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1、第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,一,二,三,四,一、细胞呼吸 1.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。 2.实质:氧化分解有机物,释放能量。,一,二,三,四,二、探究酵母菌细胞呼吸的方式,一,二,三,四,预习反馈 1.在检验酵母菌细胞呼吸产物时常用到一些特殊的反应,下列描述不正确的是( ) A.CO2可使澄清的石灰水变混浊 B.CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 C.灰绿色的重铬酸钾溶液在碱性条件下能与酒精反应,变成橙色 D.橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下能与酒精反应,变成灰绿色 解析:酵母菌既可进行有氧呼吸,也
2、可进行无氧呼吸,产物有CO2、H2O和酒精。CO2可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液检测;橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应,变成灰绿色。 答案:C,一,二,三,四,2.某课外活动小组想探究酵母菌细胞有氧条件下的呼吸作用,用下图装置作为备选装置。,该课外活动小组应该选用的装置序号及正确排序是 。 答案:CAB,一,二,三,四,三、细胞呼吸的方式 1.有氧呼吸,一,二,三,四,2.无氧呼吸,一,二,三,四,预习反馈 1.识图。 有氧呼吸过程图解如下:,图中分别是什么物质?代表什么? 答案:分别是丙酮酸、H、O2、CO2。代表大量能量。,一,二,三,四,2.根据有氧呼吸的过程连线。,一,二
3、,三,四,3.判断正误。 (1)无氧呼吸的全过程都在细胞质基质中进行。( ) (2)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP。( ) (3)马铃薯储藏久了会有酒味产生。( ) (4)不同生物的无氧呼吸所需要的酶都是相同的。 ( ) (5)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有H的积累。( ) (6)发酵是指酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸,根据其产物不同又分为酒精发酵和乳酸发酵。( ),一,二,三,四,四、细胞呼吸原理的应用 将生产生活中的实例与对应原理进行连线。,探究点一,探究点二,探究点三,探究酵母菌细胞呼吸的方式 问题情景 结合教材“探究酵母菌的呼吸方式”实验装置,尝试解决相关问题。,探究点一,
4、探究点二,探究点三,1.本实验的实验原理是什么? 答案:(1)酵母菌:酵母菌是一种单细胞真菌,其代谢类型是兼性厌氧型,可用于研究细胞呼吸的不同方式。 (2)细胞呼吸产物的检测,酒精的检测:在酸性条件下,橙色的重铬酸钾溶液会与酒精发生化学反应,变成灰绿色。,探究点一,探究点二,探究点三,2.图甲中空气先通过质量分数为10%的NaOH溶液的目的是什么? 答案:图甲中空气先通过NaOH溶液的目的是吸收空气中的CO2,保证使澄清石灰水变浑浊的是酵母菌有氧呼吸产生的CO2。 3.图乙中B瓶先密封放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是什么? 答案:B瓶先密封放置一段时间后,耗尽瓶中的氧气,保
5、证使澄清石灰水变浑浊的是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。,探究点一,探究点二,探究点三,归纳提升 1.实验变量的分析,探究点一,探究点二,探究点三,2.需加深理解的问题 (1)配制酵母菌培养液时,必须将灭菌的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入酵母菌。否则,高温会杀死酵母菌。 (2)有氧条件:必须持续通入空气,以保证O2的充足。空气通入酵母菌培养液之前先用NaOH溶液处理,目的是吸收CO2,排除空气中的CO2对实验结果的干扰。 无氧条件:装置中盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间后,再连接澄清的石灰水,其目的是先让酵母菌将瓶中的O2消耗完,确保只进行无氧呼吸。 (3)在2535 的环境中进行实验,
6、此时的酵母菌中酶活性较高,生命活动旺盛,细胞呼吸明显。,探究点一,探究点二,探究点三,3.酒精的检测 用重铬酸钾检测酒精,在酸性条件下,橙色的重铬酸钾变成灰绿色。检测时,需要把酵母菌培养液过滤,然后取滤液2 mL进行检测。,探究点一,探究点二,探究点三,典例剖析 下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置,下列有关叙述正确的是( ),A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验,其中乙组作为对照组 B.若向b瓶和d瓶中加入酸性重铬酸钾溶液,则d瓶内的溶液会变黄 C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短,来检测CO2的产生速率 D.若c瓶和e瓶中溶液都变浑浊,不能据此判断酵母菌的呼吸方式,探究点
7、一,探究点二,探究点三,解析:该对比实验两组都未知实验结果,都是实验组, A项错误。d瓶内酵母菌进行无氧呼吸,生成酒精,其在酸性条件下与重铬酸钾溶液反应,呈灰绿色;b瓶内酵母菌进行有氧呼吸,不生成酒精,无灰绿色出现,B项错误。b瓶内酵母菌进行有氧呼吸,产生CO2较多,溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较短(石灰水变混浊较快或混浊量较大);d瓶内酵母菌进行无氧呼吸,产生CO2较少,溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间较长(石灰水变浑浊较慢或浑浊量较小), C项正确,D项错误。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,活学活练 下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列说法正确的是( ),A.两个装置均需要在
8、黑暗条件下进行 B.装置乙在处可检测到有酒精生成 C.装置乙中应将先放置一段时间,再与连接 D.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收处的CO2,探究点一,探究点二,探究点三,解析:黑暗或光照对酵母菌的细胞呼吸方式没有影响。装置乙中酵母菌通过无氧呼吸产生的CO2可通过导管进入,但酵母菌通过无氧呼吸产生的酒精保留在中。装置乙的先封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰水的,这样做是为了消耗完装置内的O2,防止酵母菌的有氧呼吸对实验结果的干扰。装置甲中NaOH溶液的作用是使进入的空气先经过NaOH溶液处理,排除空气中的CO2对实验结果的干扰。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,有氧呼吸和无氧呼吸的过程
9、 问题情景 观察细胞呼吸过程图解,分析回答下列问题。,探究点一,探究点二,探究点三,1.有氧呼吸第一阶段的反应场所是细胞质基质;物质变化是葡萄糖丙酮酸、H、ATP;能量变化是葡萄糖中稳定的化学能ATP中活跃的化学能。 2.有氧呼吸第二、三阶段的反应场所是线粒体,丙酮酸进入线粒体的条件是什么? 答案:当有氧气存在的情况下,丙酮酸进入线粒体。 3.写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。,4.与有氧呼吸相比,为什么无氧呼吸释放的能量较少? 答案:无氧呼吸分解葡萄糖不彻底,大部分能量存留在酒精或乳酸中。,探究点一,探究点二,探究点三,归纳提升 1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较,探究点一,探究点二
10、,探究点三,2.与无氧呼吸有关的几个易错点 (1)不同生物无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。 (2)大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和CO2;有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生乳酸;高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。 (3)无氧呼吸第一阶段产生的H用于还原丙酮酸。 (4)无氧呼吸只在第一阶段释放能量。,探究点一,探究点二,探究点三,3.与细胞呼吸有关的计算 C6H12O6+6H2O+6O2 12H2O+6CO2+能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量 (1)消耗等量葡萄糖
11、时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的物质的量之比为13。 (2)产生等量的CO2时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为31。 (3)无氧呼吸产生的酒精和CO2的物质的量相等;有氧呼吸消耗O2和产生CO2的物质的量相等。,探究点一,探究点二,探究点三,特别提醒(1)有氧呼吸和无氧呼吸总反应式中的能量不能写成ATP,因为大部分能量以热能形式散失。 (2)1 mol葡萄糖彻底氧化分解后,释放出2 870 kJ的能量,其中1 161 kJ的能量储存在ATP中,其余的以热能形式散失。 (3)1 mol葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94 kJ,生成乳酸释放的能量为196.65 kJ,其中都
12、有61.08 kJ的能量转移到ATP(生成2 mol ATP)中,其余部分以热能的形式散失。 (4)无氧呼吸只有第一阶段释放能量,第二阶段没有能量释放。而有氧呼吸三个阶段均释放能量。,探究点一,探究点二,探究点三,典例剖析 下图为生物体内细胞呼吸过程的图解,下列有关叙述正确的是( ),A.图中过程中均能产生ATP和H,消耗等量的丙酮酸,过程产生的ATP最多 B.过程在细胞质基质中进行,过程只能在线粒体中进行 C.一个细胞内不可能同时进行过程 D.不同生物体内产生1 mol CO2,消耗的O2量相同,探究点一,探究点二,探究点三,解析:图中过程中能产生ATP和H的只有和;原核生物无线粒体,其有氧
13、呼吸只能在细胞质基质中进行;生物进行有氧呼吸和无氧呼吸都有可能产生CO2,而无氧呼吸不消耗O2。答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,活学活练 1.下表描述的是真核细胞中有氧呼吸和无氧呼吸的位置及主要产物,相关选项正确的是( ),探究点一,探究点二,探究点三,A.有氧呼吸各阶段在细胞不同位置进行与细胞中酶的种类及分布有关 B.人体在剧烈运动过程中产生的CO2有部分来自无氧呼吸 C.无氧呼吸产生C3H6O3和C2H5OH的过程中均有H剩余 D.细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的根本原因是细胞中酶的种类有差异 解析:有氧呼吸各个阶段的反应都需要酶的催化,A项正确;人体在剧烈运动过
14、程中产生的CO2只能来自有氧呼吸,因为无氧呼吸只产生乳酸,B项错误;无氧呼吸第一阶段产生的H,在第二阶段均被利用,C项错误;细胞进行无氧呼吸产生C3H6O3还是C2H5OH的直接原因是细胞中酶的种类有差异,D项错误。 答案:A,探究点一,探究点二,探究点三,2.在真核生物细胞中,下列反应既能在细胞质基质中进行,又能在线粒体内进行的是( ),A. B. C. D. 解析:只在细胞质基质中进行,只在线粒体内膜上进行,在有氧呼吸的三个阶段和无氧呼吸的第一阶段都可发生,所以在细胞质基质中和线粒体内都能进行。 答案:C,探究点一,探究点二,探究点三,细胞呼吸的影响因素和细胞呼吸原理的应用 问题情景 温度
15、、O2浓度、CO2浓度是影响细胞呼吸的重要因素。请结合甲、乙、丙三图解决下列问题。,探究点一,探究点二,探究点三,1.甲、乙、丙三图横坐标对应的外界因素分别是什么? 答案:温度、O2浓度、CO2浓度。 2.尝试解读乙图中各点表示的生物学意义。 答案: Q点:不耗O2,产生CO2只进行无氧呼吸; P点:耗O2量=产生CO2量只进行有氧呼吸; QP段(不包含Q、P点):产生CO2量耗O2量同时进行有氧呼吸和无氧呼吸; R点:产生CO2最少组织细胞呼吸最弱点。,探究点一,探究点二,探究点三,3.联系生活实际,各举一例说明细胞呼吸原理的应用。 答案:温度:用酵母菌发面蒸馒头需要用温水和面并适当保温,促
16、进酵母菌的有氧呼吸。 O2浓度:用创可贴包扎伤口,透气性好,有利于抑制厌氧菌的细胞呼吸。 CO2浓度:蔬菜、水果保鲜可充入CO2,通过提升CO2浓度降低氧分压,抑制有氧呼吸,减少有机物消耗。,探究点一,探究点二,探究点三,拓展思维通过曲线图变式理解O2浓度对细胞呼吸的影响。,(1)图甲中的A点只进行无氧呼吸,对应图乙中O2浓度为a时的情况。 (2)图甲中的C点既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸,对应图乙中O2浓度为c时的情况,此时最适合贮藏。 (3)图甲中的D点只进行有氧呼吸,对应图乙中O2浓度为d时的情况。,探究点一,探究点二,探究点三,归纳提升 影响细胞呼吸的环境因素及细胞呼吸原理在实践上的应用 (1)温度,通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率,与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。如右图所示。 生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,来降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。,
