第3节　细胞呼吸的原理和应用 第1课时　细胞呼吸的方式和有氧呼吸课件PPT

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第1课时　细胞呼吸的方式和有氧呼吸1.通过实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”,提高实验设计和实验结果分析的能力。2.通过对有氧呼吸过程的学习,形成物质与能量观,同时养成归纳与概括的科学思维方式。一、细胞呼吸的方式1.细胞呼吸的概念2.探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)对比实验:设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作对比实验,也叫相互对照实验。(2)实验原理:①酵母菌是一类单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。②CO2和酒精的检测。(3)实验装置:①有氧条件下的装置图:②无氧条件下的装置图: (4)实验结论:①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。3.细胞呼吸的类型细胞呼吸的类型有有氧呼吸和无氧呼吸。微思考为什么选择酵母菌作为探究细胞呼吸方式的实验材料?提示:酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的二氧化碳和水,在进行无氧呼吸时能产生酒精和少量的二氧化碳。微判断1基于探究酵母菌细胞呼吸方式的实验,判断下列表述是否正确。1.只检测有无CO2产生即可确定酵母菌细胞呼吸的方式。( )2.根据澄清的石灰水变混浊的程度可以确定CO2产生量的多少。( )×√3.酒精在中性或酸性条件下与重铬酸钾溶液反应产生灰绿色。( )4.在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,必须保证酵母菌是新鲜的、有活性的。( )×√二、有氧呼吸1.线粒体的结构线粒体具有内、外两层膜,③内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成②嵴,大大增加了内膜的表面积。③的周围充满了液态的④基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与 有氧呼吸有关的酶。2.有氧呼吸的三个阶段 3.总反应式有氧呼吸总反应式为C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量。4.有氧呼吸的概念指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。5.与有机物在生物体外燃烧相比,有氧呼吸具有的特点(1)有氧呼吸过程温和。(2)有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放。(3)有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中。微判断2基于有氧呼吸的基本过程,判断下列表述是否正确。1.有氧呼吸的三个阶段都在线粒体中进行。( )2.有氧呼吸的三个阶段均可产生ATP,但第三阶段产生的最多。( )3.氧气作为反应物参与有氧呼吸的第二、三阶段。( )4.有氧呼吸的第三阶段既消耗水又产生水。( )×√××微训练1.在有氧呼吸过程中,进入细胞的氧将(　　)①与[H]结合生成水　②与碳结合生成二氧化碳　③在线粒体中被消耗　④在线粒体与细胞质基质中被消耗A.①④ B.②③ C.①③ D.②④答案:C解析:在有氧呼吸过程中,进入细胞的氧在有氧呼吸的第三阶段与有氧呼吸第一、二阶段产生的[H]结合生成水,这一步是在线粒体内膜上进行的。2.对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。下列关于有氧呼吸的叙述,正确的是(　　)A.有氧呼吸的每个阶段都生成ATP,第三阶段生成最少B.有氧呼吸的每个阶段都有O2参与C.[H]在第一、二、三阶段产生,作用是还原O2生成H2OD.在有氧呼吸过程中,有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的答案:D解析:在有氧呼吸过程中,有机物中的能量是经过一系列的化学反应逐步释放的;第三阶段释放的能量最多;只有第三阶段有O2参与;[H]产生于第一、二阶段,作用于第三阶段。一 探究酵母菌细胞呼吸的方式重难归纳1.对实验变量的分析2.对实验装置的分析 (1)甲组装置中的第一个锥形瓶中盛放的试剂是NaOH溶液,其目的是排除空气中CO2对实验结果的干扰。(2)乙组装置中B瓶放置一段时间后,才能与装有澄清石灰水的锥形瓶连接,其目的是让酵母菌将B瓶中的氧气消耗掉,确保产物CO2均来自无氧呼吸。3.实验中的注意事项(1)配制酵母菌培养液时,必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温,才可加入新鲜的食用酵母菌。(2)有氧条件下的装置必须持续通入空气,以保证氧气的充足。4.对比实验和对照实验对比实验是指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作对比实验。对比实验不设对照组,均为实验组(或互为实验组和对照组),是对照实验的一种特殊形式,即相当于“相互对照实验”。变量的控制是实验成功的关键。实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中自变量和因变量分别是什么?实验装置中是如何控制自变量的?实验中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么?提示:自变量是氧气的有无,因变量为是否有CO2和酒精的产生。在有氧呼吸的装置中用橡皮球或者气泵充气,以保证装有酵母菌的锥形瓶中氧气充足;在无氧呼吸的装置中将装有酵母菌的锥形瓶密封,以保证无氧环境。NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2,以保证通入酵母菌培养液的气体中不含CO2,避免对实验结果造成干扰。典例剖析酵母菌是高中生物学实验中常用的实验材料。以下是某生物兴趣小组以酵母菌为材料开展的相关实验探究装置,下列说法错误的是(　　)A.选用A、B、C装置探究酵母菌有氧呼吸方式时的装置顺序是C→A→BB.探究酵母菌的有氧呼吸时,设置质量分数为10%的NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2,以排除其对实验结果的干扰C.利用E装置探究酵母菌的呼吸类型,若在实验过程中液滴向左移(不考虑环境因素的影响),则说明此装置中酵母菌发生了有氧呼吸D.探究酵母菌的无氧呼吸时,D瓶需放置一段时间后再连接B瓶,目的是让酵母菌充分繁殖答案:D解析:探究酵母菌的有氧呼吸时,需连接装置C→A→B,质量分数为10%的NaOH溶液可吸收空气中的CO2,以排除其对实验结果的干扰,澄清的石灰水可检测有氧呼吸的产物CO2,A、B两项正确。E装置中,NaOH溶液会吸收锥形瓶中的CO2,若红色液滴左移,说明有O2消耗,酵母菌进行了有氧呼吸,C项正确。探究酵母菌的无氧呼吸时,D瓶需放置一段时间后再连接B瓶,目的是消耗瓶中的O2,以保证实验时酵母菌只进行无氧呼吸,D项错误。学以致用下图所示烧杯内装有含酵母菌的葡萄糖溶液,试管中装有澄清的石灰水,一段时间后发现石灰水变混浊并有沉淀产生。下列对这一现象的解释,正确的是(　　)A.大气中的CO2进入试管内B.酵母菌通过光合作用产生CO2C.酵母菌通过无氧呼吸产生CO2D.酵母菌通过有氧呼吸产生CO2答案:C解析:酵母菌是真菌,不能进行光合作用;烧杯被石蜡密封,因此酵母菌主要进行无氧呼吸,CO2就产生于无氧呼吸过程。二 有氧呼吸重难归纳1.有氧呼吸过程中各元素的来源和去路(1)CO2是在第二阶段产生的,是由丙酮酸和水反应生成的,场所是线粒体基质。(2)O2参与了第三阶段,[H]和O2结合生成水,所以细胞呼吸产生的水中的O来自O2,场所是线粒体内膜。(3)有氧呼吸过程中的反应物和生成物中都有水,反应物中的水用于第二阶段,与丙酮酸反应;生成物中的水是由有氧呼吸第三阶段[H]和O2结合生成的。2.有关有氧呼吸的几点提醒(1)葡萄糖不进入线粒体,进入线粒体的是丙酮酸。(2)反应式中的能量不可写成ATP,有氧呼吸的能量大部分以热能的形式散失,少量储存在ATP中。(3)书写反应式时左右两边的水不能抵消。(4)有氧呼吸不一定需要线粒体,有些原核生物没有线粒体,也能进行有氧呼吸,其场所是细胞质。1.对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。在有氧呼吸过程中,O2参与的反应发生在哪个阶段?如果没有O2参与,丙酮酸还会进入线粒体吗?提示:O2只在第三阶段参与反应。如果没有O2,丙酮酸就不会进入线粒体。2.若用放射性同位素18O分别标记有氧呼吸过程中C6H12O6中的O和O2中的O,请分析放射性会分别出现在哪种产物中。提示:若为C6H1218O6,则放射性产物为C18O2;若为18O2,则放射性产物为H218O。典例剖析下图表示有氧呼吸的过程。下列有关说法正确的是(　　)A.①②④中数值最大的是①B.③代表的是O2C.有氧呼吸三个阶段所需的酶相同D.⑤参与的过程发生在线粒体内膜上答案:D解析:分析题图可知,①②④分别代表有氧呼吸第一、二、三阶段所释放的能量,其中第三阶段释放的能量④的数值最大。③代表参与第二阶段的原料H2O,不是O2。有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质中,第二和第三阶段分别发生在线粒体的基质和内膜上。三个阶段发生的场所不同,所需的酶不同。⑤是O2,参与的过程是有氧呼吸的第三阶段,发生在线粒体内膜上。学以致用有氧呼吸全过程中的物质变化可分为以下三个阶段。下列与此相关的叙述,正确的是(　　)①C6H12O6→丙酮酸+[H]　②丙酮酸+H2O→CO2+[H]　③[H]+O2→H2OA.③反应极易进行,不需要酶的催化B.②无ATP生成,③形成较多的ATPC.③发生在线粒体内膜上D.①在线粒体中进行C解析:有氧呼吸的三个阶段都需要酶的催化,都有ATP的产生;产生ATP最多的是③;①在细胞质基质中进行。1.下图为酵母菌细胞有氧呼吸的部分过程示意图,下列有关叙述正确的是(　　)A.①过程进行的场所是线粒体B.②过程的产物除了二氧化碳,还有H2OC.①②过程一定都有能量释放D.与②相比,①过程产生的[H]较多答案:C解析:①过程的场所是细胞质基质;②过程消耗H2O,不产生H2O;②过程比①过程产生的[H]多。2.下列关于细胞呼吸的说法,错误的是(　　)A.细胞呼吸实际上是在细胞内进行有机物的氧化分解,并释放能量的过程B.细胞呼吸实际上就是细胞与外界环境间的气体交换C.细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程D.细胞呼吸必须在酶的催化下进行答案:B解析:细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解,并释放能量的过程。3.下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置,下列说法正确的是(　　)A.两个装置均需要在黑暗条件下进行B.装置乙B瓶中可检测到有酒精生成C.装置乙是对照组,装置甲是实验组D.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收A瓶中的CO2答案:B 解析:两个装置均不需要在黑暗条件下进行;B瓶中酵母菌进行无氧呼吸产生酒精;此实验是对比实验,没有对照组,都是实验组;装置甲中NaOH溶液的作用是吸收通入的空气中的CO2。4.右图为线粒体的结构示意图,其中不可能发生的反应是( 　)A.②处发生丙酮酸的分解B.①处产生ATPC.②处产生CO2D.③处发生[H]与O2的结合答案:B解析:①②③分别表示线粒体内外膜之间的间隙、线粒体基质、嵴。丙酮酸分解产生CO2和[H]发生在线粒体基质②中;[H]与O2的结合发生在③嵴(线粒体内膜)上;物质的氧化分解过程不能在①处进行,①处也不能产生ATP。5.在有氧呼吸中,下列反应一定不在线粒体中进行的是(　　)A.[H]经过一系列的化学反应与氧结合生成水B.C6H12O6分解为丙酮酸和[H]C.丙酮酸分解为CO2和[H]D.ADP与Pi反应生成ATP答案:B解析:有氧呼吸的第一阶段是葡萄糖分解为丙酮酸和[H],该过程是在细胞质基质中进行的。6.下图表示有氧呼吸的过程。请据图回答下列问题。(1)有氧呼吸是从　　　　　　的氧化分解开始的,全过程分为　　　　　　个阶段。 (2)有氧呼吸的场所是　　　　　　　　　,释放的CO2是在第　　　　　　阶段产生的,H2O是在第 　　　　　　阶段形成的,产生ATP最多的是第　　　　　　阶段。 (3)有氧呼吸中O2的作用是　　　　　　　　　　　　　　。写出有氧呼吸的总反应式:　　　　　　　　　　　　。 答案:(1)葡萄糖　三(2)细胞质基质、线粒体　二　三　三(3)与[H]结合生成水,同时生成大量能量　解析:在有氧呼吸过程中,第一阶段发生在细胞质基质中,1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸,生成4个[H],释放少量能量;第二阶段发生在线粒体基质中,丙酮酸彻底分解成CO2,消耗6分子H2O,生成20个[H],释放少量能量;第三阶段发生在线粒体内膜上,前两个阶段生成的[H]经过一系列反应,与O2结合形成12分子H2O,释放大量能量。从上述过程可以看出,CO2产生于第二阶段,O2用于第三阶段的反应,H2O生成于第三阶段,释放能量最多的是第三阶段。