生物呼吸作用

1、卓越教育集团高四学校卓越教育集团高四学校2014届届“学前突破班学前突破班” 第六讲第六讲 知识梳理：知识梳理： 一、有氧呼吸一、有氧呼吸 细胞质基质细胞质基质 C6H12O62丙酮酸丙酮酸+4H 线粒体基质线粒体基质 2丙酮酸丙酮酸+6H2O6C2O+20H 线粒体内膜线粒体内膜 24H+6O2 12H2O 大量大量 2 无氧呼吸无氧呼吸 (1)场所：场所： 。 (2)条件：条件： 和和 。 (3)生成物：生成物： 。 (4)反应式反应式 产物为酒精：产物为酒精： C6H12O6 2C2H5OH2CO2少量能量。少量能量。 产物为乳酸：产物为乳酸： C6H12O6 2C3H6O3少量能量。少

2、量能量。 细胞质基质细胞质基质 无氧无氧 多种酶多种酶 酒精和二氧化碳酒精和二氧化碳或或乳酸乳酸 酶酶 酶酶 考点一、分析比较有氧呼吸与无氧呼吸的过程考点一、分析比较有氧呼吸与无氧呼吸的过程 1、过程图解、过程图解 2、元素转移、元素转移 无氧呼吸第一阶段产生的无氧呼吸第一阶段产生的 用来还原第二阶段丙酮酸 用来还原第二阶段丙酮酸 H 呼吸作用产呼吸作用产 生的能量多生的能量多 数以热能形数以热能形 式散失，其式散失，其 余能量转移余能量转移 到到ATP中中 思考：无氧呼吸思考：无氧呼吸 两个阶段都产生两个阶段都产生 ATP吗吗？有氧呼吸一有氧呼吸一 定需要线粒定需要线粒 体参与吗？体参与吗？

3、 项目项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸 不不 同同 点点 场场 所所 条条 件件 需需O2、酶、酶不需不需O2、需酶、需酶 产产 物物 CO2、H2O 能能 量量 大量大量少量少量 特特 点点 有机物有机物 ，能量，能量 有机物有机物 分解，能量分解，能量 释放释放 相相 同同 点点 联联 系系 葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同 实实 质质 分解分解 ，释放，释放 ，合成，合成ATP 意意 义义 为生物体的各项生命活动提供能量为生物体的各项生命活动提供能量 3 比较有氧呼吸和无氧呼吸比较有氧呼吸和无氧呼吸 细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体细胞质基质细胞质基质

4、 彻底分解彻底分解 完全释放完全释放 没有没有 彻底彻底 没有没有 完全完全 有机物有机物 能量能量 酒精和酒精和CO2或乳酸或乳酸 易错警示易错警示有关细胞呼吸的有关细胞呼吸的4个易错点：个易错点： (1)有有H2O生成的生成的一定一定是有氧呼吸，有是有氧呼吸，有CO2生成的生成的一定不一定不 是是乳酸发酵。乳酸发酵。 (2)不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催 化反应的酶不同，化反应的酶不同，根本原因根本原因在于控制酶合成的在于控制酶合成的基因不同基因不同。 (3)无氧呼吸只释放少量能量，其余能量储存在分解无氧呼吸只释放少量能量，其余能量

5、储存在分解不不 彻底彻底的氧化产物的氧化产物酒精或乳酸中。酒精或乳酸中。 (4)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是水稻等植物长期水淹后烂根的原因是无氧呼吸产生无氧呼吸产生 的酒精对细胞有毒害作用的酒精对细胞有毒害作用。玉米种子烂胚的原因是无氧。玉米种子烂胚的原因是无氧 呼吸产生的呼吸产生的乳酸乳酸对细胞有毒害作用。对细胞有毒害作用。 细胞呼吸类型的判断细胞呼吸类型的判断 在以在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，为呼吸底物的情况下，CO2释放量释放量和和O2 消耗量消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下： 1无无CO2释放时释放时，细胞只进行产生乳酸

6、的无氧呼，细胞只进行产生乳酸的无氧呼 吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马马 铃薯块茎铃薯块茎的无氧呼吸。的无氧呼吸。 2不消耗不消耗O2，但产生，但产生CO2，细胞只进行产生酒精，细胞只进行产生酒精 的无氧呼吸，此种情况下容器内气体体积增大，如酵的无氧呼吸，此种情况下容器内气体体积增大，如酵 母菌的无氧呼吸。母菌的无氧呼吸。 3当当CO2释放量等于释放量等于O2消耗量时消耗量时，细胞只进行有，细胞只进行有 氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若 将将CO2吸收，可引起气体体积减小。吸收

7、，可引起气体体积减小。 4当当CO2释放量大于释放量大于O2消耗量时消耗量时，细胞同时进行，细胞同时进行 产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸，如酵母菌在不同 O2浓度下的细胞呼吸，此种情况下，判断哪种呼浓度下的细胞呼吸，此种情况下，判断哪种呼 吸方式占优势，可分析如下：吸方式占优势，可分析如下： (1)若若VCO2/VO24/3 ,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡 萄糖的速率相等。萄糖的速率相等。 (2)若若VCO2/VO2 4/3，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率 大于有氧呼吸，无氧呼吸占优势。大于有氧呼吸，无氧呼吸占优

8、势。 (3)若若VCO2/VO2 4/3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率 大于无氧呼吸，有氧呼吸占优势大于无氧呼吸，有氧呼吸占优势 3 将含将含酵母菌酵母菌的葡萄糖溶液均分为的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、份，分别置于甲、乙、丙、 丁四种条件下培养，测得丁四种条件下培养，测得CO2和和O2体积变化的相对值如图。下体积变化的相对值如图。下 列叙述正确的是列叙述正确的是 () B乙条件乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖葡萄糖多多 A甲条件下，细胞呼吸的产物除甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2外，还有乳酸外，还有乳酸 C丙条件下，细胞呼

9、吸产生的丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少最少 D丁条件下，产物中的丁条件下，产物中的CO2全部来自全部来自线粒体线粒体 D 呼吸方式？呼吸方式？ 产物？产物？ 4 有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培养液，当通入不同浓度 的氧气时，其产生的酒精和的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示：的量如下表所示： 氧浓度氧浓度(%)abcd 产生产生CO2的量的量30 mol9 mol12.5 mol15 mol 产生酒精的量产生酒精的量0 mol9 mol6.5 mol6 mol 下列叙述错误的是下列叙述错误的是 () A氧浓度为氧浓度为a时时只进行有氧呼

10、吸只进行有氧呼吸 Bb值对应的值对应的氧浓度为零氧浓度为零 C氧浓度为氧浓度为c时，经时，经有氧呼吸有氧呼吸产生的产生的CO2为为6 mol D氧浓度为氧浓度为d时，有时，有1/3的葡萄糖用于的葡萄糖用于酒精发酵酒精发酵 D 考点二、聚焦细胞呼吸的环境因素及应用考点二、聚焦细胞呼吸的环境因素及应用 影响因素影响因素 比较内容比较内容 温度温度氧气浓度氧气浓度水分水分 影响原理影响原理 影响酶活影响酶活 性性 决定呼吸类型决定呼吸类型 和强度和强度 自由水含量自由水含量 较高时呼吸较高时呼吸 旺盛旺盛 坐标曲线坐标曲线 影响因素影响因素 比较内容比较内容 温度温度氧气浓度氧气浓度水分水分 实践应

11、用实践应用 在零上低温下在零上低温下 贮存蔬菜、水贮存蔬菜、水 果；在大棚蔬果；在大棚蔬 菜的栽培过程菜的栽培过程 中，增加昼夜中，增加昼夜 温差以减少有温差以减少有 机物的消耗，机物的消耗， 提高产量提高产量 常利用降低氧常利用降低氧 的浓度抑制细的浓度抑制细 胞呼吸、减少胞呼吸、减少 有机物消耗这有机物消耗这 一原理来延长一原理来延长 蔬菜、水果的蔬菜、水果的 保鲜时间保鲜时间 贮 藏 作 物贮 藏 作 物 种 子 时 ，种 子 时 ， 将 种 子 风将 种 子 风 干 ， 以 减干 ， 以 减 弱 细 胞 呼弱 细 胞 呼 吸 ， 减 少吸 ， 减 少 有 机 物 的有 机 物 的 消耗

12、消耗 思考：思考： 还有什么因素会影响呼吸作用？还有什么因素会影响呼吸作用？ CO2 CO2是细胞呼吸的产是细胞呼吸的产 物，对细胞呼吸有抑物，对细胞呼吸有抑 制作用制作用 在蔬菜、水果保鲜中，在蔬菜、水果保鲜中， 增加增加CO2浓度浓度(或充入或充入N2) 可抑制细胞呼吸，减少可抑制细胞呼吸，减少 有机物消耗有机物消耗 5 如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。如图表示光照、贮藏温度对番茄果实呼吸强度变化的影响。 下列有关叙述中，不正确的是下列有关叙述中，不正确的是 A番茄果实细胞产生番茄果实细胞产生CO2的场所是的场所是线粒体线粒体和和细胞质基质细胞质基质 B光照对番茄果实呼

13、吸的光照对番茄果实呼吸的抑制作用抑制作用8 时比时比15 时更强时更强 C低温、低温、黑暗条件黑暗条件下更有利于贮存番茄果实下更有利于贮存番茄果实 D贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内贮藏温度下降时果实呼吸减弱，可能与细胞内酶活性酶活性降低有降低有 关关 C 如何体现？如何体现？ 技法提炼技法提炼 蔬菜、水果与种子储藏条件的区别蔬菜、水果与种子储藏条件的区别 蔬菜和水果蔬菜和水果应放置在零上低温、应放置在零上低温、湿度适湿度适 中中、低氧的条件下，而、低氧的条件下，而种子种子应储藏在零应储藏在零 上低温、上低温、干燥干燥、低氧条件下，其、低氧条件下，其目的目的都都 是降低呼吸作用，减少有

14、机物的消耗，是降低呼吸作用，减少有机物的消耗， 但但由于水果和蔬菜本身的特点由于水果和蔬菜本身的特点需要一定需要一定 的湿度的湿度才能保持新鲜度，故造成它们在才能保持新鲜度，故造成它们在 储藏条件上的差异储藏条件上的差异 考点三、探究酵母菌细胞呼吸的方式考点三、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1 实验原理实验原理 (1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性 厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生 ，在，在 进行无氧呼吸时能产生进行无氧呼吸时能产生 。 (2)CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚可使澄清的石灰水变混

15、浊，也可使溴麝香草酚 蓝水溶液蓝水溶液 ，根据，根据 据据 ，可以检测，可以检测 酵母菌培养液中酵母菌培养液中CO2的产生情况。的产生情况。 (3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生 化学反应，变成化学反应，变成 。 大量的大量的CO2 酒精和酒精和CO2 由蓝变绿再变黄由蓝变绿再变黄石灰水混浊程度或石灰水混浊程度或 溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短 灰绿色灰绿色 2、实验流程、实验流程 思考思考 (1)通入通入A瓶的空气中不能含有瓶的空气中不能含有CO2的原因是什么？的原因是什么？ (2)B瓶应封口

16、放置一段时间后再连通盛有澄清石灰瓶应封口放置一段时间后再连通盛有澄清石灰 水锥形瓶的原因是什么？水锥形瓶的原因是什么？ 以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混 浊完全是由酵母菌有氧呼吸产生的浊完全是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。所致。 待酵母菌将待酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石 灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的CO2是由是由 无氧呼吸产生的无氧呼吸产生的。 29（16分）分） 某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉 制备燃料

17、制备燃料酒精酒精。他们用酶将木薯淀粉讲解成单糖。查阅资料后，。他们用酶将木薯淀粉讲解成单糖。查阅资料后， 安装的安装的酒精发酵酒精发酵装置、采用的发酵条件如图装置、采用的发酵条件如图12。 （1）向发酵瓶中加入）向发酵瓶中加入5g酵母菌开始试验，酵母菌开始试验，发酵初期发酵初期，通气，通气 阀阀需要偶尔需要偶尔短时间打开短时间打开，并在，并在A通气口处打气，以利于通气口处打气，以利于 _；实验过程中，通气阀；实验过程中，通气阀需要需要偶尔短时间打开偶尔短时间打开， 但目的是但目的是_。 使酵母菌进行有氧呼吸，以使酵母菌进行有氧呼吸，以 便其增值便其增值 排出部分保持装置排出部分保持装置 内气压

18、平衡内气压平衡 2）第）第3天，取出少量发酵液，滴加含有天，取出少量发酵液，滴加含有_的浓硫酸的浓硫酸 溶液来溶液来检测酒精检测酒精。 （3）检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、）检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、 操作正确、发酵温度和操作正确、发酵温度和PH值适宜，但酒精含量（值适宜，但酒精含量（+）比预期低，）比预期低， 我们展开了讨论，认为还有其它影响因素，我们展开了讨论，认为还有其它影响因素， 如如_，请设计试验对此因素进行探究并预测实验结，请设计试验对此因素进行探究并预测实验结 果（用表格形式呈现；用果（用表格形式呈现；用“+”表示酒精量，最高含量为表示酒精

19、量，最高含量为 “+”）。）。 重络酸钾重络酸钾 酵母菌数量酵母菌数量 组别组别加酵母菌种的量加酵母菌种的量三天后酒精含量三天后酒精含量 15g 27g 39g 411g 513 g 结果预测：结果预测：1、如果随着酵母菌种数量增加，酒精含量也增、如果随着酵母菌种数量增加，酒精含量也增 加，加， 则酵母菌数量是影响发酵的因素。则酵母菌数量是影响发酵的因素。 2、如果随着酵母菌种重络酸钾酵母菌数量数量、如果随着酵母菌种重络酸钾酵母菌数量数量 增加，酒精含量没有增加，则酵母菌数量不增加，酒精含量没有增加，则酵母菌数量不 是影响发酵的因素是影响发酵的因素 能力提升能力提升 选用下面对照装置，可以根据

20、红色液滴移动方向来探选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探 究细胞的呼吸类型。究细胞的呼吸类型。 1 实验材料分析实验材料分析 (1)装置一、二中试剂的作用：装置一、二中试剂的作用：NaOH溶液吸收溶液吸收CO2， 清水作为对照清水作为对照。 (2)在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气 体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。 2 实验结果分析实验结果分析 装置一装置一装置二装置二结果结果 红色液滴红色液滴 左移左移 红色液滴红色液滴 不动不动 红色液滴红色液滴 不动不动 红色液滴红色液滴 右移右移 红色液滴红色液滴 左移左移 红色液滴红色液滴 右移右移 只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸 只进行无氧呼吸只进行