高一上學期生物人教版必修1 5.3+細胞呼吸的原理和應用課件

細胞的能量供應和利用第5章第3節(jié)細胞呼吸的原理和應用本節(jié)聚焦探究酵母菌細胞呼吸的方式有氧呼吸和無氧呼吸的過程、特點細胞呼吸原理的應用2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精對自身有什么意義？酵母菌細胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的通氣有的需要密封？思考：問題探討發(fā)酵生產(chǎn)葡萄酒的車間呼吸作用的實質(zhì)是細胞內(nèi)的有機物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細胞呼吸。一、細胞呼吸的方式細胞內(nèi)

+有機物+水CO2能量呼吸作用（本質(zhì)）O2O2呼吸（現(xiàn)象）呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官CO2氣體運輸+呼吸≠細胞呼吸≠呼吸運動實驗原理：一種_______的真菌，依賴外來的有機物進行異養(yǎng)生活，以出芽生殖等方式產(chǎn)生后代；在有氧和無氧條件下都能生存，屬于___________。兼性厭氧菌單細胞酵母菌實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式酵母菌制作饅頭釀酒蒸饅頭之前，我們要先發(fā)面。先用溫水把干酵母粉化開，加入面團中，幾個小時后面團會逐漸膨大，用手摳開里面，會發(fā)現(xiàn)面團里面有許多孔隙。你知道這些孔隙是怎么形成的嗎？工業(yè)生產(chǎn)中，利用麥芽、葡萄糖、糧食和酵母菌以及發(fā)酵罐等釀制啤酒。在釀制的早期需要向發(fā)酵罐中通入氧氣，而后期必須隔絕氧氣，以產(chǎn)生酒精，同時發(fā)酵裝置需要定期放排出氣體。結(jié)合上述對氧氣條件的控制，你能得到什么啟發(fā)嗎？酵母菌細胞呼吸可產(chǎn)生CO2酵母菌細胞呼吸可產(chǎn)生酒精實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式提出問題：酵母菌什么條件下產(chǎn)生CO2？什么條件下產(chǎn)生酒精？實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式作出假設(shè)：①通入澄清的石灰水澄清→渾濁藍→綠→黃酸性重鉻酸鉀溶液：橙色→灰綠色無氧CO2+酒精產(chǎn)生CO2有氧產(chǎn)生分析變量自變量:因變量:無關(guān)變量:細胞呼吸的條件細胞呼吸的產(chǎn)物有氧(通氣)無氧(密閉)影響實驗結(jié)果的可變因素(相同且適宜)

CO2的檢測酒精的檢測：設(shè)計實驗：②溴麝香草酚藍溶液實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式設(shè)計實驗：有氧呼吸裝置：10%NaOH目的：

去除空氣中CO2，保證檢測出的CO2是酵母菌呼吸作用的產(chǎn)物。A培養(yǎng)瓶中加入煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，目的是：

煮沸：排除雜菌對實驗結(jié)果的干擾。冷卻：避免因溫度過高殺死酵母菌。實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式設(shè)計實驗：無氧呼吸裝置：思考：將B瓶先反應一段時間，然后再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶。為什么？

讓錐形瓶中的O2耗盡，確保石灰水渾濁是酵母菌呼吸產(chǎn)CO2引起的實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗方法步驟①

稱取等量的兩份食用酵母菌（10g）②

配制質(zhì)量分數(shù)為5%葡萄糖溶液作為酵母菌的培養(yǎng)液；煮沸冷卻后使用③

搭建如圖的有氧呼吸（左）和無氧呼吸（右）裝置；④

培養(yǎng)25-35℃環(huán)境中培養(yǎng)（酵母菌生長的最適溫度，保證酵母菌高活性）、觀察

、檢測、記錄。實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式結(jié)果與分析

有氧裝置澄清石灰水變渾濁程度大，出現(xiàn)時間快無氧裝置澄清石灰水變渾濁程度小，出現(xiàn)時間慢實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式剛加入重鉻酸鉀

一段時間以后A：有氧條件下酵母菌培養(yǎng)液；B：無氧條件下酵母菌培養(yǎng)液ABAB有氧裝置中A瓶的酵母菌溶液沒有顏色變化；無氧裝置A瓶的酵母菌溶液由橙色變?yōu)榛揖G色。取酵母菌培養(yǎng)液濾液進行檢測；時間延長耗盡葡萄糖結(jié)果與分析

1.酵母菌在有氧和無氧條件下都進行細胞呼吸;2.在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量CO23.在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗結(jié)論提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗進行實驗得出結(jié)論科學探究的一般過程：討論：本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？對比實驗（相互對照實驗）設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對幾個實驗組結(jié)果的分析比較，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗。實驗組實驗組科學方法××(1)配置酵母菌培養(yǎng)液時，葡萄糖溶液煮沸后，即可加入新鮮食用酵母()×(2)

如果產(chǎn)生的氣體使澄清石灰水變渾濁，則酵母菌進行有氧呼吸()(3)橙色的重鉻酸鉀溶液在堿性條件下遇酒精變?yōu)榛揖G色（

）(4)在有氧和無氧條件下的實驗分別是對照組和實驗組(

)隨堂檢測×主要場所雙層膜（外膜、內(nèi)膜）內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，線粒體基質(zhì)（DNA、RNA、核糖體、內(nèi)有呼吸作用有關(guān)的酶）外膜內(nèi)膜嵴核糖體DNA線粒體基質(zhì)(1)結(jié)構(gòu)有氧呼吸的主要場所，提供細胞生命活動所需能量，是細胞的“動力車間”(2)功能二、有氧呼吸

第一階段：C6H12O6少量能量少量ATP熱能形式散失2丙酮酸酶少量[H]①葡萄糖的初步分解C6H12O6酶場所：細胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸+[H]+少量能量線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)[H]還原型輔酶Ⅰ二、有氧呼吸線粒體少量能量少量ATP熱能形式散失丙酮酸徹底分解酶CO2+[H]+少量能量場所：線粒體基質(zhì)丙酮酸+H2OC6H12O62丙酮酸酶少量[H]細胞質(zhì)基質(zhì)①6CO2大量[H]②酶6H2O

第二階段：少量能量少量ATP熱能形式散失二、有氧呼吸

第三階段：場所：線粒體內(nèi)膜酶H2O+大量能量[H]+6O2大量能量大量ATP熱能形式散失12H2O6O2酶③線粒體6CO2能少量ATP熱能形式散失大量[H]②C6H12O62丙酮酸酶少量[H]①酶6H2O細胞質(zhì)基質(zhì)少量能量少量ATP熱能形式散失二、有氧呼吸有氧呼吸過程總結(jié)細胞質(zhì)基質(zhì)第一階段場所:第二階段場所:第三階段場所:

C6H12O6→2丙酮酸＋4[H]＋少量能量酶2丙酮酸＋6H2O→6CO2＋20[H]＋少量能量酶24[H]＋6O2→12H2O＋大量能量酶總反應式二、有氧呼吸C6H12O6

+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜元素去向C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶

2870kJ977.28kJ1892.72kJ二、有氧呼吸PARTONE有氧呼吸是指細胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把

等有機物

氧化分解，產(chǎn)生

和

釋放能量，產(chǎn)生大量

的過程。定義：氧酶葡萄糖徹底二氧化碳水ATP××(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物質(zhì)()×(2)

真核細胞都進行有氧呼吸()(3)沒有線粒體的細胞一定不能進行有氧呼吸（

）(4)有氧呼吸的實質(zhì)是葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解，并且釋放大量能量的過程(

)隨堂檢測×三、無氧呼吸細胞質(zhì)基質(zhì)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]與有氧呼吸第一階段相同不釋放能量場所：過程少量ATP熱能形式散失三、無氧呼吸C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量（少）C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+能量（少）①產(chǎn)生酒精②產(chǎn)生乳酸動物、乳酸菌、少部分植物(馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等)大多數(shù)植物（蘋果果實、水稻根）、酵母菌無氧呼吸的產(chǎn)物不同是由于酶不同總反應式三、無氧呼吸細胞在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量，生成少量ATP的過程。定義：能量轉(zhuǎn)化1mol葡萄糖分解釋放196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08kJ的能量儲存在_____中。ATP極少部分儲存在ATP中無氧呼吸分解有機物不徹底，釋放的能量很少。有機物中穩(wěn)定的化學能大部分儲存在未完全分解的有機物(酒精或乳酸)中釋放少量的能量大部分以熱能的形式散失總結(jié)細胞呼吸：①定義:細胞呼吸是指

在

內(nèi)經(jīng)過一系列的

分解，

生成

或其他產(chǎn)物，釋放

并生成

的過程。有機物細胞氧化二氧化碳能量ATP細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。(細胞呼吸產(chǎn)生的中間產(chǎn)物丙酮酸，是蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)轉(zhuǎn)化的媒介，蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細胞呼吸過程聯(lián)系起來)②意義：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油有氧呼吸和無氧呼吸的比較呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸不同點場所氧氣參與分解程度產(chǎn)物能量ATP生成階段相同點聯(lián)系實質(zhì)意義線粒體（主）和細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)需要不需要CO2、H2O乳酸或酒精＋CO2熱能(主)＋儲存在ATP中的化學能乳酸/酒精中的化學能（主）＋熱能＋儲存在ATP中的化學能徹底氧化分解不徹底氧化分解第一、第二、第三階段第一階段第一階段反應完全相同，都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行反應實質(zhì)相同，都能氧化分解有機物，釋放能量為生物體的各項生命活動提供能量；生物體代謝樞紐；維持恒溫和動物體溫××(1)細胞呼吸可以把蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝聯(lián)系起來()√(2)

無氧呼吸過程中沒有氧氣參與，所以有[H]的積累()(3)人體產(chǎn)生二氧化碳的細胞呼吸方式一定是有氧呼吸（

）(4)在有氧和無氧條件下，葡萄糖中能量的去向都是大部分以熱能形式散失，少部分儲存在ATP中(

)隨堂檢測(5)細胞呼吸分解有機物釋放的能量大部分以熱能的形式散失，只有少部分用于合成ATP(

)×√四、細胞呼吸的應用包扎傷口時，選用用透氣的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”等敷料原因：傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌以及發(fā)酵罐等，在控制通氣的情況下，可以生產(chǎn)各種酒。土壤板結(jié)后，空氣不足，會影響根系生長，需要及時松土透氣。四、細胞呼吸的應用儲藏水果、糧食的倉庫，往往要通過降低溫度、降低氧氣含量等措施，來減弱水果、糧食的呼吸作用，以延長保質(zhì)期。破傷風芽孢桿菌只進行無氧呼吸，很適合在較深的傷口里生存并大量繁殖。所以，皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌容易大量繁殖。提倡有氧運動：原因之一避免肌細胞因氧氣不足無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，積累過多乳酸使肌肉酸痛。五、影響細胞呼吸的因素1.影響細胞呼吸的內(nèi)因遺傳因素、酶的種類和數(shù)量（1）遺傳特性

不同生物，細胞呼吸速率不同。如：陰生植物﹤陽生植物，旱生植物﹤水生植物（2）生長發(fā)育時期

同一個體在不同發(fā)育時期，細胞呼吸速率不同。如：老年人﹤青年人，幼苗、開花期>成熟期（3）器官類型

同一個體的不同器官，細胞呼吸速率不同。如：肝臟細胞﹥皮膚細胞，生殖器官>營養(yǎng)器官呼吸速率：指單位時間內(nèi)呼吸作用消耗的反應物的量或生成物的產(chǎn)生量。(1)溫度:通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率。溫度呼吸速率①零上低溫儲存蔬菜和水果②大棚夜間或陰雨天適當降低溫度。為了降低呼吸作用消耗有機物的量，而增加農(nóng)作物產(chǎn)量。③溫水和面發(fā)酵快。五、影響細胞呼吸的因素2.影響細胞呼吸的外因(2)O2濃度:

O2是有氧呼吸所必需的，O2的有無決定細胞呼吸的類型，O2在一定范圍內(nèi)促進細胞呼吸速率，O2對無氧呼吸過程有抑制作用。五、影響細胞呼吸的因素ABCDEFG①中耕松土促進根呼吸②無氧發(fā)酵控制無氧環(huán)境③低氧儲存糧食、蔬菜、水果應用：①O2濃度＝0時(A點)，只進行無氧呼吸②0＜O2濃度＜10%時，同時進行有氧呼吸和無氧呼吸③O2濃度≥10%時(G點：無氧呼吸消失的點)，只進行有氧呼吸。④O2濃度=5%時(C點)，有機物消耗最少，對應的O2濃度是儲存水果和蔬菜的最佳濃度五、影響細胞呼吸的因素總呼吸作用有氧呼吸無氧呼吸我們將三條曲線和橫軸圍成的面積表示出來，如下圖所示，請說明三幅圖的含義：無氧呼吸總量有氧呼吸總量呼吸作用總量(1)三種顏色區(qū)域面積之間有何等量關(guān)系？DDD無氧呼吸總量SMOD有氧呼吸總量SOEFEF呼吸作用總量SMOFEEF+=(2)由上述等式能否找到三圖中面積相等的兩區(qū)域？SMRC=S0RD呼吸作用曲線中的面積問題①原理：CO2是細胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制細胞

呼吸的進行。②應用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細胞呼

吸，減少有機物的消耗。①原理：水既是反應物，又是生成物。在一定范圍內(nèi)，細胞

呼吸隨含水量的增加而加快，超過一定范圍，細胞

呼吸會受到抑制。②應用：種子浸泡，有利于萌發(fā);種子曬干，有利于儲藏。(3)CO2濃度五、影響細胞呼吸的因素(4)水分植物組織呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖為例）(1)裝置1中加入NaOH溶液的目的是

，根據(jù)有色液滴移動的刻度可知

。吸收二氧化碳呼吸作用消耗的氧氣的體積(2)裝置2有色液滴移動代表

。細胞呼吸消耗的O2體積和釋放CO2的體積的差值

欲確認某生物的呼吸類型，應設(shè)置兩套呼吸裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)(3)實驗結(jié)果預測和結(jié)論實驗現(xiàn)象結(jié)

論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或種子已死亡不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸植物組織呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖為例）(4)誤差校正植物組織呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖為例）

為使實驗結(jié)果精確，除減少無關(guān)變量的干擾外，還應設(shè)置對照裝置。

對照裝置與裝置二相比，不同點是用“煮熟的種子”代替“發(fā)芽種子”，其余均相同。.

若需消耗氧氣或產(chǎn)物有水，則一定存在有氧呼吸若產(chǎn)物中有酒精或乳酸，則一定有無氧呼吸看反應物、產(chǎn)物“三看法”判斷細胞呼吸的類型（以葡萄糖為底物）看物質(zhì)的量的關(guān)系

不消耗O2，釋放CO2

→只進行產(chǎn)酒精的無氧呼吸不消耗O2，不釋放CO2→只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸或細胞已死亡CO2釋放量=O2的吸收量→只進行有氧呼吸或既進行有氧呼吸又進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸CO2釋放量>O2的吸收量→既進行有氧呼吸，又進行產(chǎn)酒精的無氧呼吸看反應場所只在細胞質(zhì)基質(zhì)中——無氧呼吸；有線粒體參與——一定存在有有氧呼吸.

有氧呼吸與產(chǎn)酒精的無氧呼吸的數(shù)量關(guān)系

(1)消耗等量葡萄糖，有氧呼吸與無氧呼吸CO2產(chǎn)生量的比為3：1(2)產(chǎn)生等量CO2，有氧呼吸與無氧呼吸消耗葡萄糖量的比為1：3(3)有氧呼吸與無氧呼吸同時進行時

×√(1)用透氣消毒紗布包扎傷口，目的是保證傷口處細胞的有氧呼吸()×(2)

無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果保鮮()(3)及時排澇，能防止水稻根細胞受酒精毒害（

）(4)圖是外界條件對植物呼吸速率的影響曲線圖，以下分析中不正確的是?(

)A.從甲圖可知細胞呼吸最旺盛時的溫度是B點對應的溫度B.曲線Ⅰ表示的生理過程所利用的有機物主要是葡萄糖C.曲線Ⅱ最終趨于平衡，可能是受到溫度或呼吸酶數(shù)量的限制D.乙圖中兩條曲線的交點表示呼吸作用釋放CO2和吸收O2的量相等隨堂檢測D甲乙1.下列關(guān)于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗，說法不正確的是()A.酵母菌常被用作研究細胞呼吸的實驗材料，其主要原因是酵母菌屬于兼性厭氧生物

B.在有氧呼吸的裝置中，可將空氣直接通入酵母菌的培養(yǎng)液

C.酵母菌呼吸產(chǎn)生的CO2可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃

D.酵母菌呼吸產(chǎn)生的酒精在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液反應變成灰綠色2.如圖表示細胞呼吸的過程，其中①～③代表有關(guān)生理過程發(fā)生的場所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是()