（浙江选考）高考生物一轮复习 第三单元 第7讲 细胞呼吸课件-人教版高三全册生物课件.pptx

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1、第第7 7讲细胞呼吸讲细胞呼吸教材研读知识知识1细胞呼吸的原理细胞呼吸的原理一、细胞呼吸一、细胞呼吸1.含义含义:细胞内进行的将糖类等有机物分解为无机物或者小分子有机物,并且释放出能量的过程。2.分类分类二、需氧呼吸二、需氧呼吸1.含义含义:细胞在氧气的参与下,把糖分子氧化成二氧化碳和水,并释放能量,生成大量ATP的过程。2.反应式反应式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。3.过程过程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、嵴线粒体内膜物质变化(反应式)C6H12O6丙酮酸+H丙酮酸+H2OCO2+H H+O2 H2O产能情况少量

2、ATP少量ATP大量ATP4.特点特点:在常温下发生,所产生的能量中有相当一部分贮存在ATP中,能量利用率比现代机械很高。5.实质实质:葡萄糖中的碳氧化为二氧化碳,其中的氢被氧化成水。三、厌氧呼吸三、厌氧呼吸1.含义含义:细胞在无氧条件下,将糖分子分解成乳酸(或乙醇和二氧化碳),并释放能量,生成少量ATP的过程。2.乳酸发酵和乙醇发酵乳酸发酵和乙醇发酵场所反应物生成物第一阶段:糖酵解细胞溶胶葡萄糖丙酮酸、H和少量能量第二阶段乳酸发酵丙酮酸、H乳酸乙醇发酵丙酮酸、H乙醇和二氧化碳知识知识2影响细胞呼吸的因素及应用影响细胞呼吸的因素及应用1.细胞呼吸的意义细胞呼吸的意义:为生物体的生命活动提供能量

3、,为其他化合物的合成提供碳骨架。2.影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素:内因包括物种、发育阶段、部位等因素,外因主要有温度、O2浓度、CO2浓度、水,其中,在一定范围内,呼吸作用强度随着温度或O2浓度的增加而增强;环境中CO2的浓度越高,细胞呼吸作用越弱;细胞的含水量越高,细胞呼吸作用越强。3.细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用(1)粮食的储存:低温、低氧、干燥等。(2)蔬菜水果的保鲜:零上低温、适当的湿度、低氧等。1.下列关于细胞呼吸的叙述,正确的是(A)A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行B.需氧呼吸的三个阶段都产生了HC.线粒体是进行需氧呼吸的唯一场所D.叶肉细胞在光照下不进行呼吸作用答

4、案答案A2.(2019绍兴选考模拟)需氧呼吸包括3个阶段,下列关于柠檬酸循环的叙述,正确的是(C)A.形成大量ATPB.相关的酶全分布在线粒体基质中C.该阶段有CO2生成D.释放出少量氢原子答案答案C柠檬酸循环产生少量ATP,电子传递链产生大量ATP,A 错误;与柠檬酸循环有关的酶分布在线粒体基质和嵴上,B错误;该阶段的产物有二氧化碳、H和ATP,C 正确;糖酵解释放少量氢原子,柠檬酸循环释放大量氢原子,D错误。3.(2019绍兴段考)下列关于人体细胞呼吸的叙述,正确的是(D)A.在柠檬酸循环中已有彻底氧化产物CO2产生,故有大量ATP生成B.需氧呼吸的第三阶段是特殊分子所携带的H+在线粒体基

5、质中与氧形成水C.人剧烈运动后,产生酸痛是厌氧呼吸产生的酒精刺激神经末梢引起的D.是否产生CO2可以作为区分人体细胞进行需氧呼吸与厌氧呼吸的标志答案答案D在柠檬酸循环中已经彻底氧化有机物,产生CO2,但释放的能量不多,生成的ATP较少,A错误;需氧呼吸产生的H实际是一部分氢原子形成的NADH,其中的H在线粒体内膜上与氧结合生成水,B错误;剧烈运动时,部分骨骼肌细胞进行厌氧呼吸产生乳酸,但不能产生酒精,C错误;人体厌氧呼吸不产生CO2,而需氧呼吸会产生CO2,所以可以通过CO2区分两种人体细胞呼吸方式,D正确。4.(2019温州期中)下列关于人体细胞厌氧呼吸的叙述,错误的是(A)A.产生的乳酸运

6、至肝脏后被分解B.产生ATP时伴有H的生成C.剧烈运动时CO2的产生与厌氧呼吸无关D.肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施答案答案A产生的乳酸运至肝脏后再生成葡萄糖,A错误;厌氧呼吸第一阶段能够释放能量,产生ATP,同时有H的生成,B正确;人体细胞厌氧呼吸只能产生乳酸,因此剧烈运动时CO2的产生与厌氧呼吸无关,C正确;肌肉细胞进行厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施,D正确。考点一需氧呼吸和厌氧呼吸考点一需氧呼吸和厌氧呼吸需氧呼吸和厌氧呼吸过程的分析与比较考点突破比较项目需氧呼吸厌氧呼吸过程模型不同点反应条件需O2、酶和适宜的温度不需O2,需要酶和适宜的温度场所第一阶段:细胞溶胶第

7、二阶段:线粒体基质、嵴第三阶段:线粒体内膜第一阶段:细胞溶胶第二阶段:细胞溶胶物质变化第一阶段:C6H12O6丙酮酸+H第二阶段:丙酮酸+H2OCO2+H第三阶段:H+O2H2O第一阶段:C6H12O6丙酮酸+H第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成乙醇和CO2或转化成乳酸不同点能量变化有机物中的化学能释放能量较多,1mol葡萄糖释放的能量可生成约30molATP较少,1mol葡萄糖释放的能量可生成约2molATP相同点过程第一阶段都是在细胞溶胶中发生糖酵解过程,产物都为丙酮酸和H实质分解有机物,释放能量意义为生命活动提供能量,为物质转化提供原料联系厌氧呼吸 需氧呼吸知识归纳知识归纳细胞

8、呼吸中H和ATP的来源和去路分析项目来源去路需氧呼吸厌氧呼吸需氧呼吸厌氧呼吸H葡萄糖、丙酮酸和水葡萄糖与O2结合生成H2O还原丙酮酸ATP三个阶段都产生只在第一阶段产生用于各项生命活动(绿色植物光合作用的碳反应等除外)一、细胞呼吸类型的判断方法一、细胞呼吸类型的判断方法1.根据根据O2消耗与消耗与CO2产生的量来判断产生的量来判断在以C6H12O6为呼吸底物的情况下,CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据,总结如下:CO2释放和O2消耗情况密闭容器内气体体积变化呼吸类型不消耗O2,无CO2释放此种情况下,容器内气体体积不发生变化细胞只进行产生乳酸的厌氧呼吸不消耗O2,有CO2释放

9、此种情况下,容器内气体体积增大。但若将CO2吸收,容器内气体体积不变细胞只进行产生乙醇和CO2的厌氧呼吸O2的消耗量等于CO2释放量此种情况下,容器内气体体积不发生变化。但若将CO2吸收,可引起容器内气体体积减小细胞只进行需氧呼吸O2的消耗量小于CO2释放量此种情况下,容器内气体体积增大。但若将CO2吸收,容器内气体体积变小细胞同时进行需氧呼吸和产生乙醇和二氧化碳的厌氧呼吸2.依据反应场所判断依据反应场所判断注意真核生物与原核生物需氧呼吸场所的区别。3.通过实验来判断通过实验来判断欲确认某生物的呼吸类型,应设置两套呼吸装置,如图所示(以发芽种子为例):实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动只

10、进行产乳酸的厌氧呼吸不动右移只进行产乙醇和CO2的厌氧呼吸左移右移进行需氧呼吸以及产乙醇和CO2的厌氧呼吸左移不动只进行需氧呼吸或进行需氧呼吸和产乳酸的厌氧呼吸实验结果预测和结论:为使实验结果精确、减少无关变量的干扰,还应设置对照装置。对照装置与装置二相比,不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均相同。二、细胞呼吸速率的测定方法二、细胞呼吸速率的测定方法1.测定原理测定原理细胞呼吸速率通常用CO2生成速率或O2消耗速率来表示,一般用如图装置进行测定。细胞呼吸既产生CO2使装置内气压升高,又消耗O2使装置内气压降低。为了测定真实的呼吸情况,应只对其中一种气体变化进行测定。为此,往往向装置

11、内添加NaOH溶液或KOH溶液以吸收其中的CO2。用单位时间内液滴向左移动的距离代表细胞呼吸消耗O2的速率。2.测定装置测定装置若以绿色植物为实验材料,整个装置必须做遮光处理,否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。如图所示:3.物理实验误差的校对物理实验误差的校对为了防止气压、温度等非呼吸因素所引起的误差,应设置对照实验,将所测的生物材料灭活(如种子煮熟),其他条件均不变。如果对照组液滴发生了移动,说明存在实验误差。若对照组液滴移动方向与实验组相同,则需要用实验组数据减去校对出的误差。若对照组液滴移动方向与实验组相反,则需要用实验组数据加上校对出的误差。典例典例1图示为乙醇发酵的实验装置,滴

12、管下部装有酵母菌与苹果汁的混合液,试管中装满水。下列叙述中,错误的是(D)A.试管中装满水有利于实验现象的观察B.试管中装满水为实验提供无氧环境C.若向混合液中通入空气,则乙醇发酵会受抑制D.实验过程中丙酮酸被氧化分解产生乙醇和CO2答案答案D解析解析乙醇发酵的产物是乙醇和CO2,试管中装满水有利于观察CO2的产生,A正确。试管中装满水可以隔绝空气,为实验提供无氧环境,B正确。氧气会抑制无氧呼吸的过程,因此若向混合液中通入空气,则乙醇发酵会受抑制,C正确。实验过程中葡萄糖被氧化分解产生乙醇和CO2,D错误。1-1如图装置可用于测定动物的呼吸速率。下列关于该装置的叙述错误的是(D)A.试管内加入

13、的试剂是NaOH溶液B.温水的作用是使瓶内温度相对稳定C.实验中玻璃管内的红墨水向右移动D.该装置直接测定动物呼吸释放的CO2量答案答案D解析解析该装置通过瓶内的气压变化来测定动物的呼吸速率。由于呼吸作用过程中有CO2和O2两种气体的变化,因此通过在试管内放NaOH溶液来吸收CO2,消除CO2对瓶内气压的影响,测出动物呼吸时所消耗的氧气量,而不是直接测得动物呼吸时所释放的CO2量,A正确,D错误;将广口瓶放入盛有温水的水槽内是为了使瓶内温度恒定,B正确;动物呼吸消耗氧气会使瓶内的气压降低,因此红墨水会向右移动,C正确。1-2种子萌发时可能进行需氧呼吸,也可能进行产生酒精的厌氧呼吸。为探究两种呼

14、吸的情况,现设计如图装置,假设呼吸底物均为葡萄糖,同时关闭活塞,经过20min后再观察红色液滴移动情况,下列对实验结果的分析不符合实际的是(C)A.装置1液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗O2的体积,装置2液滴向右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和消耗O2的体积之差B.若装置1液滴左移,装置2液滴不移动,则说明萌发的种子只进行需氧呼吸C.若装置1的液滴左移,装置2的液滴也左移,则说明萌发的种子既进行需氧呼吸也进行厌氧呼吸D.若装置1液滴不移动,装置2液滴右移,则说明萌发的种子只进行厌氧呼吸答案答案C解析解析根据题意可知,装置1的红色液滴向左移动的体积是细胞需氧呼吸消耗O2的体积,装置2的红色液滴向

15、右移动的体积是细胞呼吸释放CO2和需氧呼吸消耗O2的体积之差,A正确;根据以上分析,若装置1的红色液滴左移,装置2的红色液滴不移动,才能说明萌发的种子只进行需氧呼吸,B正确;根据题意分析可知,若装置1的红色液滴左移(进行了需氧呼吸),装置2的红色液滴右移(进行了厌氧呼吸),则说明萌发的种子既进行需氧呼吸也进行厌氧呼吸,C错误;若装置1的红色液滴不移动(没有进行需氧呼吸),装置2的红色液滴右移(进行了厌氧呼吸),则说明萌发的种子只进行厌氧呼吸,D正确。考点二细胞呼吸过程中原子的转移考点二细胞呼吸过程中原子的转移需氧呼吸各元素来源及去路(1)CO2是在第二阶段产生的,是丙酮酸和水反应生成的,CO2

16、中的氧来自丙酮酸和水,这个过程在线粒体基质、嵴上进行。(2)O2参与反应的阶段是第三阶段,H和O2结合生成水,所以呼吸作用产物水中的氧来自O2,这个过程在线粒体内膜上进行。(3)需氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水,反应物中的水在第二阶段与丙酮酸反应,生成物中的水是需氧呼吸第三阶段H和O2结合生成的。需氧呼吸与厌氧呼吸混合时的计算对比需氧呼吸与产生酒精和二氧化碳的厌氧呼吸反应式,可发现如下规律:(1)若消耗等量的葡萄糖,需氧呼吸与厌氧呼吸产生CO2的摩尔数之比为31。(2)若消耗等量的葡萄糖,细胞呼吸消耗的O2与产生的CO2摩尔数之比为34。(3)若需氧呼吸与厌氧呼吸产生等量的CO2,则需氧

17、呼吸与厌氧呼吸消耗葡萄糖之比为13。典例典例2真核细胞需氧呼吸的基本过程示意图如图。下列叙述正确的是(D)A.阶段A为糖酵解,该阶段的产物有丙酮酸、物质和HB.阶段B为柠檬酸循环,该代谢途径只存在于真核细胞中C.阶段C为电子传递链,该阶段产生少量ATPD.一个柠檬酸循环可以产生2个物质解题关键理解下列呼吸作用的具体过程,尤其是反应物C6H12O6、H2O、O2中各原子的转移途径,和产物CO2、H2O各原子的来源。答案答案D解析解析阶段A为糖酵解,该阶段的产物有丙酮酸、ATP和H,A错误;阶段B为柠檬酸循环,该代谢途径存在于真核细胞的线粒体中,但在需氧型原核生物的细胞溶胶中,也可以进行该过程,B

18、错误;阶段C为电子传递链,发生在线粒体内膜上,该阶段产生大量ATP,C 错误;物质是二氧化碳,二碳化合物进入柠檬酸循环,与草酰乙酸(C4酸)合成为C6酸(柠檬酸),然后C6酸经过多个反应,脱掉2个二氧化碳,又形成一个草酰乙酸,于是柠檬酸循环的第二轮开始,故一个柠檬酸循环可以产生2个二氧化碳,D正确。2-1下列关于人体细胞呼吸的叙述,正确的是(D)A.糖酵解的产物丙酮酸在卡尔文循环中被分解为CO2分子B.与柠檬酸循环有关的酶多数分布在嵴上C.产生CO2的场所为线粒体和细胞溶胶D.电子传递链最终将氧还原成水并产生较多ATP答案答案D解析解析本题考查细胞呼吸。需氧呼吸分成三个阶段,第一阶段糖酵解的产

19、物丙酮酸在柠檬酸循环中被分解为CO2分子,A错误;与第二阶段柠檬酸循环有关的酶多数分布在线粒体的基质中,少量分布在嵴上,B错误;人体中需氧呼吸产生CO2的场所为线粒体,厌氧呼吸发生在细胞溶胶中,但发生在人体细胞内的厌氧呼吸不产生CO2,C错误;电子传递链最终将氧还原成水并产生较多ATP,D 正确。2-2如图为某同学构建的需氧呼吸过程图,4、7均为水,下列说法正确的是(D)A.催化23过程的酶存在于线粒体内膜上B.产生的8主要用于合成ATPC.3必定全部释放到大气中D.6可来自叶绿体答案答案D解析解析23过程为需氧呼吸第二阶段,主要发生在线粒体基质中,A错误;需氧呼吸产生的能量大部分以热能形式散

20、失,少部分储存在ATP中,B错误;对于植物,3还可以被叶绿体吸收,C错误;6为氧气,可来自叶绿体,D正确。考点三影响细胞呼吸的因素及应用考点三影响细胞呼吸的因素及应用影响细胞呼吸的因素及应用1.内部因素内部因素项目规律举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同旱生植物弱于水生植物,阴生植物弱于阳生植物生长发育时期同一植物的不同生长发育时期呼吸速率不同幼苗期、开花期呼吸速率较高,成熟期呼吸速率较低器官类型同一植物不同器官呼吸速率不同生殖器官大于营养器官2.外部因素外部因素名称曲线解读生产生活应用温度温度主要影响呼吸酶的活性。一般而言,在一定范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强(1)冰箱中果实和蔬菜的

21、保鲜(2)大棚蔬菜栽培时,夜间适当降温,抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗,可达到提高产量的目的O2浓度O2浓度为零时只进行厌氧呼吸;O2浓度为零以上10%以下,既进行需氧呼吸又进行厌氧呼吸;O2浓度为10%以上,只进行需氧呼吸选用透气消毒纱布包扎伤口,抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的厌氧呼吸CO2浓度增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度分析解释增加CO2的浓度有利于蔬菜和水果的保鲜水在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强种子的贮藏,必须降低含水量,使细胞呼吸速率降至最低,以减少有机物消耗名师点拨名师点拨细胞呼吸原理的应用(1)包扎伤口:选用透气消毒纱布,其目的是

22、抑制厌氧细菌的厌氧呼吸。(2)酵母菌酿酒:先通气,后密封。其原理是先让酵母菌进行需氧呼吸,大量繁殖,再进行厌氧呼吸产生乙醇。(3)花盆经常松土:促进植物根部需氧呼吸,有利于吸收矿质离子。(4)稻田定期排水:抑制水稻厌氧呼吸产生乙醇,防止乙醇中毒,烂根死亡。(5)提倡慢跑:防止剧烈运动时肌细胞厌氧呼吸产生乳酸。(6)种子的贮藏:必须降低含水量,使种子呈风干状态,使细胞呼吸速率降至最低,以减少有机物消耗。(7)果蔬保鲜:(零上)低温、低氧、高CO2和保湿。酵母菌呼吸类型及呼吸速率的判断(1)若只产生CO2,不消耗O2,则只进行厌氧呼吸(图中A点)。(2)若产生的CO2的物质的量比吸收的O2的物质的

23、量多,则两种呼吸同时存在(图中AC段,不包括A、C两点)。(3)若产生的CO2的物质的量与吸收的O2的物质的量相等,则只进行需氧呼吸(图中C点以后,包括C点)。(4)B点表示厌氧呼吸与需氧呼吸速率相等(用CO2释放量表示)。D点表示O2浓度超过一定值(10%)时,厌氧呼吸消失,细胞只进行需氧呼吸。(5)D点之后,氧气浓度越高,酵母菌的需氧呼吸越强,直到呼吸速率达到最大值。典例典例3长期浸水会导致树根变黑腐烂。树根从开始浸水到变黑腐烂的过程中,细胞呼吸速率的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是(D)A.阶段根细胞的需氧呼吸速率下降B.阶段根细胞的厌氧呼吸速率上升C.阶段曲线下降的主要原因与阶段不同

24、D.细胞在a点的厌氧呼吸强度大于b点解题关键解题关键知能拓展知能拓展(1)提高温室中栽培农作物产量的措施有提高光合作用强度和降低呼吸消耗。影响细胞呼吸的因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等,但在农业生产中主要考虑的是温度,因为其他几个因素不容易控制。(2)绿色植物细胞呼吸的最适温度总比光合作用的最适温度高。一般情况下,植物细胞呼吸的最适温度为30,而光合作用的最适温度为25。答案答案D解析解析长期浸水过程中,氧气逐渐减少,阶段根细胞的需氧呼吸速率下降,阶段根细胞的厌氧呼吸速率上升,A、B正确;阶段曲线下降的主要原因是厌氧呼吸产生的酒精积累,酒精对细胞有毒害作用,与阶段原因不同,C正确;

25、随着氧气浓度的减少,细胞在a点的厌氧呼吸强度小于b点,D错误。A.ab段,温度升高促进了线粒体内的糖酵解过程B.bc段,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快C.b点时,氧与葡萄糖中的碳结合生成的二氧化碳最多D.c点时,细胞呼吸产生的绝大部分能量贮存在ATP中3-1(2018浙江11月选考,22,2分)温度对某植物细胞呼吸速率影响的示意图如下。下列叙述正确的是(B)答案答案B解析解析糖酵解的场所在细胞溶胶,A错误;bc段,与细胞呼吸有关的酶发生热变性的速率加快,酶活性降低,因而细胞呼吸的相对速率下降,B正确;氧气与需氧呼吸一、二阶段产生的还原氢结合生成水,不生成CO2,C错误;细胞呼吸产生的能量大部分以热能形式散失,少部分能量贮存在ATP中,D错误。