需氧呼吸厌氧呼吸乙醇发酵乳酸发酵

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高三生物——需氧呼吸与厌氧呼吸

高三生物——需氧呼吸与厌氧呼吸

高三生物——需氧呼吸与厌氧呼吸知识梳理 1.细胞呼吸2.需氧呼吸(1)反应式:C 6H 12O 6+6O 2――→酶6CO 2+6H 2O +能量。

(2)过程(3)需氧呼吸的实质和能量利用①实质:葡萄糖的氧化分解过程就是氢原子的得失过程,是氧化还原反应,其中的碳被氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化为水,并将葡萄糖分子化学键中贮存的能量通过氧化还原作用释放出来的过程。

②能量的利用:细胞中每氧化1个葡萄糖分子,可以合成约30个ATP 分子,其中26个ATP 分子是在线粒体内膜上产生的。

细胞中葡萄糖的能量利用效率大约为30%,与现有机械相比,细胞的能量利用效率较高。

3.厌氧呼吸 (1)反应式①分解成乙醇的反应式:C 6H 12O 6+2ADP +2Pi ――→酶2C 2H 5OH +2CO 2+2ATP 。

②转化成乳酸的反应式:C 6H 12O 6+2ADP +2Pi ――→酶2CH 3CHOHCOOH +2ATP 。

(2)过程:第一阶段与需氧呼吸第一阶段一样;其全过程都在细胞溶胶中进行。

(3)乳酸发酵和乙醇发酵类型 场所条件第一阶段产物 第二阶段产物代表生物 乳酸发酵 细胞溶胶酶、无氧丙酮酸和NADH 乳酸 乳酸细菌 乙醇发酵 丙酮酸和NADH乙醇和CO 2酵母菌(4)有些生物直接将丙酮酸还原成乳酸,如人和动物的骨骼肌细胞、玉米胚、马铃薯块茎、乳酸细菌等;也有些生物先将丙酮酸脱去二氧化碳形成乙醛,再将其还原为乙醇,如绝大多数植物细胞(苹果果实)、酵母菌等。

(1)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和NADH 的反应,只发生在细胞需氧呼吸时( × ) (2)需氧呼吸时,生成物H 2O 中的氢只来自线粒体中丙酮酸的分解( × ) (3)糖酵解都在细胞溶胶中进行,柠檬酸循环都在线粒体中进行( × ) (4)酵母菌在乙醇发酵中产生的丙酮酸直接被NADH 还原为乙醇( × ) (5)人剧烈运动时产生的CO 2是需氧呼吸和厌氧呼吸共同的产物( × ) (6)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解提供( × )(7)厌氧呼吸不需要O 2的参与,该过程最终有NADH 的积累( × ) (8)人体肌肉细胞厌氧呼吸所产生的乳酸被运至肾脏再生成葡萄糖( × )1.线粒体与需氧呼吸过程的解读(1)图一中①表示线粒体外膜和内膜的间隙,②表示线粒体基质,③表示线粒体内膜,④表示细胞溶胶。

乳酸菌发酵与氧气含量的关系_概述及解释说明

乳酸菌发酵与氧气含量的关系_概述及解释说明

乳酸菌发酵与氧气含量的关系概述及解释说明1. 引言1.1 概述乳酸菌发酵是一种常见的发酵过程,广泛应用于食品工业和生物制药领域。

在乳酸菌发酵过程中,氧气含量被认为是一个重要的调控因素。

不同的氧气含量会对乳酸菌发酵产生显著影响,进而影响到最终产品的质量和产量。

1.2 文章结构本文将从以下几个方面进行探讨:首先,我们将介绍乳酸菌发酵的定义与过程,了解其基本原理和关键步骤。

然后,我们将重点阐述氧气对乳酸菌发酵的影响,并分析不同氧气含量下乳酸菌发酵的变化规律。

接下来,我们将研究氧气与乳酸菌产生产物之间的关系,包括低氧条件下和高氧条件下产物特点的比较以及其他代谢产物受氧气含量调控的情况。

此外,我们还将介绍相关实验研究和案例分析,包括基于不同氧气含量控制的实验设计及结果分析、乳酸菌发酵工业中对氧气含量的控制策略案例分析,以及氧气含量与乳酸菌产品品质相关性的研究。

最后,我们将总结乳酸菌发酵与氧气含量的关系并展望未来研究方向。

1.3 目的本文旨在全面探讨乳酸菌发酵与氧气含量之间的关系,并提供相关实验和案例分析作为支持。

通过深入了解该关系,我们可以为乳酸菌发酵过程中的产物优化及工艺调控提供科学依据,促进生物工程领域的发展和应用。

2. 正文:2.1 乳酸菌发酵的定义与过程乳酸菌发酵是指乳酸菌利用碳源进行代谢产生乳酸的过程。

乳酸菌是一类厌氧细菌,其主要能力是通过糖类的代谢产生大量的乳酸。

这些细菌通常存在于自然界中的各种环境中,例如发酵食品、微生物群落中等。

在发酵过程中,乳酸菌利用可被其代谢的碳水化合物作为能源,并通过糖类的发酵将其转化为乳酸。

这个过程可以分为两个阶段:第一个阶段是糖类的糖解,即将复杂的碳水化合物分解为较简单的分子;第二个阶段是汉斯-威尔克反应,即将糖解生成物氧化为乳酸。

2.2 氧气对乳酸菌发酵的影响氧气在乳酸菌发酵过程中起着重要作用。

适宜的氧气含量可以促进乳酸菌代谢和产量,但是过高或过低的氧气含量都会对乳酸菌发酵产生不良影响。

2020版创新高三一轮复习系列选考总复习(浙江专版)生物讲义:第6讲细胞呼吸 Word版含答案

2020版创新高三一轮复习系列选考总复习(浙江专版)生物讲义:第6讲细胞呼吸 Word版含答案

第6讲 细胞呼吸考点一 需氧呼吸与厌氧呼吸的概念和过程2.需氧呼吸 (1)总反应式剖析(2)特点:在常温下发生,所产生的能量中有相当一部分贮存在ATP 中,能量利用率很高。

(3)实质:葡萄糖中的碳氧化为CO 2,其中的氢被氧化成水。

3.厌氧呼吸(1)概念:细胞在无氧条件下,将葡萄糖分解成乙醇和CO 2或乳酸,并释放少量能量的过程。

(2)乳酸发酵和乙醇发酵1.(2016·10月浙江选考)真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如下。

下列叙述正确的是( )A.阶段A 为糖酵解,该阶段的产物是丙酮酸和物质①B.阶段B 为柠檬酸循环,该过程产生大量ATPC.阶段A 和阶段B 为阶段C 提供[H]和ATPD.阶段C 为电子传递链,有关酶存在于线粒体内膜解析 阶段A 是需氧呼吸的第一阶段,其产物中无物质①CO 2,A 错误;阶段B 为需氧呼吸的第二阶段,该阶段不能大量产生ATP ,B 错误;阶段A 和B 可以为阶段C 提供[H],但不能提供ATP ,C 错误;阶段C 是需氧呼吸的第三阶段,该过程发生于线粒体内膜,所以相关酶存在于线粒体内膜上,D 正确。

答案 D2.(2016·浙江4月选考)细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸。

下列有关叙述正确的是( )A.在线粒体内膜上进行B.不产生CO 2C.必须在有O 2条件下进行D.形成大量ATP解析糖酵解为需氧呼吸的第一阶段,在细胞溶胶中进行,产生少量ATP,不消耗氧气。

答案 B3.(2017·4月浙江选考改编)下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述,正确的是()A.厌氧呼吸产生的能量大多数用于合成ATPB.厌氧呼吸第一阶段是糖酵解产生丙酮酸和CO2C.成熟苹果的果肉细胞缺氧时主要进行乳酸发酵D.人体骨骼肌细胞产生的乳酸可运至肝细胞再生成葡萄糖解析厌氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散失,A错误;糖酵解无CO2生成,B错误;苹果果肉细胞缺氧时主要进行酒精发酵,C错误;人体厌氧呼吸产生的乳酸可运至肝脏再生成葡萄糖再利用,故选D。

发酵过程中的微生物代谢途径

发酵过程中的微生物代谢途径

发酵过程中的微生物代谢途径发酵是一种利用微生物代谢途径来生产有用产物的过程。

在发酵过程中,微生物通过对底物的降解和合成来获得能量和生长所需物质。

微生物的代谢途径主要包括糖酵解、无氧的乳酸发酵、醇发酵、酒精发酵和有氧代谢等。

糖酵解是一种常见的微生物代谢途径,它可以将葡萄糖降解为乳酸、乙醇或酸(例如乳酸发酵、醇发酵)。

糖酵解分为两个阶段:糖的降解和生成乙酸、溶解氢氧化物等产物。

在糖的降解阶段,糖被通过一系列的酶催化反应分解成丙酮磷酸和乙醛,然后进一步代谢生成乙酸、乙醇或酒精。

乳酸发酵是糖酵解的一种常见形式,它主要发生在乳酸杆菌等一些厌氧菌中。

乳酸发酵的终产物是乳酸,乳酸的生成不需要氧气,因此乳酸发酵可以在厌氧条件下进行。

醇发酵是另一种常见的微生物代谢途径,它将糖类或其他有机物质代谢生成醇。

这种发酵也是在缺氧条件下进行的,并且醇发酵的产物种类多样。

例如,谷物中的糖类可以发酵生成乙醇和二氧化碳,酵母菌可以将糖类发酵生成酒精,大肠杆菌可以将葡萄糖发酵生成乙醇和乳酸。

酒精发酵是一种产生酒精和二氧化碳的微生物代谢途径,酵母菌是最常见的进行酒精发酵的微生物。

酒精发酵中,糖类通过一系列的酶催化反应被分解成丙酮酸和乙醛,然后进一步代谢生成乙醇和二氧化碳。

酒精发酵具有很高的能量输出效率,因此被广泛应用于酿造业和发酵食品加工中。

除了无氧代谢途径,微生物还可以通过有氧代谢来获得能量和生长所需物质。

在有氧条件下,微生物利用氧气将底物完全氧化,产生能量和二氧化碳、水等无害的代谢产物。

有氧代谢包括三个主要过程:糖类的降解、柠檬酸循环和呼吸链。

在糖类的降解过程中,葡萄糖被分解成丙酮磷酸,并在柠檬酸循环中通过一系列酶催化反应生成二氧化碳和水。

细胞在呼吸链中生成ATP,并将氧气还原为水。

微生物在发酵过程中的代谢途径和底物种类的选择主要受到环境条件的影响。

例如,在缺氧条件下,微生物通过无氧代谢途径来获得能量,而在有氧条件下则通过有氧代谢途径来代谢底物。

第三章微生物的代谢1

第三章微生物的代谢1



(3)兼性厌氧菌(facultative aerobe)


有氧或无氧条件下均能生长,但有氧情况生长得更好;
它们具有需氧菌和厌氧菌的两套呼吸酶系统,细胞含SOD和过氧化氢酶; 有氧时靠有氧呼吸产能,无氧时籍发酵产能。

许多酵母菌、肠道细菌、硝酸盐还原菌(如脱氮小球菌),人和动物的 病原菌均属此类菌。
油发酵。这种发酵方式不产生能量。
2葡萄糖—→2甘油 + 乙酸 + 乙醇 + CO2
(2)同型乳酸发酵

葡萄糖经乳酸菌的EMP途径,发酵产物只有乳 酸,称同型乳酸发酵。 进行同型乳酸发酵的微生物,如乳酸乳球菌 乳酸亚种、乳酸乳球菌乳脂亚种、嗜热链球 菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种(旧称保加利亚 乳杆菌)、嗜酸乳杆菌等。
三、化能异养微生物的生物氧化

多数微生物是化能异养型菌,葡萄糖是微生 物最好的碳源和能源, 可通过4条代谢途径,EMP途径、HMP途径、ED 途径、磷酸解酮酶途径完成脱氢反应,并伴 随还原力[H]和能量的产生。

发酵的类型
◆EMP途径(糖酵解途径)
◆HMP途径(磷酸戊糖支路) ◆ED途径(2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸裂解途径)
丙酮酸 乙醛
NADH
NAD+ 乙醇
(硫化羟基乙醛)
NADH 磷酸二羟丙酮 NAD+ 磷酸甘油
啤酒酵母甘油发酵
甘油
③第三型发酵—— 甘油发酵

在偏碱性条件下(pH 7.6),乙醛不能作为氢受体被还原成
乙醇,而是2个乙醛分子发生歧化发应,

1分子乙醛氧化成乙酸, 另1分子乙醛还原成乙醇, 使磷酸二羟丙酮作为NADH2的氢受体, 还原为-磷酸甘油,再脱去磷酸生成甘油,这称为碱法甘

(人教版)高中生物选修一果酒果醋的制作

(人教版)高中生物选修一果酒果醋的制作
代谢类型: 异养兼性厌氧型 适宜发酵温度: 18-25℃ 分类: 真核生物 生殖(主要方式):出芽生殖 过程:母体 芽体 新个体
(3)发酵所需的适宜条件:
1.温度
18℃~25℃,20℃左右是 最适宜温度。
2.pH值
4.0~5.8为最适pH,在最低 pH=2.5,最高pH=8.0时尚能 生存,但生长极其缓慢而且容 易死亡。结构
B、前者没有细胞结构,后者有细胞结构
C、前者有成形细胞核,后者没有成形细胞核
D、前者没有成形细胞核,后者有成形细胞核
4、某同学用带盖的瓶子制葡萄酒(如图) (1)发酵过程中,每隔12h左右将瓶盖拧
松一次(注意不是打开瓶盖)为什么?
酒精发酵过程中产生CO2,瓶盖拧松放出CO2
为什么发酵瓶中只装入2/3的液体?
暂时存储发酵产生的CO2,起到缓冲作用。
三、发酵操作
1)对发酵瓶、纱布、榨汁器等用具进行清洗并消毒。 2)取葡萄500g,用清水冲洗葡萄1-2次除去污物。
冲洗次数不宜太多,去除枝梗.榨汁装入发酵瓶。
3)将发酵瓶置于适宜的温度(18-25℃) 下发酵。
4)简易装置2-4天排气一次。(拧松瓶盖)
•要持续向发酵液中补充氧气。
(3)在图1-4b装置中:
装置中充气口、排气口和出料口分别有哪些作用?
①充气口的作用是在 醋酸 发酵中补充氧气; ②排气口的作用是在发酵中排出 CO2或残余气体 ; ③出料口的作用是便于 取样检查和放出发酵液 ;
为什么排气口要通过一个长而弯曲的胶管与瓶身连接?
排气口胶管长而弯曲的作用是防止空气中杂菌感染 。
一、基础知识
1.发酵: 利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活
动来制备微生物菌体及各种不同代谢产物 的过程。

第22章 糖酵解

第22章 糖酵解

OH C C CH3
丙酮酸
⑨脱水
C C
O ⑩产能 O
O O
HCOH H2C O
HCOH
H O HC P
H2COH OH
2-磷酸甘油酸
P
P
P H 2C O
3-磷酸甘油酸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCH2
磷酸烯醇 式丙酮酸
1,3-二磷酸 甘油酸
3、糖酵解中间产物都是磷酸化合物
意义: (1)带有极性,不易随便出入细胞 (2)被酶识别,与酶结合 (3)传递能量
Pi NADH+H +
NAD +
C O~P CHOH CH2O P
CH2O
P
3-磷酸甘油醛脱氢酶
3-磷酸甘油醛
1,3-二磷酸甘油酸
O
(二)高能磷酸基团的转移
Enzyme is named for the reverse reaction
• 底物磷酸化
Substrate-level phosphorylation For ATP generation
糖原(淀粉) ①活化 Δ G= -7.5kcal/mol 磷酸化酶 (不可逆) 磷酸 磷酸葡萄糖变位酶 ②异构 Δ G= -0.6kcal/mol (可逆) ③二次活化 Δ G= -5.0kcal/mol (不可逆) 1-磷酸葡萄糖
1
④裂解 Δ G= -0.3kcal/mol 磷酸二羟丙酮 (可逆)
(5) 两个磷酸丙糖的互变
4
An aldose 5 6
丙糖磷酸异构酶 8股β折叠链环抱成核心 每条β折叠外围有α螺旋 由无规卷曲相连
该反应平衡点时:
[甘油醛-3-磷酸] K= [磷酸二羟丙酮] 生理状况下: 磷酸甘油醛不断被消耗 磷酸二羟丙酮不断地被异构化 = 4.74x10-2

高中生物选修一知识点总结

高中生物选修一知识点总结

高中生物选修一知识点总结专题一传统发酵技术的应用课题一果酒和果醋的制作1、发酵:通过微生物技术的培养来生产大量代谢产物的过程。

2、有氧发酵:醋酸发酵、谷氨酸发酵无氧发酵:酒精发酵、乳酸发酵3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌酵母菌的生殖方式:出芽生殖(主要) 、分裂生殖、孢子生殖4、在有氧条件下,酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖。

C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O5、在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。

C6H12O6→2C2H5OH+2CO26、20℃左右最适宜酵母菌繁殖,酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌。

在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。

在缺氧呈酸性的发酵液中,酵母菌可以生长繁殖,而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。

8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂。

9、当氧气、糖源都充足时,醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸;当缺少糖源时,醋酸菌将乙醇变为乙醛,再将乙醛变为醋酸。

2C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O10、控制发酵条件的作用:①醋酸菌对氧气的含量特别敏感,当进行深层发酵时,即使只是短时间中断通入氧气,也会引起醋酸菌死亡。

②醋酸菌最适生长温度为30~35℃,控制好发酵温度,使发酵时间缩短,又减少杂菌污染的机会。

③有两条途径生成醋酸:直接氧化和以酒精为底物的氧化。

11、实验流程:挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋)12、酒精检验:果汁发酵后是否有酒精产生,可以用重铬酸钾来检验。

在酸性条件下,重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。

先在试管中加入发酵液2mL,再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴,振荡混匀,最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴,振荡试管,观察颜色。

13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的;排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的;出料口是用来取样的。

新教材高一生物浙科版必修第一册学案:第三章第四节第1课时细胞呼吸的过程含答案

新教材高一生物浙科版必修第一册学案:第三章第四节第1课时细胞呼吸的过程含答案

第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量课程目标第1课时 细胞呼吸的过程知识点一 细胞呼吸1.概念:细胞内进行的将__糖类等有机物__分解成__无机物__或__小分子有机物__,并且释放出能量的过程。

2.分类:根据细胞呼吸过程中是否有__氧__参与,把细胞呼吸分为__需氧呼吸__和__厌氧呼吸__。

3.__需氧呼吸__是细胞呼吸的主要方式。

知识点二 需氧呼吸1.条件:有__氧__参与。

2.场所:__细胞溶胶__和线粒体,主要是__线粒体__。

3.反应式:__C 6H 12O 6+6H 2O +6O 2――→酶 6CO 2+12H 2O +能量__。

4.需氧呼吸的过程5.实质:葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。

小思考:需氧呼吸真正需要氧气的是第几阶段?氧气中的氧原子最后的去向是哪里?【答案】第三阶段。

水中。

【提醒】需氧呼吸中各元素的来源及去路(1)CO2是在第二阶段由丙酮酸和水反应生成的,CO2中的O来自葡萄糖和水。

(2)O2在第三阶段与[H]结合生成水,所以需氧呼吸产生的H2O中的O全部来自O2。

(3)水在第二阶段参与反应,电子传递链反应会产生水。

知识点三厌氧呼吸1.条件:__无氧或缺氧__。

2.场所:__细胞溶胶__。

3.过程:乳酸发酵和乙醇发酵【提醒】(1)不同生物厌氧呼吸的产物不同,其直接原因在于催化反应的酶不同,根本原因在于控制酶合成的基因不同。

(2)厌氧呼吸只释放少量能量,其余能量储存在分解不彻底的氧化产物——乙醇或乳酸中。

(3)水稻等植物长期水淹后烂根的原因是厌氧呼吸产生的乙醇对细胞有毒害作用。

(4)需氧呼吸与厌氧呼吸产物最大的区别是厌氧呼吸没有水生成,并且厌氧呼吸只在第一阶段产生ATP。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)细胞呼吸过程中有CO2产生,则一定进行需氧呼吸。

(×)(2)进行需氧呼吸的细胞一定有线粒体。

(×)(3)线粒体外膜和内膜上存在转运葡萄糖的载体蛋白。

新人教版高中生物 选择性必修三 第1章第1节 传统发酵技术的应用 知识点总结

新人教版高中生物 选择性必修三 第1章第1节 传统发酵技术的应用 知识点总结

高中生物选择性必修三 生物技术与工程第一章 发酵工程 第1节 传统发酵技术的应用知识点总结一、发酵与传统发酵技术 1、发酵:指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。

2、腐乳的制作:(1)菌种:包含毛霉(为主)、曲霉、酵母菌等。

(2)毛霉: ①细胞归类:单细胞丝状真菌,真核生物②同化作用类型:异养生物③异化作用类型:好氧生物④繁殖方式:孢子生殖(3)原料:豆腐(70%含水量为宜)。

(4)腐乳发酵原理: ①蛋白酶能将蛋白质分解成小分子的肽和氨基酸。

②脂肪酶可将脂肪水解为甘油和脂肪酸。

(5)豆腐长白毛是怎么一回事吗?豆腐上生长的白毛是毛霉的白色菌丝。

(6)臭豆腐为什么闻着臭吃着香?①臭味:发酵过程中蛋白质充分水解会产生氨气,其中的含硫氨基酸还会产生硫化氢,具有刺鼻的臭味。

②香味:蛋白质分解后产生小分子肽和氨基酸,易于消化吸收,味道鲜美。

(7)制作腐乳时为什么要控制酒的用量?酒精含量过高,腐乳成熟的时间将会延长(酒精抑制蛋白酶的活性,蛋白质不能很好分解);酒精含量过低,不足以抑制微生物生长,可能导致豆腐腐败。

3、传统发酵技术:(1)定义:直接利用原材料中天然存在的微生物,或利用前一次发酵保存下来的面团、卤汁等发酵物中的微生物进行发酵、制作食品的技术。

(2)菌种来源:原材料中天然存在的微生物,前一次发酵保存下来的发酵物中的微生物。

(3)类型:固体发酵和半固体发酵。

(4)实质:有氧或无氧条件下的物质氧化分解。

二、泡菜制作1、菌种:乳酸菌(为主)、酵母菌等。

(1)乳酸菌: ①细胞归类:单细胞细菌,原核生物②同化作用类型:异养生物③异化作用类型:厌氧生物④繁殖方式:二分裂(2)分布广泛:空气、土壤、植物表面、人或动物的肠道内部都有。

(3)常见的乳酸菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌,乳酸杆菌常用于制作酸奶;2、发酵原理:在无氧条件下,乳酸菌将葡萄糖分解成乳酸。

3、发酵条件:室温、无氧。

2021版高中生物新教材浙科版必修第一册教案:第3章 第4节 细胞呼吸为细胞生活提供能量 (含解析)

2021版高中生物新教材浙科版必修第一册教案:第3章 第4节 细胞呼吸为细胞生活提供能量 (含解析)

第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量课标内容要求核心素养对接1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。

2.探究酵母菌的呼吸方式。

1.从物质与能量视角,探索呼吸作用,阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。

(生命观念、科学思维)2.通过探究酵母菌的呼吸方式厘清对比实验的设置。

(科学思维、科学探究)一、细胞呼吸1.呼吸的概念呼吸是指人体从周围环境中吸入空气,利用其中的氧气,呼出二氧化碳的气体交换过程。

2.细胞呼吸的概念细胞呼吸是指在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,并且释放出能量的过程。

3.气体交换过程与细胞呼吸的关系在气体交换过程中获得的氧气通过血液循环运送到身体的各个细胞,供细胞在有氧条件下分解有机物,有机物分解时产生的二氧化碳则通过气体交换排出体外。

二、细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解1.活动探究酵母菌的呼吸方式(1)探究问题①酵母菌在有氧或者无氧环境中进行呼吸的产物是什么?②酵母菌在有氧或者无氧环境中进行的呼吸具有什么特点?(2)设计活动方案设计活动方案时,特别要考虑下列两个问题:①保证酵母菌有氧或者无氧的生活条件。

②检测酵母菌在有氧或者无氧条件下呼吸的产物的方法。

(3)实施活动方案实验过程中,需认真观察并记录实验现象。

对实验中出现的问题及时分析讨论以不断完善实验方案。

(4)实验结果分析 对实验现象以及获得的数据归纳、分析,得到实验结论,在讨论和交流的基础上完成探究活动报告。

2.需氧呼吸(1)概念 需氧呼吸必须有氧参加,氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。

(2)特点 需氧呼吸是在常温下发生的,所产生的能量逐步释放,其中有一部分能量储存在ATP 中,其余的转化成热能,没有剧烈的发光发热现象。

(3)过程第一阶段:这个过程发生在细胞溶胶中,又称为糖酵解。

在糖酵解的过程中,1个葡萄糖分子被分解成2个三碳化合物——丙酮酸和少量的氢(用[H]表示),分解过程中释放出少量能量,形成少量ATP 。

【优化方案】2012高考生物总复习 第三章第四节细胞呼吸课件 浙科版必修1

【优化方案】2012高考生物总复习 第三章第四节细胞呼吸课件 浙科版必修1

CO2是细 胞呼吸的 CO2 产物,对 产物, 浓度 细胞呼吸 有抑制作 用
【易误警示】 易误警示】
种子、 种子、蔬菜和水果在贮藏时
都应在低温、低氧条件下, 都应在低温、低氧条件下,不同的是种子还 应保持干燥,而蔬菜和水果应保持一定湿度。 应保持干燥,而蔬菜和水果应保持一定湿度。 低温以不破坏植物组织为标准, 低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上 低温。 低温。
随学随练, 即时应用 (随学随练,轻松夺冠 随学随练 轻松夺冠) 3.(2011年北京海淀模拟 为了尽量延长新鲜水 . 年北京海淀模拟)为了尽量延长新鲜水 年北京海淀模拟 果的贮藏时间,贮藏条件最好是 果的贮藏时间,贮藏条件最好是( )
A.低O2、适当的湿度、零上低温和无乙烯 . 适当的湿度、 B.低O2、适当的湿度、零下低温和无乙烯 . 适当的湿度、 C.无O2、保持干燥、零上低温和有乙烯 . 保持干燥、 D.无CO2、保持干燥、零下低温和有乙烯 . 保持干燥、
3.特别说明 . (1)反应物的元素去向 反应物的元素去向
(2)O2参与反应的阶段是第三阶段,CO2是在第 参与反应的阶段是第三阶段, 二阶段产生的。 二阶段产生的。 (3)能量利用率:葡萄糖有氧分解时,能量利用 能量利用率:葡萄糖有氧分解时, 能量利用率 率为30%左右,还有70%左右的能量以热能形 左右,还有 率为 左右 左右的能量以热能形 式散失。 式散失。
【易误警示】 易误警示】 是酶不同。 是酶不同。
①厌氧呼吸产物不同的原因
②厌氧呼吸氧化分解不彻底,形成的有机小 厌氧呼吸氧化分解不彻底, 分子化合物含有能量, 分子化合物含有能量,因此氧化分解释放的 能量较少。 能量较少。
随学随练, 即时应用 (随学随练,轻松夺冠 随学随练 轻松夺冠) 2.(2010年衢州高三第二次模拟 下列关于人体 . 年衢州高三第二次模拟)下列关于人体 年衢州高三第二次模拟 内需氧呼吸和厌氧呼吸的比较, 内需氧呼吸和厌氧呼吸的比较,正确的是 ( )

无氧呼吸

无氧呼吸

无氧呼吸无氧呼吸,是指生物细胞在酶的作用下对有机碳化合物进行的不彻底氧化,所脱下来的电子经部分电子传递链,最后传给外源的无机氧化物(个别是有机氧化物),并释放较少能量的过程。

无氧呼吸是细胞呼吸的一种方式。

基本概念无氧呼吸是细胞呼吸的一种方式。

发酵过程根据最终电子受体不同的分类方式,细胞呼吸分为发酵、有氧呼吸、无氧呼吸三种。

酵母酿酒、同型乳酸发酵、异型乳酸发酵都是属于发酵的范畴,而不是无氧呼吸。

简单来说,没有利用氧气的氧化不一定是无氧呼吸。

但在广义的“无氧呼吸”中,通常不区分这两个概念。

是指有机碳化合物经彻底或者不彻底氧化,所脱下来的电子经部分电子传递链,最后传给外源的无机氧化物(个别是有机氧化物)并释放较少能量。

无氧呼吸分解不彻底,部分能量储存在酒精或乳酸中、1 mol葡萄糖在分解成乳酸以后,只释放196.65kJ的能量,其中只有61、08kJ的能量储存在ATP中,近69%的能量都以热能的形式散失了。

详细说明无氧呼吸,指生物细胞对有机物进行的不完全的氧化。

这个过程没有氧分子参与,其氧化后的不完全氧化产物主要是酒精。

在高等植物中常将无氧呼吸称为发酵。

其不完全氧化产物为酒精时,称为酒精发酵;为乳酸则称为乳酸发酵。

有耗尽呼吸底物的危险。

有氧呼吸但是在广义的“无氧呼吸”中,通常不区分这两个概念。

根据最终电子受体不同,可把无氧呼吸分成硝酸盐呼吸,硫酸盐呼吸,硫呼吸,碳酸盐呼吸及延胡索酸呼吸等。

其中最典型的是硝酸盐呼吸。

发酵在微生物中常将无氧呼吸称为发酵,指生活细胞对有机物进行的不完全的氧化。

这个过程没有分子氧参与。

其氧化后的不完全氧化产物为酒精时,称为酒精发酵;为乳酸则称为乳酸发酵。

在缺氧条件下,只能进行无氧呼吸,暂时维持其生命活动。

无氧呼吸最终会使植物受到危害,其原因,一方面可能是由于有机物进行不完全氧化、产生的能量较少。

于是,由于巴斯德效应,加速糖酵解速率,以补偿低的ATP产额。

随之又会造成不完全氧化产物的积累,对细胞产生毒性;此外,也加速了对糖的消耗,有耗尽可供呼吸物质的危险。

酵母菌呼吸作用反应式

酵母菌呼吸作用反应式

酵母菌呼吸作用反应式有氧呼吸是指酵母菌在氧气充足的情况下,通过完全氧化有机物质来产生能量。

下面是有氧呼吸的反应式:C6H12O6(葡萄糖)+6O2(氧气)→6CO2(二氧化碳)+6H2O(水)+能量在有氧呼吸中,葡萄糖分子首先被分解成两个分子的丙酮酸,然后通过一系列的反应和氧化酶的作用,逐步生成二氧化碳和水。

在这个过程中,产生的能量被以三磷酸腺苷(ATP)的形式存储,并能够为细胞提供所需的能量。

无氧呼吸是指在缺少氧气的情况下,酵母菌通过部分氧化有机物质来产生能量。

下面是乳酸发酵和酒精发酵的反应式:乳酸发酵:C6H12O6(葡萄糖)→2C3H6O3(乳酸)+能量酒精发酵:C6H12O6(葡萄糖)→2C2H5OH(乙醇)+2CO2(二氧化碳)+能量在无氧呼吸中,由于缺少氧气,酵母菌无法通过完全氧化有机物质来产生能量。

相反,葡萄糖分子被分解成各种有机物,最终生成乳酸或乙醇和二氧化碳。

无论是有氧呼吸还是无氧呼吸,酵母菌都能够产生能量,并用于生命活动的维持和细胞分裂。

在实际应用中,酵母菌的呼吸作用在食品和发酵工业中得到广泛利用。

例如,在面包的制作过程中,酵母菌利用面团中的糖类进行呼吸作用,产生二氧化碳并发酵,使面团膨胀起来,从而制造出松软的面包。

总结起来,酵母菌呼吸作用是通过有氧和无氧呼吸两个阶段来产生能量的代谢过程。

有氧呼吸通过完全氧化有机物质来产生二氧化碳和水,并释放出大量的能量。

无氧呼吸则在缺少氧气的情况下,通过部分氧化有机物质来产生乳酸或乙醇和二氧化碳。

这些呼吸作用的反应式描述了酵母菌进行能量代谢的过程,为生物学和工业领域的研究和应用提供了基础。

乳酸菌和酵母菌的呼吸方式

乳酸菌和酵母菌的呼吸方式

乳酸菌和酵母菌的呼吸方式乳酸菌和酵母菌是常见的微生物,在食品工业和生物制药领域有着重要的应用。

它们的呼吸方式有所不同,下面我将详细介绍乳酸菌和酵母菌的呼吸方式。

一、乳酸菌的呼吸方式乳酸菌是一类革兰氏阳性菌,主要生长在酸性环境中。

乳酸菌的呼吸方式是无氧呼吸,也称为乳酸发酵。

在无氧条件下,乳酸菌通过糖类代谢产生乳酸和少量的乙醇。

这是因为乳酸菌缺乏氧化酶,不能将有机物完全氧化,只能通过部分氧化代谢产生能量。

乳酸发酵的过程中,乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸,同时还会产生少量的乙醇、二氧化碳和其他有机酸。

乳酸发酵是乳酸菌生长和繁殖的主要能量来源,也是酸奶等乳酸发酵食品的特征之一。

二、酵母菌的呼吸方式酵母菌是一类单细胞真菌,广泛存在于自然界中。

酵母菌的呼吸方式是有氧呼吸,也称为呼吸酵素链。

在有氧条件下,酵母菌通过氧化有机物质来产生能量。

酵母菌含有丰富的线粒体,其中存在着许多呼吸酶和酶系,可以将有机物完全氧化为二氧化碳和水。

酵母菌通过有氧呼吸产生的能量可以用于细胞的生长和繁殖。

此外,酵母菌还可以进行无氧呼吸,在缺氧条件下产生乙醇。

三、乳酸菌和酵母菌的应用乳酸菌和酵母菌在食品工业和生物制药领域有着重要的应用价值。

乳酸菌广泛应用于乳制品、发酵蔬菜和肉制品等食品的生产中。

乳酸菌发酵产生的乳酸可以降低食品的pH值,增加食品的酸度,抑制有害微生物的生长,延长食品的保质期。

此外,乳酸菌还可以产生抗菌物质和益生素,对人体有益。

酵母菌主要应用于面包、啤酒和葡萄酒等食品的发酵中。

酵母菌发酵产生的二氧化碳可以使面团膨胀发酵,制成松软的面包。

酵母菌还可以产生酒精和香气物质,赋予啤酒和葡萄酒独特的风味。

总结:乳酸菌和酵母菌是常见的微生物,它们的呼吸方式有所不同。

乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸和少量的乙醇,而酵母菌通过有氧呼吸将有机物完全氧化为二氧化碳和水。

乳酸菌和酵母菌在食品工业和生物制药领域有着重要的应用,对食品的质量和口感起到关键作用。

通过对乳酸菌和酵母菌的研究和应用,可以进一步发展食品工业和生物制药技术,提高产品的质量和效益。

厌氧呼吸 与 需氧呼吸

厌氧呼吸 与 需氧呼吸

③温度高于最适温度,酶的活性下降(甚至变性失活),细胞呼 吸作用受抑制。
应用:低温贮存蔬菜、水果和种子。大棚蔬菜栽培过程 中夜间适当降温。
2、氧气
厌氧呼吸的强度与O2浓度之间的关系
气 体 吸 收 和 释 放 的 量
无氧:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 CO2释放量
随着氧气浓度的增加,细胞厌氧呼吸的速率逐渐降低, 直至完全消失
d.乳酸菌是厌氧型微生物,可以将有机物分解பைடு நூலகம்乳酸。 e.酵母菌在缺氧时,能将有机物分解成酒精和二氧 化碳。在有氧时,可以进行需氧呼吸。
•有氧呼吸与无氧呼吸的联系和区别
有 O2
线粒体
C6H12O6
2丙酮酸
无 O2 细胞溶胶
6CO2+12H2O+能量 2C2H5OH+2CO2+能量 2C3H6O3+能量
人和高等动物的肌细胞 乳酸菌 ……
酵母菌……
高等生物的厌氧呼吸
厌氧呼吸:一般是指细胞在缺氧的条件下,通过酶 的催化作用,把葡萄糖等有机物分解为小分子有机 物,同时释放出少量能量的过程。 不彻底的氧化分解 大部分能量依然储存在小分子有机物中
a.高等植物在水淹时,可进行短时间的厌氧呼吸
b.高等动物在剧烈运动时,骨骼肌细胞会出现厌氧呼吸 使肌肉酸胀。 c .蛔虫没有线粒体,只能进行厌氧呼吸。
2 2
(3)B-C段O2浓度已很低, CO2浓度几乎不上升,原因是 . (4)为了有益较长时间地贮藏大白菜,应把地窖的O2浓度控制在 B-C 范围内.
有氧呼吸进行的很慢而无氧呼吸尚被氧气抑制
细胞溶胶
共同进行
分别进行
有氧呼吸与厌氧呼吸的比较
有氧呼吸 厌氧呼吸

化能异养微生物呼吸与发酵比较

化能异养微生物呼吸与发酵比较

化能异养微生物呼吸与发酵比较冯芬;杨恬然;陈萍;辛明秀【摘要】化能异养微生物的呼吸和发酵作用是其重要的产能代谢方式,但呼吸与发酵,尤其是无氧呼吸与发酵经常出现混用错用的情况。

通过阐述3种产能方式的概念、特点及不同氧浓度下的作用方式,分析其相互联系及本质区别,加深对化能异养微生物有氧呼吸、无氧呼吸及发酵的理解。

%Chemoheterotrophic microorganisms obtain energy by respiration or fermentation. However, respiration or fermentation, es-pecially anaerobic respiration and fermentation are usually misused in many situations. The concepts, characteristics and utilization of aerobic respiration, anaerobic respiration and fermentation were compared. The relationship and difference between them were also ana-lyzed in this paper.【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2016(033)005【总页数】4页(P83-86)【关键词】化能异养微生物;有氧呼吸;无氧呼吸;发酵【作者】冯芬;杨恬然;陈萍;辛明秀【作者单位】北京师范大学生命科学学院,北京100875;北京师范大学生命科学学院,北京100875;北京师范大学生命科学学院,北京100875;北京师范大学生命科学学院,北京100875【正文语种】中文【中图分类】Q935化能异养微生物是一类以有机化合物作为碳源、能源和电子供体的微生物,包括已知的绝大多数细菌和古菌,全部的放线菌、真菌和原生动物[1]。

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3、一运动员正在进行长跑锻练,从他的大腿肌细胞中
检测到3种化学物质,其浓度变化如下图。图中P、Q、R 三曲线依次代表
A、 O2、CO2、乳酸 C、 CO2、O2、乳酸
B、乳酸、CO2、O2 D、CO2、乳酸、O2
4.消耗等量的C6H12O6厌氧呼吸与需氧 呼吸产生的CO2之比为( 1︰3 )
5. 产生等量ATP厌氧呼吸与需氧呼吸 消耗C6H12O6之比为(15︰1 )
影响细胞呼吸的外界因素:
A
氧气浓度
C
B
A点: 只进行厌氧呼吸,释放较多CO2。
A点到B点:
CO2释放急剧减少-----氧气增多,厌氧呼吸受抑制, 需氧呼吸还很弱
B点到C点: CO2释放量不断上升-----氧气增多,促进需氧呼吸
应用:储藏蔬菜,水果和粮食(条件)
气体 交换 相对 值
CO2释放
a
O2吸收

20[H]

2ATP

26ATP
12H2O
6CO2 线粒体
需氧呼吸三个阶段的比较
需氧呼吸 场 所 反应物
第一阶段 细胞溶胶 葡萄糖
第二阶段
线粒体
(线粒体基质)
丙酮酸
H2O
第三阶段
线粒体
(线粒体内膜)
[H]、O2
产 物 释能
丙酮酸 [H]
CO2、[H]
H2O
少量(合 成2ATP)
少量(合 成2ATP)
酵母菌在缺氧时也可进行这样 的反应。
② 丙酮酸不彻底分解 场所:细胞溶胶
B 以乳酸为呼吸产物的厌氧呼吸:
CH3COCOOH (丙酮酸)
乳酸脱氢酶
C3H6O3+NAD+
(乳酸)
乳酸发酵总反应式:
C6H12O6 +2ADP+2Pi 酶 2C3H6O3+ 2ATP
(乳酸)
乳酸发酵产生的能量仅为需氧呼吸的1/15
大量(合 成26ATP)
4、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。
需氧呼吸是高等动物和植物细胞呼吸 的主要形式。也是通常所指的细胞呼吸形 式。
三、厌氧呼吸
1.过程 葡萄糖的初步分解
① (糖酵解)
场所:细胞溶胶

C6H12O6
O2浓度
贮藏水果时下降到a点最有利贮藏。
练习1、呼吸作用过程中有CO2放出时,则可判断此 过程( C )
A.一定是厌氧呼吸 B.一定是需氧呼吸 C.一定不是乳酸发酵 D.一定不是乙醇发酵
练习2、呼吸作用过程中有H2O产生时,则可判断此过 程:
一定是___需__氧__呼_吸____(需氧呼吸/厌氧呼吸/乙醇发酵 /乳酸发酵 )。
细胞呼吸
厌氧呼吸
二、需氧呼吸
学生活动:结合教材图3-13阅读 第73-74页“细胞呼吸与糖的氧 化”相关内容,思考下列问题。
1、需氧呼吸可分为哪几个阶段, 相应的场所在哪儿? 2、各阶段主要发生了哪些变化?
需氧呼吸过程
细胞溶胶 6O2
C6H12O6
①酶
4[H]

2丙酮酸
热 2ATP
③酶
② 酶 6H2O 热
如果是贮 存蔬菜、 水果?
总之:保存果实、种子、蔬菜等,降低呼吸作用
影响细胞呼吸的外界因素:

a



温度
温度℃
①在一定温度范围内,随温度的升高,细胞呼吸增 强; ②在最适温度(a点所对应的温度),细胞呼吸最强; ③温度高于最适温度,酶的活性下降(甚至变性失 活),细胞呼吸受抑制。
(2)、O2 缺氧导致厌氧呼吸,产生的酒精对生物有
毒害(使蛋白质变性)
应用:中耕松土
通过酶的催化作用,把糖类等有机物分 解成为不彻底的氧化产物,同时释放出 少量能量的过程。
酵母菌、乳酸菌 等微生物的厌氧 呼吸也叫发酵
酒精发酵 乳酸发酵
酵母菌 乳酸菌
厌氧呼吸特点:在氧存在时,厌氧呼吸会受到抑制。
需氧呼吸与厌氧呼吸的区别与联系
四、需氧呼吸与厌氧呼吸之间的联系:
相同阶段
不同阶段
在有氧时
(3)B-C段O2浓度已很低, CO2浓度几乎不上升,原因是
需氧呼吸进时间地贮藏大白菜,应把地窖的O2浓度控制在 B-C 范围内.
7、在生产实践中,贮存种子的最佳组合条件是
(A )
A.低温、干燥、低氧
B.低温、湿度适中、低氧 C.高温、干燥、高氧 D.高温、湿度适中、高氧
2CH3COCOOH +4 [H] + 能量
(丙酮酸)
(少量)
☆与需氧呼吸第一阶段相同
② 丙酮酸不彻底分解
场所:细胞溶胶
A 以酒精和二氧化碳为呼吸产物的厌氧呼吸:
乙醇发酵总反应式:
酶 C6H12O6 +2ADP+2Pi
②常见例子:
2C(2H乙5醇O)H+ 2CO2+2ATP
苹果、水稻等绝大多数高等植 物在缺氧时可进行这样的反应;
例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯 块茎、甜菜块根等); 高等动物和人在剧烈运动时骨胳肌细胞会进行厌氧呼吸,产 生乳酸
(1)厌氧呼吸反应式:
①C6H12O6 ②C6H12O6

2 C2H5OH+2CO2+能量

2C3H6O3+能量
(2)厌氧呼吸概念:
厌氧呼吸是指细胞无氧的参与下,
? 呼吸 细胞呼吸
气体交换过程
糖类氧化分解
空气→鼻 肺泡
毛细血管
O2
O2
O2
细 胞
O2
CO2 CO2 CO2
第三章第4节 细胞呼吸
一、细胞呼吸
细胞呼吸是细胞内进行的将糖类等 有机物分解成无机物或小分子有机物, 释放出能量并生成ATP的过程。
实质:分解有机物,释放能量,合成ATP。
需氧呼吸 (主要)
能量 大量,合成 30ATP 少量,合成 2ATP
相 联系 从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同

点 实质
分解有机物,释放能量,合成ATP
氨基酸和脂肪酸如何氧化分解呢? 它们进入第二阶段分解.
五、影响呼吸作用的因素
• (1)、温度 温度影响酶的活性图像? (植物最适25-30℃).
• 应用:贮存水果时,适当降低温度能延长保存 时间
6 如图所示曲线,表示的是一个贮藏白菜的地窖,随氧气的消耗,二氧 化碳浓度变化的情况.据图回答:
CO2浓度 A
B
D
C
25 20 15 10 5 0 O2浓度
(1)A-B段O2的消耗量很大,CO2浓度上升也很快,白菜在进行 需氧 呼吸.
(2)C-D段O2浓度接近于0,而CO2浓度仍在上升,白菜在进行 厌氧 呼吸.
12H2O+6CO2+能量
酶 (需氧呼吸)
葡萄糖
丙酮酸
在无氧时 酶 2C2H5OH +2CO2+能量 或
2C3H6O3 +能量
(厌氧呼吸)
需氧呼吸与厌氧呼吸的区别与联系:
需氧呼吸
厌氧呼吸
场所
不 条件 同 点 产物
细胞溶胶、线粒体 需分子氧、需酶
CO2、H2O
细胞溶胶 不需分子氧、需酶 酒精和CO2 或乳酸
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