思维导图在高中生物中的应用：5.细胞的能量供应和利用 Word版含解析.doc

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1、5.细胞的能量供应和利用5.1降低化学反应活化能的酶1、 实验设计原理1 相关变量（1） 自变量（X）：定义：在实验中人为改变的变量；曲线图中只有一条曲线时，横坐标为自变量；曲线图中有多条曲线时，多条曲线对应的图标为自变量，横坐标一般为实验条件。实例：温度（试管2）；催化剂（试管3-无机催化剂；试管4-有机催化剂）（2） 因变量（Y）：定义：随自变量变化而变化的量；曲线图的纵坐标。实例：反应速率（3） 无关变量（常数）：定义：除自变量外，实验中对实验结果造成影响的变量。实例：反应物的性质和浓度，肝脏的新鲜程度，添加的量，反应时间等2 对照实验（1） 定义：除一个因素外，其余因素都保持不变的实验

2、（2） 原则：除要研究的变量外，其他变量都应当始终保持相同；控制、减少无关变量，以减少误差（3） 分类1 空白对照：不做任何处理；过氧化氢分解实验的试管12 自身对照：实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。植物细胞质壁分离和复原3 条件对照：给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。实例，动物激素饲喂小动物。A组喂激素-实验组；B组不喂激素-条件对照；C组不喂东西-空白对照4 相互对照：不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。实例，各种梯度实验；“植物的向性”的等组实验中，5个实验组所采用的都是相互对照（4） 实验设计1 对照

3、原则：排除无关变量的影响，增加可信度和说服力2 单一变量原则：其他无关变量相等且适宜的情况下，设置对照组和实验组作比较（等量对照）3 平行重复原则：在同样条件下重复实验，以消除偶然误差4 科学性原则：实验方案严谨，选材合适，实验原理科学2、 酶在细胞代谢中的作用1 细胞代谢（1） 场所：细胞内（细胞质基质为主要场所，生物膜、细胞器和细胞核次要）（2） 实质：细胞中各种化学反应的统称（3） 功能：细胞代谢是细胞生命活动的基础2 实验（1） 标题：比较过氧化氢在不同条件下的分解（2） 实验原理：水浴加热、FeCl3以及肝脏研磨液中的过氧化氢酶均可影响H2O2分解速率（3） 实验设计：试管号变量检测

4、无关变量自变量因变量3%H2O2处理气泡量点燃的卫生香对照组12mL常温极少不亮实验组22mL90很少不亮32mL2滴3.5%FeCl3较多发亮42mL2滴20%新鲜肝脏研磨液很多复燃52mLH2O2滴20%新鲜肝脏研磨液无不亮（4） 实验结论1 处理方式的不同为实验组，不处理为对照组。若实验目的改为“证明酶具有催化作用”，则实验组为4，其他均为对照组；即实验目的所对应的为实验组，其他为对照组2 自变量为处理方式，包括温度和催化剂种类；因变量为气泡量3 对比时，必须是只有一个自变量发生改变，不能进行2和3、4的对比（温度和催化剂2个变量）4 1和2对比：加热提高反应速率5 1和3、4对比：催化

5、剂提高反应速率；新鲜肝脏研磨液起催化剂的功能6 3和4对比：有机催化剂效率高7 4和5对比：实验5是为了排除肝脏研磨液中其他物质对结果的影响（5） 注意事项1 肝脏：新鲜-保证活性；研磨-增加反应接触面积，充分反应；2 滴管：不能混合使用，以免防止试剂污染3 实验现象及检测的描述，要用表示程度类的词，体现反应速率的快慢3 酶作用机理（1） 酶在细胞代谢中的作用：使细胞（场所）代谢（前提）能在温和条件下快速（高效性）进行（2） 酶能降低化学反应的活化能1 活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。终态对应产物，常态对应反应物，终态含有的能量比常态低，终态更稳定2 活化能与化

6、学反应速率：反应物具有的能量达到活跃状态，反应才能进行。途径，加热是提供活化能；催化剂是降低反应的活化能3、 酶的本质1 酶的概念（1） 活细胞产生的。活细胞不都产生酶，如哺乳动物成熟的红细胞；能产生ATP的细胞不一定能产生酶，如哺乳动物成熟的红细胞；产生激素的细胞一定能产生酶：激素的合成需要相应的酶、能量的供应；产生酶的细胞不一定能产生激素：分泌细胞能产生激素和酶（2） 本质：有机物。1 绝大多数是蛋白质：单体：氨基酸；合成部位：核糖体；合成过程：先转录后翻译2 少数是RNA：单体：核糖核苷酸；合成部位：真核生物的细胞核；合成过程：只转录3 肯定有CHON元素，不一定有P（RNA类酶或由氨基

7、酸的R基携带），可能有其他元素（R基携带）（3） 功能：催化作用：催化反应前后，化学性质和结构不变，不会被立即降解（信号分子会被立即降解或回收）2 作用场所（1） 细胞内：呼吸酶、DNA聚合酶。细胞在不同时期，可能发生基因的选择性表达，酶的数量和种类会发生变化（2） 细胞外：消化酶，如胃蛋白酶（3） 体外：酵母菌的发酵酶3 作用原理：降低化学反应的活化能4 意义：使化学反应在温和的条件（常温、常压、适宜pH，液体环境）下高效进行5 影响因素：温度和pH6 与无机催化剂的比较（1） 共同点1 改变化学反应速率，本身不被消耗（数量、质量、种类、性质不变）2 只能催化已存在的化学反应3 降低活化能，

8、提高反应速率，缩短反应时间4 但不改变平衡点：平衡点，可简单认为反应结束点；达到平衡点，即反应结束；不改变平衡点，即不改变产物的生成量（2） 异同点：见酶特性4、 酶的特性1 高效性：无机催化剂的107-13。意义：保证细胞代谢顺利进行2 专一性：每一种酶只能催化一种或一类化学反应：锁钥学说。意义：保证细胞代谢有序进行3 作用条件较温和（1） 过酸、过碱、高温都会破坏蛋白质空间结构而变性，引起酶失活（2） 曲线图：具有一定的对称性，即不同pH、温度下，酶的活性可以相同，从而化学反应速率相同（3） 温度1 在一定范围内，随温度的升高，酶的催化作用增强：在最适温度前，抑制活性；酶活性随温度变化而变

9、化；空间结构不改变，不涉及变性2 超过这范围，酶的催化作用将急剧减弱：开始失活；发生不可逆的变性；知识联想：DNA高温变性，缓慢降温复性3 高温使酶失活4 低温只抑制活性，结构未破坏：升温可恢复活性；低温用来保存酶5 解读1） 随着T升高a 升至最适点期间：活性增加至最高；产物积累，且反应速率越来越快至最高b 从最适点升温：活性降低至失活；产物积累，但反应速率从最高降至02） 逆着T降低a 从完全失活温度降低：始终无活性，无产物b 从较高温（部分失活）降至最适点期间：活性不变；产物积累，反应速率不变c 从最适点降低：活性降低；产物积累，反应速率降低6 解题：若某酶的最适温度为30，25和35的

10、活性一样。从20升至40过程中，酶活性先升高至最大活性；当超过30，酶活性降低。从35降至20过程中，酶活性不变（变性不可逆）；当温度低于25后，活性下降7 最适温度：动物体内的酶最适温度在35-40；植物体内的酶最适温度在40-50；利用温度差，升温杀死害虫；细菌和真菌体内的酶最适温度差别大8 病症：发烧时，食欲减退是因为温度不适使酶活性降低（不是失活）、各种神经细胞的兴奋性降低（即各种感觉减弱）（4） pH1 在最适pH时，酶的催化作用最强2 低于或高于最适pH，酶的催化作用减弱：开始失活，空间结构开始受影响；不可逆的变性3 过酸、过碱，使酶失活：空间结构破坏4 解读1） 在最适点时：活性

11、最高2） 从最适点降低至强酸：活性降低失活；产物积累，反应速率降低3） 从最适点升高至强碱：活性降低失活；产物积累，反应速率降低4） 从强酸/碱至最适：已经全部失活，无产物5） 酸/碱至最适：活性不变；产物积累，反应速率不变5 解题：若某酶的最适pH为7，pH=6、8时的活性一样。若pH从8开始降低，酶的活性不变；当pH低于6后，活性降低。若pH从6开始升高，酶的活性不变；当pH高于8后，活性降低6 最适pH：动物体内的酶最适pH大多在6.5-8.0，如唾液淀粉酶中性，在胃里失活，成反应底物；胃蛋白酶1.5；小肠碱性，吸收葡萄糖、氨基酸、离子等；pH的不同，可以反应出酶的专一性和酶可作为反应物

12、。植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5（5） 温度与pH关系1 反应液pH的变化不影响酶作用的最适温度；即在不同的pH下，最适温度不变2 反应液温度的变化不影响酶作用的最适pH；即在不同的温度下，最适pH不变5、 酶的实验探究1 探究原则（1） 必须符合实验的设计原则，特别是单一变量、对照原则（2） 注意试剂的量及浓度应相同且适宜（3） 注意时间的把控（酶的高效性反应剧烈）（操作的时间、观察记录的时间间隔、试剂的有限期等）（4） 注意生物材料的要求，如新鲜、活细胞/个体、大小及生长状态相似、性别等（5） 注意实验的操作顺序，对照实验的操作顺序必须一致（6） 注意检测剂的操作要求不同实验要求

13、不同的指示剂（7） 注意排除试剂本身对实验的干扰，如过氧化氢实验的5组2 酶是蛋白质或RNA（1） 试剂法1 试管1标准蛋白质样液，试管2待测酶液+双缩脲紫色蛋白质类酶2 试管1标准RNA样液，试管2待测酶液+吡罗红红色RNA类酶（2） 水解法1 思路：酶可以作为反应的催化剂；在酶的水解反应中，作为反应的底物；酶样液+蒸馏水/蛋白酶/RNA水解酶+酶样液相应的底物+指示剂现象及结论；酶被水解反应后无活性，检测反应后溶液的是否有催化作用；或检测反应后溶液中的物质2 实验设计1） 唾液淀粉酶样液+蒸馏水+淀粉+碘液红棕色，空白对照2） 唾液淀粉酶样液+蛋白酶+淀粉+碘液蓝色蛋白质类酶3） 唾液淀粉

14、酶样液+RNA水解酶+淀粉+碘液红棕色非RNA类酶，即蛋白质类酶4） 也可用斐林试剂检测产物，若无砖红色沉淀，则为蛋白质类酶5） 因为有蛋白酶/RNA水解酶的存在，不可用双缩脲检测唾液淀粉酶是否被分解3 酶的催化作用（1） 酶活性：酶对化学反应的催化效率（2） 设计思路：对比酶和蒸馏水催化底物的反应速率（3） 设计方案1 空白对照：过氧化氢+蒸馏水无气泡带火星的木条无反应2 实验组：过氧化氢+过氧化氢酶大量气泡带火星的木条复燃3 过氧化氢产物的检测：测定单位时间内气泡释放的多少、反应剧烈程度、气泡大小。必须限定相同的时间4 酶的高效性（1） 设计思路：对比酶与无机催化剂催化底物的反应速率（2）

15、 设计方案1 过氧化氢+FeCl3大量气泡带火星的木条复燃FeCl3有催化作用2 过氧化氢+过氧化氢酶更多的大量气泡带火星的木条复燃且燃烧剧烈5 酶的专一性（1） 设计思路：对比底物是否被分解（2） 方案I：底物不同但酶相同1 蔗糖+唾液淀粉酶+斐林试剂无砖红色沉淀唾液淀粉酶不能水解蔗糖2 淀粉+唾液淀粉酶+斐林试剂砖红色沉淀唾液淀粉酶能水解淀粉3 酶具有专一性4 若用碘液，第一组实验现象均为红棕色，不能检测蔗糖是否被水解（3） 方案II：底物相同但酶不同1 淀粉+胃蛋白酶+碘液蓝色胃蛋白酶不能水解淀粉2 淀粉+唾液淀粉酶+碘液红棕色唾液淀粉酶能水解淀粉3 若用斐林试剂，出现砖红色沉淀，说明淀

16、粉酶水解淀粉，而蛋白酶不能水解淀粉4 但不能证明唾液淀粉酶不能水解其他物质5 验证酶的专一性，自变量应为不同底物，酶应为无关变量；此方案严格来说，不可行6 酶的催化作用需要适宜条件（1） 设计方法1 梯度法：温度、pH、浓度等最适范围的探究，常用梯度法；常用等差、差比进行梯度设计；各梯度间形成相互对照；为了增加实验精度，常进行预实验，得出较适范围，然后再把梯度细分重新实验，从而得出最适范围2 定量分析：实现过程中，各种材料及试剂的量应相等且适宜，保证单一变量原则（2） 设计思路：设置一系列不同温度/pH的实验组进行相互对照，观察底物分解速率、底物剩余量、产物生成量（3） 探究最适温度1 试管中

17、分别装等量底物和等量酶分别在不同的试管中保温（不同温度，且同一温度下有一组底物和酶）相同时间将酶加入相同温度的底物中保温并计时加入指示剂观察并记录2 淀粉在不同的试管中保温后，和淀粉酶的反应3 不宜用过氧化氢，其受热分解，影响实验结果4 不宜用蛋白质：若用蛋白质在不同温度下与蛋白酶反应，不可用双缩脲检测底物（有酶的存在，无法判断实现现象是由蛋白质还是由酶决定的）；而对产物氨基酸的检测高中不要求，一般不用蛋白质探究酶与温度的实验5 检测：碘液：是否出现蓝色是否有活性；蓝色的深浅活性的大小。不用斐林：需水浴加热，而本实验要严格控制温度（4） 探究最适pH1 多组过氧化氢酶溶液分别加入不同pH的溶液

18、加入过氧化氢振荡观察并记录2 过氧化氢在pH不同的试管中与过氧化氢酶的反应检测氧气产生的速率3 不宜用淀粉在不同pH下与淀粉酶反应，淀粉在酸性条件下水解；若用，只能用碘液检测底物，不能用斐林（要求碱性）检测产物4 不宜用蛋白质：若用蛋白质在不同pH下与蛋白酶反应，不可用双缩脲检测底物（需碱性环境，且有其他蛋白质即酶的存在）；只能检测产物，而氨基酸的检测高中不要求，一般不用蛋白质探究酶与pH关系（5） 注意1 在不同的试管中，先调节温度/pH后反应2 不可用对温度/pH有要求的试剂和材料3 探究温度/pH对酶活性的影响，应保持pH/温度适宜且相同4 必须在曲线或数据中，体现峰值，即最适范围7 测

19、定酶活力（1） 设计思路：为酶提供最适的反应条件，包括温度和pH和酶对应的底物，通过实验现象对比酶的活性（2） 实验顺序：试剂预保温（维持最适温度）加入缓冲液（维持最适pH的稳定）底物酶（针对不同的实验，可加入指示剂）保温并计时一段时间后检测产物的量6、 酶促反应的影响因素：除了酶的温度、pH影响因素外，还有其他因素1 酶的种类（1） 专一性问题：特定的酶必须催化特定的底物（2） 效率问题：不同的酶可能有相同的催化功能，但最适条件及效率可能不一样，如胃蛋白酶、胰蛋白酶2 底物浓度与酶促反应（1） 在其他条件适宜且酶量一定的条件下，酶促反应随底物浓度增加而加快（2） 饱和现象：当底物浓度达到一定

20、限度时，所有的酶与底物结合，反应速率达到最大，反应速率不再增加3 酶浓度与酶促反应（1） 在底物充足且其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比4 反应时间与酶促反应（1） 随着反应的进行，反应物因被消耗而减少，生成物因生成而增多（2） 前段，因反应物充足，所以反应速率较快，反应物消耗较快，生成物生成速度快（3） 后段，因反应物减少，所以反应速率降低，反应物消耗较慢，生成物生成速度慢（4） 结束，反应物消耗干净，生成物也不再增加，反应速率=05 离子种类及浓度（1） 有些酶需要某些离子作为激活剂，使反应速率更快（2） 相应的，有些离子起抑制作用，使反应速率变慢6 激素与酶（1） 激素通过

21、影响基因的表达，即酶的合成来影响细胞代谢：促甲状腺激素促进甲状腺激素的分泌（2） 激素直接调节代谢：生长激素促进代谢7 酶与代谢产物（1） 代谢产物可反馈调节相关酶活性，进而调节代谢速率，或维持稳态防止产物过多8 酶与能量（1） 酶催化的化学反应不一定消耗能量，即ATP，如消化道中的各种消化酶（2） 而消耗能量的催化反应，能量或氧气的量会影响酶促反应7、 酶的应用1 多酶片：含有多种消化酶，效果好；其他促消化物：酵母片会在体内产生气体、打嗝；乳酸不会产生气体2 加酶洗衣粉：酶工程产品，更稳定；脂肪酶、蛋白酶等3 果胶酶：分解果肉细胞壁中的果胶，提高果汁产量，使果汁清亮4 含酶牙膏：分解细菌，使

22、牙齿亮洁，口气清新5 溶菌酶：溶解细菌的细胞壁，抗菌消炎8、 酶的分类1 根据化学本质：蛋白质类酶；RNA类酶2 根据作用场所：胞内、胞外、体外3 根据对象（1） 以底物命名：如消化酶：胃蛋白酶、唾液淀粉酶等；溶菌酶（2） 以产物命名：DNA聚合酶：使脱氧核苷酸通过磷酸二酯键聚合形成DNA4 根据功能：呼吸酶、消化酶、激素类酶5 根据反应：聚合酶（DNA聚合酶）、水解酶（消化酶、呼吸酶）、葡萄糖异构酶（改变结构）5.2细胞的能量“通货”ATP1、 ATP1 ATP分子中具有高能磷酸键：高能性；不稳定性2 中文名称：三磷酸腺苷3 元素：C H O N P4 结构式：A-PPP（1） A：1个腺苷

23、=1个腺嘌呤+1个核糖（2） T：Triple，代表具有3个P（3） P：磷酸基团，3个（4） ：普通磷酸键，1个，释放能量13.8KJ/mol（5） ：高能磷酸键，ATP的转换及能量供应的本质；2个，键的结构相同，能量不同。1molATP形成ADP，释放能量30.54KJ/mol；形成AMP，+28.04KJ/mol；释放能量20.92KJ/mol，称为高能5 本质：ATP的水解实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解；ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物6 区别2、 ATP和ADP可以相互转化1 反应式（1） ATP（酶1/酶2）ADP+Pi+能量；Pi游离的磷酸，不是化学方程式，不可逆；1m

24、olATP释放30.54KJ/mol的能量2 ATP分解（1） 反应式：ATP（酶）ADP+Pi+能量，放出大量的能量（2） 酶：ATP水解酶（消耗水）（3） 能量远离腺苷的高能磷酸键的断裂；细胞中已经存在的ATP分子水解提供的能量，让更多的ATP水解（4） 能量去路：生命活动，见ATP利用。并不是所有的ATP都能于用各项生命活动，光合作用的光反应产生的ATP只能用于暗反应，转化成有机物中的能量（5） 反应场所：生物体的需能部位的活细胞3 ATP合成（1） 反应式：ADP+Pi+能量（酶）ATP，吸收大量的能量（2） 酶：ATP合成酶（产生水）（3） 能量来源1 主要来自有机物的氧化分解：(有

25、氧/无氧)呼吸作用1） 动物、植物、真菌、大多数细菌，即除病毒2） 有机物转化成无机物，释放能量3） 大部分能量以热的形式散失4） ATP产生量与呼吸强度的关系：零起点，饱和现象（酶量，反应物量等限制）5） ATP产生量与氧气的关系：非零起点，除病毒外的生物均可进行无氧呼吸。能有氧呼吸的生物与氧气量呈饱和曲线；只能无氧呼吸的生物呈零起点的平行直线。饱和现象，酶量，反应物量等限制2 光合作用：绿色植物细胞、光合细菌；光能转化成化学能，提供能量；无机物转化成有机物，储存能量3 化能合成：硝化细菌4 其他高能化合物：动物特有的磷酸肌酸；三磷酸X苷（即腺嘌呤可替换为其他的碱基：如CTP，三磷酸胞苷；核

26、糖也可替换为脱氧核糖，如dATP，三磷酸脱氧腺苷）（4） 能量去路：形成高能磷酸键（5） 反应场所1 叶绿体：植物光合作用2 线粒体：有氧呼吸作用二、三阶段3 细胞质基质：呼吸作用第一阶段4 细胞质：原核生物，无细胞器，但有反应相关的酶4 特点：（1） ATP化学性质不稳定（2） 物质可逆，能量不可逆：转化不可逆（酶、能量来源和去向、反应场所不同）；方程式只是代表物质循环过程（3） 正常细胞中，不停转化，动态平衡（4） 含量少，转化迅速：使细胞内ATP含量保持相对稳定；酶的高效性；需要更多的能量时，转化加快但含量保持少量且稳定（5） 相互转化的能量供应机制是生物界的共性3、 ATP的利用1 A

27、TP是绝大多数生物体内的直接能源物质（1） 但不是所有的生命活动都需要ATP（2） 耗能生理活动：主动运输，大分子合成，胞吞、胞吐，细胞分裂等（3） 不耗能生理活动：消化道营养物质的水解，自由扩散，协助扩散，渗透作用，蒸腾作用2 化学能转换成其他形式能量，用于生命活动（1） 电能：生物发电、发光；大脑思考；神经传导（2） 化学能：合成代谢，小分子大分子；吸收分泌，胞吞、胞吐；植物生长（3） 机械能：肌肉收缩（4） 渗透能：主动运输4、 意义1 能量通过ATP分子在生物体内的吸能反应（ATP水解）和放能反应（ATP合成）之间循环（并非真正的循环，来源和去路不一样）流通2 形象地把ATP比喻成流通

28、的能量“通货”流通的货币5、 能源物质之间的关系1 直接能源：ATP。水解释放的能量直接用于各项生命活动；流通的货币2 主要能源：糖类。生命活动所利用的能量70%由糖提供。活期存款。1mol葡萄糖彻底分解释放2870kJ能量3 储能物质（1） 脂肪：细胞共有。1g脂肪释放能量=2g糖。5体积脂肪=1体积糖。定期存款（2） 淀粉：植物特有（3） 糖原：动物特有：肝糖原、肌糖原4 最终能源：太阳能。地球上所有生命活动所需的能量几乎（除硝化细菌等）全来自光合作用固定的能量6、 细胞内产生与消耗ATP的生理过程1 细胞膜：消耗ATP：主动运输、胞吞、胞吐2 细胞质基质：产生ATP：细胞呼吸第一阶段3

29、叶绿体（1） 产生ATP：光反应（2） 消耗ATP：利用光反应产生的ATP，进行暗反应；自身DNA复制、转录、翻译等4 线粒体（1） 产生ATP：有氧呼吸第二、三阶段（2） 消耗ATP：自身DNA复制、转录、翻译等5 核糖体：消耗ATP：翻译（蛋白质的合成）6 细胞核：消耗ATP：DNA复制、转录等5.3ATP的主要来源 细胞呼吸1、 细胞呼吸的方式1 概念：有机物（分解的底物，包括糖类，脂质，蛋白质等，能源物质利用的顺序）在细胞内（发生的场所，由细胞结构及各种酶的分布决定；病毒无细胞呼吸；真核生物，细胞器线粒体，细胞质基质；原核生物，细胞质和细胞膜）经过一系列的氧化分解（反应类型，有氧、无氧

30、呼吸均有氧化反应和分解反应；多种酶催化；反应物包括有机物，氧气，水）生成二氧化碳或其他产物（呼吸产物，即物质变化；产物包括二氧化碳，水，中间产物(丙酮酸、H)，乳酸，酒精）释放出能量并生成ATP的过程（能量变化；有机物中化学能释放，只有30-40%生成ATP，大部分以热能散失。散失途径皮肤的毛细血管的舒张、皮肤的汗腺的分泌、呼吸、排泄、排便）2 本质：细胞内有机物的氧化分解，并释放能量3 类型：依据是否需要氧气参与（1） 有氧呼吸（2） 无氧呼吸：依据产物不同，分为：产生乳酸的无氧呼吸，和产生酒精的无氧呼吸；某些微生物的无氧呼吸称为发酵，依据产物不同，分为：乳酸发酵，和酒精发酵4 概念区分（1

31、） 呼吸：通过呼吸运动吸入氧气，排出二氧化碳的过程（2） 细胞呼吸：见概念（3） 呼吸运动：胸廓有节律地扩大和缩小，从而完成吸气和呼气的活动2、 实验1 标题：探究酵母菌细胞呼吸的方式2 实验原理（1） 酵母菌：单细胞真菌，单细胞真核生物；兼性厌氧型微生物，有氧无氧均可生存。应用：酿酒，先有氧呼吸，让酵母菌繁殖再无氧呼吸，发酵酒精；发面，有氧呼吸，放出大量二氧化碳，使馒头、面包松软（2） 以葡萄糖为底物时，通过酵母菌在有氧和无氧的条件下，测定细胞呼吸的产物，来确定酵母菌细胞呼吸方式（3） 反应式1 C6H12O66HO6O(酵母菌)6CO212HO能量，消耗和产生同体积的气体不涉及压强的变化2

32、 C6H12O6(酵母菌)2C2H5OH+2CO2能量，产生气体压强变大（4） 检测1 二氧化碳1） 方法一：试剂，澄清石灰水。现象，变混浊。混浊程度可确定二氧化碳多少，呈正比2） 方法二：试剂，溴麝香草酚蓝水溶液。现象，蓝绿黄。据变色时间长/短确定二氧化碳量的少/多，呈反比反比2 酒精：试剂，重铬酸钾溶液（酸性条件下）。现象，橙色灰绿色。操作，2mL待测液于试管中，滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（95-97%），轻轻振荡（使混合均匀），观察颜色变化。应用，查酒驾、醉驾3 设计思路（1） 对比实验：2实验组，通过结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系1 实验组：经过控制

33、处理的一组或未知实验结果的一组2 对照组：未经过处理的一组即自然状态下或已知实验结果的一组3 探究呼吸方式时，有氧呼吸和无氧呼吸都是实验组对比实验4 探究氧气浓度对酵母菌呼吸速率的影响，实验设计为在不同梯度氧气浓度下的酵母菌通过测定二氧化碳含量来观察呼吸速率，构成相互对照实验4 实验变量（1） 变量控制1 有氧呼吸：橡皮球或气泵，间歇性地依次通过3个锥形瓶（50min）。空气的通入，保证氧气的充分供应2 无氧呼吸：先创造无氧条件（封口放置一段时间，酵母菌消耗装置内的氧气；在装置内充入氮气；在酵母菌葡萄糖溶液的液面铺满石蜡油）。再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶（2） 无关变量控制1 有氧呼吸：空气通

34、入NaOH溶液中，除去CO2，保证石灰水中的二氧化碳全部是由有氧呼吸产生2 无氧呼吸：排除有氧呼吸的干扰，保证通入石灰水中的二氧化碳全部是由无氧呼吸产生的（3） 自变量：氧气的有无（4） 因变量：酵母菌的呼吸产物，即产生二氧化碳的多少、酒精的有无（5） 无关变量：温度、pH、常压、营养物质的浓度和总量等（保证酵母菌的正常生活）5 配制酵母菌培养液（1） 10g新鲜的食用酵母菌（2） 加入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液1 必须将煮沸的葡萄糖溶液冷却到常温2 5%葡萄糖：让酵母菌处于等渗溶液中，维持细胞形态，保证功能正常3 葡萄糖：提供营养物质（反应底物）4 煮沸：消毒，去氧。排除其他微生物

35、和氧气的干扰5 冷却到常温：避免杀死酵母菌6 液体环境：提供酵母菌生存的液体环境；增加反应物与酵母菌接触，加快反应速率；便于观察气体放出；创造无氧条件（煮沸去氧）；维持一定的温度6 实验现象（1） 甲乙两组装置：AB两个实验反应的锥形瓶；1、2两个检测酒精的试管（2） 甲乙两装置中澄清石灰水变混浊，但甲快且程度高（3） 2号试管由橙色变成灰绿色，1号不变色7 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） 有氧，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳、水（甲组的第2个锥形瓶溶液体积增加）（3） 无氧，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，少量二氧化碳8 注意事项（1） 25-35条件下进行

36、实验：酶活性最高，生命活动旺盛，细胞呼吸明显（2） 导管的连接1 长进短出：气体与溶液充分接触，使反应充分2 短进长出：排水测气体的体积3 排气管：保证常压（3） 若探究种子的呼吸状况不必遮光，但需死种子作为对照（4） 若探究植株或幼苗的呼吸状况，应进行遮光处理，以防止光合作用的干扰，同时可设置同种状况但杀死的植株或幼苗作为对照（5） 不能依据澄清石灰水是否变混沌来判断酵母菌细胞的呼吸方式（有氧、无氧均有二氧化碳的产生）3、 有氧呼吸1 概念：绝大多数生物（范围，少数无氧呼吸）细胞（场所，原核生物有氧呼吸场所是细胞质和细胞膜；真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体）在氧的参与下（条件前提）

37、通过多种酶的催化作用（一系列化学反应）把葡萄糖等有机物（底物，还包括其他有机物）彻底氧化分解（有机物完全分解；能量完全释放）产生二氧化碳和水（产物）释放能量，生成大量ATP的过程（放能和生成ATP，呼吸的目的）2 本质：细胞在氧气的参与下，分解有机物，释放能量3 过程（1） 阶段一：葡萄糖的初步分解1 场所：细胞质基质2 反应物：1葡萄糖1C6H12O63 酶14 生成物：2丙酮酸2C3H4O3、4还原型氢4HNAD+H+2e(酶)NADH，氧化型辅酶I(NAD+)转化成还原型辅酶I(NADH)5 释放能量：少量2ATP，其余热散失6 是否需氧：不需要7 反应式：C6H12O6(酶)2C3H4

38、O3+4H+能量(2ATP)（2） 阶段二：丙酮酸的彻底分解1 场所：线粒体基质2 反应物：2丙酮酸2C3H4O3（跨膜运输：从细胞质基质到线粒体内，自由扩散）、6水6H2O3 酶24 生成物：20还原型氢20H、6二氧化碳6CO25 释放能量：少量2ATP，其余热散失6 是否需氧：不需要7 反应式：2C3H4O3+6H2O(酶)6CO2+20H+能量(2ATP)（3） 阶段三：H的氧化1 场所：线粒体内膜2 反应物：24还原型氢24H、6氧气6O3 酶34 生成物：12水12H2O5 释放能量：大量34ATP，其余热散失6 是否需氧：需要7 反应式：24H+6O2(酶)12H2O+能量(34

39、ATP)4 总反应式：C6H12O66HO6O(酶)6CO212HO能量(38ATP)（1） 阶一：细胞质基质中葡萄糖初步分解，1C6H12O6(酶)4H+2C3H4O3+2ATP，无氧（2） 阶二：线粒体基质中丙酮酸彻底分解，6HO+2C3H4O3(酶)20H+6CO2+2ATP，无氧（3） 阶三：线粒体内膜上H的氧化，6O+24H(酶)12HO+34ATP，有氧（4） 多种酶（5） 记忆法：C(C6H12O6)H(HO)O(O)依次生成C(CO2)HO(HO)+ATP（6） 反应前后的水不可以消去：不是同一个反应5 元素转换（1） H：葡萄糖、水丙酮酸+H水（2） O：葡萄糖丙酮酸二氧化碳

40、；水二氧化碳；氧气水（3） C：葡萄糖丙酮酸二氧化碳6 能量转换（1） 1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kJ能量（2） 其中，1161kJ的能量贮存在ATP中，形成38molATP（3） 其余以热能的形式散失：用来维持体温恒定（4） 利用率为40.45%7 同有机物的燃烧相比：温和的条件下进行；能量经过一系列化学反应，逐步释放；部分能量储存在ATP中8 比较项目阶段一阶段二阶段三反应名称葡萄糖初步分解丙酮酸的彻底分解H的氧化场所细胞质基质线粒体基质线粒体内膜反应物1葡萄糖2丙酮酸，6H2O24H，6O2生成物2丙酮酸，4H20H，6CO212H2O释放能量少量少量大量形成ATP2ATP2

41、ATP34ATP是否需氧无无是反应式阶段一C6H12O6(酶)2C3H4O3+4H+能量(2ATP)阶段二2C3H4O3+6H2O(酶)6CO2+20H+能量(2ATP)阶段三24H+6O2(酶)12H2O+能量(34ATP)C6H12O66HO6O(酶)6CO212HO能量(38ATP)阶一：细胞质基质中葡萄糖初步分解1C6H12O6(酶)4H+2C3H4O3+2ATP，无氧阶二：线粒体基质中丙酮酸彻底分解6HO+2C3H4O3(酶)20H+6CO2+2ATP，无氧阶三：线粒体内膜上H的氧化6O+24H(酶)12HO+34ATP，有氧多种酶记忆法：C(C6H12O6)H(HO)O(O)依次生

42、成C(CO2)HO(HO)+ATP9 O2/CO2的值：O2与CO2的运输方式都是自由扩散，顺浓度梯度进行，细胞质基质中O2的浓度高于线粒体，线粒体中CO2的浓度高于细胞质基质；细胞质基质中的O2/CO2值比线粒体的高4、 无氧呼吸1 概念：酵母菌，部分细菌、真菌，部分植物器官，肌细胞(剧烈运动)（范围）细胞（场所，真核生物的细胞质基质；原核的细胞质和细胞膜；所有细胞生物均可无氧呼吸（呼吸的第一阶段相同）；部分细胞生物只能无氧呼吸；有些细胞不同阶段呼吸方式不同：哺乳动物红细胞有氧呼吸；成熟后无氧呼吸）在无氧的条件下（条件前提）通过多种酶的催化作用（一系列化学反应）把葡萄糖等有机物（底物，还包括

43、其他有机物）不彻底氧化分解（有机物不完全分解；能量不完全释放）产生酒精和二氧化碳或乳酸，释放少量能量，生成少量ATP的过程2 本质：有机物不彻底的氧化分解，释放能量3 过程（1） 阶段一（同有氧呼吸）：葡萄糖的初步分解1 场所：细胞质基质2 反应物：1葡萄糖1C6H12O63 酶14 生成物：2丙酮酸2C3H4O3、4还原型氢4HNAD+H+2e(酶)NADH，氧化型辅酶I(NAD+)转化成还原型辅酶I(NADH)5 释放能量：少量2ATP，其余热散失6 是否需氧：不需要7 反应式：C6H12O6(酶)2C3H4O3+4H+能量(2ATP)（2） 阶段二：丙酮酸的不彻底分解1 场所：细胞质基质

44、1） 反应路径1a 酶4b 生成物：2酒精2C2H5OH、2二氧化碳2CO2c 反应式：2C3H4O3+4H(酶)2C2H5OH+2CO2d 生物举例：大多数植物细胞，高等绿色植物，酵母菌2） 反应路径2a 酶5b 生成物：2乳酸2C3H6O3c 反应式：2C3H4O3+4H(酶)2C3H6O3d 生物举例：玉米的胚，马铃薯块茎，甜菜块根，动物细胞，乳酸菌3） 释放能量：不释放4） 是否需氧：不需要4 总反应式（1） C6H12O6(酶)2C3H6O3+能量(2ATP)（2） C6H12O6(酶)2C2H5OH+2CO2能量(2ATP)（3） 产生的乳酸或酒精不多：过多引起细胞死亡5 元素转换（1） H：葡萄糖丙酮酸+H酒精或乳酸（2） O：葡萄糖丙酮酸乳酸或酒精+二氧化碳（3） C：葡萄糖丙酮酸乳酸或酒精+二氧化碳6 发酵（1） 概念：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸（2） 分类：1 酒精发酵：产生酒精的发酵2 乳酸发酵：产生乳酸的发酵7 能量转换（1） 1mol葡萄糖在无氧条件下不彻底氧化分解形成2molATP（2） 能量利用率2.13%（3） 大量的能量（93.15%）贮存在不彻底的氧化产物酒精或乳酸中（4） 其余（4.