新教材2023年秋高中生物5.3细胞呼吸课件新人教版必修1

第5章

细胞的能量供应和应用第3节细胞呼吸的原理和应用线粒体Mitochondrion引入新课18世纪，法国化学家拉瓦锡根据实验发现：物质燃烧时需要与氧气剧烈作用，并把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程”。后来人们发现：呼吸作用的实质是细胞内有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。【提出问题】细胞呼吸是否一定需要氧？

生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？01细胞呼吸的方式探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式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。而在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。酵母菌单细胞的真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。其细胞呼吸以葡萄糖作为底物时，可通过测定在有氧条件和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确定细胞呼吸的类型。探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式（2）

做出假设酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸。酵母菌在有氧条件下，产生CO2，在无氧条件下产生酒精和CO2。有氧呼吸产生的CO2量比较多。（1）

提出问题酵母菌是否在有氧和无氧条件下都能进行呼吸？其呼吸产物是否相同？有氧和无氧条件下产生的CO2量是否一样多？探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式（3）设计实验明确实验目的，科学设计实验自变量、因变量、无关变量设置对照实验根据实验需要，理清实验步骤，关注以下问题。①怎样控制有氧和无氧条件？②怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色★产物检测①使澄清石灰水变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）②溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）（1）检测CO2（2）检测酒精探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式（4）进行实验探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式（5）实验结果观察项目有氧装置无氧装置澄清石灰水变浑浊程度溴麝香草酚蓝溶液颜色变化时间重铬酸钾检验情况（酸性条件）浑浊程度高浑浊程度低颜色变化时间短颜色变化时间长无颜色变化橙色→灰绿色（6）实验结论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探究·实践探究酵母菌细胞呼吸的方式★注意事项甲组中通过含NaOH溶液的目的是什么？去除空气中CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的是什么？消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。A、B培养瓶中加入煮沸后冷却的葡萄糖溶液，加热煮沸的目的是什么？除去溶液中的氧气，避免对自变量的影响。杀死葡萄糖溶液中可能存在的杂菌，避免对实验结果的干扰。设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。对比试验科学方法在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，需要设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。02有氧呼吸有氧呼吸概念：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，同时生成大量ATP的过程。对象：是绝大多数生物细胞呼吸的主要方式场所：细胞质基质、线粒体（主要场所）内膜外膜形状：棒状或粒状结构：①两层膜结构，内膜向内折叠（形成嵴）扩大了膜面积，为酶提供更多的附着场所②基质中含有少量DNA、RNA、核糖体等，可以进行某些蛋白质的生物合成功能：有氧呼吸的主要场所，为生命活动提供能量。喻为细胞的“动力车间”分布：存在于动物、植物等真核细胞【线粒体】有氧呼吸过程：第一阶段（葡萄糖的初步分解）场所：细胞质基质物质变化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3（丙酮酸）相关信息这里的[H]是一种十分简化的表示方式。这一产生[H]的过程实际上是指氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成还原型辅酶Ⅰ（NADH）。有氧呼吸过程：第二阶段（丙酮酸的彻底分解）场所：线粒体基质物质变化：过程：第三阶段（[H]的氧化）场所：线粒体内膜上物质变化：+6H2O酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3（少量）酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸总反应式：1mol的葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量2870KJ，其中977.28kJ的能量储存在ATP中（合32mol），大多数能量以热能形式散失掉了。有机物中稳定的化学能热能ATP中活跃的化学能能量转化：有氧呼吸特点：①有氧呼吸过程温和，常温常压，多种酶的催化。②释放的能量大部分以热能的形式散失，小部分储存在ATP中。③有机物中的能量逐步释放；保证有机物中的能量得到充分利用。

能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。03无氧呼吸无氧呼吸概念：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。条件：无氧或缺氧场所：细胞质基质产物：酒精和CO2或乳酸无氧呼吸过程：第一阶段（葡萄糖的初步分解）物质变化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3过程：第二阶段（丙酮酸的不彻底分解）物质变化：酶2C3H6O3(乳酸)A.产生乳酸2C2H5OH(酒精)+2CO2B.产生酒精酶丙酮酸+4[H]丙酮酸+4[H]无氧呼吸对象：乳酸菌，人和动物，高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等）。酵母菌，大多数植物(萌发的种子、植物的非绿色器官)无氧呼吸总反应式：能量转化：C6H12O6酶2C3H6O3+少量能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶乳酸发酵酒精发酵葡萄糖中稳定的化学能热能ATP中活跃的化学能仍储存在乳酸和酒精中有氧呼吸VS无氧呼吸呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所条件分解产物能量ATP产生阶段主要在线粒体内细胞质基质氧气、多种酶无氧气参与，需要多种酶彻底分解形成CO2和H2O不彻底分解,形成酒精和CO2、乳酸释放大量能量释放少量能量，大部分能量储存在乳酸或酒精中有氧呼吸三个阶段均产生ATP仅在第一个阶段产生ATP共性：第一个阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质内进行。细胞呼吸的意义（1）为生物体提供能量（2）生物体代谢的枢纽。糖类葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三阶段脂肪甘油+脂肪酸蛋白质氨基酸有机酸脱氨基作用NH3细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽。β氧化04细胞呼吸的影响因素及应用细胞呼吸的影响因素及应用影响细胞呼吸的因素：温度、氧气含量、CO2浓度、含水量C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量温度水氧气二氧化碳细胞呼吸的影响因素及应用温度：主要影响呼吸酶的活性。①最适温度:细胞呼吸最强。②超过最适温度:呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。③低于最适温度:呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。应用：低温储存蔬菜和水果；大棚栽培植物有昼夜温差。细胞呼吸的影响因素及应用CO2浓度：CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用。CO2浓度升高到1%～10%时，呼吸作用明显被抑制。应用：地窖来贮藏大白菜、甘薯等。细胞呼吸的影响因素及应用含水量：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强。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。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用；作物栽培中，合理灌溉。细胞呼吸的影响因素及应用氧气含量：直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。有氧呼吸：一定范围内，有氧呼吸随氧气浓度升高而增大，但氧浓度达到一定值时，不再增加(底物的量或酶的浓度限制）。无氧呼吸：无氧呼吸随氧浓度增加而受抑制，氧浓度达一定值时，被完全抑制。细胞呼吸的影响因素及应用应用：贮藏蔬菜、水果和种子时，

O2浓度保持在D点，细胞呼吸最弱，有机物消耗最少。氧气含量：直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。ACB510152025无氧呼吸速率