5.2 ATP的主要來(lái)源 細(xì)胞呼吸

5.2 ATP的主要來(lái)源 細(xì)胞呼吸【考點(diǎn)解讀】1、線粒體的結(jié)構(gòu)和功能2、細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1、細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì)【自主合作探究】一、細(xì)胞呼吸的方式及概念 1概念：_在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的_，生成_或其他產(chǎn)物，釋放出_并生成_的過(guò)程。 2方式：可分為_(kāi)和_兩種類型。二、有氧呼吸（一）主要場(chǎng)所：_ （二）過(guò)程：1第一階段： （1）場(chǎng)所：_ （2）過(guò)程：在酶的催化下，1分子葡萄糖分解為_(kāi)，產(chǎn)生少量_，并且釋放出少量的_。 （3）反應(yīng)式：_2第二階段：（1）場(chǎng)所：_ （2）過(guò)程：在酶的催化下，丙酮酸和水徹底分解成_，并釋放出少量_。（3）反應(yīng)式：_3第三階段： （1）場(chǎng)所：_ （2）過(guò)程：在酶的催化下，前兩階段產(chǎn)生的H和氧結(jié)合，形成_，并釋放出大量_。（3）反應(yīng)式：_ 總反應(yīng)式：_ 分析：元素轉(zhuǎn)移方向：H2O中的“H”來(lái)自于“_”，“O”來(lái)自于“_”；CO2中的“C”來(lái)自于“_”，“O”來(lái)自于“_”（三）概念：細(xì)胞在_參與下，通過(guò)_的催化作用，把_等有機(jī)物氧化分解，產(chǎn)生_，釋放_(tái)，生成很多_的過(guò)程。（四）能量去向：1mol的葡萄糖徹底氧化分解后可使1161kJ左右的能量?jī)?chǔ)存有_中，其余的能量以_的形式散失。（五）有氧呼吸三個(gè)階段的比較： 項(xiàng)目第一階段第二階段第三階段場(chǎng)所 線粒體基質(zhì) 反應(yīng)物 H+O2生成物 H+CO2 形成ATP數(shù)量 大量 與氧的關(guān)系無(wú)關(guān) 物質(zhì)變化 能量變化 三、無(wú)氧呼吸：1條件：_條件下。2場(chǎng)所：_3過(guò)程： （1）第一階段：與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同。丙酮酸_少量能量_少量能量酶酶 （2）第二階段： （1）C6H12O6_少量能量（2）C6H12O6_少量能量酶酶 4化學(xué)反應(yīng)式： 5發(fā)酵：（1）概念：酵母菌、乳酸菌等微生物的_（2）類型：_發(fā)酵：發(fā)酵產(chǎn)物為酒精和CO2_發(fā)酵：發(fā)酵產(chǎn)物為乳酸。四、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較項(xiàng)目有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同呼吸場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、 條件需氧氣、 分解產(chǎn)物CO2、C2H5OH或 能量釋放大量產(chǎn)生ATP數(shù)目相同本質(zhì)過(guò)程意義五、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用1包扎傷口，選用透氣消毒紗布，其目的是_2酵母菌釀酒：先通氣，后密封。其原理是先讓酵母菌_ 大量繁殖，再實(shí)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生_。3花盆經(jīng)常松土：促動(dòng)根部_，有利吸收_等。4稻田定期排水：抑制_產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。5提倡慢跑：防止劇烈運(yùn)動(dòng)，肌細(xì)胞_產(chǎn)生_。6破傷風(fēng)桿菌感染傷口，須及時(shí)清洗傷口，以防_呼吸。六、影響細(xì)胞呼吸的外界因素及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用（一）溫度：1解讀：通過(guò)影響呼吸酶的活性來(lái)影響呼吸呼吸強(qiáng)度溫度強(qiáng)度，其曲線與溫度影響酶活性的曲線一致。2應(yīng)用：_ _ _ _（二）CO2濃度：1.解讀 _ _ 2應(yīng)用：_ _（三）水分:1解讀：在一定范圍內(nèi)，呼吸作用的強(qiáng)度隨含水量的增加而 2應(yīng)用：_（四）O2濃度1.解讀：有氧呼吸：在一定范圍內(nèi)， _ _ _ 無(wú)氧呼吸_ _ _ 2應(yīng)用：_ _ 拓展延伸七、根據(jù)CO2釋放量和O2消耗量判斷細(xì)胞呼吸狀況葡萄糖為呼吸底物的情況下，CO2釋放量和O2消耗量是判斷細(xì)胞呼吸類型的重要依據(jù)，總結(jié)如下：1無(wú)CO2釋放時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生_，此種情況下，容器內(nèi)的氣體體積_，如馬鈴薯塊莖的無(wú)氧呼吸。2不消耗O2，但產(chǎn)生CO2，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生_，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積_。如酵母菌的無(wú)氧呼吸。3當(dāng)CO2釋放量等于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積_，但若將CO2吸收，可引起氣體體積_。4當(dāng)CO2釋放量大于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種方式。如酵母菌在不同的O2濃度下的細(xì)胞呼吸。此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢(shì)，可做如下分析：VCO2VO2VO2VVCO2VO2（1）若：4：3，有氧呼吸和無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率 。（2）若：4：3，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的速率 有氧呼吸。（3）若：4：3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率 無(wú)氧呼吸。八、有關(guān)細(xì)胞呼吸計(jì)算的規(guī)律總結(jié)：1消耗等量的葡萄糖時(shí)，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2物質(zhì)的量比為 2消耗等量的葡萄糖時(shí)，有氧呼吸消耗的O2與有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的CO2物質(zhì)的量之和的比為 3產(chǎn)生等量的CO2時(shí)，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖物質(zhì)的量比為 4產(chǎn)生等量的CO2時(shí)，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的ATP物質(zhì)的量之比為 5消耗等量的葡萄糖時(shí)，無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的ATP物質(zhì)的量之比為 6在進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的氣體變化計(jì)算及酶促反應(yīng)速率比較時(shí)，應(yīng)使用“C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量”和“C6H12O6 2CO22C2H5OH能量”這兩個(gè)反應(yīng)式，并結(jié)合化學(xué)課上所學(xué)的，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算的規(guī)律和方法進(jìn)行解答。7如果在題干中沒(méi)有給出所要計(jì)算的具體數(shù)值，只有體積比，則可將比值當(dāng)成實(shí)際體積（或物質(zhì)的量）進(jìn)行計(jì)算，最后求解。九、實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（一）原理：在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，可以將葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水，并釋放能量。在無(wú)氧條件下，酵母菌進(jìn)行無(wú)氧呼吸，能將葡萄糖轉(zhuǎn)變成酒精和二氧化碳。 _ _ （二）實(shí)驗(yàn)變量：自變量：_因變量：_（三）材料用具：20g新鮮的食用酵母菌、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液，澄清石灰水、溴麝香草酚藍(lán)試劑、體積分?jǐn)?shù)為95%97%的含一定濃度的重鉻酸鉀的濃硫酸溶液、錐形瓶5個(gè)、潔凈的試管、小氣泵。（四）實(shí)驗(yàn)裝置：思考：B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，為什么_（五）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_（六）結(jié)論：_（七）注意事項(xiàng)：1實(shí)驗(yàn)溫度應(yīng)控制在_；2選用的酵母菌應(yīng)用新鮮的酵母菌，原因是：_ _ 3.往試管中滴加濃硫酸時(shí)要_。 【師生合作探究】1、無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精對(duì)細(xì)胞有害嗎？例如，用酵母菌使葡萄汁發(fā)酵產(chǎn)生葡萄酒，當(dāng)酒精含量達(dá)到12%16%時(shí)，發(fā)酵酒停止了，為什么？還有其他例子嗎？2、能不能說(shuō)細(xì)胞呼吸是ATP的全部來(lái)源？為什么？3、人（還有鳥(niǎo)類和哺乳類）能保持體溫的相對(duì)穩(wěn)定嗎。體溫的維持與細(xì)胞呼吸是怎樣的關(guān)系？是否也需要ATP水解供能？【隨堂練習(xí)】 1同一株植物的不同部位的呼吸強(qiáng)度可以不同，下列敘述中錯(cuò)誤的是：（ ） A、幼葉的比老葉的高 B、萌發(fā)種子胚的比胚乳的高 C、枝條尖端的比基部的高 D、老根部分的比根尖的高2將酵母菌放含有培養(yǎng)液的的密閉的錐形瓶中，測(cè)得CO2的釋放量比O2的吸收量大一倍，則有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的比為：（ ） A、1/6 B、1/3 C、1/2 D、13.（09全國(guó)卷）下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，錯(cuò)誤的是A細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行B人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸C酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸D葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用【課時(shí)訓(xùn)練】 A級(jí)1.（09天津卷）按下表設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分組后，在相同的適宜條件下培養(yǎng)810小時(shí)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)材料取樣處理分組培養(yǎng)液供氧情況適宜濃度酵母菌液50 mL破碎細(xì)胞（細(xì)胞不完整）甲25 mL75 mL無(wú)氧乙25 mL75 mL遇氧50 mL未處理丙25 mL75 mL無(wú)氧丁25 mL75 mL通氧下列敘述正確的是A. 甲組不產(chǎn)生CO2而乙組產(chǎn)生B. 甲組的酒精產(chǎn)量與丙組相同C. 丁組能量轉(zhuǎn)換率與丙組相同D. 丁組的氧氣消耗量大于乙組2.（09浙江卷）破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌侵入了人體深部的組織細(xì)胞并大量繁殖，下列關(guān)于該菌的細(xì)胞呼吸類型和消滅該菌首先要通過(guò)的免疫途徑的敘述，正確的是A無(wú)氧呼吸和體液免疫B無(wú)氧呼吸和細(xì)胞免疫C有氧呼吸和體液免疫D有氧呼吸和細(xì)胞免疫3.（09廣東理基）在密閉容器內(nèi)，酵母菌利用葡萄糖產(chǎn)生酒精，此過(guò)程不生成 AATP B乳酸 C三碳化合物 DCO24.（09廣東卷）利用地窖貯藏種子、果蔬在我國(guó)歷史悠久。地窖中的CO2濃度較高，有利于A降低呼吸強(qiáng)度 B降低水分吸收C促進(jìn)果實(shí)成熟 D促進(jìn)光合作用5.（09上海卷）在a、b、c、d條件下，測(cè)得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如右表。若底物是葡萄糖，則下弄敘述中正確的是A. a條件下，呼吸產(chǎn)物除 CO2外還有酒精和乳酸B. b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無(wú)氧呼吸多C. c條件下，無(wú)氧呼吸最弱D. d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來(lái)自線粒體CO2釋放量O2吸收量a100b83c64d77 6.右圖是某種綠色植物的綠色器官在不同氧氣濃度下，O2吸收量和CO2釋放量的變化坐標(biāo)圖。氧氣濃度為10%時(shí)，該器官進(jìn)行的呼吸作用為（D）A有氧呼吸大于無(wú)氧呼吸 B有氧呼吸小于無(wú)氧呼吸C有氧呼吸等于無(wú)氧呼吸 D只進(jìn)行有氧呼吸7.（06江蘇14）香蕉成熟過(guò)程中。隨著貯藏物質(zhì)強(qiáng)烈水解并轉(zhuǎn)化為還原糖，香蕉逐漸變甜，其呼吸速率變化如圖中曲線a所示。圖中符合香蕉內(nèi)還原糖含量變化趨勢(shì)的曲線是（ ）A、曲線1；B、曲線2 ；C、曲線3 ；D、曲線4。8.用下圖裝置測(cè)定種子萌發(fā)時(shí)進(jìn)行的呼吸作用類型，同時(shí)關(guān)閉活塞，在25下經(jīng)過(guò)20min 再觀察紅色液滴移動(dòng)情況，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析不符合實(shí)際的是 A若裝置l的紅色液滴左移，裝置2的紅色液滴不移動(dòng)，則說(shuō)明萌發(fā)的種子既進(jìn)行有氧呼吸也進(jìn)行無(wú)氧呼吸 B裝置l的紅色液滴向左移動(dòng)的體積是呼吸作用消耗O2的體積，裝置2的紅色液滴向右移動(dòng)的體積是呼吸作用釋放C02和消耗O2的體積之差C若裝置l紅色液滴左移，裝置2的紅色液滴不移動(dòng)，則說(shuō)明萌發(fā)的種子只進(jìn)行有氧呼吸D若裝置1紅色液滴不移動(dòng)，裝置2的紅色液滴右移，則說(shuō)明萌發(fā)的種子只進(jìn)行無(wú)氧呼吸9.取適量干重相等的份種子進(jìn)行不同處理：（甲）風(fēng)干，（乙）消毒后浸水萌發(fā)，（丙）浸水后萌發(fā)，（?。┙劝l(fā)后煮熟冷卻，消毒。然后分別放入4個(gè)保溫瓶中，一段時(shí)間后，種子堆內(nèi)溫度最高的是： （ ） A甲 B乙 C丙 D丁10.有氧呼吸全過(guò)程的物質(zhì)變化可分為下列三個(gè)階段，與此相關(guān)的敘述中正確的是： ( ） C6H12O6 丙酮酸 丙酮酸 + H2O CO2 + H H + O2 H2OA第階段反應(yīng)極易進(jìn)行，無(wú)需酶的催化B第階段能為其他化合物的合成提供原料C第階段無(wú)ATP生成，第階段形成較多的ATPD第階段與無(wú)氧呼吸的第階段不同11自然條件下有關(guān)植物呼吸作用的敘述中，正確的是：（ ）A有氧呼吸過(guò)程中，中間產(chǎn)物丙酮酸必須進(jìn)入線粒體B高等植物只能進(jìn)行有氧呼吸，不能進(jìn)行無(wú)氧呼吸C有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，無(wú)氧呼吸不產(chǎn)生二氧化碳D有氧呼吸的強(qiáng)度晚上比白天強(qiáng)12.如圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d 時(shí)，CO2釋放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是： （ ） A氧濃度為a時(shí)，最適于貯藏該植物器官 B氧濃度為b時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍 C氧濃度為c時(shí)，無(wú)氧呼吸最弱 D氧濃度為d時(shí)，有氧呼吸強(qiáng)度與無(wú)氧呼吸強(qiáng)度相等13.（多選）較長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)氧呼吸，陸生植物就會(huì)受傷死亡的原因是（ABD）A產(chǎn)物酒精使蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞死亡 B釋放能量少，進(jìn)而加速有機(jī)物的消耗C無(wú)氧呼吸放出的大量熱量導(dǎo)致酶變性失活D缺少某些中間產(chǎn)物，阻礙某些物質(zhì)的合成14.（多選）條件適宜的情況下，下列有關(guān)曲線表示正確的是（AC）B級(jí)15.在科學(xué)研究中常用呼吸商（RQ=釋放的CO2體積/消耗的氧氣體積）表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同。測(cè)定發(fā)芽種子的呼吸商的裝置如下圖。關(guān)閉活塞，在25下經(jīng)20分鐘讀出刻度管內(nèi)著色液移動(dòng)的距離。設(shè)裝置1和裝置2的著色液分別向左移動(dòng)x和y（mm）。x和y值反映了容器內(nèi)氣體體積的減少。請(qǐng)回答：（1）裝置的小瓶?jī)?nèi)加入NaOH溶液的目的是 。（2）x代表 值；y代表 值。（3）若測(cè)得x=200（mm），y=30（mm），則該發(fā)芽種子的呼吸商是 。（4）若要測(cè)定已長(zhǎng)出一片真葉幼苗的PQ值，則應(yīng)將該裝置放于何種條件下進(jìn)行，為什么？ 。（5）為使測(cè)得的x和y值更精確，還應(yīng)再設(shè)計(jì)一對(duì)照裝置。對(duì)照裝置的容器和小瓶?jī)?nèi)應(yīng)分別放入 。設(shè)對(duì)照的目的是 。16.下圖是測(cè)量種子萌發(fā)時(shí)錐形瓶中氣體體積變化的實(shí)驗(yàn)裝置。錐形瓶中放的種子事先用水浸泡過(guò)并在稀釋的消毒劑中清洗過(guò)(不影響種子生命力)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)管Y與管X液面相平，每隔半小時(shí)利用標(biāo)尺量出X管內(nèi)的液面高度變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄于下表。回答下列問(wèn)題：時(shí)間（h）00510152025303540標(biāo)尺讀數(shù)(cm)233139485664707373體積變化（相對(duì)單位）0-08-16-25-33-41-47-50-50(1)管X中液面是怎樣移動(dòng)的 。(2)解釋035小時(shí)內(nèi)氣體體積變化原因 。估計(jì)35小時(shí)4小時(shí)內(nèi)種子的異化作用方式為 。(3)此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?。(4)簡(jiǎn)述如何設(shè)置此實(shí)驗(yàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn) 。(5)如果對(duì)照實(shí)驗(yàn)中氣體體積變化在175小時(shí)是+02個(gè)單位，解釋可能的原因是 ；同等條件下萌發(fā)的種子中的實(shí)際呼吸速率是 單位小時(shí)。(6)種子為什么要在稀釋的消毒劑中清洗 。C級(jí)17. （06江蘇40)為了調(diào)查太湖某一水層是否有自養(yǎng)生物存在，及其產(chǎn)氧量能否維持本層水體生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法測(cè)定該水層生物晝夜平均代謝率來(lái)判定。白瓶為透明玻璃瓶，其水體溶解O2的晝夜變化值為水中生物光合作用產(chǎn)生的O2與呼吸消耗的O2的差值(以WDO表示)；黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水體溶解O2的晝夜變化值為水中生物呼吸消耗的O2(以BDO表示)。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟： 用采水器取該層水樣，分別注滿500ml黑、白瓶并密封，剩余水樣用于測(cè) ； 將黑、白瓶 ； 。 (2)設(shè)計(jì)記錄所測(cè)數(shù)據(jù)的表格。 (表格請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)在答題卡上) (3)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析。