内容正文:
第9课时 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)
考点一
细胞呼吸的方式和过程
1.有氧呼吸的过程
(1)总反应式:C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量。
(2)能量转化:1 mol葡萄糖彻底氧化分解释放出2 870 kJ的能量,其中977.28 kJ左右的能量储存在ATP中,其余能量则以热能形式散失。
(3)同有机物在生物体外的燃烧相比,有氧呼吸过程温和;有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放;一部分能量储存在ATP中。
2.无氧呼吸的类型和过程
(1)场所:全过程是在细胞质基质中进行的。
(2)过程
酒精发酵
乳酸发酵
生物
酵母菌、大多数植物等
乳酸菌、高等动物、马铃薯块茎、水稻根、玉米胚等
第一阶段
C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量
第二阶段
2C3H4O3+4[H]C2H5OH+2CO2
2C3H4O3+4[H]2C3H6O3
(3)总反应式
①酒精发酵:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
②乳酸发酵:C6H12O62C3H6O3+少量能量。
(4)能量转化(以产生乳酸为例):1 mol葡萄糖在分解成乳酸后释放196.65 kJ的能量,其中有61.08 kJ的能量储存在ATP中。
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。( × )
提示:原核生物如蓝细菌没有线粒体,但有与有氧呼吸有关的酶,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。( × )
提示:有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都是在细胞质基质中将葡萄糖分解为丙酮酸。
(3)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累。( × )
提示:无氧呼吸的第一阶段产生[H],第二阶段消耗[H],整个无氧呼吸过程无[H]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
(必修1 P92图58拓展)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上有哪些特点与功能相适应?
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答案:线粒体具有内、外两层膜,内膜向内折叠形成嵴,扩大了内膜的表面积;线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
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