5.3 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件高一上學(xué)期生物人教版必修一

1.ATP的功能、結(jié)構(gòu)、元素組成2.ATP與ADP之間轉(zhuǎn)化及特點(diǎn)3.吸能反應(yīng)與放能反應(yīng)知識(shí)回顧第3節(jié)

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課時(shí)1探究酵母細(xì)胞的呼吸方式第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用發(fā)面釀葡萄酒酵母菌是一種什么生物？學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式利用酵母菌釀葡萄酒酵母菌利用糧食和酵母菌釀酒時(shí)，在釀制的早期需要向發(fā)酵罐中通入氧氣，而后期必須隔絕氧氣，以產(chǎn)生酒精，同時(shí)發(fā)酵裝置需要定期排放出氣體（CO2）。由上述信息你可以得知酵母菌是

（好氧菌/厭氧菌/兼性厭氧菌）兼性厭氧菌酵母菌單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，便于來研究細(xì)胞呼吸的不同方式。學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1.提出問題2.作出假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)5.得出結(jié)論6.表達(dá)交流4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)酵母菌酵母菌是在有氧還是無氧條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精?酵母菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2嗎?酵母菌在不同條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多?根據(jù)自己已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)提出的問題作出假設(shè)自變量：氧氣的有無（可通過通氣和密閉控制）因變量：酒精和CO2的產(chǎn)生如何檢測(cè)？CO2：①通入澄清的石灰水：澄清→渾濁②溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃酒精：遇酸性重鉻酸鉀溶液：橙色→灰綠色學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1.提出問題2.作出假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)5.得出結(jié)論6.表達(dá)交流4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)酵母菌酵母菌是在有氧還是無氧條件下使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精?酵母菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO2嗎?酵母菌在不同條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多?根據(jù)自己已有的知識(shí)何生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)提出的問題作出假設(shè)自變量：氧氣的有無（可通過通氣和密閉控制）因變量：酒精和CO2的產(chǎn)生情況如何檢測(cè)？無關(guān)變量：反應(yīng)物的量、反應(yīng)時(shí)間、pH、溫度、酵母菌的活性等學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①有氧呼吸裝置的搭建氣泵氣泵甲同學(xué)乙同學(xué)甲同學(xué)和乙同學(xué)誰搭建的有氧呼吸裝置更為合理？為什么？要先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液吸收空氣中的CO2，保證檢測(cè)出的CO2是酵母菌呼吸的產(chǎn)物學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)②無氧呼吸裝置的搭建在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，B瓶應(yīng)封口一段時(shí)間后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，這是為什么？耗盡O2，保證嚴(yán)格無氧條件學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二氧化碳產(chǎn)生情況酒精產(chǎn)生情況AB一段時(shí)間以后AB剛加入酸性重鉻酸鉀A：有氧呼吸裝置B：無氧呼吸裝置學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式5.得出結(jié)論6.表達(dá)交流有同學(xué)用酸性重鉻酸鉀檢測(cè)酒精時(shí)，發(fā)現(xiàn)有氧和無氧裝置產(chǎn)生的顏色反應(yīng)幾乎一樣，這是為什么？可能原因:①供氧不足，導(dǎo)致部分酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生少量酒精;②重鉻酸鉀也能與葡萄糖發(fā)生同樣的顏色反應(yīng)檢測(cè)酒精可適應(yīng)延長(zhǎng)培養(yǎng)時(shí)間。1.酵母菌在有氧氣條件下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量二氧化碳，不產(chǎn)生酒精；2.酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生了少量二氧化碳，同時(shí)也產(chǎn)生了酒精。學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式本實(shí)驗(yàn)中哪個(gè)是對(duì)照組，哪個(gè)是實(shí)驗(yàn)組？學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式本實(shí)驗(yàn)的兩組都是實(shí)驗(yàn)組對(duì)比實(shí)驗(yàn)（相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)）設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組結(jié)果的分析比較，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)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。課本92頁學(xué)習(xí)任務(wù)1：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸裝置無氧呼吸裝置1.下圖是探究酵母菌呼吸作用的方式的裝置，以下說法正確的是（）多選A.裝置甲中的NaOH的作用是吸收CO2

B.裝置乙在澄清石灰水處可檢測(cè)到酒精的產(chǎn)生C.裝置乙應(yīng)讓B先反應(yīng)一會(huì)再連接D.兩個(gè)裝置均需要在黑暗條件下進(jìn)行甲乙AC2.下列有關(guān)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A.二氧化碳可使溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃B.實(shí)驗(yàn)中需控制的無關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C.可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌的呼吸方式D.實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2C實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)

有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空氣中的CO2，以致可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？葡萄糖丙酮酸少量能量[H]細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（第一階段）CO2H2O少量能量[H]H2OO2大量能量線粒體基質(zhì)(第二階段）線粒體內(nèi)膜（第三階段）C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸是指細(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)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。學(xué)習(xí)任務(wù)2：有氧呼吸的過程學(xué)習(xí)任務(wù)2：有氧呼吸的過程內(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。線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所，線粒體的結(jié)構(gòu)有哪些適于其功能的特點(diǎn)？有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸的能量釋放有什么特點(diǎn)？對(duì)于生物來說有什么意義？1mol葡萄糖徹底氧化可放出2870

kJ的能量，但其中只有977.28

kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的則以熱能形式散失了。這種散失對(duì)生物體有何意義？有利于生物體維持體溫同時(shí)，能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)能量逐級(jí)地轉(zhuǎn)移到ATP中，保證能量利用充分；有氧呼吸中能量變化：有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、ATP中活躍的化學(xué)能如圖表示細(xì)胞有氧呼吸的過程，其中①～③代表有關(guān)生理過程發(fā)生的場(chǎng)所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)①表示②表示③表示甲代表乙代表細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜丙酮酸[H]學(xué)習(xí)任務(wù)3：比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同學(xué)習(xí)任務(wù)4：請(qǐng)結(jié)合教材94頁相關(guān)內(nèi)容，完成對(duì)有氧呼吸和無氧呼吸的比較，思考釀酒時(shí)為什么先通氣后密閉。發(fā)酵時(shí)，先給發(fā)酵罐通氣，有利于酵母菌進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；之后密封發(fā)酵罐，酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸少量ATP少量[H]階段1酒精+CO2階段2乳酸[H]NAD+NAD+或無氧呼吸是指細(xì)胞在沒有氧參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。①C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酵母菌和大多數(shù)的植物②C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶乳酸菌和動(dòng)物細(xì)胞馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚細(xì)胞在缺氧時(shí)酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵。產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵。學(xué)習(xí)任務(wù)3：比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同什么是無氧呼吸？有氧呼吸無氧呼吸場(chǎng)所反應(yīng)式【H】的產(chǎn)生階段ATP的產(chǎn)生階段釋放能量多少有機(jī)物分解程度共同點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第一階段、第二階段第一階段第一階段、第二階段、第三階段第一階段多少?gòu)氐撞粡氐?.過程:第一階段完全相同；2.條件:都需要多種酶的催化；3.本質(zhì):都是氧化分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP。學(xué)習(xí)任務(wù)3：比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同有氧呼吸和無氧呼吸都屬于細(xì)胞呼吸: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，釋放能量并生成ATP的過程。C6H12O6細(xì)胞呼吸釋放能量熱能散失ATP細(xì)胞分裂生長(zhǎng)發(fā)育主動(dòng)運(yùn)輸肌肉收縮神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)細(xì)胞呼吸為生命活動(dòng)提供能量細(xì)胞呼吸中間產(chǎn)物葡萄糖氨基酸甘油細(xì)胞呼吸是蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝的樞紐細(xì)胞呼吸及其意義例.如圖為酵母菌和人體細(xì)胞呼吸流程圖,下列敘述正確的是(

)A.人在馬拉松比賽中細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量多于吸收的O2量B.物質(zhì)a、b、c、d分別為水、CO2、酒精、乳酸C.條件X下酵母菌細(xì)胞呼吸時(shí),葡萄糖中的能量可分為3條去路D.有氧呼吸和無氧呼吸是兩個(gè)完全不相同的過程當(dāng)堂檢測(cè)學(xué)習(xí)任務(wù)4&5：影響呼吸作用的因素&細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用有氧呼吸：無氧呼吸：應(yīng)用：微生物發(fā)酵時(shí)依據(jù)微生物種類調(diào)整pH。影響細(xì)胞呼吸的外部因素(環(huán)境因素)①pH：通過影響__________來影響呼吸速率。酶的活性②氧氣濃度氧氣濃度對(duì)有氧呼吸速率的影響氧氣濃度對(duì)無氧呼吸速率的影響學(xué)習(xí)任務(wù)4&5：影響呼吸作用的因素&細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用ABD510152025無氧呼吸細(xì)胞呼吸有氧呼吸釋放量CO2O2濃度%②氧氣A點(diǎn)，O2濃度＝0，只進(jìn)行

。D點(diǎn)，

消失，O2濃度≥10%時(shí)（C點(diǎn)之后），只進(jìn)行

吸0<O2濃度<10%時(shí)，同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸。

點(diǎn)，CO2釋放量最少，細(xì)胞呼吸最弱，有機(jī)物消耗最少。應(yīng)用：貯藏蔬菜、水果和種子時(shí)，O2濃度保持在

點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧氣濃度再無氧呼吸無氧呼吸有氧呼吸從曲線可以看出，O2能抑制無氧呼吸，促進(jìn)有氧呼吸BC酵母菌細(xì)胞呼吸示意圖從圖中可以得到什么信息？B學(xué)習(xí)任務(wù)4&5：影響呼吸作用的因素&細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用②氧氣有氧呼吸無氧呼吸O2能抑制無氧呼吸，促進(jìn)有氧呼吸應(yīng)用保證有氧呼吸的進(jìn)行，為根系主動(dòng)運(yùn)輸吸收無機(jī)鹽提供能量原理學(xué)習(xí)任務(wù)4&5：影響呼吸作用的因素&細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用③CO2濃度CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行應(yīng)用：適當(dāng)增加CO2濃度，有利于水果和蔬菜的保鮮學(xué)習(xí)任務(wù)4&5：影響呼吸作用的因素&細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用溫度主要通過影響_____________來影響呼吸速率。應(yīng)用：零上低溫儲(chǔ)存食物；

溫水和面利于發(fā)面；

大棚栽培植物在夜間和陰天適當(dāng)降溫有利于增加農(nóng)作物產(chǎn)量。①最適溫度:細(xì)胞呼吸最強(qiáng)。②超過最適溫度: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。④溫度呼吸酶的活性學(xué)習(xí)任務(wù)4&5：影響呼吸作用的因素&細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用⑤水分在一定范圍內(nèi)，自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。應(yīng)用：糧食入倉(cāng)前需曬干；干種子浸泡后才能萌發(fā)避免破傷風(fēng)芽孢桿菌等進(jìn)行無氧呼吸而大量繁殖，引起破傷風(fēng)。為傷口創(chuàng)造有氧環(huán)境，避免厭氧菌的繁殖，有利于傷口愈合。零上低溫、低氧、適宜CO2、一定濕度儲(chǔ)存水果、蔬菜：零上低溫、低氧、適宜CO2、干燥儲(chǔ)存種子：制作酸奶、泡菜：利用乳酸菌的無氧呼吸產(chǎn)生乳酸稻田定期排水：避免根因無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，造成爛根。生產(chǎn)味精：利用谷氨酸棒狀桿菌的有氧呼吸發(fā)面：利用酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳無氧運(yùn)動(dòng)中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠無氧呼吸來獲取能量，會(huì)產(chǎn)生大量乳酸，引起肌肉酸脹乏力。提倡慢跑:促進(jìn)肌細(xì)胞有氧呼吸,防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。影響細(xì)胞呼吸的內(nèi)因①不同生物種類，呼吸速率不同。②同一生物的不同器官或組織，呼吸速率不同。③同一器官不同生長(zhǎng)發(fā)育階段，呼吸速率不同探究環(huán)境因素對(duì)呼吸速率的影響時(shí)，要選取等量的同種生物在相同發(fā)育階段的同一器官為材料。項(xiàng)目規(guī)律舉例遺傳特性不同種類的植物呼吸速率不同旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物器官類型同植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)發(fā)育階段同一植物的同一器官在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段呼吸速率不同幼苗期、開花期植株器官的呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。原始真核細(xì)胞好氧細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌下列哪些證據(jù)支持內(nèi)共生學(xué)說：線粒體內(nèi)存在與細(xì)菌DNA相似的環(huán)狀DNA。線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)，有少數(shù)幾種由線粒體DNA指導(dǎo)合成，絕大多數(shù)由核DNA指導(dǎo)合成。真核細(xì)胞內(nèi)的DNA具有高比例的核苷酸序列經(jīng)常不表現(xiàn)出遺傳效應(yīng)，線粒體DNA和細(xì)菌的卻不是這樣。線粒體能像細(xì)菌一樣進(jìn)行分裂增殖。支持：1、3、4利用實(shí)驗(yàn)裝置探究某生物的細(xì)胞呼吸方式(以活的發(fā)芽種子為例,以葡萄糖為呼吸底物)(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)和結(jié)論①若裝置一的著色液滴不動(dòng),裝置二的著色液滴右移,則只進(jìn)行

。②若裝置一的著色液滴和裝置二的著色液滴均不動(dòng),則只進(jìn)行

。③若裝置一的著色液滴左移,裝置二的著色液滴不動(dòng),則進(jìn)行

。④若裝置一的著色液滴