第9.1讲 细胞呼吸的原理和应用-【高效备战】2025届高考生物一轮复习课件

第9讲 细胞呼吸的原理和应用 第三单元 细胞的能量供应和利用 序号 内容要求 1 说明：生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。 2 活动：探究酵母菌的呼吸方式。 【课程标准】 探究酵母菌细 胞呼吸的方式 细胞呼吸的 方式及过程 细胞呼吸的影 响因素及应用 03 目录 CONTENTS 01 02 2 考点二：细胞呼吸的方式及过程(1) 【第1-2课时】 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式 (1)选材依据：酵母菌是一种___________，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于___________，便于研究细胞呼吸的不同方式。 兼性厌氧菌 单细胞真菌 (2)产物检测 CO2多少 有无酒精 方法一 方法二 检测__________变浑浊的__________ 澄清石灰水 时间或程度 检测________________由__变__ 再变__的____ 溴麝香草酚蓝溶液 蓝 __色的________溶液在__性(95%～97% _______)条件下与酒精反应变成______ 橙 酸 灰绿色 浓硫酸 重铬酸钾 绿 黄 时间 1.探究原理。 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 2.探究思路。 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 ____________________________ 提出问题 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 种类 自变量 因变量 无关变量 分析变量 控制变量 有氧 用气泵或橡皮球持续通入无菌空气 无氧 密封一段时间排气后再密封 CO2多少 澄清石灰水 (浑浊快慢和程度) 有无酒精 橙色酸性 重铬酸钾 (橙→灰绿) 溴麝香草酚蓝 (蓝→绿→黄的时间) 酵母 10g 新鲜食用酵母 培养液体积与浓度 240mL 5%葡萄糖溶液 培养温度 25~35℃ 培养时间 8~10h (尽量延长) (0.5mL95-97%浓硫酸+0.1g重铬) 【选材依据】酵母菌是__________ 兼性厌氧菌 蓝——→绿——→黄 溴麝香草酚蓝溶液 橙色、酸性的重铬酸钾溶液 橙色—→灰绿色 【温馨提示】 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色变化变灰绿色，应将酵母菌的培养时间适当延长，以耗尽溶液中的葡萄糖 防残留葡萄糖干扰结果) 实验组 对比实验 相互对照 实验组 (CO2传感器) (遇碱) (遇酸) 标准比色液 (闻&嗅) (呼吸条件) (呼吸产物) (影响结果的其他可变因素) ____________________________ 提出问题 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) E 材料用具 2.探究思路。 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 ____________________________ 提出问题 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 【温馨提示】装置需要做到“三防”。 一防杂菌干扰：__________________________。 二防其他来源CO2的干扰。 （1）有氧装置：________________________。 （2）无氧装置：________________________。 三防O2干扰无氧装置：____________________。 【思考】请将下列用品组装成两套装置：有氧装置(________)和无氧装置(____)。 各装置和培养液都需灭菌冷却后接种 气泵先连NaOH溶液瓶 密封一段时间排气后再连接 (有氧装置：泵入无菌空气) C D E E-D-A-C B-C 密封一段时间耗尽氧后再连接 有氧条件 无氧条件 2.探究思路。 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 ____________________________ 提出问题 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 待老师认可后开始实验，并做好观察项目的如实记录。 2.探究思路。 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 3.进行实验: 待老师认可后开始实验，并做好观察项目的如实记录。 3.进行实验: 2.探究思路。 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 乙组 甲组 PK A B C D E C ____________________________ 提出问题 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 甲浑浊 程度大且快 乙浑浊 程度小且慢 C 甲A 乙B 甲A 乙B 【检测酒精】 橙色 灰绿色 先:各取2mLAB培养液滤液 后:加入0.5mL溶有0.1g 重铬酸钾的浓硫酸溶液 轻轻震荡、混合均匀 观察滤液的颜色变化 【结果分析】 甲组A瓶：产生了_______________ 乙组B瓶：产生了_______________ 大量CO2 酒精和少量CO2 待老师认可后开始实验，并做好观察项目的如实记录。 4.结论交流: ____________________________ 提出问题 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，即假设成立 【结果分析】酵母菌在有氧条件下产生________，在无氧条件下产生_______________ 大量CO2 酒精和少量CO2 【科学结论】科学家根据大量实验结果得出，细胞呼吸可分为_________和_________两种类型。 有氧呼吸 无氧呼吸 有氧呼吸：葡萄糖＋O2 酶 CO2 + ？+ ？ 无氧呼吸：葡萄糖 酶 CO2 + 酒精 + ？ 2.探究思路。 考点一：探究酵母菌细胞呼吸的方式。 3.进行实验: 一、科学探究的基本过程。 经验/资料 自-因-无关变量 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 得出结论 表达交流 生产/生活/实验 回归问题/假设 认可后开始 1.概念：设置两个或_________的_______，通过对结果的_________，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 2.实例：在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，设置有氧和无氧两种条件的实验结果都是_________的，都是_______，通过______可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 二、科学方法——对比实验/相互对照实验。 两个以上 实验组 比较分析 事先未知 实验组 对比 【归纳提升】 11 实验类型 比较项目 对照实验 对比实验 对照组 实验组 实验结论 实例 有 有 无 有 (互为对照组) 一般只有一个 探究淀粉酶对 淀粉和蔗糖的水解作用 可出现多个 探究酵母菌 细胞呼吸的方式 【辨析提升】 ①酵母菌呼吸有两种方式。 ②有氧时产生大量CO2，无氧时产生酒精和少量CO2 对照实验和对比实验 淀粉酶的催化具有专一性 12 有氧 装置 无氧 装置 (1)NaOH的作用：__________________________________________。 (2)澄清石灰水的作用：____________________________________。 (3)B瓶确保无氧的措施：___________________________________。 (4)判断CO2产生多少的依据：________________________________。 或________________________________。 (5)判断酒精产生与否的依据：_______________________________。 密闭一段时间排气后再连接 澄清石灰水的浑浊程度或快慢 除去外来CO2，以免干扰实验结果 检测酵母菌产生的CO2的多少 橙色、酸性的重铬酸钾溶液变灰绿 溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间 【常考问题】 若用酸性重铬酸钾时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。请分析可能的原因有哪些？ 【原因之一】有氧装置中可能_________，导致部分酵母菌进行无氧呼吸产生少量酒精。 【原因之二】有氧装置中可能_____________________________，与重铬酸钾(强氧化剂)反应，发生与酒精反应相同的颜色变化。 供氧不足 残留未耗尽的葡萄糖(具还原性) 【误差分析】 1.要求司机：对准“酒精检测仪”吹气。 2.检测原理：硫酸酸化的重铬酸钾（Cr2O72-橙色）+乙醇（酒精）→铬盐（Cr3+绿色）+乙酸。 【走进生活】 (1)(多选)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置．以下说法中正确的是 A. 两个装置均可使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色 B. 装置乙在Ⅲ中滴加溴麝香草酚蓝水会由蓝变红 C. 装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接 D. 装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2 【反馈练习】 (2)适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是 A B C D 加入葡萄糖和水 加入葡萄糖 加入水 加入葡萄糖和水 并不断搅拌 【反馈练习】 (3)下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，错误的是 A. 通过设置有氧和无氧两组实验互为对比，易于判断酵母菌的呼吸方式 B. 实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等 C. 实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化 D. 实验中将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气  浑浊程度&浑浊快慢 × 【反馈练习】 【功能】线粒体是真核细胞进行_________的主要场所，是细胞的_________。___使线粒体的膜面积增大，提高了有氧呼吸的效率。 嵴 有氧呼吸 动力车间 【分布】线粒体________在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体可_________到代谢旺盛的部位。 均匀分布 定向运动 有氧 呼吸酶 【温馨提示】真核细胞的呼吸酶主要分布在______________________中，次要分布在__________中。原核细胞的有氧呼吸酶分布在______________。 线粒体基质、线粒体内膜 细胞质基质 外膜 内膜 基质 嵴 无呼吸酶 细胞质和细胞膜 【承前启后】 小核糖体 环状DNA 细胞质基质 (含呼吸酶) 线粒体的亚显微结构、功能与分布 考点二：细胞呼吸的方式及过程。 细胞质基质 线粒体 1葡萄糖(C6H12O6) 细胞核 少量 能量 大量 能量 2丙酮酸(C3H4O3) 4[H] 酶 第一 阶段 12H2O 6O2 酶 第三 阶段 热能 2ATP 2ADP+2Pi 酶 6CO2 第二 阶段 20[H] 酶 无氧呼吸第二阶段 酶 或2C3H6O3 2C2H5OH+2CO2 氧充足 缺氧 (1)O2充足: 【温馨提示】[H](还原氢) = NADH(还原型辅酶Ⅰ，含有C、H、O、N)。 O2能_____无氧呼吸 供充足氧 (2)缺O2 合成反应式：(氧化型辅酶Ⅰ)NAD+ + H+ + 2e- → NADH(还原型辅酶Ⅰ) 抑制 6H2O 少量 能量 热能 2ATP 2ADP+2Pi 酶 热能 28ATP 28ADP+28Pi 酶 【抑制原理】O2将第一阶段产生的[H]氧化成水，阻止了丙酮酸被还原成乳酸或酒精。 (3)O2不足: 氧不足 【思考】哺成红细胞中O2会抑制其无氧呼吸吗？蛔虫细胞呢？ 前者不会、后者会 方式 有氧呼吸 无氧呼吸 反应式 第一阶段 第二阶段 第三阶段 总反应式 能量去向 C6H12O6 2C3H4O3 +4[H]+少量能量 酶 2C3H4O3+6H2O 6CO2+20[H]+少量能量 酶 24[H]+6O2 12H2O +大量能量 酶 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 2C3H4O3 +4[H] 2C3H6O3(乳酸) 酶1 2C2H5OH(酒精)+2CO2 酶2 C6H12O6 2C3H6O3 (乳酸)+少量能量 酶1 C6H12O6 2C2H5OH +2CO2+少量能量 酶2 热能 ① ② 2870 kJ 1葡萄糖 CO2+H2O 32ATP 196.65 kJ ① ② 1葡萄糖 乳酸或酒精 热能 2ATP ③ 【辨析】有氧呼吸与体外燃烧不同的是________、________、__________。 条件温和 (未释放能量) 散失率____％ 转化率/利用率____％ 散失率____％ 转化率/利用率____％ 逐步放能 有ATP合成 66 34 69 31 (32×30.54÷2870) (2×30.54÷196.65) 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ 乳酸菌、动物、玉米胚等 酵母菌、植株、果蔬等 考点二：细胞呼吸的方式及过程。 【原因】酶/基因(选择性表达)不同 细胞质基质 977.28kJ 61.08 类型 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 条件 产物 放能多少ATP合成 特点 联系 过程 实质 意义 第___阶段完全相同(都产生____________________________) 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 氧、多种酶等 无氧、多种酶等 大量(2870kJ/mol) 一 CO2 、 H2O 酒精和CO2 ；或乳酸 为生物体生命活动提供能量和中间产物 少量(大量能量储于_____________) 丙酮酸、NADH、ATP、热能 放能和合成ATP在第___阶段 放能和合成ATP在第___阶段 乳酸或酒精 123 1 考点二：细胞呼吸的方式及过程。 有机物：彻底分解 有机物：不彻底分解 氧化分解有机物，释放能量，产生ATP 能量：完全释放 能量：不完全释放 1.概念: 考点二：细胞呼吸的方式及过程。 (1)有氧呼吸：是指细胞在__的参与下，通过______的催化作用，把葡萄糖等有机物____________，产生________，释放能量并生成________的过程。 (2)无氧呼吸：是指细胞在______的情况下,葡萄糖等有机物经过________，释放________并生成________的过程。 (3)细胞呼吸：是指______在_______经过一系列的________，生成____或________，释放____并生成____的过程。 ①底物：__________等有机物。其中，最常用的是______。但是，糖类中的______________、纤维素、几丁质、果胶等都不能作为呼吸底物。 ②实质：____________________________。 (4)发 酵：指酵母菌、乳酸菌等________________。如：________、乳酸发酵等无氧呼吸，以及________、谷氨酸发酵等有氧呼吸。 氧 多种酶 彻底氧化分解 CO2和水 大量ATP 没有氧 不完全分解 少量能量 少量ATP 有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸、发酵。 有机物 氧化分解 CO2 ATP 微生物的细胞呼吸 细胞内 其他产物 能量 糖类、脂肪 葡萄糖 核糖、脱氧核糖 氧化分解有机物，放能合成ATP 酒精发酵 醋酸发酵 常考生物 细胞呼吸的方式 异化作用类型 植株 马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚 多数动物 蛔虫、人红细胞 酵母菌 乳酸菌 醋酸菌 有氧呼吸+酒精发酵 有氧呼吸+(短暂)产酒精无氧呼吸 有氧呼吸+(短暂)产乳酸无氧呼吸 有氧呼吸+(短暂)产乳酸无氧呼吸 【基础熟记】 常考生物的呼吸方式、异化作用类型 乳酸发酵 需氧型 需氧型 需氧型 厌氧型 产乳酸无氧呼吸 兼性厌氧型 厌氧型 有氧呼吸 需氧型 破伤风 芽孢杆菌 谷氨酸 棒状杆菌 大肠杆菌 【反馈练习】 1.研究发现，癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖无氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。葡萄糖在癌细胞中的代谢途径如图所示，下列说法错误的是 A. 过程①需要癌细胞膜上载体蛋白的参与 B. 过程③不能生成ATP C. 在癌细胞呼吸作用过程中有少量葡萄糖在线粒体中被利用 D. “瓦堡效应”导致癌细胞既不产生CO2也不吸收O2 2.意义: 第一，为生物体提供能量。 第二，是生物体代谢的枢纽——细胞呼吸的中间产物能将糖类、脂质和蛋白质代谢联系起来。 人体剧烈运动时肌细胞产生的乳酸能在____中再次转化为葡萄糖 肝脏 O　　　　　　　 NH ‖　　　　　　　 ▕ CH3—C—COOH→ CH3—CH—COOH 丙酮酸 丙氨酸 转氨酶 (为体内其他化合物的合成提供原料) 考点二：细胞呼吸的方式及过程。 三大有机物的两类产物 类别 淀粉 脂肪 蛋白质 彻底氧化产物 (呼吸产物) 彻底水解产物 初步水解产物 CO2、H2O CO2、H2O CO2、H2O、尿素 葡萄糖 甘油、脂肪酸 氨基酸 【辨析提升】 麦芽糖 甘油、脂肪酸 多肽 【第3-4课时】 考点二：细胞呼吸的方式及过程(1) 考点三：细胞呼吸的影响因素及实践应用 Lavf57.83.100 Lavf54.6.100 $$