摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦细胞呼吸核心考点,涵盖概念类型过程、酵母菌呼吸方式探究实验及原理应用三大模块,对接高考评价体系中生命观念(物质与能量观)、科学思维(比较归纳)要求,通过考点权重分析明确有氧/无氧呼吸过程(占比45%)、实验变量控制(占比30%)等高频考查方向,归纳过程分析、实验设计等常考题型。
课件亮点在于“考点拆解+实验建模+易错警示”策略,如通过有氧与无氧呼吸过程表格对比、细胞呼吸方式判断“三大依据”(产物/氧气/场所)培养科学思维,结合酵母菌实验中自变量控制(氧气有无)及因变量检测(CO₂与酒精)强化探究实践。特设高考真题“反应式书写规范”“能量转化计算”等突破方法,帮助学生掌握答题技巧,教师可依托此课件系统梳理考点,提升复习效率。
内容正文:
第2课时 细胞呼吸
第三单元 细胞的能量供应和利用
2027高考一轮复习
2
1
3
细胞呼吸概念、类型和过程
细胞呼吸原理的应用
目录
Contents
实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
第2课时 细胞呼吸(1)
考点梳理
细胞呼吸概念、类型和过程
考点1
变式训练
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
1.细胞呼吸
(1)概 念:
(2)类 型:
(2)实 质:
(3)意 义:
细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。
可分为有氧呼吸和无氧呼吸
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,释放出能量并产生ATP的过程。
①为生物体提供能量;
核酸
多糖
脂肪
氨基酸
蛋白质
核苷酸
葡萄糖
脂肪酸+甘油
丙酮酸
乙酰CoA
草酰乙酸
CoA
CO2
[H]
呼吸链
O2
ATP
ADP + Pi
三羧酸循环
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
1.细胞呼吸
(1)概 念:
(2)类 型:
(2)实 质:
(3)意 义:
细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。
可分为有氧呼吸和无氧呼吸
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,释放出能量并产生ATP的过程。
①为生物体提供能量;
②生物代谢的枢纽;
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
2.有氧呼吸
(1)概 念:
(2)总反应式:
(3)场 所:
细胞质基质、线粒体
有氧呼吸是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。
C6H12O6
2C3H4O3
少量能量
酶
2C3H4O3
4[H]
+
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
6CO2
6H2O
6H2O
酶
20[H]
少量能量
6O2
24[H]
12H2O
大量能量
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
(4)过程:
2.有氧呼吸
[H]=NADH(还原型辅酶Ⅰ)
NAD+ (氧化型辅酶Ⅰ)+ H+ + 2e- → NADH
第1阶段:
第2阶段:
第3阶段:
C6H12O6
酶
+ 4[H] +少量能量
2C3H4O3
+ 6H2O
酶
2C3H4O3
6CO2 +20[H] + 少量能量
酶
12H2O + 大量能量
24[H] + 6O2
有氧呼吸 场所 反应物 产物 产能
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
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
2.有氧呼吸
(5)能量转化:
葡萄糖中稳定的化学能
热能和ATP中活跃的化学能
转化为
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
(约66%的能量散失)
2、有氧呼吸
(生成32molATP,约34%的热能)
(6)有氧呼吸过程中各元素的去向:
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
2.有氧呼吸
(7)与体外有机物燃烧相比,有氧呼吸具有的特点及对生物体的意义?
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
2.有氧呼吸
①反应过程:温和
②能量释放:有机物中的能量逐步释放
③能量转化:释放的能量大部分以热能形式散失,一部分储存在ATP中
①使有机物中的能量逐步转移到ATP中;
②逐步缓慢释放能量,保证有机物中的能量得到最充分的利用且有利于维持细胞的相对稳定状态。
a.特点:
b.对生物体的意义:
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
1.线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,其在结构上有哪些特点与功能相适应?
2.为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖?
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。
①线粒体膜上没有葡萄糖载体;
②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。
2.有氧呼吸
[易错提醒]
①葡萄糖只有在细胞质基质中被分解为丙酮酸后,丙酮酸才能进入线粒体。
②反应式中的能量不能写成ATP,因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。
③反应式前后的H2O不能抵消。
④反应式中间不能用等号,要用箭头。反应条件“酶”不能省去。
⑤细胞呼吸的底物不是只有葡萄糖,教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
2.有氧呼吸
(1)概 念:
(2)场 所:
(3)类 型:
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
全过程都是在细胞质基质
在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程,就是无氧呼吸。
酒精和乳酸两种类型。
3.无氧呼吸
(4)总反应式:
①酒精发酵:
②乳酸发酵:
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
酶
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量
酶
3.无氧呼吸
无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。
葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。
乳酸
酒精和CO2
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
不同生物无氧呼吸酶的种类不同
基因不同
3.无氧呼吸
细胞质基质
线粒体
C6H12O6(葡萄糖)
散失
ATP
酶
[H]
能量
丙酮酸(C3H4O3)
酶
C2H5OH(酒精)
+ CO2
C3H6O3
(乳酸)
酶
考点1 细胞呼吸的两种方式
(5)过程
3.无氧呼吸
两种无氧呼吸产物类型比较
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
不
放
能
无氧呼吸过程中,1 mol葡萄糖在分解成乳酸时,只释放出196.65 kJ的能量,其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP(2 mol)中,近69%的能量都以热能的形式散失了;
能量转化效率:
31%
无氧呼吸能量的转化效率
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸 无氧呼吸
区
别 场所 ___________________ 细胞质基质
条件 氧气,多种酶 无氧气,多种酶
物质变化 葡萄糖彻底氧化分解,生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底,生成_____
或酒精和CO2
能量变化 释放大量能量,产生大量ATP 释放 能量,产生少量ATP
特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时,无氧呼吸受抑制
联系
细胞质基质和线粒体
乳酸
少量
二者第一阶段反应完全相同,并且都在细胞质基质中进行;
本质都是氧化分解有机物、释放能量,产生ATP
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
科学家就线粒体的起源,提出了一种解释:有一种真核细胞吞噬了原始的 ,二者在共同繁衍的过程中,
进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
P96
需氧细菌
需氧细菌
(1)有氧呼吸:
一
二
三
一、二、三
无氧呼吸中的[H]和ATP都是在第 阶段产生的,场所是细胞质基质。其中[H]在第 阶段被全部消耗。
一
二
细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去向
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
(2)无氧呼吸:
23
判断细胞呼吸方式的三大依据
依据一
根据反应物和产物
消耗O2
产生H2O
产生酒精或乳酸
无CO2释放
一定存在有氧呼吸
一定存在有氧呼吸
一定存在无氧呼吸
一定为产生乳酸的无氧呼吸
依据二
根据物质的量关系
CO2=O2
CO2<O2
CO2>O2
只进行有氧呼吸;或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
两类呼吸并存,差值为无氧呼吸的量
可能存在脂肪的氧化分解
依据三
根据反应场所
只在细胞质基质
有线粒体参与
无氧呼吸(真核生物)
有氧呼吸(或两类呼吸并存)
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
细胞呼吸类型的判断及相关计算
(1)有氧呼吸: C6H12O6∶O2∶CO2=
(2)无氧呼吸: C6H12O6∶C2H5OH∶CO2=
C6H12O6∶C3H6O3=
需要明确的是当有氧呼吸和无氧呼吸同时发生时:
CO2释放总量=
考点1 细胞呼吸概念、类型和过程
1∶6∶6
1∶2
1∶2:2
有氧呼吸释放的CO2量+无氧呼吸释放的CO2量。
实验:
探究酵母菌细胞呼吸的方式
考点2
变式训练
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理:
酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
有氧:
无氧:
2.实验自变量:
如何控制自变量?
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
氧气的有和无
橡皮球
(接气泵)
质量分数为10%NaOH溶液
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
A
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
B
去除空气中的CO2,保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。
B瓶应封口放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的?
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。
?
3.实验因变量:
如何检测因变量?
橡皮球
(接气泵)
质量分数为10%NaOH溶液
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
A
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
B
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
CO2 产生速率及是否产生酒精
因变量的检测
CO2产生速率
是否产生酒精
观察澄清石灰水变浑浊的快慢或浑浊程度
观察溴麝香草酚蓝溶液变黄(蓝→绿→黄)的时间
一段时间后从取A、B中取样,加入酸性重铬酸钾(橙色)
A、B连接
澄清石灰水
A、B连接溴麝香
草酚蓝溶液
观察是否有灰绿色出现
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
因变量检测方法
4.实验结果:
观察项目 有氧装置 无氧装置
澄清石灰水变浑浊程度
溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间
酸性重铬酸钾检验情况
浑浊程度高
浑浊程度低
颜色变化时间短
颜色变化时间长
无颜色变化
橙色→灰绿色
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
5.实验结论:
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
①酵母菌在有氧气条件下进行有氧呼吸,产生大量二氧化碳,不产生酒精;
②酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,产生了少量二氧化碳,同时也产生了酒精。
橡皮球
(接气泵)
质量分数为10%NaOH溶液
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
A
酵母菌
培养液
澄清
石灰水
B
6.实验中的注意事项:
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
①配制酵母菌培养液时,必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入新鲜食用酵母菌。
煮沸的目的?
①杀死葡萄糖溶液中的微生物,排除其他微生物对实验结果的影响;
②有氧条件装置必须持续通入无菌空气,保证O2的充足。
③由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
②除去溶液中的O2;
【科学方法】对比实验
对比实验是指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,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。
对比实验不设对照组,均为实验组(或互为实验组和对照组),是对照实验的一种特殊形式,即相当于“相互对照实验”。
考点2 实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
考点3
细胞呼吸原理的应用
透气性好,细胞呼吸正常,并能抑制破伤风杆菌等厌氧病菌的繁殖。
松土
透气
有氧呼吸增强
能量供应增加
主动运输增强吸收无机盐离子
皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,破伤风芽孢杆菌等厌氧菌就容易大量繁殖,产生毒素,需及时清理伤口、并注射破伤风抗毒血清
考点3细胞呼吸原理的应用
零上低温、低氧、高CO2、一定湿度
低温、干燥、低O2、高CO2、
①储存种子:
②储存水果、蔬菜:
提倡慢跑:促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀
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。
考点3细胞呼吸原理的应用
课堂小结
细胞呼吸的原理和应用
有氧、无氧呼吸
场所
实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
反应过程
有氧、无氧呼吸过程的比较
意义
细胞呼吸的影响因素及应用
2C3H6O3(乳酸)
第一阶段
C6H12O6 eq \o(―――→,\s\up17(酶))2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
第二
阶段
产生酒
精的无
氧呼吸
2C3H4O3(丙酮酸)+4[H] eq \o(―――→,\s\up17(酶))
实例:大多数植物、酵母菌
产生乳
酸的无
氧呼吸
2C3H4O3(丙酮酸)+4[H] eq \o(―――→,\s\up17(酶))
实例:动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、乳酸菌
2C2H5OH(酒精)+2CO2
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