《细胞呼吸原理的应用》导学案3
高中生物教案《细胞呼吸的原理及应用》

《细胞呼吸的原理及应用》高中生物教案一、教学目标1.知识与技能:o理解细胞呼吸的概念、过程和意义。
o掌握有氧呼吸和无氧呼吸的条件、过程和产物。
o了解细胞呼吸原理在现实生活中的应用。
2.过程与方法:o通过观察、分析和讨论,培养学生的观察力和分析能力。
o通过实验和案例研究,帮助学生深入理解细胞呼吸的原理和应用。
3.情感态度与价值观:o激发学生对细胞呼吸和生物学原理的兴趣和好奇心。
o培养学生的科学探究精神和团队合作能力,认识到细胞呼吸在生命活动中的重要性和应用前景。
二、教学重难点•重点:有氧呼吸和无氧呼吸的过程和产物。
•难点:理解细胞呼吸原理的应用。
三、教学准备•细胞呼吸过程的多媒体课件,包括有氧呼吸和无氧呼吸的步骤、条件和产物。
•细胞呼吸实验材料(如有条件)。
•细胞呼吸原理应用的案例资料。
四、教学过程1.导入新课o通过展示一些与细胞呼吸相关的生活实例,如运动后的疲劳感、酿酒过程等,引出细胞呼吸的概念和重要性。
o提问学生:你们知道为什么运动后会感到疲劳吗?酿酒过程中发生了什么化学反应?2.新课讲解o介绍细胞呼吸的概念,强调它是细胞获取能量的主要方式。
o详细讲解有氧呼吸和无氧呼吸的过程、条件和产物。
通过多媒体课件展示相关图示和反应方程式,帮助学生理解。
o比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同点,引导学生总结两种呼吸方式的适用场景。
3.实验演示与观察(如有条件)o教师演示细胞呼吸实验,如利用酵母菌进行有氧和无氧呼吸的对比实验。
o学生观察实验现象,记录数据,并与理论知识进行对照和分析。
o教师引导学生讨论实验结果,加深对细胞呼吸原理的理解。
4.细胞呼吸原理的应用o介绍细胞呼吸原理在现实生活中的应用案例,如酿酒、面包发酵、运动恢复等。
o通过案例研究,引导学生分析细胞呼吸原理在这些应用中的作用和意义。
o鼓励学生思考并分享其他可能的细胞呼吸应用场景。
5.总结与提升o总结有氧呼吸和无氧呼吸的过程和产物,强调细胞呼吸在细胞能量代谢中的核心地位。
《ATP的主要来源——细胞呼吸》导学案

《ATP 的主要来源——细胞呼吸》导学案张建尚 江苏省赣榆高级中学【情景导学】抬望眼——让梦想腾飞。
1克葡萄糖在体外燃烧和在体内氧化分解所释放出的能量是相同的,但在体外燃烧会产生剧烈的发光发热现象,在体内氧化分解则不会产生剧烈的发光发热现象,这是为什么呢?【学习目标】站得高——明确学习目标。
1.说出线粒体的结构和功能。
2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
3.说明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用。
4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。
【重点和难点】重点:有氧呼吸的过程及原理。
难点:1.细胞呼吸的原理和本质。
2.探究酵母菌细胞的呼吸方式。
【学法提示】1.在探究酵母菌细胞呼吸方式实验中,首先提出一个具体的、可探究的问题,然后设计实验,设计实验时要理解实验条件的控制、产物的检测方法和观察指标的选择。
2.通过线粒体结构图、有氧呼吸和无氧呼吸图解学习有氧呼吸和无氧呼吸,通过比较理解有氧呼吸和无氧呼吸的区别与联系。
3.联系生产、生活实际,理解细胞呼吸原理的应用。
【课前预习】起步稳——夯实基础促发展!1.细胞呼吸是指 ① 在细胞内经过一系列的 ② ,生成 ③ 或其它产物,释放出能量并生成 ④ 的过程。
细胞呼吸可分为 ⑤ 两种类型。
答案1.①有机物②氧化分解③二氧化碳④ATP ⑤有氧呼吸和无氧呼吸2.在探究酵母菌呼吸方式时可使用 ① 检测CO 2,也可使用 ② 水溶液由蓝变绿再 ③ 来检测CO 2。
检测酒精时可使用 ④ 溶液,在酸性条件下可与乙醇发生化学反应,变成 ⑤ 。
2.①澄清的石灰水②溴麝香草酚蓝③变黄④橙色的重铬酸钾⑤灰绿色3.有氧呼吸是指细胞在 ① 的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物 ② ,产生 ③ ,释放能量,生成许多 ④ 的过程。
3.①氧②彻底氧化分解③二氧化碳和水④ATP4.有氧呼吸的第一阶段是1分子葡萄糖分解成2分子 ① ,产生少量 ② ,并释放出少量的能量,其进行的场所是 ③ ;第二阶段是丙酮酸和水彻底分解成 ④ ,并释放出少量的能量,其进行的场所是 ⑤ ;第三阶段是上述两个阶段产生的 ⑥ 与 ⑦ 结合形成水,并释放出 ⑧ ,其进行的场所是 ⑨ 。
细胞呼吸-导学案(公开课)

第五章第3节 ATP的主要来源—细胞呼吸导学案(2)授课年级高一班级 15班课型新授课【学习目标】1、能说出有氧呼吸与无氧呼吸的过程、场所,并对比两者的异同点。
2、能说明细胞呼吸原理在生产和生活中的应用现象【学法指导】通过比较有氧呼吸和无氧呼吸的过程总结二者的异同点来加强理解记忆。
~【课前预习】教师检查学生《三维设计》中基础知识完成情况,对预习情况做评价。
【学习过程】1、有氧呼吸①线粒体的结构(填写线粒体结构示意图)线粒体的和含有许多与有氧呼吸有关的酶。
②过程反应物生成物产生ATP数量项目》场所第一阶段:第二阶段第三阶段.总反应式③概念:是指细胞在的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物氧化分解,产生出和,同时释放能量,生成的过程。
[2、无氧呼吸①过程场所反应物生成物产生ATP数量第一阶段:第二阶段·反应式产生酒精:产生乳酸:②无氧呼吸时产生酒精的生物组织有无氧呼吸时产生乳酸的生物组织有。
③概念:是指细胞在的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解,产生出和,或,同时释放能量,生成的过程。
)4、细胞呼吸原理的应用1.包扎伤口,选用透气消毒纱布,其目的是__________________________2.酵母菌酿酒:先通气,后密封。
其原理是先让酵母菌_________________—大量繁殖,再进行无氧呼吸产生__________________。
3.花盆经常松土:促进根部_____________,有利吸收____________等。
4.稻田定期排水:抑制__________产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡。
5.提倡慢跑:防止剧烈运动,肌细胞__________产生__________。
6.破伤风杆菌感染伤口,须及时清洗伤口,以防___________呼吸。
【课堂检测】1.在有氧呼吸的下列反应阶段中,不在线粒体中进行的只有:A 〔H〕传给O2生成H2OB 葡萄糖分解为丙酮酸和〔H〕#C 丙酮酸分解为CO2和〔H〕D ADP与磷酸反应生成ATP2.下列有关线粒体的描述中,不正确的是:A. 线粒体具有内外两层膜,内膜折叠成嵴,使内膜的表面积大大增加B. 线粒体内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶C. 线粒体进行呼吸作用时必须有氧的参与D. 细胞产生CO2的部位一定是线粒体【课后导练】4.制作泡菜时泡菜坛子必须密封,其根本原因是:A. 防止产生的乳酸挥发B. 防止水分过度蒸发C. 防止氧气进入坛内D. 防止坛内蔬菜萎蔫5.酵母菌在有氧时进行有氧呼吸,无氧时进行无氧呼吸,将酵母菌放在含有培养液的密闭锥形瓶中,测得CO2的释放量比O2的吸收量大1倍,则有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的比为:A 1:6B 1:3C 1:2D 1:16.下图为生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解,请根据图回答下面的问题:中A 是,其产生的部位是。
细胞呼吸的应用及原理教案

细胞呼吸的应用及原理教案一、引言细胞呼吸是生物体中的一种重要代谢过程,通过氧化还原反应,将有机物质转化为能量的同时释放出二氧化碳和水。
在生物学教育中,通过教授细胞呼吸的原理和应用,可以帮助学生理解细胞代谢过程的重要性以及如何利用这些知识解释一些生物现象。
二、细胞呼吸的原理细胞呼吸由三个主要步骤组成:糖酵解、柠檬酸循环和氧化磷酸化。
具体原理如下:1. 糖酵解糖酵解是细胞内的一种代谢路径,通过将葡萄糖分子分解成两个分子的丙酮酸,产生少量的ATP和能量。
这个过程发生在细胞质中,不需要氧气。
2. 柠檬酸循环柠檬酸循环是糖酵解的后续过程,也被称为卡尔文循环。
这个循环将丙酮酸分子转化为二氧化碳、能量和高能电子。
这个过程同样在细胞质中进行。
3. 氧化磷酸化氧化磷酸化是细胞呼吸过程中产生最多ATP和能量的步骤。
它发生在线粒体内,包括三个主要过程:电子传递链、质子梯度形成和ATP合成。
在这个过程中,高能电子通过电子传递链逐渐释放能量,最终驱动质子梯度形成,并通过ATP合成酶催化合成ATP。
三、细胞呼吸的应用细胞呼吸的原理可以应用于很多领域。
以下是一些常见的应用:•农业:了解细胞呼吸的原理可以帮助农民优化植物生长环境、调整作物种植密度和光合作用条件,从而提高农作物的产量和质量。
•医学:细胞呼吸与人体健康密切相关,研究细胞呼吸的原理可以帮助人们了解疾病的发展机制,提高疾病的诊断和治疗水平。
•药物研发:细胞呼吸的原理也与药物研发密切相关。
通过研究细胞呼吸过程中的关键酶和信号通路,可以发现新的药物靶点和治疗策略。
•环境科学:细胞呼吸的原理可以用于评估环境污染对生物体代谢的影响,帮助保护环境和制定环境保护政策。
四、教学活动为了帮助学生更好地理解细胞呼吸的应用及原理,以下是一些教学活动的建议:1. 实验演示组织学生进行简单的实验演示,让他们亲自操作并观察细胞呼吸的过程。
可使用酵母菌、糖水和气球来模拟细胞呼吸的过程,观察气球的膨胀和收缩。
高中生物-细胞呼吸的原理和应用教学设计学情分析教材分析课后反思

《细胞呼吸的原理和应用》教学设计一、教学目标1.通过探究酵母菌细胞呼吸方式,体验科学探究的一般过程,学会对实验变量的分析和控制以及对实验结果的检测与分析。
(科学探究)2.通过探究活动,认识到细胞呼吸有两种方式,能说出产物的不同,并能够指导生活实践。
(科学思维、社会责任)3.通过分析实验材料和对有氧呼吸的模型构建,概括出细胞呼吸的具体场所和物质与能量变化,建立结构与功能观、物质与能量观。
(科学思维、生命观念)二、课时安排 1课时三、教学过程[导入]展示馒头、面包的灵魂“酵母菌”图片,展示学习目标的要求师:探究酵母菌细胞呼吸的方式,提出问题:酵母菌是在有氧还是无氧条件下产生酒精?酵母菌在有氧、无氧条件下都能产生CO2?生:作出假设师:对于学生设计实验提出相应的思路1.实验中自变量、因变量是什么?2如何检测酒精是否产生?3.如何检测有无CO2产生?怎样比较CO2产生多少?进行实验:要求:利用锥形瓶、玻璃弯管、橡胶管、瓶塞等材料,小组合作连接实验装置任务:奇数组连接有氧呼吸装置;偶数组连接无氧呼吸装置,思考并展示如何控制有氧条件和无氧条件特别提醒:注意进出导管的长度师:实验技能就是在不断练习中得以提升生:观察实验结果得出结论、交流①酵母菌在_______________条件下可以进行细胞呼吸②有氧条件下产物:_________无氧条件下产物:_______________师、生:【归纳总结】根据是否需要氧气,生物细胞呼吸方式可分为______和______两种类型师:思维提升1.有氧呼吸实验装置,石灰水变浑浊,一定是有氧呼吸产生的CO2的作用?2.无氧呼吸实验装置能确保通入澄清石灰水的CO2一定是酵母菌无氧呼吸的产物吗?实验如何改进更为严谨?生:思考讨论、交流师:科技的进步总能推进人类对世界的认知,离心技术的过渡,提出任务二,“探究有氧呼吸的发生场所和物质变化”实验探究一:葡萄糖是在线粒体中被分解的吗?将酵母菌制成匀浆,用离心机离心,得到上清液(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体),分别向三只试管中加入等量的葡萄糖结果:1、2、3号试管分别产生 CO2和H2O ;丙酮酸,[H] ;无反应结论:1.葡萄糖______(能、否)在线粒体中分解。
细胞呼吸原理的应用教案

细胞呼吸原理的应用教案一、引言细胞呼吸是生物体内进行能量转换的重要过程,它使细胞能够利用有机物质来产生能量。
了解细胞呼吸的原理对于理解生物体的能量代谢和生命活动具有重要意义。
本教案将通过介绍细胞呼吸的原理和相关应用,帮助学生深入理解细胞呼吸的概念和作用。
二、细胞呼吸原理的讲解1.细胞呼吸的定义:细胞呼吸指的是细胞内有机物质被氧化分解,释放出能量的过程。
2.细胞呼吸的方程式:C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 能量(ATP)3.细胞呼吸的三个阶段:–糖解:将葡萄糖分子分解为两份丙酮酸分子,并产生少量ATP。
–丙酮酸氧化:将丙酮酸氧化为乙酰辅酶A,并释放出更多的ATP。
–女奥东酸循环和电子传递链:将乙酰辅酶A在细胞线粒体内氧化,生成更多的ATP。
三、细胞呼吸原理的应用1.医学应用–诊断疾病:通过测量细胞呼吸速率和ATP生成量的变化,可以帮助医生判断身体健康状况,辅助疾病的诊断。
–药物研发:细胞呼吸的原理被应用于药物研发过程中,可以通过模拟细胞呼吸过程来评估药物对细胞的影响。
2.工业应用–生物能源生产:利用细胞呼吸产生的能量,可以用于生产生物柴油、生物乙醇等生物能源。
–食品加工:细胞呼吸的原理被应用于食品加工过程中,可以通过调控细胞呼吸过程提高食品的口感和营养价值。
3.环境应用–污水处理:细胞呼吸的微生物在污水处理中起到重要作用,通过促进细胞呼吸过程,可以提高污水处理效率。
–空气净化:细胞呼吸的原理被用于空气净化器中,通过微生物的呼吸过程,可以将空气中的污染物分解为无害物质。
四、教学活动设计1.概念讲解:通过PPT展示细胞呼吸的原理和相关应用,帮助学生理解细胞呼吸的基本概念。
2.实验演示:进行细胞呼吸实验,观察和记录不同条件下细胞呼吸速率的变化,并引导学生思考实验结果的原因。
3.应用探究:让学生在小组合作中选择一种细胞呼吸的应用领域进行深入研究,撰写一份应用报告,并进行口头报告。
细胞呼吸(复习课)导学案
5.4 ATP 的主要来源-----细胞呼吸(二)细胞呼吸原理的应用学案编号: 18 主备人:宋泽龙 授课人: 授课时间: 班级: 组别: 姓名 :※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※---※-学习目标1. 理解细胞呼吸的原理,并能联系实际举例说明其在生产和生活中的应用2. 明确影响细胞呼吸的因素3.掌握细胞呼吸的相关计算和细胞呼吸方式的判断学习重点1. 细胞呼吸的相关计算;2. 细胞呼吸方式的判断学习难点1. 细胞呼吸的相关计算;2. 细胞呼吸方式的判断学习过程回忆有氧呼吸和无氧呼吸的过程思考并讨论以下问题:1.为什么不同的生物无氧呼吸的产物不同?2.能进行有氧呼吸的生物一定有线粒体吗?3.无氧呼吸为什么产生的能量是少量的?探究一 影响细胞呼吸的因素及在生产实践中的应用通过本节的学习,你能否总结出哪些外界条件会影响细胞呼吸的速率?典例1.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的CO 2的的释放量与O 2的吸收量的变化,请根据图解答题: (1)O 点时,该器官的呼吸作用类型是 。
(2)在O 2浓度为b%以下时(不包括O 点),该器官的呼吸作用类型是___________________________因为______________________________请写出其反应式:(3)该器官CO 2的的释放与O 2的吸收两条曲线在Q 点重合,其呼吸作用类型为___________,因为_________________________________________________。
(4)由该曲线提示的原理,我们在进行果实和种子储藏时,储藏室内的氧气的浓度应调节到图中的哪一点所对应的浓度?理由是:_________________________________________________由此我们可以看出对于果实和种子以及蔬菜的贮藏应该做到 ,在作物栽培中,采取 ,以防止土壤板结等措施,保证根细胞的正常呼吸,有利于肥料的吸收。
《第3节细胞呼吸的原理和应用》教学设计教学反思-2023-2024学年高中生物人教版19必修1
《细胞呼吸的原理和应用》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 知识与技能:理解细胞呼吸的概念,掌握细胞呼吸的原理和过程,理解有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系。
2. 过程与方法:通过观察实验和讨论,掌握探究细胞呼吸的方法,培养观察、分析和解决问题的能力。
3. 情感态度与价值观:意识到细胞呼吸与人类生活和健康的关系,树立科学的生命观。
二、教学重难点1. 教学重点:细胞呼吸的过程,有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系。
2. 教学难点:如何引导学生观察实验,分析细胞呼吸的过程,理解有氧呼吸和无氧呼吸的区别。
三、教学准备1. 准备教学PPT和相关实验器材。
2. 准备与细胞呼吸相关的图片、视频和案例。
3. 安排实验观察时间,确保学生能够观察到清晰的实验现象。
4. 准备相关练习题,用于巩固所学知识。
四、教学过程:本节课的教学目标是让学生理解细胞呼吸的原理和过程,掌握细胞呼吸的应用,并能够在实际生活中运用细胞呼吸的知识。
1. 导入新课:通过展示一些与细胞呼吸相关的图片和视频,引导学生思考细胞呼吸的重要性,以及它与人类生活的关系。
2. 讲解细胞呼吸的原理:通过实验和图片展示,让学生了解细胞呼吸的过程,包括有氧呼吸和无氧呼吸的过程和区别。
同时,介绍细胞呼吸的能量转换机制。
3. 讲解细胞呼吸的应用:通过实例讲解细胞呼吸在农业生产、运动训练、食品保存等方面的应用。
同时,介绍细胞呼吸在健康生活中的应用,如合理饮食、控制运动量等。
4. 学生实验:让学生亲自进行简单的细胞呼吸实验,通过观察实验现象,加深对细胞呼吸原理和过程的理解。
实验材料包括酵母菌、葡萄糖溶液、澄清石灰水、无水乙醇等。
5. 小组讨论:让学生分组讨论细胞呼吸在实际生活中的应用案例,以及如何运用细胞呼吸的知识来改善生活质量。
6. 总结与延伸:总结本节课的重点和难点,并引导学生思考细胞呼吸的未来发展方向。
同时,鼓励学生运用所学知识,在实际生活中运用细胞呼吸的知识。
7. 作业布置:让学生回家搜集更多与细胞呼吸相关的实际应用案例,并在下节课进行分享。
细胞呼吸导学案
细胞呼吸细胞呼吸的方式及概念1.概念:_________在细胞内经过一系列的___________,生成________ 或其他产物,释放出__________并生成_________的过程。
2.方式:可分为______________和_____________两种类型。
有氧呼吸(一)主要场所:______________________________________________ (二)过程:1.第一阶段:(1)场所:______________________________ (2)过程:在酶的催化下,1分子葡萄糖分解为________________,产生少量___________,并且释放出少量的___________。
(3)反应式:_____________________________________________ 2.第二阶段:(1)场所:________________________________ (2)过程:在酶的催化下,丙酮酸和水彻底分解成_____________,并释放出少量______________。
(3)反应式:____________________________________________ 3.第三阶段:(1)场所:_______________________________________________(2)过程:在酶的催化下,前两阶段产生的[H]和氧结合,形成____,并释放出大量______________。
(3)反应式:____________________________________________总反应式:_________________________________________________ 分析:元素转移方向:H2O中的“H”来自于“_________”,“O”来自于“_________”;CO2中的“C”来自于“________”,“O”来自于“_________”(三)概念:细胞在_________参与下,通过___________的催化作用,把____________等有机物氧化分解,产生________________,释放____________,生成许多_________的过程。
细胞呼吸的原理和应用——高一生物人教版(2019)必修一课前导学
5.3细胞呼吸的原理和应用高一生物人教版(2019)必修一课前导学【新知导学】➢细胞呼吸的方式1.呼吸作用的实质:细胞内的氧化分解,并释放能量。
2.探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌是一种真菌,在和的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
(1)酵母菌呼吸的方式代谢类型:兼性厌氧型。
细跑呼吸方式:有氧呼吸和无氧呼吸。
(2)呼吸产物的检测(3)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。
②产物:有氧条件:大量的;无氧条件:产生,还产生少量的二氧化碳。
➢有氧呼吸1.概念(1)场所:。
(2)条件:有氧参与、多种酶催化。
(3)物质变化①反应物:葡萄糖等有机物。
①产物:二氧化碳和水。
(4)能量变化:释放能量并生成大量。
2.有氧呼吸的总反应式C6H12O6+6O2+6H2O−−→酶6CO2+12H2O+能量3.过程注:(1)[H]是指NADH(还原型辅酶①)。
(2)C6H12O6不能进入线粒体。
4.同有机物在生物体外的燃烧相比,有氧呼吸特点:有氧呼吸过程;有机物中的能量经过一系列的化学反应;这些能量有相当一部分储存在ATP中。
➢无氧呼吸1.场所:细胞质基质。
2.类型和过程3.细胞呼吸概念:细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成CO2或其他产物,释放能量并生成的过程。
细胞呼吸除了能为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽。
例如,在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,这些物质可以进一步形成葡萄糖。
蛋白质、糖类和脂质的代谢,都可以通过过程联系起来。
➢细胞呼吸原理的应用1.细胞呼吸原理的应用(1)生产和生活中的应用①包扎伤口时,需要选用的消毒纱布或“创可贴”等敷料。
①利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等,在控制通气的情况下,可以生产各种酒。
①破伤风由破伤风芽孢杆菌引起,这种病毒只能进行。
皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌就容易大量繁殖,需到医院治疗。
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《细胞呼吸原理的应用》导学案情景点击课程目标1.阐明有氧呼吸和无氧呼吸的过程。
2.比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同,学会运用对比的方法理解相关的生物学知识。
3.阐明呼吸作用的本质,了解细胞呼吸和细胞供能的关系。
4.说明细胞呼吸的原理和意义,了解其在生产和生活中的应用。
自主预习1.细胞呼吸产生能量(1)细胞呼吸的概念:主要是指糖类、脂质和蛋白质等有机物在活细胞内氧化分解为二氧化碳和水或分解为一些不彻底的氧化产物,且伴随着能量释放的过程。
(2)细胞呼吸的类型:有氧呼吸和无氧呼吸。
(3)细胞呼吸的特点:在温和的条件下有机物被酶催化而氧化分解,能量逐步释放出来,没有剧烈的发光、放热现象。
(4)细胞呼吸的本质:氧化分解有机物释放能量。
(5)细胞呼吸的意义:为生物体的生命活动提供能量;为体内其他化合物的合成提供原料。
2.细胞呼吸的过程(1)有氧呼吸①概念:有氧呼吸是细胞呼吸的主要类型,是活细胞在氧气的参与下,彻底氧化分解有机物,产生二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
②场所:细胞质基质和线粒体。
③过程:有氧呼吸的过程可概括为以下三个阶段:第一阶段:在细胞质基质中进行,1mol葡萄糖分解形成2mol丙酮酸,同时产生少量的[H]和少量的ATP。
第二阶段:在线粒体基质中进行,丙酮酸进一步分解成CO2和[H],同时产生少量的AT P,部分水也参与了反应。
第三阶段:在线粒体内膜上进行,一系列反应产生的[H]在线粒体中和氧结合,在产生水的同时形成大量的ATP。
④总反应式:C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量。
⑤能量利用率:1_161/2870=40%。
(2)无氧呼吸①概念:活细胞无需氧的参与,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物氧化分解为C2 H5OH和CO2或C3H6O3等物质,同时释放较少能量的过程。
②场所:细胞质基质。
③反应式:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量(少量)C6H12O6→2C3H6O3+能量(少量)④有氧呼吸和无氧呼吸的比较:储存久的苹果和梨吃起来有很浓的酒味,你知道是什么原因吗?提示:苹果内部细胞在缺氧的条件下进行无氧呼吸分解葡萄糖产生酒精,所以有酒味。
(3)细胞呼吸的实质:分解有机物,释放能量,产生ATP。
3.细胞呼吸原理的应用(1)在农业生产上,要设法适当增强细胞呼吸,以促进作物的生长发育。
(2)对粮食储藏和果蔬保鲜等来说,要设法降低细胞呼吸强度,尽可能减少有机物的消耗。
思考储藏粮食、水果、蔬菜时采取的管理措施有哪些?提示:(1)向储藏器内充一定量N2、CO2。
(2)粮食晒干后储藏(丧失自由水,降低代谢强度)。
(3)控制储藏器内O2在较低浓度(细胞呼吸最微弱)。
(4)低温。
课堂互动知识点一细胞呼吸过程1.有氧呼吸(1)有氧呼吸的概念。
活细胞在氧的参与下,彻底氧化分解有机物,产生二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
(2)有氧呼吸图解。
说明:第一阶段:C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+能量(少量)第二阶段:2C3H4O3+6H2O→6CO2+20[H]+能量(少量)第三阶段:24[H]+6O2→12H2O+能量(大量)(3)场所:细胞质基质(第一阶段)和线粒体(第二、三阶段)。
主要场所为线粒体。
线粒体的结构(如图)①双层膜:外膜使线粒体与周围的细胞质基质分开;内膜上有许多与呼吸作用有关的酶;②嵴:由内膜向内腔折叠形成,嵴使内膜的表面积大大增加,更有利于有氧呼吸的进行;③基质:有少量的DNA和RNA,有许多与有氧呼吸有关的酶。
(4)总反应式(箭头表示反应物中各元素的动向)。
或简写成:C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+能量(5)能量的产生与去向。
1mol葡萄糖共释放能量2870kJ,其中1161kJ能量储存于ATP中用于各项生命活动,其余能量以热能的形式散失(59.55%左右)。
有氧呼吸的能量转换效率大约是40.45%,细胞中这种能量转换率是比较高的,因为人类发明的内燃机产生能量的效率只有15%~25%。
规律总结有氧呼吸三个阶段的比较2.无氧呼吸(1)概念:指活细胞无需氧参与,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物氧化分解为C2 H5OH(乙醇)和CO2或C3H6O3(乳酸)等物质,同时释放较少能量的过程。
(2)场所:细胞质基质。
(3)过程:(以葡萄糖为底物)第一阶段:C6H12O6→2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+能量(少量)第二阶段:2C3H4O3→2C2H5OH+2CO2或者2C3H4O3→2C3H6O3特别提醒无氧呼吸第一阶段与有氧呼吸第一阶段完全相同。
由于酶的不同决定了丙酮酸被还原的产物也是不同的:大多数植物、酵母菌、苹果的无氧呼吸的产物为酒精和二氧化碳;有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸,如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等;而高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。
(4)能量的产生与去向:无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP,1 mol葡萄糖分解成酒精时,共释放能量225.9kJ,其中61.08kJ能量储存于ATP中用于各项生命活动,其余以热能形式散失(72.49%左右);1mol葡萄糖分解成乳酸时,共释放能量196. 65kJ,其中61.08kJ能量储存于ATP中用于各项生命活动,其余以热能的形式散失(68.94%左右)。
(5)总反应式。
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量或C6H12O6→2C3H6O3+少量能量【例1】关于真核细胞呼吸的说法,正确的是( )A.无氧呼吸是不需氧的呼吸,因而其底物分解不属于氧化反应B.水果贮藏在完全无氧的环境中,可将损失减小到最低程度C.无氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体中D.有氧呼吸的酶存在于细胞质基质、线粒体内膜、线粒体基质中解析:无氧呼吸是在缺氧环境中有机物氧化分解的过程,无氧呼吸第一阶段的脱氢过程就是有机物被氧化的过程。
水果的贮藏需要的环境是低温、低氧和低湿环境,低温、低氧是为了抑制无氧呼吸和有氧呼吸,减少有机物的消耗。
若贮藏在完全无氧环境中,无氧呼吸将会加强,产生大量酒精,既消耗了大量有机物,又增加了水果中酒精的含量,降低了水果的品质和质量。
无氧呼吸的酶存在于细胞质基质中,有氧呼吸的酶存在于细胞质基质和线粒体内膜和基质中。
答案:D反思领悟有氧呼吸利用的呼吸底物主要是葡萄糖,其他有机物如氨基酸、脂肪等也可以作为呼吸底物。
底物的脱氢被氧化,加氢被还原。
有氧呼吸的场所,在真核生物中主要是线粒体,在原核生物细胞中,由于没有线粒体,有氧呼吸的主要场所是细胞膜和细胞质。
同等质量的化合物,含C、H比例高的放能多,所消耗的氧气也多。
比如,同质量的花生种子和玉米种子在萌发时,花生种子耗氧多。
【例2】有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是( )①都在线粒体中进行②都需要酶③都需要氧④都产生ATP⑤都经过生成丙酮酸的反应A.②③⑤ B.②④⑤ C.②③④ D.①②⑤解析:有氧呼吸主要在线粒体中进行,无氧呼吸主要在细胞质基质中。
有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段反应相同,所以都能生成丙酮酸,另外细胞呼吸反应都需要酶的催化,都能产生ATP。
答案:B反思领悟有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。
有氧呼吸过程中有机物及能量的利用率高,绝大多数生物在进化的过程中形成了以有氧呼吸为主的细胞呼吸方式,但仍保留无氧呼吸的酶系统以应付暂时缺氧的不利状态。
【例3】酵母菌发酵(无氧呼吸)产生二氧化碳n mol。
在安静状态下,人消耗同样数量的葡萄糖可以产生的二氧化碳量是( )A.1/3n mol B.3n molC.6n mol D.12n mol解析:酵母菌无氧呼吸产生酒精和二氧化碳,产生n mol二氧化碳,消耗的葡萄糖为n /2mol。
在安静状态下,人有氧呼吸消耗葡萄糖n/2mol,产生的二氧化碳量是3n mol。
答案:B反思领悟掌握无氧呼吸和有氧呼吸的反应式是解决该类题型的规律:有氧呼吸总反应式:C6H12O6+6H2O+6O2→12H2O+6CO2+大量能量;无氧呼吸总反应式:C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+少量能量或C6H12O6→2C3H6O3+少量能量。
知识点二影响细胞呼吸的因素1.内部因素(遗传因素)(1)不同种类的植物细胞呼吸速率不同,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细胞呼吸速率不同,如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高,成熟期细胞呼吸速率较低。
(3)同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同,如生殖器官大于营养器官。
2.外部因素及应用A.低温、干燥、低氧B.低温、湿度适中、低氧C.高温、干燥、低氧D.高温、湿度适中、高氧解析:低温降低酶的活性,减少呼吸作用对有机物的消耗;湿度适中可减少蔬菜和水果水分的过分丢失,保持蔬菜和水果的品质;低氧可维持较低的有氧呼吸,提供最低限度的能量供给,同时防止无氧呼吸产生酒精,导致水果和蔬菜腐烂变质。
答案:B反思领悟贮存蔬菜和水果应该保持蔬菜和水果的品质不受影响,有机物的消耗最少,所以应该降低蔬菜和水果的呼吸作用对有机物的消耗,同时还不能让蔬菜和水果的呼吸作用产生酒精影响品质,所以提供的储藏条件是低温、湿度适中、低氧。
水果的贮存需要的环境是低温、低氧和低湿环境,低温、低氧是为了抑制无氧呼吸和有氧呼吸,减少有机物的消耗,低湿环境是为了降低水果水分的蒸发。
随堂练习1.细胞呼吸发生在( )A.代谢旺盛的活细胞中B.所有活细胞中C.高等动植物细胞中D.微生物细胞中解析:所有活细胞生命活动都需要能量,能量都由细胞呼吸提供。
答案:B2.有氧呼吸过程中产生ATP最多的阶段是( )A.葡萄糖分解成丙酮酸B.丙酮酸分解成CO2和[H]C.氢和氧结合生成水D.丙酮酸转化为酒精和二氧化碳解析:有氧呼吸过程中产生ATP最多的阶段是第三阶段,即氢和氧结合生成水。
答案:C3.用黄豆生豆芽,1kg黄豆可以生5kg豆芽,在这一过程中,有机物含量的变化是( )A.变少B.变多C.不变D.先变少,后变多解析:黄豆在萌发过程中,细胞呼吸十分强烈,有机物消耗明显,因此有机物会变少。
黄豆芽是用黑布罩起来培养的,不让黄豆芽见光,所以在培养黄豆芽的过程中有机物是不可能增加的。
黄豆芽质量的增加主要是大量吸水的缘故。
答案:A4.(科学家用含18O的葡萄糖来追踪有氧呼吸中的氧原子,发现其转移途径是( ) A.葡萄糖→丙酮酸→水B.葡萄糖→丙酮酸→氧C.葡萄糖→氧→水D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳解析:根据有氧呼吸的三个阶段的反应,第一阶段葡萄糖反应生成丙酮酸和还原性氢,所以氧原子的转移途径是葡萄糖→丙酮酸,第二阶段的反应是丙酮酸结合水生成二氧化碳和还原性氢,所以氧原子的转移途径是丙酮酸→二氧化碳。
答案:D5.下图是测定植物细胞呼吸的装置,请据下图回答问题。