第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸

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名称 第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2013-12-12 11:43:54

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课件37张PPT。第3节 ATP的主要来源
——细胞呼吸1第1课时 细胞呼吸的探究实验、过程1 随着生活水平的提高,人们越来越注重身体健康,有氧运动成了人们的首选。人体通过什么活动吸入氧气?1生命活动需要能量11.说出线粒体的结构和功能。(重点)
2.说明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用。
3.进行对酵母菌细胞呼吸方式的探究。1 18世纪,法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气,并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现,呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解,并且释放能量。1问题探讨:
1.细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点?共同点:都是物质的氧化分解过程;
都能产生二氧化碳等产物,并且释放能量。12.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗?不能。否则组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解,能量会迅速地全部释放出来,细胞的基本结构也就会遭到彻底地破坏。3.在无氧条件下,细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗?在无氧条件下,细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是,无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少许多。1一、细胞呼吸的概念 生物体内糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放能量,产生ATP的总过程,叫做细胞呼吸。(又叫生物氧化)1 细胞呼吸(内呼吸)
呼吸运动(外呼吸)与细胞呼吸无太 大的关系,但为细胞呼吸提供氧气并排出二氧化碳。1 酵母菌是一种单细胞真菌,属真核生物。
在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧型生物。
通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物,可以确定酵母菌细胞的呼吸方式。二、细胞呼吸的方式1 1、怎样控制有氧和无氧的条件?2、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活?1.探究酵母菌呼吸的方式1实验原理:
(1)检测CO2的产生:
CO2
澄清石灰水 浑浊
CO2
溴麝香草酚蓝水溶液 蓝-绿-黄
3、怎样鉴定有无酒精产生?怎样鉴定有无CO2的产生?如何比较CO2产生的多少?(2)检测酒精的产生
酸性
橙色的重铬酸钾溶液+乙醇 灰绿色1实验结果:
(1) A、变浑浊的程度大
B、变浑浊的程度小
(2) A、无颜色变化
B、变成灰绿色1实验结论:
(1)有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水。
(2)无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。细胞呼吸有两种类型:有氧呼吸和无氧呼吸。1有氧呼吸无氧呼吸葡萄糖
C6H12O6生物体主要的供能物质2.细胞呼吸的方式:1外膜内膜线粒体基质嵴①主要场所:线粒体(1)有氧呼吸不是惟一场所,第一阶段在细胞质基质中进行。1C6H12O6丙酮酸少量能量[H] +
H2OCO2[H]少量能量+O2丙酮酸 H2O
+
大量能量②有氧呼吸的过程1细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]、ATP少量丙酮酸、H2OCO2、[H]、ATP少量[H]、O2H2O、ATP大量线粒体基质线粒体内膜能量去向:1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kJ能量 一部分以热能形式散失
另一部分转移到ATP中 (1709kJ/mol,约60%)(1161kJ/mol,约40%)11【点拨】有氧呼吸三个阶段需注意的四个问题
(1)三个阶段所需酶不同。
(2)CO2的产生是在第二阶段,H2O的产生在第三阶段。
(3)H2O的消耗在第二阶段,O2的消耗仅发生在第三阶段。
(4)三个阶段都有能量释放,第三阶段释放能量最多。1 有氧呼吸是细胞在有氧的条件下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。③化学反应式:④概念:1小结、有氧呼吸1、__________是细胞呼吸的主要形式。2、有氧呼吸的主要场所是________。3、有氧呼吸最常利用的物质是_______________。4、有氧呼吸的总反应式:﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏有氧呼吸线粒体葡萄糖(C6H12O6)1第2课时 1①苹果储存久了,会
有什么气味散发出来?②剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌往往会产生什么感觉? (2)无氧呼吸1无氧呼吸过程:2C3H6O3(乳酸)2C2H5OH (酒精)+2CO2例子:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等)例子:大多数植物、酵母菌第一阶段:葡萄糖的初步分解第二阶段:丙酮酸不彻底分解第二阶段不释放能量。1其余主要以热能的形式散失掉。1mol葡萄糖分解为乳酸释放能量196.65kJ有61.08kJ转移至ATP
能量效率约为31%。无氧呼吸过程产生的能量1小结、无氧呼吸细胞在____的条件下,通过_______的催化作用,把_______等有机物________氧化分解,产生酒精和CO2或乳酸,释放__________,生成_________的过程。无氧不彻底多种酶少量能量葡萄糖少量ATP1、概念:2、种类:12C2H5OH +2CO2+能量(少量)三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系点拨:无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段完全相同。1有氧呼吸无氧呼吸 不同点相同点场所条件产物能量
变化联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需氧气、多种酶不需氧气、需多种酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量,
合成38ATP释放少量能量,
合成2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同
分解有机物,释放能量,合成ATP三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的异同点11.为生物体的生命活动提供能量。2.为体内其他化合物的合成提供原料。三、细胞呼吸的意义细胞呼吸
的产物合成氨基酸合成脂类转化为其他糖类11.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点(  )
①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧 
④都产生ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应
A.① ② ⑤   B.② ③ ④
C.② ③ ⑤   D.② ④ ⑤      D12. 下列关于植物呼吸作用的叙述正确的是( )
A. 呼吸作用的中间产物丙酮酸可以通过线粒体的两层膜????
B. 是否产生二氧化碳是有氧、无氧呼吸的主要区别
C. 高等植物能够进行有氧呼吸,不能进行无氧呼吸
D. 种子库中贮存的风干种子不进行呼吸作用A13.下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下,会产生CO2的试管有 ( )
①葡萄糖+已破裂的细胞
②葡萄糖+线粒体
③丙酮酸+线粒体
④葡萄糖+细胞质基质(隔绝空气)
⑤丙酮酸+细胞质基质(隔绝空气)
A.①③④⑤ B.①②④⑤ C.①③④ D.②③④C14. 蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为
( )
A.零上低温、干燥、低氧
B.零上低温、湿度适中、低氧
C.高温、干燥、高氧
D.高温、湿度适中、高氧【解析】蔬菜和水果不断进行细胞呼吸,消耗有机物,为了尽量减少有机物的消耗,需要降低细胞呼吸速率,温度能够影响酶的活性,所以低温、低氧能够降低细胞呼吸速率;保鲜需要适宜的湿度,以抑制蒸腾作用对水分的散失。 B15.有氧呼吸中产生能量最多的是( )
A.形成二氧化碳时
B.形成[H]时
C.形成水时
D.形成丙酮酸时C1幻想在漫长的生活征途中顺水行舟的人,他的终点在下游。只有敢于扬风帆、顶恶浪的勇士,才能争到上游。1课件36张PPT。第2课时 细胞呼吸影响因素及
相关曲线1 果蔬保鲜的核心问题就是如何减缓呼吸,抑制新陈代谢,使新鲜果蔬处于休眠或半休眠状态。
冷藏法是目前普遍使用的果蔬保鲜方法,但其保鲜时间比较短。1【思考】
冷藏法减缓果蔬呼吸的途径是什么?11.说明有氧呼吸和无氧呼吸方式的区别与联系;
2.理解细胞呼吸的意义;
3.掌握影响细胞呼吸的因素及曲线。1四、影响细胞呼吸的因素1.呼吸作用中酶的活性受哪些因素的影响?
2.各种因素是如何影响呼吸作用的?
3.有氧呼吸和无氧呼吸的原理在生活生产中有哪些应用? 【思考】11.内因
(1)不同种类的植物呼吸速率不同,如旱生植物的小于水生植物的,阴生植物的小于阳生植物的。
(2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同,如幼苗期、开花期呼吸速率升高,成熟期呼吸速率下降。
(3)同一植物的不同器官呼吸速率不同,如生殖器官的大于营养器官的。 四、影响细胞呼吸的因素12.外因
(1)温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。
如图所示:四、影响细胞呼吸的因素1(2)氧气浓度
①对于无氧呼吸来说:随氧气浓度增加而受抑制,氧气浓度越高,抑制作用越强,氧气浓度达到一定值时,被完全抑制。
如图所示:四、影响细胞呼吸的因素1②对有氧呼吸来说:氧气是有氧呼吸的原料之一,在一定范围内,随着氧气浓度的增加,有氧呼吸速率增强,但当氧气浓度增加到一定值时,有氧呼吸速率不再增加。
如图所示:四、影响细胞呼吸的因素1无氧呼吸消失CO2释放总量③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌受氧气浓度的影响,两种呼吸及总呼吸速率的变化曲线如图所示:四、影响细胞呼吸的因素1四、影响细胞呼吸的因素温度、
氧的浓度、
水分1(3)其他因素
①二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用;
②生物含水量的多少影响呼吸作用。在一定范围内,呼吸作用强度随含水量的增加而增加。四、影响细胞呼吸的因素1【例1】有氧呼吸全过程的物质变化可分三个阶段:C6H12O6→丙酮酸+[H];
丙酮酸→CO2+[H];
[H]+O2→ H2O,有关以上叙述正确的是( )
A.第一、二阶段无ATP生成,第三阶段生成大量ATP
B.第三阶段只要有氧存在,极易进行,无需酶的催化
C.有氧呼吸的最终产物只有水
D.只要存在相应的酶,原核生物无线粒体,也能进行
有氧呼吸D1【解题关键】有氧呼吸的本质是彻底氧化有机物产生水和二氧化碳,并释放氧气的过程,其三个阶段反应场所和所需酶的种类均不同。
【解析】本题主要考查有氧呼吸的相关内容。具体分析如下:有氧呼吸三个阶段均产生ATP,A项错;有氧呼吸的第三阶段既需要氧的参与,又需要酶的催化,B项错;有氧呼吸的最终产物为水和二氧化碳,C项错;原核生物虽无线粒体,但只要含有有氧呼吸相关的酶,就可进行有氧呼吸,如硝化细菌,D项正确。1【例2】 如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程,下列相关叙述中正确的是( )
A.图解中的①②两物质依次是H2O和O2
B.图解中(一)(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体
C.图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖
D.1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段产生的能量一样多A1【解题关键】熟知有氧呼吸三个阶段的物质变化及进行场所,明确图中丙酮酸在第一阶段产生,CO2在第二阶段产生,H2O在第三阶段产生;对照图示逐项分析作出判断。1【解析】从题图所示的过程及参与的物质分析可知,该过程表示的是细胞的有氧呼吸过程。(一)表示有氧呼吸的第一阶段,在细胞质基质中完成,在酶的作用下,葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H],释放少量能量。(二)表示有氧呼吸的第二阶段,在线粒体基质中丙酮酸和H2O(即图中①)彻底分解成CO2并产生大量的[H],释放少量能量。(三)表示有氧呼吸的第三阶段,前两个阶段产生的[H]与O2(即图中②)结合生成H2O,释放大量能量。1【例3】向一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌,1h后测得该容器中O2减少24 mL, CO2增加48 mL,则在1h内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的( )
A. 1/3 B. 1/2 C. 2倍 D. 3倍 D1【解析】据题意可知;有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2分别是24mL,可推出酒精发酵所消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍。1向左移动 不动只有有氧呼吸不动 向右移动 只有无氧呼吸向左移动 向右移动 无氧呼吸和
有氧呼吸1细胞呼吸方式的判定vCO2/vO2 = 4/3
vCO2/vO2 ﹥ 4/3
vCO2/vO2 < 4/3无氧呼吸= 有氧呼吸无氧呼吸﹥有氧呼吸无氧呼吸< 有氧呼吸1【例4】右图表示在储存蔬菜、水果时,大气中O2的浓度对植物组织内CO2产生的影响,试分析:释放的相对值CO2 (1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是_________的产物。
(2)由A到B, CO2的释放量急剧减小,其原因是____________________________________。
(3)由B到C, CO2的释放量又不断增加,其主要原因是________________________________; 到C点以后CO2的释放量不再增加,其主要原因是
____________________________________。随O2的增加,无氧呼吸受到抑制随氧浓度增大,有氧呼吸不断加强无氧呼吸受线粒体数量限制,有氧呼吸不再加强1五、细胞呼吸原理的应用1、包扎伤口:选用透气消毒纱布,抑制厌氧
细菌的呼吸;3、酵母菌酿酒:选通气,后密封。先让酵田菌有氧呼吸,大量繁殖,再无氧呼吸产生酒精。4、花盆经常松土:促进根部有氧呼吸,吸收
无机盐等;5、稻田定期排水:抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡;2、破伤风杆菌感染伤口:须及时清洗伤口,
以防无氧呼吸;16、有氧运动:提倡慢跑,防止剧烈运动,肌细胞无氧呼吸产生乳酸;7、粮食种子贮藏:常用降低温度和O2浓度、提高CO2浓度、干燥的方法来延长贮存期;水果蔬菜保鲜:低温(零上)、低氧、中等湿度8、在人工气候室栽培作物,降低夜温以减少呼吸消耗,有利于物质积累。9、泡菜和酸奶的制作:利用乳酸菌的无氧呼吸
产生乳酸。五、细胞呼吸原理的应用1【例3】 现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液,通入不同浓度的氧气时,其产生的酒精和CO2的量如图所示(两种呼吸作用速率相等),问:在氧浓度为a时( )A.酵母菌只进行厌氧发酵
B.67%的酵母菌进行厌氧发酵
C.33%的酵母菌进行厌氧发酵
D.酵母菌停止厌氧发酵B1【例4】 如图所示是一名学生制作的一个装置,用来研究温度对酵母菌酒精发酵的影响。三角瓶内含有悬浮在2%蔗糖液中的2.5克酵母。实验记录小液滴移动的数量如下表,表中数据为小液滴移动量(单位:厘米)。试回答:(1)实验中小液滴移动的方向是向____,理由是_________________________________________。(2)从上述实验中记录表中,可知酵母菌中参与酒精发酵的酶的最适温度为____。(3)根据实验结果可以得出的结论是___________________________________________________。(4)根据表中的数据,三角瓶内的蔗糖完全被酵母菌利用至少需__分钟。(5)在坐标中绘出25℃时,酒精浓度随时间的变化曲线。左酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳,增大了三角瓶中气体压强,使小液滴向左移动 25℃在一定温度范围内,随着温度的升高,发酵作用增强,超过这一范围,发酵减弱411.与有氧呼吸相比,无氧呼吸最主要的特点是(  )
A.分解有机物    B.释放能量
C.需要酶催化    D.有机物分解不彻底
2.新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中,适当延长保鲜时间的
生理原因是( )
A. 呼吸作用减弱 B. 呼吸作用加强
C. 光合作用减弱 D. 促进了物质的分解DA13.(2011·海南高考)关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )
A.种子风干脱水后呼吸强度增强
B.土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸
C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖
D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸强度逐渐减弱B1【解析】A项,种子风干脱水后,细胞中自由水的含量降低,代谢缓慢,因此呼吸强度降低,而不是增强;B项,土壤淹水后,土壤中氧气含量降低,根系发生无氧呼吸产生酒精和CO2;C项,破伤风杆菌是厌氧生物,在有氧条件下不能繁殖;D项,小麦种子萌发过程中,代谢加快,细胞有氧呼吸强度逐渐增强,而不是减弱。 14.一运动员正在进行长跑锻练,从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质,其浓度变化如图。图中P、Q、R三曲线依次代表( )
A.O2、CO2、乳酸
B.乳酸、CO2、O2
C.CO2、O2、乳酸
D.CO2、乳酸、O2B15.如图表示萌发的小麦种子细胞中发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。(1)催化①②进行的酶存在于________________, E表示的物质为_______________________________。细胞质基质
酒精 15.如图表示萌发的小麦种子细胞中发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。(2)当小麦种子的CO2的释放量大于O2的吸收量时,进行的生理过程为_______________________(填序号)。①②③④15.如图表示萌发的小麦种子细胞中发生的相关生理过程,A~E表示物质,①~④表示过程。(3)人体中不可以进行的生理过程为____________
(填序号),原因是_________________________。 ②
细胞中不存在相应的酶
1【解析】(1)图中A表示丙酮酸,B表示CO2,C表示[H],D表示氧气,E表示的是酒精,①②表示酒精发酵,它发生在细胞质基质中。
(2)当小麦种子CO2的释放量大于O2吸收量时,证明小麦种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
(3)人体无氧呼吸产生乳酸不产生酒精,因为不存在相应的酶。
答案:(1)细胞质基质 酒精 (2)①②③④
(3)② 细胞中不存在相应的酶16.右图是种子萌发成幼苗
时糖类含量的变化,请据
图回答:
(l)导致AB段淀粉下降
的原因是______________
_____________________________。
(2)葡萄糖在D点之前含量增加,葡萄糖的来源是________________。
(3)在B点后淀粉含量开始增加,其原因是 ____________________________________。 萌发时呼吸旺盛,
淀粉分解,为萌发提供物质和能量 淀粉的水解 幼苗开始进行光合作用产物为淀粉 1在决定一件事情之前,应该深思熟虑后再做。一旦做了,即使结果是负的,你只可以当它是日后决策的参考,没有必要对自己说对不起!1