细胞呼吸的原理和应用课件 【高效课堂+备课精研】 高一上学期生物人教版（2019）必修1

必修一《分子与细胞》第五章细胞的能量供应和利用制作：Rosivy5.3细胞呼吸的原理和应用制作：Rosivy01细胞呼吸的方式02有氧呼吸03无氧呼吸04细胞呼吸原理的应用影响因素问题探讨培养酵母菌酵母菌酿酒酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。通气或振荡密封发酵Why？→有氧条件，有氧呼吸

→无氧条件，无氧呼吸分解有机物产生酒精利于酵母菌大量繁殖。释放能量多同时为其生命活动提供少量能量Part1细胞呼吸的方式单细胞真菌（真核生物）异养兼性厌氧菌：有氧和无氧条件下都能存活可用于酿酒（产生酒精）、发面（产生CO2）一、细胞呼吸的方式细胞呼吸（呼吸作用）：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。酵母菌酵母菌在有氧、无氧条件下呼吸产物是否相同？什么条件下产生CO2？什么条件下产生酒精？

区分：呼吸、呼吸运动、细胞呼吸有机物氧化分解分解产物能量有氧呼吸无氧呼吸一、细胞呼吸的方式实验：探究酵母菌细胞的呼吸方式自变量呼吸产物（CO2/酒精）因变量无关变量如酵母菌培养液的浓度和体积、温度、PH等有氧/无氧条件通气/密封相同且适宜CO2：澄清石灰水、

溴麝香草酚蓝溶液酒精：酸性重铬酸钾溶液如何设置？如何检测？最适温度(25~35℃)适宜pH等一、细胞呼吸的方式实验：探究酵母菌细胞的呼吸方式酵母菌培养液：(+

)煮沸冷却，杀死其他微生物及除去溶解氧(1)配置酵母菌培养液：(

+

)一、细胞呼吸的方式实验：探究酵母菌细胞的呼吸方式步骤：酵母菌

5%葡萄糖溶液煮沸：灭菌、除去O2冷却：防止高温杀死

酵母菌(2)连接装置：有氧装置吸收空气中的CO2，排除干扰无氧装置放置一段时间后再连接：耗完瓶内O2，确保产物是无氧呼吸产生的检测CO2的产生一、细胞呼吸的方式（3）产物检测澄清石灰水：溴麝香草酚蓝水溶液：CO2酒精澄清→浑浊蓝→绿→黄重铬酸钾溶液酸性条件下与酒精发生反应：橙色→灰绿色葡萄糖能和酸性重铬酸钾反应，要等培养液中葡萄糖耗尽再进行检测。从哪里取液体检测酒精有无？A、B（酵母菌培养液中）如何判断二氧化碳和酒精产生量的多少？混浊程度变色时间长短一、细胞呼吸的方式如何检测汽车司机是否喝了酒？具体做法：

让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．一、细胞呼吸的方式条件澄清石灰水酸性重铬酸钾溶液有氧无氧变混浊／程度大/快不变灰绿色变混浊／程度小/慢出现灰绿色（4）现象酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2（5）结论一、细胞呼吸的方式本实验中，哪一组属于对照组？哪一组属于实验组？A组：有氧条件下产物是什么？B组：无氧条件下产物是什么？对比实验结果未知结果未知实验组实验组相互对照实验对照实验1组：结果已知2组：结果未知实验组对照组一、细胞呼吸的方式若实验中出现澄清石灰水先变浑浊又变澄清的现象说明什么？变浑浊：说明酵母细胞呼吸产生了CO2再变澄清：CO2产生量多CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2易溶于水D澄清的石灰水批判性思维：实验装置的改进有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？A酵母菌培养液气泵EC质量分数为10%的NaOH溶液D澄清的石灰水检验空气中的CO2是否完全被吸收课堂习题(1)配制酵母菌培养液时，葡萄糖溶液煮沸后即可加入酵母中(

)(2)如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊，则酵母菌进行有氧呼吸(

)(3)橙色的重铬酸钾溶液在碱性条件下遇酒精变为灰绿色(

)(4)在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组(

)(5)用开水发面可以提高发面速度。（）(6)向酵母菌培养液滴重铬酸钾溶液，溶液马上变成灰绿色。（）×××××(7)葡萄糖溶液煮沸的目的是

和

。

灭菌去除溶液中的O2×课堂习题（1）有氧条件下的装置序号：；

无氧条件下的装置序号：探究：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2、现提供若干套（每套均有数个）实验装置，如图（A～D）所示，请分析作答：（装置可重复使用）（2）B瓶中澄清石灰水还可用

代替，

根据其水溶液变成

（颜色）的时间长短，

可以检测酵母菌培养液中的产生CO2情况。（3）在A、D中取少量培养液，滴加

溶液检测

酒精的存在，若存在酒精，出现的颜色变化为

。C→（B）→A→BD→B溴麝香草酚蓝溶液黄色酸性重铬酸钾橙色变为灰绿色Part2有氧呼吸二.有氧呼吸DNA/RNA核糖体1.场所：2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点：细胞质基质、线粒体（主要场所）外膜：光滑内膜：向内折叠成嵴基质：（1）内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积（2）内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。二.有氧呼吸3.过程二.有氧呼吸3.过程C6H12O6(葡萄糖)[H]丙酮酸能量散失ATP能量散失ATPCO2H2O酶[H]H2O酶散失ATP能量细胞质基质线粒体基质线粒体内膜[H]:还原型辅酶Ⅰ（NADH）酶O2二.有氧呼吸3.过程第一阶段：葡萄糖的初步分解（细胞质基质）C6H12O6酶12C3H４O３+4[H]+少量能量第二阶段：丙酮酸的彻底分解（线粒体基质）酶22C3H４O３6CO2+20[H]+少量能量+6H2O第三阶段：[H]的氧化（线粒体内膜）酶324[H]+12H2O+大量能量6O2[H]：还原型辅酶Ⅰ(NADH)

由氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)

接收电子和H+形成2ATP热能（主要）2ATP热能（主要）34ATP热能（主要）结合P93图二.有氧呼吸3.过程酶12H2O+大量能量③

24[H]+6O2酶6CO2+20[H]+少量能量②2C3H4O3+6H2O①

C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+少量能量

三个阶段总反应式细胞质基质线粒体基质线粒体内膜酶C6H12O6＋6H2O＋6O2

6CO2＋12H2O＋能量尝试在总反应式用箭头标注出C、H、O元素的来源和去路。注意事项：（1）能量不能直接写ATP。（2）总反应式中H2O不能消去。（3）反应条件“酶”不能省略（4）不能用“=”，要用“→”ATP热能散失（大量）二.有氧呼吸1、哪个阶段产生CO2？2、哪个阶段有氧气参与反应？3、哪个阶段产生能量最多？7、能产生ATP的场所是？5、哪个阶段产生水？4、哪个阶段有水参与？6、哪个阶段产生[H]最多?二三三二三二一、二、三二.有氧呼吸有氧呼吸：

是指细胞在

的参与下，通过多种

的催化作用，把

彻底氧化分解，产生

和

，释放能量，生成大量

的过程。葡萄糖等有机物水ATP氧酶二氧化碳也可是其它糖类、脂肪、蛋白质等有机物4.概念物质变化:有机物（葡萄糖等）→无机物（CO2+H2O）能量变化:有机物中稳定的化学能→热能+ATP中活跃的化学能二.有氧呼吸相较于体外燃烧，有氧呼吸具有什么特点？②有机物中能量逐步释放③能量大部分以热能形式

散失，少量储存在ATP中，①过程温和产物：CO2和H2O特点：剧烈、一次性释放能量产物：CO2和H2O体外燃烧有氧呼吸葡萄糖等有机物特点：5.特点二.有氧呼吸【思考·讨论】有氧呼吸的能量利用特点P931、在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放2870kJ的能量，可使977.28kJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。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？977.282870x100%≈34%977.2830.54≈32mol2、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？能量逐步转移到ATP中，缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态，不损伤人体。二.有氧呼吸线粒体膜上没有葡萄糖载体；线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。1.为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？2.原核生物（如蓝藻、硝化细菌等）没有线粒体，但也能进行

有氧呼吸的原因是？场所在哪?原因：含有与有氧呼吸有关的酶场所：细胞质和细胞膜内表面课堂习题1、有氧呼吸的过程只发生在线粒体内。（）2、有氧呼吸释放的能量全部用于合成ATP。（)3、有氧呼吸既产生水也消耗水。（）4、有氧呼吸第一、第二阶段产生的[H]全部用于第三阶段。（）5、下列在有氧呼吸的反应阶段中，但不在线粒体中进行的只有（）A、[H]传递给氧气生成水B、C6H12O6分解为丙酮酸和[H]C、丙酮酸分解为CO2和[H]D、ADP与磷酸结合生成ATP6、生物体吸收的氧气用于（）A、在线粒体中合成CO2B、在细胞质中与[H]结合生成水

C、在线粒体中与[H]结合生成水

D、部分形成CO2，部分与[H]结合生成水√×B√×C三.无氧呼吸7、下图是有氧呼吸过程的图解，请据图回答问题：(1)有氧呼吸的总反应式为____________________________________________(2)有氧呼吸的过程十分复杂，可以分为________个阶段，其中[H]和O2结合的是第________阶段。(3)在有氧呼吸过程中，释放出大量能量的是第________阶段，反应的场所是________。(4)图中②③分别是________、________。酶C6H12O6

＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量三三三线粒体内膜水CO2Part3无氧呼吸四、无氧呼吸C6H12O6

酶4[H]

少量能量2丙酮酸（C3H4O3）2酒精（C2H5OH）+2CO22乳酸（C3H6O3）酶酶细胞质基质四.无氧呼吸1.场所：2.过程：细胞质基质①第一阶段：+4[H]C6H12O62C3H4O3

酶②第二阶段：+4[H]

2C3H4O3

酶1+4[H]

2C3H4O3

酶2+少量能量2C3H6O3

2C2H5OH＋2CO2与有氧呼吸第一阶段完全相同第二阶段不释放能量酒精发酵乳酸发酵（ATP+热能）

指细胞在_________参与的情况下，葡萄糖等

有机物经过_______分解，释放_______能量,

生成_______ATP的过程。没有氧气不完全少量少量3、概念四.无氧呼吸C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量酒精发酵乳酸发酵乳酸菌人、动物马铃薯块茎甜菜块根酵母菌大多植物的根部不同生物无氧呼吸的产物不同4、类型四.无氧呼吸物质变化：有机物（葡萄糖）→CO2、酒精

或

乳酸能量变化：少部分（ATP）有机物中化学能大部分存留在酒精或乳酸中少部分释放（第一阶段）大部分（热能散失）注意：无氧呼吸并不是只有在绝对无氧的条件下才能发生，氧气浓度较低的情况下也能进行无氧呼吸。5、无氧呼吸过程中物质和能量的变化四.无氧呼吸

指细胞在_________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过_______分解，释放_______能量，生成_______ATP的过程。没有氧气不完全少量少量无氧呼吸酿酒：酵母菌无氧呼吸产生酒精。酸奶：乳酸菌无氧呼吸产生乳酸。有氧呼吸

无氧呼吸不同点场所条件产物分解程度释放能量相同点过程实质意义一：细胞质基质二、三：线粒体细胞质基质O2、酶、适宜温度酶、适宜温度CO2和H2OCO2、酒精或乳酸多（三个阶段均合成ATP）少(仅第一阶段合成ATP)彻底不彻底第一阶段反应完全相同分解有机物，释放能量，合成ATP为生物体的各项生命活动提供能量小结：细胞呼吸②生物体代谢的枢纽。细胞呼吸的意义：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油细胞呼吸：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2

或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。呼吸作用最常利用的是葡萄糖，细胞呼吸的底物不只有葡萄糖，脂肪、蛋白质等有机物都可以作为细胞呼吸的底物。①为生物体提供能量。Part4细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用（P95）避免厌氧病原菌繁殖为什么要选用透气消毒纱布或创可贴？利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封有氧条件大量繁殖无氧条件酒精发酵板结的土壤要及时松土透气促进根细胞有氧呼吸，利于根系生长和对无机盐的吸收。细胞呼吸原理的应用（P95）减弱呼吸作用，延长保质期为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量？为什么皮肤伤口较深要到医院及时注射破伤风抗毒血清？破伤风芽孢杆菌会在无氧条件下大量增殖为什么提倡慢跑等有氧运动？有氧呼吸获得较多能量避免剧烈运动中无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸痛。为何农业生产过程要中耕松土?Part5细胞呼吸的影响因素五、细胞呼吸的影响因素C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量温度水氧气二氧化碳呼吸速率（强度）

影响因素：单位时间呼吸作用反应物消耗量或产物生成量（通常用单位时间内O2吸收量或CO2释放量表示）。温度、氧气、二氧化碳、水五、细胞呼吸的影响因素①原理：温度通过影响酶的活性来影响呼吸强度。（1）温度温度呼吸速率②应用：零上低温储存蔬菜和水果；

大棚栽培作物在夜间和阴天适当降温；温水和面发酵快。温度酶活性最适温度五、细胞呼吸的影响因素①原理：（2）O2浓度绿色植物酵母菌完全缺氧条件：无氧呼吸低氧条件：无氧、有氧呼吸并存O2的存在对无氧呼吸起抑制作用。一定范围内，有氧呼吸强度随O2浓度的增加而增强。O2浓度CO2释放量无氧呼吸CO2释放量O2浓度有氧呼吸OPP五、细胞呼吸的影响因素②曲线分析（2）O2浓度ADO2浓度（%）CO2释放量O1.0510150.5CCO2释放总量A点：B点：R点：只进行无氧呼吸有、无氧CO2释放量相等CO2释放量最少，呼吸作用最弱，有机物消耗最少B无氧呼吸有氧呼吸R五、细胞呼吸的影响因素②曲线分析（2）O2浓度ADO2浓度（%）CO2释放量O1.0510150.5CCO2释放总量C点：D点：只有有氧呼吸，CO2全由有氧呼吸产生无氧呼吸消失B无氧呼吸有氧呼吸ROD：AOC：同时有氧、无氧呼吸无氧呼吸生成的CO2总量五、细胞呼吸的影响因素思考：B点无氧与有氧呼吸CO2释放量相等，消耗的葡萄是否相等，若不等，其比值为多少？C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量酶无氧呼吸：有氧呼吸：产生CO2相等时，有、无氧呼吸消耗葡萄糖比例为1：3。消耗葡萄糖相等时，有、无氧呼吸产生CO2比例为3：1。五、细胞呼吸的影响因素（2）O2浓度a中耕松土促进植物根部有氧呼吸；b酿酒时先通氧气再密封；c细胞呼吸强度最弱（R点），

对应的O2浓度适宜储藏粮食、水果和蔬菜。③应用（3）CO2浓度五、细胞呼吸的影响因素①原理：②应用：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸

的进行，CO2

浓度越高，抑制作用越明显。储藏果蔬、粮食适当增加CO2浓度，抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。（4）水五、细胞呼吸的影响因素①原理：②应用：在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加快，超过一定范围，呼吸速率减慢，甚至死亡。a粮食在收仓前要进行晾晒处理；b干种子萌发前浸泡处理；c合理灌溉。呼吸速率含水量粮食储存：零上低温，低氧，干燥水果蔬菜储存：零上低温，低氧，一定湿度Pa