第5讲 细胞的能量供应和应用 课件-高中生物选择性必修1

10
初始
24.50
有氧呼吸1
3.93
2 15
有氧1
18.60
0～15 无氧呼吸1
2.13
无氧1
21.30
有氧呼吸2
①
3 30
有氧2
9.90
16～30 无氧呼吸2
②无氧2Βιβλιοθήκη 13.50(1)计算有氧呼吸、无氧呼吸的反应速率①、②的值分别为__5_.8__0、_5_._2_0_。
解析根据题意和表格数据可知，有氧呼吸的反应速率①为(18.6－9.90)×10÷15＝5.80 [mmol/(L·min)]；无氧呼吸的反应速率②为(21.3－13.5)×10÷15＝5.20 [mmol/(L·min)]。
学情检测1、写出以下情况中细胞的有氧呼吸与无氧呼吸的强弱关系（底物是葡萄糖）： 若VCO2/VO2=4/3，____有__氧__呼__吸__=_无__氧__呼__吸__。___________ 若VCO2/VO2>4/3，____有__氧__呼__吸__<_无__氧__呼__吸__。___________ 若VCO2/VO2<4/3，____有__氧__呼__吸__>_无__氧__呼__吸__。___________
(2) 分 析 表 中 数 据 可 知 ： 相 同 时 间 段 ， 有 氧 呼 吸 的 葡 萄 糖 消 耗 速 率 _大__于__( 填 “ 大 于”“小于”或“等于”)无氧呼吸的葡萄糖消耗速率；无论是有氧呼吸还是无氧 呼吸，0～15 min时段细胞呼吸消耗的葡萄糖速率_小__于__(填“大于”“小于”或 “等于”)16～30 min时段的速率。
③对照组：用等量的死的生物（煮熟的种子）代替实验组中的生物，其他与实验组完 全相同，以排除温度、压强等非生物因素对实验结果的影响（记）。
液滴移动法探究细胞呼吸的方式 (1)探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图 所示(以发芽种子为例)：
（2）实验原理
一
二
(3)结果结论
实验结果 装置一 装置二 液滴 液滴 不动 不动 不动 右移
时间 序号
(min)
稀释10倍葡萄糖摩尔浓度 (mmol/L)
时段 (min)
呼吸方式
葡萄糖消耗速率 (mmol/L·min)
1
0
初始
24.50
有氧呼吸1
3.93
2
15
有氧1
18.60
0～15
无氧呼吸1
2.13
无氧1
21.30
有氧呼吸2
①
3
30
有氧2
9.90
16～30
无氧呼吸2
②
无氧2
13.50
解析 分析表中数据可知，相同时间段，有氧呼吸的葡萄糖消耗速率大于无氧呼吸的葡萄糖消耗速率；无论
实验组
对照组
例1、实验组单位时间内液滴左移a，若对照组单位时间内液滴左移b或右移c。
则由呼吸引起的液滴移动为：__a__-_b__或__a__+_c
例2、（不定项）如图是探究有活性的水稻种子呼吸作用的实验装置。下列叙述正确
的是（ ）BD
A.将种子浸透是为了增加种子细胞中结合水的含量，从 而增强种子的代谢作用 B.实验开始时，红色小液滴位于0刻度处，在其他条件适 宜的情况下，一段时间后，红色小液滴将向左移动 C.小液滴停止移动后，种子的呼吸作用方式是有氧呼吸 D.为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设放置煮熟冷却的种子的 对照实验装置
2.测定有机物消耗速率 呼吸速率= m1—m2 6
解析 细胞新陈代谢的强弱与细胞中自由水的相对含量密切相关，将种子浸透 可增加种子细胞中自由水的含量，从而使其新陈代谢旺盛，A错误；广口瓶中 的KOH溶液可以吸收呼吸作用释放的二氧化碳，故红色小液滴是否移动取决于 是否消耗氧气。实验开始时，红色小液滴位于0刻度处，在其他条件适宜的情况 下，一段时间后，由于种子呼吸作用会消耗氧气，故红色小液滴将向左移动， B正确；小液滴停止移动后，说明浸透的种子不再消耗氧气，此时其不进行有 氧呼吸，C错误；为验证红色小液滴的移动仅由种子的生理活动引起，需另设 放置煮熟冷却的种子的对照实验装置，观察小液滴是否移动，D正确。
O2 吸收量
6CO2 + 12H2O +能量 CO2 释放量
1.测定O2消耗速率 Q1:如何测定O2消耗速率？ ①单位时间内红色液滴向左移动的距离
Q2:如果待测生物是植物的，测试呼吸速率应对该装置做何处理？
②需要对装置进行遮光，防止植物进行光合作用而干扰呼吸速率的测定。
Q3:如何排除温度等非生物因素等对实验结果的干扰？
3、某一动物组织，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量的比为1∶3，
则该组织消耗的O2量与产生的CO2量之比是
√A.1∶1 B.2∶1
C.3∶1
D.1∶2
解析 由于动物组织无氧呼吸产生乳酸，不消耗氧气，也不释放二氧化 碳，有氧呼吸产生的二氧化碳与消耗的氧气的量相等，因此不论有氧呼
吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比是多少，动物组织消耗的O2量与产 生的CO2量之比始终是1∶1，故选A。
学情检测2、研究人员使用血糖仪定量测量酵母菌在不同细胞呼吸方式下的葡萄糖浓度值，
计算出有氧呼吸或无氧呼吸的速率。实验中得到数据如下表： (条件：35 ℃下，1 g干酵母/10 mL葡萄糖溶液)
序 时间 稀释10倍葡萄糖摩尔浓
号 (min)
度(mmol/L)
时段 (min)
呼吸方式
葡萄糖消耗速率 (mmol/L·min)
【核心归纳】1.“三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物)
(3) 三看——物质的量的关系 根据CO2释放量与O2消耗量判断 ①不消耗O2，释放CO2→只进行产酒精的无氧呼吸。 ②不消耗O2，不释放CO2→只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。 ③CO2释放量等于O2吸收量→只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行 产乳酸的无氧呼吸。 ④CO2释放量大于O2吸收量→既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。 【特别提醒】由于脂肪含H量高于糖类，因此耗氧量多。若以脂肪为呼 吸底物，进行有氧呼吸，会出现O2消耗量＞CO2释放量的情况。
解析 本实验得出的结论：在一定时间范围内，酵母菌进行有氧呼吸时消耗的葡萄糖 比无氧呼吸的要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)；在适宜的条 件下，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速率都会增加。
二、细胞呼吸速率的测定 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶
有机物 消耗量
1、写出以下情况中细胞的呼吸方式，举例哪些细胞可发生这样的呼吸方式：
（1） 无 CO2 释放时：仅产乳酸的无氧呼吸 → 乳酸菌等 （2） 产生 CO2 ，但不消耗 O2 时：仅产酒精的无氧呼吸 → 酵母菌等 （3） 当 CO2 释放量等于 O2 消耗量时：
有氧呼吸； 有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 → 肌肉细胞等 （4） 当 CO2 释放量大于 O2 消耗量时： 有氧呼吸和产酒精的无氧呼吸 → 植物根细胞等
第5讲
细胞的能量供应和应用
【内容】
1.探究酵母细胞的呼吸方式 2.细胞呼吸的类型与过程 3.判断细胞呼吸的方式 4.影响细胞呼吸的因素及应用
第5讲
细胞的能量供应和应用
【内容】
1.探究酵母细胞的呼吸方式 2.细胞呼吸的类型与过程 3.判断细胞呼吸的方式与细胞呼吸速率的测定 4.影响细胞呼吸的因素及应用
例.细胞呼吸的呼吸熵为细胞呼吸产生的CO2量与细胞呼吸消耗的O2量的比值。现有一瓶 酵母菌和葡萄糖的混合液，培养条件适宜。下列据此做出的相关分析，错误的是 A.若测得酵母菌呼吸熵为1，则混合液中的酵母菌只进行有氧呼吸 B.若测得酵母菌呼吸熵大于1，则混合液中的酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 C.根据放出的气体是否能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，无法确定酵母菌的呼吸 方式 D.若测得CO2产生量为15 mol，酒精的产生量为6 mol，可推测有2/3的葡萄糖用于有氧呼 吸
（5） 当 CO2 释放量小于 O2 消耗量时： 氧化分解的底物中有脂质 → 花生种子
【核心归纳】1.“三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物)
(1)一看——反应的场所 ①真核细胞：若整个细胞呼吸过程均在细胞质基质中进行，则为无氧呼吸；若部分 过程在线粒体中进行，则为有氧呼吸。 ②原核细胞：原核细胞没有线粒体，故原核细胞的细胞呼吸在细胞质基质和细胞膜 上进行，其呼吸方式应根据产物判断（无法通过场所判断），若只有CO2和H2O产生， 则为有氧呼吸，若还有酒精或乳酸产生，则还存在无氧呼吸。 (2)二看——反应物和产物 ①消耗O2或产物中有H2O，一定存在有氧呼吸。 ②产物中有酒精或乳酸，一定存在无氧呼吸。
例3、某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究微生物的呼吸。实验设计如下：关 闭活栓后，U形管右管液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右管液面 高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考 点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。下列有关说法不
正确的是 D
A.甲组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时氧气的消耗量 B.乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时CO2的释放量 和O2消耗量之间 的差值 C.甲组右管液面升高，乙组不变，说明微生物只进行有氧呼 吸 D.甲组右管液面不变，乙组下降，说明微生物进行乳酸发酵
是有氧呼吸还是无氧呼吸，0～15 min时段细胞呼吸的葡萄糖消耗速率小于16～30 min时段的速率。
(3)本实验得出的结论是？
1)在一定时间范围内，酵母菌进行有氧呼吸时消耗的葡萄糖比无氧呼吸的 要多(或酵母菌细胞的有氧呼吸强度大于无氧呼吸的强度)； 2)在适宜的条件下，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸，酵母菌细胞的代谢速 率都会增加
提示：相关物质间的关系比(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。
解析 当无氧呼吸产生酒精的量是6 mol时，无氧呼吸产生二氧化碳的量为6 mol，无氧呼 吸消耗的葡萄糖的量是3 mol，细胞呼吸中CO2总产生量为15 mol，说明有氧呼吸产生二 氧化碳量为9 mol，根据有氧呼吸方程式可知有氧呼吸消耗葡萄糖的量为1.5 mol，可推测 有1.5÷(1.5＋3)＝1/3的葡萄糖用于有氧呼吸，D错误。
结论
只进行产生乳酸的无氧呼吸 只进行产生酒精的无氧呼吸
左移 右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸 左移 不动 或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
④物理误差的校正 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，设置如图所示的丙装置， (除将装置中生物材料换为杀死的等量同种生物材料外其余均与乙装置相同。)