细胞呼吸的原理和应用(第2课时)课件 （知识精讲+备课精研） 高一生物人教版必修一

第3节细胞呼吸的原理和应用(第2课时)第5章细胞的能量供应和利用你在体育课剧烈运动后第二天早上肌肉发酸,为什么?苹果储藏久了为什么会有酒味呢？第一阶段:①场所:②物质变化与能量变化细胞质基质葡萄糖丙酮酸+[H]+少量能量酶能量热能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→有机物中稳定化学能→→热能[H]和ATP中活跃化学能H++NAD+→NADH(即[H])三.无氧呼吸第二阶段:①场所:②物质变化细胞质基质丙酮酸+[H]酶乳酸丙酮酸酶乙醇+CO2+[H]或二.无氧呼吸总反应过程C6H12O62C3H6O3+少量能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶1.乳酸发酵2.乙醇发酵适用生物或组织：人、动物、乳酸菌、甜菜的块根、马铃薯块茎、玉米的胚、胡萝卜的叶子等。适用生物或组织:绝大多数植物细胞、酵母菌等。无氧呼吸能量的释放与去向①只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。②葡萄糖分子的大部分能量存留在酒精或乳酸中1moLC6H12O6

能量(196.65kJ)大部分136.57kJ以热能形式散失

(约69%)小部分61.08kJ储存在2ATP中

(约31%)无氧呼吸&能量去向：1moLC6H12O6

能量(196.65kJ)大部分136.57kJ以热能形式散失

(约69%)小部分61.08kJ储存在2ATP中

(约31%)无氧呼吸有氧呼吸与无氧呼吸比较有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件物质变化能量特点ATP产生联系细胞质基质、线粒体（主要在线粒体中进行）在细胞质基质氧气，多种酶无氧气，多种酶葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O葡萄糖分解不彻底，生成乳酸或酒精和CO2释放大量能量释放少量能量，大部分能量储存在酒精或乳酸中，产生少量ATP受O2和温度等因素的影响有氧气存在时，无氧呼吸受抑制二者第一阶段反应完全相同，都在细胞质基质中进行；都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP有氧呼吸三个阶段均产生ATP仅第一阶段产生少量ATP如:蓝藻、硝化细菌等第一和第二阶段均在细胞基质基质中第三阶段在细胞膜上细胞膜行使线粒体的功能1.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞等只能进行无氧呼吸。2.原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，与有氧呼吸有关的酶分布在细胞膜上以及附近的细胞质基质中。H2OCO2【易错提醒】3.有氧呼吸第一、二阶段产生的［H］用于第三阶段与O2结合生成水；无氧呼吸第一阶段产生的［H］用于第二阶段将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸，没有［H］积累。4.有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。5.从产物角度看:有水产生时是有氧呼吸，从反应条件上看有O2参与的为有氧呼吸，若产物无CO2产生，则为乳酸发酵。6.呼吸作用中释放出来的能量绝大多数以热能的形式散失了，产生的热能可用于维持体温或提高外界环境温度7.呼吸作用产生的CO2能降低环境中的PH值【盲点判断】1.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中()

2.细胞中不能合成ATP的部位是线粒体的内膜。()3.无氧呼吸能产生ATP,但没有[H]的生成过程。()4.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。()5.无氧呼吸时，有机物中的大部分能量以热能的形式散失出来。()6.无论在哪种运动强度下，假设细胞呼吸底物均为葡萄糖，肌肉细胞CO2的产生量始终等于O2的消耗量（）√××√×√【检测】(海南高考)细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是()A.植物细胞能进行过程①和③或者过程①和④B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程①和②C.动物细胞内，过程②比过程①释放的能量多D.乳酸菌细胞内，过程①产生［H］，过程③消耗［H］B【检测】如图表示真核生物细胞呼吸的部分过程，可在细胞质基质中发生的是()A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④B【检测】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CO2的量如下表所示,下列叙述错误的是(

)氧浓度abcd产生CO2的量30mol9mol12.5mol15mol产生酒精的量0mol9mol6.5mol6molA.氧浓度为a时只进行有氧呼吸B.b值对应的氧浓度为零C.氧浓度为c时，经有氧呼吸产生的CO2为6molD.氧浓度为d时，有1/3的葡萄糖用于酒精发酵D【检测】(2020·吉林长春模拟)下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，a～e表示物质，①～④表示过程。下列有关叙述正确的是(

)A.催化反应②和④的酶都存在于细胞质基质中B.图中物质c为[H]，它只在有氧呼吸过程中产生C.图中①②过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATPD.①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2D【检测】下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是(

)A.氧浓度为a时，最适于储藏该植物器官，此时呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍C.氧浓度为c时，只进行有氧呼吸D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等B【检测】下图所示为不同距离的跑步过程中,有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。下列说法正确的是()A.跑步距离越长,无氧呼吸供能所占比例越大B.1500m跑时,有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当DC.100m跑时,所需ATP主要由有氧呼吸产生D.马拉松跑时,肌肉细胞呼吸释放的C02量与吸收的02量之比为1:1甲组测定___________,记为x，乙组测定________________________，记为y.O2吸收量与CO2释放量的差甲组乙组O2吸收量————呼吸商=Vco2Vo2=————|x-y|x四.实验:探究植物细胞呼吸的方式呼吸商(RQ)可作为描述细胞呼吸过程中O2供应状态的一种指标；RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量。拓展:依据呼吸商(RQ)来判断细胞呼吸方式(1)若RQ>1，表明CO2释放量

O2吸收量，应为什么呼吸类型？(2)若RQ＝1，则细胞进行

，可能存在产物为

的

无氧呼吸且呼吸底物为

。(3)若RQ<1，则细胞中O2吸收量

CO2释放量，表明此时呼吸底物可能有

。应为无氧呼吸、有氧呼吸并存，且无氧呼吸也产生CO2。>有氧呼吸乳酸葡萄糖大于“脂质”(因脂质氧化分解时耗氧量较大)【检测】(呼吸商类)(2018·河南洛阳一模)呼吸商(RQ＝放出的CO2量/吸收的O2量)可作为描述细胞呼吸过程中氧气供应状态的一种指标。下图是酵母菌氧化分解葡萄糖过程中氧分压与呼吸商的关系。以下叙述中，正确的是(

)A.呼吸商越大，细胞有氧呼吸越强，无氧呼吸越弱B.B点有氧呼吸的强度大于A点有氧呼吸的强度C.为了减少有机物的损耗，最好将氧分压调至C点D.C点以后，细胞呼吸强度不再随氧分压的变化而变化B甲组乙组1.若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸。2.若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子只进行了无氧呼吸。左移不动不动右移甲组乙组3.若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子中既存在有氧呼吸又存在无氧呼吸4.若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子进行了以脂肪等非糖物质的为底物的有氧呼吸。左移右移左移左移2.物理误差的校正整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。(1)如果实验材料是绿色植物:(2)如果实验材料是种子:为防止微生物呼吸作用对实验结果的干扰，应对装置进行灭菌、所测种子进行消毒处理。(3)为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，将所用的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。【检测】上图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下列叙述错误的是(

)A.假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴不动，说明酵母菌只进行有氧呼吸DB.假设装置1中的液滴不移动，装置2中的液滴右移，说明酵母菌只进行无氧呼吸C.假设装置1中的液滴左移，装置2中的液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸D.假设装置1,2中的液滴均不移动,说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸【检测】某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究酵母菌的呼吸，实验设计如下。关闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考点的变化（忽略其他原因引起的容积变化）。下列叙述错误的是（）A.甲组右管液面变化，表示的是酵母菌呼吸时O2的消耗量B.乙组右管液面变化，表示的是酵母菌呼吸时CO2的释放量C.甲组右管液面升高，乙组不变，说明酵母菌只进行有氧呼吸D.甲组右管液面不变，乙组下降，说明酵母菌只进行酒精发酵B测定原理细胞有氧呼吸既产生CO2，又消耗O2，为测定其真实的呼吸情况，应只对其中一种气体的变化进行测定。为此,通常向装置内添加______溶液或_______溶液吸收释放的CO2NaOHKOH测定指标

CO2被吸收后，装置内气体总量减少，压强减小，刻度管内的小液滴向左移动。所以，可用单位时间内小液滴左移的距离代表细胞有氧呼吸消耗____的速率O2五.测定组织细胞的呼吸速率装置变式【检测】在科学研究中常用呼吸商（RQ=释放CO2体积/消耗O2体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸商的装置如下图。(1)装置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的是_____________________________________________。吸收呼吸产生的二氧化碳(2)x代表___________________________________值，y代表_______________________________________值。消耗氧的体积消耗氧和释放二氧化碳的体积之差5.在科学研究中常用呼吸商（RQ=释放CO2体积/消耗O2体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸商的装置如下图。0.85(3)若测得x＝200（mm），y＝30（mm），则该发芽种子的呼吸商是___________。5.在科学研究中常用呼吸商（RQ=释放CO2体积/消耗O2体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸商的装置如下图。六.影响呼吸速率的因素及其应用1.内因①不同生物种类，呼吸速率不同。②同一生物的不同器官或组织,呼吸速率不同。③同一器官不同生长发育阶段，呼吸速率不同探究不同环境因素对呼吸速率的影响时，要选取等量的同种生物在相同发育阶段的同一器官为材料。细胞内ATP/ADP是调节细胞呼吸速率的关键因素，如：骨骼肌由安静进入工作状态时，ATP/ADP_________，导致细胞呼吸速率升高。当细胞内ATP供应充足时，ATP/ADP________，细胞呼吸速率下降。这种调节机制使细胞能迅速的对_______的需求做出响应，调节其生产速率，满足细胞能量需求。下降上升ATP2.外部因素(环境因素)①温度:原理温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率，如植物等。注意：恒温动物具有体温调节能力，体温不会随着外界温度变化而变化，因此，细胞呼吸速率不会随着温度变化呈现如图所示的变化。相反的，在外界温度较低时，恒温动物会通过增加呼吸速率来增加产热量进而维持体温恒定。温度呼吸速率①低温下贮存蔬菜、水果②在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差（夜间和阴天适当降温），减少有机物的消耗，提高产量。应用③温水和面发酵快。①温度:②pH:原理PH值通过影响酶的活性来影响呼吸速率。应用微生物发酵时依据微生物种类调整pH③氧气浓度氧气浓度对有氧呼吸速率的影响氧气浓度对无氧呼吸速率的影响甲:一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，但氧浓度达到一定值时，不再增加(底物的量或酶的量限制）。甲乙乙:无氧呼吸随氧浓度增加而受抑制，氧浓度达一定值时，被完全抑制。③氧气浓度b.氧气浓度0~b时，氧气浓度对酵母菌(或植物非绿色器官)的呼吸速率的影响。有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，有氧呼吸速率增大，无氧呼吸速率减小。a.氧气浓度为0时，有氧呼吸速率为零，无氧呼吸速率最大，有机物消耗量较多。c.氧气浓度为a时，无氧呼吸减弱，有氧呼吸较弱，细胞呼吸较弱，消耗有机物较少。储存蔬菜、水果、粮食等，应控制氧气浓为a(或a附近)。d.氧气浓度为b时，无氧呼吸被完全抑制，细胞呼吸即为有氧呼吸。e.氧气浓度为c时，有氧呼吸速率达到最大时的最小氧气浓度，再增加氧气浓度，呼吸速率不再增加。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量与酶的活性等。③氧气浓度应用a.中耕松土，可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。b.在储存蔬菜、水果、粮食时，为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境A5O2（%）1.00.5BPC101520DQTOCO2释放量B点的含义？

有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等思考AB=BC

有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖是否相等？③氧气浓度④水含量原理自由水含量多，新陈代谢加快，呼吸作用强度上升。应用：粮食储存：零上低温，低氧，干燥水果蔬菜储存：零上低温，低氧，一定湿度土壤板结、长期水淹，出现烂根现象，需要及时排水。⑤CO2浓度超过大气含量的高浓度CO2使呼吸速率显著降低。应用:增加CO2的浓度可以使蔬菜水果保鲜。在北方的地窖里经常存放着蔬菜，蔬菜可以保存较长时间。但人们要进去取蔬菜前，必须先打开地窖门通风一段时间才能进去。其原因是（）A.温度较低，蔬菜抵抗病虫害的能力强B.蔬菜进行呼吸作用，存在较多的二氧化碳C.黑暗无光，人进去会看不见D.温度适宜，蔬菜中的水分容易保持B【易错警示】(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度可采取供水、升温、高氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施。(2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；种子储存时应保持干燥，而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。【检测】甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。①曲线a、b、c分别表示

、

和呼吸作用CO2释放量。②在O2浓度为0时，CO2的释放量为___，此时只进行

；当O2浓度

时，

只进行有氧呼吸，此时CO2释放量_____O2吸收量；当0＜O2浓度＜D时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸≥DA等于③在保存蔬菜、水果时，应选择乙图中

点对应的O2浓度，因为此时

；保存条件一般为

。④甲图的a、b、c、d四种氧浓度中___是最适合蔬菜、水果的贮藏；⑤甲图中氧浓度为a时的情况对应乙图中的_____点；B细胞呼吸最弱零上低温、低氧Ac【检测】甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。⑥甲图中氧浓度为b时的情况对应乙图中的_____段之间；⑦甲图中氧浓度为____时没有酒精产生。dAC【检测】甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。【检测】如图表示大气温度及氧浓度对植物组织内产生CO2的影响，下列相关叙述不正确的是(

)A.从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呼吸作用有关的酶的活性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.和D、F点相比，图乙中E点对应的氧浓度更有利于贮藏水果和蔬菜