3.4+細(xì)胞呼吸（備好課）【知識(shí)精研+拓展延伸】高一生物課堂（浙科版2019必修1）

第三章

第四節(jié)

細(xì)胞呼吸為細(xì)胞生活提供能量

O2CO2呼吸：人體從周圍環(huán)境吸入空氣，利用其中的O2，呼出CO2，是一個(gè)氣體交換的過程細(xì)胞內(nèi)

+

有機(jī)物O2+水CO2能量氣體交換過程中，呼出的CO2來自于細(xì)胞呼吸，吸入的O2用于細(xì)胞呼吸細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的將糖類等有機(jī)物分解成無機(jī)物或者小分子有機(jī)物，并且釋放能量的過程。細(xì)胞呼吸：需氧呼吸厭氧呼吸類型實(shí)質(zhì)：分解有機(jī)物，釋放能量探究酵母菌的呼吸方式酵母菌：我是一種細(xì)菌，只能在有氧環(huán)境中生存，它和細(xì)菌一樣都無核膜包被的細(xì)胞核，它的細(xì)胞壁成分和植物、細(xì)菌一樣，都是纖維素?？梢杂脕碇谱髅姘z頭等各種酒類。先來驗(yàn)驗(yàn)酵母菌身份的真假真菌可以在有氧與無氧環(huán)境中生活有核膜包被的細(xì)胞核細(xì)胞壁成分和真菌、細(xì)菌不一樣單細(xì)胞真菌兼性厭氧型生物酵母菌新鮮的酵母菌培養(yǎng)液含葡萄糖0.1%溴麝香草酚藍(lán)溶液10%氫氧化鈉溶液植物油5%重鉻酸鉀溶液澄清石灰水探究酵母菌的呼吸方式其他實(shí)驗(yàn)器具藍(lán)色-綠色-黃色澄清石灰水變渾濁橙色-灰綠色吸收空氣中的CO2隔絕空氣，創(chuàng)造無氧環(huán)境K2Cr2O7+3（CH3CH2OH）+4（H2SO4）=Cr2(SO4)3+3（CH3COOH）+K2SO4+7（H2O）組別檢測物質(zhì)使用試劑現(xiàn)象需氧呼吸組CO2酒精厭氧呼吸組CO2酒精酵母菌呼吸方式實(shí)驗(yàn)記錄表實(shí)驗(yàn)器具:P91見課文談?wù)?/p>

實(shí)驗(yàn)思路

先將有關(guān)溶液分別加入錐形瓶中，然后按照如圖所示連接方式將實(shí)驗(yàn)裝置連接在一起。酵母菌培養(yǎng)液，澄清石灰水NaOH,酵母菌培養(yǎng)液，澄清石灰水需氧呼吸厭氧呼吸該如何檢測是否產(chǎn)生酒精？檢測酒精的產(chǎn)生各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入2支干凈的試管中。向試管中分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%~97%)并輕輕振蕩，使它們混合均勻。觀察試管中溶液的顏色變化。（橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。）注意：由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，因此，應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長以耗盡溶液中的葡萄糖。警示:濃硫酸有腐蝕性，向試管中滴加濃硫酸時(shí)要緩慢、小心。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸②酵母菌在有氧條件下進(jìn)行需氧呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水③酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2需氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置厭氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置有同學(xué)認(rèn)為，在需氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中10％的氫氧化鈉溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？1.圖為“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”實(shí)驗(yàn)裝置圖,據(jù)圖分析回答:

(1)A瓶加入的試劑是

,其目的是

。

(2)C瓶和E瓶加入的試劑是

,

其作用是

。

NaOH溶液排除空氣中CO2的干擾澄清的石灰水(或溴麝香草酚藍(lán)溶液)

檢測CO2的產(chǎn)生(3)圖中裝置

(填“有”或“無”)錯(cuò)誤之處。如果有請(qǐng)?jiān)谙鄳?yīng)的圖中加以改正。

(4)D瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后,再連通E瓶,其原因是

。

(5)請(qǐng)寫出連通后D瓶中的反應(yīng)式:

。

有C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量消耗可能存在的氧氣外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴1、場所：主要在線粒體（動(dòng)力車間）2、原料：葡萄糖等有機(jī)物03需氧呼吸的過程03需氧呼吸的過程您的內(nèi)容您的內(nèi)容您的內(nèi)容您的內(nèi)容您的內(nèi)容需氧呼吸的反應(yīng)物和產(chǎn)物有哪些？需氧呼吸的過程分為幾個(gè)階段？細(xì)胞中每氧化1個(gè)葡萄糖分子，可以合成約幾個(gè)ATP分子？這樣的能量利用率高嗎？糖酵解場所：細(xì)胞溶膠C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+少量能量

（丙酮酸）葡萄糖的初步分解（糖酵解）熱能散失2ATP02需氧呼吸的過程絕大部分能量仍儲(chǔ)存在丙酮酸中檸檬酸循環(huán)場所：線粒體基質(zhì)酶6CO2

+20[H]+

少量能量

2C3H4O3+6H2O熱能散失2ATP02需氧呼吸的過程電子傳遞鏈電子傳遞體將[H]所帶的電子進(jìn)行傳遞并釋放出大量的能量供ADP與Pi形成ATP場所：線粒體內(nèi)膜

24[H]+6O212H2O+大量能量酶熱能散失28ATP02需氧呼吸的過程C6H12O62丙酮酸

C3H403酶6CO24[H]能2ATP熱能2ATP熱酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能28ATP熱線粒體細(xì)胞溶膠②①③需氧呼吸三個(gè)階段的比較需氧呼吸場所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段細(xì)胞溶膠葡萄糖丙酮酸、4[H]少量丙酮酸、H2OCO2、20[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜各元素的來龍去脈：C6H12O6+6*O26CO2+6H2*O+能量酶丙酮酸丙酮酸或[H]（1）有機(jī)物被徹底氧化分解發(fā)生在第幾階段？（2）細(xì)胞呼吸過程中吸收的氧氣的用途是？第二階段第三階段與氫結(jié)合生成水思考：（3）下列分別屬于需氧呼吸的第幾階段：①產(chǎn)生CO2的階段（）②產(chǎn)生H2O的階段（）③氧氣參與的階段（）④產(chǎn)生ATP的階段（）⑤產(chǎn)生ATP最多的階段（）二三三三一、二、三物質(zhì)變化：能量變化：有機(jī)物（葡萄糖）→無機(jī)物（CO2+H2O）有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→熱能散失+ATP中活躍的化學(xué)能C6H12O6丙酮酸[H]C2H5OH（酒精）+CO2酶酶C3H6O3（乳酸）酶場所：細(xì)胞溶膠大多數(shù)高等植物能量高等動(dòng)物、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米的胚等）乙醇發(fā)酵乳酸發(fā)酵酵母菌乳酸菌1603厭氧呼吸的過程☆與需氧呼吸第一階段相同葡萄糖的初步分解（糖酵解）C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+

2ATP

（丙酮酸）場所：細(xì)胞溶膠①03厭氧呼吸的過程

指活細(xì)胞在無氧或缺氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物不徹底地氧化分解成為乙醇或乳酸等，同時(shí)釋放較少能量的過程。丙酮酸不徹底分解場所：細(xì)胞溶膠

②乳酸發(fā)酵：

2CH3COCOOH2CH3CHO+2CO22CH3CHO

+4[H]2C2H5OH

酶乙醇發(fā)酵:

蘋果、水稻等絕大多數(shù)高等植物在缺氧時(shí)可進(jìn)行這樣的反應(yīng)；酵母菌在缺氧時(shí)也可進(jìn)行這樣的反應(yīng)。2CH3COCOOH+4[H]

（丙酮酸）2C3H6O3（乳酸）乳酸脫氫酶03厭氧呼吸的過程例：高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等）；高等動(dòng)物和人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)骨胳肌細(xì)胞會(huì)進(jìn)行厭氧呼吸，產(chǎn)生乳酸酶場所：細(xì)胞溶膠

實(shí)例a.高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短時(shí)間的厭氧呼吸，釋放出能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。b.高等動(dòng)物和人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)厭氧呼吸，滿足能量的需要，肌肉酸脹。c.酵母菌在缺氧的條件下，可以將有機(jī)物分解成酒精和二氧化碳，用于釀酒、發(fā)面。d.乳酸菌是厭氧型微生物，可以將有機(jī)物分解成乳酸，用來做酸奶、泡菜。e.蛔蟲沒有線粒體，只能進(jìn)行厭氧呼吸；哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有線粒體，只能進(jìn)行厭氧呼吸。10乳酸會(huì)被運(yùn)至肝臟再生成葡萄糖，此過程消耗能量1、同樣是分解葡萄糖，為何厭氧呼吸只能釋放少量能量？厭氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中2、厭氧呼吸所產(chǎn)生的能量這么少，為什么生物體還要保存這種呼吸方式？需氧型生物在無氧或缺氧的條件下，細(xì)胞利用這種呼吸作用可以快速地利用較多的葡萄糖產(chǎn)生少量的ATP，在短時(shí)間內(nèi)維持生命。厭氧呼吸是一種克服暫時(shí)缺氧的應(yīng)急措施，是為爭取時(shí)間而消耗能量較多的辦法。思考：C6H12O6C2H50H（酒精）+CO2+少量能量丙酮酸C3H6O3（乳酸）+少量能量ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋大量能量有Ｏ２酶無O2酶需氧呼吸與厭氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系：不同點(diǎn)相同點(diǎn)場所條件產(chǎn)物能量聯(lián)系實(shí)質(zhì)需氧呼吸厭氧呼吸細(xì)胞溶膠、線粒體細(xì)胞溶膠需氧氣、需酶不需氧氣、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量，合成32ATP少量，合成2ATP從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同，以后階段不同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP能進(jìn)行需氧呼吸的原核生物：硝化細(xì)菌、藍(lán)藻只能進(jìn)行厭氧呼吸的真核生物：蛔蟲、成熟紅細(xì)胞不同植物呼吸速率不同，如陽生大于陰生植物同一植物在生長發(fā)育不同時(shí)期呼吸速率不同，如生長期高于成熟期同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官（一）內(nèi)部因素：04影響細(xì)胞呼吸的因素04影響細(xì)胞呼吸的因素溫度、O2濃度、CO2濃度、含水量新疆的哈密瓜為什么那么甜？溫度呼吸速率應(yīng)用：（1）貯存水果時(shí)，適當(dāng)降低溫度能延長保存時(shí)間（2）在農(nóng)業(yè)上，夜晚適當(dāng)降低溫度，可以減少細(xì)胞呼吸對(duì)有機(jī)物的消耗（1）溫度（二）外部因素：CO2濃度呼吸速率（2）CO2

密閉的地窖中的生物利用吸收O2，產(chǎn)生CO2抑制細(xì)胞呼吸的原理來保存水果蔬菜等應(yīng)用：增加CO2的濃度保鮮ABDE氧氣濃度二氧化碳釋放量OC厭氧呼吸

需氧呼吸F陰影部分面積表示：厭氧呼吸的強(qiáng)度（3）O2A點(diǎn)：A點(diǎn)到B點(diǎn)：B點(diǎn)到C點(diǎn)：只進(jìn)行厭氧呼吸，釋放較多CO2CO2釋放急劇減少-----氧氣增多，厭氧呼吸受抑制，需氧呼吸還很弱CO2釋放量不斷上升-----氧氣增多，促進(jìn)需氧呼吸應(yīng)用：貯藏水果，最適宜的氧濃度是B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧濃度總呼吸速率

下圖表示大氣中氧的濃度對(duì)植物組織內(nèi)CO2產(chǎn)生的影響，試據(jù)圖回答:(1)A點(diǎn)表示植物組織釋放CO2較多，這些CO2是

的產(chǎn)物。(2)由A到B，CO2的釋放量急劇減少，其原因是

。(3)由B到C，CO2的釋放量又不斷增加，其主要原因是

(4)為了有利于貯藏蔬菜或水果，貯藏室內(nèi)的氧氣應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的哪一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度?

采取這一措施的理由是?。無氧呼吸氧氣增加，無氧呼吸受抑制，有氧呼吸很微弱氧氣充足時(shí)，有氧呼吸加強(qiáng)，釋放CO2量增多。因?yàn)檫@時(shí)有氧呼吸很微弱，無氧呼吸又受到抑制，糖類等有機(jī)物分解得最慢。B點(diǎn)氧（%）CO2釋放的相對(duì)值（4）含水量在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)應(yīng)用：糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使細(xì)胞呼吸速率降至最低，以減少有機(jī)物的消耗16細(xì)胞呼吸的應(yīng)用1、稻田定期排水2、包扎傷口3、酵母菌釀酒4、花盆經(jīng)常松土5、破傷風(fēng)桿菌感染傷口6、提倡慢跑抑制厭氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡選用透氣消毒紗布，抑制細(xì)菌厭氧呼吸先通氣，后密封促進(jìn)根部需氧呼吸，吸收無機(jī)鹽等及時(shí)清洗傷口，以防厭氧呼吸防止劇烈運(yùn)動(dòng)，肌細(xì)胞厭氧呼吸產(chǎn)生乳酸一、相關(guān)計(jì)算消耗等量的葡萄糖時(shí)，厭氧呼吸與需氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為：產(chǎn)生等量的CO2時(shí)，厭氧呼吸與需氧呼吸消耗的葡萄糖摩爾數(shù)之比：產(chǎn)生等量的CO2時(shí)，厭氧呼吸與需氧呼吸產(chǎn)生的ATP摩爾數(shù)之比：消耗等量的葡萄糖時(shí)，厭氧呼吸與需氧呼吸產(chǎn)生的ATP摩爾數(shù)之比：CO2釋放量等于O2吸收量CO2釋放量大于O2吸收量乙醇產(chǎn)生量小于CO2量1:33:11:163:16→需氧呼吸→需氧呼吸和產(chǎn)生乙醇的厭氧呼吸→需氧呼吸和產(chǎn)生乙醇的厭氧呼吸CO2釋放量小于O2吸收量→底物是油脂等消耗等量的葡萄糖時(shí)，需氧呼吸消耗的氧氣與需氧和厭氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之和之比為：3:4不消耗O2，釋放CO2，無CO2釋放乙醇產(chǎn)生量等于CO2量只進(jìn)行厭氧呼吸只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的厭氧呼吸只進(jìn)行產(chǎn)生乙醇的厭氧呼吸拓展點(diǎn)二：細(xì)胞呼吸方式的判定方法裝置1中液滴左移，2中不移，裝置1中液滴不移，2中右移，裝置1中液滴左移，2中右移，說明萌發(fā)的種子只進(jìn)行需氧呼吸或進(jìn)行需氧呼吸和產(chǎn)乳酸的厭氧呼吸說明萌發(fā)的種子只進(jìn)行產(chǎn)乙醇厭氧呼吸說明萌發(fā)的種子既進(jìn)行需氧呼吸又進(jìn)行厭氧呼吸X=O2的消耗量Y=O2的消耗量-CO2的釋放量單位時(shí)間內(nèi)液滴左移的體積即呼吸速率裝置1中液滴不移，2中不移，說明萌發(fā)的種子只進(jìn)行產(chǎn)乳酸厭氧呼吸下圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d時(shí),CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是A．氧濃度為a時(shí)，厭氧呼吸強(qiáng)度最弱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)，厭氧呼吸最弱D．氧濃度為d時(shí)，需氧呼吸強(qiáng)度與厭氧呼吸強(qiáng)度相等B10下圖表示的是某植物的非綠色器官呼吸時(shí)O2的吸收量和CO2的釋放量之間的相互關(guān)系，其中線段XY=YZ，則在氧濃度為a時(shí)A．需氧呼吸比厭氧呼吸消耗的有機(jī)物多B．需氧呼吸比厭氧呼吸釋放的能量多C．需氧呼吸比厭氧呼吸釋放的二氧化碳多D．需氧呼吸和厭氧呼吸釋放的能量相等B

1、如圖裝置玻璃管中紅色液滴是否會(huì)移動(dòng)，如何移動(dòng)，為什么？不移動(dòng)細(xì)胞呼吸消耗的氧氣與釋放的二氧化碳體積相等NaOH溶液2、如圖裝置（外界條件恒定），玻璃管中紅色液滴是否會(huì)移動(dòng)，如何移動(dòng)？為什么？開始不移動(dòng)，一段時(shí)間后向右移動(dòng)酵母菌是兼性厭氧生物酵母菌培養(yǎng)液05細(xì)胞呼吸是細(xì)胞代謝的核心1.分解代謝主要利用糖類作為呼吸過程中能量的來源，人和動(dòng)物的細(xì)胞也可利用脂肪和蛋白質(zhì)作為能源。糖類、脂肪和蛋白質(zhì)這三類物質(zhì)的水解產(chǎn)物——單糖、甘油和脂肪酸以及氨