浙科版高中生物必修1第三章细胞的代谢第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量课件

必修1·分子与细胞浙科版高中生物1.呼吸:人体从周围环境中吸入空气,利用其中的氧气,呼出二氧化碳的气体交换过程。2.细胞呼吸:在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物,并且释放出能

量的过程。第四节

细胞呼吸为细胞生活提供能量必备知识清单破知识点1呼吸与细胞呼吸1.探究酵母菌的呼吸方式(1)实验原理:酵母菌在有氧环境与无氧环境中都能生活。不同的氧环境中,酵母菌的呼吸方

式是不同的,呼吸的产物不同,产生的能量也有差异。(2)实验试剂①检测CO2a.澄清的石灰水:CO2可使澄清的石灰水变浑浊。b.溴麝香草酚蓝溶液:一种酸碱指示剂,碱性溶液中呈蓝色,酸性溶液中呈黄色。溶液中溶有

CO2时,其颜色由蓝色变成绿色再变成黄色。②检测酒精:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色。知识点2细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解2.需氧呼吸(1)过程

第一阶段(糖酵解)第二阶段第三阶段场所细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜物质变化1葡萄糖

2丙酮酸+4[H]2丙酮酸+6H2O

6CO2+20[H]24[H]+6O2

12H2O产生ATP量少量少量大量(2)总反应式(3)呼吸速率单位数量的活体组织在单位时间内消耗的氧气量或释放的二氧化碳量。3.厌氧呼吸(1)场所:细胞溶胶。(2)过程(3)注意:人体肌肉细胞进行厌氧呼吸产生的乳酸可被运至肝脏再生成葡萄糖。肌肉细胞进

行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。特别提醒

人和动物骨骼肌的肌细胞、马铃薯块茎细胞、玉米的胚、甜菜块根细胞、乳酸

菌等能进行产乳酸的厌氧呼吸;绝大多数植物细胞、酵母菌等能进行产乙醇和二氧化碳的厌

氧呼吸。1.分解代谢和合成代谢都与细胞呼吸有着密切的关系。2.细胞分解代谢主要利用糖类作为呼吸过程中能量的来源,人和动物的细胞也可利用脂肪和

蛋白质作为能源。3.细胞合成代谢的产物是细胞生活、生长和修复损伤所需要的物质。细胞呼吸一方面为这

些合成反应提供能量(ATP),另一方面为合成反应提供碳骨架。细胞内有机物的生物合成也

以细胞呼吸为中心。知识点3细胞呼吸是细胞代谢的核心1.酵母菌在进行厌氧呼吸时,1分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量不等,这种说法正确吗?2.从需氧呼吸三个阶段的反应过程可以看出,需氧呼吸中真正需氧的是第三阶段,这种说法正确吗?3.细胞呼吸第一阶段都在细胞溶胶中进行,第二、三阶段都在线粒体中进行,这种说法正确吗?4.当人体细胞的呼吸底物为脂肪时,与同质量的糖相比,会消耗更少的氧气,释放更多的能量,

这种说法正确吗?知识辨析提示提示提示提示正确。1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸的过程中,会释放出少量的能量,1分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量不相等。正确。需氧呼吸第三阶段O2与[H]结合形成水。不正确。细胞呼吸包括需氧呼吸和厌氧呼吸,厌氧呼吸两个阶段均在细胞溶胶中进行。不正确。当人体细胞的呼吸底物为脂肪时,与同质量的糖相比,脂肪的碳和氢的比例更高,

会消耗更多的氧气,释放更多的能量。1.需氧呼吸中氧元素的转移途径由反应式可知,生成物H2O中的氧元素全部来自O2,CO2中的氧元素来自C6H12O6和H2O。定点1细胞呼吸过程关键能力定点破2.细胞呼吸中的能量转化(1)需氧呼吸(2)厌氧呼吸3.需氧呼吸与厌氧呼吸的比较

需氧呼吸厌氧呼吸场所细胞溶胶和线粒体细胞溶胶条件O2、酶酶产物CO2、H2O乙醇和CO2或乳酸能量大量(三个阶段均有能量产生)少量(只有第一阶段产生能量)特点有机物彻底分解,能量完全释放有机物不完全分解,大部分能量储存在乙醇或乳酸中联系第一阶段完全相同实质分解有机物,释放能量,合成ATP意义细胞呼吸是细胞代谢的核心4.有关细胞呼吸过程的几个易错点(1)真核生物细胞并非都能进行需氧呼吸,如蛔虫成虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进

行厌氧呼吸。(2)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行需氧呼吸,如蓝细菌等,因为其细胞中含有与

需氧呼吸有关的酶。(3)相比需氧呼吸,厌氧呼吸对葡萄糖有着更快的利用速率。(4)厌氧呼吸并不只在无氧条件下发生,在低氧环境下也可以发生。(5)人和某些动物骨骼肌细胞进行厌氧呼吸产生的乳酸能够运至肝脏再生成葡萄糖,但乳酸

转变为葡萄糖需要消耗能量。(6)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是根细胞厌氧呼吸产生的乙醇对细胞有毒害作用;玉

米种子烂胚的原因是胚进行厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。典例某同学绘制了人体细胞呼吸代谢的过程,下列叙述正确的是

(

)A.二氧化碳可以在线粒体或细胞溶胶中产生B.葡萄糖中大部分能量经过程①③变为热能C.过程③M物质被乳酸脱氢酶还原为乳酸D.玉米的胚可发生图中的过程①③D解析

分析题图可知,M为丙酮酸。人体细胞需氧呼吸第二阶段产生二氧化碳,仅发生在线

粒体中,A错误;葡萄糖中大部分能量经过程①③储存在乳酸中,只释放出少量的能量,B错误;

过程③为乳酸发酵的第二阶段,丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被[H]还原为乳酸,C错误;玉米

的胚进行厌氧呼吸产生乳酸,可发生图中的过程①③,D正确。1.利用物质变化探究细胞呼吸方式(以葡萄糖为呼吸底物)

定点2探究细胞呼吸的方式2.利用实验装置探究某生物的细胞呼吸方式(以活的发芽种子为例,以葡萄糖为呼吸底物)(1)原理装置一:NaOH溶液吸收细胞呼吸释放的CO2,着色液滴移动的距离为需氧呼吸消耗的O2量。装置二:着色液滴移动的距离为细胞呼吸释放的CO2量与消耗O2量的差值。(2)实验结果预测和结论①若装置一的着色液滴和装置二的着色液滴均不动,则只进行产生乳酸的厌氧呼吸。②若装置一的着色液滴不动,装置二的着色液滴右移,则只进行产生乙醇的厌氧呼吸。③若装置一的着色液滴左移,装置二的着色液滴右移,则同时进行需氧呼吸和产生乙醇的厌

氧呼吸。④若装置一的着色液滴左移,装置二的着色液滴不动,则只进行需氧呼吸或同时进行需氧呼

吸和产生乳酸的厌氧呼吸。(3)物理误差的校正:为了使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照装置。对

照装置与装置二相比,不同点是用等量死的发芽种子代替活的发芽种子,其余均相同。(4)实验拓展①装置一中,根据着色液滴在单位时间内的移动距离可测定细胞需氧呼吸速率。②呼吸底物与着色液滴移动的关系糖类、脂肪可以是细胞呼吸的底物,与糖类相比,脂肪含氢量高、含氧量低,等质量的脂肪氧化分解时比糖类耗氧量高,而产生CO2量少,因此需氧呼吸底物为脂肪时,产生的CO2量小于消耗的O2量。只进行需氧呼吸时,装置一中的着色液滴左移更明显,装置二中的着色液滴左移。典例如图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的装置,下列叙述正确的是

(

)

A.将种子浸透的作用是增加种子细胞中结合水的含量,从而增强种子的代谢作用B.实验开始时,红色小液滴位于0点,在其他条件适宜的情况下,一段时间后,红色小液滴将向

右移动C.小液滴停止移动后,种子的呼吸方式是需氧呼吸D.为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起,需另设放置煮熟种子的对照实验装置D思路点拨

广口瓶中的KOH溶液可以吸收呼吸作用释放的二氧化碳,故液滴是否移动取决

于是否消耗氧气。解析

将种子浸透的作用是增加种子细胞中游离的水的含量,从而增强种子的代谢作用,提

高其呼吸作用强度,A错误;实验开始时,红色小液滴位于0点,在其他条件适宜的情况下,一段

时间后,由于种子呼吸会消耗氧气,故红色小液滴将向左移动,B错误;小液滴停止移动,说明种

子不再消耗氧气,种子的呼吸方式是厌氧呼吸,C错误;为确保红色小液滴的移动仅由种子的

生理活动引起,需另设放置煮熟种子的对照实验装置,观察小液滴是否移动,D正确。1.温度、CO2浓度及含水量对呼吸速率的影响定点3影响细胞呼吸的环境因素因素原因曲线应用温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率

a.在零上低温下储藏蔬菜、水果;b.温室中栽培蔬菜时,夜间适当降低温度,可减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量CO2浓度CO2是细胞呼吸的产物,随着CO2浓度的增大,CO2对细胞呼吸的抑制作用增强

粮食、水果储藏时,适当增大CO2浓度可以抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗因素原因曲线应用含水量水既是反应物,又是生成物;在一定范围内,细胞呼吸随细胞含水量的增加而加快,超过一定范围,细胞呼吸会受到抑制—a.种子浸泡,有利于萌发;b.种子晒干,有利于储藏2.氧浓度对呼吸速率的影响(以葡萄糖为呼吸底物)(1)分析图甲①氧气作为需氧呼吸的原料,可同时影响需氧呼吸和厌氧呼吸的速率。②图甲中O2浓度为0时细胞只进行厌氧呼吸,随O2浓度升高,需氧呼吸逐渐增强,厌氧呼吸逐渐减弱。③当O2浓度为0~10%时,细胞既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸;O2浓度大于10%时,细胞只进

行需氧呼吸。(2)分析图乙①需氧呼吸O2吸收量等于CO2释放量。②图中R点为两种呼吸CO2释放总量的最低点,此时细胞呼吸消耗的有机物最少,最适合储存

种子或果实。③若AB段长度=BC段长度,说明此时需氧呼吸与厌氧呼吸的CO2释放量相等,则此时需氧呼

吸消耗的葡萄糖量应为厌氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。典例秋季水果丰收,果农将水果储藏于冷库中,储藏时间可以达到5个月。某研究小组探究

一定温度条件下,氧气浓度变化对绿葡萄细胞呼吸的影响,结果如图所示。据图分析正确的

是

(

)A.C点时,细胞只进行需氧呼吸,释放的能量大部分储存在ATP中B.B点时细胞呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质和细胞溶胶C.储藏绿葡萄时,宜选择R点对应的氧气浓度,使储藏时间更长D.C点以后限制氧气吸收量的外部因素可能是温度、酶等C解析C点时,O2吸收量=CO2释放量,细胞只进行需氧呼吸,但需氧呼吸释放的能量大部分以

热能形式散失,只有少部分储存在ATP中,A错误;B点O2吸收量=CO2释放量,故细胞只进行需

氧呼吸,需氧呼吸过程只在线粒体基质中产生CO2,B错误;R点对应的氧气浓度下,细胞CO2释

放量最少,消耗的有机物最少,因此R点对应的氧气浓度可使绿葡萄储存的时间更长,C正确;

酶属于限制需氧呼吸的内部因素,D错误。定点4细胞呼吸的应用举例与原因分析应用举例原因分析去除作物变黄的叶片减少有机物的消耗以提高作物产量无土栽培通入空气,农耕松土增加氧气的含量,加强根部的需氧呼吸,保证能量供应,促进矿质元素的吸收零上低温、低氧、适宜湿度用于蔬果保鲜降低氧气浓度能抑制细胞呼吸,减少有机物消耗;低温使呼吸酶活性下降,有机物消耗减少在大棚蔬菜的栽培过程中,夜间适当降温低温可抑