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)主要場所:_ (二)過程:1第一階段: (1)場所:_ (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)反應(yīng)式:_3第三階段: (1)場所:_ (

2、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)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_,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左右的能量儲存有_中,其余的能量以_的形式散失。(五)有氧呼吸三個階段的比較: 項目第一階段第二階段第三階段場所 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

3、量變化 三、無氧呼吸:1條件:_條件下。2場所:_3過程: (1)第一階段:與有氧呼吸的第一個階段完全相同。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_(2)類型:_發(fā)酵:發(fā)酵產(chǎn)物為酒精和CO2_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目有氧呼吸無氧呼吸不同呼吸場所細(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

4、密封。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,肌細(xì)胞_產(chǎn)生_。6破傷風(fēng)桿菌感染傷口,須及時清洗傷口,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 _ _ 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.解讀:有氧呼吸:在一定范圍內(nèi), _

5、 _ _ 無氧呼吸_ _ _ 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,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)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,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,細(xì)胞同時進(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

6、的細(xì)胞呼吸。此種情況下,判斷哪種呼吸方式占優(yōu)勢,可做如下分析:VCO2VO2VO2VVCO2VO2(1)若:4:3,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率 。(2)若:4:3,無氧呼吸消耗葡萄糖的速率 有氧呼吸。(3)若:4:3,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率 無氧呼吸。八、有關(guān)細(xì)胞呼吸計算的規(guī)律總結(jié):1消耗等量的葡萄糖時,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,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,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,無氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的ATP物質(zhì)的量之比為 5消耗等量的葡

7、萄糖時,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算及酶促反應(yīng)速率比較時,應(yīng)使用“C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量”和“C6H12O6 2CO22C2H5OH能量”這兩個反應(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)行計算,最后求解。九、實(shí)驗:探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式(一)原理:在有氧條件下,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

8、二氧化碳。 _ _ (二)實(shí)驗變量: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、潔凈的試管、小氣泵。(四)實(shí)驗裝置:思考:B瓶應(yīng)封口放置一段時間后,再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,為什么_(五)實(shí)驗現(xiàn)象:_(六)結(jié)論:_(七)注意事項:1實(shí)驗溫度應(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要_。 【師生合作探究】1、無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸或酒精對細(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

9、%時,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、13.(09全國卷)下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述,錯

10、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【課時訓(xùn)練】 A級1.(09天津卷)按下表設(shè)計進(jìn)行實(shí)驗,分組后,在相同的適宜條件下培養(yǎng)810小時,并對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗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 mL75 mL無氧乙25 mL75 mL遇氧50 mL未處理丙25 mL75 mL無氧丁25 mL75 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

11、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 AATP B乳酸 C三碳化合物 DCO24.(09廣東卷)利用地窖貯藏種子、果蔬在我國歷史悠久。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,測得某植物種子萌發(fā)時CO2和O2體積變化的相對值如右表。若底物是葡萄糖

12、,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CO2釋放量O2吸收量a100b83c64d77 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,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

13、含量變化趨勢的曲線是( )A、曲線1;B、曲線2 ;C、曲線3 ;D、曲線4。8.用下圖裝置測定種子萌發(fā)時進(jìn)行的呼吸作用類型,同時關(guān)閉活塞,在25下經(jīng)過20min 再觀察紅色液滴移動情況,下列對實(shí)驗結(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,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,則說明萌發(fā)的種子只進(jìn)行有氧呼吸D若裝置1紅色液滴不移動,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

14、吸9.取適量干重相等的份種子進(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個保溫瓶中,一段時間后,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階段,與此相關(guān)的敘述中正確的是: ( ) C6H12O6 丙酮酸 丙酮酸 + H2O CO2 + H H + O2 H2OA第階段反應(yīng)極易進(jìn)行,無需酶的催化B第階段能為其他化合物的合成提供原料C第階段無ATP生成,第階段形成較多的ATPD第階段與無氧呼吸的第階段不同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

15、,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,CO2釋放量和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,最適于貯藏該植物器官 B氧濃度為b時,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,無氧呼吸最弱 D氧濃度為d時,有氧呼吸強(qiáng)度與無氧呼吸強(qiáng)度相等13.(多選)較長時間的無氧呼吸,陸生植物就會受傷死亡的原因是(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

16、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)B級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)著色液移動的距離。設(shè)裝置1和裝置2的著色液分別向左移動x和y(mm)。x和y值反映了容器內(nèi)氣體體積的減少。請回答:(1)裝置的小瓶內(nèi)加入NaOH溶液的目的是 。(2)x代表 值;y代表 值。(3)若測得x=200(mm),y=30(mm),則該發(fā)芽種子的呼吸商是 。(4)若要測定已長出一片真

17、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)為使測得的x和y值更精確,還應(yīng)再設(shè)計一對照裝置。對照裝置的容器和小瓶內(nèi)應(yīng)分別放入 。設(shè)對照的目的是 。16.下圖是測量種子萌發(fā)時錐形瓶中氣體體積變化的實(shí)驗裝置。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)驗開始時管Y與管X液面相平,每隔半小時利用標(biāo)尺量出X管內(nèi)的液面高度變化,實(shí)驗結(jié)果記錄于下表?;卮鹣铝袉栴}:時間(h)00510152025303540標(biāo)尺讀數(shù)(cm)233139485664707373體積變化(相對單位)0-08-16-25-33-41-47-50-50(1)管X中液面是怎樣移

18、動的 。(2)解釋035小時內(nèi)氣體體積變化原因 。估計35小時4小時內(nèi)種子的異化作用方式為 。(3)此實(shí)驗的實(shí)驗?zāi)康氖?。(4)簡述如何設(shè)置此實(shí)驗的對照實(shí)驗 。(5)如果對照實(shí)驗中氣體體積變化在175小時是+02個單位,解釋可能的原因是 ;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。(6)種子為什么要在稀釋的消毒劑中清洗 。C級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)。請完成下列實(shí)驗。 (1)實(shí)驗步驟: 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 ; 將黑、白瓶 ; 。 (2)設(shè)計記錄所測數(shù)據(jù)的表格。 (表格請設(shè)計在答題卡上) (3)預(yù)測實(shí)驗結(jié)果并分析。

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