ATP的主要来源──细胞呼吸

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1、能量2222612661266COOHOOHOHC酶第第 3 3 节节 ATPATP 的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸【三点导析三点导析】重点：有氧呼吸的过程及原理。 难点：细胞呼吸的原理和本质。探究酵母菌细胞的呼吸方式。考点：本节考点的重点知识有：细胞呼吸的过程、意义、影响因素和应用.本节知识与日常 生活、生产实践联系密切，要注意这些知识的实际应用，同时要注意有关化学反应式及相 关计算在本节中的应用。本考点在高考中出现频率较高，常以简答题形式出现。往往和光 合作用一起考查，侧重考查细胞呼吸的影响因素、应用和相关实验的分析和探究。【方法导拨方法导拨】1.1. 探究酵母菌细胞呼吸的方式 完成

2、对比实验设计的六步法完成对比实验设计的六步法 近年来生物高考有关实验的内容越来越多，考查的内容呈多样化，多数考生的答题和 标准答案的要求还有相当的距离，特别表现在对实验基本操作的表述上。答题存在问题有: 对照不明确、指代不明确、观察指标不明确、混淆实验结果和实验结论等，问题的关键是 我们没有从整体上把握实验设计的方法，我们可以分六步完成实验设计：探究酵母菌细胞呼吸的方式提出假设如在本实验中我们可以根据自己的想法提出各种假设分别通过对比实验验证方法步骤1.1.设计对照实验设计对照实验（注意试管编号）,2.2.给与适宜条件给与适宜条件（先给条件再做实验） , ,3.3.控制单一变量做实验控制单一变

3、量做实验 (每组对照只能有一个变量 ),现象4.4.设计观察指标设计观察指标(设计的观察指标应是可见可测),结果5.5.得出试验结果得出试验结果 (根据本实验变量和现象不同得出 ),结论6.6.分析试验结论分析试验结论（高于试验结果的高度分析出的某种规律）.2.2.有氧呼吸有氧呼吸场 所发 生 反 应产 物第一阶段细胞质基质葡萄糖在酶参与下脱氢分解， 产生丙酮酸和释放少量能量， 形成少量 ATP丙酮酸、 H 、少量 ATP第二阶段线粒体在酶和 H2O 参与下，丙酮酸 脱氢分解，产生 CO2和释放 少量能量，形成少量 ATPCO2、H、 少量 ATP第三阶段线粒体H和氧分子结合，生成 H2O，释

4、放大量能量，形成大 量 ATPH2O、 大量 ATP从上表中可以看出，有氧呼吸是细胞在有氧的条件下，将葡萄糖彻底分解，产生二氧 化碳和水，同时释放能量的过程。3.3.无氧呼吸无氧呼吸反应场所发生反应反应式产物细胞质基质在酶参与下，葡萄糖 分解，产生酒精和 CO2，释放少量能量， 形成少量 ATPC6H12O62C2H5OH酶（酒精）2CO2能量酒精、 CO2、 少量 ATP细胞质基质在酶参与下，葡萄糖 分解，生成乳酸，释 放少量能量，形成少 量 ATPC6H12O62C3H6O3酶（乳酸）能量乳酸、 少量 ATP微生物的无氧呼吸称为发酵。高等动、植物在缺氧条件下短时间内或部分组织内也能 进行无

5、氧呼吸，以保证生物体在缺氧条件下的能量供应。 人体内具有输氧的红细胞，自身还可以无氧呼吸方式得到能量，为生物体的生理活动 及其功能适应提供了极好的例证。 从上述反应式可以看出，有氧呼吸和无氧呼吸气体变化的分析： A、吸收的氧气=放出的二氧化碳，则只进行有氧呼吸时。 B、不吸收的氧气，只放出二氧化碳，则进行只进行无氧呼吸。 C、吸收的氧气放出的二氧化碳，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 4.4.有氧呼吸与无氧呼吸的关系如下表有氧呼吸与无氧呼吸的关系如下表有氧呼吸无氧呼吸反应条件需要 O2、酶和适宜的温度不需要 O2，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞质基质中， 第二、三阶段在线粒体内全全

6、过程都在细胞质基质内细胞质基质内分解产物CO2和 H2OCO2、酒精或乳酸不 同 点释放能量较多，1 mol 葡萄释放能量 2870 kJ，其中 1161 kJ 转移至 ATP 中1 mol 葡萄糖释放能量 19665 kJ(生 成乳酸)或 222 kJ(生成酒精)，其中均 有 6108 kJ 转移至 ATP 中相同点其实质都是：分解有机物，释放能量，生成 ATP 供生命活动需要相互联系第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同，之后在不同条件下，在不同 的场所沿不同的途径，在不同的酶作用下形成不同的产物：4.4.细胞呼吸的应用细胞呼吸的应用（1）对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分

7、的有氧呼吸，从而 有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长 繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。 （2）水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧 气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但 是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根 系变黑、腐烂。 （3）较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。 所以，伤口较深或

8、被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。 （4）应当将蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷凉的地方储藏，这样能够降低细胞呼吸 的速率，减少细胞内有机物的损耗。 （5）我国新疆吐鲁番地区所产的哈密瓜、葡萄等水果，以其质量优异驰名国内外。 处于北纬 40 的吐鲁番盆地年光照约 3400 小时，昼夜温差极大，白天光合作用效率高， 晚上呼吸作用因低温而较弱，消耗有机物少；细胞液中糖分多。在生产上我们晚上适当的 降低温度可以提高产量。【精题精析精题精析】例题：1右图表示两类动物的耗氧量与环境温度的关系。下列叙述正确的是 甲是恒温动物 乙是恒温动物 甲是变温动物乙是变温动物A. B C D 导引：环境温度越低，恒温动

9、物的体温与外界温差越大，热量散失越多，恒 温动物要保持体温恒定，必须增大产生热量，热量的产生是依靠有机物的氧 化分解进行的。因此恒温动物在低温情况下，必然是耗氧量增加，产生更多的热量来维持 体温恒定，故甲动物为恒温动物。变温动物在低温情况下进入冬眠，新陈代谢水平降至极 低，耗氧量也必然低，故乙动物为变温动物。 答案：C 点评：关键是分析变温动物在低温情况下进入冬眠，新陈代谢水平降至极低。2右图表示某植：物的非绿色器官在氧浓度为 a、b、c、d 时，CO2释放量和 O2吸收量的 变化。下列相关叙述正确的是( )。 A.氧浓度为 a 时，最适于贮藏该植物器官 B氧浓度为 b 时，无氧呼吸消耗葡萄糖

10、的量是有 氧呼吸的 5 倍 C氧浓度为 c 时，无氧呼吸最弱 D氧浓度为 d 时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度 相等 导引：以 CO2 释放量相对值计算，a 浓度：氧的吸收为 0，只有无氧呼吸；b 浓度： 有氧呼吸为 3，无氧呼吸为(83)；c 浓度：有氧呼吸为 4，无氧呼吸为(64)；d 浓度：有 氧呼吸为 7，无氧呼吸为 0。由此判断：c 浓度时，最适于贮藏该植物器官，b 浓度：无氧 呼吸消耗葡萄糖为 2.5，为有氧呼吸(0.5)的 5 倍;d 点无氧呼吸最弱，为 0。 答案：B 点评：熟练掌握运用有氧呼吸和无氧呼吸反应式 A、吸收的氧气=放出的二氧化碳，则只进行有氧呼吸时。 B、不吸收的氧

11、气，只放出二氧化碳，则进行只进行无氧呼吸。 C、吸收的氧气放出的二氧化碳，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。3.在用酵母菌做家庭酿酒的过程中，从密闭的发酵罐中检测到三种化学物质，其浓度 变化如下图，图中 P、Q、R 三曲线依次代表A.C2H5OH、CO2、O2B.CO2、C2H5OH、O2 C.CO2、O2、C2H5OHD.C2H5OH、O2、CO2 导引：密闭发酵罐中随着酵母菌的一开始进行有氧呼吸，使氧气消耗至尽。然后进行 无氧呼吸，产生酒精、CO2。 答案：B 点评：用酵母菌酿酒的过程中，先通气后密封，先通气有利于有氧呼吸，有利于酵母 菌的繁殖，后密封，有利于无氧呼吸产生更多的酒精。5某实

12、验小组的同学，为探究 40与 25对大麦种子的有氧呼吸速率的影响，设计了如 右图所示的实验装置，并将其放人恒温水浴中。请依据所给的实验装置，在给出的实验方 法和步骤的基础上，继续完成探究实验，预测可能的实验结果和结论。 (不考虑呼吸散热等因素对本实验的影响) (1)方法和步骤： 步骤 1：打开活塞，调节恒温水浴的温度为 25，使刻 度管中的着色液在 0 刻度处，关闭活塞。20 分钟后观 察发现刻度管中着色液向左移动了 x(mm)； 步骤 2：打开活塞，调节恒温水浴的温度为 _使刻度管中的着色液在 0 刻度处， 关闭活塞 (2)结果预测和结论：_ _ _ (3)往实验装置的小试管中加入 NaOH

13、 溶液的目 的是_。如果将装置中的 NaOH 溶液改为 蒸馏水，仍在 25恒温的条件下完成上述实验。20 分钟后发现刻度管中着色液向右移动了 一段距离，原因是_ 导引： (1)本题中的实验原理为：萌发的种子进行呼吸作用要消耗 O2，而在呼吸作用过程 中产生的 CO2被 NaOH 吸收，所以着色液向左移动的距离即代表了种子萌发时消耗 O2的 体积，温度为变量时，应考虑不同温度对种子萌发的影响。也可以根据着色液向左移动一 定距离所需时间来观察研究，则变量为时间和呼吸速率。(2)装置中的 NaOH 换成蒸馏水后， 着色液向右移动，说明吸收 O2的体积小于释放 CO2 的体积，说明种子萌发时既有有氧呼

14、 吸，又有无氧呼吸。 答案：(1)40 20 分钟后观察实验现象，记录刻度管中着色液向左移动的距离(2)如果在 40(2 的条件下，刻度管中着色液向左移动的距离大于， ，则说明种子在 40C 的条件下比在 25C 的条件下有氧呼吸速率大 如果在 40的条件下，刻度管中着色液向左移动的距离小于 x，则说明种子在 40的条件下比在 25的条件下有氧呼吸速率小 如果在 40的条件下，刻度管中着色液向左移动的距离等于 x，则说明种子在 40的条 件下与在 25的条件下有氧呼吸速率相等 (3)吸收呼吸作用产生的二氧化碳 种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，释放的二氧化碳 的体积大于吸收的氧气的体积，容器内

15、气压增大，所以着色液向右移动了一段距离 点评：本题为实验设计题。因为实验结果与实验过程中的条件、方法步骤以及所涉及的变 量有关，条件、方法步骤以及变量不同所以结果也不一样，这样的题就是所谓的开放型试 题，没有固定的答案。但要注意所用条件、方法步骤和变量与实验结果的一致性以及把握 实验的基本原理。【基能导练基能导练】1将一株呈现缺磷症状的植物，移栽到含有磷酸盐的全营养液中，植物体对磷酸盐的相对 吸收量与通气状况有关（如下图） 。图中 X 表示磷酸盐溶液中通入气态氮时，植物对磷酸 盐的相对吸收量；Y 表示磷酸盐溶液中通入空气时，植物对磷酸 盐的相对吸收量。对上述吸收状况的最合理地解释是 A氧气供应充足有利于磷酸盐转变为可吸收状态 B气态氮供应充足不利于磷酸盐转变为可吸收状态 C在一定范围内，氧气供应直接影响植物对磷酸盐的主动运输 D在一定范围内，气态氮直接阻止植物对磷酸盐的主动运输2某个研究性学习小组，对哈密瓜种子的萌发过程进行研究。右图是他们根据实验结果绘 制的曲线图，其中 QCO2表示 CO2的释放量，Qo2表示 O2的吸收量。 在下列解释中，不正确的是