5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（第二課時(shí)）（精美課件）高一生物（人教版2019必修1）

第五單元細(xì)胞的能量供應(yīng)

和利用5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（第二課時(shí)）學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)對(duì)有氧呼吸的實(shí)驗(yàn)情境及材料分析，闡明有氧呼吸的場(chǎng)所及物質(zhì)變化，理解線粒體的結(jié)構(gòu)與有氧呼吸功能相適應(yīng)。（生命觀念）通過(guò)對(duì)有氧呼吸過(guò)程的分析，歸納出有氧呼吸的反應(yīng)式及概念，理解有氧呼吸的實(shí)質(zhì)。（科學(xué)思維）通過(guò)對(duì)葡萄糖燃燒與體內(nèi)氧化分解的比較，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究有氧呼吸能量變化。（科學(xué)探究）321500米、400米、300米、200米、100米、50米……1月24日11時(shí)13分左右，首位被困礦工從地下500多米升井。從13時(shí)32分左右開始，幾乎每半小時(shí)就有一批被困礦工升井。僅用了約四個(gè)小時(shí)，棲霞金礦事故中已有五批共11位礦工成功升井，救援現(xiàn)場(chǎng)一次次響起激動(dòng)的掌聲。此時(shí)，距離煙臺(tái)棲霞笏山金礦爆炸已經(jīng)過(guò)去了14天。1月17日22點(diǎn)15分，綁著給養(yǎng)物資的鋼絲繩，用了三十多分鐘緩緩降到井底，為被困一周的11位礦工送去了營(yíng)養(yǎng)液、手電筒、紙和筆。救援人員向被困礦工投遞給養(yǎng)（糖鹽水）的作用是什么？資料1：將酵母菌細(xì)胞破碎后進(jìn)行離心處理，獲得①上清液和②沉淀物兩部分，與③未離心且處理過(guò)的酵母菌培養(yǎng)液分別加入等量的葡萄糖、熒光素和熒光素酶，一段時(shí)間后，檢測(cè)各試管的變化情況①②③細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體葡萄糖量減少有丙酮酸產(chǎn)生葡萄糖量不變葡萄糖量減少有丙酮酸產(chǎn)生有氧呼吸1、葡萄糖能不能被線粒體分解？2、葡萄糖在什么位置首先被分解？產(chǎn)物是什么？提問(wèn)：不能葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)分解，產(chǎn)生了丙酮酸，并釋放能量有氧呼吸資料2：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的一種小分子物質(zhì)——NAD＋(氧化型輔酶Ⅰ)，實(shí)際上是電子和氫離子的載體，能夠與葡萄糖氧化過(guò)程中脫下來(lái)的氫離子和電子結(jié)合，形成NADH(還原型輔酶Ⅰ)。NADH在后續(xù)的反應(yīng)中還會(huì)解離出電子和氫離子，使得電子和氫離子能夠繼續(xù)用于后續(xù)的反應(yīng)。而NAD＋則可以重新結(jié)合新的電子和氫離子。由于NADH攜帶了電子和氫離子，因此具有較強(qiáng)的還原性，通?？梢园阉?jiǎn)化為[H]請(qǐng)完善下面有氧呼吸第一階段圖解。NADHATP丙酮酸有氧呼吸第一階段：場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6→2丙酮酸+4[H]+少量能量酶[H]指的是還原型輔酶I（NADH)有氧呼吸資料3：使用超聲波將線粒體破碎，分離線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì)，加入等量的丙酮酸、熒光素和熒光素酶，一段時(shí)間后，檢測(cè)各試管變化情況。①②③丙酮酸量不變丙酮酸減少，有CO2生成丙酮酸減少，有CO2生成線粒體膜狀結(jié)構(gòu)線粒體基質(zhì)線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和基質(zhì)有氧呼吸1、丙酮酸分解發(fā)生在什么部位，生成了什么？2、③號(hào)試管為什么有較強(qiáng)熒光出現(xiàn)？提問(wèn)：丙酮酸在線粒體基質(zhì)中分解，產(chǎn)生CO2釋放少量能量線粒體基質(zhì)分解丙酮酸后，在線粒體膜狀結(jié)構(gòu)繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)釋放大量能量資料4

克雷布斯以鴿子飛行肌為材料，實(shí)驗(yàn)證明在多種酶作用下，丙酮酸在線粒體中被激活、氧化生成CO2和H2O，且丙酮酸在相關(guān)脫羧酶的作用下脫[H]，該過(guò)程沒(méi)有O2參與。利維和施利曼等利用低速離心等方法分離出線粒體的外膜和內(nèi)膜，科學(xué)家在線粒體基質(zhì)發(fā)現(xiàn)有脫羧酶存在，通過(guò)分析以上資料，推測(cè)丙酮酸在線粒體基質(zhì)中分解生成CO2的同時(shí)還伴隨什么物質(zhì)的生成？有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸第二階段：場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)丙酮酸+H2O

→CO2+20[H]+少量能量酶資料5：超聲波震碎線粒體之后，內(nèi)膜自然卷成了顆粒朝外的小囊泡，這些小囊泡具有氧化[H]的功能。當(dāng)用胰蛋白酶處理后，這些小囊泡不再具有氧化[H]的功能；當(dāng)把這些小顆粒裝上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。這些小顆粒被證實(shí)是一系列線粒體內(nèi)膜上的酶。通過(guò)分析以上資料，推測(cè)線粒體內(nèi)膜上發(fā)生了怎樣的反應(yīng)？[H]被誰(shuí)氧化？有氧呼吸有氧呼吸第三階段：場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜24[H]+6O2→H2O+大量能量酶有氧呼吸思考·討論有氧呼吸1、被困礦工食用糖鹽水后，葡萄糖中能量轉(zhuǎn)化為什么形式的能量為生命活動(dòng)供能呢？2、能量的釋放是在有氧呼吸第幾階段釋放呢？資料6：細(xì)胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的熱量則以熱能的形式散失。葡萄糖中的能量全部轉(zhuǎn)移到ATP中嗎？有氧呼吸1moL葡萄糖2870kJ977.28kJ儲(chǔ)存在ATP中1892.72kJ以熱能形式散失（大部分）線粒體內(nèi)膜附著有有氧呼吸有關(guān)的酶嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加線粒體基質(zhì)有有氧呼吸有關(guān)的酶有氧呼吸任務(wù)：請(qǐng)同學(xué)們嘗試構(gòu)建有氧呼吸模式圖。并分析線粒體結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：大量能量24[H]+6O212H2O酶有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶總反應(yīng)式1.化學(xué)式前后的水分子能否抵消？如若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由？2.水中的氧來(lái)自那種物質(zhì)？3.二氧化碳中的氧來(lái)自那種物質(zhì)？不能

反應(yīng)物的水是第二階段在線粒體基質(zhì)中參與反應(yīng)的，而產(chǎn)物中的水是第三階段在線粒體內(nèi)膜中產(chǎn)生；有氧呼吸思考·討論概念細(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，生成大量ATP的過(guò)程?？键c(diǎn)剖析1、線粒體是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的人肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量通常比缺乏鍛煉的人多。下列與線粒體有關(guān)的說(shuō)法，正確的是A.葡萄糖在線粒體中分解釋放大量能量B.線粒體內(nèi)膜上的酶可以參與丙酮酸的分解C.肌細(xì)胞有氧呼吸形成水的[H]來(lái)源于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體基質(zhì)D.進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解釋放的能量大部分儲(chǔ)存在ATP中C考點(diǎn)剖析2、用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過(guò)程中的氧原子，18O的轉(zhuǎn)移途徑是（）A、葡萄糖→丙酮酸→H2OB、葡萄糖→丙酮酸→CO2

C.葡萄