2022-2023学年 北师大版 必修1　细胞呼吸（44张） 课件

1、第三节细胞呼吸第4章2022内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑素 养 提 升04课 堂 小 结课 标 定 位1.设计实验探究酵母菌的呼吸方式。2.简述有氧呼吸和无氧呼吸的过程。3.理解细胞呼吸对生命活动正常进行的意义。4.举例说明影响细胞呼吸速率的因素及细胞呼吸原理在生产、生活中的应用。素 养 阐 释1.通过对细胞呼吸过程的学习,理解在细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化,形成物质与能量观。2.通过对细胞呼吸过程的学习,掌握图示、模型建构等科学研究的一般方法,提升科学素养。3.运用细胞呼吸的相关知识,为农业生产和健康生活实践提出合理建议,培养社会责任感。自主预习新知导学一

2、、细胞呼吸的类型1.细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。2.有氧呼吸和无氧呼吸都是氧化分解有机物,并释放(填“释放”或“储存”)能量的过程。只是有氧呼吸是在有氧的条件下,将有机物彻底氧化分解为H2O和CO2,并释放出能量的过程。无氧呼吸是在缺氧或无氧条件下,将有机物分解为酒精和CO2或乳酸,并释放出能量的过程。二、细胞呼吸的过程1.无氧呼吸的过程包括糖酵解和氧化型辅酶的再生2个阶段。(1)糖酵解场所:胞质溶胶。物质变化:C6H12O62C3H4O3+4H,ADP+PiATP。能量变化:葡萄糖中的能量转化为丙酮酸、H和ATP中的能量。(2)氧化型辅酶的再生在厌氧型生物或O2供应不足的好氧型细

3、胞中,为了避免氧化型辅酶的缺乏导致糖酵解停止,胞质溶胶中的一系列酶会催化H与丙酮酸反应,将丙酮酸还原成乳酸或酒精等可从细胞中分泌出去的物质,而H再生为氧化型辅酶。2.有氧呼吸的过程包括3个阶段。(1)第一阶段为糖酵解,与无氧呼吸相同。(2)第二阶段场所:线粒体基质。物质和能量变化:丙酮酸首先脱去一个CO2和部分H,生成一个二碳化合物。该化合物会加入一个多种有机酸参与的循环途径,在这个途径中逐步脱氢,最终生成CO2和大量H,同时还生成了少量ATP。(3)第三阶段场所:线粒体内膜。物质和能量变化:H在酶的催化下释放电子和H+,电子被镶嵌在线粒体内膜上的一系列特殊蛋白质捕获和传递,最终与O2和H+结

4、合,生成了H2O,而线粒体内膜上的这些特殊蛋白质则利用电子给予的能量将线粒体基质中的H+泵入内膜和外膜的间隙,构建了跨膜的H+浓度梯度。最终,H+沿着线粒体内膜上ATP合成酶内部的通道流回线粒体基质,推动了ATP的合成。三、探究酵母菌的呼吸方式1.目的要求(1)运用特定方法鉴定细胞呼吸产物。(2)探究酵母菌在不同O2条件下的细胞呼吸方式。(3)分析两种细胞呼吸类型的条件和产物。2.实验原理(1)酵母菌是一种兼性厌氧型的单细胞真菌,在有氧和无氧环境中都能够生存。(2)NaOH溶液能够吸收CO2。(3)葡萄糖能够与本尼迪特试剂发生反应,生成砖红色沉淀。(4)酸性重铬酸钾溶液能够与酒精发生反应,溶液

5、由橙色变为灰绿色。3.方法步骤(1)制备酵母菌液。(2)设置有氧条件和无氧条件的对比组。(3)检测反应物的消耗和产物的生成。四、影响细胞呼吸速率的因素1.ATP/ADP的比值:ATP/ADP下降,说明ATP的消耗加快,导致细胞呼吸速率升高。2.温度:主要影响与细胞呼吸有关的酶的活性。3.氧浓度:直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧气对无氧呼吸有抑制作用。在一定范围内,有氧呼吸的强度随氧气浓度的升高而增大;在低氧条件下,有氧呼吸与无氧呼吸都能进行。五、细胞呼吸原理在生产、生活中的应用1.抑制细胞呼吸以满足人类生产、生活的需求。2.促进细胞呼吸以满足人类生产、生活的需求。【预习检测】 下列过程中,生成H

6、的阶段有,消耗H的阶段有,释放能量的阶段有,在胞质溶胶中进行的阶段有。A.有氧呼吸第一阶段B.有氧呼吸第二阶段C.有氧呼吸第三阶段D.无氧呼吸第一阶段E.无氧呼吸第二阶段ABDCEABCDADE合作探究释疑解惑知识点一有氧呼吸【问题引领】 1.线粒体与有氧呼吸相适应的结构特点有哪些?提示:内膜的某些部位折叠形成嵴,从而扩大了生物膜面积;与有氧呼吸有关的酶主要分布于线粒体的内膜上和基质中。2.细胞呼吸过程(1)请结合教科书第106109页完成下图。答案:胞质溶胶C6H12O6 C3H4O3+H少量能量线粒体基质C3H4O3+H2O CO2+H少量能量 线粒体内膜H+O2 H2O大量能量(2)请写

7、出有氧呼吸的反应式,并在反应式中标出三种反应物中每种元素的去向。提示: 【归纳提升】 有氧呼吸过程中物质和能量的变化(1)各反应物参与的阶段:葡萄糖参与第一阶段,H2O参与第二阶段,O2参与第三阶段。(2)各生成物产生的阶段:H在第一、二阶段产生,CO2在第二阶段产生,H2O在第三阶段产生。(3)能量变化的特点:三个阶段都产生能量,但大量的能量在第三阶段产生。【典型例题】 下图表示有氧呼吸的过程,下列有关说法正确的是()A.中数值最大的是B.是O2C.有氧呼吸三个阶段所需的酶相同D.参与的过程发生在线粒体内膜上答案:D解析:分析题图可知,分别代表有氧呼吸第一、二和三阶段所释放的能量,其中第三阶

8、段所释放的能量()的数值最大;是参与第二阶段反应的原料H2O;有氧呼吸第一阶段发生在胞质溶胶中,第二和第三阶段分别发生在线粒体的基质中和内膜上,三个阶段发生的场所不同,所需的酶不同;O2参与的过程是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上。【变式训练】 下图是细胞呼吸过程简图,其中字母表示物质,数字表示过程。下列叙述错误的是()A.过程在胞质溶胶中进行,并有少量ATP生成B.过程在线粒体中进行,并有较多ATP生成C.酵母菌细胞可以进行过程D.物质b是CO2答案:C解析:过程是细胞呼吸的第一阶段,此阶段在胞质溶胶中进行,并有少量ATP生成。过程是有氧呼吸的第二、三阶段,此阶段在线粒体中进行,并有较

9、多ATP生成。酵母菌细胞可以进行过程,不能进行过程。无氧呼吸产生酒精与CO2,因此物质b是CO2。【问题引领】 知识点二无氧呼吸与有氧呼吸的区别请完成有氧呼吸与无氧呼吸的比较表。 比较项目有氧呼吸无氧呼吸是否消耗氧气不消耗反应场所胞质溶胶产物CO2和水产生ATP少量相同点都是氧化分解有机物,释放能量并生成ATP的过程第一阶段完全相同答案:消耗胞质溶胶、线粒体基质、线粒体内膜酒精和CO2或乳酸大量【归纳提升】 1.有关细胞呼吸的四个易错点(1)无氧呼吸第一阶段产生能量,第二阶段不产生能量。(2)细胞呼吸中有H2O生成的一定是有氧呼吸,有CO2生成的不一定是有氧呼吸。但对动物和人体而言,有CO2生

10、成的一定是有氧呼吸,因为动物及人体无氧呼吸的产物为乳酸。(3)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所。无线粒体的真核细胞(或生物)只能进行无氧呼吸,如哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫等,一些原核生物无线粒体,但可以进行有氧呼吸。(4)葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解,必须在胞质溶胶中被分解为丙酮酸后才能进入线粒体被分解。2.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系(以酵母菌消耗C6H12O6为例)(1)反应式有氧呼吸:C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量。无氧呼吸:C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量。(2)比较关系有氧呼吸:C6H12O6O2CO2=166。无氧呼吸:C6H

11、12O6CO2C2H5OH=122。消耗等量的葡萄糖时产生的CO2的物质的量:有氧呼吸无氧呼吸=31。产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:无氧呼吸有氧呼吸=31。3.掌握判断细胞呼吸方式的三大依据 【典型例题】 下图表示细胞呼吸的过程。下列有关叙述正确的是()A.上述生理过程可以发生在同一细胞内B.在人体细胞外的液体环境中可以发生过程C.都产生ATP,为生命活动供能D.无线粒体的生物可能发生过程答案:D解析:过程和分别为产生乳酸和产生酒精的无氧呼吸过程,不可能发生在同一细胞内。题图中过程都发生在细胞内。细胞呼吸第一阶段(过程)可产生少量能量,过程可产生大量能量,过程和不产生能量。有些好氧

12、型菌无线粒体,但是可以进行有氧呼吸,发生过程。【变式训练】 1.下列关于在人体细胞呼吸过程中,H的来源与用途的叙述,最准确的是()选项呼吸类型H的来源H的用途A有氧呼吸只来源于葡萄糖用于生成水B有氧呼吸来源于葡萄糖和水用于生成水C无氧呼吸来源于葡萄糖和水用于生成乳酸D无氧呼吸来源于葡萄糖用于生成酒精答案:B解析:有氧呼吸产生的H来源于葡萄糖和水;无氧呼吸产生的H只来源于葡萄糖的分解,人体无氧呼吸只产生乳酸。2.某种植物种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发时,测得的气体量的变化结果(相对值)如表所示。下列相关说法正确的是()条件甲乙丙CO2释放量12810O2吸收量0610A.在甲条件下进行的是

13、产生CO2和乳酸的无氧呼吸B.在乙条件下消耗的葡萄糖中有氧呼吸比无氧呼吸多C.在丙条件下的有氧呼吸强度达到了最大值D.在乙条件下释放的CO2来自胞质溶胶和线粒体答案:D解析:在甲条件下只释放CO2,不吸收O2,进行的是产生CO2和酒精的无氧呼吸,不产生乳酸;在乙条件下消耗的O2的相对值为6,则有氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为1,无氧呼吸产生的CO2的相对值为8-6=2,无氧呼吸消耗的葡萄糖的相对值为1,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖相等;丙条件下只进行有氧呼吸,但不能判断有氧呼吸强度是否达到了最大值;在乙条件下释放的CO2来自胞质溶胶和线粒体。知识点三影响细胞呼吸速率的因素【问题引领】 1.为什

14、么温度会影响细胞呼吸速率?是如何影响的?提示:细胞呼吸过程需要酶的催化,酶活性受温度的影响,所以温度会通过影响酶的活性影响呼吸速率。在一定温度范围内,随着温度的升高,细胞呼吸速率逐渐升高,超过最适温度后,细胞呼吸速率会随着温度的升高而下降,超过这一温度范围后,酶失活,细胞呼吸停止。2.氧浓度是怎样影响有氧呼吸速率的?提示:氧气是有氧呼吸的反应物之一,所以在一定范围内,氧浓度越大,有氧呼吸速率越大。3.根据透气的创可贴可抑制厌氧菌的细胞呼吸,进而抑制厌氧菌的增殖,分析氧气对无氧呼吸速率有何影响。提示:氧气会抑制无氧呼吸过程,氧浓度越大,无氧呼吸速率越小,氧浓度增大到一定程度,无氧呼吸会停止。【归

15、纳提升】 影响细胞呼吸速率的因素(1)温度:在一定范围内,细胞呼吸速率随温度的升高而升高,但超过最适温度后,细胞呼吸速率将急剧下降。(2)氧浓度:氧气会促进有氧呼吸,抑制无氧呼吸。在一定范围内,有氧呼吸强度随着氧浓度的升高而增强,如下图所示。(3)CO2浓度:当外界环境中的CO2浓度增大时,对有氧呼吸有抑制作用。(4)含水量:在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的升高而加强,随含水量的减少而减弱。【典型例题】 下图表示大气温度及O2含量对某植物组织产生CO2的影响,下列相关叙述错误的是()A.由图甲可知细胞呼吸最旺盛的温度为B点所对应的温度B.图甲曲线变化的主要原因是温度影响与细胞呼吸有关的酶的

16、活性C.图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱,EF段有氧呼吸逐渐增强D.与D、F点相比,E点对应的O2含量更有利于储存水果和蔬菜答案:C提示:温度对植物细胞呼吸的影响主要是通过影响与细胞呼吸相关的酶的活性来实现的。由题图甲可知,B点对应的温度下CO2释放的相对值最高,细胞呼吸最旺盛。题图乙中DE段CO2释放的相对值下降的主要原因是无氧呼吸受抑制。DE段、EF段有氧呼吸都逐渐增强。储存水果和蔬菜时,应降低储存物的细胞呼吸速率,从而减少有机物的消耗,E点所对应的O2含量更有利于储存水果和蔬菜。【变式训练】 关于细胞呼吸原理在生产生活中的运用,下列叙述正确的是()A.将蔬菜、水果放在无氧环境中,可长期保持新

17、鲜B.定期给农田松土透气,是为了改善作物根部的氧气供应C.水稻根系适于在水中生长,需保证水长期淹没根系D.选用透气性好的创可贴,是为了保证人体细胞的有氧呼吸答案:B解析:将蔬菜、水果放在无氧环境中,细胞进行无氧呼吸,会产生酒精和CO2或乳酸,酒精或乳酸对细胞有毒害作用,无法长期保持新鲜。经常松土可改善作物根部的氧气供应,增强根系的细胞呼吸,进而促进植物根系对矿质元素的吸收。水淹没根系,根细胞进行无氧呼吸,会产生酒精和CO2,酒精对细胞有毒害作用,导致水稻烂根。选用透气性好的创可贴是为了防止伤口感染厌氧型致病菌。素 养 提 升【实验指导】 探究种子萌发时细胞呼吸的类型(1)实验设计欲确认某生物的

18、呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如下图所示(以萌发的种子为例)(2)实验结果预测和结论 实验现象结论装置1液滴装置2液滴不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸【能力展示】 下图是探究酵母菌细胞呼吸的实验装置图。装置中底物(葡萄糖)充足且温度适宜。A、B表示着色液滴,可随容器中气体量的变化而发生移动。下列现象不可能发生的是()A.A不动,B右移B.A左移,B不动C.A左移,B右移D.A不动,B不动答案:D解析:A不动说明没有气体的消耗,只进行无氧呼吸,B右移说明产生气体(CO2)的体积大于消耗气体(O2)的体积,或者只产生气体(CO2),不消耗气体(O2),可见酵母菌进行的是无氧呼吸,A