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1、细胞的代谢 细胞呼吸第1页，共30页，编辑于2022年，星期一下列转变需经下列转变需经哪些生理过程哪些生理过程才能实现？才能实现？光能光能糖类等有机物中稳定的化学能糖类等有机物中稳定的化学能ATPATP中活跃的化学能中活跃的化学能直接用于各种生命活动直接用于各种生命活动光合作用光合作用细胞呼吸细胞呼吸ATPATP水解水解思考思考第2页，共30页，编辑于2022年，星期一一、细胞呼吸一、细胞呼吸-ATP-ATP的主要来源的主要来源1 1、细胞呼吸的概念：、细胞呼吸的概念：细胞呼吸也称细胞呼吸也称呼吸作用呼吸作用，是指，是指有机物有机物在细胞内在细胞内经过一系列的经过一系列的氧化分解氧化分解，生成
2、，生成COCO2 2或或其他产物其他产物，释放出能量并释放出能量并生成生成ATPATP的过程。的过程。(1)概念：概念：指生物体或细胞指生物体或细胞吸入吸入O O2 2和和呼出呼出COCO2 2的过程。的过程。(2)呼吸的概念：呼吸的概念：“呼吸呼吸”和和“细胞呼吸细胞呼吸”有什么区别吗？有什么区别吗？包括包括有氧呼吸有氧呼吸和和无氧呼吸无氧呼吸两种类型。两种类型。第3页，共30页，编辑于2022年，星期一2 2、有氧呼吸：、有氧呼吸：(1)场所：场所：(2)过程图解：过程图解：线粒体线粒体(主要主要)细胞质基质细胞质基质1分子葡萄糖分子葡萄糖2分子丙酮酸分子丙酮酸4H酶酶1 16H2O20H
3、酶酶3 3酶酶2 212H2O6CO2第第一一阶阶段段第第二二阶阶段段2ATP第三阶段第三阶段2ATP34ATP6O2细细胞胞质质基基质质线粒体内膜线粒体内膜线线粒粒体体基基质质ATPATP：30.54X38=1161KJ30.54X38=1161KJ约占约占40%40%释放总能量释放总能量2870KJ/moL2870KJ/moL葡萄糖葡萄糖第4页，共30页，编辑于2022年，星期一(3)三个阶段比较：三个阶段比较：有氧呼有氧呼吸吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释放能量释放能量第一阶第一阶段段第二阶第二阶段段第三阶第三阶段段细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸 HH少量少量(
4、2ATP)(2ATP)丙酮酸丙酮酸H H2 2O OCOCO2 2、HH少量少量(2ATP)(2ATP)HH、O O2 2H H2 2O O大量大量(34ATP)(34ATP)线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜第5页，共30页，编辑于2022年，星期一2 2、有氧呼吸：、有氧呼吸：(4)总反应式及各元素去向：总反应式及各元素去向：酶酶C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+能量能量丙酮酸丙酮酸C3H4O3丙酮酸丙酮酸HH丙酮酸丙酮酸第第一一阶阶段段第二阶段第二阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段第第一一阶阶段段(5)概念：概念：指细胞在指细胞
5、在氧的参与氧的参与下，通过下，通过酶的催化作用酶的催化作用，把，把葡萄糖葡萄糖等有机物等有机物彻底氧化彻底氧化分解，产生分解，产生二氧化碳和水二氧化碳和水，同时，同时释放大释放大量能量量能量，生成，生成许多许多ATPATP的过程。的过程。第6页，共30页，编辑于2022年，星期一3 3、无氧呼吸：、无氧呼吸：(1)场所：场所：(2)过程图解：过程图解：都在都在细胞质基质细胞质基质中进行中进行1分子葡萄糖分子葡萄糖2分子丙酮酸分子丙酮酸4H酶酶1 1第第一一阶阶段段2ATP细细胞胞质质基基质质2C2C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)+2CO)+2CO2 2酶酶2酶酶32C2C3 3H H
6、6 6O O3 3(乳酸乳酸)第第二二阶阶段段细细胞胞质质基基质质与有氧呼吸与有氧呼吸第一阶段相同第一阶段相同第7页，共30页，编辑于2022年，星期一3 3、无氧呼吸：、无氧呼吸：(3)反应式：反应式：C6H12O6C6H12O6酶酶1 1酶酶2 22C2H5OH(酒精酒精)2CO2少量能量少量能量2C3H6O3(乳酸乳酸)少量能量少量能量例：高等动物、乳酸菌例：高等动物、乳酸菌(乳酸发酵乳酸发酵)、高等植物的某些器官、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）（马铃薯块茎、甜菜块根等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌(酒精发酵酒精发酵)(4)概念：概念：指细胞在指细胞在 氧氧
7、的参与下，通过的参与下，通过酶的催化作用酶的催化作用，把，把葡萄葡萄糖糖等有机物等有机物 彻底氧化彻底氧化分解，产生分解，产生COCO2 2和水和水，同时同时释放释放 大量大量 能量能量，生成，生成 许多许多ATPATP的过程。的过程。无无不不少量少量少量少量不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物第8页，共30页，编辑于2022年，星期一4 4、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：类型类型 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 区区别别 条件条件 场所场所 产物产物 释放能释放能量量 联联系系实质实质 联系联系意义意义进化进化需氧气、酶等需氧气、酶等 不需氧气、需酶不需氧气、需酶第一
8、阶段在细胞质基质第一阶段在细胞质基质第二、三阶段在线粒体第二、三阶段在线粒体细胞质基质细胞质基质H H2 2O O、COCO2 2C C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精)、COCO2 2或或C C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)大量大量分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段完全相同有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段完全相同少量少量为生命活动提供能量，为物质转化提供原料为生命活动提供能量，为物质转化提供原料有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸进化进化光合作用产生光合作用产生O O2 2第9页，共30页，编辑于2022年，星期一其余能量都以其
9、余能量都以热能热能的形式散失的形式散失31 酶酶C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+能量能量(大量大量)6molCO2物物质质比比较较1moL1moLC6H12O6酶酶2C2H5OH(酒精酒精)2CO2能量能量(少量少量)2molCO24 4、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：能能量量比比较较酶酶C6H12O6+6H2O+6O212H2O+6CO2+2870KJ C6H12O62C3H6O3+196.65KJ酶酶1moL1moL1161KJ38molATP61.08KJ2mol ATP直接用直接用于各项于各项生命活生命活动动维持体温维持体温1moL1moL
10、1moL1moL第10页，共30页，编辑于2022年，星期一A第11页，共30页，编辑于2022年，星期一D第12页，共30页，编辑于2022年，星期一例例3 3、（、（0909上海）在上海）在a a、b b、c c、d d条件下，条件下，测得某植物种子萌发时测得某植物种子萌发时COCO2 2和和O O2 2体积变化体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是列叙述中正确的是 A Aa a条件下，细胞呼吸产物除条件下，细胞呼吸产物除COCO2 2外还有酒精和乳酸外还有酒精和乳酸D Db b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多条件下，有氧呼
11、吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C Cc c条件下，无氧呼吸最弱条件下，无氧呼吸最弱D Dd d条件下，产生的条件下，产生的COCO2 2全部来自线粒体全部来自线粒体D 例例4 4、甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，两者消、甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，两者消耗了等量的葡萄糖，则它们放出的耗了等量的葡萄糖，则它们放出的COCO2 2和吸收的和吸收的O O2 2之比是之比是 A.12 B.23 C.34 D.43A.12 B.23 C.34 D.43D 第13页，共30页，编辑于2022年，星期一5 5、影响细胞呼吸的因素、影响细胞呼吸的因素(1)(1)内部因素内部因素-遗传因
12、素遗传因素不同植物具有不同的不同植物具有不同的细胞呼吸速率细胞呼吸速率；阳生阳生阴生阴生 同一植物的不同器官、同一器官的不同组织、同一器官在不同一植物的不同器官、同一器官的不同组织、同一器官在不同的生长过程中的同的生长过程中的细胞呼吸速率细胞呼吸速率都有很大差异。都有很大差异。(2)(2)外部因素外部因素 6CO2+12H2O*+能量能量 C6H12O6+6H2O+6O2*反应物反应物条件条件产物产物酶酶提高氧提高氧气浓度气浓度适当升适当升高温度高温度增加自增加自由水由水第14页，共30页，编辑于2022年，星期一5 5、影响细胞呼吸的因素、影响细胞呼吸的因素温度温度在在一定温度范围一定温度范
13、围内内,随温度的升高随温度的升高,细胞呼吸作用增强；细胞呼吸作用增强；在最适温度（在最适温度（a a点所对应的温度）点所对应的温度）,细胞呼吸作用最强；细胞呼吸作用最强；温温度度高高于于最最适适温温度度，酶酶的的活活性性下下降降（甚甚至至变变性性失失活活），细细胞胞呼呼吸作用受抑制。吸作用受抑制。细细胞胞呼呼吸吸速速率率温度温度a(2)(2)外部因素外部因素通过影响通过影响呼吸酶活性呼吸酶活性而影响细胞呼吸而影响细胞呼吸第15页，共30页，编辑于2022年，星期一氧气浓度氧气浓度A点：点：A点到点到B点：点：B点到点到C点：点：只进行无氧呼吸，释只进行无氧呼吸，释放较多放较多COCO2 2。C
14、OCO2 2释放急剧减少释放急剧减少-氧气增多，氧气增多，无氧呼吸受抑制无氧呼吸受抑制，有氧呼，有氧呼吸还较弱吸还较弱COCO2 2释放量不断上升释放量不断上升-氧气增多，促进有氧呼吸氧气增多，促进有氧呼吸5 5、影响细胞呼吸的因素、影响细胞呼吸的因素温度温度(2)(2)外部因素外部因素影响细胞呼吸的影响细胞呼吸的类型和速率类型和速率有氧呼吸有氧呼吸O O2 2浓度浓度COCO2 2释释放量放量B B无氧呼吸无氧呼吸COCO2 2释放总量释放总量A AC C5%10%15%20%5%10%15%20%第16页，共30页，编辑于2022年，星期一水水粮油种子贮藏前风干、晾晒粮油种子贮藏前风干、晾
15、晒:减少水分，减少水分，细胞呼吸细胞呼吸 干种子萌发前浸泡干种子萌发前浸泡:含水量增高含水量增高,细胞呼吸细胞呼吸5 5、影响细胞呼吸的因素、影响细胞呼吸的因素氧气浓度氧气浓度温度温度(2)(2)外部因素外部因素COCO2 2浓度浓度是产物，是产物，一定浓度的一定浓度的COCO2 2对细胞呼吸有对细胞呼吸有抑制抑制作用。作用。既是有氧呼吸的反应物既是有氧呼吸的反应物,又是产物又是产物,还是细胞内良好溶剂。还是细胞内良好溶剂。在一定范围内，细胞呼吸速率随自由水含量升高而加快。在一定范围内，细胞呼吸速率随自由水含量升高而加快。抑制抑制促进促进第17页，共30页，编辑于2022年，星期一6 6、细胞
16、呼吸原理应用、细胞呼吸原理应用在生产生活实践中，通过控制在生产生活实践中，通过控制影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素来来控制细胞呼吸速率。控制细胞呼吸速率。选透气消毒纱布或选透气消毒纱布或“创口贴创口贴”等包扎伤口；等包扎伤口；中耕松土，防止土壤板结；中耕松土，防止土壤板结；水稻田需要定期排水；水稻田需要定期排水；提倡有氧运动。提倡有氧运动。粮油种子的储存；粮油种子的储存；水果蔬菜的保鲜；水果蔬菜的保鲜；温室内阴雨天适当降低温度；温室内阴雨天适当降低温度；酿酒、酿醋等。酿酒、酿醋等。干燥干燥,低氧低氧,适宜温度适宜温度低温低温,低氧低氧,增加增加CO2(或或N2)第18页，共30页，编辑于2
17、022年，星期一B第19页，共30页，编辑于2022年，星期一变变式题式题 请回答下列与生物呼吸作用相关的问题：请回答下列与生物呼吸作用相关的问题：.将水稻幼苗培养在不同氧气浓度的黑暗环境中，分将水稻幼苗培养在不同氧气浓度的黑暗环境中，分别测得其无氧呼吸释放的二氧化碳量与有氧呼吸消耗的氧别测得其无氧呼吸释放的二氧化碳量与有氧呼吸消耗的氧气量，结果如图气量，结果如图93所示。所示。图图93(1)请在图中添加水稻释放的二氧化碳总量曲线。请在图中添加水稻释放的二氧化碳总量曲线。(2)请写出水稻无氧呼吸的反应式：请写出水稻无氧呼吸的反应式：_。C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量能量 酶酶 第2
18、0页，共30页，编辑于2022年，星期一无氧呼吸无氧呼吸乳酸乳酸第21页，共30页，编辑于2022年，星期一适量适量KOH或或NaOH溶液溶液 图图94 装置装置 反应瓶中加入的材料反应瓶中加入的材料 小杯中加入的材料小杯中加入的材料 测定项目测定项目 甲甲 一定浓度的葡萄糖溶一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液液、微生物悬浮液1ml 细胞呼吸氧气细胞呼吸氧气的消耗量的消耗量 乙乙 等量的蒸馏水等量的蒸馏水 (2)将甲、乙装置均置于将甲、乙装置均置于28 恒温的条件下，分别在不同恒温的条件下，分别在不同的氧气浓度下进行实验的氧气浓度下进行实验(实验过程中微生物保持活性，前三组实实验过程中微生物保
19、持活性，前三组实验所用微生物种类相同，第四组实验的微生物是乳酸菌验所用微生物种类相同，第四组实验的微生物是乳酸菌),60分钟分钟后读数。请补充下表有关的内容。后读数。请补充下表有关的内容。一定浓度的葡萄糖溶一定浓度的葡萄糖溶液、微生物悬浮液各液、微生物悬浮液各1 mL细细胞胞呼呼吸吸时时二二氧氧化化碳碳释释放放量量与与氧氧气气消消耗量的差值耗量的差值.第22页，共30页，编辑于2022年，星期一(2)只只进进行行有有氧氧呼呼吸吸同同时时进进行行有有氧氧呼呼吸吸和和无无氧氧呼呼吸吸只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸不变不变不变不变预期实验结果预期实验结果 微生物的细胞呼微生物的细胞呼吸方式吸方式 级别
20、级别 甲甲 乙乙 第一组第一组 液滴向左移动液滴向左移动 液滴不变液滴不变 第二组第二组 液滴向左移动液滴向左移动 液滴向右液滴向右移动移动 第三第三组组 液滴不变液滴不变 液滴向右液滴向右移动移动 第四组第四组 只进行产生乳只进行产生乳酸的无氧呼吸酸的无氧呼吸 第23页，共30页，编辑于2022年，星期一7 7、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌是单细胞真菌属于酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌兼性厌氧菌。CO CO2 2的检测：的检测：COCO2 2使澄清石灰水变浑浊；使澄清石灰水变浑浊；CO CO2 2使溴麝香草酚蓝水溶液由使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝蓝变变绿绿再变再变
21、黄黄。酒精的检测：酒精的检测：橙色橙色的的重酪酸钾重酪酸钾溶液在溶液在酸性酸性下与下与酒精酒精发生反应，变发生反应，变成成灰绿色灰绿色。酵母菌使葡萄糖产生酒精是否需要酵母菌使葡萄糖产生酒精是否需要O O2 2?酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸产物是什么？酵母菌在有氧和无氧条件下的细胞呼吸产物是什么？(1)(1)实验原理实验原理(2)(2)方法步骤方法步骤提出问题提出问题作出假设作出假设根据已有知识和生活经验作出合理假设。根据已有知识和生活经验作出合理假设。如酵母菌可用于如酵母菌可用于酿酒、和面酿酒、和面等。等。第26页，共30页，编辑于2022年，星期一7 7、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探究
22、酵母菌细胞呼吸的方式(2)(2)方法步骤方法步骤提出问题提出问题 作出假设作出假设设计实验设计实验a a、酵母菌培养液的配制及分组。、酵母菌培养液的配制及分组。b b、酵母菌在如下装置下培养一段时间。、酵母菌在如下装置下培养一段时间。1 12 23 3 要确保适宜的温度，一般要确保适宜的温度，一般25-3525-35。注意：各锥形瓶的作用；注意：各锥形瓶的作用；装置应保证气密性；装置应保证气密性；第27页，共30页，编辑于2022年，星期一7 7、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探究酵母菌细胞呼吸的方式(2)(2)方法步骤方法步骤提出问题提出问题 作出假设作出假设 设计实验设计实验a a、酵母菌培养
23、液的配制及分组。、酵母菌培养液的配制及分组。b b、酵母菌在如下装置下培养一段时间。、酵母菌在如下装置下培养一段时间。c c、检测、检测COCO2 2的产生。的产生。d d、检测酒精的产生：、检测酒精的产生：从从A A、B B两瓶各取两瓶各取2mL2mL培养液放入培养液放入1 1、2 2号试管中号试管中向两试管中滴加向两试管中滴加0.5mL0.5mL溶有溶有0.10.1克重铬酸钾的浓硫酸溶液克重铬酸钾的浓硫酸溶液 振荡后，观察并记录两支试管内的颜色变化。振荡后，观察并记录两支试管内的颜色变化。条件条件澄清石灰水澄清石灰水/出现的时间出现的时间 重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有氧有氧无氧
24、无氧第28页，共30页，编辑于2022年，星期一进行实验，观察结果并分析进行实验，观察结果并分析条件条件澄清石灰水澄清石灰水/出现的时间出现的时间重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有氧有氧无氧无氧变混浊变混浊无变化无变化变混浊变混浊出现灰绿色出现灰绿色实验结论实验结论酵母菌在酵母菌在有氧和无氧有氧和无氧条件下条件下均能均能进行细胞呼吸。进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的大量的COCO2 2。在无氧条件下，通过细胞呼吸产生在无氧条件下，通过细胞呼吸产生酒精和少量酒精和少量COCO2 2。快快慢慢7 7、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探究酵母菌细胞呼吸
25、的方式(2)(2)方法步骤方法步骤提出问题提出问题 作出假设作出假设 设计实验设计实验进一步探究进一步探究第29页，共30页，编辑于2022年，星期一例例1 1、（、（0909天津）按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜天津）按下表设计进行实验。分组后，在相同的适宜条件下培养条件下培养8 81010小时，并对实验结果进行分析。下列叙述正小时，并对实验结果进行分析。下列叙述正确的是确的是A.A.甲组不产生甲组不产生C0C02 2而乙组产生而乙组产生B.B.甲组的酒精产量与丙组相同甲组的酒精产量与丙组相同C.C.丁组能量转换率与丙组相同丁组能量转换率与丙组相同D.D.丁组的氧气消耗量大于乙组丁组的氧气消耗量大于乙组D第30页，共30页，编辑于2022年，星期一