中图版生物必修1第四节《 从化学能到生物能》课件

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名称 中图版生物必修1第四节《 从化学能到生物能》课件
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资源类型 教案
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科目 生物学
更新时间 2012-12-19 16:38:55

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课件35张PPT。第四节 从化学能到生物能一、细胞呼吸
1.细胞呼吸是细胞内有机物经过一系列的①________释放能量的过程,是生物体获得能量的主要代谢途径。细胞呼吸包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
2.有氧呼吸:是指细胞在②________的参与下,通过多种酶的催化作用,把③______________彻底氧化分解,产生④________和水,释放大量能量的过程。有氧呼吸最常利用的物质是⑤______。
3.无氧呼吸:是指细胞在⑥________的情况下,通过多种酶的催化作用,把糖类等有机物不彻底氧化分解,产生少量能量的过程。二、细胞呼吸的主要场所——线粒体
1.形态:线粒体绝大多数呈椭球形。
2.结构:线粒体有⑦________膜,内膜向内折叠形成⑧________,嵴的周围充满液态的基质,在内膜、嵴和基质中有许多与有氧呼吸有关的酶,在线粒体内还含有少量的⑨________、RNA。
3.功能:是进行有氧呼吸形成CO2和H2O,释放能量的主要场所。三、细胞呼吸的过程 1.能进行有氧呼吸的生物一定有线粒体吗?
2.有氧呼吸释放的能量大部分用于什么?
3.参与有氧呼吸的酶分布在哪里? 4.无氧呼吸的产物不同的原因是什么?思考探讨提示:
1.不一定,如原核生物中的好氧细菌没有线粒体,但它具有进行有氧呼吸的酶,也可进行有氧呼吸。
2.主要用于散失的热量。
3.细胞质基质、线粒质基质和内膜上。
4.在不同酶的催化下分解为不同的产物 一、有氧呼吸的过程
1.有氧呼吸的过程图解2.有氧呼吸的三个阶段比较3.总反应式及各元素的去向 (1)有氧呼吸是高等动植物细胞呼吸的主要形式,通常说的细胞呼吸就是指有氧呼吸。
(2)有氧呼吸的三个阶段在细胞的不同部位进行,是由于酶的分布不同造成的。
(3)H2O的利用在第二阶段,H2O的产生在第三阶段。 (2008年上海生物)右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于(  )
A.线粒体、线粒体和细胞质基质
B.线粒体、细胞质基质和线粒体
C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质
D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体
【解析】 酶1、酶2和酶3控制的过程分别是有氧呼吸的第一阶段,有氧呼吸第二、三阶段和无氧呼吸,这三个过程发生的场所依次是细胞质基质、线粒体和细胞质基质。
【答案】 C1.有氧呼吸全过程的物质变化可分为三个阶段:①C6H12O6→丙酮酸+[H];②丙酮酸+H2O→CO2+[H];③[H]+O2→H2O。下列与此相关的叙述中正确的是(  )
A.第③阶段反应极易进行,无需酶的催化
B.第②阶段无ATP生成,第③阶段生成较多的ATP
C.第①②阶段进行的场所不同,都需要酶的催化
D.第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
【答案】 C二、无氧呼吸与有氧呼吸的比较
(1)无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP;而有氧呼吸的三个阶段都可以产生能量。
(2)无氧呼吸释放能量较少,是由于氧化分解不彻底,仍有较多的能量贮存在有机产物中未能释放出来。 (2008年广东理基)下列过程存在无氧呼吸的是(  )
A.植物叶片在光下放出O2
B.动物细胞内的糖分解为H2O和CO2
C.酵母细胞不产酒精的呼吸过程
D.苹果贮藏期间果肉积累酒精
【解析】 苹果果肉细胞在贮藏期间进行无氧呼吸生成酒精和CO2。
【答案】 D2.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是(  )
A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率
B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率
C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵
D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸,未进行无氧呼吸【解析】 a浓度时,CO2与酒精的量相等,说明此时酵母菌只进行无氧呼吸,不进行有氧呼吸;b浓度时,根据无氧呼吸反应式,无氧呼吸产生的CO2与酒精的量相等,均为6.5 mol,则有氧呼吸产生的CO2为:12.5-6.5=6 mol,无氧呼吸的速率大于有氧呼吸的速率;c浓度时,无氧呼吸产生6 mol CO2,消耗3 mol葡萄糖;有氧呼吸产生15-6=9 mol CO2,消耗1.5 mol葡萄糖,可见有2/3的葡萄糖用于酒精发酵;d浓度时,不产生酒精,说明酵母菌只进行有氧呼吸。
【答案】 D三、影响细胞呼吸的因素
1.温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
2.O2浓度:细胞呼吸速率与O2浓度的关系(如下图所示):
(1)若只产生CO2,不消耗O2,则只进行无氧呼吸(图中A点)。
(2)若产生CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多,则两种呼吸同时并存(图中AC段)。
(3)若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等,则只进行有氧呼吸(图中C点以后)。
(4)B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等(用CO2的释放量表示),此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值(10%)以上时,无氧呼吸消失,说明有O2存在时,无氧呼吸受到抑制。生产中常利用降低氧浓度抑制细胞呼吸,减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。
3.CO2浓度
CO2是有氧呼吸的产物,当CO2浓度过高时会抑制细胞呼吸。
4.水分
水为细胞呼吸提供反应环境,一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。 (2009年银川一中一模)如下图为不同温度下金鱼的代谢率(耗氧量)与氧分压的关系图。据图不能得出的结论是(  )
A.在一定范围内,代谢率随氧分压下降而下降
B.25 ℃环境中金鱼的代谢率比15 ℃环境中的高
C.代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同
D.氧分压超过一定范围后,代谢率不再随氧分压增加而增加
【解析】 金鱼的代谢率(耗氧量)除受温度影响外,还受氧分压影响。在25 ℃时,若氧分压很低,则其代谢率也将很低。
【答案】 B3.(2009年南通模拟)如下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧气浓度下的氧气吸收量和无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量,据图判断下列说法不正确的是(  )
A.图中乙曲线表示在不同氧气浓度下氧气吸收量
B.图中甲曲线表示在不同氧气浓度下无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量
C.氧浓度为d时该器官的细胞呼吸方式是有氧呼吸
D.若甲代表的细胞呼吸方式在氧浓度为b时消耗了A mol的葡萄糖,则乙代表的细胞呼吸方式在氧浓度为b时消耗的葡萄糖为A/2 mol
【答案】 D细胞呼吸方式的判断
在分析有氧呼吸和无氧呼吸物质变化的数量关系时有如下规律:
①不消耗O2,释放CO2→只进行无氧呼吸;
②O2吸收量=CO2释放量→只进行有氧呼吸;
③O2吸收量<CO2释放量→两种呼吸方式同时进行,多余CO2来自无氧呼吸;
④酒精量=CO2量→只进行无氧呼吸;
⑤酒精量<CO2量→两种呼吸方式同时进行,多余CO2来自有氧呼吸;
⑥有H2O生成一定是有氧呼吸,有CO2生成一定不是乳酸发酵。CO2产生量<O2消耗量——呼吸底物可能有脂肪。探究影响酵母菌呼吸作用因素的实验
温度——影响酶的活性,影响CO2的释放速度;葡萄糖浓度和产物酒精的生成;O2的有无;其他微生物的影响。
酵母菌实践上的应用:酿酒——无氧条件产生酒精,和面蒸馒头——有氧条件产生CO2。刚收获的玉米种子堆放一天后就发热了,某同学认为这只是玉米自身呼吸所散发的热量。根据以下提供的实验材料和器具设计实验,研究玉米种子堆中热量的来源。
(1)实验原理:生物呼吸作用以热能形式散失的能量的相对值可用温度计测量,散失越多,温度计读数越高。
(2)实验材料和器具:刚收获的玉米种子,同样大小消毒过的透明暖水瓶,消毒过的温度计和棉花,加热煮沸过的用具,0.1%高锰酸钾溶液等,以上材料和器具可供实验用。
(3)实验步骤:______________________________________________
(4)实验结果及结论:________________________________________【答案】 (3)①取三个保温瓶,分别编号A、B、C。
②取刚收获的玉米种子若干,平均分成三份,一份煮熟一段时间后冷却,然后放入A瓶中;一份用0.1%高锰酸钾溶液浸泡一段时间后放入B瓶中;一份不做任何处理放入C瓶中。
③在三瓶中插入温度计并用棉花把瓶塞紧,并记录温度计的读数。
④将三个瓶放到相同的环境中,过一段时间观察、记录温度计的读数。
(4)结果:A瓶中温度无变化,B瓶和C瓶中的温度均升高。
结论:玉米种子堆中的热量来源于玉米种子自身的呼吸释放的能量和玉米种子上携带的微生物的呼吸释放的能量。1.(2009年周山模拟)下图表示有氧呼吸过程,下列有关说法正确的是(  )
A.①②④中数值最大的是①
B.③代表的物质名称是氧气
C.产生①②的场所是线粒体
D.原核生物有的能完成图示全过程
【解析】 图中①、②、④是ATP,产生量最大的是④。③是H2O,⑤是O2。①是在细胞质基质中产生的。原核生物虽无线粒体,但可进行有氧呼吸。
【答案】 D2.下列关于光合作用和细胞呼吸过程中[H]和ATP的叙述不正确的是(  )
A.光合作用中NADPH产生于类囊体膜,用于还原CO2
B.细胞呼吸中[H]产生于线粒体,最后与O2结合成水,释放能量
C.光合作用中ATP产生于光反应阶段,暗反应阶段被消耗
D.细胞呼吸中ATP产生于细胞质基质和线粒体,用于各项生命活动
【答案】 B3.(2009年湛江高一检测)一位学生将葡萄糖和酵母菌溶液放入一个保温瓶中,并用带有两个孔的塞子封口,装置见下图(图中指示剂遇酸变红)。下列判断中,错误的是(  )
A.保温瓶内温度将随时间慢慢地升高
B.保温瓶中氧气的含量对酵母菌细胞呼吸的方式有重要的影响
C.实验可用来测定酵母菌细胞呼吸释放热量的变化
D.指示剂变色的情况与保温瓶中空气的量无关,与葡萄糖的量有关
【答案】 D4.(2010年汕头模拟)将某绿色植物放在特定的实验装置中,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其他实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示:
下列对该表数据分析正确的是(  )
A.昼夜不停地光照,在35 ℃时该植物不能生长
B.昼夜不停地光照,在15 ℃时该植物生长得最快
C.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在20 ℃时,该植物积累的有机物最多
D.每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在30 ℃时该植物积累的有机物是在10 ℃时的2倍【解析】 光照下吸收CO2的量代表的是有机物的合成量,黑暗中放出CO2的量代表的是有机物的消耗量;35 ℃时该植物的有机物积累量为3 mg,能正常生长;植物生长最快时的温度为25 ℃;每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在20 ℃时该植物积累的有机物为:3.25×12-1.5×12=21 mg;同理可算出其他温度条件下有机物的积累量;在所有的温度中20 ℃时有机物积累量最多;每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,在10 ℃时该植物积累的有机物为:1.75×12-0.75×12=12 mg;在30 ℃时该植物积累的有机物为:3.5×12-3.0×12=6 mg;在10 ℃时该植物积累的有机物是30 ℃时的2倍。
【答案】 C5.(2009年山东日照一调)下列有关细胞呼吸与ATP的叙述,正确的是(  )
A.细胞的有氧呼吸和无氧呼吸是ATP的全部来源
B.稻田要定期排水,否则水稻幼根会因缺氧产生乳酸而腐烂
C.探究酵母菌的细胞呼吸方式通常用重铬酸钾检测有无CO2的产生
D.ATP是细菌、真菌、植物和动物细胞内的生命活动的直接能源物质
【解析】 细胞呼吸是生物体内ATP的主要来源,而不是全部来源,绿色植物光反应阶段也产生ATP,用于C3的还原;探究酵母菌细胞呼吸有无酒精产生用酸性的重铬酸钾检测,酸性重铬酸钾遇酒精产生灰绿色;稻田定期排水是为了防止因缺氧产生酒精而腐烂。
【答案】 D6.(2009年福州质检)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,最适于贮藏该植物器官
B.氧浓度为b时,无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍
C.氧浓度为c时,无氧呼吸最弱
D.氧浓度为d时,有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等
【答案】 B7.如下图是有氧呼吸过程的图解,据图回答:
(1)有氧呼吸是从    的氧化分解开始的,全过程分为    个阶段。
(2)有氧呼吸的主要场所是    ,进入该场所的呼吸底物是    ;释放的CO2是在第    阶段产生的;H2O是第    阶段形成的;产生ATP最多的是第    阶段。
(3)有氧呼吸中氧的作用是           ,写出有氧呼吸的总反应式              。
(4)如果O2供应不足,则人体内C6O12O6的分解产物是________,释放的能量________,反应场所是________,试写出反应式_____________________。【答案】 (1)葡萄糖 三
(2)线粒体 丙酮酸(C3H4O3) 二 三 三
(3)与[H]结合生成水,生成大量的ATP
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
(4)乳酸 较少 细胞质基质
C6H12O6 2C3H6O3+少量能量