第7讲 细胞呼吸

第7讲细胞呼吸

新课程标准北京市教学指导意见

内容要求内容标准及活动要求

(1)说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中

说明细胞呼吸,探讨其原理的应用

的能量转化为生命活动可以利用的能量

(教学提示)探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式

名师解读:通过本课程的学习,能从物质与能量的视角,探索细胞呼吸的过程,阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化,形成物质与能量观、通过对特定的生物学现象进行观察、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论,培养实验探究与科学探索能力。

备考指南:①利用图表对比有氧呼吸的三阶段、理解有氧呼吸和无氧呼吸的区别;②通过同位素标记法加深理解细胞呼吸过程中元素的去向;③依照对比原则,分析有氧、无氧条件下酵母菌的呼吸产物及其检测方法。

考点一细胞呼吸的方式及过程

1.细胞呼吸:是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。

2.有氧呼吸

(1)过程图解

(2)写出有氧呼吸的总反应式,并标出各种元素的来源和去路

3.无氧呼吸

1.细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去路的比较

来源去路

[H]有氧呼吸:C6H12O6和H2O;

无氧呼吸:C6H12O6

有氧呼吸:与O2结合生成水;

无氧呼吸:还原丙酮酸

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

2.有氧呼吸和无氧呼吸的比较 类型

有氧呼吸

无氧呼吸

过程模型

必需条件 O 2和酶

不需O 2,但必须有酶催化 场所 细胞质基质(第一阶段); 线粒体(第二、三阶段)

在细胞质基质中进行全过程

产物 CO 2和H 2O

酒精、CO 2(或乳酸)

能量释放

1 mol 葡萄糖彻底氧化分解释放

2 870 kJ 能量,可合成38 mol ATP(1 161 kJ) 1 mol 葡萄糖分解产生乳酸时释放196.65 kJ 能量,合成2 mol ATP(61.08 kJ)

特点

有机物彻底氧化分解,能量完全释放出来

有机物不彻底氧化分解,能量没有完全释放出来

联系

①第一阶段完全相同;②实质相同:氧化分解有机物,释放能量(并合成ATP 满足细胞生命活动的需要);③有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化而来的

据图分析有氧呼吸和无氧呼吸过程:

(1)反应①②③④中,必须在有氧条件下进行的是 ,可在人体细胞中进行的是 (填序号)。

(2)粮食储藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象,其原因是

。

(3)不同生物无氧呼吸的产物不同,其直接原因和根本原因分别是什么?

(4)如果以脂肪为底物进行有氧呼吸,消耗O2的量要大于产生CO2的量,其原因是什么?

答案(1)②①②④

(2)种子在有氧呼吸过程中产生了水

(3)直接原因是催化反应的酶不同,根本原因是控制酶合成的基因不同。

(4)与葡萄糖相比,脂肪含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

考向一考查有氧呼吸和无氧呼吸的过程分析

1.(2020北京石景山期末)下列关于生物体中细胞呼吸的叙述,不正确的是()

A.植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸

B.食物链上传递的能量有一部分通过细胞呼吸散失

C.有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸

D.有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段都在细胞质基质中进行

1.答案C有氧呼吸与无氧呼吸在有光与黑暗中均可进行,A正确;在食物链传递过程中,有一部分能量经细胞呼吸而以热能的形式散失,B正确;有氧呼吸的产物为H2O和CO2,无氧呼吸的产物为CO2和酒精或乳酸,C错误;有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完成相同,都在细胞质基质中进行,D正确。

2.(2019北京石景山高三一模)在氧气充足条件下,肿瘤细胞的能量供应仍主要依赖效率较低的糖酵解途径,并产生大量乳酸。甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)是糖酵解途径中的一个关键酶,下列关于糖酵解过程的说法,不正确的是()

A.该过程既可在有氧,也可在无氧条件下发生

B.有氧条件下该过程能产生ATP,无氧条件下不能

C.该过程仅产生少量ATP,丙酮酸中还储存大量的能量

D.可通过抑制GAPDH的活性来抑制肿瘤细胞的增殖

2.答案B糖酵解途径即细胞呼吸的第一阶段,该过程既可在有氧,也可在无氧条件下发生,A

正确;有氧条件下该过程能产生ATP,无氧条件下也能产生ATP,B错误;在氧气充足条件下,肿瘤

细胞的能量供应主要依赖效率较低的糖酵解途径,而该过程仅产生少量ATP,丙酮酸中还储存大量的能量,C正确;GAPDH是糖酵解途径中的一个关键酶,抑制GAPDH的活性会使细胞代谢减弱,从而抑制肿瘤细胞的增殖,D正确。

题后悟道·归纳

关于细胞呼吸的场所与过程的提醒

1.线粒体是进行有氧呼吸的主要场所,但部分原核生物无线粒体,也能进行有氧呼吸。

2.无线粒体的真核生物(或细胞)只能进行无氧呼吸,如蛔虫、哺乳动物成熟的红细胞等。

3.不同生物无氧呼吸的产物不同,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。

4.细胞呼吸释放的能量,大部分以热能的形式散失,少部分以化学能的形式储存在ATP中。

5.人体内产生的CO2只是有氧呼吸产生的,人体无氧呼吸的产物是乳酸,无CO2。

6.脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。脂肪与葡萄糖相比,含H量高,因此有氧呼吸消耗O2的量大于产生CO2的量。

考向二细胞呼吸方式的判断与计算

3.为探究酵母菌的呼吸方式,在连通CO2和O2传感器的100mL锥形瓶中,加入40mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液,密

封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。有关分析错误的是()

A.0~t1,酵母菌主要进行有氧呼吸