教育专题：呼吸复习课件.ppt

能量问题是整个生物学知识体系中的一个能量问题是整个生物学知识体系中的一个中心辐射点，是细胞生命活动最重要的部分，中心辐射点，是细胞生命活动最重要的部分，在高考中涉及到细胞呼吸的内容也是最多的。在高考中涉及到细胞呼吸的内容也是最多的。本讲内容中，有氧呼吸和无氧呼吸的过程及本讲内容中，有氧呼吸和无氧呼吸的过程及比较是重点和难点，应引起我们的重视。涉比较是重点和难点，应引起我们的重视。涉及这部分的考题多与生活和生产相联系，进及这部分的考题多与生活和生产相联系，进行实验设计和分析，并得出相应的结论。行实验设计和分析，并得出相应的结论。一、细胞呼吸的概念：一、细胞呼吸的概念：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化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，释放出能分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成量并生成ATPATP的过程。的过程。二、细胞呼吸的方式：二、细胞呼吸的方式：（一）、（一）、探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式1、原理：、原理：2、假设：、假设：有氧呼吸产生有氧呼吸产生H2O和和CO2无氧呼吸产生无氧呼吸产生C2H5OH和和CO2。实验流程实验流程2 2、有氧呼吸：、有氧呼吸：（1 1）主要场所）主要场所线粒体线粒体 内膜酶基质酶C6H12O62 丙酮酸酶能量能量 4 H+6 H2O酶20 H2 ATP6 CO2+能量能量有氧呼吸的全过程+6 O2酶12 H2O+能量能量ADP+Pi2 ATPADP+Pi34 ATPADP+Pi酶酶酶H指的是氧化型辅酶指的是氧化型辅酶（NAD+）转化成还原转化成还原型辅酶型辅酶（NADH）思考：产物 H2O 和 CO2 中的O来自葡萄糖还是氧气？有氧呼吸在哪个阶段才需要大量的氧气？（2）过程：过程：第一阶段：第一阶段：糖酵解第二阶段：第二阶段：三羧酸循环第三阶段：第三阶段：氧化磷酸化(细胞质基质)(线粒体基质)(线粒体内膜)C6H12O6 2 CH3COCOOH+4 H+2 ATP酶2 CH3COCOOH+6 H2O 6 CO2+20 H+2 ATP酶24 H+6 O2 12 H2O +34 ATP酶C6H12O6+6 H2O+6 O2 6 CO2+12 H2O+能量能量酶（3）总反应式：）总反应式：在细胞内，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解后产生2870 KJ的能量，其中有1161 KJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。（4）概念概念：指细胞在指细胞在氧氧的参与下，通过的参与下，通过酶酶的催化的催化作用，把作用，把糖类等糖类等有机物彻底氧化分解，产生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。二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。3、无氧呼吸：(1)进行场所：细胞质基质(2)过程：C6H12O64 H 2C2H5OH+2CO2酶酶酶酶2C3H6O32CH3COCOOH酶酶2ATP动物：乳酸植物：酒精玉米胚马铃薯块茎乳酸乳酸发酵：酒精发酵：无氧呼吸全过程(3)总反应式：(4)概念:是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程。酶酶C C6 6H Hl2l2O O6 6 2C2C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO)+2CO2 2+能量能量 酶酶C C6 6H Hl2l2O O6 6 2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)+)+能量能量 高等植物和高等动物细胞呼吸的主要形式是高等植物和高等动物细胞呼吸的主要形式是有氧呼吸，但在缺氧条件下，部分组织细胞仍保持有氧呼吸，但在缺氧条件下，部分组织细胞仍保持着无氧呼吸的能力。如在水淹情况下，着无氧呼吸的能力。如在水淹情况下，高等植物高等植物可可以进行短时间无氧呼吸，将葡萄糖分解成以进行短时间无氧呼吸，将葡萄糖分解成酒精和二酒精和二氧化碳氧化碳，并且释放少量能量，以适应缺氧的环境。，并且释放少量能量，以适应缺氧的环境。又如又如马铃薯块茎、甜菜块根马铃薯块茎、甜菜块根等进行无氧呼吸时却产等进行无氧呼吸时却产生乳酸。而高等动物和人在局部组织缺氧时，其细生乳酸。而高等动物和人在局部组织缺氧时，其细胞进行无氧呼吸均产生胞进行无氧呼吸均产生乳酸乳酸。类类 型型比较项目比较项目 场场 所所主要在线粒体内主要在线粒体内细胞质基质细胞质基质是否需氧是否需氧需需不需不需分解产物分解产物C C2 2H H5 5OH+COOH+CO2 2或或 C C3 3H H6 6O O3 3释放能量释放能量2870KJ2870KJ、38ATP38ATP196.65KJ196.65KJ、2ATP2ATP有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸4 4、有、有氧氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：呼吸与无氧呼吸之间的区别：COCO2 2 和和 H H2 2O O 5.5.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点及联系：有氧呼吸与无氧呼吸的相同点及联系：(1)(1)过程方面过程方面:从葡萄糖到丙酮酸，第一阶段完全相同从葡萄糖到丙酮酸，第一阶段完全相同;(2)(2)实质方面实质方面:都在细胞内进行有机物的氧化分解都在细胞内进行有机物的氧化分解,并且释并且释放能量放能量,提供给生命活动。提供给生命活动。(3)(3)进化方面进化方面:有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。四、细胞呼吸的意义四、细胞呼吸的意义1.1.为生物体的生命活动提供能量为生物体的生命活动提供能量 细胞呼吸释放的能量细胞呼吸释放的能量,一部分转变一部分转变为为热能而散失热能而散失;另一部分储存在另一部分储存在ATPATP中中 ATP ATP 水解后释放出的能量可用于细胞水解后释放出的能量可用于细胞 分裂、矿质吸收、肌肉收缩、神经冲分裂、矿质吸收、肌肉收缩、神经冲动及冲动的传导等各项生命活动。动及冲动的传导等各项生命活动。2.2.为体内其他化合物的合成提供原料为体内其他化合物的合成提供原料 细胞呼吸过程产生的一些中间产物细胞呼吸过程产生的一些中间产物,可以成为合成体内一些重要化合物的原可以成为合成体内一些重要化合物的原料。料。如丙酮酸，可以通过氨基转换作用如丙酮酸，可以通过氨基转换作用合成丙氨酸。合成丙氨酸。三、影响细胞呼吸速率的因素三、影响细胞呼吸速率的因素（一）、呼吸速率的概念（一）、呼吸速率的概念指单位数量的活体组织，在单位时间内指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。分解有机物的速率。1、衡量方式：、衡量方式：一般以测定细胞或生物体释放二氧化碳或吸一般以测定细胞或生物体释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。收氧气的速率来衡量呼吸速率。2、影响呼吸速率的外界因素、影响呼吸速率的外界因素（1）、温度：）、温度：生产上，常利用降温的方法来延长蔬果的贮存时间。生产上，常利用降温的方法来延长蔬果的贮存时间。大棚栽培时，则可适当降低夜间温度，以减少有机物大棚栽培时，则可适当降低夜间温度，以减少有机物的消耗。的消耗。农民冬种红薯和马铃薯时，常常运用培土起畦的方法，农民冬种红薯和马铃薯时，常常运用培土起畦的方法，以便白天土壤能吸收更多太阳能，提高土温，促进吸以便白天土壤能吸收更多太阳能，提高土温，促进吸收更多的矿质元素，夜晚又能快速降温，以减弱呼吸收更多的矿质元素，夜晚又能快速降温，以减弱呼吸作用，减少有机物的消耗，从而达到增产的目的。作用，减少有机物的消耗，从而达到增产的目的。例例1.图图1表示在不同温度条件下，测到的植物光合作用同表示在不同温度条件下，测到的植物光合作用同化二氧化碳量和呼吸作用释放二氧化碳量的变化曲线。据化二氧化碳量和呼吸作用释放二氧化碳量的变化曲线。据图回答：图回答：（1）在该实验条件下，使植物体中有机物增加最快的温）在该实验条件下，使植物体中有机物增加最快的温度是度是_。（2）在该实验条件下，植物体中有机物开始减少的温度）在该实验条件下，植物体中有机物开始减少的温度是是_。（3）要使该植物有机物增加，除改变温度条件外，还可）要使该植物有机物增加，除改变温度条件外，还可以改变实验中的以改变实验中的_两个条件。两个条件。答案：（答案：（1）25（2）40（3）光照强）光照强度和二氧化碳浓度。度和二氧化碳浓度。（2）、氧气浓度：）、氧气浓度：对有氧呼吸的影响：对有氧呼吸的影响：对无氧呼吸的影响：对无氧呼吸的影响：氧气对无氧呼吸有抑制作用，当氧气浓度氧气对无氧呼吸有抑制作用，当氧气浓度逐渐升高时，无氧呼吸逐渐减弱，最后消失，逐渐升高时，无氧呼吸逐渐减弱，最后消失，而有氧呼吸则逐渐增强。而有氧呼吸则逐渐增强。两者关系可以用右图两者关系可以用右图曲线说明。曲线说明。图中曲线图中曲线OAF是有氧呼吸释放是有氧呼吸释放CO2的变化量的变化量 曲线曲线CAB是无氧呼吸释放二氧是无氧呼吸释放二氧化碳变化量化碳变化量 曲线曲线CDF是是CO2释放的总量变释放的总量变化曲线。化曲线。其中的其中的E点和点和B点都是无氧点都是无氧呼吸消失点，呼吸消失点，A点和点和D点是点是呼吸作用最弱点，呼吸作用最弱点，F点是氧点是氧气饱和点，氧浓度超过此气饱和点，氧浓度超过此点，再提高氧浓度，呼吸点，再提高氧浓度，呼吸作用也不再增强了。作用也不再增强了。在贮存蔬果时，常常运用降低氧浓度（如充氮在贮存蔬果时，常常运用降低氧浓度（如充氮气或充二氧化碳）的方法来达到保鲜目的，一般把气或充二氧化碳）的方法来达到保鲜目的，一般把氧浓度降到无氧呼吸消失点。氧浓度降到无氧呼吸消失点。如果氧浓度太低，植物组织进行无氧呼吸产生如果氧浓度太低，植物组织进行无氧呼吸产生酒精，酒精对细胞有毒害作用，影响保鲜。酒精，酒精对细胞有毒害作用，影响保鲜。给植物松土或无土栽培时充入氧气，以增强根给植物松土或无土栽培时充入氧气，以增强根细胞的呼吸作用，促进吸收更多的矿质营养。细胞的呼吸作用，促进吸收更多的矿质营养。在酿酒时，先通入氧气，促进有氧呼吸，加快在酿酒时，先通入氧气，促进有氧呼吸，加快酵母繁殖，然后创造一个无氧环境，加速酒精发酵。酵母繁殖，然后创造一个无氧环境，加速酒精发酵。例例2.将质量均为将质量均为x克的苹果肉分别放在克的苹果肉分别放在O2浓浓度不同的密闭容器中，度不同的密闭容器中，1h后测定后测定O2的吸收量的吸收量和和CO2的释放量（如下表）。请回答：的释放量（如下表）。请回答：变化量变化量O2相对浓度相对浓度变化量O2相对浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量(mol)00.10.20.30.40.50.60.70.81CO2释放量(mol)10.80.60.50.40.50.60.70.81变化量O2相对浓度01%2%3%5%7%10%15%20%25%O2吸收量(mol)00.10.20.30.40.50.60.70.81CO2释放量(mol)10.80.60.50.40.50.60.70.81（1）在）在O2相对浓度为相对浓度为3%时，苹果肉细胞时，苹果肉细胞的呼吸方式为的呼吸方式为_；x克苹果肉每小克苹果肉每小时分解葡萄糖时分解葡萄糖_mol。（2）贮藏苹果的环境中，适宜的）贮藏苹果的环境中，适宜的O2相对浓相对浓度为度为_。原因是。原因是_。（2）贮藏苹果的环境要保证呼吸强度最低）贮藏苹果的环境要保证呼吸强度最低而又没有无氧呼吸。这样可以延缓有机物的而又没有无氧呼吸。这样可以延缓有机物的消耗，又不至于使无氧呼吸产生的酒精破坏消耗，又不至于使无氧呼吸产生的酒精破坏苹果细胞。所以在苹果细胞。所以在O2相对浓度相对浓度5%时是最合时是最合适的。因为此时无氧呼吸消失，没有酒精产适的。因为此时无氧呼吸消失，没有酒精产生；同时有氧呼吸也相对较弱，分解有机物生；同时有氧呼吸也相对较弱，分解有机物比较缓慢。比较缓慢。（3）、二氧化碳浓度：）、二氧化碳浓度：（4）、水）、水 对植物种子而言，含水量高，种子的呼吸对植物种子而言，含水量高，种子的呼吸作用就强。作用就强。这是贮藏种子时为什么总要晒干的原因。这是贮藏种子时为什么总要晒干的原因。但是对陆生植物而言，土壤中的含水量过但是对陆生植物而言，土壤中的含水量过高，就会影响土壤的氧气量，从而影响根的高，就会影响土壤的氧气量，从而影响根的呼吸作用。呼吸作用。例例3.下图表示含水量不同的玉米种子的呼吸速率下图表示含水量不同的玉米种子的呼吸速率CO2mg/100g种子种子h，请回答下列问题：，请回答下列问题：（1）玉米种子的呼吸速率与含水量的关系如何？）玉米种子的呼吸速率与含水量的关系如何？_。（2）为了使种子安全贮藏，种子的含水量应控制在）为了使种子安全贮藏，种子的含水量应控制在_以下。以下。（3）呼吸速率高的种子堆会出现发潮发热现象，原）呼吸速率高的种子堆会出现发潮发热现象，原因是因是_。在一定范围内，种子的呼吸在一定范围内，种子的呼吸速率随着含水量的升高而加速率随着含水量的升高而加快。快。种子的含水量应控制在种子的含水量应控制在12%以下。以下。种子在呼吸分解有机物时，种子在呼吸分解有机物时，释放大量能量，同时有水生释放大量能量，同时有水生成，所以会出现发潮发热现成，所以会出现发潮发热现象。象。(二）、呼吸方式的探究及呼吸速率的测定的二）、呼吸方式的探究及呼吸速率的测定的实验分析题实验分析题 在科学研究中常用呼吸商（在科学研究中常用呼吸商（RQ释放的二氧化碳体积释放的二氧化碳体积/消耗的氧体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。消耗的氧体积）表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种子呼吸商的装置如图测定发芽种子呼吸商的装置如图122。关闭活塞，在关闭活塞，在25下经下经20分钟读出刻度管中着色液移动分钟读出刻度管中着色液移动距离。设装置距离。设装置1和装置和装置2的着色液分别向左移动的着色液分别向左移动x和和y（mm）。）。x和和y值反映了容器内气体体积的减少。请回值反映了容器内气体体积的减少。请回答：答：（1）装置）装置1的小瓶中加入的小瓶中加入NaOH溶液的目的是溶液的目的是 。（2）x代表代表 值，值，y代表代表 值。值。（3）若测得）若测得x200（mm），），y30（mm），则该），则该发芽种子的呼吸商是发芽种子的呼吸商是 。（4）若要测定已长出一片真叶幼苗的）若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ值，则应将值，则应将该装置放于何种条件下进行，为什么？该装置放于何种条件下进行，为什么？（5）为使测得的）为使测得的x和和y值更精确，还应再设置一对照装置。值更精确，还应再设置一对照装置。对照装置的容器和小瓶中应分别放入对照装置的容器和小瓶中应分别放入 。设对。设对照的目的是照的目的是 吸收呼吸产生的二氧化碳吸收呼吸产生的二氧化碳（2）消耗氧的体积）消耗氧的体积 消耗氧和释放二氧化碳的体积之差消耗氧和释放二氧化碳的体积之差（3）0.85（4）黑暗。避免因为幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用）黑暗。避免因为幼苗进行光合作用，干扰呼吸作用的气体量的变化的气体量的变化（5）死的发芽种子和蒸馏水）死的发芽种子和蒸馏水 用于校正装置用于校正装置1和和2内因物内因物理因素（或非生物因素）引起的容积变化理因素（或非生物因素）引起的容积变化