内容正文:
第8讲 细胞呼吸
素养目标
1.基于细胞呼吸过程中物质与能量的变化,形成物质与能量观。(生命观念)
2.通过分析细胞呼吸产生CO2的曲线模型,理解影响细胞呼吸的因素。(科学思维)
3.通过探究细胞呼吸方式的实验,提高对生物学问题进行初步探究的能力。(科学探究)
4.结合细胞呼吸的原理,解释生产和生活中相关实例蕴含的生物学原理。(社会责任)
细胞呼吸的方式和过程
1.有氧呼吸
(1)概念: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。
(2)过程
(3)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源与去向)。
(4)放能:1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放的能量中有1 161 kJ左右的能量转移至ATP中,其余能量则以热能形式散失。
(5)与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸是在温和的条件下进行的,有机物中的能量是逐步释放的,一部分能量储存在ATP中。
2.无氧呼吸
(1)场所:全过程是在细胞质基质中发生的。
(2)过程
第一阶段
C6H12O6丙酮酸+[H]+少量能量
第二阶段
酒精发酵
[H]+丙酮酸→酒精+CO2
植物、苹果果实、酵母菌等
乳酸发酵
[H]+丙酮酸→乳酸
高等动物、马铃薯块茎、乳酸菌等
(3)无氧呼吸两种形式的总反应式
①产生乳酸:C6H12O62C3H6O3+少量能量
②产生酒精:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量
1.辨析正误
(1)原核生物细胞内无线粒体,不能进行有氧呼吸。( × )
(2)葡萄糖氧化分解为丙酮酸只发生在有氧时的细胞呼吸过程中。( × )
(3)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累。( × )
(4)植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸。( √ )
(5)在有氧和无氧条件下,酵母菌呼吸作用的产物不同。( √ )
(6)细胞质基质中的丙酮酸可以转化成酒精,出现这种情况的原因是在缺氧条件下进行无氧呼吸。( √ )
2.教材深挖
(1)[必修1 P93改编]说出肌质体的组成及意义。
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(2)[必修1 P94“相关信息”改编]细胞呼吸产生的[H]指的是什么?
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答案:(1)肌细胞内的肌质体是由大量变形的线粒体组成的,肌质体有利于对肌细胞的能量供应。
(2)还原型辅酶Ⅰ (NADH)。
1.图解有氧呼吸和无氧呼吸的过程
2.归纳细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源和去路
物质
来源
去路
[H]
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.细胞呼吸反应式中各物质的比例关系
(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(产酒精)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之和=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。
角度 基于细胞呼吸的方式与过程,考查生命观念
1.如图是动物细胞进行呼吸作用过程的示意图,①~③代表场所,甲~丙代表有关物质。下列分析正确的是( )
A.甲物质转化成CO2和乙物质,还需要H2O的参与及相关酶的催化
B.甲、乙、丙分别表示[H]、丙酮酸和乳酸
C.场所①②③分别是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质
D.细胞呼吸时,①②③处的反应均伴随着大量ATP的产生
A 解析:丙酮酸转化成CO2和[H],还需要H2O的参与及相关酶的催化,A正确;甲表示丙酮酸,乙表示[H],丙表示乳酸,B错误;①为细胞质基质,②为线粒体基质,③为线粒体内膜,C错误;只有③处的反应伴随着大量ATP的产生,①②处产生少量ATP,D错误。
2.