细胞呼吸的原理和应用高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.3.1细胞呼吸的原理与应用教学目标1.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式,说出细胞呼吸的类型。2.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构,说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。3.比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同,阐明细胞呼吸的实质。4.探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。教学重点(1)探究酵母菌细胞呼吸的方式。(2)有氧呼吸过程中物质与能量的变化。教学难点(1)探究酵母菌细胞呼吸的方式。(2)有氧呼吸过程中物质与能量的变化。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。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。问题探讨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。细胞内+糖类+水能量O2O2

肺通气（呼吸的现象）呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2气体运输+CO2

细胞呼吸（呼吸的本质）一、细胞呼吸与呼吸

呼吸是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程。

呼吸作用是指细胞内有机物分解释放能量的过程。组织液O2肺泡血管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分解代谢合成代谢

酵母菌是一种单细胞真菌（真核生物），依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖等方式产生后代。

酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌广泛分布于自然界中，尤其是葡萄等水果和蔬菜上更多。探究酵母菌细胞呼吸的方式探究•实践课本P90探究酵母菌细胞呼吸的方式1.实验原理酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。设计和进行对比实验，分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞呼吸的情况。探究•实践课本P90设计实验酵母菌细胞呼吸的方式提出问题进行实验验证假设、形成结论CO2有氧产生无氧CO2和酒精产生作出假设根据参考案例（课本P91）课本P911.怎样控制有氧和无氧条件？2.怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较

CO2产生的多少？3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？问题细化：实验思路：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影响实验结果的可变因素（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）酒精、CO2通气密封相同且适宜设计实验4.实验设计探究酵母菌细胞呼吸的方式②NaOH溶液的目的是什么？吸收通入空气中的CO2，排除空气中CO2的干扰。③B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：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。有氧条件(通气)无氧条件(密封)①自变量：氧气的有无课本P91④因变量：是否产生CO2或酒精检测物质检测试剂实验现象CO2酒精变混浊（根据混浊程度比较CO2的多少）由蓝变绿再变黄（根据变黄时间长短比较CO2的多少）由橙色变成灰绿色4.实验设计探究酵母菌细胞呼吸的方式澄清石灰水溴麝香草酚蓝溶液酸性重铬酸钾溶液课本P915.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→灰绿色探究酵母菌细胞呼吸的方式6.实验结论在

条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生

；在

条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生

。有氧大量CO2酒精和少量CO2无氧酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸。课本P91、92对比实验

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，这样的实验叫做对比实验，也叫做相互对照实验。科学方法课本P921.酵母菌是探究细胞呼吸方式的理想材料，原因是()A.酵母菌是兼性厌氧生物B.酵母菌是单细胞真核生物C.酵母菌和人类的生活关系密切D.酵母菌无氧呼吸产物包括酒精、乳酸、C022.对课本实验改进后（如下图），增加一组澄清的石灰水溶液有什么作用？酵母菌培养液澄清石灰水溶液气泵NaOH溶液澄清石灰水溶液排除空气中的二氧化碳对实验的干扰作用A3.下图是探究酵母菌呼吸作用的实验装置，有关叙述正确的是（ 

 ） 

A.装置一中NaOH溶液的作用是检测空气中的CO2

B.检测酒精是否生成，可用碱性的重铬酸钾进行检测  C.装置一探究的是酵母菌的无氧呼吸D.澄清石灰水的作用是检测酵母菌是否产生CO2D三、有氧呼吸

绝大多数生物是生活在有氧的条件下，通过呼吸吸入氧气，细胞进行有氧呼吸。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。

有氧呼吸最常用的物质是葡萄糖，主要场所是线粒体。外膜内膜嵴基质课本P921.有氧呼吸过程场所：线粒体内膜葡萄糖的初步分解场所：细胞质基质第一阶段：丙酮酸彻底分解场所：线粒体基质第二阶段：酶22丙酮酸+6H2O

→6CO2+20[H]+少量能量[H]的氧化酶324[H]+6O2

→12H2O+大量能量第三阶段：酶1C6H12O6

→2丙酮酸+4[H]+少量能量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶课本P92、93有机物中稳定的化学能热能ATP中活跃的化学能C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶

有氧呼吸过程温和；有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；这些能量有相当一部分储存在ATP中，还有一大部分以热量散失。

有氧呼吸是指细胞在氧的的参与下，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，生成大量ATP的过程。课本P93场所反应物生成物能量第一阶段第二阶段第三阶段有氧呼吸各个阶段的比较细胞质基质线粒体基质线粒体内膜葡萄糖[H]、O2CO2、[H]H2O少量能量少量能量大量能量丙酮酸、H2O丙酮酸、[H]C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶课本P92、93C6H12O6酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酒精发酵乳酸发酵四、无氧呼吸

有些生物（厌氧型）是生活在无氧的条件下，有些生物（需氧型）的某些细胞，有时生活在相对缺氧的条件下，细胞进行无氧呼吸。

无氧呼吸最常用的物质是葡萄糖，场所是细胞质基质。课本P94第一阶段

（与有氧呼吸

）

场所：第二阶段（分两种情况）完全相同C6H12O6酶2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量2C3H4O3(丙酮酸)

+4[H]酶X2C3H6O3（乳酸）2C2H5OH（酒精）+2CO2细胞质基质场所：细胞质基质大多数高等植物、酵母菌①人和动物细胞②马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚③乳酸菌四、无氧呼吸酶Y课本P94思考：1mol的葡萄糖所含能量大约2870kJ的能量，氧化分解成乳酸或酒精后，释放出196.65kJ的能量，其中61.08KJ能量用来合成2molATP。葡萄糖中的能量大部分去了哪里？C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶大部分能量存留在酒精或乳酸中。四、无氧呼吸

无氧呼吸是指细胞在没有氧气参与的情况下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物经过不完全分解（不彻底分解），同时释放出少量能量的过程。课本P94比较有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量相同点联系实质意义细胞质基质和线粒体始终在细胞质基质需氧、酶不需氧、需酶6CO2、12H2O酒精和CO2或乳酸大量（32ATP）少量（2ATP）从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同分解有机物，释放能量，合成ATP为生物体的各项生命活动提供能量五、细胞呼吸的意义

1、细胞呼吸为生物体的生命活动提供能量。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。所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。2、细胞呼吸是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。课本P94温度、二氧化碳、水、氧气六、影响呼吸作用的环境因素C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶①温度④氧气②CO2③水ABC图中点的含义A点：B点：C点及以后：

点最有利于水果和蔬菜的储存只进行无氧呼吸只进行有氧呼吸CO2生成量最少B防止厌氧菌繁殖先通气让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖，后密封让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进无机盐的吸收课本P95七、细胞呼吸原理的应用种子保存：低温、低氧、干燥；果蔬贮藏：低温、低氧、一定湿度应用7：稻田需要定期排水，防止烂根。防止无氧呼吸产生的酒精毒害细胞课本P95运用证据和逻辑评价论点思维训练内共生学说：1、3、42课本P96细胞呼吸的原理和应用呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸酶C6H12O6

＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量C6H12O62CO2＋2C2H5OH＋能量酶葡萄糖酶2丙酮酸少量能量4〔H〕++6O212H2O酶大量能量24〔H〕++C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶细胞质基质一：细胞质基质三：线粒体内膜二：线粒体基质6CO26H2O酶2丙酮酸少量能量20〔H〕+++影响因素温度水CO2浓度O2浓度

课堂小结：1.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的共同终产物是（

）A.H2O B.CO2C.酒精D.乳酸2.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，与未离心处理的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这三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BB练习3.如图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是（）A.从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度B.曲线Ⅱ最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制C.曲线I表示的生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖D.乙图中曲线Ⅰ表示有氧呼吸，曲线Ⅱ表示无氧呼吸D4.如图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的三个途径，有关说法正确的是（）

A.过程①②③均能发生在人体细胞中B.过程①②③④中均有ATP生成C.过程①②③均能发生在酵母细胞中