1、第第3节节ATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸课程标准说明细胞呼吸过程，探讨和其原理的应用。活动建议：探究酵母菌的呼吸方式。课标解读1.说出线粒体的结构和功能。2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。 细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式 氧化分解氧化分解 能量能量 ATP 2探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)实验原理酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于 。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物，确定其细胞呼吸方式。二氧化碳可使 变混浊，也可使 水溶液由蓝变绿再变黄；橙色的 溶液在酸性条件下，与乙醇发生
2、反应，变成灰绿色。 兼性厌氧菌兼性厌氧菌澄清的石灰水澄清的石灰水溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝重铬酸钾重铬酸钾(2)实验流程提出问题：根据细胞呼吸概念，细胞呼吸会产生CO2或其他产物。那么酵母菌在有氧和无氧条件下分别生成什么物质呢？作出假设：根据自己已有的知识和生活经验，针对以上问题，作出合理假设。二氧化碳二氧化碳 酒精酒精 二氧化碳二氧化碳 3细胞呼吸类型细胞呼吸可分为 呼吸和 呼吸两种类型。思维激活1 实验中NaOH溶液的作用是什么？提示除去空气中CO2，以保证进入A瓶中的气体不含有CO2。思维激活2 实验中的自变量和因变量分别是什么？提示自变量是氧气的有无，因变量是酵母菌的呼吸产物。有氧有氧无
3、氧无氧1有氧条件的控制甲组装置的左端连接橡皮球，向NaOH溶液中缓缓而持续鼓入空气，既保证了O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过了NaOH溶液，吸收空气中的CO2，保证了通入石灰水的CO2来自细胞呼吸而非大气。2无氧条件的控制乙组装置中B瓶应封口放置一段时间，将内部残留的O2消耗尽后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，保证了无氧环境。【巩固1】 下图为探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置图，请据图分析回答下列问题。(1)A瓶加入的试剂是_，其目的是_。(2)C瓶和E瓶加入的试剂是_，其作用是_。( 3 ) D 瓶 应 封 口 放 置 一 段 时 间 后 ， 再 连 通 E 瓶 ， 其 原 因 是_
4、。(4)图中装置有无错误之处，如果有请在图中加以改正。(5)请写出连通后D瓶中的反应式：_。解析本实验的目的是验证有氧呼吸和无氧呼吸的产物二氧化碳，故实验前应排除空气中二氧化碳的干扰；检验二氧化碳用澄清石灰水，乙装置是验证无氧呼吸产物的，故实验前应排除D中氧气的干扰，然后酵母菌进行无氧呼吸产生二氧化碳和酒精。答案(1)NaOH溶液使进入B瓶的空气先经过NaOH溶液处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰(2)澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)检测CO2的产生(3)D瓶封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌的无氧
5、呼吸所产生的(4)如下图1有氧呼吸(1)概念细胞在 的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生二氧化碳和 ，释放能量，生成许多ATP的过程。有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸 氧氧彻底氧化分解彻底氧化分解水水(3)能量转化1 mol葡萄糖彻底氧化分解后，释放出2 870 kJ的能量，其中1 161 kJ的能量储存在ATP中，其余的以 形式散失掉。2无氧呼吸酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵，依据产物不同分为酒精发酵和乳酸发酵。热能热能196.65kJ 61.08kJ 丙酮酸丙酮酸 酒精酒精CO2 思维激活3 相对于有氧呼吸，无氧呼吸为什么产生的能量少？提示无氧呼吸生成的乳
6、酸或酒精中储存部分能量。1细胞呼吸的过程图解2有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所细胞质基质、线粒体细胞质基质条件需氧气、相应的酶不需氧气，需相应的酶产物彻底的氧化分解产物：二氧化碳和水不彻底的氧化分解产物：酒精和二氧化碳或者乳酸能量大量少量相同点过程第一阶段相同。之后在不同的条件下，在不同的场所、不同酶的作用下沿不同途径形成不同产物实质氧化分解有机物，释放能量，产生ATP意义(1)为生物体的各项生命活动提供能量(2)为体内其他化合物的合成提供原料特别提醒大多数植物、酵母菌无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳；有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时产生
7、乳酸；高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。【巩固2】 有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是()。都在线粒体中进行都需要酶都需要氧都产生ATP都经过生成丙酮酸的反应A B C D解析生物体内的任何化学反应都需要酶的催化；有氧呼吸与无氧呼吸的第一步都在细胞质基质中进行且都产生丙酮酸；有氧呼吸与无氧呼吸的实质相同，都是分解有机物，释放能量，形成ATP的过程。答案D1对有氧呼吸原理的应用(1)包扎伤口应选用 的敷料。(2)提倡慢跑等有氧运动使细胞进行 ，避免肌细胞产生大量 。(3)及时松土有利于 。(4)稻田定期排水有利于根系 ，防止幼根变黑、腐烂。(5)利用淀粉、 或谷氨酸棒状杆菌可以生产食醋或味精。
8、细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 透气透气有氧呼吸有氧呼吸乳酸乳酸根的有氧呼吸根的有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸醋酸杆菌醋酸杆菌2对无氧呼吸原理的应用(1)利用粮食通过 发酵可以生产各种酒。(2)破伤风芽孢杆菌可通过 获得能量并进行大量繁殖，较深的伤口需清理伤口、注射破伤风抗毒血清等。酒精酒精无氧呼吸无氧呼吸1温度温度能影响细胞呼吸，主要是影响呼吸酶的活性。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。(如右图)2氧气(1)对无氧呼吸：随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达到一定值时，被完全抑制(如图a)。(2)对有氧呼吸：在一定范围内，随O2浓度增加，有氧呼吸强度也增加，但O2浓
9、度达到一定值时将不再随O2浓度增加而增加(如图b)。(3)绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸强度受氧气浓度影响情况如图所示：3CO2增加CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。4水水既是呼吸作用的原料，也是呼吸作用的产物，呼吸作用的过程也必须在细胞内的水环境中才能完成，一定范围内随水含量的增加细胞呼吸加强。【巩固3】 植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答下面的问题。(1)图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主要原因是_。(2)_点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO2生成 量 和 O2吸 收 量 共 同 围 成
10、的 面 积 所 代 表 的 生 物 学 含 义 是_。(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2相比_(填“一样多”或“更多”或“更少”)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_倍。(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是_。你认为氧浓度应调节到_点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：_。解析本题以细胞呼吸的两种类型为核心命题点，考查了有氧呼吸、无氧呼吸随O2浓度变化的特点，综合考查了学生解读曲线、根据已知曲线画未知曲线的能力以及解决相关实际问题的能力。解题
11、时应注意：Q点只进行无氧呼吸，P点只进行有氧呼吸，B点有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等，R点释放的CO2量最少，此时有利于蔬菜运输。细胞呼吸方式及强弱的判断细胞呼吸方式及强弱的判断 氧浓度/%abcd产生CO2的量9 mol12.5 mol15 mol30 mol产生酒精的量9 mol6.5 mol6 mol0 molA.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率Bb浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率Cc浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵Dd浓度时酵母菌只进行有氧呼吸，未进行无氧呼吸思维导图：有关细胞呼吸的计算有关细胞呼吸的计算 思维导图：规律方法有氧呼吸与无氧呼吸的计算规律
12、(1)规律1：消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为1 3。(2)规律3：产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数之比为3 1。(3)规律4：产生等量的CO2时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP摩尔数之比为3 19。(4)规律5：消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP摩尔数之比为1 19。【例3】 下列有关粮食、水果的保存正确的是()。A粮食、水果应该在无氧条件下保存，以抑制有氧呼吸消耗有机物B低温抑制酶的活性，从而抑制细胞呼吸，保存粮食、水果在零下低温的效果应该强于零上低温C水分会促进细胞呼吸，粮食、水果应该保存在干燥的环境中D粮食、水果释放
13、CO2最少时对应的O2浓度是二者保存的最适O2浓度常见错误错选A、B、C项。影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素 错因分析错选三项的主要原因：(1)受思维定势的影响，认为保存粮食和水果时温度越低越好。粮食保存在零下低温较好，以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，但水果在零下低温时容易冻伤，会破坏水果口味。(2)知识掌握不牢，没有搞清保存粮食和水果需保留一部分O2的原因。完全无氧的环境，无氧呼吸旺盛，消耗的有机物较多。在低氧环境下，无氧呼吸和有氧呼吸都较弱，有机物消耗较少。(3)受思维定势的影响，认为水果和粮食都要保存在干燥的环境中。粮食保存需要干燥的环境，以降低细胞呼吸对有机物的消耗；水果应该保存
14、在湿润的环境下，避免因失水而破坏水果口味，正确解答正确解答选选D。 技法必备单一变量原则是指其他因素不变，只改变其中一个因素。(要研究的因素，即自变量)，然后观察这个变量对实验结果的影响。设置对照实验确定自变量后，应控制其他无关变量相同且适宜。实验的单一变量原则及其控制实验的单一变量原则及其控制 能力展示甲图是测量种子萌发时锥形瓶中气体体积变化的实验装置。锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子的生命力)。实验开始时U形管左侧与右侧液面相平，每隔半小时利用标尺量出右侧管内的液面高度变化，实验结果见乙表。回答下列问题。(1)此实验的目的是_。(2)03.5h内气体体积变
15、化的原因是_，分析3.54 h内标尺读数没增加，最可能的原因是_。(3)请你设计该实验的对照实验：_。(4)由于外界温度、压强的改变导致气体体积改变，在对照实验中气体体积变化为在2 h内0.2个单位，那么同等条件下萌发的种子此时实际呼吸速率是_(单位/h)。解析分析题干中的自变量可以推测出实验目的，在设计对照实验时，要注意单一变量原则，用“等量的死种子代替实验中的活种子”。2 h标尺读数为5.6，减去基数2.3，减去误差0.2,1 h消耗氧气(5.62.30.2)/21.55。答案(1)测定种子萌发时吸收氧气的速率(2)种子有氧呼吸吸收O2，放出的CO2被KOH溶液吸收，锥形瓶中气体体积减小种
16、子进行无氧呼吸，不消耗O2(3)用等量的在消毒剂中清洗过的死种子代替实验中的活种子，其他装置与实验组相同(4)1.55解析该题实际上是对酵母菌两种不同条件下呼吸产物的探究。处产生的酒精无法进入；装置甲中的NaOH的作用是吸收空气中的CO2；两个装置均不需在黑暗条件下进行；让先静置一会的目的是耗尽其中的O2，以保证酵母菌进行无氧呼吸。答案C2细胞呼吸过程中若有CO2放出，则可判断此过程一定()。A是有氧呼吸 B是无氧呼吸C不是酒精发酵 D不是乳酸发酵解析有氧呼吸和酒精发酵的产物中均有CO2，而乳酸发酵的产物只有乳酸没有CO2。答案D3细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是()。A植物细胞能
17、进行过程和或过程和B真核细胞的细胞质基质中能进行过程和C动物细胞内，过程比过程释放的能量多D乳酸菌细胞内，过程产生H，过程消耗H解析真核细胞进行有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行，第二、三阶段是在线粒体中进行。答案B4如图所示：经数小时后，U形管a、b两处的液面会出现下列哪种情况。(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响)()。Aa处上升，b处下降 Ba、b两处都下降Ca处下降，b处上升 Da、b两处都不变解析小白鼠有氧呼吸消耗同体积的氧气，呼出同体积的二氧化碳，由于二氧化碳被NaOH溶液吸收，导致瓶内气体的量减少，气压降低，使U形管内的液
18、面a处下降，b处上升。答案C5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逐渐减弱解析种子风干后呼吸减弱；破伤风杆菌是厌氧菌；小麦种子萌发时吸水有氧呼吸增强。答案B6如图是有氧呼吸过程图解。请据图回答问题。(1)依次写出图中1、2、3所代表的物质名称_。(2)依次写出图中4、5、6所代表的能量的多少_。(3)有氧呼吸的主要场所是_，进入该场所的呼吸底物是_。(4)人体内血红蛋白携带的O2进入组织细胞的线粒体至少要通过_层生物膜。(5)如果O2供应不足，则人体内C6H12O6的分解产物是_，释放的能量_，反应场所是_，试写出反应式：_。课堂小结课堂小结
