浙科版高中生物必修1第三章细胞的代谢第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量课件

高中生物必修1浙科版第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量

1.呼吸:人体从周围环境中吸入空气,利用其中的氧气,呼出二氧化碳的气体交换

过程。2.细胞呼吸:在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物,并

且释放出能量的过程。1|呼吸与细胞呼吸1.探究酵母菌的呼吸方式(1)实验原理:酵母菌在有氧环境与无氧环境中都能生活。不同的氧环境中,酵母

菌的呼吸方式是不同的,呼吸的产物不同,产生的能量也有差异。(2)实验试剂①检测CO2a.澄清的石灰水:CO2可使澄清的石灰水变浑浊。b.溴麝香草酚蓝溶液:一种酸碱指示剂,碱性溶液中呈蓝色,酸性溶液中呈黄色。

溶液中溶有CO2时,其颜色由蓝色变成绿色再变成黄色。②检测酒精:橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与酒精发生化学反应,变成灰绿色。2

|细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解2.需氧呼吸(1)过程

第一阶段(糖酵解)第二阶段第三阶段场所细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜物质变化1葡萄糖

2丙酮酸+少量[H]丙酮酸+H2O

CO2+[H][H]+O2

H2O产生ATP量少量少量大量(2)总反应式

(3)呼吸速率单位数量的活体组织在单位时间内消耗的氧气量或释放的二氧化碳量。3.厌氧呼吸(1)场所:细胞溶胶。(2)过程

(3)注意:人体肌肉细胞进行厌氧呼吸产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖。

肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。1.分解代谢和合成代谢都与细胞呼吸有着密切的关系。2.细胞分解代谢主要利用糖类作为呼吸过程中能量的来源,人和动物的细胞也可

利用脂肪和蛋白质作为能源。3.细胞合成代谢的产物是细胞生活、生长和修复损伤所需要的物质。细胞呼吸

一方面为这些合成反应提供能量(ATP),另一方面为合成反应提供碳骨架。细胞

内有机物的生物合成也以细胞呼吸为中心。3细胞呼吸是细胞代谢的核心判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。1.酵母菌在进行厌氧呼吸时,1分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量不

等。(

)知识辨析提示:1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸过程中,会释放出少量的能量,所以1

分子葡萄糖中的能量与2分子丙酮酸中的能量不相等。√2.从需氧呼吸三个阶段的反应过程可以看出,需氧呼吸中真正需氧的是第三阶

段。(

)提示:第三阶段氧气与[H]结合形成水。√3.人在氧气不足的情况下跑步,体内消耗O2与释放CO2之比会小于1。

(

)✕提示:人体细胞厌氧呼吸不消耗氧气,也不产生二氧化碳,人在氧气不足的情况

下跑步,体内消耗O2与释放CO2之比仍是1∶1。4.细胞呼吸第一阶段都在细胞溶胶中进行,第二、三阶段都在线粒体中进行。

(

)✕提示:细胞呼吸包括需氧呼吸和厌氧呼吸,厌氧呼吸两个阶段均在细胞溶胶中

进行。5.人体肌肉细胞厌氧呼吸所产生的乳酸被运至肾脏再生成葡萄糖。

(

)✕提示:人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动,所产生的乳酸则被运

至肝脏再生成葡萄糖。1.需氧呼吸中氧元素的转移途径1细胞呼吸过程由反应式可知,生成物H2O中的氧元素全部来自O2,CO2中的氧元素来自C6H12

O6和H2O。2.细胞呼吸中的能量转化(1)需氧呼吸

(2)厌氧呼吸3.需氧呼吸与厌氧呼吸的比较项目需氧呼吸厌氧呼吸场所细胞溶胶和线粒体细胞溶胶条件O2、酶酶产物CO2、H2O乙醇和CO2或乳酸能量大量(三个阶段均有能量产生)少量(只有第一阶段产生能量)特点有机物彻底分解,能量完全释放有机物不完全分解,大部分能量储存在酒精或乳酸中联系第一阶段完全相同实质分解有机物,释放能量,合成ATP意义细胞呼吸是细胞代谢的核心4.有关细胞呼吸过程的几个易错点(1)真核生物细胞并非都能进行需氧呼吸,如蛔虫成虫细胞、哺乳动物成熟的红

细胞只能进行厌氧呼吸。(2)原核生物无线粒体,但有些原核生物仍可进行需氧呼吸,如蓝细菌等,因为其细

胞中含有与需氧呼吸有关的酶。(3)相比需氧呼吸,厌氧呼吸对葡萄糖有着更快的利用速率。(4)厌氧呼吸并不是一定在无氧条件下发生,在低氧环境下也可以发生。(5)人和某些动物骨骼肌细胞进行厌氧呼吸产生的乳酸能够运至肝脏再生成葡萄

糖,但这是一种吸能反应,需要消耗能量。(6)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是根细胞厌氧呼吸产生的酒精对细胞有毒

害作用;玉米种子烂胚的原因是胚进行厌氧呼吸产生的乳酸对细胞有毒害作用。

典例下图中①②代表需氧呼吸场所,甲代表有关物质,下列相关叙述不正确的是

(

)C6H12O6

①

甲

②

CO2A.①中产生的氢的载体是NADHB.②中能产生大量ATPC.①中所含的与细胞呼吸有关的酶在乳酸菌中也有D.甲被水解产生CO2的过程也可在②外进行B解析

①是进行需氧呼吸第一阶段的场所,需氧呼吸第一阶段产生[H],这里的[H]

是还原型辅酶Ⅰ(NADH),A正确;②是进行需氧呼吸第二阶段的场所,这一阶段产

生少量ATP,B错误;①是进行需氧呼吸第一阶段的场所,也是进行厌氧呼吸第一阶

段的场所,乳酸菌是厌氧菌,①中所含的与细胞呼吸有关的酶在乳酸菌中也有,C

正确;进行需氧呼吸的原核生物无线粒体,丙酮酸在细胞溶胶中产生CO2,D正确。呼吸商(RQ)又称呼吸系数,是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一个指

标,常用生物体在同一时间内释放CO2和吸收O2的体积之比或物质的量之比表

示。生物体内,糖类、脂肪和蛋白质都能氧化分解供能,但供能顺序不同,只有糖

类和脂肪严重不足时,才会出现蛋白质供能。一旦出现蛋白质供能,意味着生物

体面临严重病变甚至死亡,因此通常情况所测定的呼吸商为糖类和脂肪的呼吸

商。葡萄糖、脂肪和蛋白质的呼吸商如图所示。2探究酵母菌细胞呼吸的方式问题1若测得酵母菌的呼吸商为0.9,试解释其原因。提示

酵母菌细胞呼吸底物除葡萄糖外还有脂肪。问题2若葡萄糖充足,如何依据呼吸商判断酵母菌细胞呼吸的方式?提示

若呼吸商为1,则酵母菌只进行需氧呼吸;若呼吸商大于1,则酵母菌同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸。问题3结合所学知识,试解释脂肪的呼吸商小于糖类的原因。提示

与糖类相比,同质量的脂肪中H含量较多,而O含量较少,需氧呼吸过程中消耗氧气较多,因此脂肪的呼吸商小于糖类。1.利用物质变化探究细胞呼吸方式(以葡萄糖为呼吸底物)2.利用实验装置探究某生物的细胞呼吸方式

欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以活的发芽种子

为例,以葡萄糖为呼吸底物)。(1)实验结果预测和结论①若装置一的着色液滴和装置二的着色液滴均不动,则只进行产生乳酸的厌氧呼

吸。②若装置一的着色液滴不动,装置二的着色液滴右移,则只进行产生酒精的厌氧

呼吸。③若装置一的着色液滴左移,装置二的着色液滴右移,则同时进行需氧呼吸和产

生酒精的厌氧呼吸。④若装置一的着色液滴左移,装置二的着色液滴不动,则只进行需氧呼吸或同时

进行需氧呼吸和产生乳酸的厌氧呼吸。(2)物理误差的校正:为了使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对

照装置。对照装置与装置二相比,不同点是用死的发芽种子代替活的发芽种子,

其余均相同。

典例如图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的装置,下列叙述正确的是

(

)

A.将种子浸透的作用是增加种子细胞中结合水的含量,从而增强种子的代谢作用B.实验开始时,红色小液滴位于0点,在其他条件适宜的情况下,一段时间后,红色

小液滴将向右移动C.小液滴停止移动后,种子的呼吸方式是需氧呼吸D.为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起,需另设放置煮熟种子的对

照实验装置D思路点拨广口瓶中的KOH溶液可以吸收呼吸作用释放的二氧化碳,故液滴是否移动

取决于是否消耗氧气。解析

将种子浸透的作用是增加种子细胞中游离的水的含量,从而增强种子的代

谢作用,提高其呼吸作用强度,A错误;实验开始时,红色小液滴位于0点,在其他条

件适宜的情况下,一段时间后,由于种子呼吸会消耗氧气,故红色小液滴将向左移

动,B错误;小液滴停止移动,说明种子不再消耗氧气,之后种子的呼吸方式是厌氧

呼吸,C错误;为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起,需另设放置煮

熟种子的对照实验装置,观察小液滴是否移动,D正确。果蔬的保鲜储藏是果蔬生产过程的重要环节。果蔬储藏的方法较多,大多数

是在低温条件下调节储藏环境中的气体成分,使之达到适于果蔬储藏的气体指

标,从而得到更好的储藏效果。窖藏是众多果蔬储藏方法中的一种,是将果蔬放在储藏窖中保存。储藏窖的

种类很多,在山西、陕西、河南等地有窖洞,四川南充等地储藏柑橘有井窖等。

这些窖多是根据当地自然、地理条件的特点建造的,它既能利用稳定的土温,又

可以利用简单的通风设备来调节和控制窖内的温度、气体成分。3影响细胞呼吸的环境因素问题1储藏窖中的温度能不能低于0℃?为什么?提示

不能,温度低于0℃,会使果蔬冻伤,达不到保鲜储藏的目的。问题2储藏窖的气体中氧气浓度是否越低越好?说出你的理由。提示

氧气浓度不是越低越好,氧气浓度很低时,果蔬厌氧呼吸作用增强,有机物大量分解,不利于果蔬储藏。问题3

除环境因素影响细胞呼吸外,还有哪些内部因素也影响呼吸作用?试举

例。提示

内部因素内容举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同一般旱生植物呼吸速率低于水生植物,阴生植物呼吸速率低于阳生植物生长发育时期同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同一般在幼苗期呼吸速率高,成熟

期呼吸速率低器官类型同一种植物的不同器官呼吸速率不同一般生殖器官呼吸速率高于营养器官1.温度、CO2浓度及含水量对呼吸速率的影响因素原因曲线应用温度通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率

a.在零上低温下储藏蔬

菜、水果;b.温室中栽培蔬菜时,夜间适当降低温度,可减弱细胞呼吸,减少有机物的消耗,提高蔬菜的产量CO2浓度CO2是细胞呼吸的产物,随着CO2浓度的增大,CO2对细胞呼吸的抑制作用增强

粮食、水果储藏时,适当增大CO2浓度可以抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗含水量水既是反应物,又是生成物。在一定范围内,细胞呼吸随细胞含水量的增加而加快,超过一定范围,细胞呼吸会受到抑制—a.种子浸泡,有利于萌发;b.种子晒干,有利于储藏2.氧浓度对呼吸速率的影响

(1)分析图甲①氧气作为需氧呼吸的原料,可同时影响需氧呼吸和厌氧呼吸的速率。②图甲中O2浓度为0时细胞只进行厌氧呼吸,随O2浓度升高,需氧呼吸逐渐增强,厌氧呼吸逐渐减弱。③当O2浓度为0~10%时,细胞既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸;O2浓度大于10%

时,细胞只进行需氧呼吸。(2)分析图乙①需氧呼吸O2吸收量等于CO2释放量。②图中R点为两种呼吸CO2释放总量的最低点,此时细胞呼吸消耗的有机物最少,

最适合储存种子或果实。③AB段长度=BC段长度,说明此时需氧呼吸与厌氧呼吸CO2释放量相等,则此时

需氧呼吸消耗的葡萄糖量应为厌氧呼吸消耗葡萄糖量的1/3。

典例东戴河周围果园密布,秋季水果丰收,果农将水果储藏于冷库中,储藏时间可以达到5个月。某研究小组探究一定温度条件下,氧气浓度变化对绿葡萄细

胞呼吸的影响,结果如图所示。据图分析正确的是

(

)

CA.C点时,细胞只进行需氧呼吸,释放的能量大部分储存在ATP中B.B点时细胞呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质和细胞溶胶C.储藏绿葡萄时,宜选择R点对应的氧气浓度,储藏时间会更长D.C点以后限制氧气吸收量的外部因素可能是温度、酶等解析C点时,O2吸收量=CO2释放量,细胞只进行需氧呼吸,但需氧呼吸释放的能

量大部分以热能形式散失,只有少部分储存在ATP中,A错误;B点O2吸收量=CO2释

放量,故细胞只进行需氧呼吸,需氧呼吸过程只在线粒体基质中产生CO2,B错误;R

点对应的氧气浓度下,细胞CO2释放量最少,消耗的有机物最少,因此R点对应的氧

气浓度可使绿葡萄储存的时间会更长,C正确;酶属于限制需氧呼吸的内部因素,D

错误。4细胞呼吸的应用举例与原因分析应用举例原因分析去除作物变黄的叶片减少有机物的消耗以提高作物产量无土栽培通入空气,农耕松土增加氧气的含量,加强根部的需氧呼吸,保证能量

供应,促进矿质元素的吸收零上低温、低氧、适宜湿度用于蔬果保鲜降低氧气浓度能抑制细胞呼吸,减少有机物消耗;

低温使呼吸酶活性下降