2025届高三生物一轮复习课件5.3细胞呼吸的原理和应用（删减版)

5.3细胞呼吸的原理和应用 S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - 判断正误 (1)供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇。(　　) (2)酵母菌有(需)氧呼吸在线粒体中进行，无(厌)氧呼吸在细胞质基质中进行。 (　　) (3)油料作物种子播种时宜浅播，原因是萌发时呼吸作用需要大量氧气。 (　　) (4)根瘤中合成ATP的能量主要源于糖类(葡萄糖)的分解。(　　) (5)葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜。(　　) (6)马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP。(　　) (7)癌细胞进行无氧呼吸时丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP。(　　) 练习∙反馈 × √ × × √ √ √ × S z L w h 判断正误 (8)探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2(　　) (9)对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的(　　) (10)在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，可用酸性重铬酸钾溶液检测二氧化碳的含量(　　) (11)培养开始时向酵母菌培养液中加入酸性重铬酸钾溶液以便检测酒精生成(　　) (12)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质(　　) (13)真核细胞都进行有氧呼吸(　　) (14)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸(　　) 练习∙反馈 × × √ √ × × × × S z L w h 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验原理： 一种_______的真菌，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖等方式产生后代； 在有氧和无氧条件下都能生存，属于___________。 兼性厌氧菌 单细胞 酵母菌 S z L w h 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 设计实验： 自变量 因变量 有氧/无氧条件 是否产生CO₂/酒精 通气/密闭 CO2的检测： 酒精的检测： 相同且适宜 无关变量 影响 温度、pH等 ①通入澄清的石灰水： ②使溴麝香草酚蓝水溶液： 澄清→浑浊 蓝→绿→黄 酸性重铬酸钾溶液： 橙色→灰绿色 S z L w h 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 设计实验： 气泵 A B C D E 有氧呼吸装置： 无氧呼吸装置： 搭建实验装置 B-D E-C-A-D S z L w h 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 设计实验： 有氧呼吸装置： E-C-A-D 接气泵或 橡皮球 A 10% NaOH 酵母菌培养液 澄清石灰水 10%NaOH目的： 去除空气中CO2 ，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。 A培养瓶中加入煮沸后冷却的葡萄糖溶液，目的是： 杀死葡萄糖溶液中可能存在的杂菌，避免对实验结果的干扰。冷却避免杀死酵母菌。 S z L w h 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 设计实验： 无氧呼吸装置： B-D 将B瓶先反应一段时间，然后再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶。为什么？ B 酵母菌培养液 澄清石灰水 消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。 思考: S z L w h 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 结果与分析 CO2的检测和观察 酒精的检测和观察 1.酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸; 2.在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2 3.在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2 S z L w h 练习∙反馈 例.某兴趣小组利用富含葡萄糖的培养液培养酵母菌，并利用以下两套装置探究酵母菌的呼吸方式。下列叙述正确的是（    ）   A．培养开始时向甲瓶中加入酸性重铬酸钾以便检测乙醇的生成情况 B．仅根据装置一乙瓶溴麝香草酚蓝溶液是否变为黄色无法判断酵母菌的呼吸方式 C．装置二有色液滴不再移动，说明培养液中的酵母菌已经死亡 D．若装置二有色液滴左移，说明酵母菌同时进行无氧呼吸和有氧呼吸 B S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 细胞呼吸是指_______在_______经过一系列的________，生成 ，释放出________并生成_________的过程。 有机物 细胞内 氧化分解 二氧化碳或其他产物 能量 ATP 1、细胞呼吸的概念 分解有机物，释放能量 。 2、细胞呼吸的实质: 有氧呼吸和无氧呼吸。 3、细胞呼吸的类型: S z L w h （一）有氧呼吸 一、细胞呼吸的方式和过程 是指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。 1、概念： 氧 酶 彻底氧化分解 二氧化碳和水 大量能量 大量ATP 外膜 内膜 嵴 基质 含有与有氧呼吸有关的酶 S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 （一）有氧呼吸 双层膜（外膜、内膜） 内膜向内折叠形成嵴， 基质（DNA、RNA 、核糖体） 内有呼吸作用有关的酶 外膜 内膜 嵴 核糖体 DNA 线粒体基质 2、结构 有氧呼吸的主要场所，提供细胞生命活动所需能量，是细胞的“动力车间” 3、功能 S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 4、过程 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 热能（大）、ATP（小） 热能（大）、ATP（小） 热能（大）、ATP（小） S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 4、过程 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 主要是葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 [H]、O2 线粒体基质 丙酮酸、H2O [H]、CO2 少量 线粒体内膜 H2O 大量 S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 5、总反应式 ①有氧呼吸中氧元素的来源和去路： ②有氧呼吸过程中[H]的来源和去路: [H]=NADH(还原型辅酶I) A. [H]的来源: 有氧呼吸的第 阶段 B. [H]的去路：在第 阶段中与 结合形成水 一、第二 三 氧气 S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 6、有氧呼吸的产能： 1mol的葡萄糖彻底氧化分解的能量为2870KJ，其中977.28KJ左右的能量储存在 中，另一部分以 形式散失。 ATP 热能 线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其在结构上的特点与功能相适应表现在？ 线粒体内膜上和基质中分布有许多催化有氧呼吸的酶； 线粒体内膜向内折叠形成嵴，增大膜面积，为酶提供更多附着位点 思考: S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 （二）无氧呼吸 细胞在 条件下，通过 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，释放 ，生成 的过程。 1、概念： 无氧 酶 少量能量 不完全分解 少量ATP 2丙酮酸 （C3H4O3） C6H12O6 酶 少量能量 4[H] 酶 酶 2酒精（C2H5OH）+2CO2 2乳酸（C3H6O3） 细胞质基质 S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 2、不同生物无氧呼吸产物类型及原因： 名师解读： ①无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 ②人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 ③不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 乳酸 基因 酒精和CO2 S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 3、无氧呼吸的产能： 葡萄糖 2丙酮酸 12H2O+6CO2+能量（大量） 2C2H5OH +2CO2+能量（少量） 2C3H6O3 +能量（少量） 或 O2,酶 酶 第一阶段完全相同 第一阶段 第二阶段 （无氧呼吸的第一、二阶段都在细胞质基质中进行） 第二、三阶段 38ATP 2ATP 2ATP 19︰1 S z L w h 一、细胞呼吸的方式和过程 生物体代谢的枢纽。 细胞呼吸产生的丙酮酸可以作为合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。 为生物体的生命活动提供能量 S z L w h 二、有氧呼吸和无氧呼吸的比较 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 氧气参与 分解程度 产物 能量 ATP生成阶段 相同点 线粒体（主）和细胞质基质 细胞质基质 需要 不需要 CO2＋H2O 乳酸或酒精＋CO2 热能（主）＋储存在ATP中的化学能 乳酸/酒精中的化学能（主） ＋热能＋储存在ATP中的化学能 彻底氧化分解 不彻底氧化分解 第一、第二、第三阶段 第一阶段 第一阶段完全相同，包括反应过程和反应场所 反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量 S z L w h 影响因素 内因 遗传因素 外因 环境因素 氧气浓度 温度 CO2 H2O (第三阶段) (酶活性) (第二阶段) 是否有线粒体；酶的种类、数量、活性 影响原理分别是？ 生成物 三、影响细胞呼吸的因素 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量 酶 S z L w h 三、影响细胞呼吸的因素 (1)温度: 通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。 ①最适温度:细胞呼吸最强。 ②超过最适温度:呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。 ③低于最适温度:呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。 温度 呼吸速率 S z L w h 三、影响细胞呼吸的因素 ①零上低温储存蔬菜和水果 ②大棚夜间或阴雨天适当降低温度。为了降低呼吸作用消耗有机物的量，而增加农作物产量。 ③温水和面发酵快。 应 用 S z L w h 三、影响细胞呼吸的因素 5 O2（%） 1.0 0.5 B 10 15 20 A C O （2）O2浓度 直接影响呼吸速率和呼吸性质，对无氧呼吸有抑制作用。 细胞呼吸 无氧呼吸 有氧呼吸 ①氧气浓度为0时 只进行无氧呼吸，速率最大 ②氧气浓度0~10%时 有氧呼吸和无氧呼吸同时存在， 有氧呼吸速率增大， 无氧呼吸速率减小。 ③氧气浓度大于10% 只进行有氧呼吸 CO2释放量 S z L w h 三、影响细胞呼吸的因素 （2）O2浓度 ④氧气浓度为5%时 无氧呼吸减弱，有氧呼吸较弱， 细胞呼吸最弱， 储存蔬菜、水果、粮食等， 应控制氧气浓为a(或a附近)。 ⑤氧气浓度为10%时 无氧呼吸被完全抑制，细胞只进行有氧呼吸，细胞呼吸即为有氧呼吸。 无氧呼吸消失点 S z L w h 三、影响细胞呼吸的因素 （2）O2浓度 ⑥氧气浓度为20%时 有氧呼吸速率达到最大， 再增加氧气浓度， 呼吸速率不再增加。 限制因素可能是呼吸底物的量 或酶的量与酶的活性等。 S z L w h 三、影响细胞呼吸的因素 ①中耕松土 可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。 ②低氧储存蔬菜、水果、粮食 为了减少有机物消耗，应控制低氧环境 应 用 S z L w h 三、影响细胞呼吸的因素 5 CO2（%） 1.0 0.5 10 15 20 O 呼吸速率 CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。 （3）CO2浓度 应 用 ① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。 ②在水果、蔬菜保鲜中， 增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗 S z L w h ①直接影响——水是有氧呼吸的反应物，可直接参与反应。 ②间接影响——许多生化反应需在水中才能进行，自由水含量升高，细胞呼吸加快。 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理，减少有机物消耗。 ②干种子萌发前进行浸泡处理。 呼吸速率 含水量 应 用 （4）含水量 三、影响细胞呼吸的因素 ③粮食储存： 零上低温，低氧，干燥 ④水果蔬菜储存： 零上低温，低氧，一定湿度 ③ S z L w h 练习∙反馈 例.下列选项是生产和生活中常常应用到细胞呼吸原理的事例，叙述正确的是（　　） A. 中耕松土是为了促进根细胞的有氧呼吸以利于矿质元素的吸收 B. 用透气“创可贴”包扎伤口，促进伤口细胞的有氧呼吸以利于伤口愈合 C. 仓库中玉米种子的储藏需要低温、低氧、湿润的环境 D. 水稻田适时排水可防止根系无氧呼吸产生乳酸而烂根 A S z L w h 四、细胞呼吸原理的应用 选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。 利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒。 S z L w h 四、细胞呼吸原理的应用 对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，提供充足的能量，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。如果土中的氧气不足，根系细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。 储藏水果、粮食的仓库，往往要通过降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱水果、粮食的呼吸作用，以延长保质期。 S z L w h 四、细胞呼吸原理的应用 皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后，较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌属于厌氧菌，适合在这种环境中生存并大量繁殖，危害人体健康。 提倡慢跑等有氧运动的原因是：人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量；有氧运动能避免肌肉细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量的乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀无力。 S z L w h 本节∙要点 S z L w h 练习∙反馈 例.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”。下列说法正确的是（　　） A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量 ATP C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在线粒体中被利用 D．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用过程中产生的 【H】比正常细胞多 A S z L w h 练习∙反馈 例.下面三个装置可用于研究萌发种子的呼吸作用方式及其产物，有关分析错误的是(　　) A．甲装置可用于探究呼吸作用是否释放热量 B．乙装置有色液滴向左移动，说明种子萌发只进行有氧呼吸 C．丙装置可用于探究萌发种子的呼吸作用是否产生CO2 D．三个装置中的种子都必须进行消毒处理，都需要设置对照实验 B S z L w h 练习∙反馈 例.某生物兴趣小组用如图所示实验装置 在一定条件下测定萌发的小麦种子(已 消毒)的呼吸速率(仅考虑氧化糖类)。 下列有关说法错误的是(　　) A．若X为无菌水，向试管充入N2即可测定小麦种子的无氧呼吸速率 B．若X为NaOH溶液，且毛细管中的液滴向左移动，表明种子只进行有氧呼吸 C．当X为无菌水，且毛细管中的液滴向右移动，表明种子进行了无氧呼吸D．为了减小误差，可增设放有等量同种死亡种子且其他条件不变的对照组 B S z L w h 谢谢观看! S z L w h 珠珠的电脑 (珠) - 2丙酮酸＋6H2O6CO2＋20[H]＋少量能量 24[H]＋6O212H2O＋大量能量 C6H12O62丙酮酸＋4[H]＋少量能量 C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量 $$