高考生物第五章细胞的能量通货──ATPATP的主要来源──细胞呼吸必修全国公开课一等奖百校联赛示范课

第2、3节细胞能量“通货”——ATPATP主要起源——细胞呼吸第1页关键点探究栏目导航课前导学试验平台走近高考第2页基础梳理一、细胞能量“通货”——ATP1.ATP结构第3页2.生成ATP路径3.ATP与ADP相互转化:ATPADP+Pi+能量4.ATP功效:ATP是细胞生命活动直接能源物质。第4页【思维激活1】新陈代谢旺盛细胞中,ATP含量相对高吗?为何?提醒:细胞内ATP含量极少,且相对稳定,新陈代谢旺盛细胞中仅是ATP与ADP相互转化快速,但ATP含量不会升高。二、细胞呼吸方式第5页第6页【思维激活2】全部活生物都时刻进行细胞呼吸吗?请举例说明。提醒:只要是活细胞都要进行细胞呼吸,没有细胞结构病毒不进行细胞呼吸。知识导图第7页要点探究探究点一直接能源物质——ATP问题引领:细胞中ATP含量极少,而细胞代谢消耗ATP量很大,细胞怎样处理这个矛盾?1.结构及各组成部分含义第8页2.ATP再生和利用3.ATP产生速率与O2供给量之间关系第9页(1)A点表示在无氧条件下,细胞可进行无氧呼吸分解有机物,产生少许ATP。(2)AB段表示随O2供给量增多,有氧呼吸显著加强,经过有氧呼吸分解有机物释放能量增多,ATP产生速率随之增加。(3)BC段表示O2供给量超出一定范围后,ATP产生速率不再加紧,此时限制原因可能是酶、ADP、磷酸等。(1)ATP在细胞内含量极少且相对稳定,其根源在于ATP与ADP之间高效、快速转化。(2)从反应条件、反应场所、能量起源等方面分析,“ATPADP+Pi+能量”不是可逆反应。【例1】(泗县质检)以下相关ATP叙述,不正确是(

)A.人体内成熟红细胞中没有线粒体,不能产生ATPB.ATP中能量能够起源于光能、化学能,也能够转化为光能和化学能C.在有氧与缺氧条件下,细胞质基质都能形成ATPD.ATP中“A”与组成DNA、RNA中碱基“A”表示不一样物质第10页思维导引:解析:人体内成熟红细胞经过无氧呼吸产生ATP,该生理过程发生场所为细胞质基质,A项错误;光合作用过程中,光能可转化为ATP中能量,呼吸作用过程中有机物中化学能可转化为ATP中能量,ATP中能量也能够转化为光能和化学能,如萤火虫发光、吸能反应形成化学键中能量等,B项正确;有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段都产生ATP,场所是细胞质基质,C项正确;ATP中“A”表示腺苷,而碱基“A”表示腺嘌呤,D项正确。答案:A。第11页探究点二细胞呼吸过程分析问题引领:(1)有氧呼吸过程中,[H]起源于哪些物质,产生于哪几个阶段?(2)哺乳动物红细胞中携带着大量氧气,该细胞进行有氧呼吸吗?1.有氧呼吸图解第12页熟记有氧呼吸场所及过程,了解有氧呼吸中原子转移路径:2.无氧呼吸过程不一样生物无氧呼吸产物不一样,根本原因是遗传物质不一样,直接原因是生物体内所含酶不一样。熟记几个生物无氧呼吸类型。3.有氧呼吸与无氧呼吸比较第13页有氧呼吸无氧呼吸不一样点场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件需O2不需O2产物CO2、H2O酒精和CO2或乳酸能量大量(彻底分解)少许(不彻底分解)相同点联络第一阶段相同实质分解有机物,释放能量合成ATP意义为生物体各项生命活动提供能量

(1)有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成一定不是乳酸发酵。(2)原核生物无线粒体,仍可进行有氧呼吸,如蓝藻、硝化细菌等。第14页(3)无氧呼吸只释放少许能量,其余能量储存在不彻底氧化产物——酒精或乳酸中。(4)水稻等植物长久水淹后烂根原因:无氧呼吸产物酒精对细胞有毒害作用。【例2】(年海南高考)细胞内糖分解代谢过程以下列图,以下叙述错误是(

)A.植物细胞能进行过程①和③或过程①和④B.真核细胞细胞质基质中能进行过程①和②C.动物细胞内,过程②比过程①释放能量多D.乳酸菌细胞内,过程①产生[H],过程③消耗[H]第15页思维导引:1.依据图中物质判断该图示各标号表示是哪种生理过程?

2.说出有氧呼吸和无氧呼吸详细过程和场所。

3.产生乙醇和乳酸常见生物有哪些?解析:本题考查呼吸作用原理。据图可知,①为细胞呼吸第一阶段,②为有氧呼吸第二、三阶段,③、④为无氧呼吸第二阶段。大多数植物组织无氧呼吸产物为酒精和CO2(①、④),少数植物组织(如玉米胚等)无氧呼吸产物为乳酸(①、③),故A项正确。真核细胞有氧呼吸场所为细胞质基质(①)和线粒体(②),故B错误。有氧呼吸过程中大部分能量在第三阶段释放,故过程②比过程①释放能量多,C正确。乳酸菌无氧呼吸第二阶段是用[H]还原丙酮酸,生成乳酸。答案:B。第16页规律方法据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸情况气体改变特点判断方法无CO2释放

细胞只进行产生乳酸无氧呼吸,此种情况下,容器内气体体积不发生改变不消耗O2,但产生CO2细胞只进行产生酒精无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积可增大CO2释放量等于O2消耗量细胞只进行有氧呼吸。此种情况下,容器内气体体积不改变,但若将CO2吸收,可引发气体体积减小CO2释放量大于O2消耗量V(CO2)/V(O2)=4/3有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖速率相等V(CO2)/V(O2)>4/3无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸V(CO2)/V(O2)<4/3有氧呼吸消耗葡萄糖速率大于无氧呼吸第17页【迁移应用】(南充高中月考)有一瓶混有酵母菌葡萄糖培养液,当通入不一样浓度氧气时,其产生C2H5OH和CO2量以下表所表示。经过对表中数据分析可得出结论是(

D

)氧浓度(%)abcd产生CO2量9mol12.5mol15mol30mol产生酒精量9mol6.5mol6mol0molA.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率C.c浓度时有50%葡萄糖用于酵母菌酒精发酵D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸,未进行无氧呼吸解析:假如无C2H5OH产生,则说明酵母菌只进行有氧呼吸,如氧浓度为d时。假如产生CO2量和C2H5OH量相等,则说明酵母菌只进行无氧呼吸,如在氧浓度为a时。假如产生CO2量大于C2H5OH量,说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,如氧浓度为b和c时。氧浓度为b时,经过无氧呼吸产生CO2为6.5mol,剩下6mol是有氧呼吸产生。氧浓度为c时,无氧呼吸消耗葡萄糖为3mol,有氧呼吸消耗葡萄糖为1.5mol。第18页探究点三影响细胞呼吸主要原因及实践应用问题引领:(1)贮存蔬菜和水果时,温度越低越好吗?(2)为何中耕松土能够促进作物生长?1.内部原因——遗传原因(决定酶种类和数量)(1)不一样种类植物细胞呼吸速率不一样,如阴生植物小于阳生植物。(2)同一植物在不一样生长发育时期细胞呼吸速率不一样,如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高,成熟期细胞呼吸速率较低。(3)同一植物不一样器官细胞呼吸速率不一样,如生殖器官大于营养器官。2.环境原因(1)呼吸速率与温度关系(如图)第19页①最适温度时,细胞呼吸最强,超出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。②生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果,在大棚蔬菜栽培过程中,夜间适当降低温度,降低细胞呼吸,降低有机物消耗,提升产量。(2)呼吸速率与O2浓度关系(如图)①O2浓度低时,无氧呼吸占优势;随O2浓度增大,无氧呼吸逐步被抑制,有氧呼吸不停加强;但当O2浓度到达一定值后,随O2浓度增大,有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等原因限制)。②生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、降低有机物消耗原理来延长蔬菜、水果保鲜时间,中耕松土增加根有氧呼吸;在医疗上选取透气消毒纱布或松软“创可贴”包扎伤口,可抑制厌氧病原菌(如破伤风杆菌)繁殖。第20页(3)呼吸速率与含水量关系①在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量增加而加紧,随含水量降低而减慢。②在作物种子储备时,将种子风干,以减弱细胞呼吸,降低有机物消耗。【例3】(广雅中学测试)以下甲、乙两图都表示某植物非绿色器官CO2释放量和O2吸收量改变。以下相关叙述不正确是(

)A.甲图中氧浓度为a时情况对应是乙图中A点B.甲图中氧浓度为b时情况对应是乙图中D点C.甲图a、b、c、d四种浓度中c是最适合贮藏D.甲图中氧浓度为d时没有酒精产生第21页思维导引:解析:甲图中氧浓度为a时,细胞只释放CO2不吸收O2,说明细胞只进行无氧呼吸,对应乙图中A点,A正确;甲图中氧浓度为b时,CO2释放量远远大于O2吸收量,说明细胞既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,且无氧呼吸强度大,应在乙图中AC段之间,B错误;贮藏植物器官应选择CO2产生量最少即细胞呼吸最弱时(甲图中c),C正确;氧浓度为d时,CO2释放量与O2吸收量相等,细胞只进行有氧呼吸,所以没有酒精产生,D正确。答案:B。第22页试验:探究酵母菌细胞呼吸方式试验基础1.试验原理(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量CO2,在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。(2)判定试剂试剂判定对象试验现象澄清石灰水CO2变浑浊(据变浑浊程度可确定CO2多少)溴麝香草酚蓝水溶液CO2蓝→绿→黄(据变色时间快慢确定CO2多少)重铬酸钾溶液酒精橙色→灰绿色(酸性条件)第23页2.试验过程(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+葡萄糖溶液)(2)设计对比试验①空气先经过NaOH溶液目标是去除CO2。②B瓶应先封口放置一段时间,再连通盛澄清石灰水锥形瓶,这么做目标是耗尽氧气。(3)检测产物①检测CO2产生,装置如图所表示。②检测酒精产生:从A、B中各取2mL滤液分别注入编号为1、2两支试管中→分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中颜色改变。第24页(4)试验现象①两装置中石灰水都变浑浊,但有氧试验组中浑浊程度高且速度快。②2号试管中溶液由橙色变成灰绿色,1号试管不变色。(5)试验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌经过细胞呼吸产生二氧化碳;在无氧条件下,酵母菌经过细胞呼吸产生酒精和二氧化碳。方法透析1.该试验是对比试验。这类试验普通设置两个或两个以上试验组,经过对结果比较分析,来探究各种原因与试验对象关系。对比试验不设对照组,均为试验组,是对照试验一个特殊形式,即相当于“相互对照试验”。2.细胞呼吸类型装置图分析第25页装置甲中NaOH溶液作用是吸收掉呼吸所产生CO2,红色液滴移动距离代表酵母菌细胞呼吸吸收O2量。装置乙中红色液滴移动距离代表酵母菌细胞呼吸吸收O2量与产生CO2量差值。其试验结果与结论总结以下:现象结论甲装置乙装置液滴左移液滴不动只进行有氧呼吸液滴不动液滴右移只进行无氧呼吸液滴左移液滴右移既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸第26页命题设计(江北高中月考)如图所表示是检测气压改变密闭装置。反应瓶和中心小杯中放置相关试验材料和试剂,关闭活栓后,U形管右管液面高度改变反应瓶中气体体积改变。试验开始时将右管液面高度调至参考点,试验中定时统计右管液面高度相对于参考点改变(忽略其它原因引发容积改变)。第27页课题小组同学利用该装置探究某种异养型微生物细胞呼吸方式。(1)取甲、乙两套该密闭装置设计试验,请补充下表相关内容:装置反应瓶中加入材料小杯内加入材料测定项目甲一定浓度葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1mL①

细胞呼吸O2消耗量乙②

等量蒸馏水③

(2)将甲、乙装置均置于28℃恒温条件下进行试验(试验过程中微生物保持活性),60min后读数。请补充下表相关内容:预期试验结果微生物细胞呼吸方式甲乙上升不变①

不变下降②

上升下降③

④

⑤

只进行产生乳酸无氧呼吸第28页解析:(1)依据甲中所放材料和试剂能够判断,反应瓶中细胞呼吸释放CO2被NaOH(KOH)溶液吸收,同时可能消耗O2,所以液面高度改变含义是细胞呼吸时氧气消耗量。依据乙中液面高度改变含义,能够判断反应瓶中所加材料应与甲相同,中心小杯内放是清水,这么就能够检测释放CO2和吸收O2差值。(2)若只产生CO2,不消耗O2,则只进行无氧呼吸;若产生CO2物质量比吸收O2物质量多,则两种呼吸同时存在;若产生CO2物质量与吸收O2物质量相等,则只进行有氧呼吸。答案:(1)①适量(一定浓度)NaOH(KOH)溶液②(一定浓度)葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1mL③细胞呼吸时CO2释放量和O2消耗量差值(2)①只进行有氧呼吸(或进行有氧呼吸和产生乳酸无氧呼吸)

②只进行产生酒精和CO2无氧呼吸③同时进行有氧呼吸和产生酒精和CO2无氧呼吸④不变⑤不变第29页1.(年海南高考)关于细胞呼吸叙述,正确是(

B

)A.种子风干脱水后呼吸强度增强B.土壤淹水可造成根系发生无氧呼吸C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐步减弱解析:本题考查细胞呼吸相关知识。种子风干过程中自由水含量降低,细胞代谢减弱,呼吸强度降低,A项错。土壤淹水使根系处于无氧环境,进行无氧呼吸,B项正确。破伤风杆菌为厌氧菌,在无氧条件下大量繁殖,如皮肤