5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

ADP轉(zhuǎn)化成ATP的過程中，所需要的能量從哪里來？綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP酶有機(jī)物氧化分解釋放的化學(xué)能動(dòng)物、人、真菌及大多數(shù)細(xì)菌等光能化學(xué)能溫故知新第3節(jié)

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用

細(xì)胞呼吸過程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？有氧呼吸與無氧呼吸各有什么特點(diǎn)？◎本節(jié)聚焦細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用？一、細(xì)胞呼吸的方式2.呼吸作用的實(shí)質(zhì)：是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量【注意】呼吸≠呼吸作用

細(xì)胞呼吸是否都需要氧？

生物在有氧和無氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？記1.細(xì)胞呼吸的概念：

指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。2.實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（1）實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短，可以檢測(cè)CO2產(chǎn)生的多少。H2OCO2有氧條件酵母菌無氧條件CO2酒精澄清石灰水：變渾濁溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃橙色重鉻酸鉀溶液：變成灰綠色（酸性條件下）

酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，屬于兼性厭氧菌。（2）實(shí)驗(yàn)變量自變量：氧氣的有無因變量：酵母菌的呼吸產(chǎn)物（3）方法步驟①酵母菌培養(yǎng)液的配置取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）。分別向瓶中注入240mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液。先加熱煮沸，冷卻后再注入錐形瓶中，防止雜菌污染②檢測(cè)CO2的產(chǎn)生

用錐形瓶和其他材料用具組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并連通像皮球（或氣泵），讓空氣間歇性地依次通過3個(gè)錐形瓶（約50min）。然后將實(shí)驗(yàn)裝置放到25-35℃的環(huán)境中培養(yǎng)8-10h。記酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水B瓶封口放置一段時(shí)間后，再連通裝有澄清石灰水的錐形瓶。這是為什么？

無氧條件下的裝置目的是讓酵母菌將B瓶中的O2消耗掉，確保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚藍(lán)溶液）的CO2是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的目的是吸收空氣中的CO2，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾有氧條件下的裝置接橡皮球（或氣泵）質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水注意導(dǎo)管的連接，進(jìn)管要伸入液面，出管要靠近瓶塞記③檢測(cè)酒精的產(chǎn)生A瓶和B瓶各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入2支干凈的試管中。向試管中分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%-97%）并輕輕振蕩，使它們混合均勻。觀察試管中溶液的顏色變化。注意：由于葡萄糖也可能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，因此，應(yīng)將酵母菌的的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，以耗盡溶液中的葡萄糖。創(chuàng)造酸性條件（4）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象條件澄清石灰水酸性重鉻酸鉀溶液有氧無氧變混濁程度高不變灰綠色變混濁程度低變成灰綠色有氧條件

無氧條件（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論注意：不能根據(jù)是否產(chǎn)生CO2判斷酵母菌的呼吸作用類型，但可以以CO2產(chǎn)生的速率作為檢測(cè)指標(biāo)。記

酵母菌在有氧和無氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2；在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量CO2。科學(xué)方法

對(duì)比實(shí)驗(yàn)

設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)不設(shè)對(duì)照組，均為實(shí)驗(yàn)組，是對(duì)照實(shí)驗(yàn)的一種特殊形式。

在本節(jié)課的探究活動(dòng)中，需要設(shè)置有氧和無氧兩種條件，探究酵母菌在不同條件下細(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，通過對(duì)比可以看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸的影響。記

科學(xué)家根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：細(xì)胞呼吸可分為和兩種類型。有氧呼吸無氧呼吸1.細(xì)胞呼吸的主要形式？有氧呼吸主要場(chǎng)所？2.有氧呼吸的過程分為幾階段？場(chǎng)所、條件、反應(yīng)物、生成物？3.有氧呼吸的概念？自主學(xué)習(xí)：閱讀課本“有氧呼吸”部分，回答下列問題二、有氧呼吸1.主要場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。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。2.過程細(xì)胞C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]少量能量少量能量酶6H2O20[H]12H2O6O2酶大量能量線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第二階段第一階段第三階段這里的[H]是一種十分簡(jiǎn)化的表示方式。這一產(chǎn)生[H]的過程主要是指氧化型輔酶I（NAD+）轉(zhuǎn)化成還原型輔酶I（NADH）。歸納：有氧呼吸的過程記C6H12O6＋6H2O＋6O2

6CO2＋12H2O＋能量酶3.總反應(yīng)式注意：1.在反應(yīng)前后都有H2O出現(xiàn)，但二者不能相約，因?yàn)樗鼈儏⑴c或生成的場(chǎng)所和階段不同。2.在反應(yīng)過程中消耗的O2與產(chǎn)生CO2量相同，所以不改變反應(yīng)場(chǎng)所氣壓。3.在方程式書寫中，條件中的酶與過程中釋放的能量不能丟。記有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)：4.有氧呼吸概念

指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生CO2和H2O，釋放能量，生成大量ATP的過程。大量是相對(duì)于無氧呼吸而言，并不是釋放的能量大部分儲(chǔ)存在ATP中1mol葡萄糖釋放2870kJ的能量977.28kJ儲(chǔ)存在ATP中大部分以熱能形式散失能量轉(zhuǎn)換效率大約是多少？約34.05%（大約能使32molADP轉(zhuǎn)化為ATP）記

同有機(jī)物在生物體外的燃燒相比，有氧呼吸具有不同的特點(diǎn)：①有氧呼吸過程溫和②有機(jī)物的能量經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)逐步釋放③這些能量有相當(dāng)一部分儲(chǔ)存在ATP中保證有機(jī)物中的能量得到最充分的利用記三、無氧呼吸1.過程：場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第一階段：C6H12O6酶2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量2C3H4O3+4[H]酶2C3H6O3(乳酸)2C3H4O3+4[H]2C2H5OH(酒精)+2CO2

酶場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)與有氧呼吸第一階段相同第二階段：記規(guī)律總結(jié)：1.無氧呼吸只在第一階段釋放出少量能量，生成少量ATP。2.由于酶的不同，決定了丙酮酸被還原的產(chǎn)物不同。記C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量2.總反應(yīng)式例：酵母菌、大多數(shù)高等植物例：高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）①乳酸發(fā)酵：②酒精發(fā)酵：人體肌細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖記3.無氧呼吸的概念

指細(xì)胞在_________參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過_______分解，釋放_(tái)____能量，生成_____ATP的過程。沒有氧氣不完全少量少量沒有放出的能量存留在酒精或乳酸中有氧呼吸和無氧呼吸的異同點(diǎn)有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所條件產(chǎn)物能量相同點(diǎn)聯(lián)系實(shí)質(zhì)意義細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需要氧、酶不需要氧、需要酶CO2、H2O乳酸或酒精和CO2大量少量第一階段相同，以后階段不同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量?jī)?nèi)因①遺傳特性：水生植物＞旱生植物，陽生植物＞陰生植物②生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期：幼苗期細(xì)胞＞成熟期細(xì)胞③器官類型：生殖器官＞營(yíng)養(yǎng)器官三、影響細(xì)胞呼吸的因素及其應(yīng)用記外因1.溫度（1）原理：細(xì)胞呼吸是一系列酶促反應(yīng)，溫度通過影響酶的活性來影響呼吸速率。（3）應(yīng)用：儲(chǔ)存蔬菜和水果時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)蜏?；在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當(dāng)降低溫度。目的均在于降低細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗，利于儲(chǔ)存。（2）圖示：（1）原理：O2是有氧呼吸必需的，但對(duì)無氧呼吸過程有抑制作用2.O2濃度（2）圖示：（3）應(yīng)用：包扎傷口應(yīng)選用透氣的敷料，抑制破傷風(fēng)桿菌的無氧呼吸。及時(shí)松土有利于植物有氧呼吸，為根細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素提供能量。提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)可以避免肌細(xì)胞因供氧不足進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸。乳酸大量積累會(huì)導(dǎo)致肌肉酸脹無力。稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止無氧呼吸積累酒精，對(duì)根部造成損害。釀酒早期通氣，促進(jìn)有氧呼吸，利于菌種繁殖；后期密閉發(fā)酵罐，促進(jìn)無氧呼吸，利于產(chǎn)生酒精。糧食及蔬果儲(chǔ)存時(shí)，采用低氧調(diào)節(jié)，可以降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，減少有機(jī)物的消耗。3.CO2濃度（3）應(yīng)用：儲(chǔ)藏糧食、果蔬時(shí)，適當(dāng)增加CO2濃度，可抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。（1）原理：CO2是細(xì)胞呼吸