内容正文:
第8讲 细胞呼吸
[素养目标]
1.通过比较有氧呼吸和无氧呼吸场所、过程的不同,掌握分类比较的研究方法。(科学思维)
2.通过实验设计与实验结果分析,探究有氧和无氧条件下酵母菌的呼吸方式。(科学探究)
考点一 细胞呼吸的实质、方式与过程
授课提示:对应学生用书第55页
1.呼吸作用的实质及方式
(1)实质:细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。
(2)方式
①酵母菌的呼吸方式
酵母菌在有氧条件下,通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水;在无氧条件下,通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的二氧化碳。
②细胞呼吸方式
科学家根据大量的实验结果得出结论:细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
2.有氧呼吸
(1)线粒体的结构和功能
ⅰ.①外膜;②内膜;③嵴;④基质。
ⅱ.线粒体增大膜面积的方式:内膜向内腔折叠形成嵴。
ⅲ.有氧呼吸的酶分布在线粒体内膜上和基质中。
ⅳ.线粒体的功能:进行有氧呼吸的主要场所。
(2)化学反应式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。
(3)过程
(4)概念
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,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。
(5)与有机物在体外燃烧相比的不同点
①在温和的条件下进行。
②能量是经过一系列化学反应逐步释放的。
③释放的能量有相当一部分储存在ATP中。
3.无氧呼吸
(1)生物种类:除酵母菌以外,还有许多种细菌(如乳酸菌),马铃薯块茎、水稻根、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等。
(2)过程:第一阶段与有氧呼吸第一阶段相同。第二阶段的产物是酒精和二氧化碳或乳酸。其全过程都在细胞质基质中进行。
(3)反应式
①分解成酒精的反应式为:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
②转化成乳酸的反应式为:C6H12O62C3H6O3+少量能量。
(4)无氧呼吸的概念
在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。
(5)细胞呼吸的概念及意义
①概念: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,释放能量并生成ATP的过程。
②意义
ⅰ.所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。
ⅱ.生物体代谢的枢纽。
a.在细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为甘油、氨基酸等非糖物质。
b.非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸的中间产物相同,这些物质可以进一步形成葡萄糖。
c.蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
4.细胞呼吸原理的应用
(1)生活和生产中的应用
①传统食品制作:生活中制作馒头、面包、泡菜等。
②现代发酵工业:生产青霉素、味精等产品。
(2)农业生产上的应用
①中耕松土、适时排水,就是通过改善氧气供应来促进作物根系的呼吸作用,以利于作物的生长。
②在储藏果实、蔬菜时,往往需要采取降低温度、降低氧气含量等措施减弱果蔬的呼吸作用,以减少有机物的消耗。
1.有氧呼吸时,生成物H2O中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解(×)
2.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水(×)
3.有氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失(√)
4.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应,只发生在细胞有氧时(×)
5.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累(×)
6.无氧呼吸第二阶段释放出少量的能量,生成少量ATP(×)
■关注教材边角
1.教材必修1 P93“相关信息”:细胞呼吸产生的[H]指的是什么?
提示:还原型辅酶Ⅰ(NADH)。
2.教材必修1 P93“思考·讨论”:在细胞内,1 mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2 870 kJ的能量,可使977.28 kJ左右的能量储存在ATP中,其余的能量则以热能的形式散失掉了。
请你计算一下,有氧呼吸的能量转换效率大约是多少,这些能量大约能使多少ADP转化为ATP?
提示:34%,1 mol葡萄糖能够使32 mol的ADP转化为ATP。
3.教材必修1 P94“相关信息”(改编):人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸怎样被再度利用?
提示:人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能在肝脏中再次转化为葡萄糖。
1.明辨细胞呼吸的四个易错点[生命观念中的生命能量观]
(1)不要认为有氧呼吸的全过程都需要O2。有氧呼吸只有第三阶段消耗O2。
(2)不要认为进行有氧呼吸一定需要线粒体,真核生物一定进行有氧呼吸。原核生物没有线粒体,但有些原核生物因为含有与有氧呼吸有关的酶,也可以进行有氧呼吸;无线粒体的真核生物或真核细胞只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。
(3)不要认为在人和动物细胞的细胞质基质和线粒体中都能产生二氧化碳。人和动物细胞产生二氧化碳的场所只有线粒体基质,其无氧呼吸的产物是乳