高三生物一轮复习课件第8讲(2)细胞呼吸的原理和应用

第8讲细胞呼吸的原理和应用第二单元细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖内容要求——明考向近年考情——知规律(1)说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量；(2)探究酵母菌细胞呼吸的方式(活动)。2021·全国甲卷(2)2020·全国卷Ⅲ(29)、2019·全国卷Ⅱ(2)、2019·全国卷Ⅲ(4)、2022·全国甲卷(4)、2022·全国乙卷(2)、2与旧教材对比增：①细胞呼吸的实质；②葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色反应，应将酵母菌培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖；③无氧呼吸的概念；④储存水果、粮食的条件。核心提要素养体现__________________________________________________________生命观念：细胞呼吸过程中物质与能量的变化，体现物质与能量观。科学思维：归纳比较有氧呼吸和无氧呼吸的区别。科学探究：探究酵母菌细胞呼吸的方式。社会责任：利用细胞呼吸原理解决人的生活健康和社会实践问题。1.细胞呼吸与呼吸的区别？2.细胞呼吸的概念、实质、和意义3.写出有氧呼吸的过程化学反应式（3个）及反应场所有氧呼吸总反应式及反应场所4.写出无氧呼吸的过程反应式（3个）及反应场所

无氧呼吸总反应式及反应场所5.比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同认真阅读教材，完成一轮复习复习资料知识自主梳理部分，深入思考并小组讨论以下问题：知识点二

细胞呼吸的概念、实质和意义氧化分解有机物，释放能量

肺通气（呼吸的现象）气体运输

细胞呼吸（呼吸的本质）呼吸：是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程。细胞内+糖类+水能量O2O2呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2+CO2【注意】呼吸（O2和CO2交换的过程）≠呼吸作用1.呼吸和呼吸作用2.细胞呼吸概念是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。也称呼吸作用。3.细胞呼吸实质细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，有机物氧化分解分解产物能量发生场所：___________________分解底物：___________________呼吸产物：___________________反应类型：___________________能量变化：活细胞内生物体内有机物例，糖类、脂质、蛋白质等CO2、H2O等其他产物氧化分解有机物中的化学能释放能量（生成ATP+热能）4.细胞呼吸分类5.细胞呼吸意义细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸根据是否需要氧气为生物体生命活动提供能量，还是生物体代谢的枢纽能源物质氧化分解CO2+H2O乳酸、酒精等释放热能（散失）可转移的化学能PiADPATP能量利用各项生命活动1、为生物体的生命活动提供能量。5.细胞呼吸意义生物体内的糖类，脂质，蛋白质等有机物都富含能量，但这些能量不能直接供各种生命活动利用，需要通过呼吸作用分解有机物，释放能量，转化到能量通货“ATP”中，由ATP直接推动各种生命活动的进行，如细胞分裂，矿质元素的吸收，有机物之间的转化等。

是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽。糖类葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三阶段脂肪甘油+脂肪酸蛋白质氨基酸有机酸脱氨基作用NH3β氧化细胞呼吸5.细胞呼吸意义细胞呼吸的过程中会产生各种各样的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。知识点三

有氧呼吸

对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。细胞质基质和线粒体主要在线粒体中有氧呼吸的场所并非只是线粒体：原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质基质中和细胞膜上进行。无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸，如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。1.有氧呼吸场所真核生物都能进行有氧呼吸？有氧呼吸必须需要线粒体？线粒体外膜内膜嵴基质线粒体外膜内膜基质含有与有氧呼吸相关的酶向内折叠形成嵴，增大内膜表面积也含有与有氧呼吸相关的酶一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。C6H12O6(葡萄糖)2C3H4O3丙酮酸酶4[H]能量热能散失少量ATP热能散失少量ATP6CO2能量

6H2O

酶

20[H]热能散失大量ATP12H2O

6O2酶能量细胞质基质线粒体2.有氧呼吸过程

第一阶段C6H12O62丙酮酸C3H4O3酶4[H]ATP热能能量线粒体场所：细胞质基质①C6H12O6酶+4[H]+能量2C3H4O3（少量）2.有氧呼吸过程小分子NAD+是电子和H+的载体NAD+NADHNAD+这里的[H]是一种十分简化的表示方式。这一过程实际上是氧化型辅酶I（NAD+）转化成还原型辅酶（NADH）①场所：②物质变化与能量变化细胞质基质葡萄糖2丙酮酸+4[H]+少量能量酶能量热能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→有机物中稳定化学能→→热能丙酮酸、[H]和ATP中活跃化学能

第一阶段

第二阶段线粒体6CO220[H]②酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3+6H2O（少量）2丙酮酸酶6H2OATP热能能量C3H4O3场所：线粒体基质2.有氧呼吸过程①场所：②物质变化与能量变化线粒体基质丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量能量酶有机物中稳定化学能→→热能[H]和ATP中活跃化学能能量热能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→

第二阶段线粒体膜上没有葡萄糖载体；线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？葡萄糖线粒体无反应丙酮酸+CO2＋H２O＋能量+线粒体

第三阶段线粒体6CO220[H]②C6H12O62丙酮酸酶4[H]①酶6H2OATP热能能量ATP热能能量C3H4O3酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）12H2O6O2酶③ATP热能大量能量场所：线粒体内膜2.有氧呼吸过程第三阶段：①场所：②物质变化与能量变化线粒体内膜[H]+O2H2O+大量能量酶[H]中活跃化学能→→热能ATP中活跃化学能能量热能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→好氧细菌第一和二阶段在细胞质基质中第三阶段在细胞膜上细胞膜行使线粒体内膜的功能。葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）

场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+能量（少量）

场所：线粒体基质②2丙酮酸[H]的氧化酶12H2O+能量（大量）

场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O各阶段分子式及总式2.有氧呼吸过程C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶

热量ATP总：1.反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。2.反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。3.反应式中间不能用等号，要用箭头。4.反应条件“酶”不能省去,且三个阶段“酶”不同，酶具有专一性。5.不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。注意绝大多数以热能形式散失3.有氧呼吸总反应①有氧呼吸中氧元素的来源和去路：C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶3.有氧呼吸总反应②有氧呼吸中碳元素的来源和去路：C6H12O62C3H4O36CO

2③有氧呼吸中氢元素的来源和去路：C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O20[H]12H2O④有氧呼吸过程中[H]的来源和去路:[H]=NADH(还原型辅酶I)A.[H]的来源:有氧呼吸的第

阶段B.[H]的去路：在第

阶段中与

结合形成水一、第二三氧气C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶3.有氧呼吸总反应⑤有氧呼吸过程中ATP的来源和去路:A.ATP的来源:有氧呼吸的第

阶段，其中第

阶段产生最多B.ATP的去路：

一、二、三三用于各项生命活动在细胞内，1mol的葡萄糖彻底氧化分解可以释放出约为2870kJ的能量，可使左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少？这些能量大约能使多少ADP转化为ATP?思考·讨论：有氧呼吸的能量利用特点34﹪，32。1mol葡萄糖释放2870kJ的能量977.28kJ储存在ATP中大部分以热能形式散失稳定化学能活跃化学能有机物中稳定的化学能转变为热能、ATP中活跃的化学能4.有氧呼吸能量变化有氧呼吸：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，生成大量ATP的过程。5.有氧呼吸概念注意：最常利用的是

，还可以利用脂肪和蛋白质等。葡萄糖特点：①有氧呼吸过程温和。②有氧呼吸进行时有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放。③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中。对生物体的意义有利于维持细胞的相对稳定。保证有机物中的能量得到充分的利用。与有机物在生物体外的燃烧相比(1)产生CO2的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(2)产生H2O的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(3)氧气参与的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(4)产生ATP的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(5)产生ATP最多的阶段＿＿＿＿＿＿(6)产生[H]的阶段＿＿＿＿＿＿＿＿(7)消耗[H]的阶段___＿＿＿＿_____第二阶段第三阶段第三阶段三个阶段第三阶段第一、二阶段第三阶段练习：请思考:尝试运用所学知识，解释以下现象：现象1：长久较封闭放置的苹果，有时会有酒香味。现象2：洪灾容易导致农田被淹，引发农作物死亡。现象3：剧烈运动后，容易产生肌肉酸痛的现象。知识点四

无氧呼吸1.无氧呼吸概念在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，产生CO2和酒精或乳酸，释放少量能量，生成少量ATP的过程。（化学能未被完全释放，产物中存在能量）2.无氧呼吸场所细胞质基质（唯一场所）场所：物质变化：产能情况：细胞质基质C6H12O6酶+

4[H]+少量能量

2C3H4O3

（丙酮酸）（还原氢）少量能量第一阶段第二阶段【与有氧呼吸第一阶段完全一样】场所：物质变化：产能情况：细胞质基质2C3H6O3(酸)+4[H]2C3H4O3

2CO2+2C2H5OH(酒精)酶1酶2不产能3.无氧呼吸过程C6H12O6

2C2H5OH+

2CO2+能量（少量）酶①

酒精发酵实例：酵母菌、大多数高等植物实例：①人和动物细胞

③乳酸菌、

②某些植物的特殊器官马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚②乳酸发酵C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）酶4.无氧呼吸总反应思考：两种无氧呼吸产物不同的直接原因和根本是什么？直接原因：根本原因：无氧呼吸第二阶段参与的酶不同同种生物是基因选择性表达；异同生物是控制酶合成的基因不同4.无氧呼吸总反应资料：1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65kJ的能量，其中只有的能量储存在ATP中，近69%的能量都以热能的形式散失了。ATP热量≈31%≈6.85%有机物5.无氧呼吸能量去向葡萄糖无氧呼吸都只在

释放少量的能量，其中一部分储存在

，一部分以热能形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在

中。第一阶段ATP酒精或乳酸1mol的葡萄糖未释放的能量储存于乳酸/酒精中储存于ATP中能量变化大部分少部分196.65KJ61.08KJ135.57KJ以热能形式散失合成了_______molATP2有机物中的化学能→乳酸或酒精中的化学能、ATP中活跃的化学能和热能①缺氧条件。②有机物氧化分解不彻底。③释放少量能量，只在第一阶段释放能量。与有氧呼吸相比6.无氧呼吸特点常见的主要进行无氧呼吸的生物或细胞①只进行无氧呼吸乳酸菌破伤风杆菌哺乳动物成熟红细胞蛔虫②主要进行无氧呼吸种子萌发初期癌细胞【思维拓展】（2）无氧呼吸第二阶段有能量释放吗？没有（3）产生乳酸的同时有CO2产生吗？没有全部人体产生的CO2全部来自线粒体吗？（4）为什么无氧呼吸分解葡萄糖释放的能量少？（1）无氧呼吸是否涉及H2O的产生和消耗？

因为无氧呼吸的产物酒精或乳酸中仍含有大量能量未释放出来无无氧呼吸的意义

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。教材拾遗核心探讨1.在通风条件不好的环境中储藏的苹果会有酒味散发，而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生，为什么会产生这种差异？请分析其中的原因。提示苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2，马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。2.剧烈运动