5.2 ATP的主要來源 細(xì)胞呼吸

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1、 5.2 ATP的主要來源 細(xì)胞呼吸 【考點(diǎn)解讀】 1、線粒體的結(jié)構(gòu)和功能 2、細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用 【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】 1、細(xì)胞呼吸的原理和本質(zhì) 【自主合作探究】 一、細(xì)胞呼吸的方式及概念 1．概念：_________在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的___________，生成________或其他產(chǎn)物，釋放出__________并生成_________的過程。 2．方式：可分為______________和_____________兩種類型。 二、有氧呼吸 （一）主要場(chǎng)所：______________________________________________ （

2、二）過程： 1．第一階段： （1）場(chǎng)所：______________________________ （2）過程：在酶的催化下，1分子葡萄糖分解為________________，產(chǎn)生少量___________，并且釋放出少量的___________。 （3）反應(yīng)式：_____________________________________________ 2．第二階段：（1）場(chǎng)所：________________________________ （2）過程：在酶的催化下，丙酮酸和水徹底分解成_____________，并釋放出少量______________。 （

3、3）反應(yīng)式：____________________________________________ 3．第三階段： （1）場(chǎng)所：_______________________________________________ （2）過程：在酶的催化下，前兩階段產(chǎn)生的[H]和氧結(jié)合，形成____，并釋放出大量______________。 （3）反應(yīng)式：____________________________________________ 總反應(yīng)式：_________________________________________________ 分析：元素轉(zhuǎn)

4、移方向： H2O中的“H”來自于“_________”，“O”來自于“_________”；CO2中的“C”來自于“________”，“O”來自于“_________” （三）概念：細(xì)胞在_________參與下，通過___________的催化作用，把____________等有機(jī)物氧化分解，產(chǎn)生________________，釋放_(tái)___________，生成很多_________的過程。 （四）能量去向：1mol的葡萄糖徹底氧化分解后可使1161kJ左右的能量?jī)?chǔ)存有_________中，其余的能量以_________的形式散失。 （五）有氧呼吸三個(gè)階段的比較： 項(xiàng)目

5、 第一階段 第二階段 第三階段 場(chǎng)所 線粒體基質(zhì) 反應(yīng)物 [H]+O2 生成物 [H]+CO2 形成ATP數(shù)量 大量 與氧的關(guān)系 無關(guān) 物質(zhì)變化 能量變化 三、無氧呼吸： 1．條件：________________條件下。 2．場(chǎng)所：____________________________________

6、3．過程： （1）第一階段：與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同。 丙酮酸　　 ________________＋少量能量 ________________＋少量能量 酶　　 酶 （2）第二階段： （1）C6H12O6　　　　　　　　　__________________________＋少量能量 （2）C6H12O6　　　　　　　　　__________________________＋少量能量 酶 酶 4．化學(xué)反應(yīng)式： 5．發(fā)酵： （1）概念：酵母菌、乳酸菌等微生物的_____________________________

7、（2）類型：①__________發(fā)酵：發(fā)酵產(chǎn)物為酒精和CO2 ②__________發(fā)酵：發(fā)酵產(chǎn)物為乳酸。 四、有氧呼吸與無氧呼吸的比較 項(xiàng)目 有氧呼吸 無氧呼吸 不 同 呼吸場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、 條件 需氧氣、 分解產(chǎn)物 CO2、C2H5OH或 能量釋放 大量 產(chǎn)生ATP數(shù)目 相 同 本質(zhì) 過程 意義 五、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 1．包扎傷口，選用透氣消毒紗布，其目的是__________________________ 2．酵母菌釀酒：先通氣，后密封。

8、其原理是先讓酵母菌_________________ 大量繁殖，再實(shí)行無氧呼吸產(chǎn)生__________________。 3．花盆經(jīng)常松土：促動(dòng)根部_____________，有利吸收____________等。 4．稻田定期排水：抑制__________產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。 5．提倡慢跑：防止劇烈運(yùn)動(dòng)，肌細(xì)胞__________產(chǎn)生__________。 6．破傷風(fēng)桿菌感染傷口，須及時(shí)清洗傷口，以防___________呼吸。 六、影響細(xì)胞呼吸的外界因素及其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用 （一）溫度： 　1．解讀：通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸 呼吸強(qiáng)度 溫度

9、強(qiáng)度，其曲線與溫度影響酶活性的曲線 一致。 2．應(yīng)用：_______________________________ _____________________________________ _____________________________________ __________________________________________________________ （二）CO2濃度： 1.解讀 __________________________________________________________ ___

10、_______________________________________________________ 2．應(yīng)用：_____________________________________________________ __________________________________________________________ （三）水分: 1．解讀：：在一定范圍內(nèi)，呼吸作用的強(qiáng)度隨含水量的增加而　　　　 2．應(yīng)用：_____________________________________________________ （四）O2濃度 　1

11、.解讀：①有氧呼吸：在一定范圍內(nèi)， ______________________________ ______________________________ ______________________________ ②無氧呼吸____________________ ______________________________ _______________________________ _______________________________ ________________________________

12、 2．應(yīng)用：_____________________________________________________ ___________________________________________________________ [拓展?延伸] 七、根據(jù)CO2釋放量和O2消耗量判斷細(xì)胞呼吸狀況 　葡萄糖為呼吸底物的情況下，CO2釋放量和O2消耗量是判斷細(xì)胞呼吸類型的重要依據(jù)，總結(jié)如下： 1．無CO2釋放時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生__________________，此種情況下，容器內(nèi)的氣體體積_____________，如馬鈴薯塊莖的無氧呼吸。 2．不消耗O2，但產(chǎn)

13、生CO2，細(xì)胞只進(jìn)行產(chǎn)生_____________________， 　此種情況下，容器內(nèi)氣體體積___________。如酵母菌的無氧呼吸。 3．當(dāng)CO2釋放量等于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，此種情況下，容器內(nèi)氣體體積________，但若將CO2吸收，可引起氣體體積_______。 4．當(dāng)CO2釋放量大于O2消耗量時(shí)，細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式。如酵母菌在不同的O2濃度下的細(xì)胞呼吸。此種情況下，判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢(shì)，可做如下分析： V CO2 V O2 V O2　　 V V CO2　　 V O2 ?。?）若　　　?。骸　　。?：3，有氧

14、呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率 。 ?。?）若　　　　：　　?。?：3，無氧呼吸消耗葡萄糖的速率 有氧呼吸。 ?。?）若　　　?。骸　　。?：3，有氧呼吸消耗葡萄糖的速率 無氧呼吸。 八、有關(guān)細(xì)胞呼吸計(jì)算的規(guī)律總結(jié)： 1．消耗等量的葡萄糖時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2物質(zhì)的量比為 　　　　　 2．消耗等量的葡萄糖時(shí)，有氧呼吸消耗的O2與有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2物質(zhì)的量之和的比為 　　　　 3．產(chǎn)生等量的CO2時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖物質(zhì)的量比為 　　　　　 4．產(chǎn)生等量的CO2時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的A

15、TP物質(zhì)的量之比為 　　　　 5．消耗等量的葡萄糖時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的ATP物質(zhì)的量之比為 　　　 6．在進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸的氣體變化計(jì)算及酶促反應(yīng)速率比較時(shí)，應(yīng)使用“C6H12O6＋6H2O＋6O2　　　　6CO2＋12H2O＋能量”和 “C6H12O6 　　　2CO2＋2C2H5OH＋能量”這兩個(gè)反應(yīng)式，并結(jié)合化學(xué)課上所學(xué)的，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算的規(guī)律和方法進(jìn)行解答。 7．如果在題干中沒有給出所要計(jì)算的具體數(shù)值，只有體積比，則可將比值當(dāng)成實(shí)際體積（或物質(zhì)的量）進(jìn)行計(jì)算，最后求解。 九、實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 （一）原理：①在有氧條件下

16、，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，可以將葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水，并釋放能量。在無氧條件下，酵母菌進(jìn)行無氧呼吸，能將葡萄糖轉(zhuǎn)變成酒精和二氧化碳。 ?、?____________________________________________________ ③______________________________________________________

17、 （二）實(shí)驗(yàn)變量： 自變量：__________________________________________________ 因變量：__________________________________________________ （三）材料用具：20g新鮮的食用酵母菌、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液，澄清石灰水、溴麝香草酚藍(lán)試劑、體積分?jǐn)?shù)為95%－97%的含一定濃度的重鉻酸鉀的濃硫酸溶液、錐形瓶5個(gè)、潔凈的試管、小氣泵。 （四）實(shí)驗(yàn)裝置： 　思考：B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，為什么_______________________________

18、_______________________________________________________________________________ （五）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 　__________________________________________________________________________________________ （六）結(jié)論： 　__________________________________________________________________________________________ （七）注意事項(xiàng)： 　1．實(shí)

19、驗(yàn)溫度應(yīng)控制在_____________________________； 　2．選用的酵母菌應(yīng)用新鮮的酵母菌，原因是：____________________ __________________________________________________________ 3.往試管中滴加濃硫酸時(shí)要____________________________________。 【師生合作探究】 1、無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精對(duì)細(xì)胞有害嗎？例如，用酵母菌使葡萄汁發(fā)酵產(chǎn)生葡萄酒，當(dāng)酒精含量達(dá)到12%~16%時(shí)，發(fā)酵酒停止了，為什么？還有其他例子嗎？ 2、能不能說細(xì)胞

20、呼吸是ATP的全部來源？為什么？ 3、人（還有鳥類和哺乳類）能保持體溫的相對(duì)穩(wěn)定嗎。體溫的維持與細(xì)胞呼吸是怎樣的關(guān)系？是否也需要ATP水解供能？ 【隨堂練習(xí)】 1．同一株植物的不同部位的呼吸強(qiáng)度可以不同，下列敘述中錯(cuò)誤的是：（ ） 　A、幼葉的比老葉的高 　　　B、萌發(fā)種子胚的比胚乳的高 C、枝條尖端的比基部的高 　 D、老根部分的比根尖的高 2．將酵母菌放含有培養(yǎng)液的的密閉的錐形瓶中，測(cè)得CO2的釋放量比O2的吸收量大一倍，則有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖的比為：（ ） 　A、1/6 B、1/3 C、1/2 D、1

21、3.（09全國(guó)卷Ⅱ）下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述，錯(cuò)誤的是 A．細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行 B．人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸 C．酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸 D．葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用，不進(jìn)行呼吸作用 【課時(shí)訓(xùn)練】 A級(jí) 1.（09天津卷）按下表設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分組后，在相同的適宜條件下培養(yǎng)8～10小時(shí)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。 實(shí)驗(yàn)材料 取樣 處理 分組 培養(yǎng)液 供氧情況 適宜濃度 酵母菌液 50 mL 破碎細(xì)胞 （細(xì)胞不完整） 甲 25 mL 75 mL 無氧 乙 25 mL 75 mL 遇氧 50 mL 未處理

22、 丙 25 mL 75 mL 無氧 丁 25 mL 75 mL 通氧 下列敘述正確的是 A. 甲組不產(chǎn)生CO2而乙組產(chǎn)生 B. 甲組的酒精產(chǎn)量與丙組相同 C. 丁組能量轉(zhuǎn)換率與丙組相同 D. 丁組的氧氣消耗量大于乙組 2.（09浙江卷）破傷風(fēng)梭狀芽孢桿菌侵入了人體深部的組織細(xì)胞并大量繁殖，下列關(guān)于該菌的細(xì)胞呼吸類型和消滅該菌首先要通過的免疫途徑的敘述，正確的是 A．無氧呼吸和體液免疫 B．無氧呼吸和細(xì)胞免疫 C．有氧呼吸和體液免疫 D．有氧呼吸和細(xì)胞免疫 3.（09廣東理基）在密閉容器內(nèi)，酵母菌利用葡萄糖產(chǎn)生酒精，此過程不生成 A．A

23、TP B．乳酸 C．三碳化合物 D．CO2 4.（09廣東卷）利用地窖貯藏種子、果蔬在我國(guó)歷史悠久。地窖中的CO2濃度較高，有利于 A．降低呼吸強(qiáng)度 B．降低水分吸收 C．促進(jìn)果實(shí)成熟 D．促進(jìn)光合作用 5.（09上海卷）在a、b、c、d條件下，測(cè)得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如右表。若底物是葡萄糖，則下弄敘述中正確的是 A. a條件下，呼吸產(chǎn)物除 CO2外還有酒精和乳酸 B. b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多 C. c條件下，無氧呼吸最弱 D. d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體

24、 CO2釋放量 O2吸收量 a 10 0 b 8 3 c 6 4 d 7 7 6.右圖是某種綠色植物的綠色器官在不同氧氣濃度下，O2吸收量和CO2釋放量的變化坐標(biāo)圖。氧氣濃度為10%時(shí)，該器官進(jìn)行的呼吸作用為（D） A．有氧呼吸大于無氧呼吸 B．有氧呼吸小于無氧呼吸 C．有氧呼吸等于無氧呼吸 D．只進(jìn)行有氧呼吸 7.（06－江蘇14）香蕉成熟過程中。隨著貯藏物質(zhì)強(qiáng)烈 水解并轉(zhuǎn)化為還原糖，香蕉逐漸變甜，其呼吸速率變化如圖 中曲線a所示。圖中符合香蕉內(nèi)還原糖含量變化趨勢(shì)的曲線 是（

25、 ） A、曲線1；B、曲線2 ；C、曲線3 ；D、曲線4。 8.用下圖裝置測(cè)定種子萌發(fā)時(shí)進(jìn)行的呼吸作用類型，同時(shí)關(guān)閉活塞，在25℃下經(jīng)過20min 再觀察紅色液滴移動(dòng)情況，下列對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析不符合實(shí)際的是 A．若裝置l的紅色液滴左移，裝置2的紅色液滴不移動(dòng)，則說明萌發(fā)的種子既進(jìn)行 有氧呼吸也進(jìn)行無氧呼吸 B．裝置l的紅色液滴向左移動(dòng)的體積是呼吸作用消耗O2的體積，裝置2的紅色液滴向右移動(dòng)的體積是呼吸作用釋放C02和消耗O2的體積之差 C．若裝置l紅色液滴左移，裝置2的紅色液滴不移動(dòng)，則說明萌發(fā)的種子只進(jìn)行有氧呼吸

26、 D．若裝置1紅色液滴不移動(dòng)，裝置2的紅色液滴右移，則說明萌發(fā)的種子只進(jìn)行無氧呼吸 9.取適量干重相等的４份種子進(jìn)行不同處理：（甲）風(fēng)干，（乙）消毒后浸水萌發(fā)，（丙）浸水后萌發(fā)，（?。┙劝l(fā)后煮熟冷卻，消毒。然后分別放入4個(gè)保溫瓶中，一段時(shí)間 后，種子堆內(nèi)溫度最高的是： （ ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 10.有氧呼吸全過程的物質(zhì)變化可分為下列三個(gè)階段，與此相關(guān)的敘述中正確的是： ( ） ① C6H12O6 → 丙酮

27、酸 ② 丙酮酸 + H2O → CO2 + [H] ③ [H] + O2→ H2O A．第③階段反應(yīng)極易進(jìn)行，無需酶的催化 B．第①②階段能為其他化合物的合成提供原料 C．第②階段無ATP生成，第③階段形成較多的ATP D．第①階段與無氧呼吸的第①階段不同 11．自然條件下有關(guān)植物呼吸作用的敘述中，正確的是：（ ） A．有氧呼吸過程中，中間產(chǎn)物丙酮酸必須進(jìn)入線粒體 B．高等植物只能進(jìn)行有氧呼吸，不能進(jìn)行無氧呼吸 C．有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳，無氧呼吸不產(chǎn)生二氧化碳 D．有氧呼吸的強(qiáng)度晚上比白天強(qiáng) 12.如圖表示某植物的非綠色器官在氧濃度為a、b、c、d 時(shí)，CO2釋

28、放量和O2吸收量的變化。下列相關(guān)敘述正確的是： （ ?。? 　 A．氧濃度為a時(shí)，最適于貯藏該植物器官 　 B．氧濃度為b時(shí)，無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍　　 　 C．氧濃度為c時(shí)，無氧呼吸最弱 　 D．氧濃度為d時(shí)，有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸強(qiáng)度相等 13.（多選）較長(zhǎng)時(shí)間的無氧呼吸，陸生植物就會(huì)受傷死亡的原因是（ABD） A．產(chǎn)物酒精使蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞死亡 B．釋放能量少，進(jìn)而加速有機(jī)物的消耗 C．無氧呼吸放出的大量熱量導(dǎo)致酶變性失活D．缺少某些中間產(chǎn)物，阻礙某些物質(zhì)的合成 14.（多選）條件適宜的情況下，下列有關(guān)曲線表示正確的是（AC）

29、 B級(jí) 15.在科學(xué)研究中常用呼吸商（RQ=釋放的CO2體積/消耗的氧氣體積）表示生物用于有氧呼吸的能源物質(zhì)不同。測(cè)定發(fā)芽種子的呼吸商的裝置如下圖。 關(guān)閉活塞，在25℃下經(jīng)20分鐘讀出刻度管內(nèi)著色液移動(dòng)的距離。設(shè)裝置1和裝置2的著色液分別向左移動(dòng)x和y（mm）。x和y值反映了容器內(nèi)氣體體積的減少。請(qǐng)回答： （1）裝置的小瓶?jī)?nèi)加入NaOH溶液的目的是 。 （2）x代表 值；y代表 值。 （3）若測(cè)得x=200（mm），y=

30、30（mm），則該發(fā)芽種子的呼吸商是 。 （4）若要測(cè)定已長(zhǎng)出一片真葉幼苗的PQ值，則應(yīng)將該裝置放于何種條件下進(jìn)行，為什么？ 。 （5）為使測(cè)得的x和y值更精確，還應(yīng)再設(shè)計(jì)一對(duì)照裝置。對(duì)照裝置的容器和小瓶?jī)?nèi)應(yīng)分別放入 。設(shè)對(duì)照的目的是

31、 。 16.下圖是測(cè)量種子萌發(fā)時(shí)錐形瓶中氣體體積變化的實(shí)驗(yàn)裝置。錐形瓶中放的種子事先用水浸泡過并在稀釋的消毒劑中清洗過(不影響種子生命力)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)管Y與管X液面相平，每隔半小時(shí)利用標(biāo)尺量出X管內(nèi)的液面高度變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄于下表?；卮鹣铝袉栴}： 時(shí)間（h） 0 0．5 1．0 1．5 2．0 2．5 3．0 3．5 4．0 標(biāo)尺讀數(shù)(cm) 2．3 3．1 3．9 4．8 5．6 6．4 7．0 7．3 7．3 體積變化 （相對(duì)單位） 0 -0．8 -1．6 -2．5

32、 -3．3 -4．1 -4．7 -5．0 -5．0 (1)管X中液面是怎樣移動(dòng)的 。 (2)解釋0～3．5小時(shí)內(nèi)氣體體積變化原因 。估計(jì)3．5小時(shí)～4小時(shí)內(nèi)種子的異化作用方式為 。 (3)此實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖? 。 (4)簡(jiǎn)述如何設(shè)置此實(shí)驗(yàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn) 。 (5)如果對(duì)照實(shí)驗(yàn)中氣體體積變化在1．75小時(shí)是+0．2個(gè)單位，解釋可

33、能的原因是 ；同等條件下萌發(fā)的種子中的實(shí)際呼吸速率是 單位／小時(shí)。 (6)種子為什么要在稀釋的消毒劑中清洗 。 C級(jí) 17. （06－江蘇40)為了調(diào)查太湖某一水層是否有自養(yǎng)生物存在，及其產(chǎn)氧量能否維持本層水體生物呼吸耗氧所需，可用黑自瓶法測(cè)定該水層生物晝夜平均代謝率來判定。白瓶為透明玻璃瓶，其水體溶解O2的晝夜變化值為水中生物光合作用產(chǎn)生的O2與呼吸消耗的O2的差值(以WDO表示)；黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水體溶解O2的晝夜變化值為水中生物呼吸消耗的O2(以BDO表示)。請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)。 　(1)實(shí)驗(yàn)步驟： ①用采水器取該層水樣，分別注滿500ml黑、白瓶并密封，剩余水樣用于測(cè) 　 ； ②將黑、白瓶 ； ③ 。 　 (2)設(shè)計(jì)記錄所測(cè)數(shù)據(jù)的表格。 (表格請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)在答題卡上) 　 (3)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析。