专题07 细胞呼吸的原理和应用-2025年高考生物一轮复习课件

第十一讲 细胞呼吸的原理和应用 考点一、探究酵母菌的呼吸方式 一、实验原理 1.实验材料： 2.结果检测： 异养兼性厌氧型 考点一、探究酵母菌的呼吸方式 二、实验步骤 1. 配制酵母菌培养液：（酵母菌 葡萄糖溶液） 2. 控制实验条件 葡萄糖溶液煮沸后冷却到常温,再加入 酵母菌，为什么？ 1、NaOH的作用是什么？ 2、如何控制无氧的条件？ 3、本实验中哪个是对照组， 哪个是实验组？ 对比实验:两组都是实验组，相互对照 教材中对比实验的实例有：①鲁宾和卡门的同位素示踪法；②赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染大肠杆菌；③探究温度(pH)对酶活性的影响。 考点一、探究酵母菌的呼吸方式 三、实验结果（现象） 条件 澄清石灰水的变化/出现变化的快慢 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液 甲组(有氧) 变浑浊程度 /快 无变化 乙组(无氧) 变浑浊程度 /慢 出现 色 高 低 灰绿 (1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 (2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生CO2和酒精。 四、实验结论 试管 试管1 试管2 步骤 1 A瓶中取滤液0.5ml B瓶中取滤液0.5ml 2 滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，振荡 现象 不变色 橙色 灰绿色 直接向酵母菌培养液中加酸性重铬酸钾溶液检测酒精吗？ (2023·珠海高三期末)某同学连通橡皮球(或气泵)让少量空气间歇性地依次通过如图装置中的3个锥形瓶。下列相关叙述正确的是 A.若增加橡皮球(或气泵)的通气量，澄清石灰水变 浑浊的速率一定会加快 B.在瓶A中的培养液加入酸性重铬酸钾溶液后需要 水浴加热才会产生灰绿色 C.酒精检测前，需要延长酵母菌的培养时间以排除葡萄糖对实验结果的影响 D.将瓶A置于微型振荡器上培养可以提高瓶内酵母菌细胞产生酒精的速率 √ 【练习】 教材P91页：葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此检测酒精时需将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖 呼吸速率：一般可以用单位时间内氧气消耗量或者二氧化碳的生成量表示 拓展一：呼吸速率的测定 思考：1、装置中的液滴移动距离代表什么？呼吸速率测定指标 单位时间内液滴移动的距离为种子的呼吸速率 种子呼吸作用吸收的氧气 2、有人认为，应设置对照装置：用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均与实验装置相同，目的是什么？ 为排除物理因素（温度、气压等）引起的容积变化对实验结果产生的干扰（校正误差） 以发芽小麦种子为例 实验现象 呼吸方式 装置一液滴 装置二液滴 不动 右移 左移 右移 左移 不动 无氧呼吸 有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸 拓展二：“液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 思考：若该种子无氧呼吸方式为乳酸发酵，实验现象有何不同？ （2023·揭阳模拟）如图是探究有活性的水稻种子细胞呼吸的装置。下列叙述 错误的是( ) A.将种子浸透的作用是增加种子细胞中自由水的含 量，从而增强种子的代谢作用 B.实验开始时，红色小液滴位于0点，在其他条件适 宜的情况下，一段时间后，红色小液滴将向左移动 C.小液滴停止移动后，种子的呼吸方式是有氧呼吸 D.为确保红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引 起，需另设放置煮熟种子的对照实验装置 √ 【练习】 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 ，释放能量，生成 的过程。 二氧化碳和水 大量ATP 考点二、细胞呼吸原理和应用 细胞呼吸实质：氧化分解有机物、释放能量 分类：有氧呼吸、无氧呼吸 定义分解： （1）呼吸底物：有机物（主要是葡萄糖） （2）条件：O2、酶 （3）产物： CO2和H2O （4）实质：氧化分解有机物、释放能量 2. 场所： _______（主要场所）和____________ 线粒体 细胞质基质 ▮内膜向中心腔折叠，形成嵴， 增大膜面积 ▮与有氧呼吸有关的酶分布在内膜和基质 C6H12O6 能量（少） I + 能量(多） 酶 酶 能量（少） 酶 细胞质基质 线粒体 散失 散失 散失 大量ATP ① ② ③ A B [H]少 2丙酮酸 C 少量ATP D E 6CO2 6H2O F [H] 多 G 少量ATP H 6O2 12H2O 3、过程： 注意：[H] 即为NADH（还原型辅酶Ⅰ） 考点二、细胞呼吸原理和应用 有氧呼吸 场 所 反应物 产 物 释能 第一阶段 第二阶段 第三阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸[H] 少量能量 丙酮酸 CO2、[H] 少量能量 [H]、O2 H2O 大量能量 线粒体基质 线粒体内膜 H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 【注意反应过程中各原子的转移】 4、总结： 判断：葡萄糖分子在线粒体内彻底氧化分解，可以产生大量ATP X ①第一阶段：与有氧呼吸__________完全相同。 ①只在__________释放少量能量，生成少量ATP。 ②葡萄糖分子的大部分能量存留在____________中。 ②第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成___________ 或转化成______。 1. 场所 ____________。 ②产物为乳酸：_______________________________________。 ①产物为酒精：_______________________________________。 第一阶段　 酒精和CO2　 乳酸　 细胞质基质 2. 过程 3. 反应式 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH (酒精) +2CO2 + 少量能量 酶 第一阶段　 酒精或乳酸　 4. 能量 考点二、细胞呼吸原理和应用 例：大多数植物、酵母菌 例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等 二、无氧呼吸 5.实质：氧化分解有机物、释放能量 [2023·梅州模拟]ATP主要通过在线粒体内膜进行的氧化磷酸化反应产生。 线粒体复合物Ⅰ是线粒体内膜的氧化磷酸化反应最大和最复杂的催化功能单位。 动物和植物线粒体复合物Ⅰ的装配存在一些差异。下列有关说法正确的是（ ） A. 线粒体内膜的氧化磷酸化反应过程需要O2参与，同时产生CO2 B. 小鼠细胞和小麦细胞无氧呼吸产物不同与线粒体复合物Ⅰ的不同无关 C. 线粒体内膜上的线粒体复合物Ⅰ能将氧化型辅酶Ⅰ转化成还原型辅酶Ⅰ D. 线粒体复合物Ⅰ的合成需要消耗ATP，ATP的生成离不开线粒体复合物Ⅰ √ 【练习】 1、为生物体的生命活动____________ 2、是生物体代谢的______（为体内其他化合物的合成提供提供中间产物） （三）细胞呼吸的意义（教材94页） 提供能量 枢纽 原因是细胞呼吸的中间产物可以转化为________________________， 非糖物质代谢产生的某些产物与__________________相同，这些物质可以形成葡萄糖， 甘油、氨基酸等非糖物质 细胞呼吸中间产物 考点二、细胞呼吸原理和应用 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 拓展三：细胞呼吸方式的判断 脂肪与葡萄糖相比,含量高,含量低,因此有氧呼吸消耗的量大于产生 的量。 1、有氧呼吸 C6H12O6——6O2——6CO2 2、无氧呼吸（以酒精发酵为例） C6H12O6——2CO2——2C2H6O [2023·肇庆模拟]种子贮藏中需要控制呼吸作用以减少有机物的消耗。 若作物种子呼吸作用所利用的物质是淀粉分解产生的葡萄糖， 下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（ ） A. 若产生的CO2与酒精的分子数相等，则细胞只进行无氧呼吸 B. 若细胞只进行有氧呼吸，则吸收的O2分子数与释放的CO2相等 C. 若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放 D. 若细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则吸收的O2分子数比释放CO2的多 √ 【练习】 2. 外部因素（环境因素） O2浓度 CO2浓度 H2O含量 温度 考点三、细胞呼吸的影响因素 1.内部因素 种类 不同 生长发育 较低 不 同器官 大于 1.外界因素: （1）温度: ①原理:细胞呼吸是一系列酶促反应,温度通过影响__________进而影响细胞 呼吸速率。 ②应用:储存水果、蔬菜时应选取__________（填“高温”“零上低温”或 “零下低温”）。温室栽培中 昼夜温差，增加有机物积累 酶的活性 零上低温 增大 考点三、细胞呼吸的影响因素 （2） 浓度: ②应用:对蔬菜、水果进行保鲜时，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。 ①原理: 从化学平衡的角度分析，CO2是细胞呼吸的产物， CO2浓度增加，呼吸速率下降。 CO2浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。 1.外界因素: 考点三、细胞呼吸的影响因素 （3）含水量: ②应用: 粮食储存：干燥 干种子萌发前进行浸泡处理 1.外界因素: ①原理: 在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快； 超过一定范围，则会因缺氧而影响呼吸速率。 考点三、细胞呼吸的影响因素 考点三、细胞呼吸的影响因素 （4） 浓度: 1.外界因素: ①原理: 是有氧呼吸所必需的,且 对无氧呼吸过程 有_____作用。 ②应用: 中耕松土有利于根部有氧呼吸，进而促进对矿质离子的吸收（主动运输） 稻田定期排水，防止无氧呼吸产生酒精导致烂根、死亡 医疗上选用透气的纱布或松软的“创可贴”可以抑制厌氧病原菌的繁殖 抑制 ①A点：对应O2＝0，只进行_________； 无氧呼吸 ②B点：B点前，_________和________同时进行；B点后，_ _ __消失，只进行___ ③P点：_____释放总量最小，_______消耗总量最少，最适合于仓储 无氧呼吸 有氧呼吸 拓展三：O2 浓度曲线图分析 CO2 有机物 无氧呼吸 有氧呼吸 水果、蔬菜保鲜：低温、低氧、一定的湿度 ①第Ⅰ阶段,由于 ，呼吸速率上升 吸水 ②第Ⅱ阶段,细胞产生CO2的量要比消耗O2的量多得多,说明在此期间主要进行________ ③胚根长出后,由于胚根突破种皮, 增加，种子以________为主,同时胚根大量___ ④吸收量超过释放量的原因是_______________________ 拓展四：种子萌发时吸水和细胞呼吸方式的变化 无氧呼吸 O2 有氧呼吸 吸水 细胞呼吸的底物还有脂肪 小结：细胞呼吸原理的应用 应用 实例 原理 抑制有氧呼吸 粮食的储存 __________________的环境中，减少有氧呼吸 消耗有机物 促进有氧呼吸 土壤松土 促进根细胞有氧呼吸，有利于__________，为 矿质元素的吸收供应能量 食醋、味精制 作 向发酵罐中通入__________，促进醋酸杆菌、 谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸 促进有氧呼 吸，抑制无氧 呼吸 稻田定期排水 促进水稻根细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生 ______，造成烂根、烂芽 提倡慢跑 促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼吸产生 ______，使肌肉酸胀乏力 抑制无氧呼吸 包扎伤口 用透气纱布或创可贴增加通气量，抑制_______ _________的无氧呼吸 低温、低氧、干燥 主动运输 无菌空气 酒精 乳酸 破伤风芽孢杆菌 $$