5.3用细胞呼吸计算题等解析课件

1、 有氧呼吸与无氧呼吸的比较共同点实质：过程：葡萄糖丙酮酸有氧无氧CO2 + H2O + 能量（大量）C2H5OH+CO2 + 能量（少量） C3H6O3 + 能量（少量） 氧化分解有机物，释放能量都有丙酮酸（中间产物）的生成无氧呼吸没有H2O产生，乳酸发酵没有CO2产生第1页，共34页。有氧呼吸和无氧呼吸的区别比较项目有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所是否需氧物质代谢能量代谢主要在线粒体内细胞质基质必需有氧的参与氧能抑制无氧呼吸将有机物彻底分解成CO2和H2O有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）1mol2870 (kj)1161ATP热能(38mol)葡萄糖1mol葡萄糖196.65（kj）61

2、.08ATP(2mol)热能同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？第2页，共34页。一种生物能否进行有氧呼吸与什么相关？不在于是否有线粒体而在于这种生物体内是否含有与有氧呼吸相关的酶例如：原核生物没有线粒体，但仍然有可能进行有氧呼吸（硝化细菌）场所：细胞质基质个别动物没有线粒体，如寄生在动物肠道内的蛔虫，只能进行无氧呼吸第3页，共34页。细胞呼吸原理的应用破伤风疫苗创可贴植物松土提倡慢跑水稻露、晒田发酵生产 第4页，共34页。 （1）用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。 早期通气促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖 后期密封发酵罐促进酵母菌无氧呼吸，利于

3、产生 酒精 （3）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆 菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。（均为好氧菌） （2）酿 酒时细胞呼吸原理的应用第5页，共34页。（4）土壤松土：促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量（5）稻田定期排水：抑制根细胞无氧呼吸产生酒精，防止根细胞酒精中毒而烂根。（6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。（7）农业生产上通过控制温度、合理密植、适时去除衰老枝叶，减少呼吸消耗，以最大限度地提高产量。工业上利用乳酸菌制作酸奶，泡菜等。 第6页，共34页。制酸奶、泡菜乳酸菌第7页，共34页。 为什么甜苹果放时间长了甜味会变

4、淡，萝卜放久了会空心？呼吸作用过程中：消耗糖类等有机物。第8页，共34页。运用知识，联系生活1、苹果储藏久了为什么会有酒味？苹果无氧呼吸产生酒精2、剧烈运动后为什么会感到肌肉酸痛？由于供氧不足骨骼肌细胞发生无氧呼吸产生乳酸3、为什么低温缺氧的环境下食物储藏的时间较长？低温缺氧的环境下呼吸作用比较微弱，有机物消耗的少4、我们购买罐头食品时发现有这样的说明：若真空安全钮鼓起请勿购买。请问这是什么原因？这说明罐头食品在生产时灭菌不彻底，微生物在无氧条件下发生无氧呼吸产生了CO2 使真空安全钮鼓起说明食物可能变质第9页，共34页。四、影响呼吸速率的因素（一）内部因素遗传因素（决定酶的种类和数量）1.不

5、同的植物种类，呼吸速率各有不同，如旱生植物水生植物；阴生阳生2.同一植物的不同器官或组织，呼吸速率也有明显的差异如生殖器官营养器官，胚胚乳 3.同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗及开花期成熟及衰老期注：呼吸速率表示方法：单位时间CO2的释放或氧气的吸收量或有机物消耗量第10页，共34页。（二）外部因素环境因素 温度：温度能影响呼吸作用，实质是影 响呼吸酶的活性。 呼吸作用在最适温度（2535）时最强；超过最适温度，呼吸酶的活性降低甚至变性失 活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适

6、当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。第11页，共34页。O2的浓度 细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（如A点）。2、若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存（图中AC段）。3、若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时。无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。O2%CO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABCDCO2的总量 5 10 15

7、 20 25第12页，共34页。从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降（如图）。在密闭的地窖中，氧气浓度低,CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水果。在冬天北方地区常用地窖来贮藏大白菜、甘薯等。在瓜果素菜的保鲜中，通过适当降低温度、降低O2含量、充入CO2、N2等，抑制呼吸作用，以延长保鲜时间。CO2浓度第13页，共34页。含水量在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱（如图）。粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏

8、的种子堆中的温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。蔬菜水果的储藏则要有一定的湿度。第14页，共34页。机械损伤会加快受损伤部位的细胞呼吸。故苹果外面都套有塑料网格。机械损伤第15页，共34页。ABC无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸,保证能量供应，促进矿质元素的吸收。第16页，共34页。 为了有利于贮藏蔬菜或水果，贮藏室内的氧气浓度应调节到 ,采取这一措施的理由是 。下图为某植物器官呼吸作用强度与氧浓度的关系：CO2的释放量5 10 15 20 25 30 O2%5 %这时植物组织有氧呼吸强度很低而无氧呼吸又被抵制，果蔬内有机物消耗最

9、少第17页，共34页。 例、右图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量与O2的吸收量的变化，请根据图解回答下列问题：（1）0点时，该器官的呼吸作用类型是 。无氧呼吸（3）在O2浓度为b%以下时（不包括0点），该器官的呼吸类型是 ，因为 。有氧呼吸和无氧呼吸CO2释放量大于O2吸收量（2）该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在P点重合，其呼吸类型为 ，因为 。（4）由该曲线提示的原理，我们在进行果实和种子贮藏时，应取O2含量为 值时，理由是_有氧呼吸CO2释放量等于O2吸收量a 此时释放的CO2最少，果实和种子通过呼吸消耗的物质最少课内巩固1.00.5abco2释放PO2吸收气体交换

10、相对值O2含量（%）0第18页，共34页。一，据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况在以葡萄糖为呼吸底物的情况下，CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：1、无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，2、不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积可增大，3、当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小3、与细胞呼吸相关的计算第19页，共34页。4、当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有

11、氧呼吸两种方式，此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可如下分析（1）若Vco2/Vo2=4/3,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等（2）若Vco2/Vo24/3,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率小于无氧呼吸第20页，共34页。1、有关细胞呼吸计算的规律总结 规律一：细胞有氧呼吸时CO2：O2=1：1，无氧呼吸时 C02：02=2：0。 规律二：消耗等量的葡萄糖时，酒精发酵与有氧呼吸产生的CO2物质的量之比为1：3。 规律三：产生同样数量的ATP时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为19：1。第21页，共34页。 规律四：在进行有氧呼吸和无氧呼吸的气体变化计算及酶速率比较时，应使用C6H

12、12O6+6H2O+6026CO2+12H20+能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量这两个反应式，并根据化学方程式计算的规律进行解答。 规律五：如果在题干中没有给出所要计算的具体数值，只有体积比，则可将此比值当成实际体积(或物质的量)进行计算，最后求解。 第22页，共34页。【例2】 现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和二氧化碳的量如图所示（两种呼吸作用速率相等），在氧浓度为a时A.酵母菌只进行无氧发酵B.67的酵母菌进行无氧发酵C.33的酵母菌进行无氧发酵D.酵母菌停止无氧发酵B第23页，共34页。【解析】选B。本题考查有关细胞呼吸的计算。 由

13、图中的氧浓度为a时读出酒精的摩尔数为6 mol，则无氧呼吸放出的CO2也为6 mol，而氧浓度为a时的二氧化碳释放总量为15 mol，因此有氧呼吸放出的CO2为9 mol,所以酵母菌不可能只进行无氧发酵。 计算参与有氧和无氧呼吸的酵母菌的比例，实质是计算两种呼吸方式所消耗的C6H1206 的量。无氧呼吸消耗的葡萄糖量，可由C6H12062C2H50H列式计算1/x=2/6，得x=3(mol)；有氧呼吸消耗的葡萄糖量，可据有氧呼吸反应式C6H12066C02列式1/y=6/9，得y=1.5(mol)，则无氧发酵所占比例为3/(3+1.5)=67第24页，共34页。为了探究种子萌发时所进行的呼吸作

14、用的类型，请据所给材料用具设计实验。（一）实验原理：种子萌发过程中如果只进行有氧呼吸，则吸收的O2和呼出的 CO2量相等；如果只进行无氧呼吸，则只放出CO2 。如果既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，则释放的CO2的量大于O2的吸收量。（二）实验材料和用具：萌发的豌豆种子；带橡皮塞玻璃瓶两只；100mL烧杯4个；两根弯曲的其中带有红色液滴的刻度玻璃管；NaOH溶液；凡士林。第25页，共34页。（三）实验方法：将实验材料和用具按图示配好实验装置，如想得到实验结论必须同时设计另一个实验，请在方框中绘出另一个实验装置。注：忽略温度升高等对容器气体体积的影响2第26页，共34页。2装置1中液滴左移，2中不移

15、，装置1中液滴不移，2中右移，装置1中液滴左移，2中右移，说明萌发的种子只进行需氧呼吸说明萌发的种子只进行无氧呼吸说明萌发的种子既进行需氧呼吸又进行无氧呼吸（四）实验结果和结论：结论：实验结果：第27页，共34页。下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下面叙述错误的是A假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸B假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸C假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌进行有氧呼吸与无氧呼吸D假设装置一，二中的液滴均不移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸或进行无氧呼吸清水酵母菌培养液酵母菌培养液Na

16、OH装置一装置二D第28页，共34页。装置反应瓶中加入的材料小杯内加入的材料测定项目甲一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1mL细胞呼吸氧气的消耗量乙等量的蒸馏水.课题小组同学利用下列装置探究微生物的细胞呼吸方式。（1）取甲、乙两套密闭装置设计实验，请补充下表有关的内容：适量（一定浓度）KOH或NaOH溶液 （一定浓度）葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1 mL 细胞呼吸时二氧化碳释放量与氧气消耗量的差值 第29页，共34页。（2）将甲、乙装置均置于28恒温的条件下，分别在不同的氧气浓度下进行实验（实验过程中微生物保持活性，前三组实验所用微生物种类相同，第四组实验的微生物是乳酸菌），60分钟后读数。请

17、补充下表有关的内容。 预期实验结果微生物的细胞呼吸方式级别甲乙第一组液滴向左移动液滴不变第二组液滴向左移动液滴向右移动第三组液滴不变液滴向右移动第四组只进行产生乳酸的无氧呼吸只进行有氧呼吸 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 只进行无氧呼吸 不变 不变 NaOH蒸馏水第30页，共34页。图中表示某植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量与O2的吸收量的变化，请回答(1)O2浓度为0时,该器官的呼吸类型是_ (2)在O2浓度为B%以下(不包括0点)该器官的呼吸类型是_ 因为_(3)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在P点重合，其呼吸类型是_ 因为_(4)由该曲线提示的原理，我们在进行果实和种子贮藏时，应取约A氧气浓度，理由是_(5)图中阴影部分的面积代表：_无氧呼吸有氧呼吸，和无氧呼吸CO2的释放量大于O2的吸收量有氧呼吸CO2的释放量等于O2的吸收量呼吸作用最弱，有消耗量最少CO2的释放量与O2吸收量之差，反映了无氧呼吸的强度A B C1.00.5O2%气体的相对值CO2释放O2吸收第31页，共34页。例、甲酵母菌进行需氧呼吸,乙酵母菌进行发酵，若它们消耗等量的葡萄糖 ，问它们共同放出的二氧化碳和吸入氧气的体积之比是A、1：2B、4：3C、1：1D、2：3B、8.好氧细菌的有氧呼