1、第五章 细胞的能量供应和利用,必修1分子和细胞,温故知新,问题探讨,18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”. 后来人们发现，呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。,关注P91黑体字部分！ 朗读第一二段,呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？ 呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？,在无氧条件下，细跑还能够通过呼吸作用释放能量吗？,细胞呼吸？,学习目标,1.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。 3.说明细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用。 4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。核心词 兼性厌氧、麝香草酚蓝、重铬酸钾
2、 细胞呼吸、有氧呼吸、无氧呼吸 葡萄糖、丙酮酸、酒精、乳酸,探究,就探究主题提出问题！,设计实验,作出假设：“无氧制酒”。,设计实验： 1.怎样控制有氧和无氧的条件？ 2.怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无 CO2产生？如何比较产生CO2的多少？ 3.怎祥保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？,实验视频+分析,材料用具,实验步骤,实验 现象,产物检测,（便于 观察检测）,1、配制培养液,2、控制好有氧、无氧环境（根据目的设置单一变量）,3、科学检测因变量,4、限制好无关变量(保持一致，适于生存）,自变量、因变量、无关变量,设置对比实验（分组+单一变量）,自变量 （有氧和无氧）,因变量 （检测二
3、氧化碳、酒精）,有氧呼吸反应过程,第一阶段（细胞质基质） C6H12O62C3H4O3+4H+能量（2ATP）,第二阶段（线粒体基质） 2C3H4O3+ 6H2O6CO2+20H+能量（2ATP）,第三阶段（线粒体内膜） 24H+6O212H2O+能量（34ATP）,有氧呼吸过程示意图,有氧呼吸概念图,有氧呼吸要点表解,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,葡萄糖,丙酮酸和H,少量,否,丙酮酸和水,CO2和H,少量,否,H和 O2,H2O,大量,是,特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。,有氧呼吸能量转化,无氧呼吸,细胞质基质,细胞质基质,葡萄糖,丙酮酸和H,少量,否,丙酮酸,酒精+CO2,无
4、,否,特点：反应条件温和，分步反应，逐步放能。,请计算无氧呼吸的能量转换效率：,1mol葡萄糖不彻底氧化分解生成乳酸，共释放196.65kJ,31.1,135.57kJ以热量散失,68.9,能使多少个ADP转化为ATP？,2mol,列表比较呼吸方式,有氧呼吸的能量转换效率大约是40%。这些能量大约可以使2.31025个ADP转化为 ATP 。,一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。,细胞呼吸的实质和意义,分解有机物，释放能量，合成ATP意义 一、呼吸作用释放出来的能量，一部分转变为热能而散失，另一部分储存在A
5、TP中（ATP的主要来源），进而用于生物体的各项生命活动；二、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。,细胞呼吸原理应用资料分析,生物的呼吸方式不同！ 需氧型：有氧呼吸为主 厌氧型：只进行无氧呼吸 兼性厌氧：有氧无氧都会生存,氧气含量会影响呼吸作用！ 进而影响生长、发育等生命活动。,C6H12O6+6H2O+6O2,酶,6CO2+12H2O+能量,讨论：影响有氧呼吸进行的环境因素与影响的机制,一定范围内水含量的增加，加速呼吸作用的进行，因为水作为一种反应物参加反应.,温度等因素影响酶的活性从而影响反应速度,增加O2浓度利于呼吸第3阶段的进行,高CO2浓度环境中氧气浓度低，呼吸作用速度下降,细
6、胞呼吸原理的应用,1.发酵技术 2.农业生产 3.粮食储藏和果蔬保鲜 4.伤口处理和体育锻炼,生产啤酒、果酒和白酒等 生产乳酸类、柠檬酸类饮料 生产味精、酱油和醋 应用于垃圾、废水的处理 利用发酵产生沼气,细胞呼吸为生命活动提供能量和各种原料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。,粮食储藏和果蔬保鲜，要设法降低细胞的呼吸强度，减少有机物的消耗等。,粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。,为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、充氮气或降低温度等方法。,练习,C 有氧呼吸把有机物（能源物质）氧化分解成无机物CO2和H2O，释放有机物内
7、含的化学能，而无氧呼吸的产物主要是有机物，产物内还有未释放出的化学能，所以有氧呼吸被看作有机物彻底氧化分解。,B.有氧呼吸涉及细胞质基质和线粒体，反应物中有氧气，产物是CO2和H2O,酶在哪里，它催化的反应就发生在哪里！,有氧呼吸与无氧呼吸的第一个阶段完全相同：都不需要氧；都与线粒体无关。 联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以作出这样的推测：在生物进化史上先出现无氧呼吸而后才出现有氧呼吸，即有氧呼吸是由无氧呼吸发展变化而形成的。先出现原核细胞而后出现真核细胞，即真核细胞是由原核细胞进化而来的。,人与鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是细胞呼吸。 在这些生物的细胞呼吸过程中，葡萄糖等分子中稳定
8、的化学能释放出来：除一部分储存在ATP中外，其余的则转化成热能，可以直接用于提升体温； ATP水解释放出的能量，除了维持各项生命活动外，有一部分也能转化成热能，用于提升体温。,细胞呼吸要点小结,概念和反应式,有氧呼吸过程,两种呼吸方式异同,细胞呼吸作用的结果,可得到以下结论:,5.消耗的O2产生的C02, 则必有一部分CO2是无氧呼吸生成的,发生的是_.,2.消耗的O2=生成的CO2,一定发生了：_。,3.消耗的O2=0,但有CO2的生成, 发生的是 _.,4.消耗的O2=0,但有C3H6O3的生成, 发生的是_.,有氧呼吸,产物为酒精的无氧呼吸,产物为乳酸的无氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼吸,1.
9、有水产生,一定发生了_.,有氧呼吸,实验:对比（设计+结果+检测）,1.(2014安徽理综,1B)葡萄糖分解为丙酮酸的过程发生在线粒体基质中。 ( ) 2.(2014天津理综,2B)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中。 ( ) 3 4.(2013课标,3D)有氧和无氧时,酵母菌呼吸作用产物不同。 ( ) 5.有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP。 ( ) 6.(2013海南单科,9C)呼吸作用产生的能量均以热能释放。 ( ) 7.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和H的反应,只发生在细胞有氧时。 ( ) 8.种子风干脱水后呼吸强度增强。 ( ) 9.细胞中不能合成ATP的部位是线粒体的内膜。 ( )
10、 10.(2013安徽理综,3D)种子呼吸速率下降有利于干物质合成。 ( ),1.如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖 分解的三个途径,有关说法正确的是( ) A.催化过程的酶均分布于细胞质基质 B.过程中均有ATP生成 C.过程均能发生在酵母细胞中 D.过程中的二氧化碳产生于线粒体内膜上,(2010新课程卷)下列关于细胞呼吸的叙述，正确的是( )A无氧呼吸的终产物是丙酮酸 B有氧呼吸产生的H在线粒体基质中与氧结合生成水 C无氧呼吸不需要O2的参与，该过程最终有H的积累 D质量相同时，脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多,3.测定下列哪一项,可简便而且准确判断贮存的小麦种子的细胞呼吸方式( ) A.有无酒精
11、生成 B.有无水生成 C.有无有机物消耗 D.O2消耗量与CO2生成量的比值答案 D O2消耗量与CO2生成量可以简便、准确测定,若二者比值等 于1,则小麦种子进行的是有氧呼吸,若比值为0则小麦种子进行的是无氧呼 吸,若比值在01之间,则小麦种子有氧呼吸和无氧呼吸同时存在。,4.C 低温、低氧、湿度适宜的环境中细胞呼吸最弱,有利于果蔬储藏,A错误; 水稻根部主要进行有氧呼吸,但在缺氧时也能进行无氧呼吸,以适应缺氧环境 B错误; 用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油,主要利用了酵母菌的无氧呼吸, C正确; 马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生二氧化碳和水的过程中获得能量,也能从分解有机物产生乳
12、酸的过程中获得少量能量,D错误。,下列有关细胞呼吸的叙述，其中正确的是 （ ） 无氧、干燥的环境细胞呼吸最弱，有利于果蔬储藏 水稻根部主要进行无氧呼吸，以适应缺氧环境 用玉米经酵母菌发酵产生酒精来替代汽油，主要利用了酵母菌的无氧呼吸 马拉松比赛中人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量,两个课外活动小组分别对酵母菌细胞呼吸作用进行了如下探究实验。请分析作答:,(1)甲组想探究的问题是:酵母菌是否在有氧和无氧条件下均能产生CO2。 现提供若干套实验装置,如图(AD)所示: 请根据实验目的选择装置序号,并按照实验的组装要求排序(装置可重复 使用)。有氧条件下的装置序号依次是: 。 B瓶中澄清
13、的石灰水还可用 代替。,CAB(或CBAB),溴麝香草酚蓝水溶液,等量的清水(或蒸馏水)代替10%NaOH溶液,其他条件与装置相同,装置的液滴不移动,则酵母菌只能进行有氧呼吸;,若装置的液滴向左移动,真题训练,(2016北京高考T2)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程( ) A.在无氧条件下不能进行 B.只能在线粒体中进行 C.不需要能量的输入 D.需要酶的催化,【解析】选D。 酵母菌是兼性厌氧生物,在葡萄酒酿制期间,酵母菌可通过无氧呼吸产生ATP,A项错误;酵母菌无氧呼吸的场所是细胞质基质,此时由ADP转化为ATP的过程发生在细胞质基质中,B项错误;在有关酶的催化作用下,A
14、DP与一个游离的Pi结合同时吸收能量形成ATP,C项错误,D项正确。,【解析】选D。 白肌细胞含少量线粒体,可以进行有氧呼吸和无氧呼吸,无氧呼吸的产物为乳酸和ATP,有氧呼吸的产物为CO2、H2O、ATP,故D项正确。,(2014海南高考T26)某豆科植物 种子萌发过程中CO2释放和O2吸收 速率的变化趋势如图所示。据图回答 问题:(1)在1224 h期间,呼吸速率逐渐增强,在此期间呼吸作用的 主要方式是 呼吸,该呼吸方式在细胞中发生的部位是 ,其产物是 。 (2)从第12 h到胚根长出期间,萌发种子的干物质总量会 ,主要原因是 。 (3)胚根长出后,萌发种子的 呼吸速率明显升高。,无氧,细胞质基质,酒精和二氧化碳,减少,种子不制造有机物,同时进行呼吸作用消耗有机物,有氧,
