高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第8講(2)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

第8講細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第二單元細(xì)胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質(zhì)，并通過分裂實現(xiàn)增殖內(nèi)容要求——明考向近年考情——知規(guī)律(1)說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲存在有機分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動可以利用的能量；(2)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式(活動)。2021·全國甲卷(2)2020·全國卷Ⅲ(29)、2019·全國卷Ⅱ(2)、2019·全國卷Ⅲ(4)、2022·全國甲卷(4)、2022·全國乙卷(2)、2與舊教材對比增：①細(xì)胞呼吸的實質(zhì)；②葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發(fā)生顏色反應(yīng)，應(yīng)將酵母菌培養(yǎng)時間適當(dāng)延長以耗盡溶液中的葡萄糖；③無氧呼吸的概念；④儲存水果、糧食的條件。核心提要素養(yǎng)體現(xiàn)__________________________________________________________生命觀念：細(xì)胞呼吸過程中物質(zhì)與能量的變化，體現(xiàn)物質(zhì)與能量觀?？茖W(xué)思維：歸納比較有氧呼吸和無氧呼吸的區(qū)別?？茖W(xué)探究：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式。社會責(zé)任：利用細(xì)胞呼吸原理解決人的生活健康和社會實踐問題。1.細(xì)胞呼吸與呼吸的區(qū)別？2.細(xì)胞呼吸的概念、實質(zhì)、和意義3.寫出有氧呼吸的過程化學(xué)反應(yīng)式（3個）及反應(yīng)場所有氧呼吸總反應(yīng)式及反應(yīng)場所4.寫出無氧呼吸的過程反應(yīng)式（3個）及反應(yīng)場所

無氧呼吸總反應(yīng)式及反應(yīng)場所5.比較有氧呼吸和無氧呼吸的異同認(rèn)真閱讀教材，完成一輪復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)資料知識自主梳理部分，深入思考并小組討論以下問題：知識點二

細(xì)胞呼吸的概念、實質(zhì)和意義氧化分解有機物，釋放能量

肺通氣（呼吸的現(xiàn)象）氣體運輸

細(xì)胞呼吸（呼吸的本質(zhì)）呼吸：是指生物體或細(xì)胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過程。細(xì)胞內(nèi)+糖類+水能量O2O2呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官CO2+CO2【注意】呼吸（O2和CO2交換的過程）≠呼吸作用1.呼吸和呼吸作用2.細(xì)胞呼吸概念是指有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成CO2或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。也稱呼吸作用。3.細(xì)胞呼吸實質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的有機物氧化分解，并釋放能量，有機物氧化分解分解產(chǎn)物能量發(fā)生場所：___________________分解底物：___________________呼吸產(chǎn)物：___________________反應(yīng)類型：___________________能量變化：活細(xì)胞內(nèi)生物體內(nèi)有機物例，糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等CO2、H2O等其他產(chǎn)物氧化分解有機物中的化學(xué)能釋放能量（生成ATP+熱能）4.細(xì)胞呼吸分類5.細(xì)胞呼吸意義細(xì)胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸根據(jù)是否需要氧氣為生物體生命活動提供能量，還是生物體代謝的樞紐能源物質(zhì)氧化分解CO2+H2O乳酸、酒精等釋放熱能（散失）可轉(zhuǎn)移的化學(xué)能PiADPATP能量利用各項生命活動1、為生物體的生命活動提供能量。5.細(xì)胞呼吸意義生物體內(nèi)的糖類，脂質(zhì)，蛋白質(zhì)等有機物都富含能量，但這些能量不能直接供各種生命活動利用，需要通過呼吸作用分解有機物，釋放能量，轉(zhuǎn)化到能量通貨“ATP”中，由ATP直接推動各種生命活動的進行，如細(xì)胞分裂，礦質(zhì)元素的吸收，有機物之間的轉(zhuǎn)化等。

是蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝的樞紐。糖類葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三階段脂肪甘油+脂肪酸蛋白質(zhì)氨基酸有機酸脫氨基作用NH3β氧化細(xì)胞呼吸5.細(xì)胞呼吸意義細(xì)胞呼吸的過程中會產(chǎn)生各種各樣的中間產(chǎn)物，可轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)；非糖物質(zhì)代謝形成的產(chǎn)物與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同，這些物質(zhì)可以進一步形成葡萄糖。蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝，都可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來。知識點三

有氧呼吸

對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧的參與。有氧呼吸的主要場所是線粒體。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體主要在線粒體中有氧呼吸的場所并非只是線粒體：原核細(xì)胞無線粒體，有氧呼吸在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中和細(xì)胞膜上進行。無線粒體的真核生物(或細(xì)胞)只能進行無氧呼吸，如蛔蟲、哺乳動物成熟的紅細(xì)胞等。1.有氧呼吸場所真核生物都能進行有氧呼吸？有氧呼吸必須需要線粒體？線粒體外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)線粒體外膜內(nèi)膜基質(zhì)含有與有氧呼吸相關(guān)的酶向內(nèi)折疊形成嵴，增大內(nèi)膜表面積也含有與有氧呼吸相關(guān)的酶一般地說，線粒體均勻地分布在細(xì)胞質(zhì)中。但是，活細(xì)胞中的線粒體往往可以定向地運動到代謝比較旺盛的部位。肌細(xì)胞內(nèi)的肌質(zhì)體就是由大量變形的線粒體組成的，肌質(zhì)體顯然有利于對肌細(xì)胞的能量供應(yīng)。C6H12O6(葡萄糖)2C3H4O3丙酮酸酶4[H]能量熱能散失少量ATP熱能散失少量ATP6CO2能量

6H2O

酶

20[H]熱能散失大量ATP12H2O

6O2酶能量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體2.有氧呼吸過程

第一階段C6H12O62丙酮酸C3H4O3酶4[H]ATP熱能能量線粒體場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①C6H12O6酶+4[H]+能量2C3H4O3（少量）2.有氧呼吸過程小分子NAD+是電子和H+的載體NAD+NADHNAD+這里的[H]是一種十分簡化的表示方式。這一過程實際上是氧化型輔酶I（NAD+）轉(zhuǎn)化成還原型輔酶（NADH）①場所：②物質(zhì)變化與能量變化細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖2丙酮酸+4[H]+少量能量酶能量熱能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→有機物中穩(wěn)定化學(xué)能→→熱能丙酮酸、[H]和ATP中活躍化學(xué)能

第一階段

第二階段線粒體6CO220[H]②酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3+6H2O（少量）2丙酮酸酶6H2OATP熱能能量C3H4O3場所：線粒體基質(zhì)2.有氧呼吸過程①場所：②物質(zhì)變化與能量變化線粒體基質(zhì)丙酮酸+H2OCO2+[H]+少量能量酶有機物中穩(wěn)定化學(xué)能→→熱能[H]和ATP中活躍化學(xué)能能量熱能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→

第二階段線粒體膜上沒有葡萄糖載體；線粒體中沒有氧化分解葡萄糖的酶。為什么線粒體不能直接氧化分解葡萄糖？葡萄糖線粒體無反應(yīng)丙酮酸+CO2＋H２O＋能量+線粒體

第三階段線粒體6CO220[H]②C6H12O62丙酮酸酶4[H]①酶6H2OATP熱能能量ATP熱能能量C3H4O3酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）12H2O6O2酶③ATP熱能大量能量場所：線粒體內(nèi)膜2.有氧呼吸過程第三階段：①場所：②物質(zhì)變化與能量變化線粒體內(nèi)膜[H]+O2H2O+大量能量酶[H]中活躍化學(xué)能→→熱能ATP中活躍化學(xué)能能量熱能(大部分)能量+ADP+Pi→ATP→→好氧細(xì)菌第一和二階段在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中第三階段在細(xì)胞膜上細(xì)胞膜行使線粒體內(nèi)膜的功能。葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）

場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸徹底分解酶6CO2+20[H]+能量（少量）

場所：線粒體基質(zhì)②2丙酮酸[H]的氧化酶12H2O+能量（大量）

場所：線粒體內(nèi)膜③24[H]+6O2+6H2O各階段分子式及總式2.有氧呼吸過程C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶

熱量ATP總：1.反應(yīng)式中的能量不能寫成ATP，因為葡萄糖中的能量只有一部分儲存在ATP中。2.反應(yīng)式前后的H2O不能消去。反應(yīng)過程中，在第二階段消耗了水，而第三階段生成了水。3.反應(yīng)式中間不能用等號，要用箭頭。4.反應(yīng)條件“酶”不能省去,且三個階段“酶”不同，酶具有專一性。5.不要認(rèn)為細(xì)胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解為例來介紹有氧呼吸過程。注意絕大多數(shù)以熱能形式散失3.有氧呼吸總反應(yīng)①有氧呼吸中氧元素的來源和去路：C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶3.有氧呼吸總反應(yīng)②有氧呼吸中碳元素的來源和去路：C6H12O62C3H4O36CO

2③有氧呼吸中氫元素的來源和去路：C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O20[H]12H2O④有氧呼吸過程中[H]的來源和去路:[H]=NADH(還原型輔酶I)A.[H]的來源:有氧呼吸的第

階段B.[H]的去路：在第

階段中與

結(jié)合形成水一、第二三氧氣C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶3.有氧呼吸總反應(yīng)⑤有氧呼吸過程中ATP的來源和去路:A.ATP的來源:有氧呼吸的第

階段，其中第

階段產(chǎn)生最多B.ATP的去路：

一、二、三三用于各項生命活動在細(xì)胞內(nèi)，1mol的葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出約為2870kJ的能量，可使左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請你計算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少？這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP?思考·討論：有氧呼吸的能量利用特點34﹪，32。1mol葡萄糖釋放2870kJ的能量977.28kJ儲存在ATP中大部分以熱能形式散失穩(wěn)定化學(xué)能活躍化學(xué)能有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、ATP中活躍的化學(xué)能4.有氧呼吸能量變化有氧呼吸：是指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。5.有氧呼吸概念注意：最常利用的是

，還可以利用脂肪和蛋白質(zhì)等。葡萄糖特點：①有氧呼吸過程溫和。②有氧呼吸進行時有機物中的能量經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)逐步釋放。③有氧呼吸釋放的能量有相當(dāng)一部分儲存在ATP中。對生物體的意義有利于維持細(xì)胞的相對穩(wěn)定。保證有機物中的能量得到充分的利用。與有機物在生物體外的燃燒相比(1)產(chǎn)生CO2的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(2)產(chǎn)生H2O的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(3)氧氣參與的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(4)產(chǎn)生ATP的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(5)產(chǎn)生ATP最多的階段＿＿＿＿＿＿(6)產(chǎn)生[H]的階段＿＿＿＿＿＿＿＿(7)消耗[H]的階段___＿＿＿＿_____第二階段第三階段第三階段三個階段第三階段第一、二階段第三階段練習(xí)：請思考:嘗試運用所學(xué)知識，解釋以下現(xiàn)象：現(xiàn)象1：長久較封閉放置的蘋果，有時會有酒香味?，F(xiàn)象2：洪災(zāi)容易導(dǎo)致農(nóng)田被淹，引發(fā)農(nóng)作物死亡。現(xiàn)象3：劇烈運動后，容易產(chǎn)生肌肉酸痛的現(xiàn)象。知識點四

無氧呼吸1.無氧呼吸概念在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，產(chǎn)生CO2和酒精或乳酸，釋放少量能量，生成少量ATP的過程。（化學(xué)能未被完全釋放，產(chǎn)物中存在能量）2.無氧呼吸場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（唯一場所）場所：物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6酶+

4[H]+少量能量

2C3H4O3

（丙酮酸）（還原氫）少量能量第一階段第二階段【與有氧呼吸第一階段完全一樣】場所：物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3H6O3(酸)+4[H]2C3H4O3

2CO2+2C2H5OH(酒精)酶1酶2不產(chǎn)能3.無氧呼吸過程C6H12O6

2C2H5OH+

2CO2+能量（少量）酶①

酒精發(fā)酵實例：酵母菌、大多數(shù)高等植物實例：①人和動物細(xì)胞

③乳酸菌、

②某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚②乳酸發(fā)酵C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）酶4.無氧呼吸總反應(yīng)思考：兩種無氧呼吸產(chǎn)物不同的直接原因和根本是什么？直接原因：根本原因：無氧呼吸第二階段參與的酶不同同種生物是基因選擇性表達；異同生物是控制酶合成的基因不同4.無氧呼吸總反應(yīng)資料：1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只釋放出196.65kJ的能量，其中只有的能量儲存在ATP中，近69%的能量都以熱能的形式散失了。ATP熱量≈31%≈6.85%有機物5.無氧呼吸能量去向葡萄糖無氧呼吸都只在

釋放少量的能量，其中一部分儲存在

，一部分以熱能形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在

中。第一階段ATP酒精或乳酸1mol的葡萄糖未釋放的能量儲存于乳酸/酒精中儲存于ATP中能量變化大部分少部分196.65KJ61.08KJ135.57KJ以熱能形式散失合成了_______molATP2有機物中的化學(xué)能→乳酸或酒精中的化學(xué)能、ATP中活躍的化學(xué)能和熱能①缺氧條件。②有機物氧化分解不徹底。③釋放少量能量，只在第一階段釋放能量。與有氧呼吸相比6.無氧呼吸特點常見的主要進行無氧呼吸的生物或細(xì)胞①只進行無氧呼吸乳酸菌破傷風(fēng)桿菌哺乳動物成熟紅細(xì)胞蛔蟲②主要進行無氧呼吸種子萌發(fā)初期癌細(xì)胞【思維拓展】（2）無氧呼吸第二階段有能量釋放嗎？沒有（3）產(chǎn)生乳酸的同時有CO2產(chǎn)生嗎？沒有全部人體產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體嗎？（4）為什么無氧呼吸分解葡萄糖釋放的能量少？（1）無氧呼吸是否涉及H2O的產(chǎn)生和消耗？

因為無氧呼吸的產(chǎn)物酒精或乳酸中仍含有大量能量未釋放出來無無氧呼吸的意義

高等植物在水淹的情況下，可以進行短暫的無氧呼吸，將葡萄糖分解為乙醇和二氧化碳，釋放出能量，以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。

人在劇烈運動時，需要在相對較短的時間內(nèi)消耗大量的能量，肌肉細(xì)胞則以無氧呼吸的方式供給能量，滿足人體的需要。教材拾遺核心探討1.在通風(fēng)條件不好的環(huán)境中儲藏的蘋果會有酒味散發(fā)，而馬鈴薯儲藏久了卻不會有酒味產(chǎn)生，為什么會產(chǎn)生這種差異？請分析其中的原因。提示蘋果無氧呼吸的產(chǎn)物是酒精和CO2，馬鈴薯無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。因為不同生物細(xì)胞所具有的酶不同，導(dǎo)致反應(yīng)途徑不同，產(chǎn)物也不同。2.劇烈運動