苏教版高中生物必修1课件细胞呼吸原理的应用课件2.ppt
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- 苏教版 高中生物 必修 课件 细胞 呼吸 原理 应用
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1、 学习视点学习视点 明确目标明确目标 1.说出线粒体的结构和功能说出线粒体的结构和功能 2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同 3.说明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用说明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用 关注重难点关注重难点 1.细胞呼吸两种方式的概念、过程、场所的比较细胞呼吸两种方式的概念、过程、场所的比较 2.细胞呼吸两种方式的过程中物质、能量变化的分析细胞呼吸两种方式的过程中物质、能量变化的分析 学习视点 明确目标 1.说出线粒体的结构和功能 2.说明一、有氧呼吸一、有氧呼吸 多种酶多种酶 的催化作用,把葡萄的催化作用,把葡萄1.概念:细胞
2、在氧的参与下,通过概念:细胞在氧的参与下,通过 糖等有机物糖等有机物 ,产生,产生 ,释放能量,生成大量,释放能量,生成大量ATP的的彻底氧化分解彻底氧化分解 过程。过程。二氧化碳和水二氧化碳和水 线粒体线粒体2.主要场所主要场所 :一、有氧呼吸 多种酶 的催化作用,把葡萄1.概念:细胞在氧的3过程过程 场所场所 反应物反应物 能量能量 第一阶段第一阶段 细胞质基质细胞质基质 _ 第二阶段第二阶段 线粒体基质线粒体基质 第三阶段第三阶段 线粒体内膜线粒体内膜 _ O2、H H2O、ATP 生成物生成物 丙酮酸、丙酮酸、H、ATP CO2、H、ATP _ 少量能量少量能量 葡萄糖葡萄糖 _ 丙酮
3、酸、水丙酮酸、水 _ 少量能量少量能量 _ 大量能量大量能量 3 过程 场所 反应物 能量 第一阶段 细胞质基质 _酶酶C H12H4.有氧呼吸反应式有氧呼吸反应式:6 12 O 6 6O 2 6H 2 O 6CO 2 2 O 能量能量 。5.特点特点 多种酶多种酶 氧氧 (1)必要条件:有必要条件:有 参与,参与,催化。催化。逐步释放逐步释放 彻底氧化分解彻底氧化分解 (2)过程特点:能量是过程特点:能量是 的,有机物的,有机物 。6.能量转化:能量转化:1 moL葡萄糖彻底氧化分解后释放出葡萄糖彻底氧化分解后释放出2 870 kJ的能量,其的能量,其中中 kJ的能量储存在的能量储存在ATP
4、中,其余的能量以热能形式散失掉。中,其余的能量以热能形式散失掉。1161 酶C H 1 2 H 4.有氧呼吸反应式:6 1 2 O 6 二、无氧呼吸二、无氧呼吸 酒精酒精 发酵和乳发酵和乳1类型:对于微生物而言,根据产物的不同,可分为类型:对于微生物而言,根据产物的不同,可分为 酸发酵。酸发酵。2两种类型的比较:两种类型的比较:场所场所 过过第一阶段第一阶段 程程 第二阶段第二阶段 反应式反应式 酒精发酵酒精发酵 乳酸发酵乳酸发酵 细胞质基质细胞质基质 _ 酶酶 H 丙酮酸丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 少量能量少量能量 酶酶酒精酒精CO 酶酶乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸_ 2 丙酮酸丙酮酸 酶酶C6H12O
5、62C2H5OH2CO2少量能量少量能量 酶酶C6H12O62C3H6O3少量能量少量能量 能量转化能量转化 1 mol 葡萄糖分解成乳酸后只释放葡萄糖分解成乳酸后只释放196.65 kJ能量,能量,其中有其中有61.08 kJ储存在储存在ATP中中 二、无氧呼吸 酒精 发酵和乳1 类型:对于微生物而言,根据产 三、细胞呼吸原理的应用三、细胞呼吸原理的应用 连线连线 三、细胞呼吸原理的应用 连线 一、有氧呼吸一、有氧呼吸 1教材问题探讨分析教材问题探讨分析(1)仔细观察教材仔细观察教材P93图图58,分析线粒体与其功能相适应的结构特,分析线粒体与其功能相适应的结构特点有哪些?点有哪些?提示:线
6、粒体内膜向内腔折叠形成嵴,大大增加了内膜表面积,在提示:线粒体内膜向内腔折叠形成嵴,大大增加了内膜表面积,在内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。(2)观察教材观察教材P93图图59,并阅读教材文字叙述,讨论并交流下列问,并阅读教材文字叙述,讨论并交流下列问题:题:试从元素角度分析有氧呼吸过程中各物质的来源、去向,写出反试从元素角度分析有氧呼吸过程中各物质的来源、去向,写出反应式并用箭头进行标注。应式并用箭头进行标注。提示:提示:一、有氧呼吸 1 教材问题探讨分析(1)仔细观察教材P 9 3分析糖类分析糖类(葡萄糖葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸
7、后才能进行有氧呼吸为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段?的第二、三阶段?提示:因为线粒体膜上不含有运输葡萄糖的载体蛋白,葡萄糖不能提示:因为线粒体膜上不含有运输葡萄糖的载体蛋白,葡萄糖不能进入线粒体进入线粒体(或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶或线粒体内没有催化葡萄糖分解的酶)。细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化?细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化?提示:细胞呼吸过程中储存在有机物中的稳定化学能,转变成储存提示:细胞呼吸过程中储存在有机物中的稳定化学能,转变成储存在在ATP的高能磷酸键中活跃化学能和热能。的高能磷酸键中活跃化学能和热能。2判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确
8、(1)细胞有氧呼吸的场所是线粒体。细胞有氧呼吸的场所是线粒体。()(2)有氧呼吸过程中产生能量最多的是第三阶段。有氧呼吸过程中产生能量最多的是第三阶段。()(3)细胞呼吸分解有机物释放的所有能量都用于合成细胞呼吸分解有机物释放的所有能量都用于合成ATP。()分析糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸二、无氧呼吸二、无氧呼吸 读教材无氧呼吸内容,讨论并交流下列问题:读教材无氧呼吸内容,讨论并交流下列问题:1所有生物无氧呼吸的产物相同吗?说明理由。所有生物无氧呼吸的产物相同吗?说明理由。提示:不同。因为不同生物细胞所具有的酶不同,导致反应途径不同,产提示:不同。因为不同生物细胞所具
9、有的酶不同,导致反应途径不同,产物也不同。物也不同。2无氧呼吸为什么产生的能量是少量的?无氧呼吸为什么产生的能量是少量的?提示:因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存大部分能量。提示:因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存大部分能量。二、无氧呼吸 读教材无氧呼吸内容,讨论并交流下列问题:1一、有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别一、有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别 1细胞呼吸的过程图解细胞呼吸的过程图解 特别提醒特别提醒 (1)图中忽略细胞与线粒体的大小比例。图中忽略细胞与线粒体的大小比例。(2)有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始由于是否有有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始由于
10、是否有氧的存在及酶种类的差异,才分别沿着不同的途径形成不同的产物。氧的存在及酶种类的差异,才分别沿着不同的途径形成不同的产物。一、有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别 1 细胞呼吸的过程图解 2有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较 项目项目 条件条件 不不同同点点 场所场所 分解程度分解程度 产物产物 能量释放能量释放 相相同同点点 有氧呼吸有氧呼吸 需氧需氧 细胞质基质细胞质基质(第一阶段第一阶段)、线、线粒体粒体(第二、三阶段第二、三阶段)葡萄糖分解彻底葡萄糖分解彻底 CO2、H2O 大量能量大量能量 需酶和适宜温度需酶和适宜温度 无氧呼吸无氧呼吸 不需氧不需氧 细胞质基质细胞质基质
11、 葡萄糖分解不彻底葡萄糖分解不彻底 乳酸或酒精和乳酸或酒精和CO2 少量能量少量能量 反应条件反应条件 本质本质 过程过程 意义意义 氧化分解有机物,释放能量,生成氧化分解有机物,释放能量,生成ATP供生命活动所需供生命活动所需 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 为生物体的各项生命活动提供能量为生物体的各项生命活动提供能量 2 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 项目 条件 不同点 场所 分解 特别提醒特别提醒 (1)由葡萄糖的有氧呼吸反应式可知,消耗的由葡萄糖的有氧呼吸反应式可知,消耗的O2与生成的与生成的CO2体积相等。体积相等。(2)有氧呼吸和酒精发酵中都有有氧呼吸
12、和酒精发酵中都有CO2生成,但生成,但H2O是有氧呼吸是有氧呼吸的特有产物。的特有产物。(3)人和动物无氧呼吸产生乳酸,但有些高等植物的某些器官人和动物无氧呼吸产生乳酸,但有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等无氧呼吸也产生乳酸。如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等无氧呼吸也产生乳酸。特别提醒 (1)由葡萄糖的有氧呼吸反应式可知,消耗的O二、影响细胞呼吸的外界因素二、影响细胞呼吸的外界因素 1温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。如图所示:化效率的曲线特征一致。如图所示:生产上常利用这一
13、原理在低温下储存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培过生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,来降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。程中夜间适当降温,来降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。二、影响细胞呼吸的外界因素 1 温度:通过影响呼吸酶的活性来2O2浓度浓度(1)对于无氧呼吸:随氧气浓度增加而受抑制,氧气浓度越高,抑制对于无氧呼吸:随氧气浓度增加而受抑制,氧气浓度越高,抑制作用越强,氧气浓度达到一定值时,被完全抑制,如图作用越强,氧气浓度达到一定值时,被完全抑制,如图1所示:所示:(2)对于有氧呼吸:氧气是有氧呼吸的原料之一,在一定范围内,随对于有氧呼吸:氧气是有氧
14、呼吸的原料之一,在一定范围内,随着氧气浓度的增加,有氧呼吸速率增强,但当氧气浓度增加到一定着氧气浓度的增加,有氧呼吸速率增强,但当氧气浓度增加到一定值时,有氧呼吸速率不再增加。如图值时,有氧呼吸速率不再增加。如图2所示:所示:2 O 2 浓度(1)对于无氧呼吸:随氧气浓度增加而受抑制,氧(3)绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。如图所示:响。如图所示:特别提醒特别提醒 除了温度、氧气外,二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量除了温度、氧气外,二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响呼吸作用,在一定范围内
15、,呼吸作用强度随含水量的增的多少影响呼吸作用,在一定范围内,呼吸作用强度随含水量的增加而增大。加而增大。(3)绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的(江苏高考江苏高考)如图为细胞呼吸作用的过程,其中代表有关生理如图为细胞呼吸作用的过程,其中代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(多多选选)()()A和都具有双层生物膜和都具有双层生物膜 B和所含酶的种类不同和所含酶的种类不同 C和都能产生大量和都能产生大量ATP D甲、乙分别代表丙酮酸、甲、乙分别代表丙酮酸、H (江苏高考)如图为细胞呼吸作用的
16、过程,其中代表有关生理 解析解析 分析题图可推测为细胞质基质,为线粒体基质,为分析题图可推测为细胞质基质,为线粒体基质,为线粒体内膜;甲为丙酮酸,乙为线粒体内膜;甲为丙酮酸,乙为 H。与中的反应类型不同,。与中的反应类型不同,故所含酶也不同;中进行有氧呼吸第三阶段能产生大量故所含酶也不同;中进行有氧呼吸第三阶段能产生大量ATP,中进行有氧呼吸第二阶段,产生少量中进行有氧呼吸第二阶段,产生少量ATP。答案答案 BD 解析 分析题图可推测为细胞质基质,为线粒体基质,为现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液,通入不同浓度的氧气,产生的酒现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液,通入不同浓度的氧气,产生的酒精和二氧化碳
17、如图所示。则在氧气浓度为精和二氧化碳如图所示。则在氧气浓度为a时时()A酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸 B用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是2/5 C酵母菌有氧呼吸消耗酵母菌有氧呼吸消耗9 mol氧气氧气 DO2浓度对酵母菌的呼吸作用方式无影响浓度对酵母菌的呼吸作用方式无影响 现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液,通入不同浓度的氧气,产生的酒 解析解析 假设有氧呼吸消耗的葡萄糖为假设有氧呼吸消耗的葡萄糖为x,消耗的氧气为,消耗的氧气为y,则由图,则由图中数据和细胞呼吸的反应式可计算出:中数据和细胞呼吸的反应式可计算出:C6H12O66 H2
18、O6 O26 CO212 H2O 1 6 6 x y 156 得得x3/2,y9 C6H12O62CO22 C2H5OH 1 2 2 3 6 6 因此,酵母菌既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸;用于无氧呼吸的葡因此,酵母菌既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸;用于无氧呼吸的葡萄糖比例为萄糖比例为2/3;有氧呼吸消耗的氧气为;有氧呼吸消耗的氧气为9 mol;从图中看出,随着;从图中看出,随着O2浓度的增加,产生的酒精量逐渐减少直至不产生酒精,可见浓度的增加,产生的酒精量逐渐减少直至不产生酒精,可见O2可可促进有氧呼吸,同时抑制无氧呼吸。促进有氧呼吸,同时抑制无氧呼吸。答案答案 C 解析 假设有氧呼吸消耗的葡萄
19、糖为x,消耗的氧气为y,则由细胞呼吸方式的判断方法细胞呼吸方式的判断方法(1)依据依据O2吸收量和吸收量和CO2释放量判断:释放量判断:不消耗不消耗O2,释放,释放CO2只进行无氧呼吸;只进行无氧呼吸;O2吸收量吸收量CO2释放量释放量只进行有氧呼吸;只进行有氧呼吸;O2吸收量吸收量CO2释放量释放量两种呼吸方式同时进行,且多余两种呼吸方式同时进行,且多余CO2 来自无氧呼吸。来自无氧呼吸。(2)依据酒精和依据酒精和CO2生成量判断:生成量判断:酒精量酒精量CO2量量只进行无氧呼吸;只进行无氧呼吸;酒精酒精CO2量量两种呼吸方式同时进行,且多余两种呼吸方式同时进行,且多余CO2来自有氧来自有氧
20、 呼吸。呼吸。细胞呼吸方式的判断方法(1)依据O 2 吸收量和C O 2 释放量判网络构建网络构建 课堂归纳课堂归纳 填充:填充:C6H12O62丙酮酸丙酮酸4 H 少量能量少量能量 2丙酮酸丙酮酸6 H2O6CO220 H 少量能量少量能量 24 H 6 O212H2O大量能量大量能量 细胞质基质细胞质基质 线粒体线粒体 酶的活性酶的活性 有氧有氧 无氧无氧 网络构建 课堂归纳 填充:C 6 H 1 2 O 6 2 丙酮酸4 关键语句关键语句 酶酶1有氧呼吸的反应式为:有氧呼吸的反应式为:C6H12O66O26H2O6CO212H2O能量。能量。2有氧呼吸的三个阶段:有氧呼吸的三个阶段:酶酶
21、(1)细胞质基质:细胞质基质:C6H12O6丙酮酸丙酮酸H能量能量 酶酶(2)线粒体基质:丙酮酸线粒体基质:丙酮酸H2OCO2H能量能量 酶酶(3)线粒体内膜:线粒体内膜:HO2H2O能量能量 3无氧呼吸的两种反应类型:无氧呼吸的两种反应类型:酶酶(1)C6H12O62C3H6O3少量能量少量能量 酶酶(2)C6H12O62C2H5OH2CO2少量能量少量能量 4真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,而无氧呼吸的场真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。所只有细胞质基质。关键语句 酶1 有氧呼吸的反应式为:C 6 H 1 2 O 6 6 O1在有氧呼吸
22、过程中,水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分在有氧呼吸过程中,水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别发生在别发生在()A第一阶段和第二阶段第一阶段和第二阶段 B第一阶段和第三阶段第一阶段和第三阶段 C第二阶段和第三阶段第二阶段和第三阶段 D第三阶段和第二阶段第三阶段和第二阶段 解析:选解析:选C 在有氧呼吸的第二阶段,在有氧呼吸的第二阶段,2分子的丙酮酸和分子的丙酮酸和6分子的水在酶分子的水在酶的作用下,生成的作用下,生成6分子的分子的CO2和和20分子分子 H 并释放少量的能量;第三阶段并释放少量的能量;第三阶段是前两阶段产生是前两阶段产生24分子分子 H 与与6分子的分子的O2反应
23、,生成水并释放大量的能量。反应,生成水并释放大量的能量。1 在有氧呼吸过程中,水分子参与反应的过程和生成水分子的过程2有氧呼吸的三个阶段都产生的是有氧呼吸的三个阶段都产生的是()A二氧化碳二氧化碳 B丙酮酸丙酮酸 C H 和和ADP DATP 解析:选解析:选D 在有氧呼吸的三个阶段中,都释放出能量,合成在有氧呼吸的三个阶段中,都释放出能量,合成ATP。2 有氧呼吸的三个阶段都产生的是()A 二氧化碳 3下列细胞中,其呼吸过程会产生乙醇的是下列细胞中,其呼吸过程会产生乙醇的是()A缺氧条件下的马铃薯块茎细胞缺氧条件下的马铃薯块茎细胞 B剧烈运动时的人骨骼肌细胞剧烈运动时的人骨骼肌细胞 C酸奶生
24、产中的乳酸菌酸奶生产中的乳酸菌 D受涝的植物根细胞受涝的植物根细胞 解析:选解析:选D 动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等进行无氧呼吸动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等进行无氧呼吸可产生乳酸。植物的常态根细胞在受涝可产生乳酸。植物的常态根细胞在受涝(缺氧缺氧)条件下呼吸作用产生乙醇。条件下呼吸作用产生乙醇。3 下列细胞中,其呼吸过程会产生乙醇的是()A 缺氧条4用含用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,18O的转移途的转移途径是径是()A葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸水水 B葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸氧氧 C葡萄糖葡萄糖氧氧水水 D葡萄糖葡萄糖丙酮酸
25、丙酮酸二氧化碳二氧化碳 解析:选解析:选D 有氧呼吸过程中,物质变化过程为:有氧呼吸过程中,物质变化过程为:C6H1218O6C3H418O3(丙酮酸丙酮酸)C18O2。4 用含1 8 O 的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,1 8 O 的转5某种抑制剂使细胞的呼吸作用明显下降,则同期下列物质吸收和某种抑制剂使细胞的呼吸作用明显下降,则同期下列物质吸收和产生减少的分别是产生减少的分别是()ACa2、丙氨酸、丙氨酸 B甘油、二氧化碳甘油、二氧化碳 C氧气、水氧气、水 D脂肪酸、乙醇脂肪酸、乙醇 解析:选解析:选C 细胞进行有氧呼吸消耗葡萄糖和氧气,产生细胞进行有氧呼吸消耗葡萄糖和氧气,产生CO2
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