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【课堂新坐标】(教师用书)高中生物 第3章 第4节 细胞呼吸同步备课名师优质课件 浙科版必修1

发布时间:

第四节 细胞呼吸
教师用书独具演示
●课标要求 说明细胞呼吸,探讨其原理和应用

●课标解读 1.概述需氧呼吸及厌氧呼吸的概念、反应式和反应过程, 认识活细胞中物质、能量和信息变化的统一性。 2.举例说明细胞呼吸在实践中的应用,探讨细胞呼吸与 生产生活的关系,认同科学对技术和社会的促进作用,树立 科学技术是第一生产力的观点。 3.比较需氧呼吸和厌氧呼吸的异同。

●教学地位 细胞呼吸为本章重点,也是本册重点内容,为高考核心 考点,每年都考。包括细胞呼吸概念、类型、影响因素的实 验问题,该内容应注意学生对知识的理解,加深及拓展。”

●教法指导
“细胞呼吸”的教学重点是需氧呼吸的过程及原理;教 学难点是细胞呼吸的原理和本质。学生学过了 ATP 的知识, 对于 ATP 作为细胞中的能量通货有了一定的认识,建议教师 可以此为切入点,提出问题,引入新课。

先出示一些与细胞呼吸相关的图文资料引导学生分析说 明这些事例中所应用的细胞呼吸原理,再联想其他事例进行 讨论和交流,从而帮助学生认识细胞呼吸原理在实践中的广 泛应用;然后阐述需氧呼吸的化学过程,举例说明厌氧呼吸 与需氧呼吸的异同。通过“乙醇发酵”演示实验,了解细胞 的厌氧呼吸,学*科学方法,养成科学态度,提高分析实验 现象的能力。通过分析细胞呼吸原理在生产和生活中的一种 应用实例,帮助学生正确理解科学、技术、社会之间的关系。

●新课导入建议 有人进入储存地瓜的地窖中,为何带个火把?仅仅是照 明吗?有人冒然入内,再也没能出来,你知为什么吗?

●教学流程设计

演示结束

课标解读

重点难点

1.概述需氧呼吸及厌氧呼吸的概

念、反应式和反应过程,认识活

细胞中物质、能量和信息变化的 统一性。 2.举例说明细胞呼吸在实践中的 应用,探讨细胞呼吸与生产生活 的关系,认同科学对技术和社会 的促进作用,树立科学技术是第 一生产力的观点。

1.需氧呼吸的过程。 (重难点) 2.需氧呼吸与厌氧 呼吸的比较。(重点) 3.细胞呼吸在实践 中的应用。(重点)

3.比较需氧呼吸和厌氧呼吸的异

同。

细胞呼吸
1.概念:细胞内进行的将糖类 等有机物分解成无机物或 小分子 有机物 ,并且释放出 能量 的过程。
2.种类:根据细胞呼吸过程中是否有氧参与,分为需氧 呼吸和厌氧呼吸。 需氧呼吸 是细胞呼吸的主要方式。

细胞呼吸与糖的氧化
1.需氧呼吸 (1)概念:细胞在 氧 的参与下,通过酶的催化作用,把 糖类等有机物彻底氧化分解产生 CO2和H2O ,同时释放大 量 能量 的过程。 (2)反应式:C6H12O6+6O2―酶―→6CO2+6H2O+能量。

(3)过程

名称

场所

第三 电子传 阶段 递链 线粒体内膜

反应物

生成 物

能量

O2、 NADH

H2O、 ATP

大量能量

生物需氧呼吸的主要场所都是线粒体吗? 【提示】 细菌无线粒体,其进行需氧呼吸场所主要在 细胞膜上和细胞溶胶中。

2.厌氧呼吸 (1)过程:划分为两个阶段,第一阶段,进行糖酵解;第 二阶段,丙酮酸在不同酶的催化作用下,形成不同的产物。 最常见的产物是乳酸或 乙醇 。 (2)微生物的厌氧呼吸叫发酵 发酵类型:乳酸菌、酵母菌等 微生物 的厌氧呼吸称为 发酵,最常见的发酵类型是 乳酸 发酵和 乙醇 发酵。

(3)场所:细胞溶胶。

???乳酸发酵2:CCH63HC1H2OO6H+C2OADOPH++22PAi―TP→

(4)反应式?

?乙醇发酵:C6H12O6+2ADP+2Pi――→

??

2C2H5OH+2CO2+2ATP

3.细胞呼吸是细胞代谢的中心 (1)为生物体的生命活动提供 能量 。 (2)为体内其他化合物的合成提供 碳骨架 是三大营养物质相互转化的枢纽物质。

,如丙酮酸

1.葡萄糖经需氧呼吸分解释放的能量全部形成了 ATP。 (×)
【提示】 大部分以热能形式散失。

2.需氧呼吸和厌氧呼吸的第一阶段完全相同。(√) 3.人体进行需氧呼吸的主要场所是线粒体。(√) 4.人体肌肉细胞进行厌氧呼吸的产物一般是酒精和二氧 化碳。(×) 【提示】 产物是乳酸。

5.进行需氧呼吸的生物一定有线粒体。(×) 【提示】 蓝细菌、好氧细菌等没有线粒体,也能进行 需氧呼吸。 6.厌氧呼吸的两个阶段都产生能量。(×)
【提示】 第二个阶段不产生能量。

需氧呼吸与厌氧呼吸的过程及比较
【问题导思】 ①需氧呼吸的过程分几个阶段?各需要什么条件? ②为什么厌氧呼吸形成的 ATP 少?

1.需氧呼吸和厌氧呼吸的过程图解

2.根据细胞呼吸中物质变化的数量关系来判断细胞呼吸 的方式
(1)依据 O2 吸收量和 CO2 释放量判断 ①不消耗 O2,释放 CO2―→只进行厌氧呼吸; ②O2 吸收量=CO2 释放量―→只进行需氧呼吸; ③O2 吸收量<CO2 释放量―→两种呼吸方式同时进行, 且多余 CO2 来自厌氧呼吸。

(2)依据乙醇和 CO2 生成量判断 ①乙醇量=CO2 量―→只进行厌氧呼吸; ②乙醇量<CO2 量→两种呼吸方式同时进行,且多余 CO2 来自需氧呼吸。

3.需氧呼吸和厌氧呼吸的比较

需氧呼吸

第一阶段在细胞溶 场所 胶中,第二、三阶
段在线粒体中



第三阶段需要O2,

别 条件 第一、二、三阶段

都需要酶

产物

CO2、H2O

厌氧呼吸 乙醇发酵 乳酸发酵
细胞溶胶

不需要O2,需要酶

C2H5OH(乙 C3H6O3(乳

醇)和CO2

酸)

需氧呼吸

厌氧呼吸 乙醇发酵 乳酸发酵

氧化分 解情况

彻底

不彻底,产物还有小分 子有机物

区别

能量释 多(30个ATP/1 放 个葡萄糖)

少(2个ATP/1个葡萄糖)

相同 点

实质 联系

分解有机物,释放能量
从葡萄糖到丙酮酸这一阶段(糖酵解)的 反应完全相同

1.不同生物厌氧呼吸的产物不同,其原因在于催化反应 的酶不同。大多数植物、酵母菌、苹果等厌氧呼吸的产物为 乙醇和二氧化碳;有些高等植物的某些器官在进行厌氧呼吸 时产生乳酸,如玉米的胚、马铃薯的块茎、甜菜块根等;而 高等动物、人及乳酸菌的厌氧呼吸只产生乳酸。
2.原核生物无线粒体,但仍有些原核生物可进行需氧呼 吸(在其质膜上进行)。
3.有 H2O 生成的呼吸过程一定是需氧呼吸,有 CO2 生 成的呼吸过程一定不是乳酸发酵。

(2013·杭州检测)需氧呼吸与厌氧呼吸的相同点

是( )

①都在线粒体中进行 ②都需要酶 ③都需要氧 ④都

产生 ATP ⑤都经过生成丙酮酸的反应

A.①②⑤

B.②③④

C.②③⑤

D.②④⑤

【思维导图】

【解析】 本题考查需氧呼吸和厌氧呼吸的异同点。需 氧呼吸和厌氧呼吸都需要酶的催化;需氧呼吸与厌氧呼吸的 第一阶段都是在细胞溶胶中进行的,且都产生丙酮酸;需氧 呼吸、厌氧呼吸的实质相同,都是分解有机物、释放能量、 形成 ATP 的过程。
【答案】 D

如图 是测定发 芽种子的 呼吸类型 所用装置 (假 设呼吸 底 物只有葡萄糖,并且不考虑外界条件的影响),下列有关说法 错误的是( )





选项
A B C
D

现象 甲装置 乙装置

结论

液滴左移 液滴不动 只进行需氧呼吸

液滴不动 液滴右移 只进行厌氧呼吸

液滴不动 液滴不动 只进行需氧呼吸

液滴左移

液滴右移

既进行需氧呼吸, 又进行厌氧呼吸

【解析】 本题分析图解如下: 【答案】 C

影响细胞呼吸的因素及在生产中的应用
1.影响细胞呼吸的因素 (1)内部因素:生物体内酶的数量及酶的种类。 (2)外界因素:温度、O2、CO2、含水量等。

①温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温 度影响酶催化效率的曲线特征一致。生产上常利用这一原理 在低温下贮存蔬菜、水果,在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适 当降温,来降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。

②氧浓度 a.对需氧呼吸:氧是需氧呼吸的原料之一,在一定范围 内,随着氧浓度增加,需氧呼吸强度也增加,但氧浓度达到 一定值时需氧呼吸强度将不再随氧浓度增加而增加。

b.对厌氧呼吸:随氧浓度增加而受抑制,氧浓度越高, 抑制作用越强,氧浓度达一定值时,被完全抑制。作物栽培 中,采取中耕松土、定期排水、防止土壤板结等措施,都是 为了保证根的正常需氧呼吸。
生产中还常利用降低氧的浓度能够抑制呼吸作用、减少 有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。

生产中利用各种微生物的呼吸类型和发酵各阶段对氧气 的需要,控制通气的情况,以生产各种产品,如酒精、食醋 或味精等。
③水分:水为细胞呼吸提供反应环境,一定范围内随水 含量的增加细胞呼吸加强。
粮油种子在贮藏时,必须降低含水量,使种子呈风干状 态,降低细胞呼吸,减少有机物消耗;同时防止微生物大量 繁殖,使种子变质。

④CO2 浓度:增加 CO2 浓度,对细胞呼吸有明显的抑制 作用。原因如下:
a.从化学*衡原理考虑,因为 CO2 为需氧呼吸的产物, 使*衡向左进行。
b.CO2 浓度增加,会降低细胞内的 pH,使呼吸酶的活 性降低。如在地窑中贮存一些植物的块根、块茎等,由于 CO2 浓度很高,抑制了块根、块茎的需氧呼吸,延长了贮藏时间。

2.细胞呼吸原理的应用 (1)在农业生产上,应设法适当增强细胞呼吸,以促进作 物的生长发育。 (2)对于粮食贮藏和果蔬保鲜,要设法降低细胞的呼吸强 度,尽可能减少有机物的消耗。 (3)陆生植物长时间被水淹,根部厌氧呼吸产生酒精,使 构成细胞的蛋白质变性,并且对细胞有毒害作用,而且由于 厌氧呼吸过程释放的能量少,不能满足植物生命活动的需要, 植物会死亡。

(2013·衢州高一测试)如图是外界条件对植物细 胞呼吸速率的影响曲线图。请据图分析说明。





(1)从甲图中可知,细胞呼吸最旺盛时的温度在______ 点。AB 段说明:在一定温度范围内,随着温度升高,细胞 呼吸________。温度的变化主要是影响________的活性。
(2)乙图中曲线Ⅰ表示________呼吸类型。如果曲线Ⅱ描 述的是水稻根细胞的呼吸,那么在 DE 段根细胞内积累的物 质是________。曲线Ⅱ表示的生理过程所利用的有机物主要 是________。

【思维导图】

【精讲精析】 分析甲图可知,B 点反应速率最快,AB 段上升,BC 段下降。温度主要是通过影响酶活性来影响反 应速率。分析乙图可知,Ⅰ曲线随着 O2 浓度升高,呼吸速率 下降,应为厌氧呼吸;Ⅱ曲线随 O2 浓度的升高而升高,是需 氧呼吸。
【答案】 (1)B 加快 酶 (2)厌氧 酒精 葡萄糖

本课知识小结 网络构建

结论语句
1.细胞呼吸是指糖等有机物在细胞内氧化分解,释放能 量的过程。
2.需氧呼吸经历糖酵解、柠檬酸循环和 NADH 中的高 能电子在电子传递链中的传递三个阶段。
3.需氧呼吸的反应式:C6H12O6+6O2 酶 6CO2+6H2O+ 能量。

4.厌氧呼吸是在无氧条件下发生的,最常见的类型是乳 酸发酵和乙醇发酵。
5.细胞呼吸是细胞代谢的中心,它能为生命活动提供能 量,为其他化合物的合成提供中间物质。
6.真核生物需氧呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体;而厌 氧呼吸的场所只有细胞溶胶。

1.(2011·海南高考改编)关于细胞呼吸的叙述,正确的是

A.种子风干脱水后呼吸强度增强

()

B.土壤淹水可导致根系发生厌氧呼吸

C.破伤风杆菌在需氧条件下能大量繁殖

D.小麦种子萌发过程中需氧呼吸逐渐减弱

【解析】 种子风干脱水后呼吸强度减弱;土壤淹水, 导致根系因缺氧而发生厌氧呼吸;破伤风杆菌属于厌氧型细 菌,无氧条件下才能大量繁殖;种子萌发过程中需氧呼吸逐 渐增强。
【答案】 B

2.实验装置中分别装有某种化合物和家兔肝细胞分离 物,在一定条件下能产生 CO2 的是( )
A.葡萄糖+细胞溶胶+线粒体 B.丙酮酸+细胞溶胶 C.葡萄糖+线粒体 D.葡萄糖+细胞溶胶 【解析】 葡萄糖分解成丙酮酸是在细胞溶胶中完成的, 不产生 CO2,而丙酮酸分解成 CO2 是在线粒体内进行的。
【答案】 A

3.(2013·温州高一检测)将水果放在密封的地窖里,可以 保存较长时间。地窖影响水果代谢的原因是( )
A.温度恒定,水果抵抗病虫害的能力强 B.温度适宜,水分容易保持 C.黑暗无光,不易引起早熟 D.二氧化碳浓度增加,抑制细胞呼吸

【解析】 地窖中氧浓度较低,二氧化碳浓度较高,因 而能抑制水果细胞的细胞呼吸,主要是抑制需氧呼吸,减少 有机物的消耗。
【答案】 D

4.关于细胞呼吸,下列说法正确的是( ) A.细胞呼吸是指发生在细胞中的气体交换 B.细胞呼吸就是把有机物分解成无机物 C.细胞呼吸的主要意义就是为各项生命活动提供能量 D.不是所有的活细胞都能进行细胞呼吸

【解析】 细胞呼吸是指在细胞内进行的将糖类等有机 物氧化分解成无机物或者小分子有机物,并且释放出能量的 过程。在不同条件下,细胞呼吸的产物不同,若反应彻底, 则产物为无机物(CO2 和 H2O);若反应不彻底,则产物为小 分子有机物,如乙醇或乳酸。细胞呼吸的主要意义就是将有 机物分解,释放的能量用于各项生命活动。所有的活细胞的 生命活动都需要能量,因此,所有的活细胞都进行细胞呼吸。
【答案】 C

5.(2012·衢州检测)在 a、b、c、d 条件下,测得某植物 种子萌发时 CO2 和 O2 体积变化的相对值如下表。若底物是 葡萄糖,则下列叙述中正确的是( )

CO2释放量 O2吸收量

a

10

0

b

8

3

c

6

4

d

7

7

A.a 条件下,呼吸产物除 CO2 外还有乙醇和乳酸 B.b 条件下,需氧呼吸消耗的葡萄糖比厌氧呼吸多 C.c 条件下,厌氧呼吸最弱 D.d 条件下,产生的 CO2 全部来自线粒体 【解析】 本题以植物种子萌发为背景,考查了细胞呼 吸方式和影响因素等知识,以及对图表的理解能力和获取信 息的能力。

植物种子萌发时进行细胞呼吸,通过题中的表格可以看 出,当 O2 吸收量为 0 时,仍有 CO2 释放,说明此种子进行 厌氧呼吸,既然有 CO2 产生,则另一种产物就是酒精(乙醇), 而不是乳酸;当 O2 吸收量为 3 时,需氧呼吸产生的 CO2 是 3, 细胞呼吸释放的 CO2 为 8,则厌氧呼吸产生的 CO2 为 8-3 =5,需氧呼吸消耗的有机物为 0.5,厌氧呼吸消耗的有机物 是 2.5,很显然是厌氧呼吸强;当处于 d 状态时,厌氧呼吸消 失,此时只进行需氧呼吸,且需氧呼吸产生 CO2 是在线粒体 基质中。
【答案】 D

6.(2013·绍兴高一期末)生物体内葡萄糖分解代谢过程图 解如下图所示。据图回答:

(1)反应①②③④中,可在人体细胞中进行的是______。 (2)粮食贮藏过程中,有时会发生粮堆湿度增大现象,这 是因为_____________________________________________。 (3)图解中,必须在有氧条件下进行的是____________。 【解析】 考查需氧呼吸、厌氧呼吸的过程及其相互区 别和联系。葡萄糖是呼吸作用的主要原料。需氧呼吸、厌氧 呼吸的第一阶段(糖酵解)完全相同,此后的反应视不同的生 物(具不同的呼吸酶)、不同的反应条件(有氧或无氧)而定。

人体细胞主要发生需氧呼吸,即将丙酮酸转入线粒体, 最终彻底分解为 CO2 和 H2O,并释放大量能量;若在缺氧条 件下(如剧烈运动的肌细胞),丙酮酸继续在细胞溶胶中分解 生成乳酸。多数高等植物在无氧条件下可进行厌氧呼吸生成 酒精,某些高等植物如马铃薯块茎的细胞可进行厌氧呼吸生 成乳酸。
【答案】 (1)①②④ (2)细胞呼吸作用产生水 (3)②




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