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(共44张PPT)
2.3 基因工程的应用
第三单元 细胞的能量供应和利用
第3讲 细胞呼吸的方式和过程
课标要求
1.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸类型(重点)。2.描述有氧呼吸的过程(重、难点)。
考点1
探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.细胞呼吸
(1)概念：是指有机物在细胞内经过一系列的 ，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成 的过程。(必修1 P94)
(2)类型： 。(必修1 P92)
氧化分解
ATP
有氧呼吸和无氧呼吸
归纳 夯实必备知识
2.探究酵母菌细胞呼吸的方式
(1)酵母菌是一类 ，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于____________，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
单细胞真菌
兼性厌氧菌
2.探究酵母菌细胞呼吸的方式
①自变量为 。
②因变量为_______________________________。
CO2的鉴定：CO2可使___________变混浊，也可使
溶液由蓝变绿再变黄。
酒精的鉴定：酒精与橙色的 溶液在 条件下发生化学反应，变成 色。
③无关变量： 等，要遵循 原则。
氧气的有无
CO2产生的速率；酒精产生的速率（细胞呼吸的产物)
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝
重铬酸钾
酸性
灰绿
温度、试剂用量
等量
目的是
①配制酵母菌培养液(酵母菌＋ 溶液)。
葡萄糖
清除空气中的CO2，确保通过澄清石灰水的CO2是有氧呼吸产生的　
③检测酒精的产生：从A、B中各取2 mL酵母菌培养液的滤液，分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g 的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。
重铬酸钾
耗尽B中氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的
哪一组是有氧条件，哪一组是无氧条件？
有氧
无氧
(4)实验过程
②检测CO2的产生：
澄清石灰水/溴麝香草酚蓝溶液
观察项目 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置
澄清石灰水出现混浊所需时间及混浊程度比较 _________________ ________________
溴麝香草酚蓝溶液变色情况比较 ______________ _____________
酸性重铬酸钾检验情况比较 ________ ________________
(5)实验结果和结论
短且混浊程度较大
长且混浊程度较小
变黄且时间短
变黄且时间长
不变色
由橙色变成灰绿色
实验结论 酵母菌在有氧条件下进行 ，产生大量的____ 酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有 ，同时也产生少量的____
有氧呼吸
CO2
酒精
CO2
2.探究酵母菌细胞呼吸的方式
(2)科学的研究方法——对比实验
设置两个或两个以上的 ，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 实验。
实验组
相互对照
有氧
无氧
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，才可加入新鲜酵母菌，煮沸的目的是什么？
拓展 提升科学思维
提示　一方面杀死葡萄糖溶液中的微生物，可以排除其他微生物对实验结果的影响，另一方面也可以排出溶液中的O2。
1.下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列有关分析错误的是
A.质量分数为10%的NaOH溶液能够吸收空气中的CO2
B.可用溴麝香草酚蓝溶液代替澄清的石灰水来检测呼吸产物CO2
C.与B瓶酵母菌相比，A瓶
中酵母菌的细胞呼吸需
要水的参与，而且也有
水的生成
D.B瓶酵母菌细胞呼吸产生的
能量少，葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失
D
突破 强化关键能力
2.(2023·河北唐县高三模拟)酸性重铬酸钾既能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化成羧基，因此酸性重铬酸钾溶液与酒精和葡萄糖都会出现由橙色变为灰绿色的颜色变化。在探究酵母菌无氧呼吸产物时，下列检测或鉴定不一定能成功的是
A.可在B瓶中加入澄清石灰水检测CO2的产生
B.培养一段时间后，向A瓶中加入酸性重铬酸钾溶
液，观察颜色变化
C.可用斐林试剂检测葡萄糖是否消耗完
D.适当延长酵母菌培养时间，充分耗尽葡萄糖后再进行鉴定
B
考点2
细胞呼吸的方式和过程
概念：是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______________，释放能量，生成____________的过程。
场所： 。
二氧化碳和水
大量ATP
1.有氧呼吸
归纳 夯实必备知识
细胞质基质和线粒体（主要场所）
线粒体外膜
线粒体内膜
线粒体基质
含有氧呼吸有关的酶
含有氧呼吸有关的酶
线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所，其结构上有哪些特点与功能相适应？
(1)线粒体具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，扩大了内膜的表面积。为酶提供更多的附着位点
(2)线粒体的内膜和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
1.有氧呼吸
(1)过程图解
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
葡萄糖
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
少量能量
少量能量
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
大量能量
②线粒体基质
①细胞质基质
②
①
③
③线粒体内膜
细胞呼吸过程中产生的[H]是________________ 的简化表示方法。（p93）
还原型辅酶Ⅰ(NADH)
能量转化
ATP　
热能
(2)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源和去向)
_______________________________________。
(3)能量转换
葡萄糖中稳定的化学能转化为____________________________。
ATP中活跃的化学能和热能
有氧呼吸过程的总结
①[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。
②有氧呼吸过程中，水的利用发生在 阶段，水的产生发生在 阶段，氧的利用发生在 阶段，CO2的产生发生在 阶段。因此，CO2中的氧来自 ，生成物水中的氧来自____。
③有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是 阶段。能产生[H]的步骤有 阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放 。
④在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为 、 到____________；而NAD＋相反。
第二
第三
第二
葡萄糖和水
O2
第三
第一、二
大量能量
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
第三
2.无氧呼吸
概念：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，释放少量能量的过程。
场所： 。
细胞质基质
2.无氧呼吸
(1)过程
乳酸
酒精和CO2
大部分能量储存在乳酸或酒精中
(2)不同生物无氧呼吸产物类型及原因
乳酸
基因
酒精和CO2
不同生物
同种生物不同器官或不同时期
任务：比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同点（条件、场所、产物、能量释放等）
有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 场所 ___________________ 细胞质基质
条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶
物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成_____
或酒精和CO2
能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放 能量，产生少量ATP
特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制
联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 3.无氧呼吸与有氧呼吸的比较
细胞质基质和线粒体
乳酸
少量
拓展 提升科学思维
2.“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？
提示　在无氧运动中，肌细胞因氧气不足，要靠乳酸发酵来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。（少部分细胞进行无氧呼吸，大部分细胞还是进行有氧呼吸）
4.若分解底物均为葡萄糖，则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于O2消耗量，是否正确？为什么？
提示　不正确，由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2，只有有氧呼吸才能产生CO2，因此肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等。
3.下图为酵母菌和人体细胞呼吸流程图，下列叙述正确的是
A.若用18O标记葡萄糖，则物质a中会检测到18O
B.条件Y下，产生的物质a使溴麝香草酚蓝溶液变黄色
C.酵母菌产生物质b的场所有线粒体基质、细胞质基质
D.条件X下酵母菌细胞呼吸时，葡萄糖中的
能量主要以热能形式散失
C
突破 强化关键能力
有氧
无氧
H2O
CO2
CO2
酒精
乳酸
4.下列有关细胞利用葡萄糖进行细胞呼吸的叙述中，正确的是
A.无氧呼吸时，葡萄糖中能量的主要去向是以热能形式散失
B.剧烈运动时，人体产生的CO2来自细胞质基质和线粒体基质
C.进行有氧呼吸的生物不一定具有线粒体
D.无氧呼吸过程中有[H]积累，有氧呼吸过程中没有[H]积累
C
归纳总结
(1)真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。
(2)原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝细菌、硝化细菌等，因为其细胞中含有与有氧呼吸有关的酶。
(3)人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
细胞呼吸的3点注意
5．下图表示细胞呼吸作用的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(　　)
A．①和②都具有双层生物膜
B．①和②所含酶的种类相同
C．②和③都能产生大量ATP
D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]
D
细胞质基质
[H]
丙酮酸
线粒体基质
[H]
线粒体内膜
补充：
考点3
细胞呼吸类型的判断及相关计算
酵母菌产生CO2的场所有线粒体基质、细胞质基质（ ）
人体细胞产生CO2的场所有线粒体基质、细胞质基质（ ）
√
×
2.细胞呼吸反应中各物质量的比例关系
①有氧呼吸：C6H12O6∶O2∶CO2＝1∶6∶6。
②无氧呼吸：C6H12O6∶CO2∶C2H5OH＝1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3＝1∶2。
③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时：
有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和＝_____。
④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量：
无氧呼吸∶有氧呼吸＝_____。
3∶4
3∶1
有+无（乳酸）
有+无（酒精）
(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是______________，根据着色液滴移动的距离可测出呼吸作用消耗的氧气的体积。
(2)装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用_______________________
___________________。
吸收二氧化碳
欲确认某植物种子的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示：
消耗的氧气和释放的二
氧化碳的体积的差值
拓展 提升科学思维
O2
CO2、O2
消耗O2：左移
不消耗O2：不动
CO2=O2：不动
CO2＞O2：右移
CO2＜O2：左移
分析装置1液滴的移动情况
①只进行有氧呼吸时：
②只进行无氧呼吸（乳酸）时：
③只进行无氧呼吸（酒精）时：
④同时进行有氧呼吸和无氧呼吸时：
液滴左移
液滴不动
液滴不动
液滴左移
O2
分析装置2液滴的移动情况
①只进行有氧呼吸时：
②只进行无氧呼吸（乳酸）时：
③只进行无氧呼吸（酒精）时：
④同时进行有氧呼吸和无氧呼吸（乳酸）时：
液滴不动
液滴不动
液滴右移
液滴不动
⑤同时进行有氧呼吸和无氧呼吸（酒精）时：
液滴右移
CO2、O2
装置1 装置2 结果
着色液滴左移 着色液滴不动
着色液滴不动 着色液滴右移
着色液滴左移 着色液滴右移
着色液滴不动 着色液滴不动
只进行有氧呼吸或氧呼吸+产生乳酸的无氧呼吸
只进行产生酒精的无氧呼吸
进行有氧呼吸+产生酒精的无氧呼吸
细胞已死亡或只进行产生乳酸的无氧呼吸
(4)为了排除环境因素对实验结果的干扰，需要设置对照实验，该对照组的设置方法是_____________________________________。
(5)若装置1、2中的着色液滴均左移，则可能的原因是____________________________________________。
在装置中装入煮熟的种子，其他条件不变
种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂肪
6.为探究酵母菌的细胞呼吸方式而设计的实验装置如图。下列有关分析错误的是
A.若装置1和装置2有色液滴均
不移动，则表明酵母菌无生
命力
B.若酵母菌只进行无氧呼吸，
则装置1中有色液滴不移动，装置2中有色液滴向右移动
C.装置1和装置2酵母菌培养液中酵母菌的数量会影响有色液滴的移动
D.若装置1和装置2有色液滴向左、右移动距离均为3个单位，则两个装置内的酵母菌共消耗葡萄糖2个单位
√
O2
CO2、O2
2.(2022·江苏，8)下列关于细胞代谢的叙述正确的是
A.光照下，叶肉细胞中的ATP均源于光能的直接转化
B.供氧不足时，酵母菌在细胞质基质中将丙酮酸转化为乙醇
C.蓝细菌没有线粒体，只能通过无氧呼吸分解葡萄糖产生ATP
D.供氧充足时，真核生物在线粒体外膜上氧化[H]产生大量ATP
√
1
2
3
4
5
6
5.(2022·河北，4)下列关于呼吸作用的叙述，正确的是
A.酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的气体
B.种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量
C.有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中
D.通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰
绿色
√
1
2
3
4
5
6
4.(2021·重庆卷，21)人线粒体呼吸链受损可导致代谢物X的积累，由此引发多种疾病。动物实验发现，给呼吸链受损小鼠注射适量的酶A和酶B溶液，可发生如题图所示的代谢反应，从而降低线粒体呼吸链受损导致的危害。据图回答以下问题：
(1)呼吸链受损会导致________(填“有氧”或“无氧”)
呼吸异常，代谢物X是______________。
(2)过程⑤中酶B的名称为________________，
使用它的原因是________________________________________________。
(3)过程④将代谢物X消耗，对内环境稳态的作用和意义是____________________________________________________________________。
有氧
乳酸(C3H6O3)　
过氧化氢酶
催化过氧化氢的分解，避免过氧化氢对细胞的毒害
避免代谢产物的积累，维持细胞内的pH，是机体进行正常生命活动的条件
1.(2021·全国甲卷，2)某同学将酵母菌接种在马铃薯培养液中进行实验，不可能得到的结果是(　　)
A.该菌在有氧条件下能够繁殖
B.该菌在无氧呼吸的过程中无丙酮酸产生
C.该菌在无氧条件下能够产生乙醇
D.该菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
B
2.(2022·广东卷，10)种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC(无色)进入活细胞后可被[H]还原成TTF(红色)。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30 ℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是(　　)
A.该反应需要在光下进行
B.TTF可在细胞质基质中生成
C.TTF生成量与保温时间无关
D.不能用红色深浅判断种子活力高低
B

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