細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件【備課精講精研】 高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸。在之前所學(xué)的內(nèi)容中，哪些有機(jī)物可以為生命活動提供能量？以葡萄糖為底物，以人的呼吸作用為例，具體的分析有氧呼吸C6H12O6+

O2CO2+H2O+能量（與教材P92對比）是怎樣參與有氧呼吸的過程的呢？酶+H2O一、有氧呼吸外膜內(nèi)膜嵴增大膜面積為有氧呼吸的酶提供附著位點(diǎn)基質(zhì)DNA、RNA，分布有氧呼吸的酶為什么線粒體只能叫做有氧呼吸的主要場所？有氧呼吸的場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜1.有氧呼吸——主要場所有氧呼吸

場所

反應(yīng)物

產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、水CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜活動一：閱讀課本P94內(nèi)容，完成下列表格思考：葡萄糖參與有氧呼吸時是否進(jìn)入線粒體？C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]少能少能酶6H2O20[H]12H2O6O2酶大能線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①③2.有氧呼吸的過程C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶3.有氧呼吸各元素去向細(xì)胞在

的參與下，通過酶的催化作用，把

等有機(jī)物

分解，產(chǎn)生

，同時釋放

，生成

的過程。氧氣葡萄糖二氧化碳和水大量能量大量ATPC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶徹底氧化4.有氧呼吸的定義葡萄糖所釋放的大量能量，有多少是儲存在ATP中？在細(xì)胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請你計算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少？有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→熱能（大多數(shù)）+ATP中活躍的化學(xué)能5.有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)34%ATP（少部分）熱能（大部分）有氧呼吸釋放大量能量2、與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級釋放能量的，這對于生物體來說具有什么意義？保證有機(jī)物中的能量得到最充分的利用，主要表現(xiàn)在兩個方面：(1)使有機(jī)物中的能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中；(2)能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)。1、[H]是哪個階段產(chǎn)生的？哪個階段消耗的？2、丙酮酸是在那個階段產(chǎn)生的？哪個階段消耗的？3、O2是哪個階段消耗的？4、CO2是哪個階段產(chǎn)生的？5、產(chǎn)生能量最多的是哪個階段？6、水是哪個階段產(chǎn)生的？比較有氧呼吸的三個階段，回到下列問題：【練習(xí)鞏固】二、無氧呼吸C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2

+能量(少量）酵母菌水稻根蘋果果實(shí)（大多數(shù)植物）劇烈運(yùn)動后，常常感到酸痛。二、無氧呼吸C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）

+能量（少量）乳酸菌馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚動物骨骼肌肌細(xì)胞C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量（少）C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（少）大多數(shù)植物（蘋果果實(shí)、水稻根）、酵母菌高等動物、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等二、無氧呼吸第一階段C6H12O6酶2丙酮酸(C3H4O3)+4[H]+能量（少量）第二階段酶2C3H6O3（乳酸）2丙酮酸+4[H]2C2H5OH(酒精)+2CO2酶2丙酮酸+4[H]場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸的產(chǎn)物不同是由于酶不同1.無氧呼吸的過程細(xì)胞在

的參與下，通過酶的催化作用，葡萄糖等有機(jī)物

分解，釋放

的過程。大部分能量存留在酒精或乳酸中沒有氧氣經(jīng)過不完全少量能量細(xì)胞在氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物

徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時釋放大量能量，生成

大量ATP

的過程。2.無氧呼吸的定義C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量酶C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）

+少量能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2

+少量能量葡萄糖（有機(jī)物）中的能量未徹底分解產(chǎn)物中儲存大量能量ATP（少部分）熱能（大部分）3.呼吸作用能量的轉(zhuǎn)化分析比較有氧呼吸無氧呼吸場所是否需氧最終產(chǎn)物釋放能量相同處細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧不需氧CO2，H2O酒精和CO2、乳酸較多,ATP多較少,ATP少第一階段完全相同有氧呼吸和無氧呼吸的對比補(bǔ)充：判斷細(xì)胞呼吸方式的三大依據(jù)（1）有氧呼吸的三個階段均有ATP產(chǎn)生，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。（）√（2）有H2O生成的一定是有氧呼吸。（）√（3）有CO2生成的一定是有氧呼吸。（）X（4）人體細(xì)胞細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體。（

）√人體細(xì)胞只能進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸（5）葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解生成CO2和H2O（）X葡萄糖只能在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解，不能進(jìn)入線粒體中。反饋訓(xùn)練（一）什么是呼吸速率？又稱呼吸強(qiáng)度。指在一定溫度下，單位時間內(nèi)細(xì)胞吸收氧氣或釋放二氧化碳的量，呼吸速率的大小可反映某生物體代謝活動的強(qiáng)弱。呼吸速率=釋放的CO2量或吸收的O2量測定綠色植物的呼吸速率必須在黑暗條件下進(jìn)行，以排除光合作用的影響。三、影響細(xì)胞呼吸的因素1.內(nèi)因——遺傳因素（決定酶的種類和數(shù)量）（1）不同種類的植物呼吸速率不同：

旱生＜水生陰生＜陽生（2）同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同：幼苗、開花期>成熟期（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同：生殖器官>營養(yǎng)器官（二）影響因素及應(yīng)用三、影響細(xì)胞呼吸的因素通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率。①最適溫度:細(xì)胞呼吸最強(qiáng)。②超過最適溫度:呼吸酶活性降低，

甚至變性失活，

細(xì)胞呼吸受抑制。③低于最適溫度:呼吸酶活性下降，

細(xì)胞呼吸受抑制。溫度呼吸速率三、影響細(xì)胞呼吸的因素——溫度2.外因（1）溫度：溫度影響細(xì)胞呼吸的應(yīng)用三、影響細(xì)胞呼吸的因素——溫度①降低溫度②零上低溫5O2（%）1.00.5B101520ACOCO2釋放量直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)，對無氧呼吸有抑制作用，氧氣濃度越高，抑制作用越強(qiáng)CO2釋放量無氧呼吸有氧呼吸①氧氣濃度為0時只進(jìn)行無氧呼吸②氧氣濃度0~10%時有氧呼吸和無氧呼吸同時存在，有氧呼吸速率增大，③氧氣濃度大于10%細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸三、影響細(xì)胞呼吸的因素——O2濃度5O2（%）1.00.5B101520ACOCO2釋放量CO2釋放量無氧呼吸有氧呼吸④氧氣濃度為5%時無氧呼吸減弱，有氧呼吸較弱，細(xì)胞呼吸最弱，儲存蔬菜、水果、糧食等，⑤

氧氣濃度為10%時細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸⑥氧氣濃度為C時有氧呼吸速率達(dá)到最大三、影響細(xì)胞呼吸的因素——O2濃度①中耕松土O2濃度影響細(xì)胞呼吸的應(yīng)用②低氧儲存蔬菜、水果、糧食三、影響細(xì)胞呼吸的因素——O2濃度只進(jìn)行無氧呼吸，且無氧呼吸速度最大A點(diǎn)：無氧呼吸消失點(diǎn)，O2濃度再增加，只進(jìn)行有氧呼吸B點(diǎn)：該點(diǎn)之后（CE），隨O2濃度增加，CO2全部由有氧呼吸產(chǎn)生C點(diǎn)：F點(diǎn)：D點(diǎn)：無氧呼吸和有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量相同但是消耗葡萄糖的速率不一樣細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量最小。該點(diǎn)的O2濃度一般作為貯藏蔬菜、水果的最佳O2濃度5CO2（%）1.00.5C101520O呼吸速率地窖中CO2濃度高，有利于蔬菜水果的儲存。應(yīng)用增加CO2的濃度對細(xì)胞呼吸有明顯的抑制作用三、影響細(xì)胞呼吸的因素——CO2濃度糧食儲存：零上低溫，低氧，干燥水果蔬菜儲存：零上低溫，低氧，一定濕度應(yīng)用呼吸速率含水量三、影響細(xì)胞呼吸的因素——含水量細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積累減少。因此，對糧食儲藏和果蔬保鮮來說，要設(shè)法減少細(xì)胞呼吸，盡可能減少有機(jī)物的消耗。抑制厭氧菌的繁殖包扎傷口，選用透氣材料釀酒，控制通氣情況無氧呼吸產(chǎn)生酒精四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用土壤板結(jié)，及時松土促進(jìn)根細(xì)胞有氧呼吸，加速根細(xì)胞吸收礦質(zhì)離子，提高產(chǎn)量降低溫度、降低氧氣含量，延長保質(zhì)期。減弱其呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗以延長保質(zhì)期四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用提倡慢跑等有氧運(yùn)動避免進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，乳酸大量積累會使肌肉酸脹無力。避免破傷風(fēng)桿菌無氧呼吸大量繁殖，引發(fā)破傷風(fēng)。

被銹釘扎傷或傷口很深時，需要注射破傷風(fēng)疫苗四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用閱讀課本P91、92請問“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式“的過程中，所經(jīng)歷的步驟是哪些？酵母菌五、酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計實(shí)驗酒精和CO2是酵母菌在什么條件產(chǎn)生的（有氧？無氧？）提出問題進(jìn)行實(shí)驗驗證假設(shè)、形成結(jié)論CO2有氧產(chǎn)生無氧CO2和酒精產(chǎn)生作出假設(shè)1、實(shí)驗原理①酵母菌：③檢測酒精：②檢測CO2：異養(yǎng)兼性厭氧菌；澄清石灰水:(變渾濁)

溴麝香草酚藍(lán)水溶液:(藍(lán)-綠-黃)橙色的重鉻酸鉀，在酸性環(huán)境中，與酒精反應(yīng)呈現(xiàn)灰綠色。五、酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計實(shí)驗應(yīng)解決的主要問題解決方案：為酵母菌提供葡萄糖培養(yǎng)液。?解決方案：二氧化碳可用澄清的石灰水或溴麝香草酚藍(lán)水溶液鑒定;酒精可用重鉻酸鉀溶液鑒定。解決方案：用錐形瓶培養(yǎng)酵母菌，向錐形瓶中通或不通空氣來控制有氧或無氧條件。3.怎樣保證酵母菌的正常生活？1.怎樣控制有氧和無氧條件？2.怎樣鑒定二氧化碳和酒精產(chǎn)生？五、酵母菌細(xì)胞呼吸的方式2.設(shè)計實(shí)驗實(shí)驗思路？分析變量自變量:因變量:無關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無氧酒精、CO2分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳酵母菌、葡萄糖溶液五、酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌培養(yǎng)液A質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液空氣裝置一:裝置二:結(jié)論：結(jié)論：AB澄清石灰水澄清石灰水溴麝香草酚藍(lán)溴麝香草酚藍(lán)濾液濾液酸性重鉻酸鉀加入NaOH溶液的作用？吸收空氣中CO2，排除空氣中CO2對實(shí)驗結(jié)果的干擾B瓶封口放置一段時間后，再連通錐形瓶，為什么？保證瓶內(nèi)原有氧氣被消耗酵母菌培養(yǎng)液A質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液空氣裝置一:裝置二:結(jié)論：有氧條件下，酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了大量的二氧化碳結(jié)論：無氧條件下，酵母菌細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了酒精和少量的二氧化碳ABCDE澄清石灰水變渾濁快、程度大澄清石灰水變渾濁慢、程度小溴麝香草酚藍(lán)藍(lán)綠黃快溴麝香草酚藍(lán)藍(lán)綠黃慢濾液濾液酸性重鉻酸鉀不變色灰綠色加入NaOH溶液的作用？吸收空氣中CO2，排除空氣中CO2對實(shí)驗結(jié)果的干擾B瓶封口放置一段時間后，再連通錐形瓶，為什么？保證瓶內(nèi)原有氧氣被消耗在D瓶中充入N?在D瓶液面加一層石蠟油

3、實(shí)驗現(xiàn)象A、B裝置的澄清石灰水都變渾濁，但A裝置中更快，程度更大（A、B裝置的溴麝香草酚藍(lán)水溶液都由藍(lán)變綠再變黃，但A裝置中更快）。A裝置培養(yǎng)液的濾液與酸性的重鉻酸鉀不變色，但B裝置培養(yǎng)液的濾液與酸性的重鉻酸