课件：第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸(人教版).ppt

第3节ATP的主要来源细胞呼吸,2013届高考一轮生物复习课件（人教版）,一、探究酵母菌细胞呼吸的方式1.酵母菌细胞呼吸方式：_和_2.产物的检测,有氧呼吸,无氧呼吸,变混浊,溴麝香草酚蓝,蓝色绿色黄色,酸钾溶液,重铬,灰绿色,二、有氧呼吸1.过程,2.反应式_。【点拨】线粒体是进行有氧呼吸的主要场所；原核生物虽无线粒体，但一些原核生物仍能进行有氧呼吸。有氧呼吸三个阶段均产生ATP，第三阶段产生的ATP最多。,三、无氧呼吸1.场所_。2.条件_和_。3.生成物_或_。4.反应式(1)产物为酒精：_。(2)产物为乳酸：_。,细胞质基质,无氧,多种酶,酒精和二氧化碳,乳酸,【点拨】有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行。二者的实质都是氧化分解有机物、释放能量，形成ATP。无氧呼吸释放的能量少，因为还有大部分能量储存在酒精或乳酸中。不同生物的无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同。,【思维判断】1.有氧呼吸的酶全部存在于线粒体中。()【分析】真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，因此其相关的酶存在于细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜中。2.无氧呼吸对生物体都有害。()【分析】有的生物只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸获得生命活动所需的能量。进行有氧呼吸的生物也可以进行短时间的无氧呼吸，但长时间进行无氧呼吸会对机体造成危害。,3.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。()【分析】无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳或乳酸，只有有氧呼吸的产物中有水。4.人的成熟红细胞无线粒体，不产生ATP。()【分析】人的成熟红细胞无线粒体，但可通过无氧呼吸产生ATP。5.保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放在完全无氧的环境中。()【分析】生物体各项生命活动需要的能量来自细胞呼吸，无氧时，细胞无氧呼吸旺盛，也会消耗大量有机物，而且产生的酒精对蔬菜水果也有一定的毒害作用，故应在低氧环境下（无氧呼吸较弱，有氧呼吸受到抑制）保存蔬菜水果。,有氧呼吸和无氧呼吸的过程,1.过程图解,2.分析(1)有氧呼吸第一、二阶段产生的H用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的H用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸。(2)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。(3)有氧呼吸中氧元素的来源和去路,3.有氧呼吸和无氧呼吸的比较,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,氧气，多种酶,多种酶,葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O,葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2,释放大量能量，产生大量ATP,释放少量能量，产生少量ATP,受O2和温度等因素的影响,有氧气存在时，无氧呼吸受抑制,二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP,【高考警示钟】1.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。2.原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，与有氧呼吸有关的酶分布在细胞膜上。,【典例训练1】(2011海南高考)细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是(),A.植物细胞能进行过程和或者过程和B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程和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【解题指南】1.知识储备：(1)掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程；(2)明确不同细胞呼吸作用的代谢产物。2.解题思路：首先明确图中为有氧呼吸过程，、为无氧呼吸过程，然后联系细胞呼吸过程的各阶段产物得出答案。,【解析】选B。植物细胞可以进行无氧呼吸产生酒精和CO2，某些植物器官(如马铃薯块茎、甜菜块根)可以产生乳酸；真核细胞的细胞质基质中能进行有氧呼吸的第一阶段和无氧呼吸，因此能进行过程，不能进行过程；有氧呼吸第三阶段释放的能量最多，过程为第二、三阶段，释放的能量多于过程；乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，第一阶段产生H，第二阶段消耗H。,【变式训练】如图表示真核生物细胞呼吸的部分过程，可在细胞质基质中发生的是()A.B.C.D.【解析】选B。是有氧呼吸第二、三阶段，发生在线粒体中，和表示两种类型的无氧呼吸，均发生在细胞质基质中。可表示第一阶段ATP的合成，发生在细胞质基质中。,影响细胞呼吸的因素及在农业上的应用,最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制,低温下贮存蔬菜、水果，夜间适当降温提高大棚蔬菜产量,O2浓度低时,无氧呼吸占优势；随O2浓度增大,无氧呼吸逐渐被抑制,有氧呼吸不断加强；O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响),蔬菜、水果的保鲜、医用“创可贴”,从化学平衡的角度分析，CO2浓度增大，呼吸速率下降,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢,低氧高CO2条件下保存蔬菜、水果,干燥的种子有利于贮藏,【技巧点拨台】细胞呼吸的曲线识别技巧(1)“钟”型曲线：典型的酶促反应曲线，影响该曲线变化的因素是温度、pH。(2)下降型曲线：呼吸反应速率逐渐减缓，一般受生成物含量的影响，随生成物的增多而减缓，如CO2浓度。(3)上升型曲线：呼吸反应速率逐渐加快，一般受反应物含量的影响，随反应物的增多而增加，如含水量。,【典例训练2】溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，较高浓度的CO2使其由蓝变绿再变黄。一实验小组用图示的实验装置，在25条件下，多次进行如下操作：打开阀门A和B；推注射器1的活塞，然后关闭A和B；一段时间后，拉注射器2的活塞，促进两个瓶中的气体流动。观察溴麝香草酚蓝水溶液的变色情况。(阀门A和B关闭时，整个装置是密封的),请完成下列问题：(1)此实验的目的是探究25条件下_。(2)如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿，这种情况下苹果的代谢特点是_。(3)当向有苹果的瓶内注入的氮气很少或很多时，溴麝香草酚蓝水溶液都将会变黄，其原因是：向有苹果的瓶内注入的氮气很少时，_；向有苹果的瓶内注入的氮气很多时，_。(4)此实验结果可在实际生活中用于_。,【解题指南】1.考查实质：有苹果的瓶内氧气浓度不同，苹果细胞呼吸的方式不同。2.解题关键：明确当有苹果的瓶内N2量少时，O2较多，苹果主要进行有氧呼吸，产生大量CO2；当瓶内N2量多时，O2较少，苹果主要进行无氧呼吸，也会产生较多的CO2。,【解析】打开阀门A和B，推注射器1的活塞，然后关闭A和B，可以更新装置中的空气，因此可知此实验的目的是探究25条件下氧气浓度对苹果呼吸作用的影响。溴麝香草酚蓝水溶液是一种指示剂，较低浓度的CO2使其由蓝变绿，如果向有苹果的瓶中注入一定量的N2，一段时间后溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿，则说明细胞呼吸弱。当向瓶内注入的氮气很少时，氧气浓度很高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多；当向瓶内注入的氮气很多时，氧气浓度很低，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多，所以溴麝香草酚蓝水溶液也将会变黄。以上实验说明苹果(或其他水果或粮食等)贮藏时，应适当控制环境中氧气的浓度，并不是氧气浓度越低越好。,答案：（1）氧气浓度对苹果呼吸作用的影响（2）细胞呼吸弱（3）有苹果的瓶内氧气浓度很高，苹果有氧呼吸强，放出的CO2多有苹果的瓶内氧气浓度很低，苹果无氧呼吸强，放出的CO2也较多（4）苹果（或其他水果或粮食等）贮藏时，适当控制环境中氧气的浓度,【变式备选】将水果放在密封的地窖里，可以保存较长时间。地窖影响水果代谢的原因是()A.温度恒定，水果抵抗病虫害的能力强B.温度适宜，水分容易保持C.黑暗无光，不易引起早熟D.二氧化碳浓度增加，抑制呼吸作用【解析】选D。地窖中通风差，二氧化碳浓度高能够抑制水果细胞的呼吸作用(主要是抑制有氧呼吸)，减少有机物的消耗。,酵母菌细胞呼吸方式的实验探究1.探究过程,2.实验关键步骤(1)通入A瓶的空气中不能含有CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。(2)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，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水中。,（2010上海高考）如图是酵母菌发酵实验示意图。其中X、Y、Z分别代表（BTB是溴麝香草酚蓝的英文缩写）（）A.石蜡油、CO2、蓝色B.石蜡油、O2、黄色C.菜油、O2、蓝色D.菜油、CO2、黄色,【解题指南】1.考查实质：本题主要考查酵母菌无氧呼吸的产物及产物的检测。2.解题关键：根据溴麝香草酚蓝试剂可判断Y为CO2，明确创造无氧环境需用菜油或石蜡油密封。【解析】选D。酵母菌发酵实验过程中，可在发酵液表面滴加油滴形成油膜来造成无氧环境；CO2通入BTB试剂（溴麝香草酚蓝水溶液）后，水溶液的颜色由蓝变绿再变黄，故D项正确。,【变式备选】(2012大同模拟)如图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置。对该图分析不合理的是(),A.该实验可以证明酵母菌是兼性厌氧菌B.甲、乙两装置应置于相同且适宜的温度下C.在相同时间内，C、E瓶中混浊程度相同D.A瓶中加入NaOH溶液是为了吸收空气中的CO2【解题指南】1.知识储备（1）酵母菌是兼性厌氧菌。但有氧条件下产生的CO2比无氧条件下多。（2）对比实验要遵循单一变量原则。（3）NaOH溶液可以吸收空气中的CO2，CO2能使澄清的石灰水变混浊。,2.解题关键：明确本实验的自变量是氧气的有无，装置甲是酵母菌进行有氧呼吸的装置，装置乙是酵母菌进行无氧呼吸的装置。【解析】选C。该实验可以证明酵母菌是兼性厌氧菌，置于相同且适宜温度下的甲、乙两装置中前者产生的CO2比后者多，因此在相同时间内，C、E瓶中混浊程度不相同。,实验变量的确定与控制酵母菌在不同条件下的呼吸作用【案例】(2009福建高考改编)如图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。,实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。(1)取A、B两装置设计实验如下，请补充表中内容：(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是_，这是控制实验的_变量。,(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个C装置。请写出C装置的实验步骤：(4)实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：_(用“、=、”表示)，则假设成立。,【命题人透析】(1)分析影响“呼吸产热”的因素找准“变量”：氧气影响呼吸产热。据实验的假设可知：不同的条件是“有氧”与“无氧”，确定“有无氧气”是实验的自变量，实验过程中必须加以控制。从表中给予的步骤可以确定，B装置中步骤三“加入石蜡油，铺满液面”的目的是隔绝空气中的氧气，也就是说B装置是控制无氧的环境，以观察实验中能量释放情况。所以A装置是用于观察有氧条件下呼吸作用释放能量的情况，方法步骤三中应该不加入石蜡油，以便空气能与溶液中的酵母菌接触。,溶液的量、细胞的数量对产热量的影响。葡萄糖溶液的量和酵母菌细胞的数量是本实验的无关变量，同样能影响产热的多少。这些对于实验结果有影响的因素，都要严格控制，因此实验组和对照组加入的葡萄糖溶液浓度和体积要一致，方法步骤二中加入的干酵母的量要相同，避免无关变量对实验结果的干扰。,“变量”随实验目的改变而改变。“测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量”，“呼吸作用”就成了实验的自变量。装置中酵母菌是可以进行呼吸作用的，那么需要设置的C装置当然就应该是不进行呼吸作用的。与B装置相比，方法步骤二中不加入活性干酵母或加入10g无活性干酵母，其余的操作都应该与B装置保持相同。,(2)判断“煮沸”是灭菌还是除氧：据题中信息：B装置对葡萄糖溶液进行了煮沸处理。煮沸容易让我们联想到是为了除去溶液中的杂菌。如果是以此为目的，A、B两装置应进行同样的操作，否则实验变量不惟一。因此，B装置煮沸是为了去除葡萄糖溶液中的氧气，保证初始状态下酵母菌就能在无氧条件下进行呼吸。,【标准答案】(1)不加入石蜡油加入10g活性干酵母(2)去除氧气自(3)加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母或加入10g无活性干酵母(4)ABC,【阅卷人点评】得分要点(1)必须体现“10g、活性”。(2)第一个空必须体现“氧气”。(3)必须体现“240mL”、“煮沸后冷却”。“不加入活性干酵母”或“加入10g无活性干酵母”，二答其一都对。,失分案例(1)错答成“加入石蜡油，铺满液面”。错答成“加入10g无活性干酵母”。(2)错答成“杀菌”或“去除气体”；第二问错答成“无关”。(3)错答成“加入240mL的葡萄糖溶液”。错答成“加入10g活性干酵母”。(4)错答为“CBA”。,1.有氧呼吸全过程的三个阶段中，相同的产物是()A.ATPB.H2O和CO2C.H2O和丙酮酸D.乳酸和ATP【解析】选A。有氧呼吸的第一阶段产生H、丙酮酸和能量，第二阶段产生H、CO2和能量，第三阶段产生H2O和能量，三个阶段产生的能量均有一部分供给ADP和Pi用以合成ATP，因此有氧呼吸全过程的三个阶段中相同的产物是ATP。,2.无氧呼吸与有氧呼吸相比，下列叙述肯定不正确的是()A.需酶参与B.能释放CO2C.是一个逐步释放能量的过程D.能生成大量的ATP【解析】选D。无氧呼吸与有氧呼吸在细胞内均是一个逐步释放能量的过程，但有氧呼吸比无氧呼吸产生的能量多。,3.人体的代谢终产物水和二氧化碳，产生场所是()A.组织内B.线粒体内C.核糖体内D.细胞质基质内【解析】选B。人的骨骼肌在暂时缺氧时虽然能进行无氧呼吸，但其产物只有乳酸，人体内的代谢终产物二氧化碳和水只能是有氧呼吸的产物。根据有氧呼吸的过程可以知道二氧化碳在第二阶段产生，水在第三阶段产生。这两个阶段都是在线粒体内完成的。,4.细胞呼吸既可以为生命活动提供直接能源，又能为其他物质代谢过程提供原料。下列有关细胞呼吸与ATP的叙述，正确的是（）A.细胞的有氧呼吸和无氧呼吸是ATP的全部来源B.稻田要定期排水，否则水稻幼根会因缺氧产生乳酸而腐烂C.探究酵母菌的细胞呼吸方式通常用重铬酸钾检测有无CO2的产生D.ATP是细菌、真菌、植物和动物细胞内生命活动的直接能源物质,【解析】选D。细胞呼吸是ATP的主要来源，但不是全部来源，光合作用的光反应也产生ATP；水稻无氧呼吸的产物是C2H5OH和CO2；重铬酸钾用于检测酒精，不能用于检测CO2的产生；ATP是各种生物都可利用的直接能源物质。,5.如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于(),A.线粒体、线粒体和细胞质基质B.线粒体、细胞质基质和线粒体C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体【解析】选C。由图分析可知酶1、酶2和酶3依次分别存在于细胞质基质、线粒体和细胞质基质。,6.如甲图为不完整的呼吸作用示意图，乙图为线粒体结构模式图。请据图回答：,(1)甲图中X代表的物质是_，E代表的物质可能是_。(2)甲图中有氧呼吸的途径是_，其中产生能量最多的是_阶段(填字母)。(3)甲图中C、D阶段发生的场所依次对应于乙图中的_(填序号)。(4)A阶段与E物质产生阶段的反应属于_，写出有关的反应式:_。(5)叶绿体中产生的氧气进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有_层，通过这些膜的方式是_。,【解析】由图分析可知乙图中的是线粒体内膜，是线粒体基质，是线粒体外膜；甲图中的A、C、D分别代表了细胞呼吸第一阶段反应、有氧呼吸第二阶段反应(在线粒体基质中进行)、有氧呼吸第三阶段反应(在线粒体内膜上进行)。有氧呼吸第三阶段释放的能量最多。图中的X应为丙酮酸，E为酒精和二氧化碳。叶绿体中产生的氧气通过自由扩散方式进入到相邻细胞中被利用的过程中，氧气分子通过的生物膜共有6层(两层叶绿体膜，两层细胞膜和两层线粒体膜)。,答案：(1)丙酮酸酒精和二氧化碳(2)A、C、DD(3)、(4)无氧呼吸C6H12O62