3.4细胞呼吸为细胞生活提供能量课件-2025-2026学年高一上学期生物浙科版必修1

第四节　细胞呼吸为细胞 生活提供能量 第三章 运动时呼吸会变得急促，此时他身体产生的CO2来最终自于哪里？ 运动时呼吸会变得急促，此时他（她）们身体产生的CO2来自于哪里？ 细胞呼吸 细胞呼吸分类？本质？ 需氧呼吸场所分析 资料1 科学家提取了新鲜的动物肝脏组织，研磨离心后获取了细胞溶胶(作为A组)和线粒体(作为B组)以及细胞匀浆(其中既有细胞溶胶又有线粒体，作为C组)。分别向三组材料中加入等量的葡萄糖，检测葡萄糖的含量的变化，实验结果如图。 —— 先细胞溶胶，后线粒体 结论： 葡萄糖不能在__________中直接分解；葡萄糖可以在___________中分解,且_________促进了葡萄糖的分解。 线粒体 细胞溶胶 线粒体 ① ② ③ ④ ⑤ 细胞溶胶 外膜 内膜 向内折叠形成嵴，增加膜面积，利于呼吸相关酶的附着，从而提高生化反应速率。 线粒体基质 环状DNA 核糖体 线粒体亚显微结构 探究需氧呼吸的过程 需氧呼吸是由一系列化学反应组成的一个连续完整的代谢过程，每一步化学反应都需要特定的酶参与才能完成。在这个过程中，某一步反应的产物将是下一步反应的底物。根据产物的性质和反应在细胞中发生的部位，将这个连续的过程划分为3个阶段。 (1) 阅读下列资料，回答细胞溶胶为葡萄糖的分解提供了什么物质？ 资料2　科学家发现酵母汁液(主要成分是细胞溶胶)能够发酵(分解)葡萄糖，但将酵母汁液加热到50 ℃以上，便会失效。酵母汁液经过透析(除去小分子物质)以后，也失去了发酵能力。 细胞溶胶为葡萄糖的分解提供了_________________。 结论： 需氧呼吸第一阶段：糖酵解 酶和小分子物质 场所：__________ 细胞溶胶 资料3　在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个三碳化合物——丙酮酸和少量的氢(用[H]表示),分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP。细胞溶胶中的一种小分子物质 —— NAD＋(氧化型辅酶Ⅰ)，实际上是电子和氢离子的载体，能够与葡萄糖氧化过程中脱下来的氢离子和电子结合，形成NADH(还原型辅酶Ⅰ)。由于NADH携带了电子和氢离子，因此具有较强的还原性，通常可以把它简化为[H]。NADH在后续的反应中还会解离出电子和氢离子，使得电子和氢离子能够继续用于后续的反应。 需氧呼吸第一阶段：糖酵解 C6H12O6 2丙酮酸（______）+ 4____ + 释放少量能量 (2)阅读资料，请完善需氧呼吸第一阶段图解。 酶 ____ 糖酵解后，葡萄糖中的绝大多数化学能去哪了？释放的能量大部分又是？ C3H4O3 （大部分以热能释放，2个ATP） 场所：__________ 细胞溶胶 [H] 需氧呼吸第二阶段 资料4　 丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质经过复杂酶系统的催化下，被彻底氧化分解。 （二碳化合物） CO2 6 H2O 6 2C3H4O3 + 酶 + [H] + 释放少量能量 NADH / FADH2 丙酮酸 （大部分以热能释放，2个ATP） 20 场所：线粒体基质 资料6　前两个阶段产生的24个[H]在线粒体基质分离为电子和氢离子，电子在线粒体内膜的蛋白复合体之间进行传递，电子失去能量后与氢离子和氧气结合生成了水；电子传递过程中将氢离子由线粒体基质泵入膜间隙，使得膜间隙的氢离子浓度更高，氢离子又顺浓度梯度由膜间隙流回到线粒体基质，同时推动ATP合成酶合成ATP。 需氧呼吸第三阶段：_______________ 外膜 内膜 线粒体基质 电子传递链 24[H] + 6O2 酶 12H2O + 释放大量能量 （大部分以热能释放，28个ATP） 场所：线粒体内膜 场所： 细胞溶胶 物质变化： 产能情况： 少量能量 场所： 线粒体基质 物质变化： 产能情况： 少量能量 酶 2C3H4O3 +6H2O 6CO2 + 20[H] + 4[H] C6H12O6 2丙酮酸 （C3H4O3） 酶 场所： 线粒体内膜 物质变化： 产能情况： 大量能量 24[H] +6O2 12H2O 酶 需氧呼吸的过程总结 总反应式剖析 1.线粒体是细胞的动力加工厂。如图为线粒体的结构示意图，①-③表示 结构。其中不可能发生的是( ) A.③处产生CO2 B.②处发生需氧呼吸第三阶段 C.[H]与O2结合生成水 D.①处产生少量ATP 2.将酵母菌进行离心处理，然后在有氧的条件下进行以下模拟实验。最终 能通过细胞呼吸产生CO2和H2O的试管是(　 ) A.甲、乙　　 B.乙、丙　　　 C.甲、丙　 　　 D.丙、丁 跟踪训练 1.(2023·台州高一期中)如图表示细胞的需氧呼吸过程，下列有关说法正确 的是（ ） A.①②④中数值最大的是④， 且②的产生一定与线粒体 基质有关 B.产生②的这一阶段产生的[H]最多，③代表的物质是氧气 C.线粒体不能完成图示全过程，原核生物也不能完成图示全过程 D.若对⑤进行同位素18O标记，最先检测到18O的是⑥，一段时间后还可 能检测到C18O2 √ 2.(16·浙江选考)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如下。下列叙述正确的 是(　　) A.阶段A为糖酵解，该阶段的产物是丙酮酸和物质① B.阶段B为柠檬酸循环，该过程产生大量ATP C.阶段A和阶段B为阶段C提供[H]和ATP D.阶段C为电子传递链，有关酶存在于线粒体内膜 √ 人在剧烈运动后，第二天肌肉会发酸；苹果储藏久了会有酒味。请分析出现上述现象的原因？ 骨骼肌细胞在无氧条件下可进行厌氧呼吸，产生了乳酸，刺激神经系统，在大脑皮层产生酸痛的感觉。苹果细胞厌氧呼吸产生了酒精从而有酒味。 微生物的厌氧呼吸也称发酵。 （1）乳酸发酵： 总反应式：______________________________________________ 场 所：____________ 具体过程: 能量变化： 催化 还原 C6H12O6 2乳酸（C3H6O3）+ 能量（少量） 酶 细胞溶胶 乳酸脱氢 4［H］ 乳酸 一 实 例： ①人和动物的骨骼肌细胞； ②哺乳动物成熟的红细胞； ③乳酸菌（严格厌氧） ④某些植物的特殊器官马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚 葡萄糖的化学能大部分储存在_______中，只在第____阶段释放ATP。 4［H］ （2）乙醇发酵： 总反应式：_______________________________________________________ 场 所：____________ 具体过程: 能量变化：葡萄糖的化学能大部分储存在乙醇中，只在第____阶段释放ATP。 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量（少量） 酶 细胞溶胶 实例：酵母菌(兼性厌氧)、大多数高等植物如水稻的根、苹果的果实。 一 厌氧呼吸产生的ATP比需氧呼吸产生的ATP少得多。但是，在无氧或缺氧条件下，细胞通过厌氧呼吸的方式可以快速地利用葡萄糖产生ATP,以维持生命。例如，人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持短时间的活动，所产生的乳酸则被运至肝脏再生成葡萄糖。厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一小部分能量，而乳酸再转变为葡萄糖又要消耗能量。所以，肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。 产生的能量这么少，为什么要进行厌氧呼吸？ 厌氧呼吸的意义 1.（2020·浙江1月选考，12）酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示，①～③ 为相关生理过程。下列叙述正确的是（　　） A.①释放的能量大多贮存在有机物中 B.③进行的场所是细胞溶胶和线粒体 C.发生①③时，CO2释放量大于O2吸收量 D.发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行①②和①③ D 跟踪训练 2.2018年,强台风“玛莉亚"造成浙江多地积水严重,导致一些农作物长时间被淹而死亡农作物死亡的主要原因是( ) A.厌氧呼吸产生的乳酸积累,导致乳酸中毒 B.无机盐吸收等生命活动受到影响 C.厌氧呼吸产热量不足,导致酶活性下降 D.厌氧呼吸产生的酒精影响细胞的生命活动 跟踪训练 3.酵母菌细胞呼吸过程中,葡萄糖被分解为丙酮酸、产生水和产生酒精的、场所分别是( ) A.细胞溶胶、线粒体基质和线粒体内膜 B.线粒体外膜、线粒体内膜和细胞溶胶 C.细胞溶胶、细胞溶胶和线粒体内膜 D.细胞溶胶、线粒体内膜和细胞溶胶 跟踪训练 4.生活在适宜环境中的小鼠,安静状态下和剧烈运动时,其细胞产生CO2的场所分别为( ) A.线粒体和线粒体 C.细胞溶胶和线粒体 B.线粒体和细胞溶胶 D.细胞溶胶和细胞溶胶 跟踪训练 5．(15·浙江1月学业水平考试)下列关于人体细胞厌氧呼吸的叙述，错误的是(　 ) A．厌氧呼吸全过程在细胞溶胶中进行 B．产生的乳酸被运至肝脏后可再生成葡萄糖 C．产生的CO2会刺激神经末梢使人产生酸痛感 D．细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施 C 跟踪训练 6.人在长时间剧烈运动过程中同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸，产生较多的乳酸，从而引起肌肉酸痛。下列叙述正确的是（       ） A.此过程中胞内的乳酸脱氢酶将丙酮酸还原为乳酸 B.此过程中产生CO₂的场所是细胞溶胶和线粒体 C.此过程中人体主要依赖于厌氧呼吸提供能量 D.此过程中油脂等物质可通过一些途径参与细胞呼吸过程 跟踪训练 细胞呼吸是细胞代谢的核心 细胞分解代谢主要利用糖类作为呼吸过程中能量的来源，细胞也可利用脂肪和蛋白质作为能源。糖类、脂肪和蛋白质这三类物质的水解产物 通过多种途径进入细胞呼吸过程被氧化分解，释放出所储存的能量。 细胞合成代谢是各种各样的生物合成反应。细胞内有机物的生物合成也以细胞呼吸为中心。细胞呼吸一方面为这些合成反应提供能量(ATP)，另一方面为合成反应提供碳骨架。 无论是分解代谢还是合成代谢，都与细胞呼吸有着密切的关系。 5.人体过量摄入蛋白质会导致体内脂肪的积累，其部分代谢过程如图所示。其中物质X、过程①分别表示（       ） A.氨基酸、脱氨基 B.甘油、脱氨基 C.氨基酸、缩合 D.甘油、缩合 氨基 尿素 碳链 脂肪 蛋白质 X ① 跟踪训练 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的C2H5OH和CO2的量如表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是（　　） 氧浓度/% a b c d 产生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol 产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol A.a浓度时酵母菌需氧呼吸速率等于厌氧呼吸速率 B.b浓度时酵母菌需氧呼吸速率大于厌氧呼吸速率 C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D.d浓度时酵母菌只进行需氧呼吸未进行厌氧呼吸 细胞呼吸有关计算 D 酵母菌是一种兼性厌氧型真菌。在酿酒过程中可产生酒精，在发面过程中产生CO2,请利用以下实验装置探究酵母菌的呼吸方式。澄清石灰水可以用于检测二氧化碳的存在。0.1%溴麝香草酚蓝是一种酸碱指示剂，也可以检测CO2的存在。用重铬酸钾可以检测酒精。 酵母菌 培养液 10% NaOH溶液 澄清 石灰水 酵母菌 培养液 A B C D 探究酵母菌的呼吸方式 探究无氧条件下的酵母菌的呼吸特点： 1.你选择的装置连接顺序是？ 2.如何创造无氧条件？ 3.实验现象是？ 酵母菌 培养液 10% NaOH溶液 澄清 石灰水 酵母菌 培养液 A B C D 思考： B瓶澄清石灰水变浑浊； D瓶酸性重铬酸钾由橙色变灰绿色； D → B； 锥形瓶D迅速加入石蜡或者植物油进行液封,一段时间后与B瓶连接 探究有氧条件下的酵母菌的呼吸特点： 1.你选择的装置连接顺序是？ 2实验现象是？ 思考： C → B → A → B； 第二个B瓶澄清石灰水变浑浊；第一个B瓶无明显变化； A瓶酸性重铬酸钾仍是橙色。 酵母菌 培养液 10% NaOH溶液 澄清 石灰水 酵母菌 培养液 A B C D 1.酵母菌一般生活在20~30℃环境中。如图为某兴趣小组在温室内探究酵母菌无氧呼吸的实验装置，有关叙述错误的是（       ） A.试管中加水的目的之一是隔绝空气 B.滴管中冒出气泡，表明酵母菌无氧呼吸产生了CO2 C.若将试管放在冷水中，气泡释放速率将会变慢 D.可以使用溴麝香草酚蓝溶液检测无氧呼吸产生的酒精 2.下图为某小组研究酵母菌和乳酸菌呼吸方式的实验示意图，培养一段 时间后小油滴的移动方向是（       ） A.不移动 B.向右移动 C.向左移动 D.左右移动 3.如图是探究酵母菌呼吸方式类型的装置，下列说法正确的是（　　） 选项 现象 结论 装置一液滴 装置二液滴 A 左移 不移动 酵母菌只进行需氧呼吸 B 不移动 右移 酵母菌只进行厌氧呼吸 C 左移 右移 酵母菌既进行有氧呼吸又进行厌氧呼吸 D 不移动 不移动 酵母菌只进行需氧呼吸或只进行厌氧呼吸 A.若装置中放入①③，液滴左移，则酵母菌只进行需氧呼吸 B.若装置中放入①④，液滴右移，则酵母菌只进行厌氧呼吸 C.若装置中放入②③，设置5℃组和30℃组，则5℃组液滴左移距离大 D.若装置中放入②④，则该装置可用于判断小白鼠是否进行厌氧呼吸 4.以下图所示实验装置、材料和试剂，进行细胞呼吸的相关实验。下列叙述 正确的是( ) C     5.某课题小组利用如图所示装置测定萌发种子（生命活力正常且已消毒）的 有氧呼吸强度，其中红色液体的移动距离可反映瓶内气体体积的变化情况 （不考虑物理因素的影响）。下列叙述正确的是（       ） A.消毒是为了避免微生物呼吸作用的干扰 B.红色液滴的移动距离可反映种子CO2的释放量 C.待红色液滴不再移动时，种子已全部死亡 D.需要增设将NaOH溶液换成清水的实验作为对照 影响细胞呼吸的外界因素及应用 （1）温度 应用 ①果蔬l零上低温保存； ②温室栽种夜晚降低温度 温度主要影响酶的活性。一定范围内，呼吸强度随温度的升高而增强。 （2）C02浓度 应用 ①果蔬保鲜充CO2或者N2 影响细胞呼吸的外界因素及应用 增强C02浓度对细胞呼吸有明显 的抑制作用 （3）水 ①粮食贮存要干燥； ②种子萌发前进行浸泡处理 应用 影响细胞呼吸的外界因素及应用 水是需氧呼吸第二阶段反应物，一定范围内提高水含量有利于呼吸进行。水含量过多，影响呼吸气体的吸收，呼吸速率下降。 （4）02浓度 AB BC Q点： B点： E点： P点: T点以后： R点： 细胞只进行厌氧呼吸 需氧呼吸与厌氧呼吸产生的CO2量相等 以后只进行需氧呼吸 限制因素是温度、C02等外界条件、酶 产生的CO2最少，细胞呼吸最弱，果蔬贮存最佳 厌氧呼吸消失点 细胞呼吸曲线示意图 影响细胞呼吸的外界因素及应用 ① 稻田定期排水，抑制产生酒精，防止烂根、霉根; ② 作物耕松土，保证根的正常需氧呼吸，促进对矿质离子吸收 ③ 低氧（R点）贮藏水果； ④ 透气纱布包扎(抑制破伤风杆菌厌氧呼吸)。 ⑤ 醋化醋杆菌需氧呼吸将乙醇氧氧化为醋酸)。 ⑥ 酿酒前期需氧呼吸使酵母菌快速增殖，之后通过厌氧呼吸产生酒精。 应用 1.（17·浙江11月选考）下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述，错误的 是（　） A.面团“发起”是酵母菌产生CO2所致 B.干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜 C.利用乳酸细菌制作酸奶过程中需密闭隔绝空气 D.黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少 B 跟踪训练 A.A～B 段，温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程B.B～C 段，与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快C.B点时，氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多D.C点时，细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在ATP中 2.（18·浙江11月选考）温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如右图。 下列叙述正确的是（　） 3.在a、b、c三个密封的锥形瓶内分别盛有等量的、成分相同的酵母菌和葡萄糖溶液,现进行如下处理:a瓶通入空气;b瓶通入氮气;c瓶通入空气并保持90℃恒温,则呼吸作用由强到弱的顺序是( ) A. c>b>a B. b>a>c C. a>b>c D. a>c>b 4.贮藏苹果时，既要保持其口感，又要降低有机物消耗。下列最适宜 的贮藏条件是（　　） A．高CO2浓度、低氧浓度和零下低温 B．低CO2浓度、高氧浓度和零下低温 C．低氧浓度、高CO2浓度和零上低温 D．完全无氧、高CO2浓度和零上低温 5.为探究酵母菌的呼吸方式，科研人员向锥形瓶中加入含有活化酵母菌的葡萄 糖培养液，密封后置于适宜温度下培养，并利用传感器测定锥形瓶中CO2和 O2的含量变化，实验结果如图所示。下列分析错误的是（       ） A.第100s时，酵母菌细胞呼吸中O2的消耗量等于CO2的释放量 B.第300s时，CO2来自酵母菌细胞溶胶 C.在实验进行到400s时，培养液中酒精浓度过高会限制酵母菌的活性 D.实验过程中，CO2含量的变化是细胞需氧呼吸和厌氧呼吸共同的结果 6.（19·4月浙江选考，15）将豌豆根部组织浸在溶液中达到离子平衡后，测得 有关数据如下表： 离子 外部溶液的离子浓度/（mmol·L－1） 根细胞内部离子浓度/（mmol·L－1） Mg2＋ 0.25 3 NO3－ 2 28 H2PO4－ 1 21 下列叙述正确的是（　　） A.溶液通氧状况与根细胞吸收Mg2＋的量无关 B.若不断提高温度，根细胞吸收H2PO4－的量会不断增加 C.若溶液缺氧，根细胞厌氧呼吸产生乳酸会抑制NO3－的吸收 D.细胞呼吸电子传递链阶段产生的大量ATP可为吸收离子供能 D 7.（19·4月浙江选考，27）生物利用的能源物质主要是糖类和油脂，油脂的氧 原子含量较糖类中的少而氢的含量多。可用一定时间内生物产生CO2的摩尔数 与消耗O2的摩尔数的比值来大致推测细胞呼吸底物的种类。下列叙述错误的 是（　　）A.将果蔬储藏于充满氮气的密闭容器中，上述比值低于1B.严重的糖尿病患者与其正常时相比，上述比值会降低C.富含油脂的种子在萌发初期，上述比值低于1D.某动物以草为食，推测上述比值接近1 A 8. 甲、乙、丙三图都表示细胞呼吸强度与氧气浓度的关系(呼吸底物为葡萄糖)。据图分析回答下列问题: (1)图甲所示细胞的呼吸方式最可能是______________，如果呼吸强度不能用CO2的释放量表示，原因是_____________________________________。 (2)图乙中B点释放的CO2来自______________，当氧气浓度达到M点以后，CO2释放量不再继续增加的内因__________________________。 (3)图丙中YZ∶ZX＝4∶1，则有氧呼吸消耗的葡萄糖占总消耗量的________，图中无氧呼吸强度降为0时，其对应的氧气浓度为________(填图中字母)。 (4)图丙中细胞呼吸对有机物中能量的利用率最低的点对应的氧气浓度是________。 0 厌氧呼吸 该生物无氧呼吸不产生CO₂ 厌氧呼吸 呼吸酶的数量有 1/13 I $