高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 第三节 ATP的主要来源—细胞呼吸 5.3课件 新人教版必修1.pptVIP

第3节atp的主要来源 细胞呼吸 知识点一探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验认知 1 实验原理 1 酵母菌 单细胞真菌 代谢类型为异养 型 兼性厌氧 2 反应过程 co2 酒精 3 产物的检测 混浊 绿 灰绿色 2 实验装置 1 条件 甲装置为有氧条件 必须持续通入 以保证氧气的充足 乙装置为 条件 2 试剂 处为质量分数为10 的naoh溶液 作用是 处为澄清石灰水 处为 空气 无氧 吸收通入 空气中的co2 避免空气中co2影响实验结果 澄清石灰水 过程体验 1 实验步骤 提出问题 酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下 酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么 作出假设 针对上述问题 根据已有的知识和生活经验 如酵母菌可用于酿酒 发面等 作出合理的假设 酵母菌培养液 co2 浓硫酸溶液 都变混浊 混浊程度大且快 灰绿色 不变色 co2 大量 c2h5oh 2 注意事项 1 实验分析 酵母菌必须是新鲜的 否则在实验过程中可能因为酵母菌存放时间过长而死亡 导致实验结果不明显 配制酵母菌培养液时 必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温 才能加入新鲜的酵母菌 通入甲中a瓶的空气需先通过naoh溶液的目的是保证进入a瓶的气体中不含有co2 保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊的co2完全是由酵母菌有氧呼吸产生的 乙中b瓶应封口放置一段时间 待酵母菌将b瓶中的氧气消耗完后 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保通入澄清石灰水中的co2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的 2 不同材料呼吸实验的设计 若探究种子呼吸状况则不必遮光 但需 死种子 作对照 若探究 植株或幼苗 呼吸状况 应进行遮光处理 以防止光合作用的干扰 同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作对照 典题通关 1 2018 西宁高一检测 如图为某生物小组探究酵母菌呼吸方式的实验设计装置 下列叙述正确的是 导学号78404084 a 检测酒精可用重铬酸钾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 实验自变量为o2的有无 解析 选d 根据题意和图示可知 甲装置是探究酵母菌有氧呼吸的实验装置 其中澄清石灰水用于检测有氧呼吸产生的二氧化碳 乙装置中的石蜡油具有隔绝空气的作用 所以该装置是探究酵母菌无氧呼吸的实验装置 其中的澄清石灰水用于检测无氧呼吸产生的二氧化碳 检测酒精应用酸性的重铬酸钾溶液 a错误 乙是验 证酵母菌有氧呼吸方式的装置 需要氧气 所以不需要除去o2 b错误 气泵泵入的气体含有o2 应先除去co2 c错误 本实验探究酵母菌呼吸方式 自变量为氧气的有无 d正确 2 2018 汕头高一检测 下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述 正确的是 导学号78404085 a 隔绝o2的一组产生的co2量远大于通入o2的一组b 葡萄糖培养液煮沸的目的是杀灭微生物并去除培养液中的o2c 可以用溴麝香草酚蓝水溶液检测无氧呼吸的产物 酒精d 可以通过是否产生co2来判断酵母菌细胞呼吸的方式 解析 选b 隔绝o2的一组 即无氧呼吸 产生的co2量远小于通入o2的一组 即有氧呼吸 a错误 实验中葡萄糖培养液在加入前先要煮沸再冷却 煮沸的主要目的是去除培养液中的溶解氧 并杀灭杂菌 b正确 检测酒精应使用酸性重铬酸钾溶液 溴麝香草酚蓝水溶液用于检测二氧化碳 c错误 酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都能产生co2 故不能通过是否产生co2判断酵母菌细胞呼吸的类型 d错误 补偿训练 1 下列有关 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验的叙述 错误的是 a 橙色的重铬酸钾溶液 在酸性条件下与酒精发生反应 变成灰绿色b 在探究有氧呼吸的实验过程中 泵入的空气应去除co2 c 若澄清石灰水变混浊则说明酵母菌的呼吸方式为有氧呼吸d 实验中需控制的无关变量有温度 ph 培养液浓度等 解析 选c 在酸性条件下 橙色的重铬酸钾溶液与酒精发生反应 变成灰绿色 a正确 在探究有氧呼吸的实验中 可用naoh溶液除去泵入空气中的co2 否则会干扰实验结果 b正确 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸均能产生co2 故不能通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌的呼吸方式 c错误 实验中需控制的无关变量有温度 ph 培养液浓度等 且无关变量相同且适宜 d正确 2 关于酵母菌呼吸方式的实验探究 下列描述正确的是 a 需要设置有氧和无氧两种条件 其中以无氧为对照组b 溴麝香草酚蓝水溶液检测co2时 溶液颜色由蓝变黄再变绿 c 酵母菌无论进行何种呼吸 其第一阶段是完全相同的d 酒精在酸性条件下能与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色 解析 选c 该实验需设置有氧和无氧两种条件的对照实验 两组互为对照 a错误 溴麝香草酚蓝水溶液检测co2时 溶液颜色由蓝变绿再变黄 b错误 酵母菌无论进行何种呼吸 其第一阶段是完全相同的 都是葡萄糖分解为丙酮酸 c正确 酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应 溶液会由橙色变成灰绿色 d错误 知识点二有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较 自主预习 1 细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在 经过一系列的氧化分解 生成 释放出能量并生成atp的过程 细胞内 二氧化碳或其他产物 2 有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析 1 物质名称 a b c d e f g 2 过程名称 h 丙酮酸 c3h4o3 h2o co2 o2 乳酸 c3h6o3 酒精 c2h5oh 有氧呼吸 无氧呼吸 3 有氧呼吸的概念和过程 1 概念 二氧化碳和水 atp 有氧 2 过程 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 大量 3 反应式 c6h12o6 6h2o 6o26co2 12h2o 能量 4 无氧呼吸的场所和过程 1 场所 细胞质基质 2 类型及过程 丙酮酸 h 酒精 乳酸 2c2h5oh 2co2 2c3h6o3 核心突破 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 易错提醒 细胞呼吸过程的六个 不 1 产生co2的不只是有氧呼吸 无氧呼吸过程中也有co2的产生 2 有氧呼吸过程中生成的水和反应物中的水其来源和去向不同 所以不是同一分子 3 无氧呼吸只有第一阶段释放少量能量 第二阶段不释放能量 4 细胞呼吸释放的能量不全转化成atp中的能量 大部分以热能的形式散失 5 书写反应式时 右侧的能量不能写成atp的形式 因为atp不是葡萄糖氧化分解的直接产物 而是释放的能量与adp pi结合发生的另一个化学反应的产物 此外能量还包括散失的热能 6 不是所有植物的无氧呼吸产物都是酒精和二氧化碳 如马铃薯块茎 玉米胚 甜菜根等的无氧呼吸产物为乳酸 典题通关 典例 2018 厦门高一检测 有一瓶加入了酵母菌的葡萄糖培养液 当通入不同浓度的氧气时 其产生酒精和co2的量如图所示 实线表示酒精的生成量 虚线表示co2的生成量 在氧浓度为a时 导学号78404086 a 酵母菌只进行无氧呼吸b 有氧呼吸产生了15molco2c 酵母菌能够将酒精彻底氧化分解 释放co2和能量d 酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的2倍 解题探究 1 图示信息 氧浓度为a时 酒精生成量为 mol co2生成量为 mol 2 关键知识 酵母菌进行有氧呼吸时 生成 不生成 进行无氧呼吸时 生成 且二者生成量相等 6 15 co2 酒精 co2和酒精 解析 选d 氧浓度为a时 生成co2和酒精 且co2生成量大于酒精生成量 则酵母菌既进行有氧呼吸 也进行无氧呼吸 a错误 氧浓度为a时 酵母菌无氧呼吸产生的酒精是6mol 则无氧呼吸产生的co2也是6mol 有氧呼吸产生的二氧化碳则是15 6 9mol b错误 酵母菌在氧浓度为a时 只能够将部分葡萄糖彻底氧化分解 释放 能量 产生co2和水 但不能将酒精彻底氧化分解 c错误 在氧浓度为a时 酵母菌无氧呼吸产生的co2是6mol 有氧呼吸产生的co2是9mol 根据细胞呼吸的反应式可知 无氧呼吸消耗的葡萄糖是3mol 有氧呼吸消耗的葡萄糖是1 5mol 所以酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的2倍 d正确 互动探究 1 上题图中氧浓度为a时 酵母菌产生co2的场所有哪些 提示 细胞质基质和线粒体基质 2 上题图中两曲线初始量相等 此时酵母菌进行何种类型的细胞呼吸 说出理由 提示 只进行无氧呼吸 co2生成量与酒精生成量相等 方法规律 三看法 判断细胞呼吸的类型一看o2消耗量和co2释放量 1 o2消耗量 co2产生量 只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸 2 消耗o2量 释放co2量 有氧呼吸和无氧呼吸同时进行 3 不消耗o2 释放co2 只进行产生酒精的无氧呼吸 4 不消耗o2 不释放co2 只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已经死亡 二看酒精产生量和co2释放量 1 酒精产生量 co2释放量 只进行产生酒精的无氧呼吸 2 酒精产生量 co2释放量 既进行有氧呼吸 又进行产生酒精的无氧呼吸 多余co2来自有氧呼吸 三看反应场所 1 真核细胞 若整个呼吸过程均在细胞质基质中进行 则为无氧呼吸 若部分过程在线粒体中进行 则为有氧呼吸 2 原核细胞 原核细胞没有线粒体 细胞呼吸在细胞质基质和细胞膜上进行 若只有co2和h2o产生则为有氧呼吸 若还有乳酸或酒精产生 则存在无氧呼吸 过关训练 1 2017 山西学考真题 下列有关细胞呼吸的叙述 正确的是 a 无氧呼吸过程不产生丙酮酸b 人体骨骼肌细胞在缺氧条件下能进行无氧呼吸c 有氧呼吸第二阶段能产生大量atpd 有氧呼吸第三阶段发生在线粒体基质中 解析 选b 无氧呼吸第一阶段为葡萄糖分解 生成丙酮酸 a错误 无氧条件下 人体骨骼肌细胞进行无氧呼吸生成乳酸 b正确 有氧呼吸过程中 第三阶段生成大量atp c错误 有氧呼吸第三阶段在线粒体内膜上进行 d错误 2 2018 银川高一检测 将200ml含酵母菌的培养液放入500ml的密闭容器内 该容器内酵母菌不同呼吸方式的co2释放速率随时间变化情况如图所示 请回答下列问题 导学号78404087 1 图中a曲线表示的呼吸方式为 判断依据是 2 密闭容器内开始产生酒精的时间是 填 6h前 或 6h时 或 6h后 3 8h时细胞内atp的合成场所是 此时合成atp所需能量 填 能 或 不能 来自丙酮酸的分解 4 密闭容器内co2的总释放量在6h时 填 小于 等于 或 大于 8h时 解题关键 1 抓准题眼 曲线表示不同呼吸方式 则曲线a b一个是有氧呼吸 一个是无氧呼吸 曲线纵坐标为co2释放速率 2 易错易混 co2的总释放量等于两条曲线co2释放量的和 解析 1 刚开始时容器内有氧气 酵母菌进行有氧呼吸 随着氧气的逐渐消耗 有氧呼吸逐渐减弱 开始出现无氧呼吸 因此曲线a表示有氧呼吸 曲线b表示无氧呼吸 2 从图形分析 密闭容器内酵母菌在6h前开始进行无氧呼吸 即6h前就开始产生酒精 3 8h时酵母菌只进行无氧呼吸 细胞内合成atp的场所是细胞质基质 此时产生的atp来自无氧呼吸第一阶段 即葡萄糖分解为丙酮酸和 h 的过程 4 根据图形分析 酵母菌的细胞呼吸速率一直为正值 酵母菌一直在释放co2 故随时间的变化 co2的总释放量一直在增加 答案 1 有氧呼吸开始时酵母菌可利用密闭容器内的氧气进行有氧呼吸 随着时间的延长 氧气量逐渐减少 有氧呼吸减弱直至为零 2 6h前 3 细胞质基质不能 4 小于 互动探究 1 结合上题图 分析密闭容器中酵母菌何时终止有氧呼吸 为什么 提示 8h时 酵母菌进行有氧呼吸释放co2在8h时为0 即有氧呼吸过程终止 2 密闭容器中 在6h时co2的释放量 填 小于 等于 或 大于 8h时 试分析原因 提示 大于 根据图形分析 6h时酵母菌有氧呼吸较强 而8h时酵母菌只进行无氧呼吸 且强度较弱 补偿训练 1 如图是不完整的细胞呼吸示意图 下列说法中不正确的是 a 图中方格内的物质名称可能是丙酮酸b 有氧呼吸的途径是a c dc 其中产能最多的是c阶段 产生 h 的阶段是a和cd 图中a和b发生的场所是细胞质基质 e可能表示的物质是酒精和二氧化碳 解析 选c 由图可知 a表示葡萄糖分解成丙酮酸的过程 因此图中方格内的物质名称可能是丙酮酸 a正确 有氧呼吸是葡萄糖和氧气反应产生二氧化碳和水的过程 因此有氧呼吸的途径是a c d b正确 有氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和 h 合成少量atp 第二阶段是丙酮酸和水反应生成二氧化碳和 h 合成少 量atp 第三阶段是氧气和 h 反应生成水 合成大量atp 其中产能最多的是d第三阶段 产生 h 的阶段是a和c c错误 图中a和b表示产乳酸的无氧呼吸过程 发生的场所是细胞质基质 a和e可以表示另一种无氧呼吸 e可能表示的物质是酒精和二氧化碳 d正确 2 2018 天津高一检测 在剧烈运动中 肌肉处于短暂缺氧的状态 葡萄糖的消耗剧增 但产生的atp增加不多 主要是因为大量能量 a 随汗液蒸发散失b 以热能形式散失c 在乳酸中未释放出来d 在酒精中未释放出来 解析 选c 人体在剧烈运动时 肌肉处于暂时相对缺氧状态 骨骼肌细胞进行无氧呼吸 产生乳酸 由于乳酸中含有大量能量未被释放出来 所以消耗同质量的葡萄糖 无氧呼吸释放的能量少 合成的atp少 因此骨骼肌细胞进行无氧呼吸时 葡萄糖的消耗量增加 但产生的atp没有明显增加 3 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 都需要氧气 都产生atp 都经过生成丙酮酸的反应 第一阶段都在细胞质基质中进行a b c d 解析 选b 有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行 无氧呼吸在细胞质基质中进行 错误 有氧呼吸与无氧呼吸都是酶促反应 都需要酶的催化 正确 有氧呼吸需要氧气 无氧呼吸不需要氧气 错误 有氧呼吸与无氧呼吸都是分解有机物释放能量 形成atp 正确 有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同 都是1分子葡萄 糖分解成2分子的丙酮酸 产生少量的 h 并且释放少量的能量 反应场所是细胞质基质 正确 知识点三影响细胞呼吸的因素及其应用 自主预习 1 内因 遗传因素 1 植物种类 不同种类的植物呼吸速率不同 如阴生植物 阳生植物 小于 2 生长发育时期 同一生物的不同的生长发育时期呼吸速率不同 如幼苗 成熟期 婴幼儿 老年人 3 器官类型 同一生物的不同器官或组织呼吸速率不同 如心肌细胞 皮肤细胞 植物的生殖器官 营养器官 大于 大于 大于 大于 2 温度 1 作用机制 温度通过影响 来影响细胞呼吸速率 2 曲线变化 细胞呼吸在 温度 25 35 时最强 超过 温度 呼吸酶活性 细胞呼吸受到抑制 如图 酶的活性 最适 最适 下降 3 应用 在大棚蔬菜的栽培过程中 夜间适当 降低细胞呼吸速率 有机物消耗 可达到增产的目的 降温 减少 3 o2浓度 1 曲线变化 当o2浓度为0时 植物细胞只进行无氧呼吸 0 o2浓度 5 无氧呼吸逐渐被抑制 有氧呼吸逐渐 但总的细胞呼吸强度逐渐 增强 减弱 o2浓度 5 co2释放量最低 细胞呼吸强度 是种子 果蔬储存的最佳o2浓度 5 o2浓度 10 无氧呼吸抑制作用逐渐增强 有氧呼吸逐渐 细胞呼吸强度逐渐 o2浓度 10 停止 只进行有氧呼吸 o2浓度 10 随o2浓度增加 有氧呼吸强度 最弱 增强 增强 无氧呼吸 先增加后 基本不变 2 应用 适当降低 延长蔬菜和水果的保鲜时间 农耕松土增加o2含量 增强根细胞的 促进矿质元素的吸收 o2浓度 有氧呼吸 核心突破 细胞呼吸原理的应用 易错提醒 影响细胞呼吸因素的两点提醒 1 有氧气存在不一定只进行有氧呼吸 当氧气浓度较低时 既进行有氧呼吸 也进行无氧呼吸 且无氧呼吸占优势 当氧气浓度较高时 无氧呼吸逐渐减弱 有氧呼吸逐渐增强 当氧气浓度增加到一定值时 只进行有氧呼吸 2 低温 低氧储存水果蔬菜 不代表氧气浓度和温度越低越好 应该是低氧和零上低温 既要抑制细胞呼吸 又要保持水果蔬菜的营养和风味 拓展深化 co2浓度和含水量对细胞呼吸的影响1 co2浓度 1 分析 随着co2浓度增加 呼吸速率下降 2 应用 果蔬保鲜时 适当充入co2 或氮气 抑制细胞的呼吸作用 2 含水量 1 分析 在一定范围内 呼吸作用强度随含水量的增加而加强 随含水量的减少而减弱 2 应用 粮油种子贮藏时 必须降低含水量 使其处于风干状态 使呼吸作用降至最低 以减少有机物消耗 典题通关 典例 2018 赣州高一检测 甲 乙 丙三幅图描述的是环境因素与呼吸作用之间的关系 下列叙述错误的是导学号78404088 a 甲图中的变量 可表示在一定呼吸强度范围内细胞中的含水量b 乙图中的变量 可表示温度 而温度是通过影响酶的活性来影响呼吸速率的c 丙图中的曲线 代表无氧呼吸 且氧浓度为10 时无氧呼吸停止 d 丙图中的曲线 代表有氧呼吸 且呼吸作用强度随氧浓度增大而不断增强 解题探究 1 曲线变化 甲图曲线随变量 升高而 乙图曲线随变量 升高 丙图曲线 随氧浓度升高而 曲线 随氧浓度升高 2 细胞呼吸类型 丙图中曲线 表示 曲线 表示 逐渐升高 先升高后下降 逐渐下降 先升高后 基本不变 无氧呼吸 有氧呼吸 解析 选d 甲图呼吸速率随着变量 的升高而升高 而细胞呼吸强度在一定范围内随细胞含水量升高而升高 a正确 乙图呼吸速率随着变量 的升高而先升高后下降 温度可以影响呼吸酶的活性 即该图可以表示呼吸速率与温度之间的关系 b正确 丙图中的曲线 随着氧气浓度的升高而不断降低 可以代表无氧呼吸 且氧 浓度为10 时无氧呼吸停止 c正确 从丙图中可以看出 在一定范围内 随着氧气含量的增加 曲线 不断上升 但是当氧浓度达到一定值时 曲线 不再上升 d错误 互动探究 1 上题丙图氧浓度为5 时 该细胞进行何种细胞呼吸 提示 无氧呼吸和有氧呼吸 2 上题丙图氧浓度大于25 时 限制曲线 升高的因素有哪些 提示 温度 细胞含水量 酶的数量等 过关训练 1 2018 清远高一检测 下列有关细胞呼吸的叙述 其中正确的是 a 无氧 干燥的环境细胞呼吸最弱 有利于果蔬储藏b 水稻根部主要进行无氧呼吸 以适应缺氧环境 c 马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量d 用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油 主要利用了酵母菌的无氧呼吸 解析 选d 无氧环境中 细胞进行无氧呼吸 大量消耗有机物 不利于储藏果蔬 a错误 水稻根部主要进行有氧呼吸 但在缺氧时也能进行无氧呼吸 以适应缺氧环境 b错误 马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量 c错误 酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳 故用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油 利用了酵母菌的无氧呼吸 d正确 2 2018 郑州高一检测 如图表示北方的一个储藏白菜的地窖中 随着o2的消耗 co2浓度的变化情况 据此分析回答问题 1 ab段 o2消耗量很大 co2浓度上升也很快 白菜在进行 呼吸 2 cd段 o2的浓度接近零 而co2浓度仍在上升 白菜主要在进行 呼吸 3 bc段 o2浓度已很低 co2浓度几乎不上升 原因是 4 较长时间储藏大白菜 应把地窖里的o2浓度控制在 段范围内 若将地窖完全封闭 隔绝空气 则大白菜将会 主要原因是 解题关键 分析曲线走势 ab段 有氧呼吸占优势 bc段 无氧呼吸受到抑制 cd段 无氧呼吸占优势 解析 1 ab段 白菜在进行有氧呼吸 消耗o2 放出co2 所以ab段o2消耗量很大 co2浓度上升也很快 2 cd段 o2的浓度接近零 而co2浓度仍在上升 这说明白菜主要在进行无氧呼吸 酒精发酵 3 bc段 白菜的有氧呼吸微弱 而无氧呼吸又受到抑制 所以co2浓度几乎不再升高 4 地窖里o2浓度的控制原则是消耗的有机物少 又能满足蔬菜和水果的基本生命活动 如果完全隔绝空气 则进行旺盛的酒精发酵 导致细胞酒精中毒 白菜将会腐烂 答案 1 有氧 2 无氧 3 有氧呼吸微弱 而无氧呼吸又受到抑制 4 bc腐烂无氧条件下白菜进行无氧呼吸产生酒精 导致细胞酒精中毒 白菜腐烂 补偿训练 1 含水量不同的玉米种子的呼吸速率是不同的 如图所示 其中不能得出的结论是 a 在一定范围内随着含水量的增加 玉米种子的呼吸速率增加b 要促进玉米种子的萌发 必须为其提供充足的水分c 从图中可知 玉米种子呼吸作用的最适含水量是18 d 为了有利于玉米种子的储存 种子的含水量应控制在6 以下 解析 选c 分析曲线图可知 在一定范围内 随着含水量的增加 玉米种子的呼吸速率增加 由于含水量低时 种子的呼吸速率也很低 所以要促进玉米种子的萌发 必须为其提供充足的水分 含水量大