进无氧呼吸 无氧呼吸生成酒精不吸收氧气但释放二氧化碳 有氧呼吸吸收的氧气和释放的二氧化碳比例为1 呼吸作用受空气中氧气浓度的影响 采取这些措施是为了降低氧气浓度 从而减弱呼有氧呼吸 生物细胞呼吸吸收O2量和放出CO2的量 常用来判断细胞呼吸的种类 1 细胞有氧呼吸该比值为1 1 无氧呼吸该比值为0 2 2 若吸收O2放出的CO2比为1说明细胞只进行有氧呼吸 若吸收O2放出的CO2比小于1 说明细胞既进行有氧呼吸 也进行无氧呼吸