2019_2020学年高中生物第三章第四节细胞呼吸课件浙科版必修1.pptx

1、第四节细胞呼吸,一、细胞呼吸 1.概念: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。 2.类型:根据过程中是否有氧参与,分为需氧呼吸和厌氧呼吸。 需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。 3.细胞呼吸在常温下进行,所产生的能量中有相当一部分贮存在ATP中,其余的则转变成热能。,二、需氧呼吸 1.概念 需氧呼吸是指细胞在有氧条件下,将葡萄糖等氧化分解,产生 二氧化碳和水,释放能量并生成许多ATP的过程。 2.反应式 3.反应过程 第一阶段:1个葡萄糖分子在细胞溶胶中分解为2个丙酮酸分子和少量还原氢,并释放少量能量,形成少量ATP。 第二阶段:有氧条件下,2个丙酮酸分子进入

2、线粒体内,在线粒体基质中,存在着与此阶段有关的酶,也有少量有关的酶在嵴上。此阶段中,在水的参与下,丙酮酸被分解为6个二氧化碳分子和大量还原氢,释放少量能量,形成少量ATP。 第三阶段:前两个阶段产生的还原氢在线粒体内膜上与氧气结合生成水,并释放大量能量,产生大量ATP。,自主思考 真核生物进行需氧呼吸的主要场所是线粒体,某些原核生物也能进行需氧呼吸,却没有线粒体,那么他们进行需氧呼吸的场所在哪里? 提示细胞溶胶和细胞膜上。在细胞溶胶和细胞膜上有与需氧呼吸有关的酶。,三、厌氧呼吸 1.概念 厌氧呼吸是指在无氧条件下,将糖类等有机物分解为不彻底的氧化产物,释放出少量能量的过程。 2.反应过程(无氧

3、条件下、在细胞溶胶中进行) 第一阶段:同需氧呼吸。 第二阶段:在不同酶的催化作用下,形成不同的产物。最常见的产物是乳酸或乙醇。 (1)乙醇发酵。 反应式: 实例:大多数植物、葡萄的果实、苹果的果实、酵母菌等。 微生物的这种厌氧呼吸叫作乙醇发酵。,(2)乳酸发酵。 实例:动物、乳酸菌以及少数植物(玉米胚、马铃薯块茎)等。 微生物的这种厌氧呼吸叫作乳酸发酵。 自主思考 利用酵母菌酿酒时,应如何处理? 提示利用酵母菌生产酒精、啤酒时,应先进行通气培养生产大量酵母菌细胞,然后采取隔绝或排除氧的措施让其产生酒精。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,需氧呼吸 问题导引 有氧运动被公认为是

4、最好的健康减肥的方法。有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼。即在运动过程中,人体吸入的氧气与需求相等,达到生理上的平衡状态。为什么说有氧运动是最好的健康减肥方法? 提示俗话说运动是生命之源,人的健康离不开运动,适量的运动有利于身体状态的调整,有利于瘦身减肥。有氧运动是在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼,能提高人体的新陈代谢速率,且有机物能彻底氧化分解。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,名师精讲 1.需氧呼吸的概念 需氧呼吸是细胞在氧的参与下,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,产生许多ATP的过程。 2.需氧呼吸

5、过程 (1)第一阶段(糖酵解)。 场所:细胞溶胶中。 物质和能量变化:一分子葡萄糖(C6H12O6)分解成 2分子丙酮酸(C3H4O3),分解过程中释放少量能量,形成少量ATP。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,(2)第二阶段(柠檬酸循环)。 场所:线粒体基质。 物质和能量变化:2分子丙酮酸分解(需要6H2O参与反应)产生6分子CO2,释放少量能量,形成少量ATP。同时,氢也被释放出来。一些特殊的分子携带氢原子进入下一阶段。 (3)第三阶段(电子传递链)。 场所:线粒体的内膜上。 物质和能量变化:特殊的分子所携带的氢和电子经过一系列物质的传递,与6分子O2结合成12分子H2

6、O,释放大量能量,形成大量ATP,是产能最多的阶段。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,特别提醒 反应物的元素去向 O2参与反应的阶段是第三阶段,CO2是在第二阶段产生的。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,3.需氧呼吸过程三个阶段的区别,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,【例题1】 用含18O的葡萄糖跟踪需氧呼吸过程中的氧原子,18O转移的途径是() A.葡萄糖丙酮酸水 B.葡萄糖丙酮酸氧 C.葡萄糖氧水 D.葡萄糖丙酮酸二氧化碳 解析葡萄糖的需氧呼吸过程可分为三个阶段。第一阶段是葡萄糖在无氧参与的情况下分解成丙酮酸,同时产生H和少量AT

7、P;第二阶段是丙酮酸分解成CO2,同时产生H和少量ATP;第三阶段是前两个阶段产生的H,还原从空气中吸收的氧,生成水,同时产生大量的ATP。从C6H12O6被氧化分解产生H2O和CO2的全过程可以看出,葡萄糖中18O的转移途径是葡萄糖丙酮酸二氧化碳。 答案D,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,变式训练 1生物体吸收的O2用于() A.在线粒体内合成CO2 B.在细胞溶胶中与H结合成水 C.部分形成CO2,部分与H结合成水 D.在线粒体内与H结合成水 解析生物体吸收的O2显然是用于需氧呼吸。需氧呼吸全过程分为三个阶段:第一阶段是葡萄糖分解为丙酮酸,产生少量H和释放少量能量,这个

8、阶段是在细胞溶胶中进行的;第二个阶段是丙酮酸分解成CO2和H,释放少量能量,该过程是在线粒体基质中进行的;第三个阶段是氧气与H结合成水,并放出大量能量,该过程是在线粒体内膜上进行的。由此可看出,只有D项正确。 答案D,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,厌氧呼吸 问题导引 牛奶中所含的糖大部分是乳糖,但大部分中国成年人的消化液中缺乏乳糖酶,影响了对乳糖的消化、吸收和利用,造成这些人喝牛奶后胃部不适甚至腹泻。此时可以选择酸奶来代替牛奶,酸奶由纯牛奶制成,除保留了鲜牛奶的全部营养成分外,在制作过程中乳酸菌还可产生人体营养所必需的多种维生素,如维生素B1、维生素B2和维生素B12等。

9、酸奶可帮助人体更好地消化吸收牛奶中的营养成分。你知道酸奶的制作过程主要利用了什么原理吗? 提示酸奶的制作过程主要利用了乳酸菌的厌氧呼吸,即发酵。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,名师精讲 1.厌氧呼吸的概念 厌氧呼吸是细胞在没有氧气的条件下,将有机物分解为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。 2.厌氧呼吸的过程 (1)场所:细胞溶胶。 (2)条件:无氧。 (3)过程: 3.厌氧呼吸过程中的能量转化 厌氧呼吸产生的酒精和乳酸中含有大量的能量,因此产生的是不彻底的氧化产物,厌氧呼吸释放出的能量比需氧呼吸少得多。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,【例题

10、2】 下列关于真核生物细胞呼吸的叙述正确的是() A.厌氧呼吸是不需要氧气的呼吸方式,因而其底物分解不属于氧化反应 B.水果储藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度 C.厌氧呼吸的酶存在于细胞溶胶和线粒体 D.需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质 解析厌氧呼吸是在没有氧气的条件下,将有机物分解为不彻底的氧化产物的过程;水果应储藏在低温、低氧的条件下;厌氧呼吸的场所是细胞溶胶;需氧呼吸的第一阶段在细胞溶胶中进行,第二阶段和第三阶段在线粒体中进行,以上三阶段需要不同的酶参与催化反应。 答案D,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,变式训练 2雨水过多时,西瓜发生烂

11、根现象的原因是() A.土壤中缺乏氧气,根进行厌氧呼吸产生乙醇,对根细胞有毒害作用 B.土壤中水分充足,微生物繁殖而引起烂根 C.土壤中有毒物质溶解到水中,使根遭到毒害 D.土壤因水涝温度低,使根受到低温损害 解析雨水过多时,西瓜根部缺氧,根细胞进行厌氧呼吸产生酒精,酒精对细胞有毒害作用,导致根细胞死亡和腐烂。 答案A,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,需氧呼吸和厌氧呼吸的比较 问题导引 在校运会期间,小明报名参加了100米赛跑,赛后的第二天,小明发现自己全身酸痛。小明很困惑,平时自己围着操场跑步,慢跑四五圈都没事,今天是怎么回事?你能帮他解开困惑吗? 提示小明平时围着操场跑

12、步是慢跑,细胞主要进行需氧呼吸,有机物彻底氧化分解成二氧化碳和水,二氧化碳随呼吸系统排出体外;但在100米赛跑的时候,运动非常剧烈,呼吸运动供给的氧气严重不足,所以肌肉细胞还要靠厌氧呼吸供能,有机物氧化分解成不彻底的产物乳酸,使人感觉酸痛。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,名师精讲 1.需氧呼吸和厌氧呼吸的过程图解,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,2.需氧呼吸和厌氧呼吸的比较,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,特别提醒 不同生物厌氧呼吸的产物不同,其原因在于催化反应的酶不同。 原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行需氧呼吸。 厌氧呼吸

13、产生乳酸的主要有动物、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米的胚、甜菜块根等。 厌氧呼吸产生乙醇的主要有酵母菌及大部分植物细胞。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,【例题3】 将酵母菌研磨、离心分离后,得到上清液(含细胞溶胶)和沉淀物(含细胞器),把等量的上清液、沉淀物和未离心处理的匀浆分别放入甲、乙、丙三支试管中,如下图所示,分别进行以下实验: (1)实验一:向三支试管中分别滴加等量(1 mol)的葡萄糖溶液,甲、乙、丙中的终产物分别是:(填选项) 甲,乙,丙。 (2)实验二:向三支试管中分别滴加等量(2 mol)的丙酮酸,甲、乙、丙中的终产物分别是:(填选项) 甲,乙,丙。,探究点一,

14、探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,(3)实验三:在隔绝空气的条件下,重复实验一,甲、乙、丙中的终产物分别是:(填选项) 甲,乙,丙。 供选答案: A.H2O+CO2 B.乙醇+CO2 C.丙酮酸 D.无反应 (4)实验四:向三支试管中分别滴加等量的荧光素(萤火虫尾部提取的可以发光的物质)。重复实验一和实验二,从理论上讲,发光最强的是实验中的试管。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,解析三支试管中所含细胞的部分不同,其功能也不同。甲只含细胞溶胶,其中的酶可催化细胞呼吸的第一阶段及厌氧呼吸第二阶段;乙只含细胞器,其中线粒体是需氧呼吸第二、三阶段的场所;丙含有酵母菌细胞的各

15、部分,存在催化两种细胞呼吸的酶。 (1)实验一:葡萄糖在甲中产生丙酮酸,因有氧存在,发酵作用受抑制,丙酮酸在细胞溶胶中无法按厌氧呼吸的过程转化为乙醇和二氧化碳;乙中由于没有使葡萄糖分解成丙酮酸的酶,因而不能进入线粒体完成反应;丙中含有催化需氧呼吸和厌氧呼吸的各种酶且氧气充足,因而丙中的葡萄糖最终被分解为二氧化碳和水。 (2)实验二:因有氧存在,加入的丙酮酸发酵作用受抑制;乙中丙酮酸进入线粒体彻底氧化分解为二氧化碳和水;丙中的过程同实验一。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,(3)实验三:在隔绝空气的条件下,甲经发酵作用产生乙醇、CO2;葡萄糖不能进入线粒体,所以乙中无反应;丙

16、能进行发酵作用,产生乙醇、CO2。 (4)荧光素发光是将化学能转变成光能,需消耗ATP。有机物分解放出的能量越多发光越强,而需氧呼吸释放的能量远多于厌氧呼吸释放的能量。 答案(1)CDA (2)DAA (3)BDB (4)一丙,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,影响呼吸速率的因素 问题导引 小明家今年的草莓获得了大丰收,但贮存草莓却困扰着他,怎样保存才能使草莓保持新鲜? 提示将草莓保存在零上低温、低氧、湿度适中的冷藏室中。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,名师精讲 1.内部因素遗传因素(决定酶的种类和数量) (1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同,如旱生植物

17、小于水生植物,阴生植物小于阳生植物。 (2)同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同,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)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同,如生殖器官的呼吸速率大于营养器官。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,2.环境因素 (1)温度。 细胞呼吸在最适温度(2535 )时最强,超过最适温度,呼吸酶的活性降低甚至变性失活,呼吸受抑制;低于最适温度,酶活性下降,呼吸受抑制。 生产上常用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,降低细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高产量。,探究点一,探究点二,探究点三,探究

18、点四,易错点排查,(2)O2的浓度。 在O2浓度为零时只进行厌氧呼吸;O2浓度为10%以下,既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸;O2浓度为10%以上,只进行需氧呼吸。 生产中常利用降低氧的浓度抑制需氧呼吸,减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。 (3)CO2浓度。 从化学平衡的角度分析,CO2浓度增加,呼吸速率下降。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,(4)含水量。 在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而加强,随含水量的减少而减弱。 在储藏作物种子时,将种子风干,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗。 特别提醒 种子和蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧情况下,不同的是储

19、藏种子还应保持干燥,而储藏蔬菜和水果应保持一定湿度。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,【例题4】 下图是外界条件对植物细胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析回答问题。 (1)从甲图中可知,细胞呼吸最旺盛时的温度在点。AB段说明:在一定温度范围内,随着温度升高,细胞呼吸。温度的变化主要是影响的活性。 (2)乙图中曲线表示呼吸类型。如果曲线描述的是水稻根细胞的呼吸,那么在DE段根细胞内积累的物质是。曲线表示的生理过程所利用的有机物主要是。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,解析分析甲图可知,B点反应速率最快,AB段上升,BC段下降。温度主要是通过影响酶活性来影响

20、反应速率。分析乙图可知,曲线随着O2浓度升高,呼吸速率下降,应为厌氧呼吸,曲线随O2浓度的升高而升高,是需氧呼吸。 答案(1)B加快酶 (2)厌氧乙醇葡萄糖 借题发挥 影响细胞呼吸的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、水等。温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的。生物细胞呼吸的主要方式是需氧呼吸,在一定范围内,需氧呼吸的强度随氧气浓度的升高而增大,在有氧的情况下,厌氧呼吸受到抑制。二氧化碳对需氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响细胞呼吸,在一定的范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增加。,探究点一,探究点二,探究点三,探究点四,易错点排查,1.人是需氧生物,人体内的细胞都进行需氧呼吸。 ()

21、 提示人体内的红细胞进行厌氧呼吸,其他细胞在缺氧时也能进行厌氧呼吸。 2.需氧呼吸的场所是线粒体。() 提示需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。 3.需氧呼吸消耗O2,产生CO2都发生在第三阶段。 () 提示需氧呼吸消耗O2发生在第三阶段,产生CO2发生在第二阶段。 4.葡萄糖经细胞呼吸释放的能量全部形成ATP。 () 提示葡萄糖及细胞呼吸释放的能量大部分以热能形式散失。 5.需氧呼吸和厌氧呼吸的实质都是分解有机物,释放能量。() 提示,1.下面关于细胞呼吸的叙述正确的是() A.线粒体是需氧呼吸的主要场所,没有线粒体的细胞只能进行厌氧呼吸 B.水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度

22、 C.绿藻细胞中需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质中 D.细胞呼吸中有机物的分解必须有水和氧气参与才能释放储存的能量 解析线粒体是需氧呼吸的主要场所,有些没有线粒体的细胞也能进行需氧呼吸;水果贮藏在完全无氧的环境中,厌氧呼吸加强,水果只有贮藏在低氧环境中才能将损失减小到最低程度;绿藻细胞属于真核细胞,需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质中;细胞进行厌氧呼吸分解有机物时,不需要氧气的参与。 答案C,2.细胞内糖分解代谢过程如下图,下列叙述错误的是() A.植物细胞能进行过程和或过程和 B.真核细胞的细胞溶胶中能进行过程和 C.动物细胞内,过程比过程释放的能量多 D.

23、乳酸菌细胞内,过程均在细胞溶胶中进行 解析大部分植物细胞进行厌氧呼吸时产生CO2和乙醇,少数植物的某些器官在进行厌氧呼吸时也可以产生乳酸,如马铃薯块茎、甜菜块根等。需氧呼吸的第一阶段在细胞溶胶中进行,第二阶段在线粒体基质中进行,第三阶段在线粒体内膜上进行,产生水。需氧呼吸的三个阶段均释放能量,其中第三阶段释放能量最多。乳酸菌的厌氧呼吸在细胞溶胶中进行。 答案B,3.某兴趣小组在室温下进行了酵母菌厌氧呼吸的探究实验(如下图)。下列分析错误的是() A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果 B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境 C.若试管中的水换成冷水,气泡释放速率下降 D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP, 其余的存留在酒精中 解析酵母菌厌氧呼吸的产物是酒精和CO2,气泡内的气体是CO2