高中生物-第三章第四节细胞呼吸课件-浙科版必修1

第四节细胞(xìbāo)呼吸第一页，共47页。学习(xuéxí)导航1.概述需氧呼吸及厌氧呼吸的概念、反应式、过程。(重点)2．举例说明细胞呼吸在实践中的应用，关注细胞呼吸与生产生活的关系。(难点)3．比较需氧呼吸和厌氧呼吸的异同。第二页，共47页。新知初探思维启动一、细胞呼吸1．概念：细胞内进行的将______等有机物分解成________或小分子________,并释放出______的过程。2．类型：根据细胞呼吸过程中是否有____的参与，分为(fēnwéi)______呼吸和______呼吸。______呼吸是细胞呼吸的主要方式。糖类(tánɡlèi)无机物有机物能量(néngliàng)氧需氧厌氧需氧第三页，共47页。二、需氧呼吸1．条件：有_____参与。2．场所(chǎnɡsuǒ)：__________和_______,主要是_______。3．反应式：________________________________________。4．反应过程(三个阶段)(1)第一阶段(________)：场所(chǎnɡsuǒ)是__________。在此过程中，1个________分子被分解成2个含3个碳原子的化合物分子,释放少量能量,形成少量______。氧细胞(xìbāo)溶胶线粒体线粒体C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O＋能量(néngliàng)糖酵解细胞溶胶葡萄糖ATP第四页，共47页。(2)第二阶段(____________)：场所是_________________。2个丙酮酸被分解，形成6个______，释放(shìfàng)出少量能量，形成少量______。(3)第三阶段(____________)：场所是线粒体内膜。特殊的分子所携带的氢和电子传递给______，形成水，产生______的ATP。柠檬酸循环(xúnhuán)线粒体基质(jīzhì)和嵴CO2ATP电子传递链氧大量第五页，共47页。想一想在柠檬酸循环中已有彻底氧化产物CO2产生，为什么ATP生成还是少量的？提示(tíshì)：大量的能量贮存在NADH和FADH2中。第六页，共47页。三、厌氧呼吸1．条件：______。2．场所：____________。3．过程(1)糖酵解：与需氧呼吸的第一阶段一样(yīyàng)。(2)丙酮酸在不同酶的催化下，形成不同的产物，如______或____________。无氧细胞(xìbāo)溶胶乳酸(rǔsuān)乙醇和CO2第七页，共47页。4．类型(lèixíng)(1)产乳酸的厌氧呼吸：①反应式：______________________________________。②生物类型(lèixíng)：动物细胞、某些植物细胞、____________等。③微生物的厌氧呼吸也称为_______。乳酸细菌的厌氧呼吸被称为____________。C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C3H6O3＋2ATP乳酸(rǔsuān)细菌发酵(fājiào)乳酸发酵第八页，共47页。(2)产乙醇的厌氧呼吸：①反应式：_______________________________

________________。②生物类型：某些植物细胞、________等。③酵母菌在环境氧气浓度(nóngdù)高时可进行需氧呼吸,在环境氧气浓度(nóngdù)低时可进行厌氧呼吸。酵母菌的厌氧呼吸被称为____________。C6H12O6＋2ADP＋2Pi→2C2H5OH＋2CO2＋2ATP酵母菌乙醇(yǐchún)发酵第九页，共47页。判一判(1)厌氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解(fēnjiě)不属于氧化反应。(×)(2)水果贮存在完全无氧的环境中，可将损失减少到最低程度。(×)(3)人体细胞呼吸产生的CO2主要来自需氧呼吸。(×)第十页，共47页。要点突破讲练互动要点一需氧呼吸和厌氧呼吸要点突破1．需氧呼吸(hūxī)过程图解第十一页，共47页。2．需氧呼吸(hūxī)三个阶段的比较过程糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质和嵴线粒体内膜反应物葡萄糖丙酮酸、H2O[H]、O2生成物丙酮酸[H]、ATPCO2、ATP、[H]H2O、ATP能量少量(2ATP)少量(2ATP)大量(26ATP)第十二页，共47页。3．需氧呼吸(hūxī)与厌氧呼吸(hūxī)的比较类型需氧呼吸厌氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞溶胶中，第二、三阶段在线粒体内全过程都在细胞溶胶中分解产物CO2和H2O乳酸或酒精和CO2第十三页，共47页。类型需氧呼吸厌氧呼吸不同点释放能量大量少量特点有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没完全释放相互联系其实质都是分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要；第一阶段(从葡萄糖到丙酮酸)完全相同第十四页，共47页。特别提醒(1)需氧呼吸和厌氧呼吸的公共途径是细胞呼吸的第一阶段；都在活细胞内，其本质都是有机物氧化分解释放能量的过程。虽然厌氧呼吸不需要氧气，但该过程也是氧化分解。(2)需氧呼吸过程中H2O既是反应物(第二阶段利用)，又是生成(shēnɡchénɡ)物(第三阶段生成(shēnɡchénɡ))，且生成(shēnɡchénɡ)的H2O中的氧全部来源于O2。第十五页，共47页。(3)有H2O生成一定是需氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。(4)厌氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在分解不彻底的氧化(yǎnghuà)产物——酒精或乳酸中。第十六页，共47页。(2012·杭州高二期中考试(qīzhōnɡkǎoshì))下图是需氧呼吸过程图解，请依据图回答：例1第十七页，共47页。(1)依次写出长方框内①②③所代表的物质：__________，________，________。(2)需氧呼吸的主要场所是________，在该场所产生的最终产物是________。需氧呼吸的反应式可以写成___________________________。(3)从图可知，需氧呼吸可分为三个阶段(jiēduàn)，其中产能最多的是________阶段(jiēduàn)，场所为_______。(4)如果无氧气供应，酵母菌细胞内C6H12O6的分解产物是__________________，反应的场所是___________。该反应式可以写成_________。第十八页，共47页。【思路点拨】本题考查需氧呼吸(hūxī)和厌氧呼吸(hūxī)的有关问题。要从以下“五不同”和“两同”来把握二者的关系：(1)两种呼吸(hūxī)方式的反应场所、反应条件、产物生成、底物分解程度和能量释放特点等方面不同；(2)两种呼吸(hūxī)方式的第一阶段、呼吸(hūxī)实质是相同的。第十九页，共47页。【解析】据图解分析(fēnxī)，①是第一阶段(糖酵解)的产物：丙酮酸，②是第三阶段(电子传递链)的产物：H2O，③是第二阶段(柠檬酸循环)的产物：CO2。图中[H]代表的是NADH等。需氧呼吸的第二、第三阶段都在线粒体内完成，故线粒体是需氧呼吸的主要场所；需氧呼吸的最终产物有CO2、H2O、ATP。需氧呼吸的第三阶段(电子传递链)发生在线粒体内膜上,产能最多。酵母菌的厌氧呼吸叫乙醇发酵,发生在酵母菌的细胞溶胶内，产物有CO2、乙醇、ATP。第二十页，共47页。第二十一页，共47页。【探规寻律】(1)葡萄糖等有机物中的能量是稳定的化学能，不能被细胞各项生命活动直接利用(lìyòng)，只能通过细胞呼吸将其氧化分解,释放的能量被ADP捕获生成ATP，ATP才是各项生命活动的直接能源。细胞呼吸是生物体内最大最重要的放能反应。第二十二页，共47页。(2)需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段完全一样,都是糖酵解，前者(qiánzhě)脱下的氢形成NADH进入线粒体，参与电子传递链，而后者生成的NADH,去还原厌氧呼吸第二阶段的丙酮酸或乙醛。(3)相同呼吸底物、不同呼吸类型和代谢产物的直接原因是催化反应的酶的不同，其根本原因是不同生物体内基因的不同。(4)厌氧呼吸只在第一阶段生成ATP，需氧呼吸三个阶段都生成ATP。第二十三页，共47页。变式训练关于需氧呼吸(hūxī)的过程,以下叙述正确的是()A．全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行B．第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的[H]和ATPC．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的ATPD．第三阶段是[H]和氧结合产生水，同时生成大量的ATP第二十四页，共47页。解析：选D。需氧呼吸第一阶段在细胞溶胶中进行，葡萄糖分解成丙酮酸，只产生少量的[H]和ATP；第二阶段在线粒体基质(jīzhì)中进行，丙酮酸和水被彻底分解成CO2，产生大量的[H]和少量的ATP；第三阶段在线粒体内膜上进行，[H]和氧结合产生水，同时生成大量的ATP。第二十五页，共47页。要点二影响细胞呼吸的环境因素1．温度细胞呼吸在最适温度(25℃～35℃)时最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至(shènzhì)变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度,酶活性下降，细胞呼吸也受抑制。(见右图)第二十六页，共47页。生产上常利用这一原理(yuánlǐ)在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。第二十七页，共47页。2．氧气浓度在氧气浓度为零时，只进行厌氧呼吸；氧气浓度为10%以下(yǐxià)时，既进行需氧呼吸，又进行厌氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行需氧呼吸。(见下图)第二十八页，共47页。生活中常利用降低氧气浓度来抑制细胞呼吸,减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，厌氧呼吸强，分解的有机物也较多，不利于蔬菜水果的保质(bǎozhì)、保鲜，所以一般采用低氧(如上图C点对应O2浓度)保存，此时需氧呼吸较弱，而厌氧呼吸又受到抑制。无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的需氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。第二十九页，共47页。3．二氧化碳浓度CO2是细胞呼吸产生的，从化学平衡角度(jiǎodù)分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞呼吸，使细胞的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。(见右图)第三十页，共47页。4．含水量细胞呼吸的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于(chǔyú)风干状态，从而使细胞呼吸降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，细胞呼吸加强,使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的细胞呼吸，使种子的品质变坏。(见右图)第三十一页，共47页。例2第三十二页，共47页。A．氧浓度为a时，只有(zhǐyǒu)厌氧呼吸B．氧浓度为b时，厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5倍C．氧浓度为c时，厌氧呼吸和需氧呼吸都产生丙酮酸D．氧浓度为d时，为厌氧呼吸消失的临界点第三十三页，共47页。【思路点拨】本题考查O2对细胞呼吸方式和强度的影响。题图实际上是要点二中曲线图的变式，要认真比较(bǐjiào)两种图像。另外，还要把握以下几点：关键点①根据细胞O2吸收量与CO2释放量不是始终相等,可以判断出该植物器官存在厌氧呼吸阶段,而且是生成酒精和CO2的厌氧呼吸；②分析需氧呼吸和厌氧呼吸的反应式，并进行相关计算。第三十四页，共47页。【解析(jiěxī)】据图可知，环境中O2浓度为a时，O2吸收量是0，说明没有需氧呼吸，CO2释放量是10，全部来自厌氧呼吸CO2的释放；环境中O2浓度为b时，O2吸收量是3，说明需氧呼吸强度是3，CO2的释放量是8，其中的3来自需氧呼吸，故厌氧呼吸强度是5，共分解葡萄糖的量为0.5＋2.5＝3，即厌氧呼吸消耗葡萄糖的量是需氧呼吸的5(2.5÷0.5)倍；环境中O2浓度为c时，O2吸收量是4，说明需氧呼吸强第三十五页，共47页。度是4，CO2的释放(shìfàng)量是6，其中的4来自需氧呼吸，故厌氧呼吸强度是2；环境中O2浓度为d时，O2吸收量和CO2的释放(shìfàng)量都是7，只有需氧呼吸，也可能在c浓度之后、d浓度之前,厌氧呼吸就已经消失，所以说d浓度是临界点不合适。【答案】D第三十六页，共47页。互动探究(1)根据例2中的柱状图能否确定粮食储藏的最佳O2浓度点？(2)一植物非绿色器官在一定的条件下吸收的O2和释放(shìfàng)的CO2一样多，是否能确定它所有的细胞都在进行需氧呼吸？第三十七页，共47页。【提示】(1)不能。单就这4个O2浓度点比较,可以认为c点是最佳储粮点，但柱状图只展示了部分“浓度点”的情况,不如曲线图直观、全面。根据(gēnjù)要点二中的曲线图可以判断C点是最佳储粮点。(2)不能确定。有些植物器官的部分细胞在缺氧的条件下，可以进行生成乳酸(没有气体生成)的厌氧呼吸,如马铃薯的块茎、玉米的胚、甜菜的块根等。第三十八页，共47页。辨析微生物的细胞呼吸类型(lèixíng)【例题】某课题小组同学利用下列装置探究微生物在不同氧气浓度下的细胞呼吸方式。易错警示第三十九页，共47页。(1)取甲、乙两套该密闭(mìbì)装置设计实验，请补充下表有关内容：装置反应瓶内加入的材料小杯内加入的材料测定值含义甲一定浓度葡萄糖溶液、微生物悬浮液各1mL①

细胞呼吸O2的消耗量乙②

等量蒸馏水③

第四十页，共47页。(2)将甲、乙装置均置于28℃恒温条件下进行实验(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)，60min后读数。请补充(bǔchōng)下表有关内容。第四十一页，共47页。预期实验结果微生物的细胞呼吸方式组别甲乙第一组液滴向左移动液滴不移动④

第二组液滴向左移动液滴向右移动⑤

第三组液滴不移动液滴向右移动⑥

第四组⑦

⑧

只进行产生乳酸的发酵第四十二页，共47页。【解析】(1)对比表中甲、乙锥形瓶中加入的物质(wùzhì)即可判断出：②应与甲相同，①是KOH或NaOH，③代表消耗氧气与产生二氧化碳的差值；(2)第一组：甲液滴向左移动，说明消耗了氧气，乙液滴不变说明消耗的氧气和产生