細胞呼吸的原理和應用（第2課時）【知識精講精研】高一上學期生物人教版必修1

第二課時

|人教版

|必修1

|第五章|細胞的能量供應和利用

|5.3細胞呼吸的原理和應用素養(yǎng)目標CONTENTS理解有氧呼吸和無氧呼吸的過程。（生命觀念）細胞呼吸的原理在生產(chǎn)生活中的應用。（社會責任）020301分析教材中探究酵母菌細胞呼吸方式的兩個裝置圖，明確兩者的區(qū)別。（科學探究）情境導入問題思考一：在持續(xù)的下雨天中，好多農(nóng)民的莊稼被淹，顆粒無收，為什么水太多會讓植株死亡？河南暴雨思考·討論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，卻要密封發(fā)酵。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？通氣是讓酵母菌通過有氧呼吸迅速繁殖,獲得大量的酵母菌。密封是讓酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精。思考·討論2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？酵母菌可利用O2進行有氧呼吸產(chǎn)生大量能量,進行繁殖和生長3.在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉化為酒精對它自身有什么意義？酵母菌將有機物轉化為酒精的同時,能為酵母菌的生命活動提供少量能量。細胞呼吸的方式根據(jù)是否有O2的參與：細胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸絕大多數(shù)生物細胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸細胞呼吸細胞呼吸的方式1、場所細胞呼吸的方式

有氧呼吸細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體（主要場所）有氧呼吸的先由細胞質(zhì)基質(zhì)完成葡萄糖的初步分解，之后由線粒體完成剩下的部分01總反應式C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶嵴基質(zhì)外膜（使內(nèi)膜表面積大大增加）內(nèi)膜含有與有氧呼吸有關的酶細胞呼吸的方式

2丙酮酸（C3H4O3）細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜C6H12O6

主動運輸C6H12O6

酶少量能量4[H]

2丙酮酸6H2O酶20[H]

6CO2

少量能量6O2

[H]與O2結合

12H2O大量能量有氧呼吸過程有氧呼吸第一階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）：C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量酶第三階段（線粒體基質(zhì)）：第二階段（線粒體內(nèi)膜）：2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量酶24[H]+6O2

→12H2O+大量能量酶產(chǎn)生[H]的過程是指氧化型輔酶

I（NAD+）轉化成還原型輔酶

I（NADH)全過程復雜，概括的分為三個階段思考·討論反應生成物中的CO2和H2O

中的O分別來自反應物中的什么物質(zhì)?C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量酶OOO反應式中兩邊的水能否抵消？不能有氧呼吸能量去向1mol葡萄糖2870kJ有氧呼吸對生物體有何意義？熱能散失ATP(977.28kJ)1、轉換效率大約是多少？2、這些能量大約能使多少ADP轉化為ATP？3、反應式中的能量能否寫成ATP？約為32mol約為34%不能02有氧呼吸的定義有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO2和水，釋放能量，生成大量ATP的過程與有機物在體外燃燒相比，有氧呼吸有什么不同？有機物在體外燃燒需要高溫，反應劇烈有氧呼吸在常溫下進行，過程溫和，能量逐步釋放細胞呼吸的方式

02思考·討論無氧呼吸的場所在哪里呢?反應是如何進行的呢？為什么你在跑完步后第二天早上肌肉發(fā)酸?橘子儲藏久了為什么會有酒味呢？02影響有氧呼吸的因素1、種子在存放前要曬干的主要目的是？2、蔬菜要保鮮我們把它們放在冰箱里的主要目的是？3、疏松土壤可以促進根系吸收礦質(zhì)元素的原理是什么？思考·討論無氧呼吸的場所在哪里呢?反應是如何進行的呢？為什么你在跑完步后第二天早上肌肉發(fā)酸?橘子儲藏久了為什么會有酒味呢？細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體C6H12O6(葡萄糖)散失ATP酶[H]能量丙酮酸酶C2H5OH(酒精)

CO2C3H6O3（乳酸）酶無氧呼吸過程細胞呼吸的方式

無氧呼吸第一階段（細胞質(zhì)基質(zhì)）：C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量酶第二階段（線粒體內(nèi)膜）：2丙酮酸+4[H]→

細胞質(zhì)基質(zhì)過程與有氧呼吸第一階段完全相同只在第一階段釋放少量的能量。絕大部分能量存留在酒精或乳酸中。熱能ATP2C2H5OH（酒精）+2CO2酶2C3H6O3（乳酸）酶反應場所思考·討論C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2

+少量能量酶乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵例：高等動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細胞，形象記憶：馬吃甜玉米）例：高等植物被水淹、水果、酵母菌同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？無氧呼吸中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總反應式呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸不同點場所條件產(chǎn)物能量ATP產(chǎn)生階段相同點細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)O2、多種酶無O2參與、多種酶徹底分解為12H2O+6CO2不徹底分解為2酒精和2CO2或2乳酸大量能量（32ATP）少量能量（2ATP），大部分能量儲存在乳酸或酒精中三個階段均產(chǎn)生ATP僅在第一階段產(chǎn)生ATP第一階段反應完全相同，且都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行兩種呼吸作用的實質(zhì)相同，都能分解有機物，釋放能量細胞有氧呼吸和無氧呼吸的比較02影響有氧呼吸的因素①O2的濃度(第三階段)②溫度(酶活性)③水分(第二階段)④CO2

濃度1、種子在存放前要曬干的主要目的是？2、蔬菜要保鮮我們把它們放在冰箱里的主要目的是？3、疏松土壤可以促進根系吸收礦質(zhì)元素的原理是什么？影響細胞呼吸的外界因素與應用022、溫度影響細胞呼吸的外界因素細胞呼吸是一系列的酶促反應，溫度通過影響酶的活性而影響細胞呼吸速率在一定的溫度范圍內(nèi)，呼吸速率會隨溫度升高而增大應用：a、低溫儲存食品b、大鵬栽培在夜間和陰天適當降溫c、溫水和面發(fā)得快022、O2濃度影響細胞呼吸的外界因素1、在

時只進行無氧呼吸2、在

時同時進行有氧呼吸和無氧呼吸3、在

時只進行有氧呼吸4、在

時有機物消耗最少O2濃度為00<O2濃度<bO2濃度≥bO2濃度=a應用：a、中耕松土促進植物根部有氧呼吸b、低氧環(huán)境儲存糧食、果蔬c、有氧運動可避免肌細胞產(chǎn)生乳酸d、無氧發(fā)酵需要嚴格控制無氧環(huán)境促進根吸收無機鹽023、CO2影響細胞呼吸的外界因素CO2是細胞呼吸的產(chǎn)物，積累過多會抑制細胞呼吸的進行應用：a、適當增加CO2的濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮4、水1、水是有氧呼吸的反應物可直接參與反應，也作為生化反應的介質(zhì)影響反應的進行2、在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢3、當含水量過多時，細胞呼吸速率減慢，直至死亡應用：a、糧食在收倉前要進行晾曬處理b、干種子萌發(fā)前進行浸泡處理稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細胞就會進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精發(fā)酵，時間長了，酒精就會對根細胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。為什么稻田要定期排水？細胞呼吸原理的應用1、為什么被銹釘扎傷或傷口很深時，需要注射破傷風疫苗，且用透氣的創(chuàng)可貼或紗布包扎傷口？細胞呼吸原理的應用破傷風桿菌代謝的類型屬于厭氧性（無氧呼吸），傷口深處有利于破傷風桿菌的繁殖，破傷風有可能發(fā)作。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。實驗現(xiàn)象結論裝置一液滴裝置二液滴只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸或已死亡只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸只進行有氧或進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸不動不動不動不動右移左移左移右移裝置一裝置二拓展·延伸實戰(zhàn)·演練1.甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。①曲線a、b、c分別表示

、

和呼吸作用CO2釋放量。②在O2濃度為0時，CO2的釋放量為___，此時只進行

；當O2濃度

時，

只進行有氧呼吸，此時CO2釋放量_____O2吸收量；當0＜O2濃度＜D時，既進行有氧呼吸，又進行無氧呼吸。無氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸≥DA等于實戰(zhàn)·演練1.甲、乙兩圖都表示某植物的非綠色器官CO2釋放量和O2吸收量的變化。③在保存蔬菜、水果時，應選擇乙圖中

點對應的O2濃度，因為此時

；保存條件一般為

。④甲圖的a、b、c、d四種氧濃度中___