高中生物―细胞呼吸

考纲要求晨背要点1.ATP在能量代谢中的作用(Ⅱ)1.ATP的结构和功能2.细胞呼吸(Ⅱ)2.有氧呼吸的概念、场所、过程3.无氧呼吸的概念、场所、过程3.探究酵母菌的呼吸方式(实验)细胞的能量“通货”——ATPATP的主要来源----细胞呼吸一、ATP的结构腺嘌呤核糖磷酸磷酸磷酸务实基础：考点一：ATP的结构和转化AMP腺嘌呤核糖核苷酸ADPATPRNA的基本单位之一一二三四2.主要能源物质：生物体内主要储能物质：能量的最终来源：太阳能糖类脂肪生物体内的能源物质：糖类、脂肪、蛋白质直接供能物质：ATP能量物质一、细胞呼吸的概念和类型细胞呼吸是指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。有氧呼吸：主要形式无氧呼吸细胞呼吸二、有氧呼吸1.场所：线粒体（主要）、细胞质基质线粒体外膜嵴内膜线粒体外膜内膜基质含有氧呼吸酶嵴思考：好氧细菌有氧呼吸的场所呢？有氧呼吸图解C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能34ATP热线粒体细胞质基质②①③（1）葡萄糖的初步分解C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量（丙酮酸）酶（2）丙酮酸的彻底分解6CO2+20[H]+少量能量酶2C3H4O3+6H2O（3）[H]的氧化12H2O+大量能量24[H]+6O2酶（场所：细胞质基质）（场所：线粒体基质）（场所：线粒体内膜）有氧呼吸的三个阶段酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量4.有氧呼吸的总反应式3.概念场所：条件：物质变化：能量去向：细胞质、线粒体（主要）需氧气，需酶有机物彻底分解成无机物ATP1161KJ热能一部分以热能形式散失（约60%）（2870KJ）另一部分转移到ATP中（约40%）巩固：下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：①氧气参与的阶段（）②产生H2O的阶段（），H2O参与的阶段（）产生CO2的阶段（）④产生ATP的阶段（）⑤产生ATP最多的阶段（）⑥大量生成[H]的阶段（）⑦产生[H]的阶段（）二三三一、二、三三二二一二2C3H6O3C6H12O6酶2分子丙酮酸酶酶2C2H5OH+2CO2无氧（酒精）（乳酸）没有能量释放释放少量能量第一阶段第二阶段2molATP热能2.过程1.场所：细胞质基质三、无氧呼吸C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量A.乳酸发酵例：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、玉米胚等）C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量B.酒精发酵例：大多数植物、酵母菌2、总反应式无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，释放出少量能量，生成少量ATP的过程。3、概念：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中类型项目有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件产物释能联系细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶大量少量①两者第一阶段完全相同②都分解有机物，释放能量，合成ATP四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较二氧化碳和水酒精、二氧化碳或乳酸易错提示：1.无氧呼吸产生乳酸这反应主要发生在动物中，但并不绝对，如马铃薯块茎和甜菜块根也会发生此反应。2.酵母菌可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。4．不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。5．原核生物无线粒体，有些原核生物(如硝化细菌、蓝藻)仍可进行有氧呼吸。6．只能进行无氧呼吸的真核生物(如蛔虫)，其细胞内无线粒体。7.有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生，无氧呼吸只在第一阶产生ATP。五、细胞呼吸类型的判断在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：气体变化特点判断方法实例无CO2释放细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不发生变化马铃薯块茎的无氧呼吸不消耗O2，但产生CO2细胞只进行产生酒精和CO2的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积增大酵母菌的无氧呼吸CO2释放量等于O2的消耗量细胞只进行有氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不发生变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小人体细胞的有氧呼吸气体变化特点判断方法实例CO2释放量大于O2的消耗量/＝4/3有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸/＞4/3无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸/＜4/3有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸2COV2OV2COV2OV2COV2OV细胞呼吸类型的判断酵母菌培养液NaOH酵母菌培养液清水ab当a液滴、b液滴时，只进行有氧呼吸。当a液滴、b液滴时，只进行无氧呼吸。当a液滴、b液滴时，即有无氧呼吸也有有氧呼吸。右移左移不动不动左移右移根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况(1)植物细胞呼吸的指标：植物细胞呼吸吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，毛细管内的水滴左移(实验装置如下图)。根据单位时间内液滴左移的体积即可计算呼吸速率。(2)条件：整个装置必须遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。(3)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置及所测种子进行消毒处理。(4)对照组的设置：为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物灭活(将种子煮熟)，其他条件均不变。[特别提醒]（呼吸商=CO2释放量\O2吸收量）由于脂肪含H量高于糖类，因此耗氧量多。若以脂肪为呼吸底物，进行有氧呼吸，会出现耗O2量＞CO2释放量的情况。六、细胞呼吸的作用１、为生物体的生命活动提供能量。２、为体内其它化合物的合成提供原料。七、影响细胞呼吸的因素1.温度温度呼吸速率应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间。在农业上，夜晚适当降低温度，可以减少呼吸作用对有机物的消耗。通过影响酶的活性来影响呼吸速率。2.O2浓度一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增强，无氧呼吸则受到抑制。酵母菌细胞或植物器官呼吸作用强度与氧浓度的关系：CO2的释放量51015202530O2%1、黑色代表有氧呼吸时二氧化碳的生成量。2、蓝色代表无氧呼吸产生的二氧化碳量。3、红色代表二氧化碳的总生成量。细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸。若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸O2%CO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABCDCO2的总量510152025A点AC段C点以后B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示)D点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。CO2释放量O2浓度酵母菌呼吸作用（有氧呼吸和无氧呼吸）放出CO2随O2浓度变化的曲线3.CO2浓度CO2浓度过高抑制呼吸作用的进行4.水在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而增强。应用：稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗。细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。七、细胞呼吸原理的应用粮食储藏粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。果蔬保鲜为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、补充N2（CO2）或降低温度等方法。缺氧的情况下，厌氧病菌大量繁殖，不利于伤口痊愈。酵母菌：单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都能生存。１、鉴定有无二氧化碳产生：二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊；也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。２、鉴定有无酒精产生：１、鉴定有无二氧化碳产生：二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊；也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．步骤一：配制酵母菌培养液10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液A组B组实验步骤步骤二：A实验组(有氧情况下)10%NaOH酵母菌培养液澄清石灰水实验步骤步骤二：B实验组(无氧情况下)酵母菌培养液澄清石灰水实验步骤步骤三：鉴定是否有CO2产生;鉴定是否有酒精产生0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液A组B组橙色实验步骤条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色五分析实验现象，得出结论四进行实验①酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳②在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。③在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。五分析实验现象，得出结论