细胞呼吸的原理和应用（第2课时）【知识精讲精研】高一上学期生物人教版必修1

第二课时

|人教版

|必修1

|第五章|细胞的能量供应和利用

|5.3细胞呼吸的原理和应用素养目标CONTENTS理解有氧呼吸和无氧呼吸的过程。（生命观念）细胞呼吸的原理在生产生活中的应用。（社会责任）020301分析教材中探究酵母菌细胞呼吸方式的两个装置图，明确两者的区别。（科学探究）情境导入问题思考一：在持续的下雨天中，好多农民的庄稼被淹，颗粒无收，为什么水太多会让植株死亡？河南暴雨思考·讨论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，却要密封发酵。1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？通气是让酵母菌通过有氧呼吸迅速繁殖,获得大量的酵母菌。密封是让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精。思考·讨论2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？酵母菌可利用O2进行有氧呼吸产生大量能量,进行繁殖和生长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？酵母菌将有机物转化为酒精的同时,能为酵母菌的生命活动提供少量能量。细胞呼吸的方式根据是否有O2的参与：细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸绝大多数生物细胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸细胞呼吸细胞呼吸的方式1、场所细胞呼吸的方式

有氧呼吸细胞质基质和线粒体（主要场所）有氧呼吸的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01总反应式C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶嵴基质外膜（使内膜表面积大大增加）内膜含有与有氧呼吸有关的酶细胞呼吸的方式

2丙酮酸（C3H4O3）细胞质基质线粒体基质线粒体内膜C6H12O6

主动运输C6H12O6

酶少量能量4[H]

2丙酮酸6H2O酶20[H]

6CO2

少量能量6O2

[H]与O2结合

12H2O大量能量有氧呼吸过程有氧呼吸第一阶段（细胞质基质）：C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量酶第三阶段（线粒体基质）：第二阶段（线粒体内膜）：2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量酶24[H]+6O2

→12H2O+大量能量酶产生[H]的过程是指氧化型辅酶

I（NAD+）转化成还原型辅酶

I（NADH)全过程复杂，概括的分为三个阶段思考·讨论反应生成物中的CO2和H2O

中的O分别来自反应物中的什么物质?C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶OOO反应式中两边的水能否抵消？不能有氧呼吸能量去向1mol葡萄糖2870kJ有氧呼吸对生物体有何意义？热能散失ATP(977.28kJ)1、转换效率大约是多少？2、这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？3、反应式中的能量能否写成ATP？约为32mol约为34%不能02有氧呼吸的定义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CO2和水，释放能量，生成大量ATP的过程与有机物在体外燃烧相比，有氧呼吸有什么不同？有机物在体外燃烧需要高温，反应剧烈有氧呼吸在常温下进行，过程温和，能量逐步释放细胞呼吸的方式

02思考·讨论无氧呼吸的场所在哪里呢?反应是如何进行的呢？为什么你在跑完步后第二天早上肌肉发酸?橘子储藏久了为什么会有酒味呢？02影响有氧呼吸的因素1、种子在存放前要晒干的主要目的是？2、蔬菜要保鲜我们把它们放在冰箱里的主要目的是？3、疏松土壤可以促进根系吸收矿质元素的原理是什么？思考·讨论无氧呼吸的场所在哪里呢?反应是如何进行的呢？为什么你在跑完步后第二天早上肌肉发酸?橘子储藏久了为什么会有酒味呢？细胞质基质线粒体C6H12O6(葡萄糖)散失ATP酶[H]能量丙酮酸酶C2H5OH(酒精)

CO2C3H6O3（乳酸）酶无氧呼吸过程细胞呼吸的方式

无氧呼吸第一阶段（细胞质基质）：C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量酶第二阶段（线粒体内膜）：2丙酮酸+4[H]→

细胞质基质过程与有氧呼吸第一阶段完全相同只在第一阶段释放少量的能量。绝大部分能量存留在酒精或乳酸中。热能ATP2C2H5OH（酒精）+2CO2酶2C3H6O3（乳酸）酶反应场所思考·讨论C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2

+少量能量酶乳酸发酵酒精发酵例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞，形象记忆：马吃甜玉米）例：高等植物被水淹、水果、酵母菌同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中无氧呼吸总反应式呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量ATP产生阶段相同点细胞质基质、线粒体细胞质基质O2、多种酶无O2参与、多种酶彻底分解为12H2O+6CO2不彻底分解为2酒精和2CO2或2乳酸大量能量（32ATP）少量能量（2ATP），大部分能量储存在乳酸或酒精中三个阶段均产生ATP仅在第一阶段产生ATP第一阶段反应完全相同，且都在细胞质基质中进行两种呼吸作用的实质相同，都能分解有机物，释放能量细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较02影响有氧呼吸的因素①O2的浓度(第三阶段)②温度(酶活性)③水分(第二阶段)④CO2

浓度1、种子在存放前要晒干的主要目的是？2、蔬菜要保鲜我们把它们放在冰箱里的主要目的是？3、疏松土壤可以促进根系吸收矿质元素的原理是什么？影响细胞呼吸的外界因素与应用022、温度影响细胞呼吸的外界因素细胞呼吸是一系列的酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率在一定的温度范围内，呼吸速率会随温度升高而增大应用：a、低温储存食品b、大鹏栽培在夜间和阴天适当降温c、温水和面发得快022、O2浓度影响细胞呼吸的外界因素1、在

时只进行无氧呼吸2、在

时同时进行有氧呼吸和无氧呼吸3、在

时只进行有氧呼吸4、在

时有机物消耗最少O2浓度为00<O2浓度<bO2浓度≥bO2浓度=a应用：a、中耕松土促进植物根部有氧呼吸b、低氧环境储存粮食、果蔬c、有氧运动可避免肌细胞产生乳酸d、无氧发酵需要严格控制无氧环境促进根吸收无机盐023、CO2影响细胞呼吸的外界因素CO2是细胞呼吸的产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行应用：a、适当增加CO2的浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜4、水1、水是有氧呼吸的反应物可直接参与反应，也作为生化反应的介质影响反应的进行2、在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢3、当含水量过多时，细胞呼吸速率减慢，直至死亡应用：a、粮食在收仓前要进行晾晒处理b、干种子萌发前进行浸泡处理稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行无氧呼吸产生酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。为什么稻田要定期排水？细胞呼吸原理的应用1、为什么被锈钉扎伤或伤口很深时，需要注射破伤风疫苗，且用透气的创可贴或纱布包扎伤口？细胞呼吸原理的应用破伤风杆菌代谢的类型属于厌氧性（无氧呼吸），伤口深处有利于破伤风杆菌的繁殖，破伤风有可能发作。伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。实验现象结论装置一液滴装置二液滴只进行产乳酸的无氧呼吸或已死亡只进行产生酒精的无氧呼吸进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸只进行有氧或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸不动不动不动不动右移左移左移右移装置一装置二拓展·延伸实战·演练1.甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。①曲线a、b、c分别表示

、

和呼吸作用CO2释放量。②在O2浓度为0时，CO2的释放量为___，此时只进行

；当O2浓度

时，

只进行有氧呼吸，此时CO2释放量_____O2吸收量；当0＜O2浓度＜D时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸≥DA等于实战·演练1.甲、乙两图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。③在保存蔬菜、水果时，应选择乙图中

点对应的O2浓度，因为此时

；保存条件一般为

。④甲图的a、b、c、d四种氧浓度中___