逍遥学能 2013-01-19 03:26
辅导教案
导学诱思
一、细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指在细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放出能量的过程。
二、细胞呼吸的方式
（一）需氧呼吸
其反应式可简写成：
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O+能量
1.场所：细胞溶胶和线粒体中。
2.过程：三个阶段
（1）第一阶段：糖酵解
①场所：细胞溶胶中。
②过程：C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP。
（2）第二阶段：柠檬酸循环
①场所：线粒体基质中。
①②过程：二碳化合物与一个C4酸合成为一个C6酸，即柠檬酸。然后柠檬酸经多个反应，脱掉2个二氧化碳，又形成一个C4酸，于是柠檬酸循环的第二轮开始。通过柠檬酸循环，将所有的丙酮酸不断地转变为CO2，释放到细胞外。
③产物：1分子丙酮酸产生3个CO2、1个ATP、4分子NADH、1分子FADH2。
(3)第三阶段：电子传递链
①场所：线粒体内膜中。
②电子传递链的组成：三种蛋白质复合体。
③过程：2H++2e-+1/2O2 H2O。
提示家里养金鱼时，要不断地向金鱼缸中通气，否则金鱼就会死亡，为什么？
趣味思考:金鱼的需氧呼吸需要氧气。
（二）厌氧呼吸
1.场所：细胞溶胶。
2.过程：两个阶段
第一阶段：C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2C3H4O3+2NADH+2H++2ATP
第二阶段：2C3H4O3 2C2H5OH+2CO2或2C3H4O3 2C3H6O3
3.总反应式
(1)乳酸发酵：C6H12O6+2ADP+2Pi 2C3H6O3+2ATP
(2)乙醇发酵：C6H12O6+2ADP+2Pi 2C2H5OH+2CO2+2ATP
4.发酵的概念
酵母菌、乳酸菌等微生物的厌氧呼吸也叫发酵。产生乙醇的叫做乙醇发酵；产生乳酸的叫乳酸发酵。
提示北方人几乎天天吃馒头，馒头松软可口，可是在发面时面块开始时硬，后变软，而且表面水汪汪的，你知道是什么原因吗？
趣味思考:发面用的是酵母菌。在和面时加入酵母菌，酵母菌利用面中的葡萄糖进行厌氧呼吸产生二氧化碳和酒精，二氧化碳受热膨胀使馒头体积增大，所以馒头又松又软。面块表面由于氧气充足，酵母菌进行需氧呼吸产生大量二氧化碳和水，所以面块表面水汪汪的。
三、细胞呼吸的实质
分解有机物，释放能量，产生ATP。
四、细胞呼吸是细胞代谢的中心
1.脂肪氧化
（1）甘油→C3（三碳化合物）→糖酵解途径→柠檬酸循环。
（2）脂肪酸→C2（二碳化合物）→柠檬酸循环。
2.蛋白质氧化
以丙氨酸为例，过程为：丙氨酸→丙酮酸→C2（二碳化合物）→柠檬酸循环。
蛋白质被用于呼吸作用时，首先被分解成氨基酸，氨基酸脱去氨基后变成一些有机酸，进入柠檬酸循环的不同位点，最终被完全氧化。
核心解读
1.需氧呼吸过程三个阶段有什么区别？
条场所产物
糖酵解需氧时细胞溶胶2个丙酮酸，2个ATP，2个NADH
柠檬酸循环需氧时线粒体基质6个CO2，2个ATP，8个NADH，2个FADH2
电子传递链需氧时线粒体内膜6个H2O，26个ATP
2.厌氧呼吸与需氧呼吸有什么异同点？
呼吸类型需氧呼吸厌氧呼吸
区别场所 细胞溶胶、线粒体细胞溶胶
条酶、O2和适宜的温度酶和适宜的温度
物质变化C6H12O6CO2和H2O（彻底氧化分解）C6H12O6乳酸和酒精和CO2（不彻底）
能量变化释放能量多释放能量少
产物CO2和H2OCO2和酒精或乳酸
反应式C6H12O6+6O2+6H2O
6CO2和12H2O+能量C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+少量能量或C6H12O6 2C3H6O3+少量能量
联系实质分解有机物，释放能量
联系从葡萄糖到丙酮酸这一阶段是相同的
3.影响细胞呼吸的因素
（1）影响细胞呼吸的内因：由遗传决定→酶活性。
规律总结
同一生物不同生长发育时期呼吸速率不同；同一生物不同器官呼吸速率不同。
（2）影响细胞呼吸的外界因素
影响细胞呼吸的外界因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等，尤其是温度。
①温度：细胞呼吸是由酶催化的一系列反应过程，因此细胞呼吸对温度的变化很敏感。如右图。
规律总结
在一定范围内，细胞呼吸随温度的升高而加快，但超过最适温度后，细胞呼吸将急剧减弱，直至停止。
②氧气浓度：氧气促进需氧呼吸，抑制厌氧呼吸，在一定范围内呼吸强度随着氧气浓度升高而增大。如下图。
规律总结
A.当植物细胞只释放二氧化碳，吸氧量为零时，细胞只进行厌氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳。
B.当植物细胞释放二氧化碳量大于吸氧量时，细胞既进行厌氧呼吸，也进行需氧呼吸。产物是酒精（乙醇）、二氧化碳和水。
C.当植物细胞释放二氧化碳量与吸氧量相等时细胞只进行需氧呼吸。
③CO2：对需氧呼吸有抑制作用。
④水：在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的升高而加强，随水量的减少而减弱。
（3）细胞呼吸原理在实践中的应用。
应用指南
①作物栽培中，采取中耕松土等措施防止板结，促进根正常细胞呼吸及其对矿质元素的吸收、利用。
②作物种子的储藏，采用低温、低氧和干燥条，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
③在果蔬保鲜中，采用低温、低氧和低湿条，控制细胞呼吸以降低其代谢强度，达到保鲜目的。
④在农业生产中，除去衰老的、变黄的器官（含枝、叶），使产物更多地转移至有价值的部位。
题例领悟
题型一 细胞呼吸的条、场所
【例题1】 关于真核细胞呼吸正确的说法是（ ）
A.厌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.水果贮藏在完全厌氧的环境中，可将损失减小到最低程度
C.厌氧呼吸的酶存在于细胞溶胶和线粒体
D.需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶、线粒体内膜、线粒体基质
解析：厌氧呼吸是在缺氧环境中有机物氧化分解的过程，厌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、低氧是为了抑制厌氧呼吸和需氧呼吸，减少有机物的消耗。若贮藏在完全厌氧环境，厌氧呼吸将会加强，产生大量酒精，既大量消耗了有机物，又增加了水果中酒精的含量，降低了水果的品质和质量。厌氧呼吸的酶存在于细胞溶胶中，需氧呼吸的酶存在于细胞溶胶和线粒体内膜和基质中。
答案：D
反思感悟
（1）需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。底物脱氢被氧化，加氢被还原。
（2）需氧呼吸的场所，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，需氧呼吸的主要场所是细胞膜和细胞质。
（3）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萌发相比，花生种子耗氧多。
题型二 细胞呼吸的过程
【例题2】 （2008上海高考，29改编）下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、线粒体和细胞溶胶
B.线粒体、细胞溶胶和线粒体
C.细胞溶胶、线粒体和细胞溶胶
D.细胞溶胶、细胞溶胶和线粒体
解析：酶1催化的反应是细胞呼吸的第一阶段，在细胞溶胶中进行；酶2催化的反应是需氧呼吸的二、三阶段，在线粒体中进行；酶3催化的反应是厌氧呼吸的第二阶段，在细胞溶胶中进行。
答案：C
反思感悟
细胞呼吸过程的场所：厌氧呼吸完全在细胞溶胶中进行；需氧呼吸第一阶段与厌氧呼吸完全相同，在细胞溶胶中进行，第二阶段在线粒体基质中进行，第三阶段是在线粒体内膜上进行。
题型三 细胞呼吸过程中能量的转化
【例题3】 1个葡萄糖分子需氧呼吸释放能量为m，其中40%用于ADP转化为ATP，若1个高能磷酸键所含能量为n，则1个葡萄糖分子在需氧呼吸中产生ATP的分子数为（ ）
A.2n/5mB.2m/5n
C.n/5mD.m/5n
解析：1个葡萄糖分子在需氧呼吸中产生的ATP分子数为40%m÷n＝2m/5n。
答案：B
反思感悟
1 mol葡萄糖需氧呼吸产生2 870 kJ的能量，转移到ATP中的能量是1 161 kJ。1 mol葡萄糖厌氧呼吸产生196. 65 kJ的能量，转移到ATP中的能量是61.08 kJ，大部分能量储存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。
题型四 细胞呼吸在生产实践中的应用
【例题4】 蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条应为（ ）
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；湿度适中可降低蔬菜和水果水分的过分丢失，保持蔬菜和水果的品质；低氧可维持较低的需氧呼吸，提供最低限度的能量供给，同时防止厌氧呼吸产生酒精，导致水果和蔬菜腐烂变质。
答案：B
反思感悟
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，还不能让蔬菜和水果的呼吸作用产生酒精影响品质，所以提供的储藏条是低温、湿度适中、低氧。
随堂训练
1.下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是…（ ）
A.细胞呼吸实际上是在细胞内进行的有机物分解，释放能量的过程
B.细胞呼吸实际上就是细胞与环境间的气体交换
C.细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧”的过程
D.细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程
解析：本题考查了细胞呼吸的概念。细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。应将细胞呼吸与细胞的气体交换区别开。
答案：B
2.下图表示酵母菌在不同氧浓度下产生ATP数量曲线的是（ ）
解析：本题考查了氧浓度与酵母菌细胞呼吸强度的关系：酵母菌随氧浓度的增加，厌氧呼吸逐渐减弱，需氧呼吸逐渐增强，当增大到一定程度，由于呼吸酶数量的限制，细胞呼吸强度不再增加。
答案：B
3.酵母菌发酵（厌氧呼吸）产生二氧化碳的物质的量为N。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 molB.3N mol
C.6N molD.12N mol
解析：酵母菌厌氧呼吸产生酒精和二氧化碳，产生N mol的二氧化碳，消耗的葡萄糖为N/2 mol。在安静状态下，人需氧呼吸消耗葡萄糖N/2 mol，产生的二氧化碳量是3N mol。
答案：B
4.人体内C6H12O6彻底氧化分解放出的能量中，大部分的直接去向是（ ）
A.以热能形式散失
B.贮存在ATP中
C.存在于线粒体中
D.供生命活动利用
解析：本题考查能量的去向问题。1 mol C6H12O6彻底氧化分解释放出2 870 kJ能量，只有1 161 kJ形成ATP供生命活动利用（约占40.5%），其余的能量（1 709）kJ以热能形式散失。
答案：A