2022-2023学年浙科版（2019）必修一 3.4 细胞呼吸为细胞生活提供能量 课件（46张）

3.4

细胞呼吸为细胞生活提供能量

随着生活水平的提高，人们越来越注重身体健康，有氧运动成了人们的首选。人体是通过什么活动吸入氧气的呢？导入细胞内+糖类+水O2O2

肺的通气（呼吸现象）呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2气体运输能量+CO2

细胞呼吸（呼吸本质）呼吸1.说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。2．探究酵母菌的呼吸方式。1.从物质与能量视角，探索呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。(生命观念、科学思维)2．通过探究酵母菌的呼吸方式厘清对比实验的设置。(科学思维、科学探究)1．呼吸的概念:呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的

，呼出

的气体交换过程。2．细胞呼吸的概念:细胞呼吸是指在细胞内进行的将

等有机物分解成______或者

，并且释放出

的过程。3．气体交换过程与细胞呼吸的关系:在气体交换过程中获得的氧气通过

运送到身体的各个细胞，供细胞在有氧条件下分解有机物，有机物分解时产生的二氧化碳则通过

排出体外。一、细胞呼吸小分子有机物氧气二氧化碳气体交换血液循环能量糖类无机物二、细胞呼吸的本质是糖等有机物的氧化分解观看探究酵母菌呼吸方式的实验视频，思考细胞呼吸的意义。1．活动：探究酵母菌的呼吸方式(1)探究问题①酵母菌在有氧或者无氧环境中进行呼吸的产物是什么？②酵母菌在有氧或者无氧环境中进行的呼吸具有什么特点？

想一想为什么选择酵母菌作为实验材料？酵母菌是兼性厌氧菌，在有氧、无氧条件下都能生存发面前发面后科学探究联系生活实际，想一想，加入酵母菌一段时间后，面“发”起来了，原因是什么呢？酵母菌进行呼吸，产生了二氧化碳。(2)设计活动方案设计活动方案时，特别要考虑下列两个问题：①保证酵母菌有氧或者无氧的生活条件。②检测酵母菌在有氧或者无氧条件下呼吸的产物的方法。(3)实施活动方案实验过程中，需认真观察并记录实验现象。对实验中出现的问题及时分析讨论以不断完善实验方案。Ⅰ：需氧实验装置甲有氧条件：装置甲连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证O2的充分供应，又使空气先经过盛有NaOH溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是酵母菌需氧呼吸产生的CO2所致。乙Ⅱ：厌氧实验装置无氧条件：装置乙中B瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B瓶中的O2消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是厌氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变浑浊。Ⅲ：无氧条件下，酵母菌产生酒精，需用橙色的重铬酸钾检测。在酸性条件下，橙色的重铬酸钾遇酒精变成灰绿色。Ⅳ：检测并比较CO2产生量的两种方法方法一：①判断依据：相同时间内澄清石灰水变浑浊的速度和程度。②判断方法：若变浑浊的速度较快，并且浑浊程度较高，则说明产生的CO2较多；反之，则说明产生的CO2较少。方法二：①判断依据：相同时间内溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的速度和变成黄色的程度。②判断方法：若变色速度较快且颜色较深，则说明产生的CO2较多；反之，则说明产生的CO2较少。(4)实验结果分析对实验现象以及获得的数据

，得到

，在讨论和交流的基础上完成探究活动报告。归纳、分析实验结论想一想酿酒过程是有氧还是无氧环境呢？2．需氧呼吸(1)概念：需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成

___。(2)特点:需氧呼吸是在

下发生的，所产生的能量

，其中有一部分能量储存在

中，其余的转化成

，没有剧烈的

现象。常温二氧化碳和水发光发热热能ATP逐步释放(3)过程第一阶段：这个过程发生在

中，又称为

。在糖酵解的过程中，1个葡萄糖分子被分解成2个三碳化合物:

和少量的

(用

表示)，分解过程中释放出少量

，形成少量

。

________是糖酵解的产物，葡萄糖分子中的绝大部分化学能仍存在于______

中。能量细胞溶胶糖酵解丙酮酸氢[H]丙酮酸丙酮酸ATP第二阶段：这个过程发生在

中。丙酮酸进入线粒体后，在

的催化下，经过一系列的化学反应，被彻底氧化分解形成二氧化碳，并产生

和少量

，二氧化碳释放到细胞外。第三阶段：这个过程发生在

上。前两个阶段产生的[H]经过线粒体内膜上

的传递，与___结合生成水，产生大量

。所以，需氧呼吸在最后一步才用到氧。线粒体内膜线粒体基质复杂酶系统[H]ATP氧ATP电子传递链线粒体外膜线粒体内膜胞间隙基质需氧呼吸的过程是一个

反应，在这个过程中，葡萄糖分子

所储存的能量(化学能)通过氧化还原作用释放出来。部分能量合成ATP，用于

。葡萄糖分子与氧反应的总方程式：

。各种生命活动氧化还原化学键(4)电子传递链在需氧呼吸中的作用对于1个葡萄糖分子来说，从糖酵解开始，一般可以产生32个ATP分子，而其中的

个ATP分子是在电子传递链中产生的。电子传递链中生成水的一系列反应只能在有氧气存在的条件下发生，所以称为_________。28需氧呼吸3．厌氧呼吸(1)条件：厌氧呼吸是在

的条件下发生的。人、动物和植物在特殊情况下都可以进行厌氧呼吸。(2)举例：人和动物的骨骼肌细胞在缺氧条件下进行厌氧呼吸，产生

。葡萄和苹果的果实、玉米的胚、马铃薯的块茎等在缺氧条件下都能进行厌氧呼吸。无氧乳酸(3)过程厌氧呼吸在

中进行。厌氧呼吸的过程可以划分为两个阶段：第一阶段与需氧呼吸的第一阶段一样，进行糖酵解，1个葡萄糖分子被分解成2个丙酮酸分子和少量[H]，分解过程中释放出少量能量，形成少量ATP(2个ATP分子)。第二阶段中，丙酮酸在

的催化作用下，形成不同的产物，如乳酸或乙醇。细胞溶胶不同酶(4)乳酸发酵：葡萄糖在无氧条件下分解产生乳酸，总反应式为：

。在乳酸发酵反应的第二阶段，糖酵解过程的产物丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下被

还原为乳酸。乳酸发酵所产生的ATP仅为需氧呼吸的

左右。(5)乙醇发酵：葡萄糖在无氧或缺氧条件下分解产生乙醇，并释放出二氧化碳，总反应式为：

。[H]1/16(6)酵母菌的细胞呼吸酵母菌在氧充足的环境中进行________，在

的状态下进行厌氧呼吸，即乙醇发酵。在乙醇发酵反应的第二阶段，

在酶的作用下先脱去二氧化碳生成乙醛，乙醛再被[H]还原为乙醇，即酒精。需氧呼吸丙酮酸氧缺少(7)厌氧呼吸是一种克服暂时缺氧的应急措施。①在无氧或缺氧条件下，细胞通过厌氧呼吸的方式可以

，以维持生命。例如，人体肌肉细胞可以靠厌氧呼吸维持

_的活动，所产生的乳酸则被运至

__再生成葡萄糖。②厌氧呼吸只能利用葡萄糖中的一小部分能量，而乳酸再转变为葡萄糖又要

。快速地利用葡萄糖产生ATP消耗能量肝脏短时间【例1】下列关于电子传递链的相关叙述错误的是(

)A．只在有O2的条件下发生B．消耗的[H]仅来自有机物C．伴随水的生成释放大量能量D．该阶段需要多种酶的催化B【解析】选B。电子传递链必须有氧气的参与，A正确；电子传递链消耗的[H]来自有机物和水，B错误；电子传递链过程中，氧气与[H]反应生成水并释放大量的能量，C正确；电子传递链合成了水和ATP，需要多种酶的参与，D正确。三、细胞呼吸是细胞代谢的核心无论是分解代谢还是合成代谢，都与

有着密切的关系。1．细胞分解代谢与细胞呼吸的关系主要利用

作为呼吸过程中能量的来源，人和动物的细胞也可利用脂肪和蛋白质作为能源。糖类、脂肪和蛋白质这三类物质的水解产物:单糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通过多种途径进入

_过程被氧化分解，释放出所储存的能量。细胞呼吸细胞呼吸糖类糖类中的多糖首先水解为单糖，然后以单糖形式进行

，最后被完全氧化成

。脂肪先分解成甘油和脂肪酸，甘油形成一个

后进入糖酵解，脂肪酸则进一步被分解。当蛋白质用于细胞呼吸时，首先被分解成氨基酸，氨基酸脱去

后变成不同的有机酸，最终被完全氧化。三碳化合物氨基糖酵解二氧化碳和水2．细胞合成代谢与细胞呼吸的关系细胞合成代谢是各种各样的生物合成反应。这些反应的产物是细胞

生活、生长和修复损伤所需要的物质。细胞呼吸一方面为这些合成反应提供能量(ATP)，另一方面为合成反应提供___

。细胞内有机物的生物合成也以

为中心。碳骨架细胞呼吸【例2】细胞呼吸中葡萄糖分解为丙酮酸。下列有关叙述正确的是(

)A.在线粒体内膜上进行B.不产生CO2C.必须在有O2条件下进行D.形成大量ATPB【解析】选B。细胞呼吸中,葡萄糖通过糖酵解被分解为丙酮酸,发生的场所是细胞溶胶,此过程不需要消耗O2,产生少量ATP,不产生CO2,B项符合题意。果蔬保鲜的核心问题就是如何减缓呼吸，抑制新陈代谢，使新鲜果蔬处于休眠或半休眠状态。冷藏法是目前普遍使用的果蔬保鲜方法，但其保鲜时间比较短。科学探究冷藏法减缓果蔬呼吸的途径是什么？四、影响细胞呼吸的因素及其应用

温度CO2浓度H2O影响机理温度主要影响与呼吸作用有关的酶的活性从化学平衡的角度分析，增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱曲线模型1．温度、CO2浓度及H2O对呼吸速率影响的曲线分析2．O2影响的细胞呼吸曲线的分析(1)原理：O2浓度决定细胞呼吸的类型和强度。(2)曲线分析(呼吸底物为葡萄糖，以真核细胞为例)：CO2产生量O2浓度厌氧呼吸需氧呼吸CO2总量BC..需氧呼吸和厌氧呼吸放出CO2量相等厌氧呼吸消失只进行需氧呼吸AD①A点：O2浓度为0，细胞只进行厌氧呼吸，此时细胞呼吸的场所只有细胞溶胶，没有线粒体。②B点：需氧呼吸和厌氧呼吸释放的CO2的量相等，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖的量之比为1∶3。③AC段：CO2的产生量大于O2的吸收量，需氧呼吸与厌氧呼吸共存，此时细胞呼吸的场所是细胞溶胶和线粒体。④C点以后，厌氧呼吸消失，细胞只进行需氧呼吸；CO2的产生量与O2的吸收量相等。此时细胞呼吸的场所仍然是细胞溶胶和线粒体。但当O2浓度达到一定值后，需氧呼吸强度不再随O2浓度的增大而增大，这可能是受与呼吸作用有关的酶的数量或温度等因素的影响。3．细胞呼吸原理的应用（举例说明）（1）粮食储藏：粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。（2）果蔬保鲜：为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、补充N2（CO2）或降低温度等方法。（3）植物松土：使土壤透气，提高氧气浓度，促进细胞需氧呼吸。（4）发酵生产：利用酵母菌无氧发酵，产生酒精。（5）提倡慢跑：有氧运动。科学探究想一想，以下做法利用的是细胞需氧还是厌氧呼吸？植物松土需氧呼吸创可贴厌氧呼吸接种破伤风疫苗厌氧呼吸【例3】下列关于细胞呼吸在生产生活中应用的叙述，错误的是(

)A．干燥和无氧的环境有利于蔬菜的长期保鲜B．面团“发起”是酵母菌产生

CO2

所致C．利用乳酸菌制作酸奶过程需密闭隔绝空气D．黑暗条件下绿豆萌发成豆芽的过程中有机物总量不断减少A细胞呼吸细胞呼吸是细胞代谢的核心需氧呼吸探究酵母菌的呼吸方式方式概念厌氧呼吸过程概念反应式过程概念反应式【课堂小结】1．酵母菌在面粉发酵过程中,产生的能使面团膨胀的物质是(

)A.乙醇 B.水C.二氧化碳 D.氧气C【随堂训练】2.如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是(

)

A．图解中的①②两种物质依次是H2O和O2

B．1分子丙酮酸在(二)、(三)阶段产生的能量一样多

C．图解中(一)、(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体

D．图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖A3.下列关于真核细胞厌氧呼吸的叙述，正确的是(

)A．厌氧呼吸产生的能量大多数合成了ATPB．厌氧呼吸的第二阶段是在线粒体基质中将丙酮酸分解C．成熟苹果的果肉细胞在缺氧时主要进行酒精发酵D．人体骨骼肌细胞产生乳酸时伴有CO2和少量能量生成C4.马铃薯块茎储藏不当会出现酸味,下列叙述错误的是(

)A.出现酸味的原因是马铃薯块茎细胞通过厌氧呼吸产生乳酸B.应将马铃薯块茎储藏在氧气浓度高的环境中,以减少酸味的产生