5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用人體的呼吸只是表象，真實(shí)情況是細(xì)胞在呼吸。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。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(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？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)它自身有什么意義一.細(xì)胞呼吸的方式

酵母菌是一類(lèi)單細(xì)胞真菌，它與人類(lèi)的生活息息相關(guān)。做饅頭、面包、釀酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。

呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解，并釋放能量，也叫細(xì)胞呼吸。酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來(lái)研究細(xì)胞呼吸的不同方式。都是利用酵母菌的呼吸作用.....一.細(xì)胞呼吸的方式【信息】在制作面包的時(shí)候，人們習(xí)慣用泡打粉使面包快速蓬松。其原理是：【信息】在制作面包的時(shí)候也可以利用干酵母。但其蓬松的速度不如泡打粉快，而且如果操作不當(dāng)，還會(huì)有酒味出現(xiàn)。聯(lián)系生活由一個(gè)面團(tuán)引發(fā)的一場(chǎng)思考.....思考：1.干酵母能使面團(tuán)蓬松的原理是否與泡打粉一樣都是由CO2引起的呢？酵母菌在什么條件會(huì)產(chǎn)生CO2？2.面團(tuán)發(fā)酵的過(guò)程為什么出現(xiàn)酒味？探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌的細(xì)胞呼吸是否一定需要O2？人的呼吸作用會(huì)伴隨產(chǎn)生CO2，酵母菌的細(xì)胞呼吸是否也產(chǎn)生CO2？若細(xì)胞呼吸類(lèi)型有多種，且均產(chǎn)生CO2，含量上會(huì)不會(huì)有區(qū)別？面團(tuán)撒上酵母密封發(fā)酵后，會(huì)有濃濃的酒精味兒，其呼吸作用是否可能產(chǎn)生酒精？如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述猜想？產(chǎn)物如何讓檢測(cè)？探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式做對(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(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。本實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組，分別為有氧和無(wú)氧環(huán)境，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)對(duì)酵母菌的呼吸方式。裝置一裝置二探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【觀察】裝置一與裝置二的區(qū)別在哪？（有氧條件）（無(wú)氧條件）自變量：有氧和無(wú)氧裝置一裝置二探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【思考】裝置一中NaOH溶液的作用是什么？提示：去除空氣中的CO2

，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。裝置一裝置二探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【思考】澄清石灰水的作用？還可以用什么替代？提示：檢驗(yàn)CO2的有無(wú)，CO2會(huì)使澄清石灰水變渾濁，也可以讓溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色。裝置一裝置二探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【思考】為保證裝置二的無(wú)氧條件，B瓶需要需要做怎樣的處理？提示：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，消耗完B瓶中的O2，確保通過(guò)澄清石灰水的CO2是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。裝置一裝置二探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【思考】酒精應(yīng)該用什么檢測(cè)？提示：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精反應(yīng)，變?yōu)榛揖G色。裝置一裝置二探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【思考】如何區(qū)分CO2產(chǎn)生量的多少？提示：澄清石灰水變渾濁的程度和溴麝香草酚藍(lán)水溶液變色的時(shí)間。條件澄清石灰水的變化/出現(xiàn)變化的快慢重鉻酸鉀溶液（酸性）裝置一變渾濁程度大/快無(wú)變化裝置二變渾濁程度小/慢出現(xiàn)灰綠色【思考】通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析，你能得出什么結(jié)論？請(qǐng)用科學(xué)而簡(jiǎn)明的語(yǔ)言，說(shuō)出酵母菌的呼吸方式有多少種？每種方式的條件和產(chǎn)物有什么區(qū)別？（1min后搶答）探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1.酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，均能產(chǎn)生二氧化碳2.在有氧的條件下，酵母菌呼吸產(chǎn)生有氧呼吸大量的二氧化碳，且速度快。3.在無(wú)氧的條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量二氧化碳。探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式科學(xué)家根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類(lèi)型。細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳和水或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過(guò)程。也叫細(xì)胞呼吸，可分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種類(lèi)型。一.細(xì)胞呼吸的方式細(xì)胞呼吸有氧呼吸無(wú)氧呼吸概括地說(shuō)，有氧呼吸是指細(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，生成大量ATP的過(guò)程。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。1.下列關(guān)于探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是（）A.通過(guò)設(shè)置有氧和無(wú)氧兩組實(shí)驗(yàn)互為對(duì)比，易于判斷酵母菌的呼吸方式B.實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C.實(shí)驗(yàn)的因變量是澄清石灰水是否變混濁和加入酸性重鉻酸鉀溶液后樣液的顏色變化D.實(shí)驗(yàn)中將進(jìn)氣管、排氣管與錐形瓶連接后需要進(jìn)行氣密性檢查，確保不漏氣【小試牛刀】2.檢測(cè)酵母菌細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，下列描述正確的是（）A.如果產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變混濁，則酵母菌只進(jìn)行有氧呼吸B.如果產(chǎn)生的氣體使溴麝香草酚藍(lán)溶液變黃色，則酵母菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸C.無(wú)論進(jìn)行有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸，酵母菌都能產(chǎn)生CO2D.酵母菌無(wú)氧呼吸不產(chǎn)生氣體，但其中的產(chǎn)物能使酸性重鉻酸鉀溶液變成灰綠色【小試牛刀】二、有氧呼吸概念：有氧呼吸是指細(xì)胞在氧氣的參與下，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。場(chǎng)所：對(duì)于絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過(guò)程必須有氧氣的參與。有氧呼吸的主要場(chǎng)所是線(xiàn)粒體。(一)有氧呼吸的主要場(chǎng)所—線(xiàn)粒體雙層膜少量的DNA含有核糖體、半自主性細(xì)胞器【思考】線(xiàn)粒體內(nèi)膜是如何增大膜面積的？有何意義？提示：內(nèi)膜的某些部位向線(xiàn)粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。為呼吸有關(guān)的酶提供了廣闊的附著位點(diǎn)。體現(xiàn)了功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的觀點(diǎn)二、有氧呼吸(二)有氧呼吸的總反應(yīng)式P92有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶討論：1.反應(yīng)物中的H2O與生成物中的H2O能約掉嗎？2.反應(yīng)式中的能量能寫(xiě)成ATP嗎？3.有氧呼吸生成的能量的去向有什么？1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放2870kJ的能量，其中977.28kJ轉(zhuǎn)移到ATP（少部分）中，其余以熱能形式散失（注要）。二、有氧呼吸(三)有氧呼吸的三個(gè)階段P92~P93【任務(wù)】請(qǐng)大家?guī)е韵?個(gè)問(wèn)題快速閱讀P92~P93的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合P93的圖5-9有氧呼吸過(guò)程示意圖進(jìn)行解答。1.三個(gè)階段的場(chǎng)所分別在哪？2.三個(gè)階段分別有哪些物質(zhì)變化？3.三個(gè)階段是否都需要氧氣？4.三個(gè)階段產(chǎn)生的能量是否一樣多？5.三個(gè)階段所用的酶是否相同？二、有氧呼吸有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是葡萄糖，其過(guò)程十分復(fù)雜，可以概括地分為三個(gè)階段，每個(gè)階段都需要相應(yīng)的酶來(lái)催化。

第一階段1分子葡萄糖分解為2分子丙酮酸，產(chǎn)生少量的[H]，并釋放少量能量。不需要氧的參與。

第二階段C3H4O3(丙酮酸)和H2O徹底分解成CO2和[H]，并釋放少量能量。不需要氧的直接參與。

第三階段前兩個(gè)階段產(chǎn)生的[H]，經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)，與O2結(jié)合形成H2O，同時(shí)釋放大量能量。需要氧的直接參與。(三)有氧呼吸的三個(gè)階段P92~P93階段1：葡萄糖的初步分解（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）1葡萄糖2丙酮酸+4[H]+能量（少量）酶12丙酮酸+6H2O6CO2+20[H]+能量（少量）酶2階段2：丙酮酸徹底分解（線(xiàn)粒體基質(zhì)）階段3：[H]的利用（線(xiàn)粒體內(nèi)膜）24[H]+6O2

12H2O+能量（大量）

酶3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）。P93(三)有氧呼吸的三個(gè)階段P92~P931.H2O在第幾階段參與反應(yīng)，又在哪一階段生成？2.在第幾階段產(chǎn)生CO2？O2在第幾階段參與反應(yīng)？3.哪個(gè)階段產(chǎn)生的[H]最多？最后[H]參與反應(yīng)的場(chǎng)所在哪兒？4.生成物H2O中的O、CO2中的O分別來(lái)自什么物質(zhì)？【任務(wù)】在老師梳理完有氧呼吸3個(gè)階段后，進(jìn)一步思考并討論以下問(wèn)題:(三)有氧呼吸的三個(gè)階段P92~P93C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶二、有氧呼吸(四)原子的來(lái)源及去向（五）有氧呼吸與體外燃燒的區(qū)別P93二、有氧呼吸【思考】與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級(jí)釋放能量的，這對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)具有什么意義？可以使有機(jī)物中的能量逐步地轉(zhuǎn)移到ATP中；能量能夠緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。【拓展】關(guān)于“有氧呼吸的場(chǎng)所”的探究實(shí)驗(yàn)一:葡萄糖葡萄糖葡萄糖A（細(xì)胞所有結(jié)構(gòu)）B（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）C（線(xiàn)粒體）結(jié)果：產(chǎn)生CO2試管壁很熱產(chǎn)生丙酮酸和[H]試管壁微熱無(wú)現(xiàn)象無(wú)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)二:丙酮酸丙酮酸D（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）E（線(xiàn)粒體）首先產(chǎn)生CO2和[H]試管壁微熱結(jié)果：【思考】線(xiàn)粒體能直接利用葡萄糖嗎？葡萄糖在什么結(jié)構(gòu)中被初步分解？分解成什么物質(zhì)？【思考】丙酮酸在哪里被分解？被分解產(chǎn)生哪些物質(zhì)？【拓展】關(guān)于“有氧呼吸的場(chǎng)所”的探究實(shí)驗(yàn)一:葡萄糖葡萄糖葡萄糖A（細(xì)胞所有結(jié)構(gòu)）B（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）C（線(xiàn)粒體）結(jié)果：產(chǎn)生CO2試管壁很熱產(chǎn)生丙酮酸和[H]試管壁微熱無(wú)現(xiàn)象無(wú)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)二:丙酮酸丙酮酸D（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）E（線(xiàn)粒體）首先產(chǎn)生CO2和[H]試管壁微熱結(jié)果：結(jié)論：線(xiàn)粒體

直接分解葡萄糖，葡萄糖在

分解，產(chǎn)物丙酮酸和[H]到線(xiàn)粒體中繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)。不能細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2.人體細(xì)胞內(nèi)葡萄糖氧化分解釋放的能量，大部分的去向是()A．以熱能形式散失 B．儲(chǔ)存在ATP中C．存在于線(xiàn)粒體內(nèi) D．供生命活動(dòng)利用1.在有氧呼吸過(guò)程中，水分子參與反應(yīng)的過(guò)程和生成水分子的過(guò)程分別發(fā)生在()A．第一階段和第二階段 B．第一階段和第三階段C．第二階段和第三階段 D．第三階段和第二階段【小試牛刀】3.如圖為某細(xì)胞內(nèi)部分物質(zhì)的代謝過(guò)程，①②表示物質(zhì)、一、二、三表示階段，相關(guān)敘述正確的是()A．①②分別是水和氧氣B．三個(gè)階段放能一樣多C．產(chǎn)生的能量都存儲(chǔ)在ATP中D．三個(gè)階段都是在線(xiàn)粒體中進(jìn)行【小試牛刀】這些現(xiàn)象都與細(xì)胞的無(wú)氧呼吸有關(guān)......三、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。舉例：除酵母菌以外，還有許多種細(xì)菌(如乳酸菌)能夠進(jìn)行無(wú)氧呼吸。此外，馬鈴薯塊莖、甜菜的塊根、水稻根、蘋(píng)果果實(shí)等植物器官的細(xì)胞以及動(dòng)物骨骼肌的肌細(xì)胞等，在缺氧條件下也能進(jìn)行無(wú)氧呼吸。馬鈴薯甜菜三、無(wú)氧呼吸【任務(wù)1】請(qǐng)大家?guī)е韵?個(gè)問(wèn)題快速閱讀P94的相關(guān)內(nèi)容。1.無(wú)氧呼吸最常利用的有機(jī)物是什么？2.無(wú)氧呼吸的2個(gè)階段的場(chǎng)所分別在哪？3.無(wú)氧呼吸的2個(gè)階段分別有哪些物質(zhì)變化？無(wú)氧呼吸最常利用的物質(zhì)也是葡萄糖階段1：葡萄糖的初步分解1葡萄糖2丙酮酸+4[H]+能量（少量）酶1階段2：丙酮酸不徹底分解（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）2丙酮酸4[H]酶22酒精（C2H5OH）+2CO2

酶32乳酸（C3H6O3）三、無(wú)氧呼吸注意：無(wú)氧呼吸都只在第一階段釋放出少量的能量，生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量則存留在酒精或乳酸中。三、無(wú)氧呼吸C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量（植物、酵母菌等）酶產(chǎn)物為酒精：C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量（動(dòng)物、乳酸菌、少數(shù)植物器官）酶產(chǎn)物為乳酸：酵母菌、乳酸菌等微生物的無(wú)氧呼吸叫作發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫作酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的叫作乳酸發(fā)酵?！舅伎肌繜o(wú)氧呼吸與有氧呼吸在能量釋放上有什么區(qū)別？有氧呼吸1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放2870kJ能量，而無(wú)氧呼吸1mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只釋放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，近69％的能量都以熱能的形式散失了。由此可見(jiàn)，無(wú)氧呼吸能量釋放并不徹底，大量能量還蘊(yùn)藏在乳酸或酒精中。

有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都屬于細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過(guò)程。所有生物的生存，都離不開(kāi)細(xì)胞呼吸釋放的能量。細(xì)胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。例如，在細(xì)胞呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物，可轉(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(lèi)和脂質(zhì)的代謝，都可以通過(guò)細(xì)胞呼吸過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用透氣創(chuàng)可貼發(fā)酵釀酒適時(shí)松土低溫保鮮破傷風(fēng)打疫苗有氧運(yùn)動(dòng)【任務(wù)】請(qǐng)結(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，對(duì)以下生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用思考：手上有傷口，要選擇什么材料進(jìn)行包扎？提示：透氣性好，細(xì)胞呼吸正常，能抑制厭氧病菌的繁殖?！救蝿?wù)】請(qǐng)結(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，對(duì)以下生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用思考：花盆為什么需要及時(shí)松土？提示：土壤板結(jié)后，透氣不足，會(huì)影響根系細(xì)胞呼吸對(duì)氧氣的需求，影響礦物質(zhì)離子的主動(dòng)運(yùn)輸而影響根系生長(zhǎng)。思考:稻田為什么需要定期排水？提示：稻田長(zhǎng)期泡水，氧氣不足，根細(xì)胞進(jìn)行無(wú)氧呼吸，酒精對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛?！救蝿?wù)】請(qǐng)結(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，對(duì)以下生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用思考：傷口較深或被生銹釘子扎傷后，患者為什么要及時(shí)就醫(yī)并注射破傷風(fēng)抗毒素？提示：較深的傷口里缺乏氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌（厭氧菌）適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。思考：一個(gè)人在劇烈運(yùn)動(dòng)后，為什么會(huì)肌肉酸脹乏力？提示：人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，氧氣供應(yīng)不足，細(xì)胞進(jìn)行了無(wú)氧呼吸產(chǎn)生了乳酸，積累在骨骼肌處，使人感到酸脹乏力。提倡：進(jìn)行慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)。【任務(wù)】請(qǐng)結(jié)合本章所學(xué)知識(shí)，對(duì)以下生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用生物老師家的冰箱......思考：你是如何對(duì)水果，蔬菜等進(jìn)行保鮮的？提示：細(xì)胞呼吸強(qiáng)度與含水量有關(guān)，在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含