高三一轮复习生物细胞呼吸的原理和应用课件

第3节

知识框架细胞呼吸的原理和应用探究酵母菌细胞呼吸的方式有氧呼吸无氧呼吸影响因素和应用考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌生物类型：代谢类型：单细胞真菌（原核生物）异养兼性厌氧型考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题作出假设设计实验进行实验在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸产生的CO2的多少？在有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸是否产生酒精？在有氧条件下产生的CO2比较多，无氧条件下还会产生酒精。自变量:因变量:有无氧气CO2的多少、无关变量:酵母菌的用量、葡萄糖的用量、反应温度时间等检测指标:CO2的检测溴麝香草酚蓝溶液酒精的检测：酸性重铬酸钾溶液（橙色→灰绿色）（变浑浊程度或时间）是否产生酒精澄清石灰水（由蓝变绿再变黄所需时间）考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌培养液配制：取20g新鲜的食用酵母菌均分为两份，分别放入锥形瓶A（500 mL）和锥形瓶B（500 mL）中，分别向两瓶中注入240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。

思考：（1）葡萄糖溶液为什么需要煮沸？为了灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。（2）葡萄糖溶液需要煮沸再冷却后放入锥形瓶的原因是？防止高温杀死酵母菌。除去溶液中的氧气，避免对自变量的影响。考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式甲装置：将装置甲连通橡皮球的目的：保证O2的充分供应通过含NaOH溶液的目的：去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式乙装置：B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的：消耗完B瓶中的O2，确保通入澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式如何检测是否有酒精产生？

各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5m溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液(质量分数为95%~97%)并轻轻振荡，使它们混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快变混浊／慢出现灰绿色不变灰绿色实验现象：溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄的时间时间长时间短实验结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2。在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2。考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式哪个是实验组，哪个是对照组？考点1探究酵母菌细胞呼吸的方式科学方法—对比实验

设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。在本节课的探究活动中，要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。【典例】我国利用废弃的秸秆作为原料生产出了生物乙醇，可作为普通汽油的良好替代品。其主要技术流程为：酶解—发酵—蒸馏—成品，其中酵母菌是发酵的主要菌种。生物兴趣小组利用自制的水解液（含5%葡萄糖）培养酵母菌，探究其细胞呼吸的方式如图所示。下列叙述正确的是（）A．对秸杆进行“酶解”所需的酶主要是葡萄糖酶B．乳酸菌可以代替酵母菌用于生物乙醇的生产C．该装置可以探究酵母菌的需氧呼吸和厌氧呼吸D．可以用澄清的石灰水替代乙中的溴麝香草酚蓝溶液D【典例】下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，正确的是（）A．选择酵母菌作为实验材料是因为酵母菌是自养、兼性厌氧型微生物，易于培养B．通过设置有氧（对照组）和无氧（实验组）的对照，易于判断酵母菌的细胞呼吸方式C．实验的因变量是澄清石灰水是否变混浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化D．根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况D考点2有氧呼吸（1）概念：

细胞在

的参与下，通过多种

的催化作用，把葡萄糖等有机物

，产生

，释放

，生成

的过程。氧酶彻底氧化分解二氧化碳和水大量能量大量ATP（2）主要场所：线粒体外膜内膜内膜向内腔折叠形成嵴基质含有与有氧呼吸有关的酶考点2有氧呼吸（3）过程：细胞质基质线粒体基质线粒体内膜C6H12O6酶酸(C3H4O3)+[H]2丙酮少量能量+H2O酶CO2+[H]2丙酮酸少量能量+O2酶H2O[H]大量能量考点2有氧呼吸（4）总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶（5）特点①反应过程：

。②能量释放：

。③能量转化：

。温和有机物中的能量逐步释放大部分以热能形式散失，剩余的储存在ATP中考点2有氧呼吸（6）意义：使有机物中的能量逐步转移到ATP中，逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用且有利于维持细胞的相对稳定状态。【典例】线粒体是细胞的“动力车间”，细胞生命活动所需的能量大约95%来自线粒体。下图是线粒体的结构模式图，下列相关描述正确的是()A.①上的蛋白质种类和数量比②多B.葡萄糖在该细胞器中氧化分解为无机物，释放大量能量C.③为线粒体基质，是[H]与O2反应生成H2O的场所D.心脏功能的维持需要消耗大量能量，因此心肌细胞中含有较多的线粒体D【典例】糖酵解是将葡萄糖降解为丙酮酸并伴随着ATP生成的一系列化学反应，是有氧呼吸和无氧呼吸共有的途径。研究发现，即使在氧浓度充足条件下，癌细胞的能量供应仍主要依赖糖酵解途径，并产生大量乳酸。下列相关叙述正确的是（）A．糖酵解可为细胞生命活动提供大量的ATPB．有氧条件下葡萄糖在线粒体中彻底氧化为CO2和H2OC．在癌细胞中乳酸和CO2都在细胞质基质中产生D．与正常细胞相比，癌细胞需要消耗更多的糖维持生命活动D4．为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况，现以从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验（除步骤二中加入物质不同外，其他条件相同且适宜）。组别步骤一步骤二步骤三1加入线粒体加入葡萄糖加入溴麝香草酚蓝溶液，一段时间后观察溶液颜色的变化情况2加入线粒体加入丙酮酸（1）从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是什么？（2）请预测两组实验的结果，并简述判断理由（实验结果中要写出具体的颜色变化。

第1组溶液为蓝色，第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄。第1组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用，所以无CO2生成；第2组丙酮酸可进入线粒体被利用，生成CO2。差速离心法。考点3

无氧呼吸（1）概念：细胞在没有_____的参与下,葡萄糖等有机物_______________，释放少量能量,生成少量ATP的过程。氧气经过不完全分解（2）场所：细胞质基质考点3

无氧呼吸（3）无氧呼吸的类型和过程类型酒精发酵乳酸发酵过程第一阶段

第二阶段

实例

葡萄糖

丙酮酸＋[H]＋少量能量酶丙酮酸

酶、[H]2C2H5OH（酒精）+

2CO2丙酮酸

酶、[H]2C3H6O3（乳酸）大部分植物、酵母菌等高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌等考点3

无氧呼吸（4）总反应式：（5）能量转化

大部分储存在

中，部分以

形式散失，只有少部分储存在

中。C6H12O62C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量酶C6H12O62C3H6O3（乳酸）＋少量能量酶酒精或乳酸热能ATP【典例】水分是影响小麦生长的重要因素。随着水淹时间的延长，小麦根细胞会进行无氧呼吸产生酒精，引起烂根等。下列相关叙述错误的是（）A．正常情况下，小麦进行有氧呼吸时，H2O中的氧原子会转移到终产物CO2中B．随着水淹时间的延长，小麦根细胞中的丙酮酸分解成酒精时伴随少量ATP的生成C．随着水淹时间的延长，根系吸收无机盐的速率减慢D．长时间淹水，无氧呼吸产生的酒精含量升高，可能损伤线粒体的结构B【典例】人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞会进行无氧呼吸产生大量的乳酸，乳酸可进入血液循环运输至肝脏，在肝脏细胞中再次合成葡萄糖或糖原。下列叙述正确的是（）A．无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失B．人体产生的乳酸积累引起肌肉酸痛属于非条件反射C．剧烈运动消耗大量的能量使体内ATP含量显著下降D．肝功能障碍患者可能因乳酸堆积引发乳酸性酸中毒D2．无氧呼吸对生物体都有害吗？

不是所有的无氧呼吸都对生物体有害。有的生物只能进行无氧呼吸，通过无氧呼吸获得生命活动所需的能量。进行有氧呼吸的生物也可以进行短时间的无氧呼吸，但长时间进行无氧呼吸会对机体造成危害。

细胞呼吸能为生物体提供能量，还是生物代谢的枢纽。例如，在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质；非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。细胞呼吸的概念及意义（1）概念：（2）意义：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。【典例】如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，有关叙述正确的是（）A．催化反应②④的酶都存在于细胞质基质B．物质c为[H]，只在有氧呼吸过程中产生C．图中①②过程主要发生在线粒体，其中e为ATPD．①④③为有氧呼吸三个阶段，a、d分别是丙酮酸和O2D【典例】如图表示樱桃的细胞呼吸过程，A～E表示物质，①～④表示过程。结合图示回答问题：(1)图1中A和C分别代表的物质是____________、____________，图中有氧呼吸的完整过程包括________________（填序号）。图中除过程________________（填序号）外，都可以为ATP合成提供能量。(2)若樱桃保存不当，影响其口味，原因之一是樱桃细胞进行无氧呼吸的影响所致。在此过程中，葡萄糖中化学能的去向是

。(3)过程①～④中，可在人体细胞中进行的是____________，能释放出大量能量的是____________（填序号）。H2O[H]①③④②酒精中的能量、热能、ATP中的化学能①③④④判断细胞呼吸方式的三大依据（以葡萄糖为呼吸底物）判断细胞呼吸方式的三大依据（以葡萄糖为呼吸底物）判断细胞呼吸方式的三大依据（以葡萄糖为呼吸底物）有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比（以葡萄糖为呼吸底物）（1）有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6（2）无氧呼吸中葡萄糖∶CO2=1∶2（3）消耗等量的葡萄糖时，产生的CO2之比为无氧呼吸：有氧呼吸=1∶3（4）产生等量的CO2时，消耗的葡萄糖之比为无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1（5）消耗等量的葡萄糖时，有氧呼吸消耗的O2与有氧呼吸和无氧呼吸

产生CO2摩尔数之和的比=3∶4【典例】下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，单位时间内02的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是（

）A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸D.保存该器官时，氧气浓度越低越好C【典例】在科学研究中，生物的呼吸方式和呼吸底物可通过呼吸商（RQ）来推测，RQ是指单位时间内，生物进行呼吸作用释放的CO2量与消耗的O2量的比值。某种微生物以葡萄糖为呼吸底物，测定其RQ值，结果如图所示。下列叙述错误的是（）A．A点时，该微生物只进行无氧呼吸B．AB段，该微生物产生的酒精逐渐增多C．BC段，该微生物的无氧呼吸逐渐减弱D．C点后，该微生物只进行有氧呼吸A【典例】某同学以5%的葡萄糖培养液培养酵母菌，进行“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验，记录的实验结果如表所示。下列叙述正确的是（）A．可使用橙色的溴麝香草酚蓝溶液检测酒精B．在氧气浓度为a时，酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸C．在氧气浓度为b时，酵母菌消耗5mmol葡萄糖D．在氧气浓度为c时，由有氧呼吸产生的CO2占比3/5D氧气浓度（%）abc产生CO2量（mmol）91215产生酒精量（mmol）966考点4影响因素和应用影响呼吸作用强度的因素有哪些？02浓度、温度、CO2浓度、水分等考点4影响因素和应用1、O2浓度02是有氧呼吸的反应物，02促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸通过降低02浓度来抑制细胞呼吸，减少有机物消耗，延长蔬菜、水果的保鲜时间考点4影响因素和应用2．温度影响酶活性在零上低温条件下储存蔬菜、水果在大棚蔬菜的栽培过程中，适当增大昼夜温差以减少有机物的消耗，提高产量考点4影响因素和应用3．CO2浓度CO