1、第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量说明生物通过细胞呼吸将储存在有机物中的能量转化为生命活动可以利用的能量。1.明确细胞呼吸的本质是糖的氧化分解,形成物质与能量观。2.运用总结、归纳、比较等科学思维方法,说出细胞需氧呼吸的过程和特点,并对需氧呼吸和厌氧呼吸进行比较。3.通过探究酵母菌的呼吸方式,提升科学探究能力。4.通过分析细胞呼吸的条件,归纳概括影响细胞呼吸的因素,并对生产生活中的一些现象做出合理的解释与判断,培养科学思维能力和社会责任意识。课时1需氧呼吸与厌氧呼吸的过程一、细胞呼吸的概念及本质1.细胞呼吸的本质糖等有机物的氧化分解。2.场所细胞内。3.原料糖类等有机物。4.产物无机物或小分子
2、有机物,并且释放能量。5.分类根据细胞呼吸过程中是否有氧参与,可分为需氧呼吸和厌氧呼吸。1.尝试说出呼吸作用与物质燃烧的共同点。提示:都是物质的氧化分解过程;都能产生二氧化碳等产物,并且都释放出能量。2.细胞呼吸能够像燃料在体外燃烧那样剧烈吗?提示:不能。若细胞呼吸像燃料在体外燃烧一样剧烈,能量会迅速地全部释放出来,细胞的基本结构就会遭到彻底的破坏。二、需氧呼吸与厌氧呼吸过程分析1.需氧呼吸(1)概念:必须有氧参加,氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。(2)具体过程。阶段项目第一阶段第二阶段第三阶段场所细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜物质变化1个葡萄糖分子2个丙酮酸和少量H丙酮酸被彻底氧化分解形成二氧
3、化碳,产生H前两个阶段产生的H与氧结合生成水能量变化释放少量能量,形成少量ATP释放少量能量,形成少量ATP释放大量能量,产生大量ATP需氧呼吸总反应式C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量2.厌氧呼吸的类型及过程(1)乳酸发酵。总反应式:C6H12O62C3H6O3+能量具体过程。(2)乙醇发酵。总反应式:C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量具体过程。1.需氧呼吸主要发生在线粒体中,线粒体有哪些结构特点与其功能相适应?提示:内膜向内折叠形成嵴,使内膜表面积大大增加;内膜和基质中含有与需氧呼吸有关的酶。2.苹果储藏久了,会闻到酒精的气味,而马铃薯块茎储藏久了却闻不到
4、酒精的气味。请分析其原因。提示:苹果和马铃薯的储藏过程中部分细胞进行厌氧呼吸,苹果厌氧呼吸的产物是酒精和CO2,而马铃薯块茎厌氧呼吸的产物是乳酸。自主学习检测教材基础熟记于心1.细胞呼吸的底物只有葡萄糖,通过呼吸将葡萄糖分解为无机物或小分子有机物。()提示:细胞呼吸的底物主要是葡萄糖,也可以是油脂等其他有机物。2.细胞呼吸是细胞内一系列的化学反应过程,能为生命活动提供能量。()3.需氧呼吸是氧化还原反应,其中第二、第三阶段需要氧气直接参与。()提示:需氧呼吸第三阶段中O2与H发生反应的过程才需要氧气直接参与。4.绿色植物吸入的O2用于在细胞呼吸中形成CO2。()提示:O2不参与CO2的形成,而
5、是参与H2O的生成。5.骨骼肌细胞的线粒体能利用葡萄糖进行需氧呼吸产生二氧化碳和水。()提示:线粒体能利用丙酮酸而不能利用葡萄糖。6.厌氧呼吸发生时,有机物中的能量大部分未被释放。()7.人体剧烈运动时呼出的CO2来自需氧呼吸和厌氧呼吸。()提示:人体细胞厌氧呼吸产生乳酸,不产生CO2。8.厌氧呼吸能产生ATP,但没有H的生成过程。()提示:厌氧呼吸第一阶段为糖酵解,该阶段有H和ATP的产生。任务一需氧呼吸与厌氧呼吸的过程任务突破1归纳总结需氧呼吸过程中的误区(1)能量的产生:需氧呼吸三个阶段都能产生能量(大量的能量在第三阶段产生),但大部分以热能的形式散失掉,仅有一部分能量转移到ATP中。(
6、2)ATP生成量:1分子C6H12O6参与需氧呼吸,第一、第二阶段分别产生2个ATP分子,第三阶段产生28个ATP分子。(3)需氧呼吸场所:真核生物需氧呼吸的场所为细胞溶胶与线粒体,原核生物如蓝细菌需氧呼吸场所为细胞溶胶和呼吸膜(细胞膜)。(4)C6H12O6的消耗场所:C6H12O6只能在细胞溶胶中被分解,线粒体不消耗C6H12O6,由此可推测线粒体膜上无运输C6H12O6的载体或线粒体内无分解C6H12O6的相关酶。(5)氧气的消耗与利用:需氧呼吸第三阶段需要O2的直接参与,但是另外两个阶段需要有O2环境;O2不参与CO2的生成,只参与H2O的生成。迁移应用典例1-1 如图表示酵母菌需氧呼
7、吸的过程,其中关于过程和的叙述,错误的是(C)葡萄糖丙酮酸CO2+H2O+能量A.过程发生在细胞溶胶中B.过程发生在线粒体内C.过程不产生能量D.过程需要氧气的参与解析:根据题图分析可知,为需氧呼吸第一阶段,在细胞溶胶中进行;为需氧呼吸第二、第三阶段,在线粒体内进行;为需氧呼吸第一阶段,释放出少量能量;为需氧呼吸第二、第三阶段,在第三阶段中,H与氧气结合生成水。任务突破2归纳总结厌氧呼吸过程中的误区(1)能量产生。厌氧呼吸只有第一阶段产生ATP,后续阶段不产生ATP,且厌氧呼吸的大部分能量并未释放仍然储存在酒精或乳酸中。(2)H在厌氧呼吸中应用。乳酸发酵中,H用于丙酮酸还原生成乳酸;乙醇发酵中
8、,H用于乙醛还原生成乙醇。(3)生物类型与厌氧呼吸类型。乳酸发酵的典型生物(或细胞):人或动物细胞、玉米的胚、马铃薯块茎、甜菜块根细胞等。乙醇发酵的典型生物(或细胞):酵母菌、植物叶肉细胞、大部分果实细胞等。迁移应用典例1-2 下列关于人体骨骼肌细胞厌氧呼吸的叙述,错误的是(A)A.产生的乳酸运至肾脏后可再生成葡萄糖B.缺氧时人体消耗的糖会大大增加C.厌氧呼吸只有第一阶段产生ATPD.厌氧呼吸第二阶段丙酮酸被H还原解析:人体骨骼肌细胞中厌氧呼吸产生的乳酸,被运至肝脏后可再生成葡萄糖;缺氧时,人体会增加厌氧呼吸,消耗的糖会大大增加;厌氧呼吸只有第一阶段产生ATP,第二阶段不产生ATP;人体骨骼肌
9、细胞中,厌氧呼吸第二阶段丙酮酸被H还原,在酶的催化作用下,形成乳酸。任务二比较需氧呼吸与厌氧呼吸任务突破1 模型建构:整合需氧呼吸与厌氧呼吸的过程基于模型,分析相关物质的量的比例关系。(1)需氧呼吸:C6H12O6O2CO2=166。(2)厌氧呼吸:C6H12O6CO2C2H5OH=122或C6H12O6C3H6O3=12。(3)消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量:需氧呼吸需要的O2需氧呼吸和厌氧呼吸产生的CO2之和=34。(4)产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:厌氧呼吸需氧呼吸=31。迁移应用典例2-1 如表是水稻种子在甲、乙、丙三种不同的条件下萌发测得的气体量的变
10、化结果(单位为mol)。下列说法中正确的是(B)组别CO2释放量O2吸收量甲120乙86丙1010A.在甲条件下进行产生CO2和乳酸的厌氧呼吸B.在乙条件下释放的CO2来自细胞溶胶和线粒体C.在丙条件下需氧呼吸强度达到了最大值D.在乙条件下需氧呼吸消耗的葡萄糖多于厌氧呼吸解析:甲条件下只释放CO2,不吸收O2,所以只进行厌氧呼吸,水稻种子的厌氧呼吸会有二氧化碳产生,不会有乳酸产生;乙条件下,CO2的释放量大于O2的吸收量,说明需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行,需氧呼吸和厌氧呼吸均能产生二氧化碳,故乙条件下释放的CO2来自细胞溶胶和线粒体;丙条件下,CO2的释放量等于O2的吸收量,故只进行需氧呼吸,表
11、格中的数据无法说明丙条件下需氧呼吸强度达到了最大值;乙条件下,CO2的释放量大于O2的吸收量,说明需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行,由表格数据可知,CO2的释放量为8 mol,O2的吸收量为 6 mol,因为需氧呼吸消耗氧气的量等于释放的二氧化碳的量,所以吸收6 mol的氧气就释放6 mol 的二氧化碳,这样厌氧呼吸释放的二氧化碳就是8-6=2(mol),根据需氧呼吸的反应式得出释放6 mol 的CO2需要消耗 1 mol 的葡萄糖,根据厌氧呼吸的反应式得出释放2 mol的CO2需要消耗1 mol的葡萄糖,所以在乙条件下,需氧呼吸消耗的葡萄糖和厌氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。任务突破2 细胞需氧呼吸与厌氧呼吸方式的判断技巧迁移应用典例2-2 (2022宁波期末)酵母菌细胞呼吸的部分过程如图所示,为相关生理过程。下列叙述正确的是(D)A.释放的能量大多贮存在有机物中B.进行的场所是细胞溶胶和线粒体C.发生时,CO2释放量大于O2吸收量D.发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行和解析:释放的少量能量中大部分以热能的形式散失,有少部分合成ATP;进行的场所是线粒体;是需氧呼吸,CO2释放量等于O2吸收量;酵母菌是兼性厌氧菌,既能进行需氧呼吸也能进行厌氧呼吸,所以发酵液中的酵母菌在低氧环境下能进行和。
