高中生物 3-4-1需氧呼吸和厌氧呼吸课件必修1.ppt

第第4节细胞呼吸节细胞呼吸第第1课时需氧呼吸和厌氧呼吸课时需氧呼吸和厌氧呼吸细胞呼吸与糖的氧化细胞呼吸与糖的氧化 1通常所通常所说说的呼吸，指的是人体从周的呼吸，指的是人体从周围环围环境中吸入境中吸入 ，利用，利用其中的氧气，同其中的氧气，同时时呼出二氧化碳。呼出二氧化碳。这这是一个是一个 的的过过程。程。细细胞呼吸就是胞呼吸就是细细胞内胞内进进行的将行的将 分解成无机物或者分解成无机物或者小分子有机物并且小分子有机物并且 的的过过程。程。2根据根据过过程是否有程是否有氧氧参与，参与，细细胞呼吸分胞呼吸分为为 和和 。需氧呼吸的反需氧呼吸的反应应式：式：。空气空气气体交气体交换换需氧呼吸需氧呼吸厌厌氧呼吸氧呼吸C6H12O66O26CO26H2O能量能量糖糖类类等有机物等有机物释释放能量放能量酶酶3燃燃烧烧是在是在 下下发发生的，生的，产产生生 和和 ；细细胞呼吸是胞呼吸是在在 下下发发生生的的，所所产产生生的的能能量量中中有有相相当当一一部部分分贮贮存存在在 中中，其余的其余的则转变则转变成成 。思思维维激激活活1 在在人人体体的的组组织织中中，心心肌肌细细胞胞、脑脑细细胞胞等等代代谢谢旺旺盛盛的的细细胞胞比比脂脂肪肪组组织织中中细细胞胞的的线线粒粒体体含含量量多多，请请思思考考代代谢谢旺旺盛盛的的细细胞胞中中线线粒体含量多的原因。粒体含量多的原因。提提示示 对对于于绝绝大大多多数数的的生生物物来来说说，需需氧氧呼呼吸吸是是细细胞胞呼呼吸吸的的主主要要方方式式，而而线线粒粒体体是是需需氧氧呼呼吸吸的的主主要要场场所所，因因此此代代谢谢越越旺旺盛盛的的细细胞胞含含有有的线粒体就越多。的线粒体就越多。高温高温光光热热常温常温ATP热热能能4细细胞中葡萄糖的能量利用效率大胞中葡萄糖的能量利用效率大约为约为 。5.细细胞呼吸主要在胞呼吸主要在 中中进进行，分三个行，分三个阶阶段：段：、。(1)糖酵解。糖酵解。场场所：所：；过过程程：1个个葡葡萄萄糖糖分分子子被被分分解解成成2个个含含 的的化化合合物物分分子子，分解分解过过程中程中释释放出放出 能量，形成能量，形成 。30%线线粒体粒体糖酵解糖酵解柠柠檬酸循檬酸循环环电电子子传递链传递链细细胞溶胶胞溶胶3个碳原子个碳原子少量少量ATP少量少量(2)柠柠檬酸循檬酸循环环。场场所：所：；过过程：程：2个含个含3个碳原子的化合物分子被分解，形成个碳原子的化合物分子被分解，形成6个个 分子，分子，释释放出放出 能量，形成能量，形成 ，同，同时时 也被也被释释放出来。放出来。(3)电电子子传递链传递链。场场所：所：；过过程：在程：在电电子子传递链传递链中特殊的分子所携中特殊的分子所携带带的的 和和 分分别经别经过过复复杂杂的步的步骤传递给骤传递给 ，最后形成，最后形成 ，在，在这这个个过过程中程中产产生生 。二氧二氧化碳化碳少量少量ATP线线粒体内膜粒体内膜氢氢电电子子氢氢水水大量的大量的ATP线线粒体基粒体基质质少量少量氧氧6呼吸速率是指呼吸速率是指单单位数量的活体位数量的活体组织组织，在，在 内消耗的内消耗的 或或释释放的放的 的量。的量。单单位位时间时间氧气量氧气量二氧化碳二氧化碳需氧呼吸三个阶段的比较需氧呼吸三个阶段的比较(见下表见下表)阶段项目第一阶段第二阶段第三阶段名称糖酵解柠檬酸循环电子传递链场所细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜反应物葡萄糖(C6H12O6)丙酮酸(CH3COCOOH)H2ONADHO2生成物丙酮酸NADHCO2NADHH2O产生ATP的数量少量少量大量与氧的关系不需O2不需O2必须有O2名名师师提提醒醒(1)糖糖酵酵解解过过程程只只释释放放少少量量的的能能量量，形形成成少少量量的的ATP。此此过过程程中中每每1分分子子葡葡萄萄糖糖可可产产生生2分分子子的的ATP，葡葡萄萄糖糖分分子子中中的的绝绝大大部分化学能仍存在于丙酮酸中。部分化学能仍存在于丙酮酸中。(2)柠柠檬檬酸酸循循环环进进行行的的场场所所为为线线粒粒体体基基质质，丙丙酮酮酸酸在在有有氧氧气气的的条条件件下进入线粒体。下进入线粒体。【巩固巩固1】下图下图是需氧呼吸是需氧呼吸过过程程图图解，解，请请依依图图回答下面的回答下面的问题问题。(1)在在长长方框内依次写出方框内依次写出1、2、3所代表的物所代表的物质质名称。名称。(2)需需氧氧呼呼吸吸的的主主要要场场所所是是_，进进入入该该场场所所的的呼呼吸吸底底物物是是_。(3)在需氧呼吸在需氧呼吸过过程中的第程中的第_阶阶段，能生成大量段，能生成大量ATP。(4)在需氧呼吸在需氧呼吸过过程中，氧的作用是程中，氧的作用是_。解解析析需需氧氧呼呼吸吸过过程程分分为为三三个个阶阶段段，第第一一阶阶段段是是在在细细胞胞溶溶胶胶中中进进行行的的，第第二二、三三阶阶段段是是在在线线粒粒体体内内进进行行的的，这这是是因因为为每每一一阶阶段段所所需需要要的的酶酶不不同同，而而这这些些酶酶所所存存在在的的部部位位不不同同。第第一一阶阶段段：葡葡萄萄糖糖分分解解成成丙丙酮酮酸酸的的过过程程中中，脱脱下下少少量量的的氢氢，释释放放少少量量的的能能量量；第第二二阶阶段段：丙丙酮酮酸酸脱脱下下全全部部的的氢氢，产产生生二二氧氧化化碳碳，释释放放少少量量的的能能量量；第第三三阶阶段段，前两阶段脱下的氢再传递给氧，生成水的过程中，释放大量的能量。前两阶段脱下的氢再传递给氧，生成水的过程中，释放大量的能量。答案答案(1)丙丙酮酮酸酸H2OCO2(2)线线粒体丙粒体丙酮酮酸酸(3)三三(4)与与NADH结结合生成水合生成水1(1)厌厌氧呼吸的氧呼吸的场场所：所：；(2)条条件：件：；(3)过过程程：第第一一阶阶段段与与需需氧氧呼呼吸吸的的第第一一阶阶段段一一样样，进进行行 。第第二二阶阶段段中中，丙丙酮酮酸酸在在 的的催催化化作作用用下下，形形成成不不同同的的产产物物，最最常常见见的的产产物是物是 或或 。2微微生生物物的的发发酵酵的的类类型型：和和 ；特特点点：有有氧氧时时受抑制，如乳酸受抑制，如乳酸细细菌等。菌等。3乳酸乳酸发发酵酵总总反反应应式式：。厌氧呼吸厌氧呼吸 细细胞溶胶胞溶胶糖酵解糖酵解不同不同酶酶乳酸乳酸乙醇和乙醇和CO2乳酸乳酸发发酵酵乙醇乙醇发发酵酵C6H12O62ADP2Pi2CH3CHOHCOOH2ATP无氧无氧酶酶4乙醇乙醇发发酵酵(1)进进行乙醇行乙醇发发酵的微生物主要是酵母菌。酵的微生物主要是酵母菌。总总反反应应如下：如下：。(2)酵母菌属于酵母菌属于 ，为为 生物，呈生物，呈圆圆形、卵形、卵圆圆形或形或椭圆椭圆形，内有形，内有细细胞核、胞核、和和 等等结结构。酵母菌通常以出芽生构。酵母菌通常以出芽生殖的方式繁殖，有的种殖的方式繁殖，有的种类类能能产产生生孢孢子。酵母菌在子。酵母菌在环环境氧气境氧气浓浓度高度高时时可可进进行行 ，在，在环环境氧气境氧气浓浓度低度低时时可可进进行行厌厌氧呼吸，主要是氧呼吸，主要是 ，分解糖，分解糖类产类产生酒精和生酒精和CO2。C6H12O62ADP2Pi2C2H5OH2CO22ATP单细单细胞胞液泡液泡线线粒体粒体酒精酒精发发酵酵酶酶真菌真菌需氧呼吸需氧呼吸思思维维激激活活2 厌厌氧氧呼呼吸吸过过程程中中，只只产产生生少少量量的的能能量量，与与需需氧氧呼呼吸吸相相比，其反比，其反应应物葡萄糖中的能量主要去路有哪些？物葡萄糖中的能量主要去路有哪些？提提示示 去去路路有有3条条：贮贮存存在在ATP中中，以以热热能能形形式式散散失失，贮贮存存在乙醇或乳酸中。在乙醇或乳酸中。需氧呼吸与厌氧呼吸比较需氧呼吸与厌氧呼吸比较(见下表见下表)需氧呼吸厌氧呼吸不同点反应条件需要O2、酶和适宜的温度不需要O2，需要酶和适宜的温度呼吸场所第一阶段在细胞溶胶中，第二、三阶段在线粒体中全过程都在细胞溶胶中分解产物CO2和H2OCO2、酒精或乳酸特点有机物彻底氧化分解，能量完全释放有机物没有彻底氧化分解，能量没完全释放名名师师提提醒醒(1)不不同同生生物物厌厌氧氧呼呼吸吸的的产产物物不不同同，其其原原因因在在于于催催化化反反应应的的酶酶不不同同。微微生生物物的的厌厌氧氧呼呼吸吸称称为为发发酵酵，但但动动植植物物的的厌厌氧氧呼呼吸吸不不能称为发酵。能称为发酵。(2)部部分分真真核核生生物物无无线线粒粒体体(如如蛔蛔虫虫)，只只能能进进行行厌厌氧氧呼呼吸吸。原原核核生生物物无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌。无线粒体，但有些原核生物仍可进行需氧呼吸，如蓝细菌。【巩固巩固2】下下列关于需氧呼吸和列关于需氧呼吸和厌厌氧呼吸的比氧呼吸的比较较，不正确的是，不正确的是()。A两者都是分解有机物，两者都是分解有机物，释释放能量生成放能量生成ATP，供生命活，供生命活动动利用利用B需氧呼吸分解有机物需氧呼吸分解有机物彻彻底，底，厌厌氧呼吸分解有机物不氧呼吸分解有机物不彻彻底底C需氧呼吸氧化有机物，需氧呼吸氧化有机物，厌厌氧呼吸不氧化有机物氧呼吸不氧化有机物D需氧呼吸主要在需氧呼吸主要在线线粒体中完成，粒体中完成，厌厌氧呼吸在氧呼吸在细细胞溶胶中胞溶胶中进进行行解解析析需需氧氧呼呼吸吸主主要要在在线线粒粒体体(包包括括柠柠檬檬酸酸循循环环和和电电子子传传递递链链)中中进进行行，有有机机物物分分解解彻彻底底，产产物物是是CO2和和水水，释释放放大大量量的的能能量量，生生成成大大量量的的ATP供供生生命命活活动动利利用用；氧氧只只参参与与电电子子传传递递链链过过程程，与与H结结合合产产生生水水。厌厌氧氧呼呼吸吸是是在在细细胞胞溶溶胶胶中中进进行行的的，不不需需要要氧氧的的参参与与，有有机机物分解不彻底，产物为小分子的有机物，如乳酸、乙醇等。物分解不彻底，产物为小分子的有机物，如乳酸、乙醇等。答案答案C细胞呼吸类型的判断细胞呼吸类型的判断 氧浓度/%abcd产生CO2的量/mol912.51530产生酒精的量/mol96.560A.氧气氧气浓浓度度为为a时时酵母菌需氧呼吸速率等于酵母菌需氧呼吸速率等于厌厌氧呼吸速率氧呼吸速率B氧气氧气浓浓度度为为b时时酵母菌需氧呼吸速率大于酵母菌需氧呼吸速率大于厌厌氧呼吸速率氧呼吸速率C氧氧气气浓浓度度为为c时时有有质质量量分分数数为为50%的的葡葡萄萄糖糖用用于于酵酵母母菌菌的的酒酒精精发发酵酵D氧气氧气浓浓度度为为d时时酵母菌只酵母菌只进进行需氧呼吸，未行需氧呼吸，未进进行行厌厌氧呼吸氧呼吸思维导图：思维导图：规律方法规律方法据据CO2释放量释放量O2消耗量判断细胞呼吸状态消耗量判断细胞呼吸状态在在以以C6H12O6为为呼呼吸吸底底物物的的情情况况下下，CO2释释放放量量和和O2的的消消耗耗量量是是判判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：(1)无无CO2释释放放时时，细细胞胞只只进进行行乳乳酸酸发发酵酵，此此种种情情况况下下，容容器器内内气气体体体积不发生变化。体积不发生变化。(2)不不消消耗耗O2，但但产产生生CO2，细细胞胞只只进进行行酒酒精精发发酵酵。此此种种情情况况下下容容器内气体体积可增大。器内气体体积可增大。(3)当当CO2释释放放量量等等于于O2消消耗耗量量时时，细细胞胞只只进进行行需需氧氧呼呼吸吸，此此种种情情况下，容器内气体体积不变化。况下，容器内气体体积不变化。技法必备技法必备单单一一变变量量原原则则是是指指其其他他因因素素不不变变，只只改改变变其其中中一一个个因因素素。(要要研研究究的的因因素素，即即自自变变量量)，然然后后观观察察这这个个变变量量对对实实验验结结果果的的影影响响。设设置置对对照照实验实验确定自确定自变变量后，量后，应应控制其他无关控制其他无关变变量相同且适宜。量相同且适宜。实验的单一变量原则及其控制实验的单一变量原则及其控制 能力展示能力展示甲甲图图是是测测量量种种子子萌萌发发时时锥锥形形瓶瓶中中气气体体体体积积变变化化的的实实验验装装置置。锥锥形形瓶瓶中中放放的的种种子子事事先先用用水水浸浸泡泡过过并并在在稀稀释释的的消消毒毒剂剂中中清清洗洗过过(不不影影响响种种子子的的生生命命力力)。实实验验开开始始时时U形形管管左左侧侧与与右右侧侧液液面面相相平平，每每隔隔0.5 h利利用用标标尺尺量量出出右右侧侧管管内内的的液液面面高高度度变变化化，实实验验结结果果见见乙表。回答下列乙表。回答下列问题问题。时间00.51.01.52.02.53.03.54.0标尺读数cm2.33.13.94.85.66.47.07.37.3乙(1)此此实验实验的目的是的目的是_。(2)03.5 h内内气气体体体体积积变变化化的的原原因因是是_，分分析析3.54h内内标标尺尺读读数没增加，最可能的原因数没增加，最可能的原因_。(3)请请你你设计该实验设计该实验的的对对照照实验实验：_。(4)由由于于外外界界温温度度、压压强强的的改改变变导导致致气气体体体体积积改改变变，在在对对照照实实验验中中气气体体体体积积变变化化为为在在2 h内内0.2个个单单位位，那那么么同同等等条条件件下下萌萌发发的的种种子子此此时实际时实际呼吸速率是呼吸速率是_(单单位位/h)。解解析析分分析析题题干干中中的的自自变变量量可可以以推推测测出出实实验验目目的的，在在设设计计对对照照实实验验时时，要要注注意意单单一一变变量量原原则则，用用“等等量量的的死死种种子子代代替替实实验验中中的的活活种种子子”。2 h标标尺尺读读数数为为5.6，减减去去基基数数2.3，减减去去误误差差0.2,1 h消消耗耗氧氧气气(5.62.30.2)/21.55.答案答案(1)测测定种子萌定种子萌发时发时吸收氧气的速率吸收氧气的速率(2)种子有氧呼吸吸收种子有氧呼吸吸收O2，放出的，放出的CO2被被KOH溶液吸收，溶液吸收，锥锥形瓶中形瓶中气体体气体体积积减小种子减小种子进进行无氧呼吸，不消耗行无氧呼吸，不消耗O2(3)用等量的在消毒用等量的在消毒剂剂中清洗中清洗过过的死种子代替的死种子代替实验实验中的活种子，其中的活种子，其他装置与他装置与实验组实验组相同相同(4)1.55解解析析本本题题主主要要考考查查需需氧氧呼呼吸吸的的相相关关内内容容。具具体体分分析析如如下下：需需氧氧呼呼吸吸三三个个阶阶段段均均产产生生ATP；需需氧氧呼呼吸吸的的第第三三阶阶段段既既需需要要氧氧的的参参与与，又又需需要要酶酶的的催催化化；需需氧氧呼呼吸吸的的最最终终产产物物为为水水和和二二氧氧化化碳碳；原原核核生生物物虽虽无无线线粒粒体体，但但只只要要含含有有与与需需氧氧呼呼吸吸有有关关的的酶酶，就就可可进进行行需需氧氧呼呼吸吸，如硝化细菌。如硝化细菌。答案答案D2下列关于真核下列关于真核细细胞呼吸的胞呼吸的说说法，正确的是法，正确的是()。A厌厌氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反氧呼吸是不需氧的呼吸，因而其底物分解不属于氧化反应应B水果水果贮贮藏在完全无氧的藏在完全无氧的环环境中，可将境中，可将损损失减小到最低程度失减小到最低程度C厌厌氧呼吸的氧呼吸的酶酶存在于存在于细细胞溶胶和胞溶胶和线线粒体中粒体中D需氧呼吸的需氧呼吸的酶酶存在于存在于细细胞溶胶、胞溶胶、线线粒体内膜、粒体内膜、线线粒体基粒体基质质中中解解析析厌厌氧氧呼呼吸吸不不需需要要氧氧气气参参加加，但但与与需需氧氧呼呼吸吸一一样样属属于于氧氧化化反反应应，场场所所是是细细胞胞溶溶胶胶；需需氧氧呼呼吸吸的的场场所所是是细细胞胞溶溶胶胶和和线线粒粒体体；贮贮藏藏水水果果应在低氧环境。应在低氧环境。答案答案D3下列反下列反应应在在细细胞溶胶和胞溶胶和线线粒体内均能完成的是粒体内均能完成的是()。A葡萄糖葡萄糖丙丙酮酮酸酸 B丙丙酮酮酸酸酒精酒精CO2CADPPi能量能量ATP DH2OHO2解解析析在在细细胞胞溶溶胶胶中中，葡葡萄萄糖糖在在酶酶的的作作用用下下分分解解成成丙丙酮酮酸酸，同同时时释释放放能能量量并并合合成成ATP。在在线线粒粒体体内内，丙丙酮酮酸酸彻彻底底氧氧化化分分解解释释放放出出能能量量并合成并合成ATP。答案答案C4与与柠柠檬酸循檬酸循环环有关的有关的酶酶主要分布于主要分布于()。A线线粒体内膜上粒体内膜上 B细细胞溶胶中胞溶胶中C线线粒体基粒体基质质中中 DA、C项项内容内容解解析析糖糖酵酵解解形形成成的的丙丙酮酮酸酸进进入入线线粒粒体体进进行行柠柠檬檬酸酸循循环环，其其具具体体的的反反应应场场所所为为线线粒粒体体基基质质，所所以以有有关关的的酶酶主主要要分分布布于于线线粒粒体体基基质质中中，也有少量有关的酶分布在嵴上。也有少量有关的酶分布在嵴上。答案答案C课堂小结课堂小结