5.3细胞呼吸的原理和应用课件【知识专讲精研】高一上学期生物人教版必修一

利用酵母菌的呼吸作用呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，也叫细胞呼吸。第5章第3节细胞呼吸的原理和应用探究酵母菌细胞呼吸的方式一、细胞呼吸的方式实验原理酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。代谢类型同化类型异化类型自养型异养型需氧型厌氧型兼性厌氧型

探究实验一般步骤1.提出问题2.作出假设3.设计实验5.得出结论6.表达交流4.进行实验酵母菌在有氧条件下产生的气体是CO2吗？酵母菌在无氧条件下的产物是什么？有氧产生CO2。无氧产生酒精和CO2。探究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验的思路确定实验目的自变量是什么因变量是什么细化如何控制自变量如何检测因变量控制无关变量控制那些可能影响实验结果的因素相同且适宜写出具体做法方法步骤材料用具等分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或CO2。3.设计实验实验思路分析变量自变量:因变量:无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物有氧无氧温度、酵母菌活性、培养液的浓度、pH、营养条件、等保持相同且适宜。CO2酒精细化1.怎样控制有氧和无氧条件?2.怎样检测CO2和酒精？通入氧气：气泵隔绝氧气：密封、石蜡油澄清石灰水：变混浊溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄酸性重铬酸钾溶液：橙色→灰绿色根据混浊程度或颜色变化时间比较CO2产生的多少氧气的有无是否产生CO2或酒精（1）酵母菌培养液配制：称取20g新鲜的食用酵母菌均分为两份，配制质量分数为5%的葡萄糖溶液。（2）搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置；（3）培养酵母菌、观察澄清石灰水的状态并记录。思考：

（1）用新鲜食用酵母菌的原因是？煮沸主要为了灭杂菌，防止其他微生物呼吸作用对实验产生干扰（2）为什么葡萄糖溶液要煮沸，且冷却后再倒入锥形瓶？冷却是为了防止酵母菌被杀死（3）酵母菌的培养时间应适当延长的原因是：葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色变化，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。4.实验步骤新鲜的酵母菌繁殖快、代谢旺盛，实验效果明显完成新课程P108问题情境吸收空气中的CO2，保证通入澄清石灰水的CO2是酵母菌有氧呼吸产生的。B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？耗完瓶中的O2，制造无氧环境。保证使澄清石灰水变混浊的CO2是酵母菌无氧呼吸产生的。（1）实验现象：条件澄清石灰水/出现的时间酸性重铬酸钾溶液有氧无氧变混浊／快不出现灰绿色变混浊／慢出现灰绿色（2）酵母菌有氧呼吸产生大量CO2，不产生酒精；无氧呼吸产生少量CO2，

同时产生酒精。5.

实验结果及结论（2）实验结论：（1）酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。探究酵母菌细胞呼吸的方式是对照实验的一种特殊形式。P92利用粮食酿酒。酿酒的时候，为什么早期通气，后期密封？早期通气：促进酵母菌有氧呼吸，为其生命活动提供充足的动力，利于菌种的繁殖后期密封：促进酵母菌无氧呼吸，有利于产生酒精。思考：细胞呼吸的应用课堂练习1.在检测酵母菌细胞呼吸产物时，下列描述错误的是(

)A.CO2可使澄清的石灰水变混浊B.CO2可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄C.酒精在碱性条件下与灰绿色的重铬酸钾溶液反应变成橙色D.葡萄糖在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液发生颜色反应C课堂练习2.如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。以下说法中正确的是(

)A.两个装置均需要在黑暗条件下同时进行B.在装置乙Ⅲ处取液体检测是否有酒精生成C.装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2D.应让装置乙中Ⅱ先放置一会儿再与Ⅲ连接D×

×

√√√随堂练习×

×

二、有氧呼吸1.主要场所：线粒体外膜内膜嵴基质内膜向内折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。线粒体的_______________含有许多种与有氧呼吸有关的酶。内膜和基质二、有氧呼吸细胞C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3

）4[H]酶6H2O能量（少量）20[H]酶6CO212H2O+能量（大量）酶6O2细胞质基质第一阶段第三阶段第二阶段线粒体2、过程场所：细胞质基质物质变化：产能情况：少量能量场所：线粒体基质物质变化：产能情况：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶场所：线粒体内膜物质变化：产能情况：大量能量24[H]+6O212H2O酶一、有氧呼吸二、有氧呼吸第一个阶段第二个阶段第三个阶段有氧呼吸反应场所反应式第一阶段第二阶段第三阶段总反应式:C6H12O6

+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶细胞质基质线粒体基质线粒体内膜有氧呼吸过程总结葡萄糖初步分解丙酮酸彻底分解[H]的氧化C6H12O6

+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶3.总反应式:物质变化：有机物（葡萄糖）→无机物（CO2+H2O）能量变化：2870kJ977.28kJ存于ATP大多数以热能散失有机物中稳定的化学能→热能散失+ATP中活跃的化学能二、有氧呼吸以上反应式中的能量能否写成ATP？思考·讨论（书本P93）1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870KJ的能量，可以使977.28KJ左右的能量储存在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？大约34%32molADP转化为ATP2.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？①可使有机物中的能量逐步转移到ATP中；②能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。二、有氧呼吸4.有氧呼吸概念：细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解大量ATP5.有氧呼吸的特点①有氧呼吸过程温和，常温常压，多种酶的催化。②有机物中的能量逐级释放，保证有机物中的能量得到充分利用。③释放的能量大部分以热能的形式散失，小部分储存在ATP中。下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：①产生CO2的阶段（）②产生H2O的阶段（）③氧气参与的阶段（）④产生ATP的阶段（

）⑤产生ATP最多的阶段（）二三三一、二、三三小试牛刀1.原核生物没有线粒体可以进行有氧呼吸吗？哺乳动物成熟红细胞呢？①可以。原核细胞中有与有氧呼吸有关的酶。其有氧呼吸也大致分为三个阶段：第一阶段和第二阶段发生在细胞质基质中；第三阶段发生在细胞膜表面，故原核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和细胞膜。②不可以。无细胞器和细胞核，无与有氧呼吸有关的酶。只能进行无氧呼吸。2.苹果心烂了外面没烂，为什么？无氧呼吸产生酒精，对细胞有毒害。1.概念：细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不完全分解，释放少量能量，生成少量ATP的过程。2.过程：三、无氧呼吸2

4

2

2

2

（C3H4O3）场所：细胞质基质物质变化：产能情况：少量能量场所：细胞质基质物质变化：产能情况：无+4[H]

C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）酶一、有氧呼吸三、无氧呼吸第一个阶段第二个阶段[H]丙酮酸葡萄糖乳酸酒精+CO2少量能量酶2C3H4O3

+4[H]

2C3H6O3（乳酸）或酶2C3H4O3

+4[H]

2C2H5OH（酒精）+CO2

注意：无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，无氧呼吸都只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。（P94第三段倒数第三句）无氧呼吸反应场所反应式第一阶段第二阶段3.总反应式:细胞质基质细胞质基质无氧呼吸过程总结葡萄糖初步分解丙酮酸不彻底分解C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量

酶2C3H4O3+4[H]

2C2H5OH＋2CO2酶2C3H4O3+4[H]

2C3H6O3酶C6H12O6

（乳酸）酶2C3H6O3+少量能量C6H12O6

+2CO2酶2C2H5OH（酒精）+少量能量或或像酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做_______，根据___________不同，产生酒精的叫作___________，产生乳酸的叫作___________。发酵发酵产物酒精发酵乳酸发酵填一填：不同的生物无氧呼吸的方式不同，请将下面实例进行分类：①甜菜块根②玉米的根毛细胞③马铃薯块茎④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞⑤酵母菌⑥乳酸菌

⑦玉米的胚⑧苹果⑨玉米的根（水淹）产酒精、二氧化碳的是_________；产乳酸的是__________。②⑤⑧⑨①③④⑥⑦乳酸菌、动物肌细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚酵母菌和大多数植物呼吸方式不同点相同点

有氧呼吸无氧呼吸4.有氧呼吸与无氧呼吸的异同：场所条件产物释放能量分解程度过程实质意义第一阶段：细胞质基质第二、三阶段：线粒体细胞质基质有O2、酶无O2、酶CO2和H2OCO2、酒精或乳酸较多（三个阶段均合成ATP）较少(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细胞呼吸常见考点分析关注的几个问题：1、物质变化2、能量变化3、场所4、影响因素5、应用例2、下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，

a

～

e

表示物质，①～

④

表示过程。下列有关叙述正确的是

(

)

A

．催化反应

②

和

④

的酶都存在于细胞质基质中B

．图中物质

c

为

[H]

，它只在有氧呼吸过程中产生C

．图中

①②

过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中

e

为

ATPD

．①④③过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质

a

、

d分别是丙酮酸、O2

1、物质变化：新课程P115DA．①和②都是线粒体的组成部分B．在②和③中都能产生大量的ATPC．在②和③中所含酶的种类相同D．甲、乙分别代表丙酮酸、[H]4．如图表示细胞呼吸的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是(

)新课程P112D例、有氧呼吸的场所是

，主要场所是

。【变式】为人体细胞主动运输吸收K+提供能量的场所是

。3、场所细胞质基质和线粒体线粒体细胞质基质和线粒体影响细胞呼吸的因素：C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量温度温度、氧气、二氧化碳、水氧气4、影响呼吸作用的环境因素水二氧化碳呼吸速率0温度（1）温度原理：影响________影响呼吸速率应用：酶活性②大棚夜间或阴雨天适当降温①冰箱(零上低温储存果蔬）4、影响细胞呼吸的环境因素（2）CO2CO2浓度呼吸速率0过高CO2抑制细胞呼吸增加CO2浓度使果蔬保鲜含水量呼吸速率0（3）H2O自由水含量多，新陈代谢加快，呼吸作用强度上升。粮食收仓前晾晒处理；干种子萌发前浸泡处理。（4）O2浓度有氧呼吸无氧呼吸O2浓度呼吸速率0呼吸速率O2浓度0O2浓度CO2释放量细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸ab原理：O2是有氧呼吸所必需的，O2对无氧呼吸过程有_______作用。抑制应用：储存蔬菜、水果、粮食时，为了减少有机物消耗，应控制低氧(a点氧气浓度)环境。1、选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为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。2、酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。通过降低温度和氧气含量，减弱呼吸作用避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸3、松土透气，根细胞进行充分的有氧呼吸产生的能量，有利于根系的生长和根细胞通过主动运输吸收无机盐。稻田定期排水，避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。4、较深的伤口里缺少氧气，破