第2讲 第2课时 细胞呼吸的过程
细胞呼吸的过程和意义
有氧呼吸的过程
① 葡萄糖的初步分解 场所:细胞质基质
C6H12O6 酶 2CH3COCOOH +4[H] + 能量(少量)
(丙酮酸)
② 丙酮酸彻底分解 场所:线粒体基质
2CH3COCOOH +6H2O 酶 6CO2 +20[H] + 能量
(少量)
③ [H]的氧化 场所:线粒体内膜
24[H] + 6O2 酶 12H2O + 能量(大量)
一、有氧呼吸
概念:
指细胞在氧参与的情况下,通过酶的催化 作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二 氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
❖ 功能:有氧呼吸的主要场所,是细胞的“动力车间”。
一 有氧呼吸
总反应式: C6H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+ 12H2O +能量
实例:植物、绝大多数动物、 酵母菌 好氧细菌等大多数细菌 蓝藻等藻类
例:稻谷等种子含水量超过14.5%时, 呼吸速率就会骤然增加 ,释放出的热量和 水分,会导致粮食霉变。
细胞呼吸要消耗有机物,使有机物积累减少。 因此,对粮食储藏和果蔬保鲜来说,又要设法降 低细胞的呼吸强度,尽可能减少有机物的消耗等。
粮食储藏
果蔬保鲜
果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸,果蔬储藏时采用降低氧浓 度、冲氮气或降低温度等方法。
例:苹果、梨、柑、橘等果实在0~1℃时可储 藏几个月不坏;荔枝一般只能短期保鲜,但采用低 温速冻等方法可保鲜6~8个月。
农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜,也是 利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。
[例题1]植物根部要进行呼吸作用,在
土壤疏松和下雨水淹的情况下,呼吸作
(新高考适用)2023版高考生物二轮总复习 专题2 细胞代谢 第2讲 细胞呼吸与光合作用课件
2.环境条件改变时光合作用中相关物质的含量变化 (1)分析方法:需从物质的生成和消耗两个方面综合分析。 示例:CO2供应正常,光照停止时C3的含量变化
(2)物质含量变化
条件
光 照 由 强 到 光照由弱到强,CO2 供 应 由 CO2供应由不
弱,CO2供应 不变
CO2供应不变
充足到不足,足 到 充 足 , 光照不变 光照不变
【解析】 分析题图可知,H+由线粒体基质进入线粒体膜间腔时需 要蛋白的协助,A正确;有氧呼吸过程中,第三阶段在线粒体的内膜上 进行,前两个阶段产生的NADH与O2反应生成水,并产生大量能量形成 大量ATP,B正确;分析题图可知,还原型辅酶NADH中的H+和电子被 电子传递体所接受,结果使得线粒体内膜外侧H+浓度升高,线粒体内膜 两侧形成H+梯度,C错误;分析题图,NADH中的H+和电子被电子传 递体所接受,使得线粒体内膜外侧H+浓度升高,在线粒体内膜两侧形成 一个质子跨膜梯度,NADH中的能量变为H+的电化学势能,再通过H+ 向膜内跨膜运输变为ATP中的能量,D正确。
变式三 影响细胞呼吸的环境因素及应用
3.(2022·开封模拟)干种子萌发过程中,CO2释放量(QCO2)和O2吸 收量(QO2)的变化趋势如图所示(假设呼吸底物都是葡萄糖)。回答下列问 题:
(1)干种子吸水后,自由水比例大幅增加,会导致细胞中新陈代谢速 率明显加快,原因是_自__由__水__是__细__胞__内__的__良__好__溶__剂__,__许__多__生__物___化__学__反__应__ _需__要__水__的__参__与__,__水__参__与__物__质__运__输_____(至少答出两点)。
【解析】 有氧呼吸的第一阶段场所是细胞质基质,第二、三阶段 在线粒体,三个阶段均可产生ATP,故有氧呼吸时细胞质基质和线粒体 都可产生ATP,A正确;线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,该阶 段氧气和[H]反应生成水,该过程需要酶的催化,B正确;丙酮酸分解为 CO2和[H]是有氧呼吸第二阶段,场所是线粒体基质,该过程需要水的参 与,不需要氧气的参与,C错误;线粒体是半自主性细胞器,其中含有 少量DNA,可以通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成,D正确。
第2讲 第2课时 影响细胞呼吸的因素及呼吸速率的测定方法
A.ab 段为有氧呼吸,bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd 段为无氧 呼吸 B.运动强度大于 c 后,肌肉细胞 CO2 的产生量将大于 O2 消耗量 C. 无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失, 其余储存在 ATP 中 D.若运动强度长时间超过 c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
解析
影响细胞呼吸的因素及呼吸速率的测定方法
影响细胞呼吸的因素及呼吸速率的测定方法
结束
(2)图乙中 R 点为两种呼吸 CO2 释放总量的最低点, 一般 认为此时细胞的呼吸消耗最少。 AB 段长度=BC 段长度,说明此时有氧呼吸与无氧呼吸 释放 CO2 量相等,则此时有氧呼吸消耗的葡萄糖量应为无氧 呼吸消耗葡萄糖量的 1/3。
影响细胞呼吸的因素及呼吸速率的测定方法
影响细胞呼吸的因素及呼吸速率的测定方法
结束
[练通难点] 命题点(一) 结合实例,考查细胞呼吸原理的应用 1.(2017· 昆明一中质检 )对下列生产措施或生活现象所涉及的细胞
呼吸知识的有关叙述,错误的是 ( ) A.提倡慢跑,可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀 B.零度以上低温贮存果蔬,可降低呼吸酶活性,减少有机物的 分解 C.马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害 作用 D.作物种子贮藏前需要干燥,主要是通过减少水分抑制细胞有 氧呼吸 解析:马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,不是酒精。答案:C
结束
A.根据变化规律,表中 10 ℃、1.0%条件下的数据很可能是错 误的 B.温度为 3 ℃、O2 含量为 3.0%是贮藏菠菜叶的最佳环境条 件组合 C.O2 含量从 20.0%升至 40.0%时,O2 含量限制了呼吸强度 的继续升高 D.在 20 ℃条件下,O2 含量从 0.1%升高到 3.0%的过程中, 细胞无氧呼吸逐渐减弱
细胞呼吸的过程和能量释放
细胞呼吸的过程和能量释放细胞呼吸是一种复杂而重要的生物化学过程,它发生在细胞内,通过氧气的参与,将有机物质分解为二氧化碳和水,并释放出大量的能量。
本文将详细介绍细胞呼吸的过程以及能量释放的机制。
一、细胞呼吸的过程细胞呼吸可分为三个主要阶段:糖解、氧化和释能。
1. 糖解糖解是细胞呼吸的起始阶段,它发生在细胞质中的胞浆中。
在这一阶段,葡萄糖(或其他有机物质)被分解成两个分子的丙酮酸。
该过程可分为两步进行:糖原酶将葡萄糖分解为丙酮酸,接着丙酮酸再被进一步分解为乙酸。
这两个步骤中均产生了少量的ATP(三磷酸腺苷),但主要是为细胞呼吸的后续步骤提供底物。
2. 氧化氧化是细胞呼吸的中心阶段,它发生在细胞的线粒体内。
在此阶段,乙酸通过与辅酶A的结合转化为乙酰辅酶A,并进一步进入卡恩循环(也称为三羧酸循环)。
在这个过程中,乙酰辅酶A与氧气发生化学反应,产生CO₂、水和能量(以ATP或NADH的形式存储)。
卡恩循环是细胞呼吸过程中一个重要的环节,它包括了一系列的酶催化反应。
通过这些反应,细胞将乙酰辅酶A分解为二氧化碳、氢离子和高能电子。
产生的高能电子被传递到电子传递链上的蛋白质复合物中,并开始下一阶段的过程。
3. 释能释能是细胞呼吸的最后阶段,它也发生在线粒体内的电子传递链上。
在电子传递链中,高能电子从一个蛋白质复合物跳至另一个复合物,并最终与氧气结合生成水。
这个过程中释放的能量被利用来推动质子泵,将质子从线粒体基质转移到间质,从而建立起了质子浓度梯度。
在质子浓度梯度的作用下,ADP(二磷酸腺苷二钠)和磷酸根离子通过ATP合酶酶活部分,合成ATP。
这一过程被称为氧化磷酸化,是细胞呼吸过程中产生大量ATP的最终步骤。
二、能量释放的机制能量的释放主要通过ATP的形式进行。
ATP是细胞内最基本的能量分子,它由三磷酸核苷酸(ADP)和无机磷酸根组成。
当ATP被水解为ADP和磷酸根离子时,会释放出大量的能量,并用于细胞的各种生命活动。
细胞呼吸的种类和过程
细胞呼吸的种类和过程细胞呼吸是维持细胞生命活动所必需的重要过程之一。
它是指将有机物质(如葡萄糖)转化为能量的过程,包括糖解和氧化磷酸化两个阶段。
本文将详细介绍细胞呼吸的种类和过程。
细胞呼吸主要分为有氧呼吸和无氧呼吸两种。
一、有氧呼吸有氧呼吸是指在氧气存在的情况下,将有机物质完全氧化为二氧化碳和水,释放大量能量的过程。
它主要包括三个阶段:糖解、Krebs循环和氧化磷酸化。
1. 糖解糖解是有氧呼吸的第一个阶段,它将葡萄糖分解为两个分子的丙酮酸,再经过一系列反应转化为乙酸。
这个过程中产生了一小部分ATP(三磷酸腺苷)和NADH(还原型辅酶Ⅱ)。
2. Krebs循环Krebs循环是有氧呼吸的第二个阶段,它将乙酸氧化为二氧化碳,并释放出更多的能量。
在这个过程中,乙酸先与辅酶A结合形成乙酰辅酶A,然后与草酰乙酸反应,最终生成丙酮酸和ATP。
同时,还产生了大量的NADH和FADH2(还原型辅酶Ⅰ)。
3. 氧化磷酸化氧化磷酸化是有氧呼吸的最后一个阶段,也是能量产生最多的阶段。
它发生在线粒体内的内膜上,将NADH和FADH2的能量释放出来,生成更多的ATP。
在这个过程中,NADH和FADH2通过电子传递链逐渐失去电子,最终与氧气结合生成水,同时释放出大量的能量。
二、无氧呼吸无氧呼吸是指在缺氧或氧气供应不足的情况下,将有机物质部分氧化为二氧化碳和乳酸(动物细胞)或乙醇(植物细胞),释放少量能量的过程。
它主要包括乳酸发酵和酒精发酵两种类型。
1. 乳酸发酵乳酸发酵是无氧呼吸的一种类型,它发生在动物细胞中。
当氧气供应不足时,乙酸在胞质中转化为乳酸,同时释放少量能量。
这个过程不需要线粒体参与,能够在缺氧条件下继续进行。
2. 酒精发酵酒精发酵是无氧呼吸的另一种类型,它主要发生在植物细胞(如酵母菌)中。
当氧气供应不足时,乙酸在胞质中被转化为乙醇,同时释放出少量能量。
与乳酸发酵不同的是,酒精发酵还能产生二氧化碳。
总结:细胞呼吸是维持细胞生命活动所必需的重要过程。
细胞呼吸的概念、反应式和过程
细胞呼吸主要产生二氧化碳和水而光合作 用主要产生氧气和有机物。
细胞呼吸是生物体释放能量的主要方式而 光合作用是生物体获取能量的主要方式。
细胞呼吸在细胞质基质和线粒体中进行而 光合作用在叶绿体中进行。
有氧呼吸的反应式
葡萄糖分解为丙酮 酸
丙酮酸转化为乙酰 Co
乙酰Co进入三羧 酸循环
三羧酸循环释放能 量并生成TP
过程比较与联系
有氧呼吸ห้องสมุดไป่ตู้无氧 呼吸的过程比较
细胞呼吸与光合 作用的联系
不同生物细胞呼 吸方式的比较
细胞呼吸过程中 物质和能量的变 化
汇报人:
,
汇报人:
目录
细胞呼吸的定义
细胞呼吸是细胞 内有机物氧化分 解的过程
细胞呼吸释放能 量供细胞生命活 动需要
细胞呼吸是细胞 代谢的重要部分
细胞呼吸与光合 作用不同不产生 氧气
细胞呼吸的作用
为细胞提供能量 参与物质合成 促进细胞生长和分裂 维持细胞内环境稳定
细胞呼吸与光合作用的区别
细胞呼吸是细胞内的有机物氧化分解释 放能量的过程而光合作用是利用光能将 二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过 程。
有氧呼吸的过程
葡萄糖分解成丙酮酸
丙酮酸和水反应生成二氧 化碳和还原氢
氧气和还原氢结合生成水
释放能量
无氧呼吸的过程
第一阶段:与有氧呼吸的第一阶段相同在细胞质基质中进行产生丙酮酸和还原氢
第二阶段:丙酮酸在无氧条件下被转化为酒精和二氧化碳或乳酸 能量产生:无氧呼吸产生的能量较少只有少量TP生成 适应环境:无氧呼吸是细胞在缺氧环境中的一种生存方式
无氧呼吸的反应式
第一阶段:C6H12O6 → 2丙酮酸 + 4[H] + 能量 第二阶段:2丙酮酸 → 2酒精 + 能量 第三阶段:2丙酮酸 + H2O → 2乳酸 + 能量
细胞呼吸的步骤
细胞呼吸的步骤细胞呼吸是细胞利用氧气来进行能量代谢的过程,是维持细胞正常生理活动的基础。
本文将详细介绍细胞呼吸的步骤以及其在细胞内的重要性。
一、糖酵解细胞呼吸的第一步是糖酵解,也称为糖的分解。
糖酵解发生在细胞质中,并且不需要氧气的参与。
在糖酵解中,一个六碳的葡萄糖分子会被分解成两个三碳的分子,即丙酮酸和磷酸甘油酸。
糖酵解是一个复杂的过程,包括糖的磷酸化、脱氢和裂解等步骤。
通过这个过程,一共会产生两个ATP分子,并且还会产生两个还原型辅酶NADH。
二、乙酸氧化在糖酵解之后,产生的丙酮酸会进一步被转化成乙酸,并且与辅酶A结合,形成乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A是三羧酸循环的底物。
乙酰辅酶A进入到线粒体的内腔,参与三羧酸循环。
在这个过程中,乙酰辅酶A会被完全氧化并释放出能量。
同时,还会产生大量的还原型辅酶NADH和一些GTP(三磷酸鸟苷)。
三、三羧酸循环三羧酸循环是细胞呼吸的重要步骤之一。
在这个过程中,乙酰辅酶A与草酰乙酸结合,形成草酰乙酸。
草酰乙酸接下来会经历一系列的反应,最终生成了三羧酸柠檬酸。
在三羧酸循环中,每一个草酰乙酸分子将会通过一系列的反应生成两个还原型辅酶NADH、一个还原型辅酶FADH2和一个GTP。
四、氧化磷酸化氧化磷酸化是细胞呼吸的最后一步,也是最主要的能量产生过程。
它发生在线粒体的内膜上,需要氧气的参与。
在氧化磷酸化过程中,由前面步骤中产生的还原型辅酶NADH和FADH2将会释放出其所携带的氢离子,并且将氢离子通过电子传递链的过程从一个分子传递到另一个分子。
这个过程中产生的能量将用于将ADP磷酸化成ATP。
每一个NADH可产生约3个ATP,而每一个FADH2可产生约2个ATP。
通过上述四个步骤,细胞呼吸最终产生了丰富的ATP能量,并释放出了二氧化碳和水作为代谢产物。
细胞呼吸对于维持细胞的正常生理活动非常重要。
它不仅为细胞提供了所需的能量,还能调节细胞内的酸碱平衡,维持细胞内外的氧浓度平衡,并参与调控其他重要代谢过程的进行。
细胞呼吸过程重点梳理
细胞呼吸过程重点梳理细胞呼吸是细胞内分解有机物、释放能量的过程,对于维持生命活动至关重要。
接下来,让我们详细梳理一下细胞呼吸的过程。
细胞呼吸主要分为有氧呼吸和无氧呼吸两种方式。
有氧呼吸是细胞在有氧条件下,将有机物彻底氧化分解,产生大量能量的过程。
它可以分为三个阶段。
第一阶段,发生在细胞质基质中。
1 分子的葡萄糖被分解成 2 分子的丙酮酸,同时产生少量的H(还原氢)和少量的ATP(三磷酸腺苷,细胞的能量“通货”)。
这一阶段不需要氧气的参与。
第二阶段,在线粒体基质中进行。
丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H,同时也产生少量的 ATP。
第三阶段,是在线粒体内膜上完成的。
前两个阶段产生的H与氧气结合,生成水,同时释放出大量的能量,产生大量的 ATP。
这一阶段产生的 ATP 是有氧呼吸中最多的。
整个有氧呼吸的总反应式可以概括为:葡萄糖+ 6 氧气+ 6 水→6 二氧化碳+ 12 水+能量。
有氧呼吸的意义在于能够高效地产生大量能量,满足细胞各种生命活动的需求。
例如,肌肉收缩、神经细胞传递信号、物质的主动运输等都依赖于有氧呼吸提供的能量。
无氧呼吸则是在无氧或缺氧条件下发生的。
无氧呼吸也包括两个阶段。
第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同,即 1 分子的葡萄糖分解为 2 分子的丙酮酸,产生少量的H和少量的 ATP。
第二阶段,根据生物种类的不同,产物有所差异。
对于大多数植物和酵母菌等微生物,丙酮酸在细胞质基质中被分解为酒精和二氧化碳;而在动物细胞和乳酸菌等微生物中,丙酮酸则被转化为乳酸。
无氧呼吸的总反应式,以产生酒精为例:葡萄糖→ 2 酒精+ 2 二氧化碳+能量;以产生乳酸为例:葡萄糖→ 2 乳酸+能量。
无氧呼吸产生的能量较少,但在一些特殊情况下,如剧烈运动时氧气供应不足,或者某些微生物在无氧环境中生存,无氧呼吸能够暂时为细胞提供一定的能量。
细胞呼吸的过程受到多种因素的调节和影响。
温度对细胞呼吸有显著影响。
在一定范围内,温度升高会加快细胞呼吸的速率,但温度过高会导致酶的活性降低甚至失活,从而抑制细胞呼吸。
高三一轮复习生物:第2讲 细胞呼吸课件
3.将酵母菌研磨、离心分离后,得到上清液(含细胞 质基质)、沉淀物(含细胞器),把等量的上清液、沉 淀物和未离心处理的匀浆分别放入甲、乙、丙三支 试管中,如图所示。
实验
甲
实验一:向三支试管中分别滴加等
量(1 mol)的葡萄糖溶液
5.保存蔬菜水果时为了降低有机物的消耗应放
在完全无氧的环境中。( ×)
反应式:
三、无氧呼吸
12.有.反氧反应应呼式吸式::C6H12O6+6O2+6H2O――酶→6CO2+12H2O+能量。
(1)酒精发酵:C6H12O6――酶→2C2H5OH+2CO2+能量。
(2)乳酸发酵:C6H12O6――酶→2C3H6O3+能量。
物消耗,以延
长蔬菜、水
果的保鲜时
间
3、CO2浓度 4、H2O
应用:在蔬菜和 水果的保鲜中,
增加CO2的浓度, 可提高保鲜效 果
应用:将种子风 干,以减弱细胞 呼吸,从而减少
有机物的消耗, 延长作物种子 储藏时间
环境因素:温度、O2、CO2浓度、H2O
(1)增强细胞呼吸强度措施: 供水、升温、高氧等 (2)减弱细胞呼吸强度措施: 干燥、低温、低氧等 (3)蔬菜、水果保鲜:低温低氧(零上低温)
练习:请画出横
坐标代表O2浓度, 纵坐标代表有 氧呼吸、无氧 呼吸释放 CO2 的曲线,最后 并标出总释放 CO2的量。2、O2Fra bibliotek应用:
判断:
适当降低氧
√ 1.绝对无氧时只进行无氧呼吸,氧气充足气时浓只度进能行够有氧
呼吸。(
)
抑制细胞呼
2.在低氧浓度下,生物可以同时进行两种吸类,型减的少呼有吸机。
细胞呼吸的过程
少量
少量
第三阶段
线粒体内膜 [H]、O2 H2O 大量
思考:
1、产生[H]的阶段有?哪个阶段多?
2、CO2产生于第几阶段,O2参与第几阶段 反应式?
3、H2O参与反应的阶段和生成H2O的阶段分 别是?
4、三个阶段均有的产物是?
拓展探究
酵母菌是真核生物,可进行有氧呼吸,将酵母菌研磨后得 到匀浆,将匀浆离心,分别获得上清液(为细胞质基质) 和沉淀物(含细胞器),取4支试管编号甲、乙、丙、丁, 分别放入等量的匀浆、上清液、沉淀物、沉淀物,再向甲、 乙、丙中加入等量的葡萄糖溶液,丁中加入等量的丙酮酸 溶液。分析4支试管的终产物依次是?并说明原因。
燃烧与细胞呼吸
不同点:条件、场所、现象 共同点:本质
有氧呼吸指细胞在氧气的参与下,彻底 氧化分解有机物,产生二氧化碳和水, 同时释放大量能量的过程。主要发生在 线粒体内,需要多种酶催化。
项目
第一阶段
第二阶段
场所
细胞质基质 线粒体基质
反应物
葡萄糖
丙酮酸、H2O
生成物 丙酮酸、[H] CO2、[H]
思考:
1、生命活动的主要能源物质? 2、生物体的主要储能物质? 3、生命活动的直接供能物质?
学习目标:
1、理解细胞呼吸的本质。 2、掌握有氧呼吸的概念,过程。 3、准确书写有氧呼吸的反应式。
细胞呼吸指糖类、脂质和蛋白质等 有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳 或分解为其他产物,伴随着能量释放并 合成ATP的过程。需要酶的催化。
2025版高考生物一轮总复习必修1第3单元细胞的能量供应和利用第2讲细胞呼吸课件
延|伸|探|究 有氧运动是指人体在氧气充分供应的情况下进行的体育锻炼,比如 慢跑、骑自行车等。在有氧运动时,体内积存的糖分会被氧化而消耗, 同时脂肪也会加快“燃烧”,是健康的减肥方法,并且能增加心肺功 能。无氧运动是肌肉在缺氧的状态下高速剧烈的运动,例如,举重、百 米冲刺、摔跤等。无氧运动过后能增大肌肉和脂肪的比率,增加肌肉新 陈代谢率,提高身体免疫力。两种运动过程中有氧呼吸和无氧呼吸的供 能比例不同。
4.若分解底物均为葡萄糖,则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于 O2消耗量,是否正确?为什么?
提示:不正确,由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2,只有有氧呼吸 才能产生CO2,因此肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等。
剖析难点 · 考点突破 重|难|精|讲
1.细胞呼吸过程中[H]和ATP的来源和去路分析
2. 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸各物质间的关系比(以葡萄糖为呼 吸底物)
(1)有氧呼吸中葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。 (2)产生酒精的无氧呼吸中葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2。 (3)消耗等量的葡萄糖时,产生酒精的无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2摩尔数之比为1∶3。 (4)消耗等量的葡萄糖时,有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和产 生酒精的无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为3∶4。
精|准|命|题 考向一 考查细胞呼吸的过程
例 1 (2022·全国甲卷)线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所。 研究发现,经常运动的人肌细胞中线粒体数量通常比缺乏锻炼的人多。 下列与线粒体有关的叙述,错误的是( C )
A.有氧呼吸时细胞质基质和线粒体中都能产生ATP B.线粒体内膜上丙酮酸分解成CO2和[H]的过程需要O2的直接参与 D.线粒体中的DNA能够通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成
《细胞呼吸》 讲义
《细胞呼吸》讲义一、细胞呼吸的概念细胞呼吸是细胞内进行的将有机物分解并释放能量的过程。
它就像是细胞的“能量工厂”,为细胞的生命活动提供动力。
无论是小小的细菌,还是复杂的多细胞生物,细胞呼吸都是维持生命的关键。
细胞呼吸发生在细胞内的细胞质基质和线粒体等细胞器中。
二、细胞呼吸的类型细胞呼吸主要分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
1、有氧呼吸有氧呼吸是细胞在有氧条件下,将有机物彻底氧化分解,产生大量能量的过程。
这个过程可以分为三个阶段:第一阶段:在细胞质基质中进行。
葡萄糖被分解为丙酮酸,同时产生少量的H和少量能量。
第二阶段:在线粒体基质中进行。
丙酮酸和水反应,生成二氧化碳和大量的H,同时产生少量能量。
第三阶段:在线粒体内膜上进行。
前两个阶段产生的H和氧气结合,生成水,并释放大量能量。
有氧呼吸的总反应式可以概括为:葡萄糖+ 6 氧气→ 6 二氧化碳+ 6 水+能量(大量)2、无氧呼吸无氧呼吸是在无氧或缺氧条件下进行的。
对于大多数植物细胞和酵母菌等微生物,无氧呼吸的产物是酒精和二氧化碳。
例如,在发酵过程中,酵母菌进行无氧呼吸,将葡萄糖转化为酒精和二氧化碳。
而对于动物细胞和乳酸菌等微生物,无氧呼吸的产物则是乳酸。
比如,我们在剧烈运动时,肌肉细胞会进行无氧呼吸产生乳酸,这就是为什么运动后我们会感到肌肉酸痛。
植物细胞和酵母菌的无氧呼吸反应式:葡萄糖→ 酒精+二氧化碳+能量(少量)动物细胞和乳酸菌的无氧呼吸反应式:葡萄糖→ 乳酸+能量(少量)三、细胞呼吸的意义细胞呼吸对于生物体具有极其重要的意义。
首先,它为细胞的各种生命活动提供能量。
细胞的生长、分裂、物质运输、蛋白质合成等都需要能量,而细胞呼吸产生的能量满足了这些需求。
其次,细胞呼吸的中间产物是许多生物合成过程的原料。
例如,丙酮酸可以用于合成氨基酸等物质。
此外,细胞呼吸还能维持细胞内环境的稳定。
通过调节细胞呼吸的速率,细胞可以适应不同的环境条件和生理需求。
四、影响细胞呼吸的因素细胞呼吸的速率会受到多种因素的影响。
《细胞呼吸的过程》教学设计(河南省市级优课)
《ATP的主要来源——细胞呼吸》(第二课时)一、教材内容分析呼吸作用是生物界中所有生物每时每刻都在进行的生命活动。
“细胞呼吸”是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物必修1·分子与细胞》第五章细胞的能量供应和利用中第三节的内容。
教材首先简要概括地介绍了呼吸作用的概念,再重点讲述有氧呼吸、无氧呼吸和细胞呼吸原理的应用三大部分内容,为学生了解不同生物生命活动的过程奠定了基础。
它与前面所学的线粒体的结构和功能、主动运输、酶、ATP等内容紧密联系,也为今后学习其他生命活动及规律奠定基础。
二、学情分析细胞呼吸是一个微观的化学反应过程,学生理解起来可能有一定的困难,需要教师借助于多媒体课件等手段把细胞呼吸的过程直观形象地展示出来,帮助学生理解。
课堂上教师要引导学生积极思考探索,提出并解决疑惑,敏锐地发现生成性问题,灵活地运用多种教学手段,使学生在轻松活跃的课堂氛围中掌握本节课所揭示的细胞呼吸的本质,使知识结构完整化、逻辑化、系统化,并能在一定范围内迁移应用。
三、教学目标知识目标:说明线粒体的结构和功能;说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同;探讨细胞呼吸原理的应用。
能力目标:通过比较有氧呼吸与无氧呼吸的概念及过程,培养归纳、分析、比较的能力;通过资料和图片阅读,思考讨论,问题探究等活动,培养提取信息和分析信息的能力。
情感目标:通过学习线粒体是有氧呼吸的主要场所,树立结构和功能相适应的生物学基本观点;通过分析有氧呼吸和无氧呼吸的关系,渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性,逐步学会自觉地用发展变化的观点认识生命;通过联系生产、生活等实际,激发学习生物学的兴趣,养成关心科学技术的发展,关心社会生活的意识和生命科学价值观。
四、教学重点和难点教学重点:有氧呼吸的过程及原理。
教学难点:细胞呼吸的原理及本质五、教学过程(一)回顾与导入新课(2min)由上节课内容的回顾引导学生记忆探究实验的相关结果;使学生对细胞呼吸有总体的认识:①回顾细胞呼吸的概念。
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B. 用某种特定物质破坏细胞骨架,则细胞内部结构的有 序性也会被破坏
C. 动物细胞与植物细胞结构有所不同,但细胞膜结构和 成分相同
D. ATP 是高能化合物,是细胞所有生命活动的直接能 源
4、我国科学家合成了4条酿酒酵母染色体,合成的染 色体删除了研究者认为无用的DNA,加入了人工接头 ,总体长度比天然染色体缩减8%,为染色体疾病、 癌症和衰老等提供研究与治疗模型,下列说法错误的 是( )
A. 无氧呼吸消耗的葡萄糖为0.5b摩尔
B B. 有氧呼吸产生的CO2量为6a-b摩尔
C. 细胞呼吸产生的CO2量为6a-2b摩尔
D. 细胞呼吸消耗的O2量为6a-3b摩尔
影响细胞呼吸的因素
影响细胞呼吸的因素: 温度、酶、氧气、水分、二氧化碳浓度
(1)温度: 通过影响__酶__活__性___而影响细胞呼吸。在 一定范围内细胞呼吸的 速率随温度的升高而明显加快,但超过一 定的温度后,细胞呼吸反而会减弱,甚至 停止。
O6 例:大多数植) 物、酵母菌
发酵
微生物的无氧呼吸 (酒精发酵、乳酸发酵)
同样是分解葡萄糖,为何无氧呼吸只能释放少量能量?
无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或 乳酸中
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、沉淀物和未离心的匀浆,分别放入
甲、乙、丙三支试管中(如下图),加入用 18O 标记的等量 O2 和
4.(2019·大连模拟)如图表示某植物非绿色器官在不同 O2 浓度下,
O2 的吸收量和 CO2 的释放量的变化情况,根据所提供的信息,
以下判断正确的是
(C)
A.N 点时,该器官 O2 的吸收量和 CO2 的释放量相等,说明 其只进行有氧呼吸
B.M 点是贮藏该器官的最适 O2 浓度,此时无氧呼吸的强度 最低
用 3H 标记的等量的 C6H12O6 溶液,一段时间后,检测各试管,
其结果正确的是
()
甲 上清液
乙 沉淀物
A.三支试管 C6H12O6 的量都将减少 B.三支试管都有丙酮酸、[3H]生成 C.丙试管有 H128O 和 CO2 生成 D.三支试管都能释放能量
丙 匀浆
C
考向一 细胞呼吸反应物、生成物及场所的对应关系
为无氧呼吸
B.运动强度大于 c 后,肌肉细胞 CO2 的产生量将大于 O2 消耗量
C.无氧呼吸使有机物中的能量大部分以热能散失,其余储
存在 ATP 中
D.若运动强度长时间超过 c,会因为乳酸增加而使肌肉酸胀
乏力
把盛有酵母菌和葡萄糖混合液的装置置于适宜温 度下,一段时间后,经检测,装置中葡萄糖减少 了a摩尔,气体的体积总量增加了b摩尔。以下 关于酵母菌细胞呼吸的分析不正确的是( )
是丙酮酸和 O2
4.(2019·临沂模拟)如图表示生物体内进行的能量释放、转移和利用过
程。下列有关叙述正确的是
答案:D
()
A.a 过程的完成一定伴随 H2O 和 CO2 的生成 B.在人体剧烈运动过程中,肌肉细胞产生的甲中不含有乳酸 C.人体细胞中完成 c 过程的场所主要是线粒体 D.在寒冷时,人体内过程 a 会加快
细胞呼吸的相关计算
(1)思路:根据有氧呼吸和无氧呼吸反应式 中物质之间的比例关系进行分析求解。 (2)技巧:明确以下几个等量(物质的量) 的关系。 CO2释放总量=有氧呼吸释放CO2量+无氧呼 吸释放的CO2量; O2吸收量=有氧呼吸释放的CO2量; 酒精产生量=无氧呼吸释放的CO2量。
4.(2018·潍坊模拟)有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不
C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解 D.L 点时,该器官产生 CO2 的场所是细胞中的线粒体基质
1、线粒体和叶绿体为半自主性细胞器,内共生学说
认为它们分别起源于原始真核细胞内共生的需氧型
细菌和光能自养型细菌。以下事实最不可能作为内
共生学说证据的是( ) A.线粒体和叶绿体中都有核糖体
B
B.线粒体和叶绿体都含有酶
(3)若用上述实验装置探究酵母菌无氧呼吸的适宜温度,应做两处
调整,分别是:①①_气__球__中___不__注__入__氧___气___;② 于②取不_若同__温干__度相__同的__装恒__置温__,水_浴并__锅分_。别中置
(4)若在研究过程中发现酵母菌数量先增加后下降,下降的原因可 能有________________和________________。
C.线粒体和叶绿体都能进行分裂 D.线粒体和叶绿体都含有环状DNA
2、下列有关细胞结构和功能的叙述错误的是
A.蓝藻没有叶绿体,能进行光合作用
B B.蛋白质的合成不一定要在核糖体上
C.氨基酸之间的脱水缩合过程发生在核糖体 D.mRNA的合成可发生在线粒体
B 3、下列关于真核细胞的说法,正确的是( )
影响细胞呼吸的因素 (3)CO2浓度:
对细胞呼吸有_抑__制___作用 (4)含水量:
在一定范围内呼吸作用强度随含水量增加而增加。
易误警示 (1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植 物或器官的细胞呼吸强度可采取供水、升温、高氧等措施;若 需降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。 (2)储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在 储藏时都应在低温、低氧条件下,低温以不破坏植物组织为标 准,一般为零上低温;种子储存时应保持干燥,而蔬菜、水果 储存时应保持一定的湿度。
+少量能量 。 (2)转化成乳酸的反应式: C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸)
+少量能量 。
C6H12O 酶 2 C3H6O3(乳酸) + 少量能量
6 例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等)
C6H12
酶 2 C2H5OH(酒精 + 2CO2 + 少量能量
[归纳拓展] 细胞呼吸过程中的比值归纳 (1)反应物与产物之间的比值: ①有氧呼吸:葡萄糖∶O2∶CO2=1∶6∶6。 ②无氧呼吸:葡萄糖∶CO2∶酒精=1∶2∶2 或葡萄 糖∶乳酸=1∶2。 (2)一定条件下的比值: ①消耗等量的葡萄糖时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的 CO2 摩尔数之比为 1∶3。 ②消耗等量的葡萄糖时,有氧呼吸消耗 O2 的物质的量 与有氧呼吸和无氧呼吸产生 CO2 摩尔数之和的比为 3∶4。
ATP
有氧呼吸:三个阶段都产生 无氧呼吸:只在第一阶段产生
用于各项生命活动
(3)能量的释放与去向: ①有氧呼吸三个阶段都释放能量产生 ATP,而无氧呼吸
只在第一阶段释放能量产生 ATP。 ②细胞呼吸释放的能量大部分以热能散失,少部分转移
到 ATP 中。
2.写出无氧呼吸的反应式 (1)分解成酒精的反应式: C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒精)+2CO2
少量
有机物_彻__底__分解,能 有机物_没__有__彻__底__分解,
量_完__全__释放
能量_没__有__完__全__释放
葡萄糖分解为丙酮酸阶段完全相同
分解_有__机__物__,释放能量,合成ATP
为生物体的各项生命活动提供能量
深理解 以联系为桥梁——融会贯通·探规寻律
1.据原子守恒判断有氧呼吸中各元素的去向
同浓度的 O2 时,其产生的酒精和 CO2 的物质的量如下图所示。
据图中信息推断,错误的是
()
C
A.当 O2 浓度为 a 时,酵母菌没有有氧呼吸,只有无氧呼吸 B.当 O2 浓度为 b 和 d 时,酵母菌细胞呼吸的过程有所不同 C.当 O2 浓度为 c 时,有 2/5 的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D.a、b、c、d 不同氧浓度下,细胞都能产生[H]和 ATP
营养物质被大量消耗 乙醇含量过高 培养液的pH下降
[思维导图·成一统]
3.填写有关有氧呼吸和无氧呼吸异同点的表格
项目 场所 条件 产物 能量
特点
联系 实质 意义
有氧呼吸
无氧呼吸
_细__胞__质__基__质__和__线__粒__体__
_细__胞__质__基__质__
需O2、酶 CO2、H2O
大量
不需O2、需酶 _酒__精__和__C__O_2_或__乳__酸___
反应物中的葡萄糖、水、氧气分别在第一、二、三阶段被 利用。产物中的二氧化碳和水分别在第二、三阶段形成。
(2)细胞呼吸中[H]和 ATP 的来源和去路:
来源
去路
[H]
有 氧 呼 吸 : C6H12O6 和 H2O ;
有 氧 呼 吸 : 与 O2 结 合生成水无氧呼吸:
无氧呼吸:C6H12O6
还原丙酮酸
3.某生物实验小组为探究酵母菌呼吸的有关问 题,设计如右实验装置。实验中,先向气球
中加入 10 mL 含酵母菌的培养液,后向气球 中注入一定量的氧气,扎紧气球,置于装有
30 ℃温水的烧杯中,用重物拴住,再将整个 装置置于 30 ℃的恒温水浴锅中。试回答:
将气(球1)为中了的消含除酵各母种菌环的境培因素养的液变换化成带等来量的的实无验误酵差母,菌应的设培计养一液对照
31
考向二 细胞呼吸类型的判断
3.(2018·中原名校一模)“有氧运动”近
年来成为一个很流行的词汇,得到很
多学者和专家的推崇,它是指人体吸
入的氧气与需求的相等,达到生理上
的平衡状态。如图所示为人体运动强 度与血液中乳酸含量和氧气消耗率 的关系。结合所学知识,分析下列说法正确的是(
D
)
A.ab 段为有氧呼吸,bc 段为有氧呼吸和无氧呼吸,cd 段
下图是某研究小组在探究酵母菌的细胞呼吸方式时的两套实验装
A 置图,下列分析合理的是( )
A.为检验空气中的二氧化碳是否被A瓶吸收完全,可在B瓶前加一 个盛有澄清石灰水的锥形瓶 B.实验中发现C瓶先变浑浊后又澄清了,说明实验不成功 C. 实验进行一段时间后用酸性的重铬酸钾检测E瓶中物质会出现 灰绿色 D.D瓶封口后应立即接通E瓶,防止D瓶中的培养液被分解完