内容正文:
第三章 细胞中能量的转换和利用
第三节 细胞呼吸——能量的转化和利用
第1课时 细胞呼吸产生能量和有氧呼吸的过程
学习目标
(1)分析细胞呼吸和有机燃料燃烧产生能量过程的不同,理解细胞呼吸的本质。
(2)概述有氧呼吸的三个阶段,归纳有氧呼吸的反应式。
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(3)有氧呼吸的过程。
前课梳理
1.请从以下五个方面理解细胞呼吸的概念
(1)发生场所:活细胞内。
(2)分解底物:糖类、脂质、蛋白质等有机物。
(3)呼吸产物:CO2或其他产物(因呼吸类型而异)。
(4)反应类型:氧化分解。
(5)能量变化:有机物中化学能释放,并生成ATP。
2.细胞呼吸是指在温和条件下,糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内,被酶催化氧化分解为二氧化碳或其他产物,逐步释放出能量并生成ATP的过程。其意义是为生物体的生命活动提供能量,并为体内化合物的合成提供原料。
3.分析有氧呼吸时要注意
1有氧呼吸的反应式中箭头不能写成等号,能量不能写成ATP。
2葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质,但不是惟一的物质。
3有氧呼吸的三个阶段都需要不同的酶来催化。
4原核生物没有线粒体,但是也可进行有氧呼吸。
51mol葡萄糖在体内彻底氧化分解能释放出2870kJ的能量,其中有1161kJ的能量储存在ATP中,其余的能量以热能的形式散失,以维持体温的恒定。葡萄糖有氧分解时,能量利用率的计算公式为1161÷2870×100%≈40.45%,其余能量以热能的形式散失。
学习探究
探究点一 细胞呼吸的本质
1.结合教材提供的事实比较燃烧和细胞呼吸并完善下表:
项目
燃烧
细胞呼吸
不同点
能量的释
放速度
剧烈地释放出来,常伴有发光、发热现象
要经过许多中间步骤,能量是逐步释放出来的
能量的释放形式
全部以热能形式释放
一部分以热能形式释放,一部分转移到ATP等高能化合物中储存起来
条件
一般要高温或者高压
常温、常压
是否需要酶
不需要
需要
相同点
本质都是氧化分解有机物释放能量的过程,1mol葡萄糖不论在体外燃烧,还是在体内彻底氧化分解,所产生的能量都是2870kJ
探究点二 有氧呼吸的过程
有氧呼吸是大多数生物特别是人和高等动植物获取能量的主要途径,结合教材分析下面的问题:
1.有氧呼吸的概念:有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下,彻底氧化分解有机物,产生二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
2.有氧呼吸的主要场所——线粒体
请结合图解,分析线粒体的结构:
线粒体具有双层膜,[3]内膜向内腔折叠形成[2]嵴,大大增加了膜面积,线粒体内充满了液态的[4]基质,线粒体的内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
3.结合教材,完善以葡萄糖为底物的有氧呼吸的过程图解,并归纳三个阶段的物质、能量的变化:
阶段
场所
反应物
产物
释放能量
第一阶段
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
第二阶段
线粒体基质
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
少量
第三阶段
线粒体内膜
[H]、O2
H2O
大量
4.根据上表写出以葡萄糖为底物的有氧呼吸的反应式并标出各元素的去向。
答案
真题回眸
例1.有机物经体外燃烧和体内彻底氧化分解都会释放能量。下列相关说法中,不正确的是( )
A.若有机物是蛋白质,则在体外燃烧会放出更多的能量
B.若有机物是葡萄糖,两种情况产生的能量一样多
C.两种情况下都能产生CO2和H2O,且能量都以热能的形式放出
D.等质量的脂肪与葡萄糖相比,前者在燃烧或氧化分解时耗氧多、产能多
例2.有氧呼吸全过程中的物质变化可分为三个阶段:
①C6H12O6→丙酮酸+[H];②丙酮酸+H2O→CO2+[H];③[H]+O2→H2O。
下列与此相关的叙述中,正确的是( )
A.第③阶段反应极易进行,无需酶的催化 B.第②阶段无ATP生成,第③阶段形成较多的ATP
C.整个过程中,水既是反应物又是产物 D.第①阶段也在线粒体中进行
达标训练
1.有氧呼吸的主要场所是( )
①线粒体 ②叶绿体 ③细胞质基质
A.①②③ B.①③ C.②③ D.①
2.在伦敦奥运会男子49公斤级拳击比赛决赛中,中国名将邹市明成功卫冕。比赛中,为他骨骼肌提供能量的主要物质和过程分别是( )
A.蛋白质 有氧呼吸 B.脂肪 无氧呼吸
C.葡萄糖 有氧呼吸 D.葡萄糖 无氧呼吸
3.有氧呼吸过程中,既有水的参与,又有水的生成,它们分别是在哪个阶段( )
A.水参与第一阶段反应,第二阶段有水生成
B.水参与第二阶段反应,第一阶段有水生成
C.水参与第二阶段反应,第三阶段有水生成
D.水参与第三阶段反应,第一阶段有水生成
冲A