细胞呼吸的原理与应用课件

5.3细胞呼吸的原理和应用【资料分析】酵母菌，单细胞真菌。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型微生物,普遍用于发酵领域。一位同学知道酵母菌能使葡萄糖产生酒精，但不清楚是在有氧还是无氧条件下进行；另一位同学知道酵母菌细胞呼吸能产生CO2,但不知道有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？呼吸作用:细胞内的有机物_________,并释放_____。呼吸作用也叫_________。氧化分解能量细胞呼吸

通过设计实验进行探究提出问题→做出假设→设计实验→进行实验→得出结论1.有氧还是无氧条件下产生酒精？2.有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？探究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设1.有氧还是无氧条件下产生酒精？

2.有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？1.有氧/无氧条件下产生酒精。

2.有氧和无氧条件下产生的CO2是/否一样多。3、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？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以及对不CO2量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？1、怎样控制有氧和无氧条件？问题细化：实验思路：小组展开讨论、设计、展示探究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设1.有氧还是无氧条件下产生酒精？

2.有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？1.有氧/无氧条件下产生酒精。

2.有氧和无氧条件下产生的CO2是/否一样多。变量处理方法自变量因变量有氧条件无氧条件通气密封是否产生CO2用澄清石灰水溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄是否产生酒精酸性重铬酸钾溶液无关变量相同且适宜（pH、温度、酵母菌的活性、葡萄糖浓度等）探究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设B酵母菌培养液C质量分数为10%的NaOH溶液A酵母菌培养液D澄清的石灰水气泵E运用以上装置分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置?C质量分数为10%的NaOH溶液A酵母菌培养液D澄清的石灰水气泵EB酵母菌培养液D澄清的石灰水有氧呼吸装置无氧呼吸装置新鲜的食用酵母菌（10g）+5%葡萄糖溶液（240ml)探究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设思考：1.C装置中的质量分数为10%的NaOH溶液有什么作用？2.锥形瓶B为什么要放置一段时间后连接D瓶？

3.该实验有没有对照组？什么是对比实验？去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。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。该实验中有氧条件和无氧条件均为实验组，相互对照对比实验：设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫作对比实验。探究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设探究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验进行实验分析结论提出问题作出假设观察结果条件澄清石灰水/出现的时间溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间重铬酸钾—浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快变混浊／慢出现灰绿色不变灰绿色蓝→绿→黄/长蓝→绿→黄/短CO2多酒精1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生___________。2.酵母菌有氧比无氧时释放出的CO2————————。3.酵母菌无氧时分解葡萄糖还产生_____________。典例1．为了探究酵母菌的细胞呼吸方式，某同学将实验材料和用具按如图安装好。下列关于该实验的说法正确的是(

)A．甲组和乙组是一组对比实验B．甲组探究酵母菌的无氧呼吸C．乙组探究酵母菌的有氧呼吸D．甲、乙两组中澄清的石灰水都变混浊，乙组混浊程度更大A典例2．下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验的叙述，

错误的是(

)A．酸性重铬酸钾溶液鉴定酒精，颜色呈现灰绿色B．实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等C．实验中将葡萄糖溶液煮沸的目的是灭菌和去除溶液中的O2D．可通过观察澄清石灰水是否变混浊来判断酵母菌细胞呼吸的方式D如何检查酒驾？让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．细胞呼吸的原理【资料分析】对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须要有氧气的参与。科学家为了研究细胞呼吸的原理，做了如下实验。试管材料原料结果1酵母菌葡萄糖、空气葡萄糖被分解消耗氧气2细胞匀浆（除线粒体外）葡萄糖、空气葡萄糖被分解、产生丙酮酸不消耗氧气3线粒体葡萄糖、空气葡萄糖不分解不消耗氧气4线粒体丙酮酸、空气丙酮酸被消耗消耗氧气5线粒体外膜丙酮酸、空气丙酮酸不被消耗不消耗氧气6线粒体内外膜间隙丙酮酸、空气丙酮酸不被消耗不消耗氧气7不含外膜的线粒体丙酮酸、空气丙酮酸被消耗消耗氧气8线粒体基质丙酮酸、空气丙酮酸被消耗不消耗氧气、产生二氧化碳9线粒体内膜丙酮酸、空气丙酮酸不被消耗不消耗氧气细胞呼吸的原理细胞膜线粒体外膜细胞质基质线粒体内外膜间隙线粒体内膜线粒体基质第一个阶段第二个阶段第三个阶段场所反应物生成物能量多少细胞质基质葡萄糖丙酮酸、[H]少量线粒体基质丙酮酸、H2OCO2、[H]少量线粒体内膜大量H2O[H]、O2第一阶段（细胞质基质）2C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶第二阶段（线粒体基质）2C3H4O3+6H2O20[H]+6CO2+少量能量酶第三阶段（线粒体内膜）24[H]+6O212H2O+大量能量酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶总反应式细胞呼吸的原理C6H12O62C3H4O3酶能量能量4[H]6H2O酶能量能量6CO220[H]6O2能量能量12H2O酶葡萄糖的初步分解丙酮酸的彻底分解水的生成细胞呼吸的原理有氧呼吸能量转化：1moL葡萄糖2870kJ977.28kJ储存在ATP中1892.72kJ以热能形式散失（大部分）有氧呼吸的能量过程：将葡萄糖等有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能（大部分）。请你计算一下，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?34%32mol细胞呼吸的原理有氧呼吸的概念：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，生成大量ATP的过程。有机物（葡萄糖）无机物（CO2+H2O）能量变化有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能+散失的热能物质变化典例3．在真核生物有氧呼吸的下列反应中，不在线粒体中进行的只有()A．[H]与氧气生成水B．C6H12O6分解为丙酮酸和[H]C．丙酮酸分解为CO2和[H]D．ADP与磷酸结合生成ATPB典例4.如图是有氧呼吸过程的图解，请据图回答下列问题：(1)有氧呼吸的总反应式为_____________________________________________。(2)有氧呼吸的过程十分复杂，可以分为_____个阶段，其中[H]和O2结合的是第______阶段。(3)在有氧呼吸过程中，释放出大量能量的是第_____阶段，反应的场所是____________。(4)图中②③分别是______、________。C6H12O6＋6O2＋6H2O三三三线粒体内膜H2OCO2细胞呼吸的原理【资料分析】酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。制作酸奶需要用到乳酸菌，发酵过程需要密封。高等动物和人在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸，乳酸分泌过多，出现肌肉酸胀现象。【任务】看课本94页无氧呼吸的相关内容，思考以下问题。无氧呼吸场所是？过程可以分为几阶段？每个阶段的反应物、生成物分别是什么？能量是在哪个阶段释放？无氧呼吸有哪两种方式？有机物是否被完全分解？找出这两种方式的异同点？对比有氧呼吸和无氧呼吸的异同？细胞呼吸的原理1.场所：第一阶段：C6H12O6酶第二阶段：2C3H4O3+4[H]酶酶2C3H6O3

（乳酸）细胞质基质2C3H4O3+4[H]+少量能量

2C2H5OH（酒精）+2CO2C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶例：酵母菌和大多数植物例：乳酸菌、动物肌细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚2.过程：（葡萄糖）(丙酮酸)无氧呼吸的总反应式：细胞呼吸的原理3.能量变化：有机物中稳定化学能①ATP中活跃化学能②热能③存留在酒精或乳酸中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。4.无氧呼吸的概念：细胞呼吸的原理5.有氧呼吸和无氧呼吸的对比：类型有氧呼吸无氧呼吸是否耗氧反应场所产物分解程度能量释放本质联系项目消耗不消耗细胞质基质、线粒体细胞质基质CO2和水酒精和CO2或乳酸大量能量少量能量，大部分储存在酒精和乳酸中第一阶段完全相同相同点不同点彻底不彻底分解有机物，释放能量，合成ATP典例5．细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是

BA.植物细胞能进行过程①③或过程①④B.真核细胞的细胞质基质能进行过程①②C.动物细胞内，过程②比①释放的能量多

D.乳酸菌细胞内，过程①产生[H],

过程③消耗[H]典例6．下图是细胞代谢过程中某些物质的变化过程示意图，下列叙述正确的是DA.在乳酸菌细胞中，能进行过程①②④B.过程①④都需要O2的参与才能正常进行C.植物细胞中均不会发生②D.真核细胞中催化过程①②③酶均位于细胞质基质中细胞呼吸的意义（1）为生物体提供能量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细胞呼吸的意义（2）生物体代谢的枢纽丙酮酸葡萄糖甘油氨基酸细胞呼吸的影响因素1.氧气浓度随着氧气浓度的增加,有氧呼吸强度继续增强,只进行有氧呼吸nA点:

只无氧呼吸C点以后:只进行有氧呼吸A点到C点:无氧呼吸和有氧呼吸AB:随着氧气浓度的增加,无氧呼吸逐渐受到抑制,有氧呼吸逐渐增强。CO2释放总量逐渐降低B点:CO2释放总量最小,呼吸作用的总强度最低随着氧气浓度的进一步增加,有氧呼吸逐渐增加,无氧呼吸继续降低，CO2释放总量增加BC:

CD：CO2释放总量无氧呼吸有氧呼吸ABCD0细胞呼吸的影响因素1.氧气浓度nCO2释放总量无氧呼吸有氧呼吸ABCD0适宜储存水果、蔬菜的O浓度是多少?为什么?B点对应的氧气浓度。因为细胞总呼吸速率应最小,有机物的消耗最少。能尽可能多的保存营养成分。细胞呼吸的影响因素2.水自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。降低增强呼吸强度含水量（%）应用:种子贮藏前风干、晾晒:_____水分，_______细胞呼吸作用干种子萌发前浸泡:含水量增高，______细胞呼吸作用。减少细胞呼吸的影响因素3.温度主要是影响呼吸作用有关酶的活性。在一定温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强(AB段)超过一定温度，呼吸强度随着温度的升高而下降甚至停止(BC段)原因:温度过高，呼吸酶的活性下降，甚至变性失活。应用:

贮存水果时,适当降低温度(零上低温)，可降低与细胞呼吸有关酶的活性而延长保存时间.在农业大棚种植上，夜晚适当降低温度,可以减少呼吸作用对有机物的消耗。细胞呼吸的影响因素4.CO2浓度（1）原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，

积累过多会抑制细胞呼吸的进行。（2）应用：在蔬果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。细胞呼吸的影响因素4.CO2浓度1.氧气浓度2.水3.温度（1）影响细胞呼吸的因素并不是单一的①若需要增强细胞呼吸强度，可以采取：②若需要降低细胞呼吸强度，可以采取：干燥、适当低温、低氧等措施（2）储藏蔬菜和水果与储藏种子的条件不同①蔬菜和水果应储藏在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下②种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”的条件下供水、适当升温、高氧等措施呼吸原理的应用思考•讨论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？呼吸原理的应用选用透气的创可贴或纱布等敷料包扎伤口，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。

较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时到医院治疗。呼吸原理的应用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。酿酒时先通气，让酵母菌进行有氧呼吸使其大量繁殖，然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。呼吸原理的应用中耕松土的目的：促进根细胞的有氧呼吸，产生更多能量，促进根对无机盐离子的吸收。稻田定期排水（或种子不能掩埋过深）：避免产生大量的酒精，对细胞有毒害作用，烂根或烂种子。呼吸原理的应用储藏水果、粮食的仓库，往往通过降低温度、降低氧气含量含量等措施，延长保质期。减弱其呼吸作用，减少有机物的消耗以延长保质期。粮食储存：零上低温，低氧，干燥水果蔬菜储存：零上低温，低氧，一定湿度呼吸原理的应用提倡慢跑等有氧运动。有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。拓展知识

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