第四节 细 胞 呼 吸细胞呼吸(本质)呼吸运动(现象)气体运输【呼吸与细胞呼吸】一、细胞呼吸的概念P71-72:细胞内进行的将糖类等有机物分 解成无机物或者小分子有机物,并且释放能量的过程。发生场所:实质:活细胞内分解有机物,释放能量二、细胞呼吸的类型需氧呼吸厌氧呼吸—— 主要方式是否有氧参与约30%的能量储存在30个ATP中约70%的能量都以热能的形式散失直接用于各项生命活动细胞的能量利用效率传统的 蒸汽机,能量转化效率只有8%,现代化的汽车引擎,也只能把汽油中能量的25%转化为动能。[教材P72]与现有的机械相比,细胞利用能量 的效率应该是很高了.细胞中每氧化1个葡萄糖分子C6H12O6线粒体细胞溶胶①第一阶段:糖酵解[葡萄糖的初步分解]二、细胞需氧呼吸的 过程 作业本P44,题15场所:细胞溶胶C6H12O66CO2线粒体细胞溶胶②①柠檬酸循环[丙酮酸彻底分解]场所:线粒体基质 [嵴]第二阶段:C6H12O6CO2H2O线粒体细胞溶胶②①③电子传递链[氧气的参与]场所:线粒体内膜第三阶段:C6H12O 6酶1酶2酶3请问酶1、酶2、酶3是不是同一种酶?酶1、酶2、酶3在细胞内的分布场所?需氧呼吸三个阶段的比较细胞溶胶葡萄糖丙酮酸[ H]少量丙酮酸H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质嵴(少量)线粒体内膜糖酵解柠檬酸循环电子传递链请根据表格写出 各阶段的反应式和总反应式(2)总反应式:(1)过程各元素的去向:各元素的去向:30个 ATP 热能(30%)以上反应式中的能量是否 全部储存到ATP 中?需氧呼吸: 是指细胞在有 的参与下,通过多种 的催 化作用,把 等有机物彻底氧化分解,产生 和 ,并释放 ,生成大量ATP的过程。酶O2糖类CO2H2O能量实质:氧化分解有机物,释放能量一:探究需氧呼吸的场所和物质变化 取3套图示装置,标号为A、B、C,实验设计与结果如下细胞溶胶、线粒体都是需氧呼吸的场所。作业本P47,题38我们在购买罐头类食品时 会看到标语:开罐前如发现罐盖凸起,请勿食用,请解释原因。你能举例说出哪些是厌氧呼吸的现象吗?厌氧呼吸b.高等动物和人体在剧烈运动时 ,骨骼肌细胞内就会出现厌氧呼吸,出现肌肉酸胀现象。e.酵母菌在缺氧的条件下,可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。d.乳酸菌是厌氧型微 生物,可以将有机物分解成乳酸。c .蛔虫没有线粒体,只能进行厌氧呼吸。 细胞在无O2的参与下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等 有机物分解为不彻底的氧化产物,如乳酸或者酒精和CO2,同时释放出少量能量的过程。C6H12O6能量(少) 2丙酮酸 (2C3H4O3)4[H]酶1酶2酶厌氧呼吸总过程可分两个阶段: 第一阶段与需氧呼吸完全相同第一阶段产生多少ATP?第二阶 段是否产生ATP?酶1、酶2是否相同, 在细胞内的分布场所、分布生物? 厌氧呼吸的第一阶段产生ATP第二阶段不产生AT P人体肌肉细胞厌氧呼吸产生的乳酸去了哪里?丙酮酸不彻底分解场所:细胞溶胶A.乳酸发酵 例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官( 玉米胚细胞、马铃薯块茎、甜菜块根等)【教材P77]B.酒精发酵 例:大多数植物、酵母菌C6H12O6酶2C3H6O3(乳 酸)+ 能量C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 能量不同生物厌氧呼吸的产物不同,其原因在于催化反应的酶不同 。细胞溶胶、线粒体(主要)细胞溶胶需氧、酶等不需氧、需酶较 多较 少①两者第一阶段相同即都将葡萄糖分解成丙酮酸(糖酵解)② 都分解有机物、释放能量需氧呼吸与厌氧呼吸的区别与联系误区警示1.有H2O生成一定是需氧呼吸,有CO2生成一定不是乳酸发酵。2.厌氧 呼吸的第二阶段是第一阶段产生的[H] 将丙酮酸还原为C2H5OH和CO2或乳酸的过程。3.原核生物无线粒体,有些仍可进行需氧呼吸, 如蓝 藻、硝化细菌等。 4.厌氧呼吸只释放少量能量,其余的能量储存在不彻底的氧化产物—酒精或乳酸中。5.水稻等植物长期水淹后烂根的 原因:厌氧呼吸的产物酒精对细胞有毒害作用。6.一个葡萄糖分子,通过需氧呼吸生成30个ATP分子,其中糖酵解中直接产生2分子,柠檬酸 循环中直接产生2分子,其余26个在电子传递链中产生。 厌氧呼吸所产生的能量这么少,为什么生物体还要保存这种呼吸方式?需氧型生物在无 氧或缺氧的条件下,细胞利用这种呼吸作用可以快速地利用较多的葡萄糖产生少量的ATP,在短时间内维持生命。厌氧型生物不需要氧气,当有氧 气存在,会抑制其正常的生命活动。细胞呼吸意义1.为生命活动提供能量2.为体内其他化合物的合成提供原料影响呼吸速率的因素1、温度:主 要是通过影响呼吸酶的活性来影响细胞呼吸应用:在果蔬保鲜中,采取低温 温室栽培中,白天适当升温,夜晚适当降温新疆夏至日照时间18小 时,冬至9小时,因而光合作用强制造的有机物多,再者昼夜温差大夜晚温度低,呼吸作用弱,消耗的有机物少所以就甜 2、水分水含量越多,代 谢越旺盛,细胞呼吸越强。应用:种子的储藏,需风干种子萌发时,需用清水浸泡3、氧气浓度(氧分压)直接影响呼吸速率和呼吸的性质O2浓度 为0时:O2浓度较低(如:10%以下):O2浓度较高(如:10%以上):只进行厌氧呼吸既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸只进行需氧呼吸需 氧呼吸厌氧呼吸 请在图中作出细胞总呼吸(需氧呼吸和厌氧呼吸)的曲线O2:贮藏水果时下降到____最有利贮藏。CO2:增加 CO2浓度,降低O2浓度有良好的保鲜效果。CO2释放O2吸收O2浓度气体交换相对值abcd0a点C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量酶1、右图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量与O2的吸收量的变化,请根据 图解回答下列问题:(1)0点时,该器官的呼吸作用类型是 。厌氧呼 吸(3)在O2浓度为b%以下时(不包括0点),该器官的呼吸类型是 ,因为 。需氧呼吸和厌氧呼吸C O2释放量大于O2吸收量(2)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在P点重合,其呼吸类型为 ,因为 。(4)由该 曲线提示的原理,我们在进行果实和种子贮藏时,应取O2含量为 值时,理由是__________________ ___需氧呼吸CO2释放量等于O2吸收量a 此时释放的CO2最少,果实和种子通过呼吸消耗的物质最少课内巩固1.00.5abco2释放PO2吸 收气体交换相对值O2含量(%)02、、甲酵母菌进行需氧呼吸,乙酵母菌进行发酵,若它们消耗等量的葡萄糖 ,问它们共同放出的二氧化碳和 吸入氧气的体积之比是A、1:2 B、4:3 C、1:1 D、2:3课内巩固B、4:33 、如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时,分解葡萄糖产生等量的CO2 那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是( )A、1: 2 B、1:3 C、1:4 D、1:6B呼吸方式的判断1、有CO2生成,则是 2、有水生成,则是3、无CO2生成,则是4、有乳酸生成,则是5、 CO2释放量等于氧气消耗量,则是6、不消 耗氧气,但有CO2生成,则是7、 CO2释放量大于氧气消耗量,则是需氧呼吸或酒精发酵需氧呼吸乳酸发酵乳酸发酵需氧呼吸酒精发酵需氧呼 吸和酒精发酵同时进行需氧呼吸和厌氧呼吸异同比较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①和③或过 程①和④B.真核细胞的细胞溶胶中能进行过程①和②C.动物细胞内,过程②比过程①释放的能量多D.乳酸菌细胞内,过程①产生[H],过程 ③消耗[H]B【变式训练1】1.右图是高等生物细胞需氧呼吸过程的图解,据图回答: (1)图中①、②、③所代表的物质分别是_____ _______、_________、_________。(2)④、⑤、⑥代表能量,其中最多的代号是_____________。(3 )[H]与O2结合生成②的过程,发生的场所是_____ ____。(4)人体肌细胞内如果缺氧,C6H12O6氧化的反应式是__ ___ 。(5)需氧呼吸的总反应式: 。(6)贮藏时间久了的苹果内部的细胞进行呼吸时, 消耗一定量的葡萄糖可以产生A摩尔的二氧化碳,其植物体叶片在正常生长时消耗同样数量的葡萄糖可产生二氧化碳___________摩尔。 丙酮酸H2OCO2⑥线粒体内膜3A【变式训练2】(09上海卷)30. 在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积 变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖,则下弄叙述中正确的是A. a条件下,呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B. b条件下,需氧呼吸消 耗的葡萄糖比厌氧呼吸多C. c条件下,厌氧呼吸最弱D. d条件下,产生的CO2全部来自线粒体DA探究一:酵母菌细胞呼吸的类型要通过 实验探究酵母菌的细胞呼吸类型,请说明2个装置的作用。结果预测和结论:通过实验判断细胞呼吸方式作业本P52,题34低温贮存利用N2或 CO2调节O2的浓度干燥后贮存如果有人向你请教,怎样能长期储存作物种子、蔬菜或水果,你能利用所学呼吸作用原理,提供一些有价值的建议 吗?(3)当CO2释放量大于O2吸收量时,细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式,此种情况下,判断哪种呼吸方式占优势,可 分析如下:①如CO2释放量:O2吸收量= 4:3,___________________。②如CO2释放量:O2吸收量>4:3,_ __________________。③如CO2释放量: O2吸收量<4:3,__________________。同时应该认识到 ,若呼吸底物为脂肪,由于脂肪分子中O的含量远远少于糖类,而C、H的含量更多,所以在分解脂肪时CO2释放量:O2吸收量<1,因此也可 以根据呼吸商的数值来初步判断呼吸底物的种类。需氧呼吸和厌氧呼吸消耗葡萄糖速率相等需氧呼吸消耗葡萄糖速率小于厌氧呼吸需氧呼吸消耗葡萄 糖速率大于厌氧呼吸4、简答题将酵母菌研磨、离心后,得到上清液含细胞质基质)和沉淀物(含细胞器)。把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的 均浆分别放入甲、乙、丙3个试管中,进行四项独立实验(见右图)(1)向3个试管中分别加入等量的葡萄糖,各试管的最终产物 是:甲 乙 丙 ____________ (2)向3个试管中分别加入等量的丙酮酸,各试管的最终产物 是:甲_ _________ 乙__________ 丙 ____________ (3)在隔绝空气的情况下,重复实验(1) ,各试管的最终产物 是:甲__________ 乙 丙_____________ 丙酮酸无反应CO2和H2O无反应CO2和H2OCO2和H2O酒精和CO2无反应酒精和CO21.概述细胞呼吸的概念,说出细胞呼吸的方式。2.概述需氧呼吸及厌氧呼吸的概念、反应式和反应过程,并比较需氧呼吸和厌氧呼吸的场所、物质变化和能量变化。说出厌氧呼吸的两种类型的特殊例子。3.通过构建细胞呼吸的模型图,建立细胞呼吸的场所、物质变化和能量变化之间的联系,形成细胞呼吸的知识网络,指出细胞呼吸的意义。4.根据曲线解释说明影响细胞呼吸的因素及在实践中的应用。5、通过实验判断细胞呼吸方式。 |
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