高中生物人教必修一同步輔導與檢測ATP的主要來源-細胞呼吸

高中生物人教必修一同步輔導與檢測ATP的主要來源——細胞呼吸第1頁/共65頁第2頁/共65頁1．說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能。2．說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。3．說明細胞呼吸的原理，并探討其在生產(chǎn)和生活中的應用。4．進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。第3頁/共65頁第4頁/共65頁知識清單細胞呼吸的概念及類型1．概念：細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的________，生成________和其他產(chǎn)物，釋放出________并生成ATP的過程。2．類型：細胞呼吸可分為________和________兩種類型。兩種類型的細胞呼吸都可產(chǎn)生細胞的能量“通貨”——______。影響細胞呼吸的條件有________________等。1．氧化分解二氧化碳能量2．無氧呼吸有氧呼吸ATP

溫度、CO2濃度、O2濃度第5頁/共65頁綜合拓展細胞呼吸的概念及場所(1)概念：細胞呼吸就是指細胞內(nèi)的呼吸作用。呼吸作用是生物體重要的生命活動，因為生物體在整個生命活動過程中都要消耗能量，而這些能量就來自細胞的呼吸作用。呼吸作用不是宏觀的氣體交換過程，而是發(fā)生在每一個活細胞中的有機物的氧化分解、能量釋放并且生成高能化合物ATP的過程。糖類、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物都富含能量，它們只有在被氧化成更為簡單的有機物或者是被徹底氧化為水和二氧化碳時，才能部分或者全部地把儲存的能量釋放出來。釋放出來的能量一部分以熱能的形式散失或維持體溫，更重要的是有部分能量儲存在ATP分子的高能磷酸鍵中，從而成為用于各種生命活動的“能量貨幣”。第6頁/共65頁(2)呼吸作用的場所：主要是線粒體，還有細胞質(zhì)基質(zhì)。(3)線粒體的結(jié)構(gòu)：雙膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴(增大了內(nèi)膜的面積)，嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)，內(nèi)膜和基質(zhì)中都含有許多與呼吸作用有關(guān)的酶。第7頁/共65頁嘗試應用1．下列關(guān)于細胞呼吸的說法中，不正確的是(

)A．細胞呼吸實際上是在細胞內(nèi)進行有機物分解，釋放能量的過程B．細胞呼吸實際上就是細胞與環(huán)境間的氣體交換C．細胞呼吸是細胞內(nèi)有機物“緩慢燃燒”的過程D．細胞呼吸是細胞中有機物的一系列氧化分解過程B第8頁/共65頁2．有氧呼吸和無氧呼吸的實質(zhì)是(

)A．生物體與外界進行氣體交換B．生物體進行能量的轉(zhuǎn)移和利用C．進行ADP與ATP的轉(zhuǎn)換D．分解有機物和能量的釋放D第9頁/共65頁知識清單探究酵母菌細胞呼吸的方式配制酵母菌培養(yǎng)液：取20g新鮮的________，分成兩等份，分別放入等體積的錐形瓶A(500mL)和錐形瓶B(500mL)中。再分別向瓶中注入240mL質(zhì)量分數(shù)為5%的_____食用酵母菌葡萄糖溶液

第10頁/共65頁組裝實驗裝置

(1)NaOH溶液石灰水(2)石灰水

第11頁/共65頁觀察CO2的產(chǎn)生：觀察記錄石灰水變混濁情況檢測酒精的產(chǎn)生①酵母菌培養(yǎng)液②溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液③顏色第12頁/共65頁實驗現(xiàn)象分析甲組澄清石灰水先變混濁且混濁程度高酵母菌在有氧時放出CO2多，且速度快1號試管還是橙色，2號試管由橙色變灰綠色酵母菌有氧時不產(chǎn)生酒精，無氧時產(chǎn)生酒精實驗現(xiàn)象及分析實驗結(jié)論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生________；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生________，還產(chǎn)生少量的________。大量的CO2和水酒精CO2

第13頁/共65頁綜合拓展探究酵母菌細胞呼吸的方式(1)控制實驗變量。該實驗的變量是有無氧氣。圖A為有氧呼吸，圖B為無氧呼吸。第14頁/共65頁(2)實驗結(jié)果①CO2的放出情況：A、B兩組都有CO2的產(chǎn)生，但A組產(chǎn)生的CO2更多。②酒精產(chǎn)生的情況：A組沒有酒精的產(chǎn)生，B組產(chǎn)生了酒精。(3)實驗結(jié)果所說明的問題①A、B組都有CO2的產(chǎn)生說明了——酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生活。②從CO2產(chǎn)生的多少及有無酒精產(chǎn)生的情況，說明了——酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是一種兼性厭氧型微生物。③從A、B組的產(chǎn)物來看，說明了——酵母菌進行有氧呼吸的產(chǎn)物有CO2(還有水)；無氧呼吸的產(chǎn)物有CO2和酒精。第15頁/共65頁(4)探究酵母菌細胞呼吸的方式中二氧化碳、酒精的檢測方法①CO2的檢測：澄清石灰水(變混濁)或溴麝香草酚藍水溶液(由藍變綠再變黃)。②酒精的檢測：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?？梢杂糜跈z驗司機是否酒后駕車。③對比實驗：設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關(guān)系的實驗。第16頁/共65頁3．下列有關(guān)酵母菌的敘述，錯誤的是(

)A．酵母菌是真核生物，具有核膜圍成的典型細胞核B．酵母菌既可以進行有氧呼吸，也可以進行無氧呼吸C．酵母菌只有在有氧條件下，才可釋放出CO2D．酵母菌只有在無氧條件下，才可產(chǎn)生酒精C嘗試應用第17頁/共65頁4．將動物的肝細胞研磨并除去ATP后，分別放入3只標號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的錐形瓶中，實驗裝置和處理如圖a所示。將實驗用的3只錐形瓶的瓶口密封后，放入20℃水浴鍋中，1小時后的結(jié)果如圖b所示。第18頁/共65頁請根據(jù)實驗結(jié)果回答：(1)實驗中可以看到的明顯變化是______，由此可以推斷______號錐形瓶中發(fā)生了______作用。(2)該實驗的全部結(jié)果說明________________________________________________________________________。第19頁/共65頁答案：(1)Ⅲ號錐形瓶的酒精液滴在玻璃管中向左移動Ⅲ呼吸(有氧呼吸)

(2)肝細胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP第20頁/共65頁知識清單有氧呼吸與無氧呼吸

1．有氧呼吸(1)概念細胞在________的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物________，產(chǎn)生________，釋放________，生成大量________的過程。

(2)過程(1)氧徹底氧化分解CO2和水能量ATP

第21頁/共65頁(2)細胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸＋[H]少量線粒體基質(zhì)丙酮酸＋H2OCO2＋[H]少量線粒體內(nèi)膜[H]＋O2H2O大量第22頁/共65頁綜上所述：①有氧呼吸的主要場所為________，原因是線粒體內(nèi)含有________。②有氧呼吸的總反應式：_______________。(3)特點①必要條件：________參與，________催化。線粒體與有氧呼吸有關(guān)的酶C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量(3)有氧多種酶逐步釋放的徹底氧化分解第23頁/共65頁(4)能量轉(zhuǎn)化1mol葡萄糖徹底氧化分解后，釋放出________的能量，其中1161kJ的能量儲存在________中，其余的以________形式散失掉。2．無氧呼吸(1)場所：________。(2)過程①第一階段葡萄糖

________。(4)2870kJ

ATP熱能2．(1)細胞質(zhì)基質(zhì)(2)少量[H]＋丙酮酸＋少量能量第24頁/共65頁酒精＋CO2

(3)2C3H6O3(乳酸)

2C2H5OH(酒精)CO2第25頁/共65頁(4)能量轉(zhuǎn)化1mol葡萄糖經(jīng)過不徹底氧化分解產(chǎn)生乳酸時，只釋放出________的能量，其中有________的能量儲存在ATP中，其余以________形式散失。(4)196.65kJ

61.08熱能(5)無氧呼吸酒精和CO2乳酸第26頁/共65頁綜合拓展1．有氧呼吸的主要場所：線粒體(如圖所示)。

第27頁/共65頁2．有氧呼吸圖解第28頁/共65頁3．有氧呼吸三個階段的比較階段比較項目第一階段第二階段第三階段場所細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體反應物C6H12O6葡萄糖C3H4O3(丙酮酸)＋H2O[H]＋O2第29頁/共65頁生成物C3H4O3＋[H](丙酮酸)CO2＋[H]H2O形成ATP數(shù)量少量少量大量與氧的關(guān)系無關(guān)無關(guān)需氧物質(zhì)變化有機物→無機物能量變化第30頁/共65頁有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換率大約是40.45%左右，細胞中這種能量轉(zhuǎn)換率是比較高的，因為人類發(fā)明的內(nèi)燃機，其熱能轉(zhuǎn)化率最高也就是在25%左右。第31頁/共65頁有氧呼吸和無氧呼吸的比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同呼吸場所細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)條件需氧氣、酶、適宜溫度不需氧氣，需酶和適宜溫度分解產(chǎn)物徹底；二氧化碳和水不徹底；二氧化碳和酒精或乳酸能量釋放大量能量少量能量產(chǎn)生產(chǎn)生ATP數(shù)目1mol葡萄糖可產(chǎn)生38molATP1mol葡萄糖可產(chǎn)生2molATP第32頁/共65頁項目有氧呼吸無氧呼吸相同本質(zhì)氧化分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動需要過程第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同意義①為生物體的各項生命活動提供能量②為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料第33頁/共65頁嘗試應用5．(多選)在有氧呼吸過程中，進入細胞的氧將(

)A．與氫結(jié)合生成水B．與碳結(jié)合生成二氧化碳C．在線粒體中被消耗D．在線粒體與細胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗AC第34頁/共65頁6．人紅細胞無線粒體但能攜帶氧。紅細胞所需能量的來源主要是利用(

)A．葡萄糖，進行有氧呼吸B．葡萄糖，進行無氧呼吸C．乳酸，進行有氧呼吸D．乳酸，進行無氧呼吸B第35頁/共65頁知識清單細胞呼吸原理的應用

1．包扎傷口時，需要選用______的消毒紗布或松軟的“創(chuàng)可貼”等敷料，其目的是抑制________細菌的無氧呼吸。2．酵母菌釀酒：先通氣，后密封。其原理是先讓酵母菌有氧呼吸，大量______，再無氧呼吸產(chǎn)生______。利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌以及發(fā)酵罐等，在控制通氣的情況下，可以生產(chǎn)各種酒；利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌以及發(fā)酵罐，在控制通氣的情況下，可以生產(chǎn)食醋或味精。1．透氣厭氧

2．繁殖酒精第36頁/共65頁3．花盆經(jīng)常松土：促進根部______呼吸，有利于吸收礦質(zhì)離子等，花盆里的土壤板結(jié)后，空氣不足，會影響根系生長，需要及時松土透氣。4．稻田定期排水：抑制無氧呼吸產(chǎn)生________，防止________，爛根死亡，否則水稻幼根因缺氧而變黑、腐爛。3．有氧4．酒精酒精中毒第37頁/共65頁5．破傷風桿菌感染傷口：須及時清洗傷口，以防無氧呼吸。破傷風由破傷風芽孢桿菌引起，這種病菌只能進行________。皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌就容易大量繁殖。遇到這種情況，需要及時到醫(yī)院治療，如清理傷口、敷藥并注射破傷風抗毒血清。6．提倡慢跑：提倡慢跑等______運動的原因之一，是不致因劇烈運動導致氧不足，而使肌細胞因________呼吸產(chǎn)生大量________。______的大量積累會使肌肉酸脹乏力。5．無氧呼吸6．有氧無氧乳酸乳酸第38頁/共65頁綜合拓展影響細胞呼吸的因素及應用(1)溫度溫度影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸作用隨著溫度的升高而增強，但超過一定的溫度，酶的活性會下降，甚至會變性失活，從而使呼吸作用停止。一般呼吸作用的最適溫度為25°C～35°C。生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當降溫，可降低呼吸作用、減少有機物的消耗，以達到提高產(chǎn)量的目的。溫度對呼吸速率的影響如右上圖所示。第39頁/共65頁(2)氧氣氧氣直接影響呼吸速率和呼吸的性質(zhì)。O2濃度為零時只進行無氧呼吸，O2濃度在10%以下，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；O2濃度在10%以上，只進行有氧呼吸。生產(chǎn)中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間。但是，在完全無氧的情況下，無氧呼吸強，分解的有機物也較多，同時產(chǎn)生酒精，不利于蔬菜、水果的保質(zhì)、保鮮，所以一般采用低氧(5%)保存。此時有氧呼吸較弱，而無氧呼吸又受到抑制。O2濃度對呼吸作用方式及速率的影響可用下圖表示。第40頁/共65頁(3)CO2CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，從化學平衡的角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降(如右圖)，對細胞呼吸有抑制作用。實驗證明，在CO2濃度升高到1%～10%時，呼吸作用明顯被抑制。在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO2濃度高，抑制細胞的呼吸作用，使整個器官的代謝水平降低，有利于保存蔬菜、水果。第41頁/共65頁(4)含水量在一定范圍內(nèi)，呼吸強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱(如下圖)。糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風干狀態(tài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機物的消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用加強，使貯藏的種子堆中的溫度上升，反過來又進一步促進種子的呼吸作用，使種子的品質(zhì)變壞。第42頁/共65頁嘗試應用7．水稻種子催芽時，谷堆太大，水又加多了，結(jié)果爛芽，主要原因是(

)A．腐敗菌繁殖，破壞了種子與幼芽B．體積太大，中心溫度過高C．無氧呼吸產(chǎn)生乳酸的毒害D．無氧呼吸產(chǎn)生酒精的毒害D第43頁/共65頁8．水果放在密封地窖中，可以保存較長時間，地窖中影響水果代謝的原因是(

)A．溫度恒定，水果抗病蟲害能力強B．溫度適宜，水果容易保存C．黑暗無光，不易引起早熟D．CO2濃度增加，抑制水果的呼吸作用D第44頁/共65頁第45頁/共65頁細胞呼吸的實質(zhì)與方式

人體的代謝終產(chǎn)物水和二氧化碳，產(chǎn)生場所是(

)A．組織內(nèi)B．線粒體內(nèi)C．核糖體內(nèi)D．細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)解析：本題考查呼吸作用的主要場所與呼吸作用的產(chǎn)物。人的骨骼肌在暫時缺氧時雖然能進行無氧呼吸，但其產(chǎn)物只有乳酸，所以人體內(nèi)的代謝終產(chǎn)物二氧化碳和水只能是有氧呼吸的產(chǎn)物。根據(jù)有氧呼吸的過程可以知道二氧化碳在第二階段產(chǎn)生，水在第三階段產(chǎn)生。這兩個階段都是在線粒體中完成答案：B第46頁/共65頁名師點睛：根據(jù)細胞呼吸物質(zhì)變化的數(shù)量關(guān)系來判斷細胞呼吸方式的方法(1)依據(jù)O2吸收量和CO2釋放量判斷①不消耗O2，釋放CO2→

只進行無氧呼吸；②O2吸收量＝CO2釋放量→只進行有氧呼吸；③O2吸收量＜CO2釋放量→兩種呼吸方式同時進行，且多余CO2來自無氧呼吸。(2)依據(jù)酒精和CO2生成量判斷①酒精量＝CO2量→只進行無氧呼吸；②酒精量＜CO2量→兩種呼吸方式同時進行，且多余CO2來自有氧呼吸。第47頁/共65頁變式訓練1．種子在浸水和不浸水的情況下，進行呼吸的過程中都產(chǎn)生(

)A．酒精B．磷酸C．丙酮酸D．乳酸C第48頁/共65頁探究酵母菌細胞呼吸的方式

如圖簡單表示了葡萄酒的釀制過程，請據(jù)圖分析：第49頁/共65頁(1)由圖可知，葡萄酒的釀制原理是先通氣使酵母菌進行________呼吸大量繁殖，然后再與空氣隔絕使酵母菌進行________呼吸產(chǎn)生________。(2)為什么發(fā)酵過程要對溫度進行控制？______________________________________。(3)如果乙圖中右側(cè)小試管中裝有澄清石灰水，一段時間后會________。(4)若要檢驗酒精的生成，是否需要補充其他裝置？_______________________________________。第50頁/共65頁解析：釀酒過程就是利用酵母菌的無氧呼吸產(chǎn)生酒精，為了加快發(fā)酵周期往往先提供有氧環(huán)境使酵母菌快速繁殖增加數(shù)量，然后再密閉使酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。為了加快進程還要為酵母菌提供適宜的溫度。酵母菌無氧呼吸除了產(chǎn)生酒精外還產(chǎn)生二氧化碳，可分別用重鉻酸鉀和澄清的石灰水來檢驗。答案：(1)有氧無氧酒精(2)溫度通過影響酶的活性而影響酵母菌的細胞呼吸(3)變渾濁(4)不需要，可在反應之后取酵母菌培養(yǎng)液的濾液，用橙色的重鉻酸鉀的濃硫酸溶液檢驗是否有酒精生成第51頁/共65頁名師點睛：無氧呼吸的生理意義：1.在無氧和缺氧條件下，作為糖分解供能的補充途徑：(1)骨骼肌在劇烈運動時的相對缺氧；(2)從平原進入高原初期；(3)嚴重貧血、大量失血、呼吸障礙、肺及心血管疾患所致缺氧。

2.在有氧條件下，作為某些組織細胞主要的供能途徑：如表皮細胞，紅細胞及視網(wǎng)膜等，由于無線粒體，故只能通過無氧酵解供能。第52頁/共65頁變式訓練2．酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生A摩爾的CO2，人在正常情況下消耗同樣量的葡萄糖，可形成CO2(

)A．1/3A摩爾B．1/12A摩爾C．6A摩爾D．3A摩爾D第53頁/共65頁有氧呼吸的過程

用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O轉(zhuǎn)移的途徑是(

)A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳第54頁/共65頁解析：葡萄糖的有氧呼吸過程可分為三個階段。第一階段是葡萄糖在無氧氣參與的情況下分解為丙酮酸，同時產(chǎn)生少量的[H]和ATP；第二階段是丙酮酸分解成CO2，同時產(chǎn)生大量的[H]和少量ATP；第三階段是第一和第二階段產(chǎn)生的[H]還原從空氣中吸入的氧而生成水，同時產(chǎn)生大量的ATP。從C6H12O6被氧化分解產(chǎn)生H2O和CO2的全過程可以看出，葡萄糖中18O的轉(zhuǎn)移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。答案：D第55頁/共65頁名師點睛：①有氧呼吸過程中H2O既是反應物(第二階段利用)，又是生成物(第三階段生成)，且生成的H2O中的氧全部來源于O2。②水稻等植物長期水淹后爛根的原因：無氧呼吸的產(chǎn)物酒精對細胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因：無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸對細胞有毒害作用。第56頁/共65頁變式訓練3．有人利用小球藻做了下列實驗，開始時各試管中小球藻的數(shù)量相同，請回答：(1)實驗裝置中的生物，具有細胞器膜的是_____________________________________。第57頁/共65頁(2)酵母菌在快速繁殖時，細胞呼吸的總反應式是__________________________。(3)將兩個裝置都同時放在適宜的溫度和光照下培養(yǎng)一段時間，B、C兩試管中小球藻密度更大的是________，為什么？_________________________