内容正文:
第2讲 细胞呼吸及其应用
知识体系——定内容
核心素养——定能力
科学
思维
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
探究
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。
考点1 细胞呼吸的类型及过程
1.有氧呼吸
(1)化学反应式: C6H12O6+6O2+6H2O 6CO2+12H2O+能量 。
(2)过程
2.无氧呼吸
(1)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: C6H12O6 2C3H6O3+少量能量 。
(2)过程
第一阶段
葡萄糖丙酮酸+[H]+少量能量
第二阶段
酒精
发酵
[H]+丙酮酸 酒精+CO2
乳酸
发酵
[H]+丙酮酸 乳酸
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.人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸。(√)
4.和有氧呼吸相比,无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少。(×)
5.无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累。(×)
1.(必修1P94“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?
答案: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。
2.(必修1P93“思考·讨论”节选)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?
答案:34%,1 mol葡萄糖能够使32 mol的ADP转化为ATP。
1.有氧呼吸与无氧呼吸的比较
2.对比分析细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
来源
去路
[H]
(NADH)
有氧呼吸:C6H12O6和H2O;无氧呼吸:C6H12O6
有氧呼吸:与O2结合生成水;无氧呼吸:还原丙酮酸
ATP
有氧呼吸:三个阶段都产生
无氧呼吸:只在第一阶段产生
用于各项生命活动
3.判断细胞呼吸方式的三大依据
4.细胞呼吸反应式中各物质的物质的量比例关系
(1)有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=1∶6∶6。
(2)无氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=1∶2。
(3)有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量之比为有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之比=3∶4。
(4)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量之比为无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
教师用书独具
(1)线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,但部分原核生物无线粒体,也能进行有氧呼吸。
(2)无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。
(3)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。
(4)细胞呼吸释放的能量,大部分以热能的形式散失,少部分以化学能的形式储存在ATP中。
(5)人体内产生的CO2只来自有氧呼吸,人体无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2。
1.(长句应答)有氧呼吸过程包含无氧呼吸的哪个步骤?联想到地球的早期大气以及原核细胞的结构,推测生物类型和代谢类型进化顺序。
答案:有氧呼吸过程包含无氧呼吸的第一阶段。
生物进化顺序:原核生物→真核生物;代谢进化:无氧呼吸→有氧呼吸。
2.(情景探究)马铃薯块茎储藏的过程中能产生ATP的具体细胞结构有哪些?马铃薯块茎储藏不当时能量去向与正常储藏时有何不同?
答案:细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质。储藏不当时大量能量转移到乳酸中,少量以热能形式散失和储存在ATP中;正常储藏时能量大部分以热能的形式散失,少部分储存在ATP中。
◆[提升点1] 理解能力和获取信息的能力
1.(2023·山西平遥县第二中学校高三阶段练习)豌豆种子细胞呼吸时,底物经脱氢酶催化所释放的氢,能将无色的三苯基氯化四唑(TTC)还原为红色的三苯甲胺。在种子萌发过程中,其CO2释放速率和O2吸收速率的变化如图所示,下列有关种子萌发和发育说法错误的是( )
A.12~24小时这段时间,种子主要的呼吸方式为无氧呼吸
B.在豌豆种子发育、有机物快速积累时期,应创设低温条件
C.可以使用三苯基氯化四唑(TTC)鉴定种子“死活”
D.b点后氧化分解的底物可能包括糖类、脂肪等物质
解析:B [据图可知,在12~24h期间,氧气吸收量很少,而二氧化碳释放量很多,表明此时的呼吸作用主要是无氧呼吸,A正确;在