2013-2014學年高中生物人教版必修(bìxiū)一同步輔導與檢測課件：第5章-第3節-ATP的主要來源——細胞呼吸第一頁，共66頁。第二頁，共66頁。1．說出線粒體的結構(jiégòu)和功能。2．說明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。3．說明細胞呼吸的原理，并探討其在生產和生活中的應用。4．進行酵母菌細胞呼吸方式的探究。第三頁，共66頁。第四頁，共66頁。知識(zhīshi)清單細胞呼吸(hūxī)的概念及類型1．概念：細胞呼吸是指有機物在細胞內經過(jīngguò)一系列的________，生成________和其他產物，釋放出________并生成ATP的過程。2．類型：細胞呼吸可分為________和________兩種類型。兩種類型的細胞呼吸都可產生細胞的能量“通貨〞——______。影響細胞呼吸的條件有________________等。1．氧化分解二氧化碳能量2．無氧呼吸有氧呼吸ATP溫度、CO2濃度、O2濃度第五頁，共66頁。綜合(zōnghé)拓展細胞呼吸的概念及場所(1)概念：細胞呼吸就是指細胞內的呼吸作用。呼吸作用是生物體重要的生命活動，因為生物體在整個生命活動過程中都要消耗能量(néngliàng)，而這些能量(néngliàng)就來自細胞的呼吸作用。呼吸作用不是宏觀的氣體交換過程，而是發生在每一個活細胞中的有機物的氧化分解、能量(néngliàng)釋放并且生成高能化合物ATP的過程。糖類、脂肪和蛋白質等有機物都富含能量(néngliàng)，它們只有在被氧化成更為簡單的有機物或者是被徹底氧化為水和二氧化碳時，才能局部或者全部地把儲存的能量(néngliàng)釋放出來。釋放出來的能量(néngliàng)一局部以熱能的形式散失或維持體溫，更重要的是有局部能量(néngliàng)儲存在ATP分子的高能磷酸鍵中，從而成為用于各種生命活動的“能量(néngliàng)貨幣〞。第六頁，共66頁。(2)呼吸作用的場所：主要是線粒體，還有細胞質基質。(3)線粒體的結構：雙膜結構，內膜向內折疊成嵴(增大了內膜的面積(miànjī))，嵴的周圍充滿了液態的基質，內膜和基質中都含有許多與呼吸作用有關的酶。第七頁，共66頁。嘗試(chángshì)應用1．以下關于細胞呼吸的說法中，不正確的選項是()A．細胞呼吸實際上是在細胞內進行有機物分解，釋放能量的過程B．細胞呼吸實際上就是(jiùshì)細胞與環境間的氣體交換C．細胞呼吸是細胞內有機物“緩慢燃燒〞的過程D．細胞呼吸是細胞中有機物的一系列氧化分解過程B第八頁，共66頁。2．有氧呼吸和無氧呼吸的實質是()A．生物體與外界進行氣體(qìtǐ)交換B．生物體進行能量的轉移和利用C．進行ADP與ATP的轉換D．分解有機物和能量的釋放D第九頁，共66頁。知識(zhīshi)清單探究(tànjiū)酵母菌細胞呼吸的方式配制酵母菌培養液：取20g新鮮的________，分成兩等份，分別放入等體積的錐形瓶A(500mL)和錐形瓶B(500mL)中。再分別向瓶中注入240mL質量(zhìliàng)分數為5%的_____食用酵母菌葡萄糖溶液

第十頁，共66頁。組裝實驗裝置

(1)NaOH溶液(róngyè)石灰水(2)石灰水第十一頁，共66頁。觀察CO2的產生：觀察記錄石灰水變混濁(hùnzhuó)情況檢測(jiǎncè)酒精的產生①酵母菌培養液②溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液(róngyè)③顏色第十二頁，共66頁。實驗現象分析甲組澄清石灰水先變混濁且混濁程度高酵母菌在有氧時放出CO2多，且速度快1號試管還是橙色，2號試管由橙色變灰綠色酵母菌有氧時不產生酒精，無氧時產生酒精實驗(shíyàn)現象及分析實驗結論：酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞(xìbāo)呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞(xìbāo)呼吸產生________；在無氧條件下，酵母菌通過細胞(xìbāo)呼吸產生________，還產生少量的________。大量(dàliàng)的CO2和水酒精CO2第十三頁，共66頁。綜合(zōnghé)拓展探究(tànjiū)酵母菌細胞呼吸的方式(1)控制實驗變量。該實驗的變量是有無氧氣。圖A為有氧呼吸，圖B為無氧呼吸。第十四頁，共66頁。(2)實驗結果①CO2的放出情況：A、B兩組都有CO2的產生，但A組產生的CO2更多。②酒精產生的情況：A組沒有酒精的產生，B組產生了酒精。(3)實驗結果所說明的問題①A、B組都有CO2的產生說明了——酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生活。②從CO2產生的多少及有無酒精產生的情況，說明了——酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是一種兼性厭氧型微生物。③從A、B組的產物(chǎnwù)來看，說明了——酵母菌進行有氧呼吸的產物(chǎnwù)有CO2(還有水)；無氧呼吸的產物(chǎnwù)有CO2和酒精。第十五頁，共66頁。(4)探究酵母菌細胞呼吸的方式中二氧化碳、酒精的檢測方法①CO2的檢測：澄清石灰水(變混濁)或溴麝香草酚藍水溶液(由藍變綠再變黃)。②酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發生化學反響，變成灰綠色。可以用于檢驗司機是否(shìfǒu)酒后駕車。③比照實驗：設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關系的實驗。第十六頁，共66頁。3．以下有關酵母菌的表達，錯誤的選項是()A．酵母菌是真核生物(shēngwù)，具有核膜圍成的典型細胞核B．酵母菌既可以進行有氧呼吸，也可以進行無氧呼吸C．酵母菌只有在有氧條件下，才可釋放出CO2D．酵母菌只有在無氧條件下，才可產生酒精C嘗試(chángshì)應用第十七頁，共66頁。4．將動物的肝細胞研磨并除去ATP后，分別放入3只標號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的錐形瓶中，實驗(shíyàn)裝置和處理如圖a所示。將實驗(shíyàn)用的3只錐形瓶的瓶口密封后，放入20℃水浴鍋中，1小時后的結果如圖b所示。第十八頁，共66頁。請根據實驗結果答復(dáfù)：(1)實驗中可以看到的明顯變化是______，由此可以推斷______號錐形瓶中發生了______作用。(2)該實驗的全部結果說明________________________________________________________________________。第十九頁，共66頁。答案：(1)Ⅲ號錐形瓶的酒精液滴在玻璃管中向左移動(yídòng)Ⅲ呼吸(有氧呼吸)(2)肝細胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP第二十頁，共66頁。知識(zhīshi)清單有氧呼吸(hūxī)與無氧呼吸(hūxī)1．有氧呼吸(1)概念細胞(xìbāo)在________的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物________，產生________，釋放________，生成大量________的過程。

(2)過程(1)氧徹底氧化分解CO2和水能量ATP

第二十一頁，共66頁。(2)細胞質基質葡萄糖丙酮酸＋[H]少量線粒體基質丙酮酸＋H2OCO2＋[H]少量線粒體內膜[H]＋O2H2O大量第二十二頁，共66頁。綜上所述：①有氧呼吸的主要場所為________，原因(yuányīn)是線粒體內含有________。②有氧呼吸的總反響式：_______________。(3)特點①必要條件：________參與，________催化。線粒體與有氧呼吸有關的酶C6H12O6＋6O2＋6H2O6CO2＋12H2O＋能量(3)有氧多種酶逐步釋放的徹底氧化分解第二十三頁，共66頁。(4)能量轉化1mol葡萄糖徹底氧化分解后，釋放出________的能量，其中1161kJ的能量儲存(chǔcún)在________中，其余的以________形式散失掉。2．無氧呼吸(1)場所：________。(2)過程①第一階段葡萄糖________。(4)2870kJATP熱能2．(1)細胞質基質(jīzhì)(2)少量[H]＋丙酮酸＋少量能量第二十四頁，共66頁。酒精(jiǔjīng)＋CO2(3)2C3H6O3(乳酸)2C2H5OH(酒精(jiǔjīng))CO2第二十五頁，共66頁。(4)能量轉化1mol葡萄糖經過不徹底氧化分解產生乳酸時，只釋放(shìfàng)出________的能量，其中有________的能量儲存在ATP中，其余以________形式散失。(4)196.65kJ61.08熱能(5)無氧呼吸(hūxī)酒精和CO2乳酸第二十六頁，共66頁。綜合(zōnghé)拓展1．有氧呼吸的主要場所(chǎnɡsuǒ)：線粒體(如下圖)。第二十七頁，共66頁。2．有氧呼吸(hūxī)圖解第二十八頁，共66頁。3．有氧呼吸三個階段(jiēduàn)的比較階段比較項目第一階段第二階段第三階段場所細胞質基質線粒體線粒體反應物C6H12O6葡萄糖C3H4O3(丙酮酸)＋H2O[H]＋O2第二十九頁，共66頁。生成物C3H4O3＋[H](丙酮酸)CO2＋[H]H2O形成ATP數量少量少量大量與氧的關系無關無關需氧物質變化有機物→無機物能量變化第三十頁，共66頁。有氧呼吸的能量轉換率大約(dàyuē)是40.45%左右，細胞中這種能量轉換率是比較高的，因為人類創造的內燃機，其熱能轉化率最高也就是在25%左右。第三十一頁，共66頁。有氧呼吸(hūxī)和無氧呼吸(hūxī)的比較項目有氧呼吸無氧呼吸不同呼吸場所細胞質基質、線粒體細胞質基質條件需氧氣、酶、適宜溫度不需氧氣，需酶和適宜溫度分解產物徹底；二氧化碳和水不徹底；二氧化碳和酒精或乳酸能量釋放大量能量少量能量產生產生ATP數目1mol葡萄糖可產生38molATP1mol葡萄糖可產生2molATP第三十二頁，共66頁。項目有氧呼吸無氧呼吸相同本質氧化分解有機物，釋放能量，生成ATP供生命活動需要過程第一階段從葡萄糖到丙酮酸完全相同意義①為生物體的各項生命活動提供能量②為體內其他化合物的合成提供原料第三十三頁，共66頁。嘗試(chángshì)應用5．(多項選擇(xuǎnzé))在有氧呼吸過程中，進入細胞的氧將()A．與氫結合生成水B．與碳結合生成二氧化碳C．在線粒體中被消耗D．在線粒體與細胞質基質中被消耗AC第三十四頁，共66頁。6．人紅細胞無線粒體但能攜帶氧。紅細胞所需能量的來源主要是利用(lìyòng)()A．葡萄糖，進行有氧呼吸B．葡萄糖，進行無氧呼吸C．乳酸，進行有氧呼吸D．乳酸，進行無氧呼吸B第三十五頁，共66頁。知識(zhīshi)清單細胞呼吸(hūxī)原理的應用1．包扎傷口時，需要選用______的消毒紗布或松軟的“創可貼〞等敷料，其目的是抑制________細菌的無氧呼吸。2．酵母菌釀酒：先通氣，后密封。其原理是先讓酵母菌有氧呼吸，大量______，再無氧呼吸產生______。利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌以及發酵罐等，在控制通氣的情況下，可以生產各種(ɡèzhǒnɡ)酒；利用淀粉、醋酸桿菌或谷氨酸棒狀桿菌以及發酵罐，在控制通氣的情況下，可以生產食醋或味精。1．透氣厭氧

2．繁殖酒精第三十六頁，共66頁。3．花盆經常松土：促進根部______呼吸，有利于吸收礦質離子等，花盆里的土壤板結后，空氣缺乏，會影響根系生長，需要及時松土透氣。4．稻田定期排水：抑制(yìzhì)無氧呼吸產生________，防止________，爛根死亡，否那么水稻幼根因缺氧而變黑、腐爛。3．有氧4．酒精(jiǔjīng)酒精(jiǔjīng)中毒第三十七頁，共66頁。5．破傷風桿菌感染傷口：須及時清洗傷口，以防無氧呼吸。破傷風由破傷風芽孢桿菌引起，這種病菌只能進行(jìnxíng)________。皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌就容易大量繁殖。遇到這種情況，需要及時到醫院治療，如清理傷口、敷藥并注射破傷風抗毒血清。6．提倡慢跑：提倡慢跑等______運動的原因之一，是不致因劇烈運動導致氧缺乏，而使肌細胞因________呼吸產生大量________。______的大量積累會使肌肉酸脹乏力。5．無氧呼吸(hūxī)6．有氧無氧乳酸乳酸第三十八頁，共66頁。綜合(zōnghé)拓展影響細胞呼吸的因素及應用(1)溫度溫度影響呼吸作用，主要是影響呼吸酶的活性。一般而言，在一定的溫度范圍內，呼吸作用隨著溫度的升高而增強，但超過一定的溫度，酶的活性會下降，甚至會變性失活，從而(cóngér)使呼吸作用停止。一般呼吸作用的最適溫度為25°C～35°C。生產上常利用這一原理(yuánlǐ)在低溫下儲存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培過程中，夜間適當降溫，可降低呼吸作用、減少有機物的消耗，以到達提高產量的目的。溫度對呼吸速率的影響如右上圖所示。第三十九頁，共66頁。(2)氧氣氧氣直接影響呼吸速率和呼吸的性質。O2濃度為零時只進行無氧呼吸，O2濃度在10%以下，既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸；O2濃度在10%以上，只進行有氧呼吸。生產中常利用降低氧的濃度抑制呼吸作用，減少有機物消耗這一原理來延長蔬菜、水果的保鮮時間。但是，在完全無氧的情況下，無氧呼吸強，分解的有機物也較多，同時產生酒精，不利于蔬菜、水果的保質、保鮮，所以一般采用低氧(5%)保存(bǎocún)。此時有氧呼吸較弱，而無氧呼吸又受到抑制。O2濃度對呼吸作用方式及速率的影響可用以下圖表示。第四十頁，共66頁。(3)CO2CO2是呼吸作用的產物，從化學平衡的角度分析，CO2濃度增加，呼吸速率下降(如右圖)，對細胞呼吸有抑制作用。實驗證明，在CO2濃度升高到1%～10%時，呼吸作用明顯被抑制。在密閉的地窖中，氧氣濃度低，CO2濃度高，抑制細胞的呼吸作用，使整個器官的代謝水平降低，有利于保存(bǎocún)蔬菜、水果。第四十一頁，共66頁。(4)含水量在一定范圍內，呼吸強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱(如以下圖)。糧油種子的貯藏，必須降低含水量，使種子處于風干狀態(zhuàngtài)，從而使呼吸作用降至最低，以減少有機物的消耗。如果種子含水量過高，呼吸作用加強，使貯藏的種子堆中的溫度上升，反過來又進一步促進種子的呼吸作用，使種子的品質變壞。第四十二頁，共66頁。嘗試(chángshì)應用7．水稻種子催芽時，谷堆太大，水又加多了，結果爛芽，主要原因(yuányīn)是()A．腐敗菌繁殖，破壞了種子與幼芽B．體積太大，中心溫度過高C．無氧呼吸產生乳酸的毒害D．無氧呼吸產生酒精的毒害D第四十三頁，共66頁。8．水果(shuǐguǒ)放在密封地窖中，可以保存較長時間，地窖中影響水果(shuǐguǒ)代謝的原因是()A．溫度恒定，水果(shuǐguǒ)抗病蟲害能力強B．溫度適宜，水果(shuǐguǒ)容易保存C．黑暗無光，不易引起早熟D．CO2濃度增加，抑制水果(shuǐguǒ)的呼吸作用D第四十四頁，共66頁。第四十五頁，共66頁。細胞呼吸的實質(shízhì)與方式人體的代謝終產物水和二氧化碳，產生場所是()A．組織(zǔzhī)內B．線粒體內C．核糖體內D．細胞質基質內解析：此題考查呼吸作用的主要場所與呼吸作用的產物。人的骨骼肌在暫時缺氧時雖然(suīrán)能進行無氧呼吸，但其產物只有乳酸，所以人體內的代謝終產物二氧化碳和水只能是有氧呼吸的產物。根據有氧呼吸的過程可以知道二氧化碳在第二階段產生，水在第三階段產生。這兩個階段都是在線粒體中完成答案：B第四十六頁，共66頁。名師點睛：根據細胞呼吸物質變化的數量關系來判斷細胞呼吸方式的方法(1)依據O2吸收量和CO2釋放量判斷①不消耗O2，釋放CO2→只進行無氧呼吸；②O2吸收量＝CO2釋放量→只進行有氧呼吸；③O2吸收量＜CO2釋放量→兩種呼吸方式同時進行，且多余(duōyú)CO2來自無氧呼吸。(2)依據酒精和CO2生成量判斷①酒精量＝CO2量→只進行無氧呼吸；②酒精量＜CO2量→兩種呼吸方式同時進行，且多余(duōyú)CO2來自有氧呼吸。第四十七頁，共66頁。變式訓練(xùnliàn)1．種子在浸水和不浸水的情況(qíngkuàng)下，進行呼吸的過程中都產生()A．酒精B．磷酸C．丙酮酸D．乳酸C第四十八頁，共66頁。探究酵母菌細胞(xìbāo)呼吸的方式如圖簡單表示了葡萄酒的釀制過程(guòchéng)，請據圖分析：第四十九頁，共66頁。(1)由圖可知，葡萄酒的釀制原理是先通氣使酵母菌進行________呼吸大量繁殖，然后再與空氣隔絕使酵母菌進行________呼吸產生________。(2)為什么發酵過程要對溫度進行控制？______________________________________。(3)如果乙圖中右側小試管中裝有澄清石灰水，一段時間后會________。(4)假設要檢驗酒精的生成，是否需要補充其他(qítā)裝置？_______________________________________。第五十頁，共66頁。解析：釀酒過程就是利用酵母菌的無氧呼吸產生酒精(jiǔjīng)，為了加快發酵周期往往先提供有氧環境使酵母菌快速繁殖增加數量，然后再密閉使酵母菌無氧呼吸產生酒精(jiǔjīng)。為了加快進程還要為酵母菌提供適宜的溫度。酵母菌無氧呼吸除了產生酒精(jiǔjīng)外還產生二氧化碳，可分別用重鉻酸鉀和澄清的石灰水來檢驗。答案：(1)有氧無氧酒精(jiǔjīng)(2)溫度通過影響酶的活性而影響酵母菌的細胞呼吸(3)變渾濁(4)不需要，可在反響之后取酵母菌培養液的濾液，用橙色的重鉻酸鉀的濃硫酸溶液檢驗是否有酒精(jiǔjīng)生成第五十一頁，共66頁。名師點睛：無氧呼吸的生理意義：1.在無氧和缺氧條件下，作為糖分解供能的補充途徑：(1)骨骼肌在劇烈運動時的相對缺氧；(2)從平原進入高原初期；(3)嚴重貧血、大量失血、呼吸障礙、肺及心血管疾患(jíhuàn)所致缺氧。2.在有氧條件下，作為某些組織細胞主要的供能途徑：如表皮細胞，紅細胞及視網膜等，由于無線粒體，故只能通過無氧酵解供能。第五十二頁，共66頁。變式訓練(xùnliàn)2．酵母菌無氧呼吸產生A摩爾(móěr)的CO2，人在正常情況下消耗同樣量的葡萄糖，可形成CO2()A．1/3A摩爾(móěr)B．1/12A摩爾(móěr)C．6A摩爾(móěr)D．3A摩爾(móěr)D第五十三頁，共66頁。有氧呼吸(hūxī)的過程用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸(hūxī)過程中的氧原子，18O轉移的途徑是()A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳第五十四頁，共66頁。解析：葡萄糖的有氧呼吸過程可分為三個階段。第一階段是葡萄糖在無氧氣參與(cānyù)的情況下分解為丙酮酸，同時產生少量的[H]和ATP；第二階段是丙酮酸分解成CO2，同時產生大量的[H]和少量ATP；第三階段是第一和第二階段產生的[H]復原從空氣中吸入的氧而生成水，同時產生大量的ATP。從C6H12O6被氧化分解產生H2O和CO2的全過程可以看出，葡萄糖中18O的轉移途徑是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳。答案：D第五十五頁，共66頁。名師點睛：①有氧呼吸過程中H2O既是反響物(第二階段利用(lìyòng))，又是生成物(第三階段生成)，且生成的H2O中的氧全部來源于O2。②水稻等植物長期水淹后爛根的原因：無氧呼吸的產物酒精對細胞有毒害作用。玉米種子爛胚的原因：無氧呼吸產生的乳酸對細胞有毒害作用。第五十六頁，共66頁。變式訓練(xùnliàn)3．有人利用小球藻做了以下實驗，開始時各試管(shìguǎn)中小球藻的數量相同，請答復：(1)實驗裝置中的生物，具有細胞器膜的是_____________________________________。第五十七頁，共66頁。(2)酵母菌在快速繁殖時，細胞呼吸的總反響式是__________________________。(3)將兩個裝置都同時放在適宜的溫度和光照下培養一段時間，B、C兩試管中小球藻密度更大的是________，