浙科版高中生物必修1第三章細胞的代謝第四節(jié)細胞呼吸為細胞生活提供能量課件

高中生物必修1浙科版第四節(jié)細胞呼吸為細胞生活提供能量

1.呼吸:人體從周圍環(huán)境中吸入空氣,利用其中的氧氣,呼出二氧化碳的氣體交換

過程。2.細胞呼吸:在細胞內進行的將糖類等有機物分解成無機物或者小分子有機物,并

且釋放出能量的過程。1|呼吸與細胞呼吸1.探究酵母菌的呼吸方式(1)實驗原理:酵母菌在有氧環(huán)境與無氧環(huán)境中都能生活。不同的氧環(huán)境中,酵母

菌的呼吸方式是不同的,呼吸的產物不同,產生的能量也有差異。(2)實驗試劑①檢測CO2a.澄清的石灰水:CO2可使澄清的石灰水變渾濁。b.溴麝香草酚藍溶液:一種酸堿指示劑,堿性溶液中呈藍色,酸性溶液中呈黃色。

溶液中溶有CO2時,其顏色由藍色變成綠色再變成黃色。②檢測酒精:橙色的重鉻酸鉀溶液,在酸性條件下與酒精發(fā)生化學反應,變成灰綠色。2

|細胞呼吸的本質是糖等有機物的氧化分解2.需氧呼吸(1)過程

第一階段(糖酵解)第二階段第三階段場所細胞溶膠線粒體基質線粒體內膜物質變化1葡萄糖

2丙酮酸+少量[H]丙酮酸+H2O

CO2+[H][H]+O2

H2O產生ATP量少量少量大量(2)總反應式

(3)呼吸速率單位數(shù)量的活體組織在單位時間內消耗的氧氣量或釋放的二氧化碳量。3.厭氧呼吸(1)場所:細胞溶膠。(2)過程

(3)注意:人體肌肉細胞進行厭氧呼吸產生的乳酸則被運至肝臟再生成葡萄糖。

肌肉細胞進行厭氧呼吸是一種克服暫時缺氧的應急措施。1.分解代謝和合成代謝都與細胞呼吸有著密切的關系。2.細胞分解代謝主要利用糖類作為呼吸過程中能量的來源,人和動物的細胞也可

利用脂肪和蛋白質作為能源。3.細胞合成代謝的產物是細胞生活、生長和修復損傷所需要的物質。細胞呼吸

一方面為這些合成反應提供能量(ATP),另一方面為合成反應提供碳骨架。細胞

內有機物的生物合成也以細胞呼吸為中心。3細胞呼吸是細胞代謝的核心判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“?”。1.酵母菌在進行厭氧呼吸時,1分子葡萄糖中的能量與2分子丙酮酸中的能量不

等。(

)知識辨析提示:1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸過程中,會釋放出少量的能量,所以1

分子葡萄糖中的能量與2分子丙酮酸中的能量不相等?！?.從需氧呼吸三個階段的反應過程可以看出,需氧呼吸中真正需氧的是第三階

段。(

)提示:第三階段氧氣與[H]結合形成水?！?.人在氧氣不足的情況下跑步,體內消耗O2與釋放CO2之比會小于1。

(

)?提示:人體細胞厭氧呼吸不消耗氧氣,也不產生二氧化碳,人在氧氣不足的情況

下跑步,體內消耗O2與釋放CO2之比仍是1∶1。4.細胞呼吸第一階段都在細胞溶膠中進行,第二、三階段都在線粒體中進行。

(

)?提示:細胞呼吸包括需氧呼吸和厭氧呼吸,厭氧呼吸兩個階段均在細胞溶膠中

進行。5.人體肌肉細胞厭氧呼吸所產生的乳酸被運至腎臟再生成葡萄糖。

(

)?提示:人體肌肉細胞可以靠厭氧呼吸維持短時間的活動,所產生的乳酸則被運

至肝臟再生成葡萄糖。1.需氧呼吸中氧元素的轉移途徑1細胞呼吸過程由反應式可知,生成物H2O中的氧元素全部來自O2,CO2中的氧元素來自C6H12

O6和H2O。2.細胞呼吸中的能量轉化(1)需氧呼吸

(2)厭氧呼吸3.需氧呼吸與厭氧呼吸的比較項目需氧呼吸厭氧呼吸場所細胞溶膠和線粒體細胞溶膠條件O2、酶酶產物CO2、H2O乙醇和CO2或乳酸能量大量(三個階段均有能量產生)少量(只有第一階段產生能量)特點有機物徹底分解,能量完全釋放有機物不完全分解,大部分能量儲存在酒精或乳酸中聯(lián)系第一階段完全相同實質分解有機物,釋放能量,合成ATP意義細胞呼吸是細胞代謝的核心4.有關細胞呼吸過程的幾個易錯點(1)真核生物細胞并非都能進行需氧呼吸,如蛔蟲成蟲細胞、哺乳動物成熟的紅

細胞只能進行厭氧呼吸。(2)原核生物無線粒體,但有些原核生物仍可進行需氧呼吸,如藍細菌等,因為其細

胞中含有與需氧呼吸有關的酶。(3)相比需氧呼吸,厭氧呼吸對葡萄糖有著更快的利用速率。(4)厭氧呼吸并不是一定在無氧條件下發(fā)生,在低氧環(huán)境下也可以發(fā)生。(5)人和某些動物骨骼肌細胞進行厭氧呼吸產生的乳酸能夠運至肝臟再生成葡萄

糖,但這是一種吸能反應,需要消耗能量。(6)水稻等植物長期水淹后爛根的原因是根細胞厭氧呼吸產生的酒精對細胞有毒

害作用;玉米種子爛胚的原因是胚進行厭氧呼吸產生的乳酸對細胞有毒害作用。

典例下圖中①②代表需氧呼吸場所,甲代表有關物質,下列相關敘述不正確的是

(

)C6H12O6

①

甲

②

CO2A.①中產生的氫的載體是NADHB.②中能產生大量ATPC.①中所含的與細胞呼吸有關的酶在乳酸菌中也有D.甲被水解產生CO2的過程也可在②外進行B解析

①是進行需氧呼吸第一階段的場所,需氧呼吸第一階段產生[H],這里的[H]

是還原型輔酶Ⅰ(NADH),A正確;②是進行需氧呼吸第二階段的場所,這一階段產

生少量ATP,B錯誤;①是進行需氧呼吸第一階段的場所,也是進行厭氧呼吸第一階

段的場所,乳酸菌是厭氧菌,①中所含的與細胞呼吸有關的酶在乳酸菌中也有,C

正確;進行需氧呼吸的原核生物無線粒體,丙酮酸在細胞溶膠中產生CO2,D正確。呼吸商(RQ)又稱呼吸系數(shù),是表示呼吸底物的性質和氧氣供應狀態(tài)的一個指

標,常用生物體在同一時間內釋放CO2和吸收O2的體積之比或物質的量之比表

示。生物體內,糖類、脂肪和蛋白質都能氧化分解供能,但供能順序不同,只有糖

類和脂肪嚴重不足時,才會出現(xiàn)蛋白質供能。一旦出現(xiàn)蛋白質供能,意味著生物

體面臨嚴重病變甚至死亡,因此通常情況所測定的呼吸商為糖類和脂肪的呼吸

商。葡萄糖、脂肪和蛋白質的呼吸商如圖所示。2探究酵母菌細胞呼吸的方式問題1若測得酵母菌的呼吸商為0.9,試解釋其原因。提示

酵母菌細胞呼吸底物除葡萄糖外還有脂肪。問題2若葡萄糖充足,如何依據(jù)呼吸商判斷酵母菌細胞呼吸的方式?提示

若呼吸商為1,則酵母菌只進行需氧呼吸;若呼吸商大于1,則酵母菌同時進行需氧呼吸和厭氧呼吸。問題3結合所學知識,試解釋脂肪的呼吸商小于糖類的原因。提示

與糖類相比,同質量的脂肪中H含量較多,而O含量較少,需氧呼吸過程中消耗氧氣較多,因此脂肪的呼吸商小于糖類。1.利用物質變化探究細胞呼吸方式(以葡萄糖為呼吸底物)2.利用實驗裝置探究某生物的細胞呼吸方式

欲確認某生物的呼吸類型,應設置兩套呼吸裝置,如圖所示(以活的發(fā)芽種子

為例,以葡萄糖為呼吸底物)。(1)實驗結果預測和結論①若裝置一的著色液滴和裝置二的著色液滴均不動,則只進行產生乳酸的厭氧呼

吸。②若裝置一的著色液滴不動,裝置二的著色液滴右移,則只進行產生酒精的厭氧

呼吸。③若裝置一的著色液滴左移,裝置二的著色液滴右移,則同時進行需氧呼吸和產

生酒精的厭氧呼吸。④若裝置一的著色液滴左移,裝置二的著色液滴不動,則只進行需氧呼吸或同時

進行需氧呼吸和產生乳酸的厭氧呼吸。(2)物理誤差的校正:為了使實驗結果精確,除減少無關變量的干擾外,還應設置對

照裝置。對照裝置與裝置二相比,不同點是用死的發(fā)芽種子代替活的發(fā)芽種子,

其余均相同。

典例如圖是探究有活性的水稻種子呼吸作用的裝置,下列敘述正確的是

(

)

A.將種子浸透的作用是增加種子細胞中結合水的含量,從而增強種子的代謝作用B.實驗開始時,紅色小液滴位于0點,在其他條件適宜的情況下,一段時間后,紅色

小液滴將向右移動C.小液滴停止移動后,種子的呼吸方式是需氧呼吸D.為確保紅色小液滴的移動僅由種子的生理活動引起,需另設放置煮熟種子的對

照實驗裝置D思路點撥廣口瓶中的KOH溶液可以吸收呼吸作用釋放的二氧化碳,故液滴是否移動

取決于是否消耗氧氣。解析

將種子浸透的作用是增加種子細胞中游離的水的含量,從而增強種子的代

謝作用,提高其呼吸作用強度,A錯誤;實驗開始時,紅色小液滴位于0點,在其他條

件適宜的情況下,一段時間后,由于種子呼吸會消耗氧氣,故紅色小液滴將向左移

動,B錯誤;小液滴停止移動,說明種子不再消耗氧氣,之后種子的呼吸方式是厭氧

呼吸,C錯誤;為確保紅色小液滴的移動僅由種子的生理活動引起,需另設放置煮

熟種子的對照實驗裝置,觀察小液滴是否移動,D正確。果蔬的保鮮儲藏是果蔬生產過程的重要環(huán)節(jié)。果蔬儲藏的方法較多,大多數(shù)

是在低溫條件下調節(jié)儲藏環(huán)境中的氣體成分,使之達到適于果蔬儲藏的氣體指

標,從而得到更好的儲藏效果。窖藏是眾多果蔬儲藏方法中的一種,是將果蔬放在儲藏窖中保存。儲藏窖的

種類很多,在山西、陜西、河南等地有窖洞,四川南充等地儲藏柑橘有井窖等。

這些窖多是根據(jù)當?shù)刈匀?、地理條件的特點建造的,它既能利用穩(wěn)定的土溫,又

可以利用簡單的通風設備來調節(jié)和控制窖內的溫度、氣體成分。3影響細胞呼吸的環(huán)境因素問題1儲藏窖中的溫度能不能低于0℃?為什么?提示

不能,溫度低于0℃,會使果蔬凍傷,達不到保鮮儲藏的目的。問題2儲藏窖的氣體中氧氣濃度是否越低越好?說出你的理由。提示

氧氣濃度不是越低越好,氧氣濃度很低時,果蔬厭氧呼吸作用增強,有機物大量分解,不利于果蔬儲藏。問題3

除環(huán)境因素影響細胞呼吸外,還有哪些內部因素也影響呼吸作用?試舉

例。提示

內部因素內容舉例遺傳特性不同種類的植物呼吸速率不同一般旱生植物呼吸速率低于水生植物,陰生植物呼吸速率低于陽生植物生長發(fā)育時期同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同一般在幼苗期呼吸速率高,成熟

期呼吸速率低器官類型同一種植物的不同器官呼吸速率不同一般生殖器官呼吸速率高于營養(yǎng)器官1.溫度、CO2濃度及含水量對呼吸速率的影響因素原因曲線應用溫度通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率

a.在零上低溫下儲藏蔬

菜、水果;b.溫室中栽培蔬菜時,夜間適當降低溫度,可減弱細胞呼吸,減少有機物的消耗,提高蔬菜的產量CO2濃度CO2是細胞呼吸的產物,隨著CO2濃度的增大,CO2對細胞呼吸的抑制作用增強

糧食、水果儲藏時,適當增大CO2濃度可以抑制細胞呼吸,減少有機物的消耗含水量水既是反應物,又是生成物。在一定范圍內,細胞呼吸隨細胞含水量的增加而加快,超過一定范圍,細胞呼吸會受到抑制—a.種子浸泡,有利于萌發(fā);b.種子曬干,有利于儲藏2.氧濃度對呼吸速率的影響

(1)分析圖甲①氧氣作為需氧呼吸的原料,可同時影響需氧呼吸和厭氧呼吸的速率。②圖甲中O2濃度為0時細胞只進行厭氧呼吸,隨O2濃度升高,需氧呼吸逐漸增強,厭氧呼吸逐漸減弱。③當O2濃度為0~10%時,細胞既進行需氧呼吸又進行厭氧呼吸;O2濃度大于10%

時,細胞只進行需氧呼吸。(2)分析圖乙①需氧呼吸O2吸收量等于CO2釋放量。②圖中R點為兩種呼吸CO2釋放總量的最低點,此時細胞呼吸消耗的有機物最少,

最適合儲存種子或果實。③AB段長度=BC段長度,說明此時需氧呼吸與厭氧呼吸CO2釋放量相等,則此時

需氧呼吸消耗的葡萄糖量應為厭氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。

典例東戴河周圍果園密布,秋季水果豐收,果農將水果儲藏于冷庫中,儲藏時間可以達到5個月。某研究小組探究一定溫度條件下,氧氣濃度變化對綠葡萄細

胞呼吸的影響,結果如圖所示。據(jù)圖分析正確的是

(

)

CA.C點時,細胞只進行需氧呼吸,釋放的能量大部分儲存在ATP中B.B點時細胞呼吸產生二氧化碳的場所是線粒體基質和細胞溶膠C.儲藏綠葡萄時,宜選擇R點對應的氧氣濃度,儲藏時間會更長D.C點以后限制氧氣吸收量的外部因素可能是溫度、酶等解析C點時,O2吸收量=CO2釋放量,細胞只進行需氧呼吸,但需氧呼吸釋放的能

量大部分以熱能形式散失,只有少部分儲存在ATP中,A錯誤;B點O2吸收量=CO2釋

放量,故細胞只進行需氧呼吸,需氧呼吸過程只在線粒體基質中產生CO2,B錯誤;R

點對應的氧氣濃度下,細胞CO2釋放量最少,消耗的有機物最少,因此R點對應的氧

氣濃度可使綠葡萄儲存的時間會更長,C正確;酶屬于限制需氧呼吸的內部因素,D

錯誤。4細胞呼吸的應用舉例與原因分析應用舉例原因分析去除作物變黃的葉片減少有機物的消耗以提高作物產量無土栽培通入空氣,農耕松土增加氧氣的含量,加強根部的需氧呼吸,保證能量

供應,促進礦質元素的吸收零上低溫、低氧、適宜濕度用于蔬果保鮮降低氧氣濃度能抑制細胞呼吸,減少有機物消耗;

低溫使呼吸酶活性下降