【公开课】细胞呼吸的原理和应用课件2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

发面中会有很多的小孔，保鲜膜上有水珠，而且在发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。1.发面主要与什么微生物有关？2.面团上的小孔是怎么产生的呢？保鲜膜上为什么会有水珠？3.为什么早期没有酒味而后期会有酒味呢？呼吸作用的实质：是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。5.3细胞呼吸的原理和应用课标要求核心素养说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。1.生命观念：认同线粒体的结构特点与其作为有氧呼吸的主要场所相适应。2．科学思维：构建有氧呼吸和无氧呼吸的过程模型，理解二者之间的关系。3．社会责任：运用细胞呼吸原理，对生活和生产中的应用实例作出科学解释。实验探究酵母菌细胞呼吸的方式1、探究实验流程是什么？2、为什么选酵母菌作为实验材料？3、怎么设计实验？自变量、因变量、无关变量分别是什么？4、怎么检测反应产物？实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式(一)实验原理酵母菌是一种单细胞真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。2、产物检测CO2的检测①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚蓝水溶液：酒精的检测酸性重铬酸钾溶液：澄清→浑浊蓝→绿→黄由橙色变成灰绿色1、选材：一、细胞呼吸的方式（二）实验过程提出问题作出假设设计实验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么?实验目的是什么？怎么保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？实验自变量和因变量分别是什么？实验无关变量有哪些？无氧CO2和酒精产生CO2有氧产生气泵ABCDE搭建有氧呼吸装置和无氧呼吸装置取20g新鲜的食用酵母菌，分两等份，分别放入锥形瓶A和锥形瓶B中；分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液；搭建有氧呼吸装置和无氧呼吸装置；培养、观察、检测、记录进行实验思考：1、10%NaOH的作用是什么？可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，创造无氧环境。吸收空气中的CO2；检测CO2的产生2、B瓶应封口放置一段时间后，在连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？3、检测酒精从哪个锥形瓶中取样？澄清的石灰水作用是什么？实验结果条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧变混浊程度高／快不变灰绿色变混浊程度低／慢出现灰绿色加入重铬酸钾A:有氧条件下；B:无氧条件下1.酵母菌在有氧气条件下进行有氧呼吸，产生大量二氧化碳和水。2.酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生了少量二氧化碳，还产生酒精。实验结论本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？本实验的两组都是实验组对比实验（相互对照实验）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。科学方法探究酵母菌细胞呼吸的方式交流讨论1、在本实验中，有一组同学在检测因变量时发现，有氧装置中的酵母菌培养液也能使酸性重铬酸钾变为灰绿色。你知道为什么吗?2、有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，有可能对实验结果产生干扰，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？汽车司机酒驾检测与社会的联系饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。1.如图是某同学制作的探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列叙述正确的是A.实验中可依据澄清石灰水是否变浑浊来判断细胞呼吸的方式B.甲装置中空气先通过NaOH溶液的目的是去除空气中的CO2C.在酸性条件下，乙醇可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄D.乙装置中B瓶连接后即可连通盛有澄清的石灰水的锥形瓶进行实验√1、有氧呼吸的场所？主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？2、有氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？3、水在第几阶段参与反应，又在哪一阶段生成？4、在第几阶段产生二氧化碳？氧气在第几阶段参与反应？5、哪个阶段产生[H]？哪个阶段产生的[H]最多？[H]参与反应的场所在哪儿？6、哪一阶段产生能量，哪一阶段产生能量最多？7、总结有氧呼吸的总反应式、概念。8、在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？请阅读课本92-93页，结合图解分析思考下列问题：反应的主要场所：线粒体外膜内膜核糖体嵴基质内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。DNA/RNA1、有氧呼吸的场所？主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？二、有氧呼吸反应的场所：细胞质基质、线粒体场所：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酶图示展示有氧呼吸的过程2、有氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？第一阶段葡萄糖分解第二阶段丙酮酸和水彻底分解第三阶段【H】与氧结合形成水有氧呼吸各阶段特征比较请根据分步反应式写出总反应式：酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量有氧呼吸

场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸Ｈ2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜【思考】1.化学式前后的水分子能否抵消？如若不能，请说明理由？2.水中的氧来自那种物质？3.二氧化碳中的氧来自那种物质？细胞在

的参与下，通过酶的催化作用，把

等有机物彻底氧化分解，产生

，同时释放

，生成

的过程。氧气葡萄糖二氧化碳和水能量大量ATP有氧呼吸的概念有氧呼吸的特点（1）过程温和（2）有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放（3）这些能量有相当一部分储存在ATP中易错提醒(1)葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质。(2)葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。(3)真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫中无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。课堂巩固1、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[H]的阶段（）④产生ATP的阶段（）

⑤产生能量最多的阶段（）2、有氧呼吸第一、二阶段的共同产物是（）

A．CO2、ATPB．[H]、ATP、O2C．[H]、ATPD．[H]、ATP、CO23、在有氧呼吸的过程中，进入细胞的氧将（）1）与氢结合生成水2）与碳结合生成CO23）在线粒体中被消耗4）在线粒体与细胞质基质中被消耗Ａ、1、3Ｂ、1、4Ｃ、2、3Ｄ、2、4

及时巩固①②③④⑤⑥葡萄糖丙酮酸O2少量能量少量能量大量能量4．图表示细胞有氧呼吸的过程，其中数字代表物质，下列有关叙述错误的是（）A．2代表丙酮酸

B．3在第二阶段产生C．5在线粒体中产生 D．8含有高能磷酸键C5、如图甲是某绿色植物叶肉细胞在晴朗的白天有氧呼吸各阶段反应图解(1-8表示物质或能量),图乙是线粒体简图,下列叙述不正确的是（）

A.所有叶肉细胞都能进行2→3过程B.3→6过程发生在图乙的②处C.大量能量的生成发生在图乙的③处D.4和8表示的物质都为水,其来源相同√阅读课本94页，思考问题：1、无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？2、无氧呼吸在第几阶段有能量释放？未释放的能量储存在哪里？3、总结无氧呼吸的场所、总反应式、概念。4.总结什么叫细胞呼吸？细胞呼吸对生物有什么意义？（一）无氧呼吸的过程第一阶段C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）第二阶段酶2C3H6O3（乳酸）2丙酮酸+4[H]+4[H]2C2H5OH(酒精)+2CO2酶2丙酮酸与有氧呼吸第一阶段相同只在第一阶段释放少量能量三、无氧呼吸葡萄糖的初步分解场所:细胞质基质丙酮酸的不彻底分解场所:细胞质基质1、无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化？2、无氧呼吸在第几阶段有能量释放？未释放的能量储存在哪里？第1阶段第2阶段场所条件反应物产物释放能量的多少合成ATP的多少细胞质基质细胞质基质无氧、酶无氧、酶葡萄糖丙酮酸、[H]丙酮酸、[H]乳酸或酒精和CO2少无少量0无氧呼吸两个阶段的比较：C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（少）C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量（少）（1）产生酒精（2）产生乳酸高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等大多数植物（苹果果实、水稻根）、酵母菌无氧呼吸的产物不同是由于酶不同3、总结无氧呼吸的场所、总反应式、概念。（二）无氧呼吸总反应式（三）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，就是无氧呼吸。大部分能量存留在酒精或乳酸中①物质转化：无机物CO2（部分生物）不彻底的氧化产物②能量转化：（四）无氧呼吸的实质有机物中稳定的化学能不彻底的氧化产物中的化学能、ATP和热能。有机物→有氧呼吸无氧呼吸场所条件反应物终产物【H】的产生【H】作用和利用能量释放阶段多少合成ATP多少共同点细胞质基质、线粒体细胞质基质氧气、酶缺氧、酶葡萄糖、水、O2葡萄糖CO2

、H2O乳酸/酒精和CO2第一、二阶段第一阶段第三阶段还原O2第二阶段还原丙酮酸一、二、三阶段，大量第一阶段，少量多少第一阶段完全相同，都是在细胞质基质内进行；都需要多种酶的催化；氧化分解有机物，释放能量生成ATP。无氧呼吸VS有氧呼吸4.总结什么叫细胞呼吸？细胞呼吸对生物有什么意义？细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。类型：有氧呼吸(大多数)和无氧呼吸。概念：细胞呼吸的意义细胞呼吸能量热能散失能量转移ATPADPPi能量细胞分裂生长发育主动运输肌肉收缩神经冲动的传导C6H12O6CO2＋H2O丙酮酸葡萄糖甘油氨基酸（1）为生物体提供能量（2）生物体代谢的枢纽为什么包扎伤口要选用透气消毒纱布或创可贴？为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施来延长保质期？为什么皮肤伤口较深要到医院及时注射破伤风抗毒血清？为什么提倡慢跑？请自主阅读P95的6个资料，说说细胞呼吸原理在生活生产中有哪些应用？探究1：思考•讨论细胞呼吸原理的应用1、CO2浓度对细胞呼吸的影响①原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会_____

(填

“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。抑制2、水对细胞呼吸的影响①原理：一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。四、影响呼吸作用的因素含水量/%呼吸强度O②应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。②应用：粮食储存前要进行晒干处理，目的是降低粮食中的自由水含量，降低细胞呼吸强度，减少储存时有机物的消耗。水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。3、温度对细胞呼吸的影响原理：温度通过影响

而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25℃～35℃之间。应用①

储存食品（冰箱）②大棚栽培在夜间和阴天适当

以降低呼吸作用消耗的有机物③

水和面发得快零上低温降温酶的活性温CO2生成量O2吸收量无氧呼吸AB最佳储存点4、氧气（1）曲线分析

④D点：有机物消耗最少利于储存粮食水果。（2）应用中耕松土促进植物根部有氧呼吸；无氧发酵过程严格控制无氧条件；低氧储存粮食蔬菜。D①A点：O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。③B点及以后：O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用。细胞呼吸方式的判断（1）场所（2）反应物和产物（3）物质的量关系（4）实验装置一装置二结论不动不动不动右移左移右移左移不动左移左移欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)：液滴移动法探究细胞呼吸的方式只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经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呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质问题探讨

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。讨论：1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？在有氧条件下，酵母菌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裂提供充足的动力。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？密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。思维.训练

关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约十几亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点?1.线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA。2.线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导

合成，绝大多数由核DNA指导合成。3.真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不

表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样。4.线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。【提示】这一论点包含两个要点：线粒体原本是一种独立生存的细菌，后来与真核细胞共生变成细胞内的结构。由此可见,证据1、证据3和证据4，能够支持这一论点，而论据2不支持。A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸D.保存该器官时，氧气浓度越低越好3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是

（

）A.甲B.丙C.甲和乙D.丙和乙练习与应用一、概念检测1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。(1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。（

）(2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。（

）2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧气浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是（

）×√CB二、拓展应用1.松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。【提示】松土透气可以使根部细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞由于无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的CO2，也有可能导致局部大气CO2。松土不当，可能伤害植物根系；要根据不同植物、植物不同的生长阶段等，采取不同的松土方法。第三节练习与应用2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤？结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸？你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记？【提示】有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测，地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸，体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记，同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有一定的适应意义。第三节练习与应用1.呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程()A．一定是厌氧呼吸B．一定是有氧呼吸C．一定不是乳酸发酵D．一定不是乙醇发酵2、呼吸过程中能产生ATP的场所有（）多选A细胞质基质B线粒体基质C线粒体内膜D核糖体3、下列有关有氧呼吸与无氧呼吸的相同点,不正确的是（

）A.都有从葡萄糖分解成丙酮酸的过程B.都有有机物的氧化分解C.都有能量释放,并有ATP的生成D.分解产物中都有CO24.甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，则它们产生的ATP的量之比是（）

A1∶19B10∶1C1∶10D19∶1产生的CO2的量是()A2∶3

B3∶2C3∶1

D1∶35、下表为某绿色植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d、e时，CO2释放量与O2吸收量的变化，下列相关叙述中正确的是(

)氧浓度abcdeO2吸收量02468CO2释放量108678A.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的5倍B．氧浓度为a时是储藏该植物器官的最佳浓度C．氧浓度为d时只进行有氧呼吸D．氧浓度为e时有氧呼吸与无氧呼吸强度相等6、下图表示大气温度及氧气浓度对非绿色植物组织内产生CO2的影响。下列相关叙述不正确的是

(

)A．从图甲可知细胞呼吸最旺盛时所处的温度为B点所对应的温度B．图甲曲线变化的主要原因是温度影响细胞呼吸有关酶的活性C．图乙中DE段有氧呼吸逐渐减弱，EF段有氧呼吸逐渐增强D．和D、F点相比，图乙中E点对应的氧气浓度更有利于储藏水果和蔬菜作业：1、探究酵母菌细胞呼吸方式的实验为_____实验，检测细胞呼吸生成的CO2可用