細胞呼吸的原理和應用(第2課時)課件 （知識精講+備課精研） 高一生物人教版必修一

第3節(jié)細胞呼吸的原理和應用(第2課時)第5章細胞的能量供應和利用你在體育課劇烈運動后第二天早上肌肉發(fā)酸,為什么?蘋果儲藏久了為什么會有酒味呢？第一階段:①場所:②物質(zhì)變化與能量變化細胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸+[H]+少量能量酶能量熱能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→有機物中穩(wěn)定化學能→→熱能[H]和ATP中活躍化學能H++NAD+→NADH(即[H])三.無氧呼吸第二階段:①場所:②物質(zhì)變化細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸+[H]酶乳酸丙酮酸酶乙醇+CO2+[H]或二.無氧呼吸總反應過程C6H12O62C3H6O3+少量能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶1.乳酸發(fā)酵2.乙醇發(fā)酵適用生物或組織：人、動物、乳酸菌、甜菜的塊根、馬鈴薯塊莖、玉米的胚、胡蘿卜的葉子等。適用生物或組織:絕大多數(shù)植物細胞、酵母菌等。無氧呼吸能量的釋放與去向①只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中1moLC6H12O6

能量(196.65kJ)大部分136.57kJ以熱能形式散失

(約69%)小部分61.08kJ儲存在2ATP中

(約31%)無氧呼吸&能量去向：1moLC6H12O6

能量(196.65kJ)大部分136.57kJ以熱能形式散失

(約69%)小部分61.08kJ儲存在2ATP中

(約31%)無氧呼吸有氧呼吸與無氧呼吸比較有氧呼吸無氧呼吸區(qū)別場所條件物質(zhì)變化能量特點ATP產(chǎn)生聯(lián)系細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要在線粒體中進行）在細胞質(zhì)基質(zhì)氧氣，多種酶無氧氣，多種酶葡萄糖徹底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不徹底，生成乳酸或酒精和CO2釋放大量能量釋放少量能量，大部分能量儲存在酒精或乳酸中，產(chǎn)生少量ATP受O2和溫度等因素的影響有氧氣存在時，無氧呼吸受抑制二者第一階段反應完全相同，都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行；都是氧化分解有機物、釋放能量，產(chǎn)生ATP有氧呼吸三個階段均產(chǎn)生ATP僅第一階段產(chǎn)生少量ATP如:藍藻、硝化細菌等第一和第二階段均在細胞基質(zhì)基質(zhì)中第三階段在細胞膜上細胞膜行使線粒體的功能1.真核生物細胞并非都能進行有氧呼吸，如蛔蟲細胞、哺乳動物成熟的紅細胞等只能進行無氧呼吸。2.原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進行有氧呼吸，與有氧呼吸有關的酶分布在細胞膜上以及附近的細胞質(zhì)基質(zhì)中。H2OCO2【易錯提醒】3.有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的［H］用于第三階段與O2結(jié)合生成水；無氧呼吸第一階段產(chǎn)生的［H］用于第二階段將丙酮酸還原為C2H5OH和CO2或乳酸，沒有［H］積累。4.有氧呼吸中H2O既是反應物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部來自O2。5.從產(chǎn)物角度看:有水產(chǎn)生時是有氧呼吸，從反應條件上看有O2參與的為有氧呼吸，若產(chǎn)物無CO2產(chǎn)生，則為乳酸發(fā)酵。6.呼吸作用中釋放出來的能量絕大多數(shù)以熱能的形式散失了，產(chǎn)生的熱能可用于維持體溫或提高外界環(huán)境溫度7.呼吸作用產(chǎn)生的CO2能降低環(huán)境中的PH值【盲點判斷】1.有氧呼吸的酶存在于細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜、線粒體基質(zhì)中()

2.細胞中不能合成ATP的部位是線粒體的內(nèi)膜。()3.無氧呼吸能產(chǎn)生ATP,但沒有[H]的生成過程。()4.有水產(chǎn)生的細胞呼吸一定是有氧呼吸。()5.無氧呼吸時，有機物中的大部分能量以熱能的形式散失出來。()6.無論在哪種運動強度下，假設細胞呼吸底物均為葡萄糖，肌肉細胞CO2的產(chǎn)生量始終等于O2的消耗量（）√××√×√【檢測】(海南高考)細胞內(nèi)糖分解代謝過程如圖，下列敘述錯誤的是()A.植物細胞能進行過程①和③或者過程①和④B.真核細胞的細胞質(zhì)基質(zhì)中能進行過程①和②C.動物細胞內(nèi)，過程②比過程①釋放的能量多D.乳酸菌細胞內(nèi)，過程①產(chǎn)生［H］，過程③消耗［H］B【檢測】如圖表示真核生物細胞呼吸的部分過程，可在細胞質(zhì)基質(zhì)中發(fā)生的是()A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④B【檢測】有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培養(yǎng)液,當通入不同濃度的氧氣時,其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如下表所示,下列敘述錯誤的是(

)氧濃度abcd產(chǎn)生CO2的量30mol9mol12.5mol15mol產(chǎn)生酒精的量0mol9mol6.5mol6molA.氧濃度為a時只進行有氧呼吸B.b值對應的氧濃度為零C.氧濃度為c時，經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為6molD.氧濃度為d時，有1/3的葡萄糖用于酒精發(fā)酵D【檢測】(2020·吉林長春模擬)下圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關生理過程，a～e表示物質(zhì)，①～④表示過程。下列有關敘述正確的是(

)A.催化反應②和④的酶都存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中B.圖中物質(zhì)c為[H]，它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生C.圖中①②過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期，其中e為ATPD.①④③過程為有氧呼吸的三個階段，其中物質(zhì)a、d分別是丙酮酸和O2D【檢測】下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關敘述正確的是(

)A.氧濃度為a時，最適于儲藏該植物器官，此時呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸B.氧濃度為b時，無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍C.氧濃度為c時，只進行有氧呼吸D.氧濃度為d時，有氧呼吸強度與無氧呼吸強度相等B【檢測】下圖所示為不同距離的跑步過程中,有氧呼吸和無氧呼吸供能的百分比。下列說法正確的是()A.跑步距離越長,無氧呼吸供能所占比例越大B.1500m跑時,有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖的量相當DC.100m跑時,所需ATP主要由有氧呼吸產(chǎn)生D.馬拉松跑時,肌肉細胞呼吸釋放的C02量與吸收的02量之比為1:1甲組測定___________,記為x，乙組測定________________________，記為y.O2吸收量與CO2釋放量的差甲組乙組O2吸收量————呼吸商=Vco2Vo2=————|x-y|x四.實驗:探究植物細胞呼吸的方式呼吸商(RQ)可作為描述細胞呼吸過程中O2供應狀態(tài)的一種指標；RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量。拓展:依據(jù)呼吸商(RQ)來判斷細胞呼吸方式(1)若RQ>1，表明CO2釋放量

O2吸收量，應為什么呼吸類型？(2)若RQ＝1，則細胞進行

，可能存在產(chǎn)物為

的

無氧呼吸且呼吸底物為

。(3)若RQ<1，則細胞中O2吸收量

CO2釋放量，表明此時呼吸底物可能有

。應為無氧呼吸、有氧呼吸并存，且無氧呼吸也產(chǎn)生CO2。>有氧呼吸乳酸葡萄糖大于“脂質(zhì)”(因脂質(zhì)氧化分解時耗氧量較大)【檢測】(呼吸商類)(2018·河南洛陽一模)呼吸商(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作為描述細胞呼吸過程中氧氣供應狀態(tài)的一種指標。下圖是酵母菌氧化分解葡萄糖過程中氧分壓與呼吸商的關系。以下敘述中，正確的是(

)A.呼吸商越大，細胞有氧呼吸越強，無氧呼吸越弱B.B點有氧呼吸的強度大于A點有氧呼吸的強度C.為了減少有機物的損耗，最好將氧分壓調(diào)至C點D.C點以后，細胞呼吸強度不再隨氧分壓的變化而變化B甲組乙組1.若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子只進行以葡萄糖為底物的有氧呼吸。2.若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子只進行了無氧呼吸。左移不動不動右移甲組乙組3.若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子中既存在有氧呼吸又存在無氧呼吸4.若甲組液滴________，乙組液滴________，則種子進行了以脂肪等非糖物質(zhì)的為底物的有氧呼吸。左移右移左移左移2.物理誤差的校正整個裝置應遮光處理，否則植物的光合作用會干擾呼吸速率的測定。(1)如果實驗材料是綠色植物:(2)如果實驗材料是種子:為防止微生物呼吸作用對實驗結(jié)果的干擾，應對裝置進行滅菌、所測種子進行消毒處理。(3)為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應設置對照實驗，將所用的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變?！緳z測】上圖是探究酵母菌進行呼吸方式類型的裝置，下列敘述錯誤的是(

)A.假設裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴不動，說明酵母菌只進行有氧呼吸DB.假設裝置1中的液滴不移動，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌只進行無氧呼吸C.假設裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸D.假設裝置1,2中的液滴均不移動,說明酵母菌只進行有氧呼吸或只進行無氧呼吸【檢測】某研究小組利用檢測氣壓變化的密閉裝置來探究酵母菌的呼吸，實驗設計如下。關閉活栓后，U形管右管液面高度變化反映瓶中的氣體體積變化。實驗開始時將右管液面高度調(diào)至參考點，實驗中定時記錄右管液面高度相對于參考點的變化（忽略其他原因引起的容積變化）。下列敘述錯誤的是（）A.甲組右管液面變化，表示的是酵母菌呼吸時O2的消耗量B.乙組右管液面變化，表示的是酵母菌呼吸時CO2的釋放量C.甲組右管液面升高，乙組不變，說明酵母菌只進行有氧呼吸D.甲組右管液面不變，乙組下降，說明酵母菌只進行酒精發(fā)酵B測定原理細胞有氧呼吸既產(chǎn)生CO2，又消耗O2，為測定其真實的呼吸情況，應只對其中一種氣體的變化進行測定。為此,通常向裝置內(nèi)添加______溶液或_______溶液吸收釋放的CO2NaOHKOH測定指標

CO2被吸收后，裝置內(nèi)氣體總量減少，壓強減小，刻度管內(nèi)的小液滴向左移動。所以，可用單位時間內(nèi)小液滴左移的距離代表細胞有氧呼吸消耗____的速率O2五.測定組織細胞的呼吸速率裝置變式【檢測】在科學研究中常用呼吸商（RQ=釋放CO2體積/消耗O2體積）表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同。測定發(fā)芽種子呼吸商的裝置如下圖。(1)裝置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_____________________________________________。吸收呼吸產(chǎn)生的二氧化碳(2)x代表___________________________________值，y代表_______________________________________值。消耗氧的體積消耗氧和釋放二氧化碳的體積之差5.在科學研究中常用呼吸商（RQ=釋放CO2體積/消耗O2體積）表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同。測定發(fā)芽種子呼吸商的裝置如下圖。0.85(3)若測得x＝200（mm），y＝30（mm），則該發(fā)芽種子的呼吸商是___________。5.在科學研究中常用呼吸商（RQ=釋放CO2體積/消耗O2體積）表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同。測定發(fā)芽種子呼吸商的裝置如下圖。六.影響呼吸速率的因素及其應用1.內(nèi)因①不同生物種類，呼吸速率不同。②同一生物的不同器官或組織,呼吸速率不同。③同一器官不同生長發(fā)育階段，呼吸速率不同探究不同環(huán)境因素對呼吸速率的影響時，要選取等量的同種生物在相同發(fā)育階段的同一器官為材料。細胞內(nèi)ATP/ADP是調(diào)節(jié)細胞呼吸速率的關鍵因素，如：骨骼肌由安靜進入工作狀態(tài)時，ATP/ADP_________，導致細胞呼吸速率升高。當細胞內(nèi)ATP供應充足時，ATP/ADP________，細胞呼吸速率下降。這種調(diào)節(jié)機制使細胞能迅速的對_______的需求做出響應，調(diào)節(jié)其生產(chǎn)速率，滿足細胞能量需求。下降上升ATP2.外部因素(環(huán)境因素)①溫度:原理溫度通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率，如植物等。注意：恒溫動物具有體溫調(diào)節(jié)能力，體溫不會隨著外界溫度變化而變化，因此，細胞呼吸速率不會隨著溫度變化呈現(xiàn)如圖所示的變化。相反的，在外界溫度較低時，恒溫動物會通過增加呼吸速率來增加產(chǎn)熱量進而維持體溫恒定。溫度呼吸速率①低溫下貯存蔬菜、水果②在大棚蔬菜的栽培過程中，增加晝夜溫差（夜間和陰天適當降溫），減少有機物的消耗，提高產(chǎn)量。應用③溫水和面發(fā)酵快。①溫度:②pH:原理PH值通過影響酶的活性來影響呼吸速率。應用微生物發(fā)酵時依據(jù)微生物種類調(diào)整pH③氧氣濃度氧氣濃度對有氧呼吸速率的影響氧氣濃度對無氧呼吸速率的影響甲:一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增大，但氧濃度達到一定值時，不再增加(底物的量或酶的量限制）。甲乙乙:無氧呼吸隨氧濃度增加而受抑制，氧濃度達一定值時，被完全抑制。③氧氣濃度b.氧氣濃度0~b時，氧氣濃度對酵母菌(或植物非綠色器官)的呼吸速率的影響。有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，有氧呼吸速率增大，無氧呼吸速率減小。a.氧氣濃度為0時，有氧呼吸速率為零，無氧呼吸速率最大，有機物消耗量較多。c.氧氣濃度為a時，無氧呼吸減弱，有氧呼吸較弱，細胞呼吸較弱，消耗有機物較少。儲存蔬菜、水果、糧食等，應控制氧氣濃為a(或a附近)。d.氧氣濃度為b時，無氧呼吸被完全抑制，細胞呼吸即為有氧呼吸。e.氧氣濃度為c時，有氧呼吸速率達到最大時的最小氧氣濃度，再增加氧氣濃度，呼吸速率不再增加。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量與酶的活性等。③氧氣濃度應用a.中耕松土，可增強根的呼吸作用，有利于礦質(zhì)元素的吸收。b.在儲存蔬菜、水果、糧食時，為了減少有機物消耗，應控制低氧(a點氧氣濃度)環(huán)境A5O2（%）1.00.5BPC101520DQTOCO2釋放量B點的含義？

有氧呼吸CO2釋放量與無氧呼吸CO2釋放量相等思考AB=BC

有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖是否相等？③氧氣濃度④水含量原理自由水含量多，新陳代謝加快，呼吸作用強度上升。應用：糧食儲存：零上低溫，低氧，干燥水果蔬菜儲存：零上低溫，低氧，一定濕度土壤板結(jié)、長期水淹，出現(xiàn)爛根現(xiàn)象，需要及時排水。⑤CO2濃度超過大氣含量的高濃度CO2使呼吸速率顯著降低。應用:增加CO2的濃度可以使蔬菜水果保鮮。在北方的地窖里經(jīng)常存放著蔬菜，蔬菜可以保存較長時間。但人們要進去取蔬菜前，必須先打開地窖門通風一段時間才能進去。其原因是（）A.溫度較低，蔬菜抵抗病蟲害的能力強B.蔬菜進行呼吸作用，存在較多的二氧化碳C.黑暗無光，人進去會看不見D.溫度適宜，蔬菜中的水分容易保持B【易錯警示】(1)影響細胞呼吸的因素并不是單一的。若需要增強相關植物或器官的細胞呼吸強度可采取供水、升溫、高氧等措施；若需降低細胞呼吸強度，可以采取干燥、低溫、低氧等措施。(2)儲存蔬菜和水果的條件并不是無氧環(huán)境。蔬菜、水果在儲藏時都應在低溫、低氧條件下，低溫以不破壞植物組織為標準，一般為零上低溫；種子儲存時應保持干燥，而蔬菜、水果儲存時應保持一定的濕度。【檢測】甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。①曲線a、b、c分別表示

、

和呼吸作用CO2釋放量。②在O2濃度為0時，CO2的釋放量為___，此時只進行

；當O2濃度

時，

只進行有氧呼吸，此時CO2釋放量_____O2吸收量；當0＜O2濃度＜D時，既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。無氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸≥DA等于③在保存蔬菜、水果時，應選擇乙圖中

點對應的O2濃度，因為此時

；保存條件一般為

。④甲圖的a、b、c、d四種氧濃度中___是最適合蔬菜、水果的貯藏；⑤甲圖中氧濃度為a時的情況對應乙圖中的_____點；B細胞呼吸最弱零上低溫、低氧Ac【檢測】甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。⑥甲圖中氧濃度為b時的情況對應乙圖中的_____段之間；⑦甲圖中氧濃度為____時沒有酒精產(chǎn)生。dAC【檢測】甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化?！緳z測】如圖表示大氣溫度及氧濃度對植物組織內(nèi)產(chǎn)生CO2的影響，下列相關敘述不正確的是(

)A.從圖甲可知細胞呼吸最旺盛的溫度為B點所對應的溫度B.圖甲曲線變化的主要原因是溫度影響與呼吸作用有關的酶的活性C.圖乙中DE段有氧呼吸逐漸減弱，EF段有氧呼吸逐漸增強D.和D、F點相比，圖乙中E點對應的氧濃度更有利于貯藏水果和蔬菜