高三一轮复习课——细胞呼吸

复习环节：学生活动：ATP合成的反应式

问：ATP主要来源？

引出课题：ATP主要来源——细胞呼吸

问：细胞呼吸又叫呼吸作用，它和人的呼吸是同一概念吗？

引出其定义P91（学生齐读）强调氧化分解非水解（知识背景：水解一般是指由脱水后大分子变成小分子,,水参与反应.例如多肽水解为氨基酸，氧化分解多指有机物变成无机物,放出能量），无氧呼吸也是氧化分解过程，只是不彻底。

学生活动一：请画出与细胞呼吸有关的细胞器结构模式图，并标示各结构名称并写出内膜的表面积增大的方式。

如：

学生活动二：1、写出有氧呼吸过程三个阶段物质变化、能量变化、反应场所？（ATP的数量我个人认为可淘汰不讲，这届我可没讲了）

            2、写出有氧呼吸反应式（底物葡萄糖）

      教师强调：（1）反应式箭头不能变为等号。

                （2）能量不能写成ATP。各阶段酶种类不同。

                （3）底物主要是葡萄糖。

                （4）部分原核生物（无线粒体）如蓝藻、硝化细菌其有氧呼吸的场所在细胞膜上。

                （5）释放ATP不能用于光合作用暗反应阶段，光反应产生ATP只能用于其暗反应                

 

学生活动三：1、朗读课本P94黑体字“定义”，并照样子读出无氧呼吸的定义。

            2、比较有氧呼吸与无氧呼吸。

      教师强调：（1）无氧呼吸产物是不同取决于酶的种类。

                （2）低氧环境中，植物既可进行无氧呼吸，也进有氧呼吸。

                （3） 长期的无氧呼吸对陆生植物影响？（酒精使蛋白质变性，有毒害作用。无氧呼吸释放能量少，不能满足生命活动需要。                               

                （4）无氧呼吸产物中仍含有大量的能量。                

                （5）问：病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸？（都不进行）蛔虫呢？（无氧呼吸）

                （6）氧气存在时，无氧呼吸会受到抑制。

                （7）进化历程：有氧呼吸是在无氧呼吸基础上进化而来。部分生物仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。

板书：

问酵母菌可进行的呼吸方式是什么，产物是什么？（引出探究实验）

学生活动四：那我们应如何探究其方式？（可从检测产物入手，也可从能量释放大小的测定入手，也可从气体变化量入手。。。。。。）

设计一：检测产物实验原理：（学生能描述）


1．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。
2． CO2可使澄清石灰水变混浊，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CO2的产生情况。
3．橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇（酒精）发生化学反应，在酸性条件下，变成灰绿色。

装置图：

强调：（1）实验关键：对氧气控制。

      （2）实验能检测有氧呼吸产生的CO2多于无氧呼吸吗？（可以）

      （3）对比实验。书P93

设计二、能量释放大小的测定（若时间不足，可布置学生回去完成）

2009年福建省理综：右图表示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（500mL）、温度计、活性干酵母、质量浓 

度0.1g/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

作用放出热量更多。

⑴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240ml的葡萄糖溶液	加入10g活性干酵母	①
B	加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液	②	加入石蜡油，铺满液面

⑵B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 __________，煮沸后需冷却的原因是______________________________________。

⑶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	③____________	④__________	加入石蜡油，铺满液面

 

⑷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。

⑸酵母菌进行无氧呼吸的产物是__________________。请写出酵母菌无氧呼吸的反应式_________________________。

设计三：测定气体变化量（若时间不足，可布置学生回去完成）

下图是探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置，下面叙述错误的是  

    A．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴不动，则说明酵母菌只进行有氧呼吸

B．假设装置一中的液滴不移动，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌只进行无氧呼吸

 C．假设装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移，则说明酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸

D．假设装置一、二中的液滴均不移动说明酵母菌只进行有氧呼吸或只进行无氧呼吸

【分析】根据酵母菌细胞呼吸的特点，有氧呼吸产生的CO2和消耗的O2量（物质的量）相等，而无氧呼吸只产生CO2而不消耗O2。所以如果只进行有氧呼吸，则装置一左移，装置二不移；如果只进行无氧呼吸，则一不移，二右移。既有有氧呼吸又有无氧呼吸，则装置一左移二右移。注意解决本题的关键有两点：① 装置一、二中试剂的作用。NaOH吸收CO2，清水对照。②在利用葡萄糖作为能源物质的条件下有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。答案D

学生活动:书写细胞呼吸有关总反应式,用箭头注明各原子来龙去脉.如;

 

教师活动:从上述的反应式入手请写出影响细胞呼吸的外界因素

一、水

水是生物体内良好的溶剂，生物体中的有机物必须溶解在水中，才能被分解。因此，对植物种子而言，含水量高，种子的呼吸作用就强。这是贮藏种子时为什么总要晒干的原因。但是对陆生植物而言，土壤中的含水量过高，就会影响土壤的氧气量，从而影响根的呼吸作用。

曲线（略）

二、氧气浓度

绿色植物在缺氧时进行无氧呼吸，大多数植物无氧呼吸产生酒精毒害细胞，而且无氧呼吸释放的能量少，不能满足正常生命活动的需要。所以陆生植物不能长时间忍受无氧呼吸。氧气对无氧呼吸有抑制作用，当氧气浓度逐渐升高时，无氧呼吸逐渐减弱，最后消失，而有氧呼吸则逐渐增强。

教师活动：图片分析，书P95-96资料分析。
应用：微生物的无氧呼吸称为发酵，氧气对发酵有抑制作用。

在贮存蔬菜、水果时就降低氧的浓度，一般为植物组织CO2的总释放量最低时。（当然也存在部分教师认为是降到无氧呼吸的消失点，如降得太低，植物组织就进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物(如酒精)往往对细胞有一定的毒害作用，而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。 ）

三、温度

温度能影响呼吸作用，主要是影响呼吸酶的活性。一般而言，在一定的温度范围内，

呼吸强度随着温度的升高而增强。

　　根据温度对呼吸强度的影响原理，在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度，以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准，否则细胞受损，对病原微生物的抵抗力大减，也易腐烂损坏。

曲线（略）

四、CO2浓度

增加 CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理，在蔬菜和水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。

曲线（略）

例题；蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件应为（　 ）
　　A．低温、干燥、低氧　　　　
　　B．低温、湿度适中、低氧
　　C．高温、干燥、高氧　　　　
　　D．高温．湿度适中、高氧
　　(2005年高考江苏卷第5题)
解析：低温有利于降低呼吸酶的活性；氧气是呼吸作用的原料，低氧环境减少呼吸作用对有机物的消耗。种子储藏时需要干燥的环境，降低呼吸作用，但是蔬菜、水果本身含水量较大，干燥会使蔬菜、水果很快萎蔫，所以，需要湿度适中。种子长时间储藏：低温、干燥、低氧。答案：B
补充内部因素：不同种类，不同生长发育期，不同器官对呼吸速率影响。

学生活动：书写酵母菌呼吸方式总反应式

一、探究酵母菌进行呼吸方式类型的装置（再复习）

 （根据ＣＯ２释放量与Ｏ２消耗量判断细胞呼吸状况。）

二、测定植物组织呼吸速率的装置

（1、材料带有真叶，还需要在黑暗环境以避免光合作用干扰。2、清毒处理。）

三、测定呼吸商

所谓呼吸商（简称RQ），是指呼吸作用所释放的CO₂的mol数和吸收的O₂的mol数的比例。

 

如(2001年天津理科综合能力测试一、第3题) 种子萌发的需氧量与种子所贮藏有机物的元素组成和元素比例有关，在相同条件下，消耗同质量的有机物，油料作物种子(如花生)萌发时需氧量比含淀粉多的种子(如水稻)萌发时的需氧量  (  B )A．少      B．多       C．相等       D． 无规律

【例】为了测定种子萌发时的呼吸商，现准备了3只玻璃瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的蚕豆种子、10%的NaOH溶液、NaHCO₃、清水等。1号玻璃瓶的实验装置如图所示。

 

（1）由于发芽蚕豆种子（已消毒）的呼吸作用，1号玻璃瓶内的气体发生了变化，使得墨滴向左移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是                        。

（2）1号玻璃瓶内的气体变化还不足以求出发芽蚕豆的呼吸商，由此还要利用2号玻璃瓶来测定发芽蚕豆呼吸作用过程中的某一种气体的变化。请根据1号图及题干中的器材与试剂，说出2号图装置与1号图的不同之处              ，以此可以测出             量。

（3）若1号装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X，2号装置所测得的实验数据（墨滴移动量）为Y，则呼吸商计算式为：            如果呼吸商小于1时，说明             。

（4）为了纠正环境因素引起的实验测量误差，须设3号装置。应对3号装置作何处理：

                                              。

 如3号装置的墨滴在实验后向右移动量为Z，则氧气实际消耗量应为                。

【解析】1号装置中NaOH吸收CO₂，气体体积再变化只能是氧气引起的，所以它测的是氧气量；2号装置考查学生的设计能力。据呼吸商概念，1号装置测出了氧气量，剩下的就是二氧化碳的量未知了，依据化学知识，试管中应该是清水，瓶中放发芽的蚕豆种子，气体体积变化就是二氧化碳和氧气变化的差值，从而间接测出二氧化碳生成量；3号监控外界物理量变化，根据实验的重复性原则，试管、瓶内也必须分别有“形式”性的水（NaOH也行）、死种子。

答案．（1）氧气   （2）试管中的液体应用同体积的清水    种子吸收的氧气量与释放的二氧化碳气体量的差值   （3）（X-Y）/X    呼吸底物中含脂肪   （4）用死种子，试管中放等量的清水      X+Z    

强调：校正装置其实须备有两个。

四、测定光合作用速率（本节课不复习此项，安排在光合作用复习中）

例题：（08宁夏)为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是
A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液
答案：B