必修1第三单元第二讲ATP的主要来源——细胞呼吸.ppt

,明考向,忆教材,研考点,提能力,高考随堂体验,课时活页作业,第三单元,细胞的能量供应和利用,第二讲,ATP,的主要来源,细胞呼吸,一、探究酵母菌细胞呼吸的方式,判断正误,(1),酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。,(),(2),根据石灰水浑浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色,的时间长短，可检测酵母菌产生,CO,2,的多少。,(),(3),酒精与酸性重铬酸钾溶液发生反应，变成橙色。,(),培养液中为什么要加入葡萄糖？,提示：,酵母菌为异养型生物，要加入葡萄糖保证酵母菌的正常生活。,想一想,二、有氧呼吸,1,反应式,填空,。,2,过程与场所,填表,比较项目,第一阶段,第二阶段,第三阶段,反应场所,需要条件,酶,酶,反应底物,葡萄糖,H,和,O,2,生成物质,CO,2,H,产能情况,少量能量,少量能量,大量能量,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,酶和氧气,丙酮酸和,H,2,O,丙酮酸,H,H,2,O,作物栽培时要及时中耕松土，稻田需要定期排水，这有什么好处？,提示：,作物栽培时要及时松土透气，有利于根系的有氧呼吸，促进根对无机盐的吸收；稻田需定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量的酒精，对细胞产生毒害作用，使根腐烂。,悟一悟,1,有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解,2,有氧呼吸过程中各元素的来源和去路,3,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,口诀记忆细胞呼吸,细胞呼吸三过程，有氧无氧一段同，,葡,(,萄,),糖分解丙酮氢，还要释放少量能；,有氧呼吸二阶段，丙酮和水来反应，,能量,CO,2,还原氢，线,(,粒,),体基质内完成；,有氧呼吸三阶段，,O,2,氧化还原氢。,大量能量水生成，线,(,粒,),体内膜上完成。,无氧呼吸二阶段，还原物质不放能。,细胞呼吸类型的判断,在以,C,6,H,12,O,6,为呼吸底物的情况下，,CO,2,的释放量和,O,2,消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：,气体变化特点,判断方法,实例,无,CO,2,释放,细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不发生变化,马铃薯块茎的无氧呼吸,不消耗,O,2,，,但产生,CO,2,细胞只进行产生酒精和,CO,2,的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积增大,酵母菌的无氧呼吸,气体变化特点,判断方法,实例,CO,2,释放量等于,O,2,的消耗量,细胞只进行有氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不发生变化，但若将,CO,2,吸收，可引起气体体积减小,人体细胞的有氧呼吸,气体变化特点,判断方法,实例,CO,2,释放,量大,于,O,2,的消,耗量,V,CO,2,/,V,O,2,4/,3,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等,酵母菌在不同,O,2,浓度下的细胞呼吸,V,CO,2,/,V,O,2,4/,3,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸,V,CO,2,/,V,O,2,4/,3,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸,特别提醒,由于脂肪含,H,量高于糖类，因此耗氧量多。若以脂肪为呼吸底物，进行有氧呼吸，会出现耗,O,2,量,CO,2,释放量的情况。,(1),真核生物细胞呼吸场所并非只是线粒体：,有氧呼吸的第一阶段，在细胞质基质中进行；第,二、三阶段在线粒体中进行。,无氧呼吸始终在细胞质基质中进行。,无线粒体的真核细胞,(,或生物,),只能进行无氧呼吸，,如成熟红细胞，蛔虫等。,原核细胞生物无线粒体，也可能进行有氧呼吸，,如好氧性细菌等。,(2)CO,2,产生与细胞呼吸方式判断：,不产生,CO,2,的呼吸一定是无氧呼吸，如乳酸发酵。,产生,CO,2,的细胞呼吸不一定就是有氧呼吸，如无氧,呼吸产生酒精和,CO,2,。,(3)O,2,与有氧呼吸全过程：,有氧呼吸的第一、二阶段不需要,O,2,，只有第三阶段需,要,O,2,。,(4)O,2,的有无与物质氧化分解：,有,O,2,参与的有氧呼吸过程是氧化分解过程。,没有,O,2,参与的无氧呼吸过程也是物质氧化分解过程。,A,过程,1,只发生在细胞的线粒体中,B,过程,1,的,CO,2,中的氧来自,C,6,H,12,O,6,和,O,2,C,人体在剧烈运动过程中，能量主要由过程,2,提供,D,人体内的葡萄糖最终来源于植物的光合作用,解析：,过程,1,为有氧呼吸过程，第一阶段发生在细胞质基质中，第二、三阶段发生在线粒体中；,CO,2,在有氧呼吸的第二阶段产生，其中的氧来自,C,6,H,12,O,6,和,H,2,O,；人体在剧烈运动过程中，既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸，但能量主要由有氧呼吸提供；人体直接或间接以绿色植物为食，因此，体内的葡萄糖最终来源于植物的光合作用。,答案：,D,2,将含酵母菌的葡萄糖溶液均分为,4,份，分别置于甲、,乙、丙、丁四种条件下培养，测得,CO,2,和,O,2,体积变化,的相对值如下图。下列叙述正确的是,(,),A,甲条件下，细胞呼吸的产物除,CO,2,外，还有乳酸,B,乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多,C,丙条件下，细胞呼吸产生的,ATP,最少,D,丁条件下，产物中的,CO,2,全部来自线粒体,解析：,甲条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生的是,CO,2,和酒精。乙条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗的葡萄糖少。丙条件下产生的,ATP,不是最少的，产生,ATP,最少的是甲条件下。丁条件下，吸收的,O,2,与释放的,CO,2,一样多，酵母菌只进行有氧呼吸，所以产生,CO,2,全部来自线粒体。,答案：,D,1,内部因素,2,外部,(,环境,),因素,细胞呼吸速率的测定与探究,(1),材料：一般是酵母菌、刚萌发的种子和绿色植物或组,织等，仅探究呼吸作用多选择酵母菌和刚萌发的种子。,(2),植物细胞呼吸的指标：植物细胞,呼吸吸收,O,2,，释放,CO,2,，,CO,2,被,NaOH,溶液吸收，使容器内气体压强减小，,毛细管内的水滴左移,(,实验装置如右图,),。,根据单位时间内液滴左移的体积即可计,算呼吸速率。,(3),为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行,灭菌，所测种子进行消毒处理。,(4),对照组的设置：为防止气压、温度等物理膨胀因素所,引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物灭活,(,将种子煮熟,),，其他条件均不变。,特别提醒,若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。,3,为了探究植物呼吸强度的变化规律，研究人员在,不同温度和不同含氧量下，测定了一定大小新鲜,菠菜叶片的二氧化碳释放量，其数据如下表所示,(,表中为相对值,),。以下叙述错误的是,(,),O,2,CO,2,温度,0.1%,1.0%,3.0%,10.0%,20.0%,40.0%,6.2,3.6,1.2,4.4,5.4,5.3,31.2,53.7,5.9,21.5,33.6,32.6,0,10,46.4,35.2,6.4,38.9,65.5,67.2,59.8,41.4,8.8,56.6,100.0,102.0,48.2,17.3,7.1,42.4,74.2,73.5,20,30,40,A.,研究人员在对数据分析时，发现温度、含氧量分别为,10,、,1.0%,的条件下测得的数据最可能是错误的,B,为了使实验数据真实地反映呼吸作用强度的变化，在,实验环境条件上应特别注意的是光照，使实验环境处,于光照状态,C,表中数据反映出当含氧量从,20.0%,上升到,40.0%,时，植,物的呼吸强度一般保持相对稳定，其原因是受酶或线,粒体数量的限制,D,就表中数据分析，蔬菜长期贮藏的最佳环境条件为温,度,0,、含氧量,3.0%,，此条件下植物细胞内,CO,2,的产生,场所是细胞质基质和线粒体,解析：,在有光或无光条件下，细胞都可进行呼吸作用，但为了排除光合作用对实验的干扰，本实验应在无光下进行。,答案：,B,4,现有等量的,a,、,b,两个品种的小麦种子，,将它们分别置于两个容积相同、密闭的,棕色广口瓶内，各加入适量,(,等量,),的水。,在,25,条件下，瓶内,O,2,含量变化如右图所示，,下列有关该实验的分析错误的一项是,(,),A,在,t,1,t,2,期间，瓶内,O,2,含量的降低主要是由种子的,细胞呼吸引起的,B,a,种子比,b,种子的呼吸速率低,C,a,、,b,种子释放,CO,2,的变化趋势是逐渐减少,D,在,0,t,1,期间，广口瓶内的,CO,2,有少量增加，主要原,因可能是微生物进行了无氧呼吸,解析：,图中纵坐标为密闭环境中氧气的含量，所以下降速率可以表示消耗氧气的速率，,a,种子比,b,种子呼吸速率要高。,答案：,B,命题点一,细胞呼吸过程,命,题,分,析,1.,分析近几年高考试题，细胞呼吸原理是命题热点,之一，如,2011,山东卷,T,4,、海南卷,T,3,、江苏卷,T,26,2010,新课标全国卷,T,2,等,2.,借助某些生物,(,如酵母菌等,),呼吸方式考查细胞呼,吸原理，细胞呼吸全过程的命题，在,2013,年高考,中仍可能会以选择题形式出现,例,1,(2011,海南高考,),细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是,(,),A,植物细胞能进行过程,和,或过程,和,B,真核细胞的细胞质基质中能进行过程,和,C,动物细胞内，过程,比过程,释放的能量多,D,乳酸菌细胞内，过程,产生,H,，过程,消耗,H,解析,真核细胞进行有氧呼吸的第一阶段是在细胞质基质中进行，第二、第三阶段是在线粒体中进行。,答案,B,(1),首先要看实验中所选用实验材料，是动物还是植物的绿,色或非绿色组织。,(2),明确装置中小烧杯中盛有的液体成分在实验过程中的作,用。,(3),牢记有氧呼吸反应式中,O,2,和,CO,2,数量关系。,命题点二,影响细胞呼吸因素,命,题,分析,影响细胞呼吸的因素是历年高考命题热点，如,2011,安徽卷,T,3,、江苏卷,T,26,等,对影响细胞呼吸因素的考查常结合生产生活应用和曲线分析进行命题，预计,2013,年高考仍可能成为命题形式,例,2,(2012,佛山模拟,),某实验室用两种方式进行酵母菌发酵葡萄糖生产酒精。甲发酵罐中保留一定量的氧气，乙发酵罐中没有氧气，其余条件相同且适宜。实验过程中每小时测定一次两发酵罐中氧气和酒精的物质的量，记录数据并绘成如下图所示坐标图。据此下列说法中正确的是,(,),A,实验结束时甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比,为,65,B,甲、乙两发酵罐分别在第,5 h,和第,3 h,无氧呼吸速率最快,C,甲发酵罐实验结果表明在有氧气存在时酵母菌无法进,行无氧呼吸,D,该实验证明向葡萄糖溶液中通入大量的氧气可以提高,酒精的产量,解析,只考虑无氧呼吸，甲、乙两发酵罐中产生的二氧化碳量之比为,65,，但甲发酵罐中还存在有氧呼吸产生的,CO,2,，因此二氧化碳量之比应大于,65,。根据曲线的斜率可知，甲、乙两发酵罐分别在第,5 h,和第,3 h,无氧呼吸速率最快。氧气浓度较低时，无氧呼吸同样能够进行，只是速率较慢。酒精是在无氧呼吸过程中产生的，通入大量氧气会使酒精的产量下降。,答案,B,(1),消耗等量的葡萄糖时产生的,CO,2,摩尔数：,无氧呼吸,有氧呼吸,13,(2),消耗等量的葡萄糖时消耗的,O,2,和产生,CO,2,摩尔数,有氧,呼吸消耗的,O,2,有氧和无氧呼吸产生的,CO,2,之和,34,(3),产生等量,CO,2,时消耗葡萄糖摩尔数：,无氧呼吸,有氧呼吸,31,1,实验原理,(1),酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌,氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的,CO,2,，在进行,无氧呼吸时能产生酒精和,CO,2,。,(2)CO,2,可使澄清的石灰水变浑浊，也可使溴麝香草酚蓝水,溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草,酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养,液中,CO,2,的产生情况。,(3),橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化,学反应，变成灰绿色。,2,实验流程,提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精的条件是有氧,还是无氧；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞,呼吸的产物是什么,作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验,(,如酵母菌可用于酿酒、发面等,),作出合理的假设,3,注意事项,(1),通入,A,瓶的空气中不能含有,CO,2,，以保证使第三,个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊完全是由酵母菌,有氧呼吸产生的,CO,2,所致。,(2)B,瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将,B,瓶中的氧,气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确,保通入澄清石灰水中的,CO,2,是由无氧呼吸产生的。,例,3,某同学在研究马铃薯块茎细胞呼吸方式时，设计了如下实验：,实验一：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶中分别加入适量的马铃薯块茎碎屑，安装成下图甲。每隔一段时间，从分液漏斗向锥形瓶,A,中注入适量过氧化氢溶液，观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化。,实验二：取新鲜马铃薯块茎，洗净、切成碎屑。向锥形瓶,C,中放入适量的马铃薯块茎碎屑，并向,C,瓶充入,N,2,，替代瓶中空气，安装成下图乙，一段时间后，观察装置中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化。,请回答下列问题：,(1),实验一的原理是,_,_,；,当实验一中溴麝香草酚蓝水溶液的颜色由绿变黄时，,是否可以说明马铃薯的呼吸作用在逐渐增强？,_,。,为什么？,_,_,。,(2),已知植物细胞无氧呼吸有两种类型，一种是能够产生,酒精的无氧呼吸，另一种是能够产生乳酸的无氧呼吸。,并且马铃薯块茎在只有,N,2,的条件下可以进行无氧呼吸。,则实验二的目的是,_,；若实验二,中溴麝香草酚蓝水溶液,_,，则说明马铃,薯块茎细胞进行的是产生乳酸的无氧呼吸，其反应式,为,_,_,。,(3),实验一和实验二在设计上均有不够严谨之处，可能会,干扰对马铃薯块茎细胞呼吸类型的判断，请给予修正。,_,_,修正的理由是,_,。,解析,(1),马铃薯块茎中含有过氧化氢酶，催化过氧化氢分解产生,O,2,，以此促进马铃薯块茎进行有氧呼吸。,CO,2,可使溴麝香草酚蓝水溶液发生颜色变化。,(2),马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸，不产生,CO,2,，故不能使溴麝香草酚蓝变色。,(3),微生物的呼吸作用会干扰实验结果。,答案,(1),马铃薯块茎细胞中含有过氧化氢酶，可催化过氧化氢分解产生氧气；在有氧条件下，马铃薯块茎细胞可以进行有氧呼吸，产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄,不能溶液的颜色由绿变黄可能是实验时间较长，马铃薯产生的,CO,2,总量较多引起的,(,或其他合理答案也可,),高考随堂体验,1,(2011,山东高考,),某兴趣小组在室温下进行了酵母菌,无氧呼吸的探究实验,(,如图,),。下列分析错误的是,(,),A,滴管中冒出气泡是反应产生,CO,2,的结果,B,试管中加水的主要目的是制造,无氧环境,C,若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降,D,被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至,ATP,，,其余的存留在酒精中,解析：,酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳，此过程受温度影响，试管中加水是为了创造无氧环境。被分解的葡萄糖中的能量一部分转移到,ATP,中，一部分以热能的形式散失，还有一些存留在酒精中。,答案：,D,2,(2011,安徽高考,),某种蔬菜离体叶片在黑暗中不,同温度条件下呼吸速率和乙烯产生量的变化如,图所示，,t,1,、,t,2,表示,10,30,之间的两个不同温,度。下列分析正确的是,(,),A,与,t,1,相比，,t,2,时呼吸速率高峰出现时间推迟且峰值,低，不利于叶片贮藏,B,与,t,2,相比，,t,1,时乙烯产生量高峰出现时间提前且峰,值高，有利于叶片贮藏,C,t,1,、,t,2,条件下呼吸速率的变化趋势相似，,t,1,t,2,，,t,1,时不利于叶片贮藏,D,t,1,、,t,2,条件下乙烯产生量的变化趋势相似，,t,1,t,2,，,t,1,时不利于叶片贮藏,解析：,依图示可知，与,t,2,相比，,t,1,温度条件下，叶片的呼吸速率和乙烯产生量的高峰出现时间提前且峰值高，不利于叶片贮藏。,答案：,C,3,(2009,天津高考,),按下表设计进行实验。分组后，在相,同的适宜条件下培养,8,10,小时，并对实验结果进行,分析。,实验材料,取样,处理,分组,培养液,供氧情况,适宜浓,度酵母,菌液,50,mL,破碎细胞,(,细胞器完整,),甲,25,mL,75,mL,无氧,乙,25,mL,75,mL,通氧,50,mL,未处理,丙,25,mL,75,mL,无氧,丁,25,mL,75,mL,通氧,下列叙述正确的是,(,),A,甲组不产生,CO2,而乙组产生,B,甲组的酒精产量与丙组相同,C,丁组能量转换化与丙组相同,D,丁组的氧气消耗量大于乙组,解析：,细胞破碎后细胞质基质丧失,细胞器完整,无氧条件下，由于没有细胞质基质，无法进行无氧呼吸，通氧后，葡萄糖无法分解为丙酮酸，而线粒体不能利用葡萄糖，酵母菌也无法进行有氧呼吸；细胞未处理时，无氧条件下进行无氧呼吸，通氧时进行有氧呼吸，有氧呼吸能量转化率比无氧呼吸能量转化率大，有氧呼吸消耗,O,2,，无氧呼吸不消耗,O,2,。,答案：,D,4,(2009,福建高考,),回答下列问题。,右图表示的是测定保温桶内温度变化,的实验装置。某研究小组以该装置探,究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。,材料用具：保温桶,(500,mL,),、温度计、,活性干酵母、质量浓度,0.1,g/mL,的葡萄,糖溶液、棉花、石蜡油。,实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作,用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。,(1),取,A,、,B,两装置设计实验如下，请补充下表中内容：,装置,方法步骤一,方法步骤二,方法步骤三,A,加入,240,mL,的葡萄糖溶液,加入活性干酵母,_,B,加入,240,mL,煮沸后冷却的葡萄糖溶液,_,加入石蜡油，铺满液面,(2)B,装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是,_,，这是控制实验的,_,变量。,(3),要测定,B,装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置,C,。请写出装置,C,的实验步骤：,装置,方法步骤一,方法步骤二,方法步骤三,C,_,_,加入石蜡油，,铺满液面,(4),实验预期：在适宜条件下实验，,30,分钟后记录实验结果，若装置,A,、,B,、,C,温度大小关系是：,_,(,用,“,”,表示,),，则假设成立。,解析：,(1),本实验的自变量是氧气的有无，因变量是温度变化，其他变量是无关变量,(,控制变量,),，对于无关变量要控制其等量且适宜。,(2),将,C,6,H,12,O,6,溶液煮沸的目的是排除溶液中氧气的干扰。,(3),本实验的自变量是呼吸作用的有无，因变量还是温度变化，因此除步骤二以外与,B,组完全相同。,(4),有氧呼吸产生的热量最多，而没有呼吸作用的,C,组几乎不产生热量。,答案：,(1),不加入石蜡油,加入,10 g,活性干酵母,(2),去除氧气自,(3),加入,240,mL,煮沸后冷却的葡萄糖溶液,不加入活性干酵母,(4)ABC,点击此图进入,课时活页作业,