内容正文:
第2讲 细胞呼吸的原理和应用(概念理清课)
课标要求
[建知识体系]
[记核心语句]
1.呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。
2.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色。
3.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。
4.细胞呼吸除了能为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽。
5.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段不需ATP水解提供能量。
系统学习(一) 细胞呼吸的方式和过程
主干知识·系统成
(一)有氧呼吸
1.概念: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.有氧呼吸过程
(1)总化学反应式
C6H12O6+6H2O+6O2酶,6CO2+12H2O+能量。
(2)能量转化:少量能量转移至ATP中,大部分能量则以热能形式散失。
(二)无氧呼吸
1.场所:全过程是在细胞质基质中进行的。
2.过程
3.化学反应式
(1)产物为酒精
C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量。
(2)产物为乳酸:C6H12O62C3H6O3+少量能量。
4.能量转化
(1)只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。
(2)葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
[澄清概念微练]
一、判断叙述正误
(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)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。(×)
(3)有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水。(×)
(4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中。(×)
(5)人剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供。(×)
(6)无氧呼吸不需要O2的参与,该过程最终有[H]的积累。(×)
(7)过保质期的酸奶常出现胀袋现象是乳酸菌无氧呼吸产生的气体造成的。(×)
二、教材情境思考
(1)(必修1 P92“图58”拓展思考)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上与功能相适应的特点有①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;②线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
(2)(必修1 P94“相关信息”延伸应用)分析在进行无氧呼吸过程中,葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖氧化分解释放的能量的主要去向是无氧呼吸过程中,葡萄糖中的能量主要转移到乳酸或酒精中没有释放出来;而氧化分解释放的能量主要以热能形式散失了。
(3)(必修1 P94“正文拓展”)所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量,细胞呼吸还被称为生物体代谢的枢纽,原因是细胞呼吸的中间产物可以转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,可以进一步形成葡萄糖,糖类、脂质和蛋白质的代谢都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
科学思维·逻辑成
1.整合有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解
2.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析
3.细胞呼吸反应式中各物质间量的比例关系
(1)反应式
有氧呼吸
C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
无氧呼吸
C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量;C6H12O62C3H6O3+少量能量
(2)相关物质间量的比例关系
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消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量: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:无氧呼吸∶有氧呼吸=3∶1。
题点考法·训练到
题点(一) 细胞呼吸的过程
1.(2022·山东高考)植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应,产生NADPH、CO2和多种中间产物,该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是( )
A.磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同
B.与有氧呼吸相比,葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少
C.正常生理条件下,利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成
D.受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成
解析:选C 根据题意,磷酸戊糖途径产生的是NADPH,而有氧呼吸产生的还原型辅酶是NADH,两者是不同的物质,A正确;有氧呼吸是葡萄糖彻底氧化分解释放能量的过程,而磷酸戊糖途径产生了多种中间产物,中间产物还进一步生成了其他有机物,所以葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量比有氧呼吸少,B正确;用14C标记的葡萄