5.3 细胞呼吸的原理和应用课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

第五单元细胞的能量供应和利用5.3细胞呼吸的原理和应用一、学习目标二、重难点1.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构。2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质。3.探讨细胞呼吸在生产和生活中的应用。4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程与比较。2.影响细胞呼吸的因素。3.细胞呼吸方式的判断。目录一、探究酵母菌细胞呼吸的方式二、有氧呼吸、无氧呼吸三、影响细胞呼吸的因素及应用

一、探究酵母菌细胞呼吸的方式“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别？“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。思考：呼吸作用的实质是什么？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。课本P90第二段思考：酵母菌是一种什么生物呢

？酵母菌通过呼吸作用，将葡萄糖分解成酒精。一

细胞呼吸的方式认识酵母菌在有氧无氧的条件下都能长期存活需氧型厌氧型兼性厌氧型酵母菌是一种单细胞真菌，（真核生物），其在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌的电镜照片（放大4750倍）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。思考有关的问题。1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？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。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。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。发酵生产葡萄酒的车间1.提出问题2.作出假设3.设计实验5.分析结果6.表达与交流酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸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二氧化碳细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物影响实验结果的可变因素分析变量CO2和酒精

有氧、无氧温度、pH、培养液的浓度和体积③无关变量①自变量②因变量4.进行实验探究酵母菌细胞呼吸的方式1探究酵母菌细胞呼吸的方式1二、进行实验1.实验材料酵母菌单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。产生二氧化碳和水产生酒精和二氧化碳有氧呼吸无氧呼吸①澄清的石灰水②溴麝香草酚蓝水溶液澄清→浑浊蓝→绿→黄橙色→灰绿色

酸性重铬酸钾

重铬酸钾+酒精酒精的检测CO2的检测思考：呼吸方式或呼吸强度不同，如何比较产生CO2的多少？【探索新知1】一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式根据石灰水的混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短。【探索新知1】一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式【任务①】观看实验视频，回答表格问题：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结论条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧结论变浑浊/早变浑浊/晚无变化灰绿色酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。【探索新知1】一、探究实践：探究酵母菌细胞呼吸的方式【任务①】观看实验视频，回答表格问题：巩固练习：下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是(

)A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组B．若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率D．若C瓶和E瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式C

二、有氧呼吸与无氧呼吸1.有氧呼吸任务二

阅读教材92--93页，结合视频小组合作讨论以下问题？有氧呼吸的主要场所：线粒体外膜内膜DNA/RNA核糖体嵴基质分布有氧呼吸的酶线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构特点？①线粒体内膜向内折叠形成嵴，大大增加了线粒体的内膜表面积②线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。1.有氧呼吸1.

有氧呼吸2.有氧呼吸各阶段的变化有哪些？任务二

阅读教材92--93页，结合视频小组合作讨论以下问题？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

葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、H20CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜C6H12O6

+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶总反应式:2870kJATP977.28kJ大部分热能散失课本P92场所：细胞质基质物质和变化：第一阶段：C6H12O6

2丙酮酸（C3H4O3）酶产能多少少量能量（ATP）第二阶段：场所：线粒体基质物质变化：2C3H4O3

+6H2O酶6CO2+20[H]产能多少：少量能量（ATP）第三阶段：场所：线粒体内膜物质变化：24[H]

+6O212H2O酶产能多少：大量能量（ATP）有氧呼吸三阶段：1.

有氧呼吸[H]读作还原氢，是还原型辅酶Ⅰ（NADH）简化表示方式，是氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）接受电子和质子后转化而成（NAD++2e-+H+⇆NADH)C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]少量能量少量能量酶6H2O20[H]12H2O6O2酶大量能量线粒体细胞质基质②①③2.无氧呼吸第三节细胞呼吸的原理和应用无氧呼吸的定义定义：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。呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件分解产物能量ATP产生阶段相同点

有氧呼吸与无氧呼吸的比较氧气、多种酶葡萄糖彻底分解为CO2和H2O释放大量能量有氧呼吸三个阶段均产生ATP主要在线粒体内无氧气参与，需要多种酶葡萄糖的分解不彻底，形成乳酸或酒精和CO2释放少量能量，大部分能量储存在乳酸或酒精中仅在第一阶段产生ATP在细胞质基质中第一阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质内进行。两种呼吸作用方式实质相同，都能够分解有机物，释放能量。2.无氧呼吸第三节细胞呼吸的原理和应用无氧呼吸过程少量能量［H］乳酸C3H6O3酒精C2H5OHCO2葡萄糖C6H12O6丙酮酸C3H4O3+C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+能量C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2

＋能量归纳总结：1.无氧呼吸在第二阶段释放能量吗？2.为什么无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸少？3.归纳无氧呼吸的反应式。4.微生物的无氧呼吸也叫发酵。产生酒精的叫酒精发酵，产生乳酸的叫乳酸发酵。酶细胞质基质（第一阶段）酶细胞质基质（第二阶段）酒精发酵：乳酸发酵：举例说出哪些细胞是进行酒精型的无氧呼吸？哪些是乳酸型的？分解转化2.无氧呼吸第三节细胞呼吸的原理和应用196.65kJ乳酸C3H6O3ATPADPPi61.08kJ其余能量(69%)热能散失葡萄糖C6H12O6说明：人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在肝脏中再次转化为葡萄糖。无氧呼吸能量利用的特点1mol葡萄糖不彻底氧化分解大约能产生多少molATP？请你计算无氧呼吸的能量转化率大约是多少？61.08kJ÷30.54kJ/mol≈2mol61.08kJ÷196.65kJ≈31%不同点有氧呼吸无氧呼吸场所条件产物能量相同联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质氧气、酶等酶等CO2和H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量释放少量能量分解有机物，释放能量第一阶段反应场所和过程完全相同【知识小结】小结1.酵母菌是一种

，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于

。2.根据

浑浊程度或

水溶液由蓝变绿再变黄的时间长短，可以检测CO2的产生情况。3.

色的

溶液，在

条件下与乙醇发生化学反应，变成

。4.为避免空气的CO2干扰实验结果，可用

溶液除去空气中的CO2。5.有氧呼吸一、二、三阶段分别发生在哪里？6.有氧呼吸总反应式？单细胞真菌兼性厌氧菌澄清石灰水溴麝香草酚蓝重铬酸钾酸性NaOH橙灰绿色细胞质基质、线粒体基质、线粒体内膜C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶

三、影响细胞呼吸的因素及应用1.内部因素——遗传因素（由酶的种类和数量决定）

（1）不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物。（2）同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。（3）同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。2.外部因素——温度步步高大本P77“核心归纳”呼吸酶增强下降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。低温降温温直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。2.氧气浓度0~b时有氧呼吸和无氧呼吸同时存在，有氧呼吸速率增大，无氧呼吸速率减小。1.氧气浓度为0时只进行无氧呼吸3.氧气浓度b~c时细胞只进行有氧呼吸2.外部因素——

O2浓度4.氧气浓度为a时无氧呼吸减弱，有氧呼吸较弱，细胞呼吸（A)最弱，储存蔬菜、水果、粮食等，应控制氧气浓为a(或a附近)。5.氧气浓度为b时无氧呼吸被完全抑制，细胞只进行有氧呼吸，细胞呼吸即为有氧呼吸。无氧呼吸消失点6.氧气浓度为c时有氧呼吸速率达到最大，再增加氧气浓度，呼吸速率不再增加。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量与酶的活性等。2.外部因素——

O2浓度应用1.中耕松土，可增强根的呼吸作用，有利于矿质元素的吸收。2.在储存蔬菜、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。2.外部因素——

O2浓度水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应水作为生物化学反应的介质影响反应的进行在一定范围内，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a.影响b.应用粮食在入仓前要进行晾晒处理干种子萌发前要进行浸泡处理步步高大本P77“核心归纳”3.外部因素——

水抑制增加步步高大本P78“核心归纳”高频考点4.外部因素——

二氧化碳1.包扎伤口：选用透气消毒纱布，抑制厌氧细菌（破伤风杆菌）的呼吸与繁殖。2.酵母菌酿酒：选通气，后密封。先让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精。3.花盆经常松土：促进根部有氧呼吸，利于吸收无机盐等。4.有氧运动：提倡慢跑，防止剧烈运动，肌细胞无氧呼吸产生乳酸。5.稻田定期排水：抑制无氧呼吸产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。6.在人工气候室栽培作物，降低夜温以减少呼吸消耗，有利于物质积累。7.泡菜和酸奶的制作：利用乳酸菌的无氧呼吸产生乳酸。细胞呼吸与生产生活实际的联系产生CO2相等时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖比例为1：3。🔺思考RCO2释放量氧气浓度Oabc细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸1、氧气浓度为R，有氧呼吸与无氧呼吸的

CO2释放量相等吗？消耗的葡萄糖相等吗？消耗葡萄糖相等时，有氧呼吸与无氧呼吸产生CO2比例为3：1。C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶1、若只产生CO2，不消耗O2，

细胞呼吸作用的方式及对应点2、若产生的CO2比吸收的O2多，

细胞呼吸作用的方式及对应区间3、若产生CO2与吸收的O2相等，细胞呼吸作用的方式及对应区间🔺思考2、下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2的释放量的变化：只进行无氧呼吸（A点）有氧呼吸与无氧呼吸同时存在。（AC段）只进行有氧呼吸。（图中C点以后）

①在呼吸作用原理的应用中，若需要增强相关植物或器官的呼吸作用强度，可以采取供水、升温、高氧、低CO2等措施；若需减弱呼吸作用强度，可以采取：干燥、低温、低氧、高CO2等措施。

②粮食、蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧