ATP的主要来源—细胞呼吸

nullnull第3节　 ATP的主要来源——细胞呼吸null 一、细胞呼吸 1．概念：有机物在细胞内经过一系列的 ，生成 ，释放出能量并生成 的过程。 2．类型：有氧呼吸和无氧呼吸。①氧化分解②二氧化碳或其他产物③ATPnull二、有氧呼吸 1．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 ，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程 2．过程及场所 第一阶段：1分子葡萄糖生成 ，并产生少量 ；场所是 第二阶段： 彻底分解生成CO2和[H]；场所在 第三阶段：[H]与氧结合生成水，只有该阶段有氧参与；场所在④彻底氧化分解⑤2分子丙酮酸⑥[H]⑦细胞质基质⑧丙酮酸和水⑨线粒体基质⑩线粒体内膜null3．能量：1 moL葡萄糖彻底氧化分解共释放能量2870 kJ，有1161 kJ左右的能量储存在ATP中，其余能量以热能形式散失掉了。 4．反应式：⑪C6H12O6＋6O2＋6H2O6 CO2＋12H2O＋能量null三、无氧呼吸 1．概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解为 氧化产物，同时产生少量能量的过程。 2．过程及场所 第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段完全相同。 第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化为乳酸。 场所：⑫不彻底⑬细胞质基质null 3．能量：1 mol葡萄糖不彻底分解释放196.65 kJ，有 kJ的能量储存在ATP中。 4．反应式 酒精发酵反应式： 乳酸发酵反应式： ⑮C6H12O6 2C2H5OH＋2CO2＋能量⑯C6H12O6 2C3H6O3＋能量⑭61.08null 四、细胞呼吸的实质及意义 1．实质：氧化分解有机物，释放能量 2．意义：①为生物体的生命活动提供能量 ②为体内其他化合物合成提供原料null 1．高等生物只是进行有氧呼吸吗？细菌无线粒体只进行无氧呼吸吗？ 2．参与有氧呼吸的酶分布在哪里？ 3．为什么无氧呼吸形成的ATP少？null 思考探讨提示： 1．缺氧时高等生物也进行无氧呼吸，有的细菌也进行有氧呼吸。 2．细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。 3．因为无氧呼吸有机物分解不彻底，储存的化学能还没有完全释放，所以形成的ATP少。null1．有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解一、有氧呼吸与无氧呼吸的比较null2．有氧呼吸与无氧呼吸比较null (1)不同生物无氧呼吸的产物不同，其原因在于催化反应的酶不同。动物和人体无氧呼吸的产物是乳酸。微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。 (2)原核生物无线粒体，有些原核生物仍可进行有氧呼吸。 (3)有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生，无氧呼吸只在第一阶段产生ATP；有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。null 1．(2009年周山模拟)下图示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是 (　　) A．①②④中数值最大的是① B．③代表的物质名称是氧气 C．产生①②的场所是线粒体 D．原核生物有的能完成图示全过程null 【解析】　图中①、②、④是ATP，产生量最大的是④。③是H2O，⑤是O2。①是在细胞质基质中产生的。原核生物虽无线粒体，但可进行有氧呼吸。 【】　Dnull2．(2010年福州质检)下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是(　　)A．氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官 B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍 C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱 D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 【答案】　Bnull二、影响呼吸作用的因素 1．呼吸速率 是指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。它是植物呼吸作用强弱的指标，一般以测定植物释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。 2．影响细胞呼吸的内因：遗传→酶，表现： (1)不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 (2)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。 (3)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。null3．影响细胞呼吸的外界因素 (1)温度：温度影响呼吸作用，主要是通过影响呼吸酶的活性来实现的。一般而言，在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强，但超过一定的温度，酶的活性会下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用停止。一般呼吸作用的最适温度为25～35 ℃。温度对呼吸速率的影响如图所示。null(2)氧气：氧气直接影响呼吸速率和呼吸的性质。O2浓度为零时只进行无氧呼吸，O2浓度在10%以下，既进行有氧呼吸又是进行无氧呼吸，O2浓度在10%以上，只进行有氧呼吸。O2浓度对呼吸作用方式及速率的影响可用右图表示。null(3)CO2：CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%～10%时，呼吸作用明显被抑制。 (4)呼吸速率与含水量的 关系(如图) ①在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。 ②在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。null 3．(2009年银川一中一模)如下图为不同温度下金鱼的代谢率(耗氧量)与氧分压的关系图。据图不能得出的结论是 (　　)nullA．在一定范围内，代谢率随氧分压下降而下降 B．25 ℃环境中金鱼的代谢率比15 ℃环境中的高 C．代谢率最大时的最低氧分压随温度不同而不同 D．氧分压超过一定范围后，代谢率不再随氧分压增加而增加 【解析】　金鱼的代谢率(耗氧量)除受温度影响外，还受氧分压影响。在25 ℃时，若氧分压很低，则其代谢率也将很低。 【答案】　Bnull4．(2010年南通模拟)如下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧气浓度下的氧气吸收量和无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量，据图判断下列说法不正确的是 (　　)nullA．图中乙曲线表示在不同氧气浓度下氧气吸收量 B．图中甲曲线表示在不同氧气浓度下无氧呼吸过程中二氧化碳的释放量 C．氧浓度为d时该器官的细胞呼吸方式是有氧呼吸 D．若甲代表的细胞呼吸方式在氧浓度为b时消耗了A mol的葡萄糖，则乙代表的细胞呼吸方式在氧浓度为b时消耗的葡萄糖为A/2 mol 【答案】　D null三、实验：探究酵母菌细胞呼吸方式 提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧条件下；酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么 作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)作出合理的假设 实验并进行实验 (1)配制酵母菌培养液：20 g新鲜食用酵母菌＋240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。null(2)检测CO2的产生，装置如图所示。 (3)检测酒精的产生 自A、B中各取2 mL酵母培养液滤液注入已编号1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液中颜色变化。 null实验现象及分析 (1)现象：(甲)、(乙)装置石灰水都变浑浊，装置(甲)浑浊快且程度高。2号试管由橙色变成灰绿色，1号试管不变色。 (2)分析 ①酵母菌有氧和无氧条件下都产生CO2； ②酵母菌有氧比无氧时放出的CO2多且快； ③无氧时酵母菌分解葡萄糖产生酒精和CO2。null 实验结论 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。null操作要点： (1)将装置(甲)连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过盛有NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生CO2所致。 (2)B瓶封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清的石灰水。null 5．将下面的密封装置放到温度适宜的环境中培养。较长一段时间后，玻璃弯管中有色液滴的移动状态及原因是 (　　)null A．不移动，因为瓶内酵母菌有氧呼吸时产生与消耗的气体分子数相同 B．不移动，因为瓶内酵母菌无氧呼吸时产生与消耗的气体分子数相同 C．向右移动，因为瓶内酵母菌无氧呼吸越来越强 D．向右移动，因为瓶内酵母菌有氧呼吸的产物越来越多null【解析】　酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下能进行有氧呼吸，在无氧条件下进行无氧呼吸，产生酒精(乙醇)和二氧化碳，反应式分别如下： C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋能量(少量) 故随着时间推移，瓶内的氧气越来越少，酵母菌的无氧呼吸越来越强，瓶内压强会增大，有色液滴向右移动。 【答案】　Cnull (2008年上海生物)右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于 (　　) A．线粒体、线粒体和细胞质基质 B．线粒体、细胞质基质和线粒体 C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体null 【解析】　酶1、酶2和酶3控制的过程分别是有氧呼吸的第一阶段，有氧呼吸第二、三阶段和无氧呼吸，这三个过程发生的场所依次是细胞质基质、线粒体和细胞质基质。 【答案】　C null (2009年上海卷)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(　　)nullA.a条件下，呼吸产物除 CO2外还有酒精和乳酸 B. b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C. c条件下，无氧呼吸最弱 D. d条件下，产生的CO2全部来自线粒体【解析】　种子有氧呼吸吸收O2与放出CO2相等，无氧呼吸时不吸收O2但是放出CO2，有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时吸收O2小于放出CO2，可知a条件下只进行无氧呼吸，植物无氧呼吸产物是酒精，很少产生乳酸；b条件和c条件下既有有氧呼吸，也有无氧呼吸；d条件下只进行有氧呼吸。 【答案】　D null在分析有氧呼吸和无氧呼吸物质变化的数量关系时有如下规律： ①不消耗O2，释放CO2―→只进行无氧呼吸； ②O2吸收量＝CO2释放量―→只进行有氧呼吸； ③O2吸收量