细胞呼吸的原理和应用课件-高一上学期生物人教版必修1

细胞的能量供应和利用第5章第3节细胞呼吸的原理和应用本节聚焦细胞呼吸过程中能量是怎样转化的？有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点？细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用？驱动生命活动的直接能源物质是什么？回忆旧识合成ATP所需的能量来源于哪里？动物和人绿色植物用作吸呼呼吸作用光合作用ADP+Pi+能量ATP合成酶问题探讨

发面呼吸作用细胞呼吸制酒酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧环境下都能生存，属于异养兼性厌氧菌。以出芽生殖的方式产生后代。问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

1.提出问题酵母菌有氧条件会产生酒精和CO2吗？无氧条件下呢？①有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精②有氧条件下和无氧条件下都产生酒精和CO2

③有氧、无氧条件下都产生CO2，无氧条件下产生酒精④……………2.作出假设3.设计实验（1）自变量有无氧气通气/密封（2）因变量是否产生酒精和CO2一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

3.设计实验（1）自变量有无氧气通气/密封（2）因变量是否产生酒精和CO2CO2的检测：①澄清石灰水变浑浊；②溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄酒精的检测：酸性重铬酸钾溶液由橙色变灰绿色一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

3.设计实验气泵ABCDE运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置有氧呼吸装置：无氧呼吸装置：甲同学E-A-D；乙同学：E-C-A-D甲同学B-D；乙同学：B-D一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

3.设计实验空气中的二氧化碳让空气先通过NaOH溶液温度置于相同适宜温度下营养物质给予相同的适量营养（3）无关变量控制相同且适宜质量分数为5%葡萄糖溶液一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

实验步骤称取等量的两份食用酵母菌（10g）；配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液；搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置；培养、观察、检测、记录为什么将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后再加入酵母菌？1.加热煮沸可以杀死葡萄糖溶液中的杂菌，排除其他微生物对实验结果的影响。2.冷却的原因：防止温度过高将酵母菌杀死。一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

4.进行实验思考：以上锥形瓶中的溶液在实验中的作用分别是什么？如何说明CO2产生的多少？

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？10%NaOH的作用是：吸收空气中的CO2澄清的石灰水作用是：检测CO2的产生根据石灰水的浑浊程度可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，创造无氧环境。一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

4.进行实验检测酒精的方法：各取2mL酵母培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（质量分数为95%~97%），并轻轻震荡，使其混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。注意：是将酸性重铬酸钾溶液滴加至酵母培养液滤液中，不能反过来加！应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

二氧化碳产生情况刚加入重铬酸钾AB条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间酸性重铬酸钾溶液A组(有氧)B组(无氧)快且浑浊程度较大慢且浑浊程度较小不变色由橙变灰绿色实验结果检测酒精的产生AB一段时间以后一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

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，不产生酒精；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，同时也产生了酒精。5.得出结论本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？思考：对比实验（相互对照实验）：设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，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。（实验结果均是未知的）本实验的两组都是实验组科学方法一、探究酵母菌细胞呼吸的方式

科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验进行实验得出结论自变量因变量无关变量酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的H2O和CO2，在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2。细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸二、有氧呼吸外膜内膜线粒体基质嵴思考：为什么说线粒体是有氧呼吸的主要场所？二、有氧呼吸A组B组C组细胞质基质线粒体细胞匀浆加入等量葡萄糖有氧呼吸场所分析细胞质基质可以分解葡萄糖；线粒体不能直接分解葡萄糖；线粒体促进了葡萄糖的分解。检测到中间产物丙酮酸含量升高葡萄糖在细胞质基质中被分解为丙酮酸，线粒体无法直接利用葡萄糖。二、有氧呼吸大量的科学研究表明：有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解，之后由线粒体完成剩下的部分。有氧呼吸场所分析线粒体电镜照片外膜内膜嵴基质分析：线粒体的结构有哪些适于其功能的特点？二、有氧呼吸改变渗透压，使线粒体外膜涨破，后密度梯度离心线粒体外膜不含外膜的线粒体+丙酮酸+丙酮酸+丙酮酸不反应不反应有反应内外膜间隙+丙酮酸丙酮酸消耗，O2消耗线粒体丙酮酸进入线粒体基质才被利用二、有氧呼吸少量能量C6H12O62C3H4O3[H]2C3H4O36CO2H2O[H][H]O2H2O少量能量酶酶酶大量能量丙酮酸丙酮酸线粒体基质线粒体外膜线粒体内膜细胞质基质细胞质基质二、有氧呼吸少量能量C6H12O62C3H4O3[H]2C3H4O36CO2H2O[H][H]O2H2O少量能量酶酶酶大量能量丙酮酸丙酮酸线粒体基质线粒体外膜线粒体内膜细胞质基质细胞质基质C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋少量能量酶2C3H4O3＋6H2O→6CO2＋20[H]＋少量能量酶24[H]＋6O2→12H2O＋大量能量酶二、有氧呼吸C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋少量能量酶2C3H4O3＋6H2O→6CO2＋20[H]＋少量能量酶24[H]＋6O2→12H2O＋大量能量酶第一阶段：细胞质基质第二阶段：线粒体基质第三阶段：线粒体内膜1.有氧呼吸的物质变化H++NAD+(氧化型辅酶I)+2e-

→NADH4H++O2+4e-

→2H2ONADH→H++

NAD++2e-

如何转变成ATP？2.有氧呼吸的能量变化提示：[H]在细胞呼吸中主要是指NADH（还原型辅酶Ⅰ）糖酵解二、有氧呼吸二、有氧呼吸线粒体外膜线粒体内膜葡萄糖中的化学能高能电子（e-）NADH(储存e-)线粒体内膜两侧的H+浓度差ATP+热能一二阶段三阶段《金版教程》大本P93例[4]二、有氧呼吸有氧呼吸：是指在氧的参与下，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。一二三二三有氧呼吸总反应式二、有氧呼吸（1）物质变化有机物（葡萄糖）无机物（CO2+H2O）（2）能量变化有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能+散失的热能问题：有氧呼吸的过程中物质和能量是如何变化的？

1mol葡萄糖彻底氧化可放出2870

kJ的能量，但其中只有977.28

kJ左右的能量储存在ATP中，大部分则以热能形式散失了。能量利用特点思考：这种散失对生物体有何意义？二、有氧呼吸葡萄糖在细胞内彻底氧化分解和体外燃烧有何异同？①有氧呼吸过程温和②有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放③有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中燃烧迅速释放能量，有氧呼吸逐步释放能量二、有氧呼吸易错提醒：①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。③反应式中间不能用等号，要用箭头。④反应条件“酶”不能省去。⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。酸奶发酵是乳酸菌发酵，只进行无氧呼吸，不需要氧气，所以牛奶加满，而且发酵不产生气体，排气孔封闭;米酒发酵时挖一个窝保留部分空气是为了让酵母菌进行有氧呼吸，繁殖更快，接着进行无氧呼吸，产生酒精和CO2,因此要开排气孔。问题探讨家用酸奶机可以进行酸奶和米酒发酵。酸奶发酵时，牛奶要加满，盖子的排气孔要封闭。甜酒发酵时，米中间要挖一个窝，盖子留一个排气孔。试分析这是为什么呢?三、无氧呼吸葡萄糖→酒精+二氧化碳（CO2）密封有酒味水淹烂根定期排水三、无氧呼吸C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3）4[H]2C2H5OH（酒精）+2CO2酶酶2C3H6O3（乳酸）酶第一阶段：细胞质基质第二阶段：细胞质基质高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚大多数植物、酵母菌与有氧呼吸第一阶段相同第二阶段不生成ATP三、无氧呼吸C6H12O6→2C3H6O3＋少量能量酶C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量酶无氧呼吸总反应式：无氧呼吸：是指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。场所：细胞质基质三、无氧呼吸未彻底分解产物中储存的能量葡萄糖中的能量能量守恒分析ATP（少部分）热能（大部分）C6H12O6→2C3H6O3＋少量能量酶C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量酶C6H12O6＋6H2O＋6O2→6CO2＋12H2O＋大量能量酶呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所氧气参与分解程度产物能量ATP生成阶段相同点线粒体（主）和细胞质基质细胞质基质需要不需要CO2＋H2O乳酸或酒精＋CO2热能（主）＋储存在ATP中的化学能乳酸/酒精中的化学能（主）＋热能＋储存在ATP中的化学能彻底氧化分解不彻底氧化分解第一、第二、第三阶段第一阶段第一阶段完全相同，包括反应过程和反应场所反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量2.意义：细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还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。小结细胞呼吸1.细胞呼吸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。（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（2）生物体代谢的枢纽丙酮酸葡萄糖甘油氨基酸课堂小结细胞呼吸氧化分解有机物能量热ATP无氧呼吸有氧呼吸糖酵解(第一阶段)线粒体细胞质基质乳酸乙醇和二氧化碳是释放大部分用于生成少部分推动生成分为均涉及第三阶段若无氧则生成若有氧则进行发生在第二阶段发生在小结有氧呼吸之歌练习（1）哪个阶段产生CO2？（2）哪个阶段有氧气参与反应？（3）哪个阶段产生能量最多？（7）能产生ATP的场所是？1.在有氧呼吸过程中细胞质基质、线粒体（5）哪个阶段产生水？（4）哪个阶段有水参与？（6）哪个阶段产生[H]最多?第二阶段第三阶段第三阶段第二阶段第三阶段第二阶段练习2.概念结论速判:酵母菌在生活和生产中应用广泛,下列是关于酵母菌细胞呼吸的说法,请判断正误。(1)可以根据酵母菌有无产生CO2判断其呼吸类型。()提示:酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2。(2)酵母菌有氧呼吸的全过程都发生在线粒体。()提示:有氧呼吸第一阶段发生在细胞质基质。(3)氧气可以作为反应物参与酵母菌有氧呼吸的第二、三阶段。()提示:有氧呼吸第三阶段,氧气与[H]结合生成水,同时释放大量能量。(4)酵母菌有氧呼吸第三阶段既消耗水又产生水。()提示:有氧呼吸第二阶段消耗水,第三阶段产生水。××××四、细胞呼吸原理的应用透气的消毒纱布、松软的“创可贴”包扎伤口。松土透气有氧呼吸增强能量供应增加主动运输吸收无机盐离子防止厌氧微生物滋生破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。需要及时到医院注射破伤风抗体。四、细胞呼吸原理的应用零上低温、低氧、高CO2、一定湿度储存水果、蔬菜零上低温、低氧、高CO2、干燥储存种子无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠无氧呼吸来获取能量，会产生大量乳酸，引起肌肉酸胀乏力。提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸。利用酵母菌发酵可生产各种酒。发酵时，先给发酵罐通气，有利于酵母菌进行有氧呼吸并大量繁殖；之后密封发酵罐，酵母菌无氧呼吸产生酒精。练习请连一连：①包扎伤口用透气消毒纱布或松软创可贴②用酵母菌酿酒③用醋酸杆菌生产食醋④用谷氨酸棒状杆菌生产味精⑤松土⑥稻田定期排水⑦破伤风抗毒血清⑧慢跑a.促进无氧呼吸b.抑制无氧呼吸c.促进有氧呼吸(1)细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来()(2)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累()(3)水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳()(4)人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸()(5)和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少()(6)用透气的消毒纱布包扎伤口，目的是保证伤口处细胞的有氧呼吸()(7)无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜()(8)及时排涝，能防止水稻根细胞受酒精毒害()(9)剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体()(10)人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供()五、影响细胞呼吸的因素C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量影响细胞呼吸因素内因遗传因素不同植物呼吸速率不同（阳生植物＞阴生植物）同一植物不同发育时期不同（幼苗期＞成熟期）同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞营养器官）外因环境因素温度（酶）、O2浓度、H2O、CO2浓度等反应物产物条件五、影响细胞呼吸的因素2.外部因素——环境因素原理：温度通过影响___________影响呼吸速率；（1）温度酶的活性曲线模型：应用：零上低温储存蔬菜水果种植大棚作物时夜间适当降温五、影响细胞呼吸的因素原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多_____细胞呼吸的进行（2）CO2浓度抑制曲线模型：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；五、影响细胞呼吸的因素原理：（3）含水量自由水含量较高时，细胞呼吸作用旺盛曲线模型：应用：粮食储存时，应保持干燥；种子萌发初期，吸水较多，细胞呼吸增强；五、影响细胞呼吸的因素（4)O2浓度氧气浓度对有氧呼吸速率的影响氧气浓度对无氧呼吸速率的影响①随氧气浓度升高，无氧呼吸逐渐减弱②在一定范围内，随氧气浓度升高，有氧呼吸逐渐增强各点分析：①0点：②b点：③a点：④c点：⑤Q点：此时有机物消耗最少，a点对应的O2浓度是储藏蔬菜、水果的最佳O2浓度。有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率_______。等于不相等无氧呼吸终止点五、影响细胞呼吸的因素（4)O2浓度应用：低氧储存粮食、蔬菜水果等；中耕松土氧气浓度对酵母菌(或植物非绿色器官)的呼吸速率的影响有氧呼吸速率达到最大时的最小氧气浓度只进行无氧呼吸细胞呼吸强度最弱只进行有氧呼吸Q五、影响细胞呼吸的因素水果蔬菜保鲜：低温、低氧、高CO2、中等湿度粮食储存：低温、低氧、高CO2、干燥

结合影响细胞呼吸的因素，你认为蔬菜水果和粮食应该在什么条件下储存？五、影响细胞呼吸的因素A.阴影部分的面积表示无氧呼吸释放的二氧化碳的速率B.若OaQ＝QN，则有氧呼吸消耗的氧气与无氧呼吸释放的二氧化碳一样多C.保存水果、蔬菜应选择O2浓度为0的时候D.B点时只进行有氧呼吸，产生CO2的场所是细胞质基质如图表示酵母菌在不同氧浓度下，单位时间内O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是（

）六、细胞呼吸的判断方式依据一根据反应物和产物消耗O2产生H2O产生酒精或乳酸无CO2释放一定存在有氧呼吸一定存在有氧呼吸一定存在无氧呼吸一定为产生乳酸的无氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量有氧呼吸无氧呼吸C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2＋少量能量酶C6H12O6

2C3H6O3＋少量能量酶六、细胞呼吸的判断方式C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量有氧呼吸无氧呼吸C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2＋少量能量酶C6H12O6

2C3H6O3＋少量能量酶依据二根据物质的量关系CO2=O2CO2＜O2CO2＞O2只进行有氧呼吸；或同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸两类呼吸并存，差值为无氧呼吸的量可能存在脂肪的氧化分解六、细胞呼吸的判断方式C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量有氧呼吸无氧呼吸C6H12O6

2C2H5OH＋2CO2＋少量能量酶C6H12O6

2C3H6O3＋少量能量酶依据三根据反应场所只在细胞质基质有线粒体参与无氧呼吸有氧呼吸（或两类呼吸并存）六、细胞呼吸的判断方式相关计算(1)有氧呼吸时：C6H12O6∶O2∶CO2＝_________；(2)无氧呼吸时：C6H12O6∶CO2∶酒精＝_________，

或葡萄糖∶CO2∶乳酸＝___________；(3)消耗等量的C6H12O6时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为_________；（无氧呼吸为产酒精型时）拓展：消耗1mol的C6H12O6时，细胞呼吸消耗的O2与呼吸产生的CO2摩尔数之比为_________；（无氧呼吸为产乳酸型时）(4)消耗等量的C6H12O6时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为_________；2.细胞呼吸反应式中各物质间的关系比1:6:63/41:2:21:0:21:31:1六、细胞呼吸的判断方式相关计算2.细胞呼吸反应式中各物质间的关系比分析：①若，有氧和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；②若，无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸；③若，无氧呼吸消耗葡萄糖速率小于有氧呼吸。＜(4)消耗等量的C6H12O6时，有氧呼吸消耗的O2摩尔数与有氧呼吸和无氧呼吸产生CO2摩尔数之和的比为_________；3/4六、细胞呼吸的判断方式1.如图表示某植物非绿色器官在不同氧气浓度下O2的吸收量和CO2释放量，根据所提供的信息，以下判断正确的是A.N点时，该器官氧气的吸收量和二氧化碳的释放量相等，说明此时其只进行有氧呼吸B.M点是储藏该器官的最适氧气浓度，此时无氧呼吸的强度最低C.该器官细胞呼吸过程中有非糖物质氧化分解D.L点时，该器官产生二氧化碳的场所是细胞中的线粒体基质√当堂练习N点后可能有非糖物质分解，因此N不一定相等无氧呼吸强度不是最低细胞质基质六、细胞呼吸的判断方式（1）装置一烧杯内NaOH的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，所以测的是细胞呼吸消耗的O2量，液滴移动说明有氧气消耗，则一定有有氧呼吸；（2）装置二烧杯内是清水，不能吸收也不释放气体，测量的是细胞呼吸释放的CO2量和消耗O2量的差值，液滴移动说明有产生酒精的无氧呼吸存在；3.液滴移动法判断细胞呼吸的方式（1）若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸（2）若甲组液滴________，乙组液滴________，则种子只进行了无氧呼吸。（3）若甲组液滴________，