細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件 【高效課堂精研精講】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)用細(xì)胞內(nèi)CO2呼吸作用（細(xì)胞呼吸）O2O2呼吸運(yùn)動(dòng)呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官CO2氣體運(yùn)輸呼吸運(yùn)動(dòng)和呼吸作用______在______經(jīng)過一系列的________，生成______________，釋放_(tái)_____并生成_____的過程；一、細(xì)胞呼吸1.概念P94有機(jī)物細(xì)胞里氧化分解二氧化碳或其他產(chǎn)物能量ATP2.發(fā)生場(chǎng)所：___________細(xì)胞里3.底物：_______________________有機(jī)物（最常利用的是葡萄糖C6H12O6）4.實(shí)質(zhì)：________________________有機(jī)物的氧化分解，并釋放能量5.細(xì)胞呼吸的方式：

P92有氧呼吸無氧呼吸對(duì)于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式；二、有氧呼吸1.場(chǎng)所

P92有氧呼吸的場(chǎng)所為_________和_______，其中，_______是有氧呼吸的主要場(chǎng)所；細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體①_________②_________③_________線粒體外膜線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)內(nèi)膜某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴；嵴使內(nèi)膜的表面積大大增大；線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中，含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶；葡萄糖丙酮酸少量能量酶4[H]C6H12O62C3H4O3線粒體（1）第一階段C6H12O6酶__C3H4O3

+4[H]+___能量場(chǎng)所：___________2少量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)[H]是一種簡(jiǎn)化的表示方式，產(chǎn)生[H]的過程，其實(shí)是指氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ（NADH）P932.過程P93葡萄糖丙酮酸少量能量酶4[H]少量能量20[H]6H2O6CO2酶C6H12O62C3H4O3線粒體（2）第二階段2C3H4O3+6H2O酶20[H]+6CO2

+___能量場(chǎng)所：___________少量線粒體基質(zhì)葡萄糖丙酮酸少量能量酶4[H]少量能量20[H]酶6H2O6CO26O2酶12H2O大量能量C6H12O62C3H4O3（3）第三階段24[H]+6O2酶12H2O

+___能量場(chǎng)所：___________大量線粒體內(nèi)膜C6H12O6

+6H2O

+6O2

6CO2

+12H2O+能量酶場(chǎng)所：________________細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

總反應(yīng)式中的H2O可以前后化簡(jiǎn)消掉嗎？不可以；

反應(yīng)物中的水參與第二階段，是第二階段的反應(yīng)物；生成物中的水是第三階段的生成物，因此兩者不能抵消；總反應(yīng)式熟記3.有氧呼吸的概念

有氧呼吸是指細(xì)胞在_____的參與下，通過______的_____作用，把_____等有機(jī)物__________，產(chǎn)生_______和____，______能量，生成_________的過程；氧多種酶催化葡萄糖徹底氧化分解二氧化碳水釋放大量ATP4.有氧呼吸與燃燒的區(qū)別（1）有氧呼吸過程_____；（2）有機(jī)物的能量經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)______釋放；（3）這些能量由相當(dāng)一部分儲(chǔ)存在_____中；溫和逐步ATP思考、討論

在細(xì)胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2870kJ的能量，可以使977.28kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。

請(qǐng)計(jì)算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少？這些能量大概能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP（每molATP水解能釋放能量30.54KJ）977.28÷2870≈34.05%其余能量以熱能形式散失977.28÷30.54=32（mol）因此：有氧呼吸中釋放的能量大部分以熱能的形式散失掉了，小部分（34.05%）儲(chǔ)存在ATP中；C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶思考一下有氧呼吸過程中氧原子的轉(zhuǎn)移途徑：葡萄糖和水中的氧都進(jìn)入CO2，O2中的氧進(jìn)入生成物

H2O思考、討論1.讓一只白鼠吸入有放射性的18O2,該白鼠體內(nèi)最先出現(xiàn)的含有18O的化合物是（）A.二氧化碳B.水C.丙酮酸D.乳酸B2.用含O18的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子的轉(zhuǎn)移途徑是（）

A．葡萄糖→丙酮酸→水

B．葡萄糖→丙酮酸→氧

C．葡萄糖→氧→水

D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳DC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶ⅠⅡⅢⅡⅢⅠⅡⅢ知識(shí)鞏固：說出有氧呼吸中的各底物和產(chǎn)物都分別屬于哪個(gè)階段？2、哪個(gè)階段有氧氣參與反應(yīng)？3、哪個(gè)階段產(chǎn)生ATP最多？1、哪個(gè)階段產(chǎn)生CO2？4、有氧呼吸中ATP產(chǎn)生的場(chǎng)所？5、分解1mol的葡萄糖需多少molO2和產(chǎn)生多少摩爾CO2？細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要）都是6mol第二階段第三階段第三階段思考：細(xì)胞必需有線粒體，才能進(jìn)行有氧呼吸嗎？不是例如，原核生物藍(lán)細(xì)菌、硝化細(xì)菌等，沒有線粒體，但是能進(jìn)行有氧呼吸；原因是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有與有氧呼吸有關(guān)的酶，其場(chǎng)所都是在細(xì)胞質(zhì)中；但乳酸菌則不能進(jìn)行有氧呼吸。但真核生物若無線粒體，如蛔蟲，則不能進(jìn)行有氧呼吸（無線粒體則無相關(guān)的酶）。易錯(cuò)提醒1：思考：線粒體能分解葡萄糖嗎不能，線粒體內(nèi)無分解葡萄糖的酶，不能進(jìn)行第一階段反應(yīng)；只能分解丙酮酸。練習(xí)4：下列3支試管中分別含有不同化學(xué)物質(zhì)和活性酵母菌細(xì)胞制備物。在適宜溫度且氧氣充足的條件下，會(huì)產(chǎn)生CO2的試管有（）①葡萄糖+已破裂的細(xì)胞②葡萄糖+線粒體③丙酮酸+線粒體A.①②③B.①②C.①③D.②③C易錯(cuò)提醒2：二、無氧呼吸1.場(chǎng)所：________________細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2.過程：葡萄糖丙酮酸2C2H5OH（酒精）+2CO22C3H6O3

（乳酸）酶少量能量4[H]酶另一種酶C6H12O62C3H4O3熱能散失少量ATP***葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中；***無氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP；***無氧呼吸過程中產(chǎn)生了[H]，并隨之用于第二階段，沒有積累；第二階段：場(chǎng)所仍在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)沒有生物能同時(shí)進(jìn)行兩種無氧呼吸與有氧呼吸完全相同無能量釋放生物類型：植物絕大多數(shù)器官、酵母菌等微生物C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶Ⅱ應(yīng)用：釀酒工業(yè)（乙醇發(fā)酵→酵母菌進(jìn)行無氧呼吸）酒精發(fā)酵→微生物進(jìn)行產(chǎn)生的酒精的無氧呼吸3、產(chǎn)生酒精的無氧呼吸特點(diǎn)：不耗氧，但會(huì)產(chǎn)生氣體CO2類型：人、動(dòng)物、玉米胚、甜菜根、馬鈴薯塊莖、乳酸菌等C6H12O6

2C3H6O3

（乳酸）+少量能量酶應(yīng)用：酸奶制作、泡菜制作（乳酸發(fā)酵→乳酸菌進(jìn)行無氧呼吸）乳酸發(fā)酵→微生物進(jìn)行產(chǎn)生的乳酸的無氧呼吸4、產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸特點(diǎn)：不耗氧，也不產(chǎn)生氣體

在___________的情況下，______等有機(jī)物經(jīng)過_____分解，釋放_(tái)________的過程；5.無氧呼吸概念：P94沒有氧氣參與葡萄糖不完全少量能量與氧氣關(guān)系：隨著氧濃度的升高，無氧呼吸受到的抑制越強(qiáng)但哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞除外（無氧呼吸且不受氧氣限制）思考一（計(jì)算）：酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，可以進(jìn)行有氧呼吸，也可進(jìn)行無氧呼吸，如同時(shí)進(jìn)行兩種呼吸，各消耗1摩爾葡萄糖，請(qǐng)問:①此時(shí)消耗的O2與產(chǎn)生的CO2之比？②若兩種呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳相等，那消耗的葡萄糖之比應(yīng)是多少？1：33：4原因：動(dòng)物和人無氧呼吸不能產(chǎn)生酒精和二氧化碳，而是產(chǎn)生乳酸，在產(chǎn)生乳酸時(shí)沒有二氧化碳的產(chǎn)生。思考二：人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)的呼吸方式是什么？其中以哪種方式為主？此時(shí)消耗的O2與產(chǎn)生CO2之比是多少？有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸為主1：16.呼吸作用的意義P94①為生物體提供能量②生物體代謝的樞紐（細(xì)胞呼吸過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可以轉(zhuǎn)化為甘油、氨基酸等非糖物質(zhì)；非糖物質(zhì)代謝形成的某些產(chǎn)物，與細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物相同，這些物質(zhì)可以進(jìn)一步形成葡萄糖；蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細(xì)胞呼吸過程聯(lián)系起來）辨圖丙酮酸CO2［H］O2酒精三、影響細(xì)胞呼吸的因素1.內(nèi)部因素——遺傳因素遺傳因素決定酶的種類的數(shù)量，進(jìn)而影響細(xì)胞呼吸的類型及速率；1.不同的植物種類，呼吸速率各有不同，如旱生植物﹤水生植物；陰生﹤陽生2.同一植物的不同器官或組織，呼吸速率也有明顯的差異如生殖器官﹥營(yíng)養(yǎng)器官，胚﹥胚乳

3.同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期細(xì)胞呼吸速率不同如幼苗及開花期﹥成熟及衰老期2.外部因素——環(huán)境因素原理：溫度通過影響_________影響呼吸速率；(1)溫度酶的活性曲線模型：應(yīng)用：低溫儲(chǔ)存糧食（干燥、零下低溫）水果、蔬菜(濕潤(rùn)、零上低溫)種植大棚作物白天：適當(dāng)

溫夜間：適當(dāng)

溫升降促進(jìn)光合作用降低呼吸作用原理：(2)O2濃度O2是有氧呼吸所必需的，O2對(duì)無氧呼吸過程有抑制作用；曲線模型：應(yīng)用：適當(dāng)減少O2濃度可抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。如何看總呼吸作用強(qiáng)度曲線？ABCA：只進(jìn)行無氧呼吸，釋放較多的二氧化碳；B：總呼吸強(qiáng)度最低，釋放的CO2量最少；（一般為儲(chǔ)存的最適氧氣濃度）；C：無氧呼吸消失點(diǎn)（此點(diǎn)之后只進(jìn)行有氧呼吸）；AB段急劇下降的原因：隨著O2濃度的增加，無氧呼吸受抑制，有氧呼吸又比較弱；原理：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多_____細(xì)胞呼吸的進(jìn)行(3)CO2濃度抑制曲線模型：應(yīng)用：在蔬菜和水果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。原理：(4)含水量自由水含量較高時(shí)，細(xì)胞呼吸作用旺盛曲線模型：應(yīng)用：糧食儲(chǔ)存時(shí)，應(yīng)保持干燥；種子萌發(fā)初期，吸水較多，細(xì)胞呼吸增強(qiáng)四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用P951應(yīng)用：包扎傷口時(shí)，選用透氣創(chuàng)可貼或消毒紗布原理：避免厭氧微生物的繁殖，有利于傷口愈合；2應(yīng)用：傷口過深或被銹釘扎傷，需及時(shí)就醫(yī)？原理：避免破傷風(fēng)芽胞桿菌（只能進(jìn)行無氧呼吸）進(jìn)行無氧呼吸而大量繁殖，引起破傷風(fēng)。3應(yīng)用：釀酒（控制通氣）原理：早期通氣，有利于酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，從而快速繁殖；后期密封，有利于酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。4應(yīng)用：農(nóng)作物栽培時(shí)及時(shí)松土透氣；原理：松土可增加土壤中氧氣的供應(yīng)，從而促進(jìn)有氧呼吸，為根對(duì)無機(jī)鹽的吸收（主動(dòng)運(yùn)輸）提供更多能量，促進(jìn)了根對(duì)無機(jī)鹽離子的吸收。5應(yīng)用：稻田要定期排水？原理：避免根因無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，造成爛根。6應(yīng)用：水果、蔬菜保鮮→低溫（零上）、低氧原理：降低溫度、降低氧氣含量可以降低呼吸作用強(qiáng)度，減少有機(jī)物的消耗，延長(zhǎng)保質(zhì)期。7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)生大量乳酸而使肌肉酸脹無力。五、相關(guān)計(jì)算1.判斷裝置中細(xì)胞的呼吸方式2.液滴移動(dòng)法判斷細(xì)胞呼吸的方式（1）裝置一燒杯內(nèi)是氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉溶液的作用是吸收細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，所以裝置一測(cè)量的是細(xì)胞呼吸消耗的氧氣的量，液滴移動(dòng)說明有氧氣消耗，則一定有有氧呼吸；（2）裝置二燒杯內(nèi)是清水，清水不能吸收氣體，也不釋放氣體，該裝置測(cè)量的是細(xì)胞呼吸釋放的二氧化碳的量和消耗氧氣的量的差值，液滴移動(dòng)則說明有產(chǎn)生酒精的無氧呼吸存在；實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動(dòng)不動(dòng)不動(dòng)右移左移右移左移不動(dòng)只進(jìn)行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸或種子死亡只進(jìn)行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸該實(shí)驗(yàn)誤差校正：1.為防止微生物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，應(yīng)對(duì)所測(cè)種子進(jìn)行消毒處理；2.為防止氣壓、溫度等物理因素所引起的誤差，應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將所測(cè)的生物材料滅活(如將種子煮熟)，其他條件均不變(1)有氧呼吸時(shí)：C6H12O6∶O2∶CO2＝_________；(2)無氧呼吸時(shí)：C6H12O6∶CO2∶酒精＝

_________，

或葡萄糖∶CO2∶乳酸＝___________；(3)消耗等量的C6H12O6時(shí)，無氧呼吸（酒精發(fā)酵）與有氧呼吸產(chǎn)生的CO2摩爾數(shù)之比為_________；(4)消耗等量的C6H12O6時(shí)，有氧呼吸消耗的O2摩爾數(shù)與有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生CO2摩爾數(shù)之和的比為_________；3.細(xì)胞呼吸反應(yīng)式中各物質(zhì)間的關(guān)系比1:6:63/41:2:21:0:21:3因此：（1）若Vo2/Vco2=3/4,有氧呼吸和無氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；（2）若Vo2/Vco2<3/4,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率小于無氧呼吸；（3）若Vco2/Vo2>4/3,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于無氧呼吸；1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)它自身有什么意義？有氧呼吸，產(chǎn)生能量多，利于進(jìn)行分裂；無氧呼吸→產(chǎn)生酒精；在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力；仍能為自己的生命活動(dòng)提供少量的能量問題探討

酵母菌是一種單細(xì)胞真菌（真核生物），異養(yǎng)生活；

酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于________，因此可以用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式；兼性厭氧菌探究.實(shí)踐——探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1.提出問題（1）酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生酒精是在無氧條件下進(jìn)行的還是再有氧條件下進(jìn)行的？（2）有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2量是否一樣多？2.作出假設(shè)（1）產(chǎn)生酒精是在無氧條件下進(jìn)行的；（2）有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量比較多；3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)原理①酵母菌屬于_________菌；以葡萄糖為底物時(shí)，通過測(cè)定酵母菌在有氧和無氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來確定酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，以及產(chǎn)物類型和產(chǎn)物的含量；兼性厭氧②產(chǎn)物CO2和酒精的檢測(cè)檢測(cè)物質(zhì)檢測(cè)試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象CO2酒精澄清石灰水變混濁（根據(jù)_________________可比較CO2的多少）石灰水的混濁程度溴麝香草酚藍(lán)溶液由___變____再變_____；(根據(jù)_______________________________可比較CO2的多少)藍(lán)綠黃溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色時(shí)間長(zhǎng)短重鉻酸鉀溶液（酸性條件下）由_____色變成_____色；橙灰綠（2）實(shí)驗(yàn)思路——對(duì)比實(shí)驗(yàn)自變量：因變量：氧氣的有無；產(chǎn)物的種類及生成量（是否有酒精產(chǎn)生以及CO2產(chǎn)生量）；怎樣控制有氧和無氧的條件？怎樣鑒定是否有酒精生成？怎樣鑒定有無CO2生成？怎樣比較CO2產(chǎn)生量的多少？（3）實(shí)驗(yàn)步驟①取