高中生物 第三單元 細(xì)胞的新陳代謝 第二章 細(xì)胞能量的來(lái)源與轉(zhuǎn)變 3.2.4 從化學(xué)能到生物能課件 中圖版必修1

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1、第四節(jié)從化學(xué)能到生物能第四節(jié)從化學(xué)能到生物能1. 學(xué)會(huì)探究酵母菌呼吸方式的方法2明確線粒體的結(jié)構(gòu)和功能3掌握有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程4說(shuō)明有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)1. 細(xì)胞呼吸2有氧呼吸、無(wú)氧呼吸3線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)4需氧型、厭氧型、兼性厭氧型 1細(xì)胞呼吸的概念細(xì)胞呼吸是細(xì)胞內(nèi)的 經(jīng)過(guò)一系列的 ，釋放 的過(guò)程，是生物體獲得能量的 。細(xì)胞呼吸的類型與主要場(chǎng)所細(xì)胞呼吸的類型與主要場(chǎng)所線粒體線粒體 有機(jī)物有機(jī)物氧化分解氧化分解能量能量主要代謝途徑主要代謝途徑2細(xì)胞呼吸的類型(1)有氧呼吸：是指細(xì)胞在 的參與下，通過(guò) 作用，把糖類等有機(jī)物 氧化分解，產(chǎn)生 ，同時(shí)釋放 能量的過(guò)程。(2)無(wú)氧呼吸

2、：是指細(xì)胞在 的條件下，通過(guò) 作用，把糖類等有機(jī)物 氧化分解，產(chǎn)生 能量的過(guò)程。氧氧酶的催化酶的催化徹底徹底CO2和水和水大量大量無(wú)氧無(wú)氧酶的催化酶的催化不徹底不徹底少量少量3生物的代謝類型(1)需氧型：絕大多數(shù)的動(dòng)物和植物都需要生活在 的環(huán)境中。(2)厭氧型：破傷風(fēng)桿菌、乳酸菌和動(dòng)物體內(nèi)的寄生蟲等只有在 條件下才能正常生存。(3)兼性厭氧型：酵母菌在 條件下都能正常生存。氧充足氧充足無(wú)氧無(wú)氧有氧和無(wú)氧有氧和無(wú)氧4細(xì)胞呼吸的主要場(chǎng)所線粒體(1)形態(tài)、結(jié)構(gòu)：形態(tài)：電鏡下，線粒體絕大多數(shù)呈 。結(jié)構(gòu)橢球形橢球形(2)分布、功能分布：普遍存在于動(dòng)植物細(xì)胞中，在新陳代謝 的細(xì)胞中，線粒體數(shù)量較多。功能：

3、細(xì)胞進(jìn)行 的主要場(chǎng)所。思維激活1 某人受傷后，為防止感染破傷風(fēng)桿菌，應(yīng)怎樣處理？提示破傷風(fēng)桿菌可通過(guò)無(wú)氧呼吸獲得能量大量增殖，較深的傷口需清理傷口，并注射破傷風(fēng)抗毒血清等。思維激活2 進(jìn)行有氧呼吸的生物一定有線粒體嗎？提示不一定。對(duì)某些原核生物而言，能進(jìn)行有氧呼吸但無(wú)線粒體，如藍(lán)藻。旺盛旺盛有氧呼吸有氧呼吸1實(shí)驗(yàn)流程1保溫瓶編號(hào)保溫瓶編號(hào)ABC2質(zhì)量濃度為質(zhì)量濃度為0.1 g/mL的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液1 L1 L1 L3酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液等量等量等量等量不加不加4石蠟油石蠟油注入注入不加不加不加不加5溫度計(jì)溫度計(jì)插入插入插入插入插入插入6結(jié)果結(jié)果溫度較高，溫度較高，有酒味有酒味溫度最

4、高溫度最高溫度溫度最低最低2.實(shí)驗(yàn)分析(1)明確酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧和無(wú)氧的條件下均能正常生存。(2)A瓶溶液煮沸并且加石蠟油的目的是：排出溶液中的氧氣和避免瓶?jī)?nèi)空氣中的氧氣進(jìn)入溶液，從而造成溶液的無(wú)氧環(huán)境。(3)A、B兩瓶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明酵母菌的兼性厭氧特點(diǎn)，C瓶是設(shè)置的空白對(duì)照組，對(duì)比酵母菌有氧呼吸、無(wú)氧呼吸產(chǎn)熱使溫度升高的幅度不同，從而證明了有氧呼吸比無(wú)氧呼吸產(chǎn)熱多。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論酵母菌有氧呼吸可以產(chǎn)生大量熱量。酵母菌無(wú)氧呼吸可以產(chǎn)生酒精和少量熱量。【鞏固1】 酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都能產(chǎn)生的物質(zhì)是()。ACO2 BH2O C酒精 D乳酸答案A【鞏固2】 下列有關(guān)線粒體的敘述中

5、，正確的是()。A線粒體是單層膜的細(xì)胞器，被稱為細(xì)胞內(nèi)的“能量轉(zhuǎn)換站”B原核細(xì)胞無(wú)線粒體，故只進(jìn)行無(wú)氧呼吸C生長(zhǎng)代謝旺盛的細(xì)胞，線粒體數(shù)量多D線粒體在細(xì)胞中的位置是固定的解析線粒體是由內(nèi)、外兩層膜構(gòu)成的細(xì)胞器。它在細(xì)胞內(nèi)隨細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)而使其位置發(fā)生變化，在原核細(xì)胞中無(wú)線粒體存在，但有的原核細(xì)胞仍能進(jìn)行有氧呼吸。答案C1有氧呼吸(1)反應(yīng)場(chǎng)所及過(guò)程細(xì)胞呼吸的過(guò)程細(xì)胞呼吸的過(guò)程1 161 kJ 熱能熱能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)思維激活3 為什么不同生物無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物不同？提示酶不同。思維激活4 水果、蔬菜、糧食的儲(chǔ)存條件有何不同？提示糧食的貯藏條件為：低溫、低氧、干燥，以降低細(xì)胞呼吸對(duì)有機(jī)物的消耗，還

6、要定期通風(fēng)，排熱排濕；水果和蔬菜的儲(chǔ)存要考慮保鮮，其儲(chǔ)存條件為：低溫、低氧、適宜的濕度。 1細(xì)胞呼吸的過(guò)程圖解2有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較項(xiàng)項(xiàng) 目目有氧呼吸有氧呼吸無(wú)氧呼吸無(wú)氧呼吸不不 同同 點(diǎn)點(diǎn)條件條件需需O2、酶和適宜溫度、酶和適宜溫度不需不需O2，需酶，需酶和適宜溫度和適宜溫度場(chǎng)所場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)(第一階段第一階段)線粒體線粒體(第二、三階段第二、三階段)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧化分解氧化分解程度程度葡萄糖被徹底葡萄糖被徹底氧化分解氧化分解葡萄糖氧化葡萄糖氧化分解不徹底分解不徹底產(chǎn)物產(chǎn)物CO2、H2O乳酸或酒精和乳酸或酒精和CO2能量釋放能量釋放大量能量大量能量少量能量少量能量相相

7、同同 點(diǎn)點(diǎn)本質(zhì)本質(zhì)氧化分解有機(jī)物，釋放能量，生成氧化分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP供生供生命活動(dòng)需要命活動(dòng)需要過(guò)程過(guò)程第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同意義意義(1)為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量(2)為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料提醒無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸還是酒精和CO2，與細(xì)胞內(nèi)的酶有關(guān)，最終是由細(xì)胞的遺傳特性決定的。無(wú)氧呼吸氧化分解有機(jī)物不徹底，是指產(chǎn)物中仍有一些小分子有機(jī)物，如酒精和乳酸，仍有較多能量?jī)?chǔ)存在這些分子中未能釋放出來(lái)。大多數(shù)植物、酵母菌無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物為酒精和二氧化碳；有些高等植物的某些器官

8、如玉米胚、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)產(chǎn)生乳酸；高等動(dòng)物、人及乳酸菌的無(wú)氧呼吸只產(chǎn)生乳酸。3影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素及其在生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)溫度通過(guò)影響呼吸酶的活性來(lái)影響呼吸強(qiáng)度。與溫度影響酶催化效率的曲線特征一致。生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲(chǔ)存蔬菜、水果；在大棚蔬菜的栽培過(guò)程中夜間適當(dāng)降溫以降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。(2)氧氣濃度以酵母菌(植物非綠色部分)產(chǎn)生CO2的速率與O2濃度的關(guān)系為例對(duì)于有氧呼吸：氧氣是有氧呼吸的原料之一，在一定范圍內(nèi)，隨著O2濃度增加，有氧呼吸強(qiáng)度也增加，但O2濃度達(dá)到一定值時(shí)有氧呼吸強(qiáng)度將不再隨O2濃度增加而增加。對(duì)于無(wú)氧呼吸：隨O2濃度增加而受抑制

9、，O2濃度越高，抑制作用越強(qiáng)，O2濃度達(dá)一定值時(shí)，無(wú)氧呼吸被完全抑制。應(yīng)用：.作物栽培中，采取中耕松土，防止土壤板結(jié)等措施，都是盡量使O2濃度位于E點(diǎn)之上，保證根細(xì)胞的正常呼吸，有利于肥料的吸收。.生產(chǎn)中利用低氧(A點(diǎn)的濃度)抑制細(xì)胞呼吸，減少對(duì)有機(jī)物的消耗來(lái)延長(zhǎng)蔬菜、水果、糧食的保存時(shí)間。(3)CO2增加CO2濃度對(duì)細(xì)胞呼吸有明顯的抑制作用。(4)水水既是細(xì)胞呼吸的原料，也是產(chǎn)物，細(xì)胞呼吸過(guò)程必須在有水的環(huán)境中才能完成。一定范圍內(nèi)隨水含量的增加細(xì)胞呼吸加強(qiáng)。應(yīng)用：糧油種子在貯藏時(shí)，必須降低含水量，使種子呈風(fēng)干狀態(tài)，降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，減少有機(jī)物消耗；同時(shí)防止微生物大量繁殖而使種子變質(zhì)?！眷柟?

10、】 細(xì)胞呼吸過(guò)程中若有CO2放出，則可判斷此過(guò)程一定()。A是有氧呼吸 B是無(wú)氧呼吸C不是酒精發(fā)酵 D不是乳酸發(fā)酵解析有氧呼吸和酒精發(fā)酵的產(chǎn)物中均有CO2，而乳酸發(fā)酵的產(chǎn)物只有乳酸沒(méi)有CO2。答案D【鞏固4】 在密封的地窯中保存水果，可以保存較長(zhǎng)時(shí)間，原因是()。A溫度恒定，水果抗病力強(qiáng)B溫度適宜，易保存水分C陰暗無(wú)光，不易過(guò)快成熟DCO2含量增加，抑制呼吸作用解析由于地窯密封，極難透氣，水果在呼吸過(guò)程中產(chǎn)生CO2，使CO2含量增加，O2含量減少，從而抑制呼吸作用強(qiáng)度，導(dǎo)致代謝降低，有機(jī)物分解少，故保存時(shí)間延長(zhǎng)。答案D細(xì)胞呼吸方式的分析判斷細(xì)胞呼吸方式的分析判斷【例1】 有一瓶混有酵母菌和葡萄

11、糖的培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時(shí)，其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如圖所示(兩種細(xì)胞呼吸速率相等)，在氧濃度為a時(shí)()。反思在分析有氧呼吸和無(wú)氧呼吸物質(zhì)變化的數(shù)量關(guān)系時(shí)有如下規(guī)律(以葡萄糖為呼吸底物)：不消耗O2，只釋放CO2只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；O2吸收量CO2釋放量只進(jìn)行有氧呼吸；O2吸收量CO2釋放量?jī)煞N呼吸方式同時(shí)進(jìn)行，多余的CO2來(lái)自無(wú)氧呼吸；酒精量CO2量只進(jìn)行無(wú)氧呼吸；酒精量CO2量?jī)煞N呼吸方式同時(shí)進(jìn)行，多余的CO2來(lái)自有氧呼吸；有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸發(fā)酵。解析有氧呼吸過(guò)程中每消耗1 mol葡萄糖生成6 mol CO2，同時(shí)消耗6 mol O2，無(wú)氧呼吸過(guò)程中每

12、消耗1 mol葡萄糖生成2 mol CO2，不消耗O2。由于在相同狀況下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量之比，則由“1 h后測(cè)得該容器中O2減少24 mL”可知，有氧呼吸產(chǎn)生24 mL CO2，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生24 mL CO2，則在1 h內(nèi)酒精發(fā)酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的3倍。答案D【例2】 如圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下CO2的釋放量和O2吸收量的變化，請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問(wèn)題。影響呼吸作用的因素及其生產(chǎn)應(yīng)用影響呼吸作用的因素及其生產(chǎn)應(yīng)用(1)在外界氧濃度為2%以下時(shí)，該器官的細(xì)胞呼吸方式是_；外界氧濃度為5%10%時(shí)，該器官的細(xì)胞呼吸方式是_，外界氧濃度為15%以上時(shí)，該器官的細(xì)胞呼吸

13、方式是_。(2)AB段表示CO2釋放量減少，其原因是_；BC段表示CO2釋放量增加，其原因是_。(3)無(wú)氧呼吸強(qiáng)度與O2濃度之間的關(guān)系是_。(4)圖中陰影部分的面積代表_。(5)當(dāng)外界氧濃度為4%5%時(shí)，該器官CO2的釋放量相對(duì)值為0.6，而O2的吸收量相對(duì)值為0.4。此時(shí)，無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的相對(duì)值約相當(dāng)于有氧呼吸的_倍。(6)為了有利于貯存蔬菜和水果，貯藏室內(nèi)的氧應(yīng)調(diào)節(jié)到圖中的哪一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧氣濃度_；采取這一措施的理由是_。思維導(dǎo)圖：解析當(dāng)植物組織缺氧時(shí)可進(jìn)行無(wú)氧呼吸，并產(chǎn)生二氧化碳，當(dāng)轉(zhuǎn)入有氧環(huán)境時(shí)，隨氧氣濃度的增加，植物組織的無(wú)氧呼吸受到抑制，當(dāng)達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)，植物組織開(kāi)始轉(zhuǎn)為有氧呼吸，

14、從這一點(diǎn)開(kāi)始，隨氧氣濃度的增加，有氧呼吸增強(qiáng)。B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧氣濃度點(diǎn)正是蔬菜和水果貯藏時(shí)應(yīng)控制的氧氣濃度，此時(shí)，植物細(xì)胞呼吸分解的有機(jī)物最少。答案(1)無(wú)氧呼吸無(wú)氧呼吸和有氧呼吸有氧呼吸(2)氧氣濃度逐漸升高到5%時(shí)，無(wú)氧呼吸逐漸被抑制，而有氧呼吸仍十分微弱氧氣充足時(shí)，有氧呼吸隨氧氣增多而增強(qiáng)，釋放的二氧化碳增多(3)無(wú)氧呼吸強(qiáng)度隨氧氣濃度的升高而逐漸減弱(4)不同氧濃度下的無(wú)氧呼吸強(qiáng)度(或CO2釋放量與O2的消耗量之差)(5)1.5(6)B點(diǎn)此時(shí)有氧呼吸強(qiáng)度很低，同時(shí)氧氣又抑制了無(wú)氧呼吸，水果和蔬菜組織內(nèi)糖類等有機(jī)物分解的最少，有利于蔬菜和水果的貯存1下列反應(yīng)在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體內(nèi)均能完成的是

15、()。A葡萄糖丙酮酸B丙酮酸酒精CO2CADPPi能量ATPDH2OHO2解析在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，葡萄糖在酶的作用下分解成丙酮酸，同時(shí)釋放能量并合成ATP。在線粒體內(nèi)，丙酮酸徹底氧化分解釋放出能量并合成ATP。答案C2用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過(guò)程中的氧原子，18O的轉(zhuǎn)移途徑是()。A葡萄糖丙酮酸水B葡萄糖丙酮酸氧C葡萄糖氧水D葡萄糖丙酮酸CO2解析葡萄糖的有氧呼吸分三個(gè)階段，葡萄糖中氧的轉(zhuǎn)變過(guò)程為C6H12O6丙酮酸CO2。第三階段產(chǎn)生的H2O中的氧全部來(lái)自于O2。答案D3有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的相同點(diǎn)是()。都在線粒體中進(jìn)行都需要酶都需要氧都產(chǎn)生ATP都經(jīng)過(guò)生成丙酮酸的反應(yīng)A BC D解析生物

16、體內(nèi)的任何化學(xué)反應(yīng)都需要酶的催化；有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的第一步都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行且都產(chǎn)生丙酮酸；有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的實(shí)質(zhì)相同，都是氧化分解有機(jī)物，釋放能量，形成ATP的過(guò)程。答案D4酵母菌能同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，如果二者消耗了等量的葡萄糖，這時(shí)吸入的氧氣與產(chǎn)生的二氧化碳的分子數(shù)之比是()。A3 4 B4 3C1 2 D2 1解析根據(jù)酵母菌進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式可以知道，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸時(shí)，放出的二氧化碳和吸入的氧氣的量相等；而酵母菌進(jìn)行發(fā)酵時(shí)，只放出二氧化碳，不消耗氧氣。所以兩組相加即得出答案O2/CO26/(62)3 4。答案A5下圖是有氧呼吸過(guò)程圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答下面的問(wèn)題。(1)依次寫出圖中1、2、3所代表的物質(zhì)名稱_。(2)依次寫出圖中4、5、6所代表的能量的多少_。(3)有氧呼吸的主要場(chǎng)所是_，進(jìn)入該場(chǎng)所的呼吸底物是_。(4)人體內(nèi)血紅蛋白攜帶的O2進(jìn)入組織細(xì)胞的線粒體至少要通過(guò)_層生物膜。(5)如果O2供應(yīng)不足，則人體內(nèi)C6H12O6的分解產(chǎn)物是_，釋放的能量_，反應(yīng)場(chǎng)所是_，試寫出反應(yīng)式_。課堂小結(jié)課堂小結(jié)