高中生物-第三章第四節(jié)細(xì)胞呼吸課件-浙科版必修1

第四節(jié)細(xì)胞(xìbāo)呼吸第一頁(yè)，共47頁(yè)。學(xué)習(xí)(xuéxí)導(dǎo)航1.概述需氧呼吸及厭氧呼吸的概念、反應(yīng)式、過(guò)程。(重點(diǎn))2．舉例說(shuō)明細(xì)胞呼吸在實(shí)踐中的應(yīng)用，關(guān)注細(xì)胞呼吸與生產(chǎn)生活的關(guān)系。(難點(diǎn))3．比較需氧呼吸和厭氧呼吸的異同。第二頁(yè)，共47頁(yè)。新知初探思維啟動(dòng)一、細(xì)胞呼吸1．概念：細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的將______等有機(jī)物分解成________或小分子________,并釋放出______的過(guò)程。2．類型：根據(jù)細(xì)胞呼吸過(guò)程中是否有____的參與，分為(fēnwéi)______呼吸和______呼吸。______呼吸是細(xì)胞呼吸的主要方式。糖類(tánɡlèi)無(wú)機(jī)物有機(jī)物能量(néngliàng)氧需氧厭氧需氧第三頁(yè)，共47頁(yè)。二、需氧呼吸1．條件：有_____參與。2．場(chǎng)所(chǎnɡsuǒ)：__________和_______,主要是_______。3．反應(yīng)式：________________________________________。4．反應(yīng)過(guò)程(三個(gè)階段)(1)第一階段(________)：場(chǎng)所(chǎnɡsuǒ)是__________。在此過(guò)程中，1個(gè)________分子被分解成2個(gè)含3個(gè)碳原子的化合物分子,釋放少量能量,形成少量______。氧細(xì)胞(xìbāo)溶膠線粒體線粒體C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O＋能量(néngliàng)糖酵解細(xì)胞溶膠葡萄糖ATP第四頁(yè)，共47頁(yè)。(2)第二階段(____________)：場(chǎng)所是_________________。2個(gè)丙酮酸被分解，形成6個(gè)______，釋放(shìfàng)出少量能量，形成少量______。(3)第三階段(____________)：場(chǎng)所是線粒體內(nèi)膜。特殊的分子所攜帶的氫和電子傳遞給______，形成水，產(chǎn)生______的ATP。檸檬酸循環(huán)(xúnhuán)線粒體基質(zhì)(jīzhì)和嵴CO2ATP電子傳遞鏈氧大量第五頁(yè)，共47頁(yè)。想一想在檸檬酸循環(huán)中已有徹底氧化產(chǎn)物CO2產(chǎn)生，為什么ATP生成還是少量的？提示(tíshì)：大量的能量貯存在NADH和FADH2中。第六頁(yè)，共47頁(yè)。三、厭氧呼吸1．條件：______。2．場(chǎng)所：____________。3．過(guò)程(1)糖酵解：與需氧呼吸的第一階段一樣(yīyàng)。(2)丙酮酸在不同酶的催化下，形成不同的產(chǎn)物，如______或____________。無(wú)氧細(xì)胞(xìbāo)溶膠乳酸(rǔsuān)乙醇和CO2第七頁(yè)，共47頁(yè)。4．類型(lèixíng)(1)產(chǎn)乳酸的厭氧呼吸：①反應(yīng)式：______________________________________。②生物類型(lèixíng)：動(dòng)物細(xì)胞、某些植物細(xì)胞、____________等。③微生物的厭氧呼吸也稱為_(kāi)______。乳酸細(xì)菌的厭氧呼吸被稱為_(kāi)___________。C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C3H6O3＋2ATP乳酸(rǔsuān)細(xì)菌發(fā)酵(fājiào)乳酸發(fā)酵第八頁(yè)，共47頁(yè)。(2)產(chǎn)乙醇的厭氧呼吸：①反應(yīng)式：_______________________________

________________。②生物類型：某些植物細(xì)胞、________等。③酵母菌在環(huán)境氧氣濃度(nóngdù)高時(shí)可進(jìn)行需氧呼吸,在環(huán)境氧氣濃度(nóngdù)低時(shí)可進(jìn)行厭氧呼吸。酵母菌的厭氧呼吸被稱為_(kāi)___________。C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C2H5OH＋2CO2＋2ATP酵母菌乙醇(yǐchún)發(fā)酵第九頁(yè)，共47頁(yè)。判一判(1)厭氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解(fēnjiě)不屬于氧化反應(yīng)。(×)(2)水果貯存在完全無(wú)氧的環(huán)境中，可將損失減少到最低程度。(×)(3)人體細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2主要來(lái)自需氧呼吸。(×)第十頁(yè)，共47頁(yè)。要點(diǎn)突破講練互動(dòng)要點(diǎn)一需氧呼吸和厭氧呼吸要點(diǎn)突破1．需氧呼吸(hūxī)過(guò)程圖解第十一頁(yè)，共47頁(yè)。2．需氧呼吸(hūxī)三個(gè)階段的比較過(guò)程糖酵解檸檬酸循環(huán)電子傳遞鏈場(chǎng)所細(xì)胞溶膠線粒體基質(zhì)和嵴線粒體內(nèi)膜反應(yīng)物葡萄糖丙酮酸、H2O[H]、O2生成物丙酮酸[H]、ATPCO2、ATP、[H]H2O、ATP能量少量(2ATP)少量(2ATP)大量(26ATP)第十二頁(yè)，共47頁(yè)。3．需氧呼吸(hūxī)與厭氧呼吸(hūxī)的比較類型需氧呼吸厭氧呼吸不同點(diǎn)反應(yīng)條件需要O2、酶和適宜的溫度不需要O2，需要酶和適宜的溫度呼吸場(chǎng)所第一階段在細(xì)胞溶膠中，第二、三階段在線粒體內(nèi)全過(guò)程都在細(xì)胞溶膠中分解產(chǎn)物CO2和H2O乳酸或酒精和CO2第十三頁(yè)，共47頁(yè)。類型需氧呼吸厭氧呼吸不同點(diǎn)釋放能量大量少量特點(diǎn)有機(jī)物徹底分解，能量完全釋放有機(jī)物沒(méi)有徹底分解，能量沒(méi)完全釋放相互聯(lián)系其實(shí)質(zhì)都是分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生命活動(dòng)需要；第一階段(從葡萄糖到丙酮酸)完全相同第十四頁(yè)，共47頁(yè)。特別提醒(1)需氧呼吸和厭氧呼吸的公共途徑是細(xì)胞呼吸的第一階段；都在活細(xì)胞內(nèi)，其本質(zhì)都是有機(jī)物氧化分解釋放能量的過(guò)程。雖然厭氧呼吸不需要氧氣，但該過(guò)程也是氧化分解。(2)需氧呼吸過(guò)程中H2O既是反應(yīng)物(第二階段利用)，又是生成(shēnɡchénɡ)物(第三階段生成(shēnɡchénɡ))，且生成(shēnɡchénɡ)的H2O中的氧全部來(lái)源于O2。第十五頁(yè)，共47頁(yè)。(3)有H2O生成一定是需氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸發(fā)酵。(4)厭氧呼吸只釋放少量能量，其余的能量?jī)?chǔ)存在分解不徹底的氧化(yǎnghuà)產(chǎn)物——酒精或乳酸中。第十六頁(yè)，共47頁(yè)。(2012·杭州高二期中考試(qīzhōnɡkǎoshì))下圖是需氧呼吸過(guò)程圖解，請(qǐng)依據(jù)圖回答：例1第十七頁(yè)，共47頁(yè)。(1)依次寫(xiě)出長(zhǎng)方框內(nèi)①②③所代表的物質(zhì)：__________，________，________。(2)需氧呼吸的主要場(chǎng)所是________，在該場(chǎng)所產(chǎn)生的最終產(chǎn)物是________。需氧呼吸的反應(yīng)式可以寫(xiě)成___________________________。(3)從圖可知，需氧呼吸可分為三個(gè)階段(jiēduàn)，其中產(chǎn)能最多的是________階段(jiēduàn)，場(chǎng)所為_(kāi)______。(4)如果無(wú)氧氣供應(yīng)，酵母菌細(xì)胞內(nèi)C6H12O6的分解產(chǎn)物是__________________，反應(yīng)的場(chǎng)所是___________。該反應(yīng)式可以寫(xiě)成_________。第十八頁(yè)，共47頁(yè)。【思路點(diǎn)撥】本題考查需氧呼吸(hūxī)和厭氧呼吸(hūxī)的有關(guān)問(wèn)題。要從以下“五不同”和“兩同”來(lái)把握二者的關(guān)系：(1)兩種呼吸(hūxī)方式的反應(yīng)場(chǎng)所、反應(yīng)條件、產(chǎn)物生成、底物分解程度和能量釋放特點(diǎn)等方面不同；(2)兩種呼吸(hūxī)方式的第一階段、呼吸(hūxī)實(shí)質(zhì)是相同的。第十九頁(yè)，共47頁(yè)?！窘馕觥繐?jù)圖解分析(fēnxī)，①是第一階段(糖酵解)的產(chǎn)物：丙酮酸，②是第三階段(電子傳遞鏈)的產(chǎn)物：H2O，③是第二階段(檸檬酸循環(huán))的產(chǎn)物：CO2。圖中[H]代表的是NADH等。需氧呼吸的第二、第三階段都在線粒體內(nèi)完成，故線粒體是需氧呼吸的主要場(chǎng)所；需氧呼吸的最終產(chǎn)物有CO2、H2O、ATP。需氧呼吸的第三階段(電子傳遞鏈)發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上,產(chǎn)能最多。酵母菌的厭氧呼吸叫乙醇發(fā)酵,發(fā)生在酵母菌的細(xì)胞溶膠內(nèi)，產(chǎn)物有CO2、乙醇、ATP。第二十頁(yè)，共47頁(yè)。第二十一頁(yè)，共47頁(yè)。【探規(guī)尋律】(1)葡萄糖等有機(jī)物中的能量是穩(wěn)定的化學(xué)能，不能被細(xì)胞各項(xiàng)生命活動(dòng)直接利用(lìyòng)，只能通過(guò)細(xì)胞呼吸將其氧化分解,釋放的能量被ADP捕獲生成ATP，ATP才是各項(xiàng)生命活動(dòng)的直接能源。細(xì)胞呼吸是生物體內(nèi)最大最重要的放能反應(yīng)。第二十二頁(yè)，共47頁(yè)。(2)需氧呼吸和厭氧呼吸的第一階段完全一樣,都是糖酵解，前者(qiánzhě)脫下的氫形成NADH進(jìn)入線粒體，參與電子傳遞鏈，而后者生成的NADH,去還原厭氧呼吸第二階段的丙酮酸或乙醛。(3)相同呼吸底物、不同呼吸類型和代謝產(chǎn)物的直接原因是催化反應(yīng)的酶的不同，其根本原因是不同生物體內(nèi)基因的不同。(4)厭氧呼吸只在第一階段生成ATP，需氧呼吸三個(gè)階段都生成ATP。第二十三頁(yè)，共47頁(yè)。變式訓(xùn)練關(guān)于需氧呼吸(hūxī)的過(guò)程,以下敘述正確的是()A．全過(guò)程必須有氧參與，并且始終在線粒體中進(jìn)行B．第一階段是葡萄糖分解成丙酮酸，產(chǎn)生大量的[H]和ATPC．第二階段是丙酮酸分解成CO2和H2O，產(chǎn)生少量的ATPD．第三階段是[H]和氧結(jié)合產(chǎn)生水，同時(shí)生成大量的ATP第二十四頁(yè)，共47頁(yè)。解析：選D。需氧呼吸第一階段在細(xì)胞溶膠中進(jìn)行，葡萄糖分解成丙酮酸，只產(chǎn)生少量的[H]和ATP；第二階段在線粒體基質(zhì)(jīzhì)中進(jìn)行，丙酮酸和水被徹底分解成CO2，產(chǎn)生大量的[H]和少量的ATP；第三階段在線粒體內(nèi)膜上進(jìn)行，[H]和氧結(jié)合產(chǎn)生水，同時(shí)生成大量的ATP。第二十五頁(yè)，共47頁(yè)。要點(diǎn)二影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素1．溫度細(xì)胞呼吸在最適溫度(25℃～35℃)時(shí)最強(qiáng)；超過(guò)最適溫度，呼吸酶活性降低甚至(shènzhì)變性失活，細(xì)胞呼吸受抑制；低于最適溫度,酶活性下降，細(xì)胞呼吸也受抑制。(見(jiàn)右圖)第二十六頁(yè)，共47頁(yè)。生產(chǎn)上常利用這一原理(yuánlǐ)在低溫下儲(chǔ)存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過(guò)程中夜間適當(dāng)降溫，抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，可達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。第二十七頁(yè)，共47頁(yè)。2．氧氣濃度在氧氣濃度為零時(shí)，只進(jìn)行厭氧呼吸；氧氣濃度為10%以下(yǐxià)時(shí)，既進(jìn)行需氧呼吸，又進(jìn)行厭氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時(shí)，只進(jìn)行需氧呼吸。(見(jiàn)下圖)第二十八頁(yè)，共47頁(yè)。生活中常利用降低氧氣濃度來(lái)抑制細(xì)胞呼吸,減少有機(jī)物消耗這一原理來(lái)延長(zhǎng)蔬菜水果的保鮮時(shí)間。但是，在完全無(wú)氧的情況下，厭氧呼吸強(qiáng)，分解的有機(jī)物也較多，不利于蔬菜水果的保質(zhì)(bǎozhì)、保鮮，所以一般采用低氧(如上圖C點(diǎn)對(duì)應(yīng)O2濃度)保存，此時(shí)需氧呼吸較弱，而厭氧呼吸又受到抑制。無(wú)土栽培通入空氣，農(nóng)耕松土等都是為了增加氧氣的含量，加強(qiáng)根部的需氧呼吸，保證能量供應(yīng)，促進(jìn)礦質(zhì)元素的吸收。第二十九頁(yè)，共47頁(yè)。3．二氧化碳濃度CO2是細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的，從化學(xué)平衡角度(jiǎodù)分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降。在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO2濃度較高，抑制細(xì)胞呼吸，使細(xì)胞的代謝水平降低，有利于保存蔬菜水果。(見(jiàn)右圖)第三十頁(yè)，共47頁(yè)。4．含水量細(xì)胞呼吸的各種化學(xué)反應(yīng)都是在水中進(jìn)行的，自由水含量增加，代謝加強(qiáng)。糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于(chǔyú)風(fēng)干狀態(tài)，從而使細(xì)胞呼吸降至最低，以減少有機(jī)物消耗。如果種子含水量過(guò)高，細(xì)胞呼吸加強(qiáng),使貯藏的種子堆中溫度上升，反過(guò)來(lái)又進(jìn)一步促進(jìn)種子的細(xì)胞呼吸，使種子的品質(zhì)變壞。(見(jiàn)右圖)第三十一頁(yè)，共47頁(yè)。例2第三十二頁(yè)，共47頁(yè)。A．氧濃度為a時(shí)，只有(zhǐyǒu)厭氧呼吸B．氧濃度為b時(shí)，厭氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍C．氧濃度為c時(shí)，厭氧呼吸和需氧呼吸都產(chǎn)生丙酮酸D．氧濃度為d時(shí)，為厭氧呼吸消失的臨界點(diǎn)第三十三頁(yè)，共47頁(yè)?！舅悸伏c(diǎn)撥】本題考查O2對(duì)細(xì)胞呼吸方式和強(qiáng)度的影響。題圖實(shí)際上是要點(diǎn)二中曲線圖的變式，要認(rèn)真比較(bǐjiào)兩種圖像。另外，還要把握以下幾點(diǎn)：關(guān)鍵點(diǎn)①根據(jù)細(xì)胞O2吸收量與CO2釋放量不是始終相等,可以判斷出該植物器官存在厭氧呼吸階段,而且是生成酒精和CO2的厭氧呼吸；②分析需氧呼吸和厭氧呼吸的反應(yīng)式，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。第三十四頁(yè)，共47頁(yè)?！窘馕?jiěxī)】據(jù)圖可知，環(huán)境中O2濃度為a時(shí)，O2吸收量是0，說(shuō)明沒(méi)有需氧呼吸，CO2釋放量是10，全部來(lái)自厭氧呼吸CO2的釋放；環(huán)境中O2濃度為b時(shí)，O2吸收量是3，說(shuō)明需氧呼吸強(qiáng)度是3，CO2的釋放量是8，其中的3來(lái)自需氧呼吸，故厭氧呼吸強(qiáng)度是5，共分解葡萄糖的量為0.5＋2.5＝3，即厭氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5(2.5÷0.5)倍；環(huán)境中O2濃度為c時(shí)，O2吸收量是4，說(shuō)明需氧呼吸強(qiáng)第三十五頁(yè)，共47頁(yè)。度是4，CO2的釋放(shìfàng)量是6，其中的4來(lái)自需氧呼吸，故厭氧呼吸強(qiáng)度是2；環(huán)境中O2濃度為d時(shí)，O2吸收量和CO2的釋放(shìfàng)量都是7，只有需氧呼吸，也可能在c濃度之后、d濃度之前,厭氧呼吸就已經(jīng)消失，所以說(shuō)d濃度是臨界點(diǎn)不合適?！敬鸢浮緿第三十六頁(yè)，共47頁(yè)。互動(dòng)探究(1)根據(jù)例2中的柱狀圖能否確定糧食儲(chǔ)藏的最佳O2濃度點(diǎn)？(2)一植物非綠色器官在一定的條件下吸收的O2和釋放(shìfàng)的CO2一樣多，是否能確定它所有的細(xì)胞都在進(jìn)行需氧呼吸？第三十七頁(yè)，共47頁(yè)?！咎崾尽?1)不能。單就這4個(gè)O2濃度點(diǎn)比較,可以認(rèn)為c點(diǎn)是最佳儲(chǔ)糧點(diǎn)，但柱狀圖只展示了部分“濃度點(diǎn)”的情況,不如曲線圖直觀、全面。根據(jù)(gēnjù)要點(diǎn)二中的曲線圖可以判斷C點(diǎn)是最佳儲(chǔ)糧點(diǎn)。(2)不能確定。有些植物器官的部分細(xì)胞在缺氧的條件下，可以進(jìn)行生成乳酸(沒(méi)有氣體生成)的厭氧呼吸,如馬鈴薯的塊莖、玉米的胚、甜菜的塊根等。第三十八頁(yè)，共47頁(yè)。辨析微生物的細(xì)胞呼吸類型(lèixíng)【例題】某課題小組同學(xué)利用下列裝置探究微生物在不同氧氣濃度下的細(xì)胞呼吸方式。易錯(cuò)警示第三十九頁(yè)，共47頁(yè)。(1)取甲、乙兩套該密閉(mìbì)裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)補(bǔ)充下表有關(guān)內(nèi)容：裝置反應(yīng)瓶?jī)?nèi)加入的材料小杯內(nèi)加入的材料測(cè)定值含義甲一定濃度葡萄糖溶液、微生物懸浮液各1mL①

細(xì)胞呼吸O2的消耗量乙②

等量蒸餾水③

第四十頁(yè)，共47頁(yè)。(2)將甲、乙裝置均置于28℃恒溫條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)過(guò)程中微生物保持活性，前三組實(shí)驗(yàn)所用微生物種類相同，第四組實(shí)驗(yàn)的微生物是乳酸菌)，60min后讀數(shù)。請(qǐng)補(bǔ)充(bǔchōng)下表有關(guān)內(nèi)容。第四十一頁(yè)，共47頁(yè)。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果微生物的細(xì)胞呼吸方式組別甲乙第一組液滴向左移動(dòng)液滴不移動(dòng)④

第二組液滴向左移動(dòng)液滴向右移動(dòng)⑤

第三組液滴不移動(dòng)液滴向右移動(dòng)⑥

第四組⑦

⑧

只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的發(fā)酵第四十二頁(yè)，共47頁(yè)?！窘馕觥?1)對(duì)比表中甲、乙錐形瓶中加入的物質(zhì)(wùzhì)即可判斷出：②應(yīng)與甲相同，①是KOH或NaOH，③代表消耗氧氣與產(chǎn)生二氧化碳的差值；(2)第一組：甲液滴向左移動(dòng)，說(shuō)明消耗了氧氣，乙液滴不變說(shuō)明消耗的氧氣和產(chǎn)生