5.3 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第2課時(shí) 細(xì)胞呼吸的過程與原理的應(yīng)用知識(shí)新教材人教版（）高中生物必修一17

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第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

（第2課時(shí)）細(xì)胞呼吸的概念和過程

{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}學(xué)習(xí)目標(biāo)

核心素養(yǎng)

1.比較有氧呼吸和無氧呼吸的過程及特點(diǎn)。(重難點(diǎn))

2.理解細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。

1．通過對(duì)細(xì)胞呼吸過程的學(xué)習(xí)，形成物質(zhì)與能量的生命觀念。

2．通過對(duì)有氧呼吸和無氧呼吸的場(chǎng)所和過程的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成分類與比較的科學(xué)思維方式。

新課導(dǎo)入：

底物：

葡萄糖

脂肪等

熱量散失

用于合成ATP

向內(nèi)折疊

一、有氧呼吸

1.主要場(chǎng)所：______

線粒體

線粒體內(nèi)膜

線粒體外膜

嵴

①

②

③

④

線粒體基質(zhì)

______和______含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的____。

基質(zhì)中

內(nèi)膜上

酶

【思考·討論】線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,試從結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的角度,說明線粒體內(nèi)膜與有氧呼吸相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):_____

線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積

2、有氧呼吸過程:

葡萄糖C6H12O6

酶1

2丙酮酸（2C3H4O3）

少量能量

（2ATP）

4[H]

2丙酮酸

6H2O

酶2

6CO2

20[H]

6O2

大量能量

（34ATP）

12H2O

思考：為什么葡萄糖不能在線粒體中氧化分解？

①線粒體膜上沒有葡萄糖載體；

②線粒體中沒有氧化分解葡萄糖的酶。

P93相關(guān)信息：[H]是NADH（還原型輔酶Ⅰ）的簡(jiǎn)寫，與NAD+（氧化型輔酶Ⅰ）可相互轉(zhuǎn)化

請(qǐng)欣賞歌曲：有氧呼吸愛的告白

3、有氧呼吸反應(yīng)式：

第一階段：

第二階段：

第三階段：

總反應(yīng)式:

C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量（2870KJ）

酶

熱能

（1709kJ）

ATP

(1161kJ)

（38molATP）

能量轉(zhuǎn)換效率：

1161KJ/2870KJx100%≈40％

H2O和CO2

PARTONE

03

4、有氧呼吸的概念：

細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO2和H2O，釋放能量，產(chǎn)生大量ATP的過程。

5、呼吸作用意義：

（1）為生物體

提供能量。

用于各項(xiàng)生命活動(dòng)

葡萄糖

CO2+H2O

能量

2870kJ

（機(jī)體的產(chǎn)熱）

熱能

ADP＋Pi

ATP

約40％

（2）生物體代謝的樞紐。

葡萄糖

丙酮酸

非必需氨基酸

甘油

細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來。

二、無氧呼吸

1、過程:

葡萄糖C6H12O6

酶1

2丙酮酸（2C3H4O3）

少量能量

（2ATP）

4[H]

2丙酮酸

6H2O

酶2

6CO2

20[H]

6O2

大量能量

（34ATP）

12H2O

2C3H6O3

酶1

酶2

2C2H5OH+2CO2

無O2

（1）場(chǎng)所：

全過程均在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中

（2）無氧呼吸分為兩個(gè)階段，第二階段無能量釋放

（3）[H]的來源與去向？

產(chǎn)酒精：酵母菌、植物

產(chǎn)乳酸：人、動(dòng)物、乳酸菌、玉米胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖

2、無氧呼吸總反應(yīng)式：

②C6H12O6

酶

2C3H6O3(乳酸)

+少量能量

①C6H12O6

2C2H5OH(酒精)

+2CO2+少量能量

酶

ATP

熱能

196.65KJ

1mol

葡萄糖

氧化分解

61.08KJ

135.57KJ

二、無氧呼吸

3、發(fā)酵

微生物在無氧條件下的呼吸。

類型：

（1）酒精發(fā)酵：酵母菌

（2）乳酸發(fā)酵：乳酸菌

定義：?jiǎn)挝粩?shù)量活體組織單位時(shí)間內(nèi)分解有機(jī)物的速率。

測(cè)量：遮光（黑暗）條件下測(cè):植物吸收O2速率

三、呼吸強(qiáng)度（呼吸速率）的測(cè)量

裝置一：紅色液滴移動(dòng)距離代表細(xì)胞呼吸吸收的O2量。

裝置二：紅色液滴移動(dòng)距離代表細(xì)胞呼吸吸收O2的量與

產(chǎn)生CO2的量的差值。

裝置示例

/干重減少速率

/釋放CO2速率

注意事項(xiàng)

(1)為防止微生物呼吸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)將裝置進(jìn)行滅菌，所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理。

(2)對(duì)照組的設(shè)置：為防止氣壓、溫度等物理膨脹因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將所測(cè)定的生物滅活(將種子煮熟)，其他條件均不變。

(3)若選用綠色植物作實(shí)驗(yàn)材料，測(cè)定細(xì)胞呼吸速率，需將整個(gè)裝置進(jìn)行遮光處理，否則植物的光合作用會(huì)干擾呼吸速率的測(cè)定。

四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用

2、酵母菌釀酒，先通氣，后密封，其原理是先讓酵母

_____________________，再__________________。

3、花盆經(jīng)常松土，能促進(jìn)根部的_________，有利于吸

收___________等。

有氧呼吸，大量繁殖

無氧呼吸，產(chǎn)生酒精

有氧呼吸

礦物質(zhì)離子

1、包扎傷口，選用透氣消毒紗布，其目的是_______。

為傷口創(chuàng)造有氧環(huán)境，避免厭氧菌的繁殖，有利于傷口愈合。

4、糧油種子貯藏中：常用“零上低溫、低氧、干燥”

的方法來延長(zhǎng)貯存期；而果實(shí)、蔬菜的保鮮，常采

用的措施是“零上低溫、低氧、濕度適中”。

5、泡菜和酸奶的制作：利用乳酸菌的無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。

澇災(zāi)容易導(dǎo)致農(nóng)作物被淹，農(nóng)作物死亡，原因是什么？

水稻受澇時(shí)，根細(xì)胞可以短時(shí)間進(jìn)行無氧呼吸獲取能量，但同時(shí)也產(chǎn)生了酒精。時(shí)間長(zhǎng)了，酒精就會(huì)對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。

食品真空包裝利于保鮮，為什么？

四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用

提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)

原理：避免肌肉細(xì)胞因供氧不足進(jìn)行無氧呼吸而產(chǎn)生大量乳酸，乳酸能夠刺激肌細(xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，使人肌肉酸脹乏力。

呼吸：機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。

呼吸作用也稱細(xì)胞呼吸

答疑解惑

2、呼吸/呼吸作用？

1.呼吸作用與物質(zhì)在體外燃燒有什么區(qū)別嗎？

有區(qū)別，細(xì)胞呼吸①在溫和的條件下進(jìn)行；②能量逐步釋放；③釋放的能量部分以熱能形式散失，部分轉(zhuǎn)移到ATP中。

3.原核生物無線粒體，但有些原核生物仍可進(jìn)行有氧呼吸，

如藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌等

4.只能進(jìn)行無氧呼吸的真核生物，其細(xì)胞內(nèi)無線粒體。

(如蛔蟲、哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞)

請(qǐng)從影響細(xì)胞呼吸因素的角度考慮提高蔬菜大棚產(chǎn)量的措施有哪些。(科學(xué)思