《2018版高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.3 ATP的主要来源——细胞呼吸 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.3 ATP的主要来源——细胞呼吸 新人教版必修1（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第3节ATP的主要来源细胞呼吸,1.说出线粒体的结构和功能。 2.说明细胞呼吸的实质。 3.列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。 4.学会探究酵母菌细胞呼吸的方式。 5.能记住细胞呼吸的原理,并说出其在生产、生活中的应用。,一,二,三,一、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。,一,二,三,二、细胞呼吸的方式 1.线粒体 线粒体具有两层膜,内膜向内腔折叠形成嵴,大大增加内膜的表面积,线粒体内充满了液态的基质,线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 2.有氧呼吸 (1)概念:指细胞在氧的参与下,通过多种酶
2、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。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。 (2)场所:细胞质基质和线粒体。,一,二,三,(3)过程,(5)与体外燃烧的区别:在温和的条件下进行;有机物中的能量是经过一系列的氧化还原反应逐步释放的;有相当一部分能量储存在ATP中。,一,二,三,寒冬腊月,人在室外呼出的气体呈白雾状,白雾中有水和二氧化碳,那么产生二氧化碳的场所和生理过程是怎样的? 提示:二氧化碳产生的场所是线粒体基质;生理过程是有氧呼吸。 3.无氧呼吸 (1)概念:指细胞在无氧的情况下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解,释
3、放能量,生成ATP的过程。 (2)场所:细胞质基质。,一,二,三,(3)总反应式,酿酒业常用的菌种是酵母菌,发酵池往往封入一部分空气,为什么这么做? 提示:酵母菌是兼性厌氧菌,有氧时进行有氧呼吸,大量繁殖获得大量菌种,把氧气耗尽,然后进行无氧呼吸产生酒精。 4.细胞呼吸的实质 分解有机物,释放能量,产生ATP。,一,二,三,5.发酵的概念 酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。产生酒精的叫做酒精发酵;产生乳酸的叫做乳酸发酵。 馒头松软可口,可是发面前面块较硬,后来变软,而且表面水汪汪的,你知道是什么原因吗? 提示:发面用的是酵母菌。在和面时加入酵母菌,酵母菌进行细胞呼吸,产生二氧化碳,使面
4、块变软。面块表面由于氧气充足,酵母菌进行有氧呼吸产生水,所以面块表面水汪汪的。二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大,所以馒头又松又软。,一,二,三,三、细胞呼吸原理的应用 1.在农业生产上,需要及时松土透气。 2.对粮食储藏和果蔬保鲜等来说,要设法适当降低氧气浓度和温度。 3.稻田需要定期排水,否则水稻幼根会因缺氧而变黑、腐烂。,一,二,三,一、有氧呼吸的三个阶段,四,一,二,三,二、有氧呼吸与无氧呼吸的比较,四,一,二,三,四,一,二,三,特别提醒(1)有氧呼吸过程中H2O既是反应物(第二阶段利用),又是生成物(第三阶段生成),且生成的H2O中的氧全部来源于O2。 (2)有H2O生成一定是有氧呼吸
5、,有CO2生成一定不是乳酸发酵。 (3)无氧呼吸只释放少量能量,其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。 (4)水稻等植物长期水淹后烂根的主要原因:无氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的主要原因:无氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。,四,一,二,三,三、影响细胞呼吸的因素 影响细胞呼吸的外界因素有温度、氧气浓度、二氧化碳、含水量等,尤其是温度。 1.温度:细胞呼吸是由酶催化的一系列反应过程,因此细胞呼吸对温度的变化很敏感。在一定范围内,细胞呼吸随温度的升高而加快,但超过最适温度后,细胞呼吸将急剧减弱,直至停止。如右图。,四,一,二,三,2.氧气浓度:氧气会促进有氧呼吸,抑
6、制无氧呼吸,在一定范围内,呼吸强度随着氧气浓度的升高而增大。如下图。,特别提醒(1)当植物细胞只释放二氧化碳,吸氧量为零时,细胞只进行无氧呼吸,产物是酒精和二氧化碳。 (2)当植物细胞释放的二氧化碳量大于吸氧量时,细胞既进行无氧呼吸,也进行有氧呼吸。产物是酒精、二氧化碳和水。 (3)当植物细胞释放的二氧化碳量与吸氧量相等时,细胞只进行有氧呼吸。,四,一,二,三,3.二氧化碳:对有氧呼吸有抑制作用。 4.水:在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的升高而加强,随含水量的减少而减弱。,四,一,二,三,四,四、细胞呼吸原理在实践中的应用 1.作物栽培中,采取中耕松土等措施可防止土壤板结,促进根细胞正常呼
7、吸及其对矿质元素的吸收、利用。 2.作物种子的储藏过程中,应采用低温、低氧和干燥条件,以减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗。 3.在果蔬保鲜中,应采用零上低温、低氧和适当湿度条件,控制细胞呼吸,以降低其代谢强度,达到保鲜目的。 4.在农业生产中,除去衰老的、变黄的器官(含枝、叶),使产物更多地转移至有价值的部位。,题型一,题型二,题型三,题型一 细胞呼吸的生理过程 【例1】 下列关于呼吸作用的叙述,正确的是() A.无氧呼吸的终产物是丙酮酸 B.有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水 C.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有H的积累 D.质量相同时,脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多 解析:无
8、氧呼吸的最终产物应该是乳酸或者是酒精和CO2。有氧呼吸前两个阶段产生的H在线粒体内膜上与氧结合生成水。无氧呼吸不需要氧气参与,且没有H的积累,H只在细胞质基质中参与反应,产生了无氧呼吸的产物。质量相同的脂肪和糖原,脂肪含氢的比例大,氧化释放的能量多。 答案:D 反思领悟与糖类相比,脂肪含氢多,耗氧多,产能多,产水多。,题型一,题型二,题型三,题型二 细胞呼吸的影响因素和原理的应用 【例2】 下图表示随环境中O2体积分数变化,某种植物的非绿色器官吸收O2量和释放CO2量的变化。请据图回答下列问题。,题型一,题型二,题型三,(1)外界O2的体积分数在010%之间时,该器官的呼吸作用方式是。 (2)
9、该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后重合为一条曲线,此时该器官的呼吸作用方式是,进行此种呼吸方式所用的反应物是。 (3)当外界O2的体积分数为4%5%时,该器官CO2释放量的相对值为0.6,而O2吸收量的相对值为0.4。此时,无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的倍。,题型一,题型二,题型三,解析:根据题图所示曲线,在O2的体积分数大于10%时,O2的吸收量与CO2的释放量相等,说明该非绿色器官此时进行的是有氧呼吸,所用反应物主要是葡萄糖,因为以葡萄糖为呼吸反应物时,根据有氧呼吸的反应方程式,O2的吸收量和CO2的释放量是相等的。在O2的体积分数大于0、小于10%时,CO2
10、的释放量大于O2的吸收量,说明有一部分CO2是通过无氧呼吸释放出来的,所以在O2的体积分数大于0、小于10%时无氧呼吸和有氧呼吸并存。第(3)小题的计算方法是:在外界O2的体积分数为4%5%时,O2的吸收量相对值为0.4,通过有氧呼吸释放的CO2的相对值也应为0.4,有氧呼吸分解 1 mol 葡萄糖释放 6 mol CO2,所以通过有氧呼吸消耗葡萄糖的相对值应为0.4/6。无氧呼吸释放的CO2的相对值为0.6-0.4=0.2,按题意该非绿色器官无氧呼吸的产物是酒精和CO2,分解1 mol葡萄糖释放2 mol CO2,所以通过无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为0.2/2。,题型一,题型二,题型三,由
11、此可知,无氧呼吸消耗的葡萄糖约相当于有氧呼吸的倍数=(0.2/2)(0.4/6)=1.5。 答案:(1)有氧呼吸和无氧呼吸 (2)有氧呼吸葡萄糖 (3)1.5,题型一,题型二,题型三,反思领悟实践中对细胞呼吸影响因素的利用,题型一,题型二,题型三,题型一,题型二,题型三,题型三 细胞呼吸的类型判断 【例3】 在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖,则下列叙述正确的是() A.a条件下,呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下,无氧呼吸最弱 D.d条件下,产生的CO2全部来自线粒体,题型
12、一,题型二,题型三,解析:种子有氧呼吸吸收O2的体积与放出CO2的体积相等,无氧呼吸时不吸收O2但是放出CO2,有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时吸收O2的体积小于放出CO2的体积。由此可知a条件下只进行无氧呼吸,植物无氧呼吸产物中有CO2,则另一种产物是酒精,不可能是乳酸;b条件和c条件下既有有氧呼吸又有无氧呼吸;d条件下只进行有氧呼吸。 答案:D 反思领悟判断呼吸类型的方法:不吸收O2,释放CO2,只进行产酒精的无氧呼吸;O2的吸收量小于CO2释放量,有氧呼吸与无氧呼吸同时存在;O2的吸收量等于CO2的释放量,只进行有氧呼吸;O2的吸收量大于CO2的释放量,只进行有氧呼吸,分解的反应物不是葡萄糖
13、,而是脂肪。,探究方法,能力展示,1.设计对照实验的常用方法 (1)空白对照:设置两组实验,一组给予该实验的自变量处理,另一组不作任何处理。例如,探究温度对过氧化氢酶的影响实验中,设置温度为90 的实验组和温度为常温的空白对照。 (2)自身对照:只设置一组实验,通过比较实验对象在实验前后现象的变化来说明问题,不再另设对照实验。例如,洋葱表皮细胞的质壁分离和质壁分离复原实验,就是自身对照实验。 (3)相互对照:通常设置多组实验,这些实验组都给予自变量处理,只是在处理的量或程度方式上有所差别,通过它们之间的相互比较来说明问题。,探究方法,能力展示,2.对照实验设计题的一般解题思路 (1)明确实验目
14、的:认真阅读题干,找出关键性叙述,搞清实验要解决什么问题,是验证性实验还是探究性实验,题干对于实验方法是否有所提示。 (2)明确实验的自变量、无关变量以及因变量是解题的关键。 (3)根据实验的自变量确定所采取的对照方式。 (4)选择合理的实验材料和用具,完成实验设计。,探究方法,能力展示,下图表示的是测定保温桶内温度变化的实验装置。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(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度为0.1 g/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进行呼吸作用比在无氧条件下进行呼吸作用放出的热量更多。,探究方法,能力展示,(1)取A、B两装置设计实验如下,请补充下表中内容。,(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。,探究方法,能力展示,(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置C。请写出装置C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。,
