新教材2023年秋高中生物5.3細(xì)胞呼吸課件新人教版必修1

第5章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和應(yīng)用第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用線(xiàn)粒體Mitochondrion引入新課18世紀(jì)，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)燃燒時(shí)需要與氧氣劇烈作用，并把呼吸作用比作“緩慢燃燒過(guò)程”。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)：呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸?！咎岢鰡?wèn)題】細(xì)胞呼吸是否一定需要氧？

生物在有氧和無(wú)氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？01細(xì)胞呼吸的方式探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌細(xì)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(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。而在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。酵母菌單細(xì)胞的真菌，在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。其細(xì)胞呼吸以葡萄糖作為底物時(shí)，可通過(guò)測(cè)定在有氧條件和無(wú)氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來(lái)確定細(xì)胞呼吸的類(lèi)型。探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（2）

做出假設(shè)酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行呼吸。酵母菌在有氧條件下，產(chǎn)生CO2，在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精和CO2。有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量比較多。（1）

提出問(wèn)題酵母菌是否在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行呼吸？其呼吸產(chǎn)物是否相同？有氧和無(wú)氧條件下產(chǎn)生的CO2量是否一樣多？探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模茖W(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，理清實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)注以下問(wèn)題。①怎樣控制有氧和無(wú)氧條件？②怎樣鑒定酒精和CO2的產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酒精+重鉻酸鉀（濃硫酸溶液）：橙色→灰綠色★產(chǎn)物檢測(cè)①使澄清石灰水變渾濁（根據(jù)渾濁程度檢測(cè)CO2產(chǎn)生的多少）②溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃（根據(jù)其變黃色時(shí)間的長(zhǎng)短，檢測(cè)CO2產(chǎn)生的多少）（1）檢測(cè)CO2（2）檢測(cè)酒精探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察項(xiàng)目有氧裝置無(wú)氧裝置澄清石灰水變渾濁程度溴麝香草酚藍(lán)溶液顏色變化時(shí)間重鉻酸鉀檢驗(yàn)情況（酸性條件）渾濁程度高渾濁程度低顏色變化時(shí)間短顏色變化時(shí)間長(zhǎng)無(wú)顏色變化橙色→灰綠色（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2在無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2探究·實(shí)踐探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式★注意事項(xiàng)甲組中通過(guò)含NaOH溶液的目的是什么？去除空氣中CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧條件產(chǎn)生CO2所致。B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是什么？消耗掉B瓶中的氧氣，確保通過(guò)澄清石灰水的CO2是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。A、B培養(yǎng)瓶中加入煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，加熱煮沸的目的是什么？除去溶液中的氧氣，避免對(duì)自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)科學(xué)方法在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中，需要設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件來(lái)探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的，通過(guò)對(duì)比可以看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸的影響。對(duì)比實(shí)驗(yàn)也是科學(xué)探究中常用的方法之一。02有氧呼吸有氧呼吸概念：指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，同時(shí)生成大量ATP的過(guò)程。對(duì)象：是絕大多數(shù)生物細(xì)胞呼吸的主要方式場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線(xiàn)粒體（主要場(chǎng)所）內(nèi)膜外膜形狀：棒狀或粒狀結(jié)構(gòu)：①兩層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)折疊（形成嵴）擴(kuò)大了膜面積，為酶提供更多的附著場(chǎng)所②基質(zhì)中含有少量DNA、RNA、核糖體等，可以進(jìn)行某些蛋白質(zhì)的生物合成功能：有氧呼吸的主要場(chǎng)所，為生命活動(dòng)提供能量。喻為細(xì)胞的“動(dòng)力車(chē)間”分布：存在于動(dòng)物、植物等真核細(xì)胞【線(xiàn)粒體】有氧呼吸過(guò)程：第一階段（葡萄糖的初步分解）場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3（丙酮酸）相關(guān)信息這里的[H]是一種十分簡(jiǎn)化的表示方式。這一產(chǎn)生[H]的過(guò)程實(shí)際上是指氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ（NADH）。有氧呼吸過(guò)程：第二階段（丙酮酸的徹底分解）場(chǎng)所：線(xiàn)粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：過(guò)程：第三階段（[H]的氧化）場(chǎng)所：線(xiàn)粒體內(nèi)膜上物質(zhì)變化：+6H2O酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3（少量）酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸總反應(yīng)式：1mol的葡萄糖徹底氧化分解釋放的總能量2870KJ，其中977.28kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中（合32mol），大多數(shù)能量以熱能形式散失掉了。有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能能量轉(zhuǎn)化：有氧呼吸特點(diǎn)：①有氧呼吸過(guò)程溫和，常溫常壓，多種酶的催化。②釋放的能量大部分以熱能的形式散失，小部分儲(chǔ)存在ATP中。③有機(jī)物中的能量逐步釋放；保證有機(jī)物中的能量得到充分利用。

能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定。03無(wú)氧呼吸無(wú)氧呼吸概念：在沒(méi)有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解，釋放少量能量的過(guò)程。條件：無(wú)氧或缺氧場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)物：酒精和CO2或乳酸無(wú)氧呼吸過(guò)程：第一階段（葡萄糖的初步分解）物質(zhì)變化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3過(guò)程：第二階段（丙酮酸的不徹底分解）物質(zhì)變化：酶2C3H6O3(乳酸)A.產(chǎn)生乳酸2C2H5OH(酒精)+2CO2B.產(chǎn)生酒精酶丙酮酸+4[H]丙酮酸+4[H]無(wú)氧呼吸對(duì)象：乳酸菌，人和動(dòng)物，高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米的胚等）。酵母菌，大多數(shù)植物(萌發(fā)的種子、植物的非綠色器官)無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式：能量轉(zhuǎn)化：C6H12O6酶2C3H6O3+少量能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能仍?xún)?chǔ)存在乳酸和酒精中有氧呼吸VS無(wú)氧呼吸呼吸方式有氧呼吸無(wú)氧呼吸呼吸場(chǎng)所條件分解產(chǎn)物能量ATP產(chǎn)生階段主要在線(xiàn)粒體內(nèi)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、多種酶無(wú)氧氣參與，需要多種酶徹底分解形成CO2和H2O不徹底分解,形成酒精和CO2、乳酸釋放大量能量釋放少量能量，大部分能量?jī)?chǔ)存在乳酸或酒精中有氧呼吸三個(gè)階段均產(chǎn)生ATP僅在第一個(gè)階段產(chǎn)生ATP共性：第一個(gè)階段反應(yīng)完全相同，并且都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)進(jìn)行。細(xì)胞呼吸的意義（1）為生物體提供能量（2）生物體代謝的樞紐。糖類(lèi)葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三階段脂肪甘油+脂肪酸蛋白質(zhì)氨基酸有機(jī)酸脫氨基作用NH3細(xì)胞呼吸是蛋白質(zhì)、糖類(lèi)和脂質(zhì)代謝的樞紐。β氧化04細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用影響細(xì)胞呼吸的因素：溫度、氧氣含量、CO2濃度、含水量C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量溫度水氧氣二氧化碳細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用溫度：主要影響呼吸酶的活性。①最適溫度:細(xì)胞呼吸最強(qiáng)。②超過(guò)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。應(yīng)用：低溫儲(chǔ)存蔬菜和水果；大棚栽培植物有晝夜溫差。細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用CO2濃度：CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對(duì)細(xì)胞呼吸有抑制作用。CO2濃度升高到1%～10%時(shí)，呼吸作用明顯被抑制。應(yīng)用：地窖來(lái)貯藏大白菜、甘薯等。細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用含水量：在一定范圍內(nèi)含水越多，呼吸作用越強(qiáng)。在一定范圍內(nèi)，細(xì)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。當(dāng)含水量過(guò)多時(shí)，呼吸速率減慢，甚至死亡。應(yīng)用：種子儲(chǔ)存應(yīng)曬干，降低呼吸作用；作物栽培中，合理灌溉。細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用氧氣含量：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對(duì)無(wú)氧呼吸有抑制作用。有氧呼吸：一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增大，但氧濃度達(dá)到一定值時(shí)，不再增加(底物的量或酶的濃度限制）。無(wú)氧呼吸：無(wú)氧呼吸隨氧濃度增加而受抑制，氧濃度達(dá)一定值時(shí)，被完全抑制。細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用應(yīng)用：貯藏蔬菜、水果和種子時(shí)，

O2濃度保持在D點(diǎn)，細(xì)胞呼吸最弱，有機(jī)物消耗最少。氧氣含量：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對(duì)無(wú)氧呼吸有抑制作用。ACB510152025無(wú)氧呼吸速率