2023_2024学年新教材高中生物第5章细胞的能量供应和利用第3节细胞呼吸的原理和应用第2课时无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用课件新人教版必修1

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第5章　细胞的能量供应和利用 阅读教材中“无氧呼吸”的相关内容,从物质变化和能量转化两个角度,分析无氧呼吸的场所、过程及特点。 1.场所。 ____________。 2.过程。 (1)第一阶段:葡萄糖 ____________________ (2)第二阶段:细胞质基质丙酮酸+[H]+少量能量新知一　无氧呼吸 3.化学反应式。 (1)C6H12O6 _____________+少量能量 +_______+少量能量 (2)C6H12O6 4.能量转化。 (1)特点。 ①释放能量的阶段:只在 阶段释放少量能量,生成少量的 。 ②大部分能量去向:存留在 或______中。 2CO22C2H5OH(酒精) 2C3H6O3(乳酸) 第一 ATP 酒精 乳酸 (2)数值。 1 mol葡萄糖经过不彻底氧化分解产生乳酸时,只释放出_________的能量,其中只有________的能量储存在ATP中,其余以______的形式散失掉了。  5.发酵。 (1)概念:酵母菌、乳酸菌等微生物的__________。 酒精发酵：发酵产物为___________ (2)类型 乳酸发酵：发酵产物为_____ 196.65 kJ 61.08 kJ 热能 无氧呼吸 酒精和CO2 乳酸新知二 细胞呼吸原理的应用微生物 改善 氧气供应降低温度降低氧气含量有机物 泡菜的制作利用了乳酸菌的无氧呼吸原理（其他答案合理即可） 1.生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下图所示。探究一　无氧呼吸 (1)图中a表示的物质是什么?其产生场所是哪里? 提示:丙酮酸。细胞质基质。 (2)图中表示无氧呼吸的是___________。该过程中,葡萄糖中储存的能量有没有完全释放?如果没有,未释放的能量储存在哪里?  提示:没有。未释放的能量储存在不完全分解产物酒精或乳酸中。①④、①⑤ (3)e表示的物质是　 　　　　　。④和⑤在不同生物的细胞中进行,产物不同,试分析其原因。 提示:不同生物细胞内催化丙酮酸分解的酶不同。 (4)图中表示有氧呼吸的是　　　 ;b表示的物质是　　　　,图中　　也表示该物质。 (5)细胞呼吸过程有CO2产生,能否判断该过程是有氧呼吸?为什么?如果有水生成呢? 提示:不能。无氧呼吸产生酒精时,也产生CO2。如果有水生成,则一定是有氧呼吸。 酒精和二氧化碳①②③H2Oc (6)酵母菌如果消耗等量的葡萄糖,有氧呼吸和无氧呼吸产生的二氧化碳量之比为　　　　　。 2.家用酸奶机可以进行酸奶发酵和米酒发酵。结合细胞呼吸知识探讨下列问题。 (1)酸奶发酵时,为什么牛奶要加满,盖子的排气孔要封闭? 提示:酸奶发酵是利用乳酸菌发酵,乳酸菌只进行无氧呼吸,不需要氧气,所以牛奶要加满;发酵不产生气体,所以排气孔要封闭。3∶1 (2)米酒发酵时,米中间要挖一个窝,盖子上留一个排气孔,试分析原因。 提示:米酒发酵是利用酵母菌发酵,酵母菌为兼性厌氧菌。米酒发酵时挖一个窝保留部分空气是为了让酵母菌进行有氧呼吸,繁殖更快,接着进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,因此要开排气孔。 3.为什么说细胞呼吸不仅能为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽?试举例说明。 提示:细胞呼吸过程中产生的中间产物,可转化为甘油、氨基酸等非糖物质;非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同,可转化为葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过细胞呼吸过程联系起来。有氧呼吸和无氧呼吸的比较【例1】马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。下列叙述正确的是(　　)A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转 化而来C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生 成ATPD.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的 产生解析:马铃薯块茎无氧呼吸的产物是乳酸,无葡萄糖,A项错误;马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段,葡萄糖被分解成丙酮酸,丙酮酸在第二阶段转化成乳酸,B项正确;马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸属于无氧呼吸的第一阶段,会生成少量ATP,C项错误;马铃薯块茎储藏时,氧气浓度升高会抑制其无氧呼吸,酸味会减少,D项错误。答案:B【母题延伸】 (1)无氧呼吸产生乳酸的生物或组织有 . 。 (2)无氧呼吸产生酒精和二氧化碳的生物或组织有 　 。 人体和高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米种子的胚等高等植物、酵母菌等【例2】不同种类的生物在不同的条件下呼吸方式不同。下列对生物细胞呼吸方式的判断,错误的是(　　)A.若既不消耗O2也不释放CO2,则说明该细胞已经死亡B.若只释放CO2,不消耗O2,则细胞只进行无氧呼吸C.若CO2的释放量等于O2的消耗量,则细胞可能只进行有氧呼吸D.若CO2的释放量多于O2的消耗量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸解析:有氧呼吸的产物是CO2和H2O,无氧呼吸的产物是酒精和CO2或乳酸。若细胞既不消耗O2也不释放CO2,则细胞可能死亡,也可能进行乳酸发酵(无氧呼吸),A项错误;若细胞只释放CO2,不消耗O2,说明细胞只进行无氧呼吸 (酒精发酵),B项正确;若细胞释放的CO2量与消耗的O2量相等,则细胞可能只进行有氧呼吸,C项正确;若细胞释放的CO2量多于O2的消耗量,则细胞既进行有氧呼吸也进行无氧呼吸,D项正确。答案:A【方法规律】 真核细胞呼吸方式的判断依据 1.酵母菌细胞富含蛋白质,可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时,要给培养装置通气或进行振荡,以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时,却需要密封发酵。分析回答下列问题。 (1)都是培养酵母菌,为什么有的需要通气,有的却需要密封? 提示:通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气,利于酵母菌进行繁殖;密封则是避免空气进入,便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。 探究二　细胞呼吸原理的应用 (2)为什么通气有利于酵母菌大量繁殖? 提示:在有氧条件下,酵母菌分解营养物质释放的能量多,这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和繁殖提供充足的动力。 (3)在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义? 提示:在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精的同时,能为自己的生命活动提供少量能量。 2.图中曲线是O2体积分数对有氧呼吸和无氧呼吸速率的影响示意图,请分析回答下列问题。 (1)影响原理:氧气促进　　　　,抑制　　　　　。 ①A点时,O2体积分数为0,细胞只进行　　　　　。 ②O2体积分数为0～10%时,随O2体积分数的升高,无氧呼吸速率_____。B点时,有氧呼吸释放的CO2量等于无氧呼吸释放的CO2量;C点和D点横坐标相同,无氧呼吸停止。 有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸减弱 ③O2体积分数为0～20%时,随O2体积分数的升高,有氧呼吸速率逐渐______。  ④O2体积分数为____左右时,细胞呼吸强度最弱。  (2)实际应用 ①保鲜:______条件下有利于蔬菜保鲜。 ②促进生长:农作物中耕松土可以增加土壤中_____的含量,促进根部有氧呼吸,以利于农作物的生长。  ③降低无氧呼吸:陆生植物长时间水淹,土壤中O2含量降低,植物因无氧呼吸产生的________积累而烂根。  ④控制呼吸方式:制作葡萄酒时,初期进行______呼吸,使酵母菌大量繁殖,发酵时严格控制无氧环境,促进酵母菌的______呼吸。  增强5%低氧O2酒精有氧无氧细胞呼吸原理应用中需注意的问题 (1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的。 ①若需要增强细胞呼吸强度,可以采取供水、升温、高氧等措施。 ②若需要降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。 (2)储藏蔬菜和水果与储藏种子的条件不同。 ①蔬菜和水果应储藏在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。 ②种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。【例3】(2022·广东佛山)细胞呼吸原理在生产、生活中有广泛应用,下列说法错误的是(　　)A.面包的制作利用了酵母菌的呼吸作用B.提高氧气含量有利于水果蔬菜的储藏C.松土能促进作物根系的有氧呼吸D.包扎伤口时要注意选用透气的敷料解析:面包的制作利用了酵母菌的呼吸作用（发酵）产生二氧化碳的原理,A项正确;水果蔬菜的储藏条件是低氧、低温,降低细胞呼吸强度,减少有机物消耗,B项错误;松土能促进作物根系的有氧呼吸,促进根从土壤中吸收无机盐,C项正确;包扎伤口时要注意选用透气的敷料,避免厌氧菌大量繁殖造成感染,D项正确。答案:B【情境迁移】 (1)植物被水淹时间过长,会发生烂根现象,其原因是什么? 提示:植物根细胞进行无氧呼吸产生酒精,酒精对植物细胞有毒害作用。 (2)农业上有一句关于中耕松土的谚语——“锄头下面有肥”,请结合所学知识分析该谚语的合理性。 提示:中耕松土可增加土壤中的氧气含量,促进农作物的有氧呼吸,进而增强其对矿质元素的吸收。【例4】某植物器官的呼吸强度(用CO2释放量表示)与O2吸收量的关系如下图所示,下列分析正确的是(　　)A.O2体积分数越低,呼吸强度越小B.A点时释放的CO2全部是无氧呼吸的产物C.A点时细胞呼吸的产物中还有乙醇D.B点时有氧呼吸和无氧呼吸的CO2释放量相等解析:O2体积分数越低,有氧呼吸强度越小,并不是总呼吸强度越小,A项错误;A点时释放的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的产物,B项错误;A点时同时存在有氧呼吸和无氧呼吸,细胞呼吸的产物中还有乙醇,C项正确;B点时只有有氧呼吸,D项错误。答案:C【方法规律】解读植物组织细胞呼吸曲线 (1)图中各点或区段表示的生物学意义。 Q点:不消耗O2,只产生CO2⇒只进行无氧呼吸 P点:消耗O2量=产生CO2量⇒只进行有氧呼吸 QP段(不包含Q、P点):产生CO2量>消耗O2量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 R点:产生CO2量最少⇒组织细胞呼吸最弱点 (2)在储藏蔬菜、水果时,应选择R点对应的O2体积分数,同时保持低温条件。课堂建构