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高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用优质课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用优质课件ppt，共39页。PPT课件主要包含了内容索引，细胞质基质，有氧呼吸，丙酮酸，酒精和CO2，大量能量，厌氧菌，破伤风芽孢杆菌，线粒体，CO2和H2O等内容，欢迎下载使用。
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
知识点一 无氧呼吸1.类型及化学反应式2.场所: 。 3.过程(1)第一阶段:与 的第一阶段完全相同。 (2)第二阶段: 在不同酶的催化作用下,分解成 或者是转化成乳酸。
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
C6H12O6 2C3H6O3+少量能量
旁栏边角 想一想1 ml葡萄糖彻底氧化分解后可释放2 870 kJ的能量,但在分解成乳酸以后,只释放出196.65 kJ的能量,其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。其余的能量哪里去了?
提示 无氧呼吸中有机物没有彻底氧化分解,大量的能量仍存留在酒精或乳酸中。
结论语句 辨一辨(1)不同细胞无氧呼吸的产物不一定相同。( )(2)无氧呼吸是不彻底的氧化分解,大部分能量没释放出来,所以无氧呼吸释放的能量较少。( )(3)人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2。( )(4)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。( )(5)动物细胞无氧呼吸产物为乳酸,植物细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳。( )
知识点二 细胞呼吸原理的应用
旁栏边角 想一想在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义?
提示 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。
结论语句 辨一辨(1)温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的。( )(2)农田长期水淹后造成的植物烂根与无氧呼吸有关。( )(3)破伤风芽孢杆菌可通过有氧呼吸大量繁殖,较深的伤口需及时处理,注射破伤风疫苗。( )
【情境探究】除酵母菌以外,还有乳酸菌等多种细菌进行无氧呼吸,在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量。请结合教材“无氧呼吸”内容,分析讨论下列问题。
(1)完成下表,比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点。
(2)无氧呼吸有无[H]的积累?无氧呼吸第一阶段产生的[H]的作用是什么?(3)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP吗?
提示 没有[H]的积累;第一阶段产生的[H]参与第二阶段的反应。
提示 没有[H]的积累;第一阶段产生的[H]参与第二阶段的反应。
(4)有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤?结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实,想一想,地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸?你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力,这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记?
提示 有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同,都不需要氧气,都与线粒体无关。由于早期的地球没有氧气,可以推测,地球早期的单细胞生物只能进行无氧呼吸。人体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力,可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记,同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时,在供氧不足的情况下,骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能,有一定的适应意义。
【方法突破】判断细胞呼吸方式的三大依据
【视角应用】视角1无氧呼吸1.(2022河北邢台一中高一月考)下列关于无氧呼吸的叙述,正确的是( )A.无氧呼吸的第二阶段可释放少量能量、合成少量ATPB.细胞质基质是破伤风芽孢杆菌产生ATP的唯一场所C.人剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量D.无氧呼吸葡萄糖分子中的大部分能量以热能形式散失
答案 B解析 无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量、合成少量ATP,A项错误;破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸,因此细胞质基质是破伤风芽孢杆菌产生ATP的唯一场所,B项正确;人体细胞有氧呼吸的产物是CO2和 H2O,无氧呼吸的产物是乳酸,因此人剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量,C项错误;无氧呼吸过程中反应物的大部分能量储存在不彻底的氧化产物中,D项错误。
视角2有氧呼吸和无氧呼吸的比较2.(2022黑龙江大庆实验中学高一期末)如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是( )
A.人在马拉松运动中细胞呼吸产生的CO2多于吸收的O2B.物质a、b、c、d分别为水、CO2、酒精、乳酸C.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量可分为3条去路D.人和酵母菌都能在X或Y条件下进行细胞呼吸,皆属于兼性厌氧型生物
答案 C解析 人只有有氧呼吸会产生CO2,故马拉松运动中,细胞呼吸产生的CO2等于吸收的O2,A项错误;a、b、c、d依次为水、CO2、乳酸和酒精,B项错误;条件X为无氧,酵母菌细胞无氧呼吸时,葡萄糖中的能量的去向有3条,即酒精中的能量、ATP中的化学能和散失的热能,C项正确;人不属于兼性厌氧型生物,D项错误。
3.(2022四川凉山高一期末)与有氧呼吸相比,下列关于无氧呼吸的说法,正确的是( )A.只有在细胞内无氧条件下才能进行B.不彻底氧化分解,产物中可能有CO2C.有机物化学能转化ATP的效率高D.呼吸产物对生物自身生命活动有害
答案 B解析 细胞在无氧或氧不足时,能进行无氧呼吸,A项错误;无氧呼吸时,有机物不能彻底氧化分解,产物可能是乳酸或酒精和CO2,B项正确;无氧呼吸过程中,有机物中的化学能转化ATP的效率比有氧呼吸低,C项错误;无氧呼吸产物对生物自身生命活动不一定有害,如乳酸菌无氧呼吸产生乳酸对自身生命活动无伤害,D项错误。
【情境探究】细胞呼吸的原理在生产和生活中得到了广泛的应用。细胞呼吸受多种因素的影响。请结合下列甲、乙、丙三图讨论分析影响细胞呼吸的因素及其原理的应用。
(1)甲、乙、丙三图横坐标对应的外界因素分别是什么?(2)尝试解读乙图中各点表示的生物学意义。
提示 温度、O2浓度、CO2浓度。
提示 Q点:不消耗O2,产生CO2⇒只进行无氧呼吸;P点:O2吸收量=CO2生成量⇒只进行有氧呼吸;QP段(不包含Q、P点):CO2生成量>O2吸收量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;R点:CO2生成量最小⇒细胞呼吸最弱点。
(3)在通风条件不好的环境中储藏的苹果会散发出酒味,而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生,请分析其中的原因。为什么会产生这种差异?
提示 苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2,马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同,导致反应途径不同,产物也不同。
(4)运动成为当今人们生活的一种时尚。人在剧烈运动时,会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教练提倡有氧运动,请从有氧呼吸和无氧呼吸的产物及释放能量多少的角度分析原因。
提示 有氧呼吸的产物是CO2和H2O,对于机体的影响较小,且有机物中的能量全部释放。而无氧呼吸的产物中的乳酸对机体不利,且有机物中的能量仅释放一部分。
【方法突破】环境因素对细胞呼吸影响的曲线分析
【视角应用】视角1细胞呼吸的影响因素1.(2022河北邢台一中高一月考)如图表示某植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的生成量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是( )
A.R点时该植物器官的无氧呼吸最弱,P点时只进行有氧呼吸B.若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放CO2多C.若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多D.储藏该植物器官,应控制空气流通,使氧浓度保持在O~A范围
答案 C解析 P点时CO2的生成量等于O2吸收量,说明只进行有氧呼吸,无氧呼吸最弱,A项错误;若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸的CO2产生量和无氧呼吸的CO2产生量相等,由于无氧呼吸大部分能量存储在产物酒精或乳酸中,未被释放出来,所以A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多,B项错误,C项正确;储藏该植物器官,应控制空气流通,使氧浓度保持在10%,此时有氧呼吸最弱,且不会产生酒精毒害细胞而影响其品质,D项错误。
视角2细胞呼吸的相关计算2.(2022黑龙江哈尔滨六中高三开学考)用葡萄糖溶液培养酵母菌。下面是根据培养液中酵母菌代谢物的生成量绘成的曲线图。以下分析不正确的是( )
A.在O2浓度为c时,有氧呼吸吸收的O2与释放CO2物质的量相等B.在O2浓度为a时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的比为3∶5C.图中实线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行有氧呼吸时CO2的生成量D.图中虚线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行无氧呼吸的强弱变化
答案 C解析 在O2浓度小于b时,酵母菌的代谢物中有酒精,说明存在无氧呼吸,无氧呼吸有CO2的生成,因此图中实线表示的应该是不同O2浓度下,酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸共同的CO2的生成量,C项错误。
视角3细胞呼吸原理的实践应用3.(2022湖南,12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的细胞呼吸提供水分、适宜的温度和氧气B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时细胞呼吸需要大量氧气D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
答案 B解析 南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的细胞呼吸提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的细胞呼吸提供氧气,A项正确;在无氧条件下,种子进行无氧呼吸产生酒精,因此,农作物种子入库储藏时,应在低氧和零上低温条件下保存,贮藏寿命会显著延长,B项错误;油料作物种子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时细胞呼吸需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C项正确;柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D项正确。
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
知识点一 无氧呼吸1.类型及化学反应式2.场所: 。 3.过程(1)第一阶段:与 的第一阶段完全相同。 (2)第二阶段: 在不同酶的催化作用下,分解成 或者是转化成乳酸。
C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量
C6H12O6 2C3H6O3+少量能量
旁栏边角 想一想1 ml葡萄糖彻底氧化分解后可释放2 870 kJ的能量,但在分解成乳酸以后,只释放出196.65 kJ的能量,其中只有61.08 kJ的能量储存在ATP中。其余的能量哪里去了?
提示 无氧呼吸中有机物没有彻底氧化分解,大量的能量仍存留在酒精或乳酸中。
结论语句 辨一辨(1)不同细胞无氧呼吸的产物不一定相同。( )(2)无氧呼吸是不彻底的氧化分解,大部分能量没释放出来,所以无氧呼吸释放的能量较少。( )(3)人体细胞在有氧或无氧状态下均可产生CO2。( )(4)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。( )(5)动物细胞无氧呼吸产物为乳酸,植物细胞无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳。( )
知识点二 细胞呼吸原理的应用
旁栏边角 想一想在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义?
提示 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。
结论语句 辨一辨(1)温度是通过影响酶的活性来影响细胞呼吸的。( )(2)农田长期水淹后造成的植物烂根与无氧呼吸有关。( )(3)破伤风芽孢杆菌可通过有氧呼吸大量繁殖,较深的伤口需及时处理,注射破伤风疫苗。( )
【情境探究】除酵母菌以外,还有乳酸菌等多种细菌进行无氧呼吸,在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量。请结合教材“无氧呼吸”内容,分析讨论下列问题。
(1)完成下表,比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点。
(2)无氧呼吸有无[H]的积累?无氧呼吸第一阶段产生的[H]的作用是什么?(3)无氧呼吸的两个阶段都能产生ATP吗?
提示 没有[H]的积累;第一阶段产生的[H]参与第二阶段的反应。
提示 没有[H]的积累;第一阶段产生的[H]参与第二阶段的反应。
(4)有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤?结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实,想一想,地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸?你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力,这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记?
提示 有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同,都不需要氧气,都与线粒体无关。由于早期的地球没有氧气,可以推测,地球早期的单细胞生物只能进行无氧呼吸。人体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力,可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记,同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时,在供氧不足的情况下,骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能,有一定的适应意义。
【方法突破】判断细胞呼吸方式的三大依据
【视角应用】视角1无氧呼吸1.(2022河北邢台一中高一月考)下列关于无氧呼吸的叙述,正确的是( )A.无氧呼吸的第二阶段可释放少量能量、合成少量ATPB.细胞质基质是破伤风芽孢杆菌产生ATP的唯一场所C.人剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量大于O2的消耗量D.无氧呼吸葡萄糖分子中的大部分能量以热能形式散失
答案 B解析 无氧呼吸仅在第一阶段释放少量能量、合成少量ATP,A项错误;破伤风芽孢杆菌只能进行无氧呼吸,因此细胞质基质是破伤风芽孢杆菌产生ATP的唯一场所,B项正确;人体细胞有氧呼吸的产物是CO2和 H2O,无氧呼吸的产物是乳酸,因此人剧烈运动时肌肉细胞CO2的产生量等于O2的消耗量,C项错误;无氧呼吸过程中反应物的大部分能量储存在不彻底的氧化产物中,D项错误。
视角2有氧呼吸和无氧呼吸的比较2.(2022黑龙江大庆实验中学高一期末)如图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图,下列叙述正确的是( )
A.人在马拉松运动中细胞呼吸产生的CO2多于吸收的O2B.物质a、b、c、d分别为水、CO2、酒精、乳酸C.条件X下酵母菌细胞呼吸时,葡萄糖中的能量可分为3条去路D.人和酵母菌都能在X或Y条件下进行细胞呼吸,皆属于兼性厌氧型生物
答案 C解析 人只有有氧呼吸会产生CO2,故马拉松运动中,细胞呼吸产生的CO2等于吸收的O2,A项错误;a、b、c、d依次为水、CO2、乳酸和酒精,B项错误;条件X为无氧,酵母菌细胞无氧呼吸时,葡萄糖中的能量的去向有3条,即酒精中的能量、ATP中的化学能和散失的热能,C项正确;人不属于兼性厌氧型生物,D项错误。
3.(2022四川凉山高一期末)与有氧呼吸相比,下列关于无氧呼吸的说法,正确的是( )A.只有在细胞内无氧条件下才能进行B.不彻底氧化分解,产物中可能有CO2C.有机物化学能转化ATP的效率高D.呼吸产物对生物自身生命活动有害
答案 B解析 细胞在无氧或氧不足时,能进行无氧呼吸,A项错误;无氧呼吸时,有机物不能彻底氧化分解,产物可能是乳酸或酒精和CO2,B项正确;无氧呼吸过程中,有机物中的化学能转化ATP的效率比有氧呼吸低,C项错误;无氧呼吸产物对生物自身生命活动不一定有害,如乳酸菌无氧呼吸产生乳酸对自身生命活动无伤害,D项错误。
【情境探究】细胞呼吸的原理在生产和生活中得到了广泛的应用。细胞呼吸受多种因素的影响。请结合下列甲、乙、丙三图讨论分析影响细胞呼吸的因素及其原理的应用。
(1)甲、乙、丙三图横坐标对应的外界因素分别是什么?(2)尝试解读乙图中各点表示的生物学意义。
提示 温度、O2浓度、CO2浓度。
提示 Q点:不消耗O2,产生CO2⇒只进行无氧呼吸;P点:O2吸收量=CO2生成量⇒只进行有氧呼吸;QP段(不包含Q、P点):CO2生成量>O2吸收量⇒同时进行有氧呼吸和无氧呼吸;R点:CO2生成量最小⇒细胞呼吸最弱点。
(3)在通风条件不好的环境中储藏的苹果会散发出酒味,而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生,请分析其中的原因。为什么会产生这种差异?
提示 苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2,马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同,导致反应途径不同,产物也不同。
(4)运动成为当今人们生活的一种时尚。人在剧烈运动时,会因骨骼肌进行无氧呼吸积累过多的乳酸而感到肌肉酸痛。健身教练提倡有氧运动,请从有氧呼吸和无氧呼吸的产物及释放能量多少的角度分析原因。
提示 有氧呼吸的产物是CO2和H2O,对于机体的影响较小,且有机物中的能量全部释放。而无氧呼吸的产物中的乳酸对机体不利,且有机物中的能量仅释放一部分。
【方法突破】环境因素对细胞呼吸影响的曲线分析
【视角应用】视角1细胞呼吸的影响因素1.(2022河北邢台一中高一月考)如图表示某植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的生成量和O2吸收量的变化。下列说法正确的是( )
A.R点时该植物器官的无氧呼吸最弱,P点时只进行有氧呼吸B.若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放CO2多C.若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多D.储藏该植物器官,应控制空气流通,使氧浓度保持在O~A范围
答案 C解析 P点时CO2的生成量等于O2吸收量,说明只进行有氧呼吸,无氧呼吸最弱,A项错误;若AB=BR,则A浓度下有氧呼吸的CO2产生量和无氧呼吸的CO2产生量相等,由于无氧呼吸大部分能量存储在产物酒精或乳酸中,未被释放出来,所以A浓度下有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多,B项错误,C项正确;储藏该植物器官,应控制空气流通,使氧浓度保持在10%,此时有氧呼吸最弱,且不会产生酒精毒害细胞而影响其品质,D项错误。
视角2细胞呼吸的相关计算2.(2022黑龙江哈尔滨六中高三开学考)用葡萄糖溶液培养酵母菌。下面是根据培养液中酵母菌代谢物的生成量绘成的曲线图。以下分析不正确的是( )
A.在O2浓度为c时,有氧呼吸吸收的O2与释放CO2物质的量相等B.在O2浓度为a时,无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的比为3∶5C.图中实线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行有氧呼吸时CO2的生成量D.图中虚线可以表示不同O2浓度下酵母菌进行无氧呼吸的强弱变化
答案 C解析 在O2浓度小于b时,酵母菌的代谢物中有酒精,说明存在无氧呼吸,无氧呼吸有CO2的生成,因此图中实线表示的应该是不同O2浓度下,酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸共同的CO2的生成量,C项错误。
视角3细胞呼吸原理的实践应用3.(2022湖南,12)下列有关细胞呼吸原理应用的叙述,错误的是( )A.南方稻区早稻浸种后催芽过程中,常用40 ℃左右温水淋种并时常翻种,可以为种子的细胞呼吸提供水分、适宜的温度和氧气B.农作物种子入库贮藏时,在无氧和低温条件下呼吸速率降低,贮藏寿命显著延长C.油料作物种子播种时宜浅播,原因是萌发时细胞呼吸需要大量氧气D.柑橘在塑料袋中密封保存,可以减少水分散失、降低呼吸速率,起到保鲜作用
答案 B解析 南方稻区早稻浸种后催芽过程中,“常用40 ℃左右温水淋种”可以为种子的细胞呼吸提供水分和适宜的温度,“时常翻种”可以为种子的细胞呼吸提供氧气,A项正确;在无氧条件下,种子进行无氧呼吸产生酒精,因此,农作物种子入库储藏时,应在低氧和零上低温条件下保存,贮藏寿命会显著延长,B项错误;油料作物种子中含有大量脂肪,脂肪中C、H含量高,O含量低,油料作物种子萌发时细胞呼吸需要消耗大量氧气,因此,油料作物种子播种时宜浅播,C项正确;柑橘在塑料袋中“密封保存”使水分散失减少,氧气浓度降低,从而降低了呼吸速率,低氧、一定湿度是新鲜水果保存的适宜条件,D项正确。
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