5.3 细胞呼吸的原理和应用（第二课时） 高一生物 课件（人教版2019必修1）

第3节

细胞呼吸的原理和应用（第二课时）酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。发酵生产葡萄酒的车间1．都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？2．为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？3．在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？通气是提供酵母菌呼吸所需要的氧气，有利于酵母菌的繁殖；而密封便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。酵母菌在有氧下分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分离提供动力。能为自己的生命活动提供少量的能量。1探究酵母菌细胞呼吸的方式2有氧呼吸3无氧呼吸4细胞呼吸原理的应用2有氧呼吸细胞外燃烧葡萄糖实验ATPADP＋PI能量能量糖类等有机物CO2H2O光热燃烧：剧烈氧化分解氧化分解细胞呼吸的概念细胞呼吸分为：指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。有氧呼吸和无氧呼吸O22有氧呼吸2有氧呼吸体外燃烧和有氧呼吸的区别？细胞中不能进行燃烧放能，而是通过呼吸作用氧化分解有机物获得能量，是一步一步释放能量的。2有氧呼吸有氧呼吸场所分析【实验一】将酵母菌细胞破碎后进行离心处理，获得上清液和沉淀物两部分，与未离心、处理过的酵母菌培养液分别加入等量的氧气，葡萄糖、荧光素和荧光酶，一段时间后检测各试管的变化情况。①②③①号试管：只含有线粒体②号试管：只含有细胞质基质③号试管：有线粒体和细胞质基质思考：1.这个实验的自变量是什么？2.荧光素和荧光素酶的作用是什么？2有氧呼吸思考：1.这个实验的自变量是什么？有氧呼吸的产所2.荧光素和荧光素酶的作用是什么？荧光素能量激活的荧光素荧光素酶+氧气氧化荧光素发出荧光可反映出葡萄糖是否被氧化分解释放能量将荧光素激活最后出现荧光现象，是因变量。2有氧呼吸一段时间后，各试管的变化情况如下：①号试管：葡萄糖的量不变，没有荧光出现。②号试管：葡萄糖的量减少，有丙酮酸（C3H4O3）生成，微弱荧光出现。③号试管：葡萄糖的量减少，有CO2生成以及较强的荧光出现。分析实验结果，物质发生了什么变化，这些变化发生在哪个位置？能量又有怎样的变化？2有氧呼吸推论1：葡萄糖不能被线粒体分解。推论2：葡萄糖在细胞质基质中分解生成丙酮酸，生成了少量ATP。推论3:丙酮酸在线粒体中分解产生CO2，生成了较多的ATP。推论4：ATP中活跃的化学能来自葡萄糖中稳定的华讯，有ATP的生成说明反应释放了能量。有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解，之后由线粒体完成剩下的部分。2有氧呼吸有氧呼吸第一阶段C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）由实验一：我们还可以得出有氧呼吸第一阶段产所：细胞质基质2有氧呼吸通常将NADH简化为[H]，读作还原氢NAD+NADHNAD+还原型辅酶Ⅰ氧化型辅酶Ⅰ氧化型辅酶Ⅰ2有氧呼吸有氧呼吸第二阶段线粒体电镜照片线粒体假彩图外膜内膜嵴基质内膜折叠成脊，使内膜的表面积大大增加。脊的周围充满了液态的基质。线粒体内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。2有氧呼吸有氧呼吸第二阶段【实验二】使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。⑥⑤④⑥号试管，含线粒体膜状结构和基质⑤号试管，只含线粒体基质④号试管，只含线粒体膜状结构2有氧呼吸一段时间后，各试管的变化情况如下：⑥号试管，丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现。⑤号试管，丙酮酸减少，产生CO2，微弱荧光出现。④号试管，丙酮酸的量不变，没有荧光出现。⑥⑤④线粒体膜状结构线粒体基质线粒体膜状结构线粒体基质有氧呼吸第二阶段酶6CO2+20[H]+能量（少量）

2C3H4O3+6H2O产所：线粒体基质2有氧呼吸【实验三】关于[H]的研究有一个非常有趣的实验。超声波震碎了线粒体后内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡。这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后，这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。当把这些小颗粒装上去后，小囊泡重新具有了[H]氧化的功能。这些小颗粒后被证实是一系列线粒体内膜上的酶，通过以上事实，可以确定在线粒体内膜上发生什么样的反应，谁在氧化[H]？有氧呼吸第三阶段产所：线粒体内膜综合实验二和实验三可得出：酶12H2O+能量（大量）24[H]+6O22有氧呼吸有氧呼吸

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，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。2有氧呼吸（1）C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）酶6CO2+20[H]+能量（少量）（2）2C3H4O3+6H2O酶12H2O+能量（大量）（3）24[H]+6O2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量

酶有氧呼吸的过程：细胞质基质线粒体基质线粒体内膜**1.1mol葡萄糖彻底氧化可放出2870

kJ的能量，但其中只有977.28

kJ左右的能量储存在ATP中，其余的则以热能形式散失了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？2．与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？34%1molATP分子的高能键含有30.54kJ的能量，因此，1mol葡萄糖能够使32molADP分子转化为ATP分子。可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。1．如图为某运动员剧烈运动时，肌肉收缩过程中部分能量代谢的示意图。图中B和C代表不同类型的细胞呼吸。下列相关叙述正确的是（

）A．B类型细胞呼吸的氧化分解产物是酒精和CO2B．B类型细胞呼吸的各个阶段都能释放能量，并生成ATPC．运动员在进行C类型细胞呼吸时会在线粒体基质中消耗大量O2D．剧烈运动时，运动员细胞呼吸产生的CO2全部来自线粒体D2．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。下列叙述不正确的是（

）A．TTF可在细胞质基质中生成

B．TTF生成量与保温时间有关C．该反应进行时需要给予一定的光照

D．可以用红色深浅判断种子活力高低C3．下面是人体细胞内常见的两种生理过程，以下有关说法正确的是（）6CO2＋12H2O＋能量A．过程1只发生在细胞的线粒体中B．过程1的CO2中的氧来自C6H12O6和O2C．人体在剧烈运动过程中，能量主要由过程2提供D．人体内的葡萄糖最终来源于植物的光合作用过程2：C6H12O6酶酶过程1：C6H12O6＋6O2＋6H2O2C3H6O3（乳酸）＋少量能量D4．图中的1、II、II、IV、AOX、UQ表示在真核细胞中有氧呼吸的第三阶段参与电子传递的蛋白质复合体或脂溶性物质复合体。其中H通过I、II、IV逆浓度梯度运输，建立膜质子(H+)势差，驱动ATP合成酶和UCP发挥作用使膜两侧的质子(H+)势差转变成其他形式的能量。假设只要电子最终能传到H2O中，释放的总能量不变。下列相关叙述错误的是