5.3細胞呼吸的原理和應用 課件 高一上學期生物人教版必修1

細胞呼吸的原理和應用新葉伸向和煦的陽光蚱蜢覬覦綠葉的芬芳它們?yōu)樯娑@取能量能量在細胞里流轉激蕩01問題探討18世紀，法國化學家拉瓦錫根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)：物質燃燒時需要與氧氣劇烈作用，并把呼吸作用比作“緩慢燃燒過程”。后來人們發(fā)現(xiàn)：呼吸作用的實質是細胞內(nèi)有機物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細胞呼吸。細胞呼吸是否一定需要氧？

生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？02合作學習細胞呼吸的方式酵母菌細胞富含蛋白質，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。而在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。酵母菌單細胞的真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。其細胞呼吸以葡萄糖作為底物時，可通過測定在有氧條件和無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物，來確定細胞呼吸的類型。02合作學習細胞呼吸的方式（2）

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

提出問題酵母菌是否在有氧和無氧條件下都能進行呼吸？其呼吸產(chǎn)物是否相同？有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2量是否一樣多？02合作學習細胞呼吸的方式（3）設計實驗明確實驗目的，科學設計實驗自變量、因變量、無關變量設置對照實驗根據(jù)實驗需要，理清實驗步驟，關注以下問題。①怎樣控制有氧和無氧條件？②怎樣鑒定酒精和CO2的產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？02合作學習細胞呼吸的方式酒精+重鉻酸鉀（濃硫酸溶液）：橙色→灰綠色★產(chǎn)物檢測①使澄清石灰水變渾濁（根據(jù)渾濁程度檢測CO2產(chǎn)生的多少）②溴麝香草酚藍溶液：藍→綠→黃（根據(jù)其變黃色時間的長短，檢測CO2產(chǎn)生的多少）（1）檢測CO2（2）檢測酒精02合作學習細胞呼吸的方式（4）進行實驗02合作學習細胞呼吸的方式02合作學習細胞呼吸的方式（5）實驗結果觀察項目有氧裝置無氧裝置澄清石灰水變渾濁程度溴麝香草酚藍溶液顏色變化時間重鉻酸鉀檢驗情況（酸性條件）渾濁程度高渾濁程度低顏色變化時間短顏色變化時間長無顏色變化橙色→灰綠色（6）實驗結論酵母菌在有氧和無氧條件下都進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量CO2在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO202合作學習細胞呼吸的方式※注意事項甲組中通過含NaOH溶液的目的是什么？B瓶應封口放置一段時間后，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，確保通過澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產(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，避免對自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對實驗結果的干擾。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。02合作學習細胞呼吸的方式設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗，也叫相互對照實驗。對比試驗在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，需要設置有氧和無氧兩種條件來探究酵母菌在不同氧氣條件下細胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細胞呼吸的影響。對比實驗也是科學探究中常用的方法之一。1.下列關于“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗的敘述，錯誤的是A.酸性重鉻酸鉀溶液鑒定酒精，顏色呈現(xiàn)灰綠色B.實驗中需控制的無關變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C.實驗中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2D.可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌細胞呼吸的方式√02合作學習有氧呼吸第一階段（葡萄糖的初步分解）場所：細胞質基質物質變化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3（丙酮酸）相關信息這里的[H]是一種十分簡化的表示方式。這一產(chǎn)生[H]的過程實際上是指氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉化成還原型輔酶Ⅰ（NADH）。過程：02合作學習有氧呼吸第二階段（丙酮酸的徹底分解）場所：線粒體基質物質變化：第三階段（[H]的氧化）場所：線粒體內(nèi)膜上物質變化：酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）+6H2O酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3（少量）02合作學習有氧呼吸C6H12O6酶2丙酮酸+

4[H]+能量（少）6CO2+

20[H]+能量（少）

2丙酮酸+6H2O酶酶12H2O+大量能量24[H]+6O2葡萄糖的初步分解（細胞質基質）①丙酮酸徹底分解（線粒體基質)②[H]的氧化(線粒體內(nèi)膜）③

C6H12O6+6H2O+

6O26CO2

+12H2O+能量酶總反應式：02合作學習有氧呼吸1.概念：指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，同時生成大量ATP的過程。2.對象：是絕大多數(shù)生物細胞呼吸的主要方式3.場所：細胞質基質、線粒體（主要場所）02合作學習有氧呼吸C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶總反應式：1mol的葡萄糖徹底氧化分解釋放的總能量2870KJ，其中977.28kJ的能量儲存在ATP中（合32mol），大多數(shù)能量以熱能形式散失掉了。有機物中穩(wěn)定的化學能熱能ATP中活躍的化學能能量轉化：02合作學習有氧呼吸特點：①有氧呼吸過程溫和，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，小部分儲存在ATP中。③有機物中的能量逐步釋放；保證有機物中的能量得到充分利用。能量緩慢有序地釋放，有利于維持細胞的相對穩(wěn)定。2.如圖表示細胞有氧呼吸的過程，其中①～③代表有關生理過程發(fā)生的場所，甲、乙代表有關物質。下列相關敘述正確的是A.①、②和③分別是細胞質基質、

線粒體內(nèi)膜和線粒體基質B.①和②所含酶的種類相同C.②和③都能產(chǎn)生大量ATPD.甲、乙分別代表丙酮酸、[H]√02合作學習有氧呼吸02合作學習有氧呼吸3.細胞有氧呼吸產(chǎn)生的NADH都通過氧化還原連鎖反應逐步傳遞，最終與氧結合生成水，該過程逐步釋放的能量可驅動ATP生成。上述包含多種氧化還原組分的傳遞鏈稱為氧化呼吸鏈(如圖)。下列有關人體細胞氧化呼吸鏈的分析正確的是A.人和哺乳動物有氧呼吸過程中會有

NADH的積累B.圖中N側表示線粒體基質，M側表示

線粒體內(nèi)、外膜之間的腔C.人體細胞有氧呼吸產(chǎn)生NADH的氫全部來自水和丙酮酸D.圖中膜蛋白在核糖體上合成后都需經(jīng)內(nèi)質網(wǎng)、高爾基體進行加工√02合作學習無氧呼吸過程：第一階段（葡萄糖的初步分解）物質變化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3過程：第二階段（丙酮酸的不徹底分解）物質變化：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]02合作學習無氧呼吸乳酸菌，人和動物，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)02合作學習無氧呼吸總反應式：能量轉化：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)定的化學能熱能ATP中活躍的化學能仍儲存在乳酸和酒精中02合作學習無氧呼吸概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。條件：無氧或缺氧場所：細胞質基質產(chǎn)物：酒精和CO2或乳酸02合作學習無氧呼吸呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸呼吸場所條件分解產(chǎn)物能量ATP產(chǎn)生階段主要在線粒體內(nèi)細胞質基質氧氣、多種酶無氧氣參與，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，大部分能量儲存在乳酸或酒精中有氧呼吸三個階段均產(chǎn)生ATP僅在第一個階段產(chǎn)生ATP1.有關細胞利用葡萄糖進行細胞呼吸的過程如圖所示。下列說法正確的是A.過程①③中，葡萄糖中的能量大部分

以熱能形式散失，其余儲存在ATP中B.物質A是丙酮酸，過程①②③④都會

產(chǎn)生[H]C.人劇烈運動過程中，細胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體D.當O2濃度為0時，線粒體仍能產(chǎn)生ATP√02合作學習細胞呼吸的意義（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+脂肪酸蛋白質氨基酸有機酸脫氨基作用NH3細胞呼吸是蛋白質、糖類和脂質代謝的樞紐。β氧化02合作學習細胞呼吸的影響因素及應用C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量溫度水氧氣二氧化碳影響細胞呼吸的因素02合作學習細胞呼吸的影響因素及應用溫度：主要影響呼吸酶的活性。①最適溫度:細胞呼吸最強。②超過最適溫度:呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。③低于最適溫度:呼吸酶活性下降，細胞呼吸受抑制。應用：低溫一定濕度儲存蔬菜和水果；低溫干燥儲存糧食大棚栽培植物有晝夜溫差。02合作學習細胞呼吸的影響因素及應用CO2濃度：CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對細胞呼吸有抑制作用。CO2濃度升高到1%～10%時，呼吸作用明顯被抑制。應用：地窖來貯藏大白菜、甘薯等。02合作學習細胞呼吸的影響因素及應用含水量：在一定范圍內(nèi)含水越多，呼吸作用越強。在一定范圍內(nèi)，細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。當含水量過多時，呼吸速率減慢，甚至死亡。應用：種子儲存應曬干，降低呼吸作用；作物栽培中，合理灌溉。02合作學習細胞呼吸的影響因素及應用氧氣含量：直接影響呼吸速率和呼吸性質。對無氧呼吸有抑制作用。有氧呼吸：一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增大，但氧濃度達到一定值時，不再增加(底物的量或酶的濃度限制）。無氧呼吸：無氧呼吸隨氧濃度增加而受抑制，氧濃度達一定值時，被完全抑制。02合作學習細胞呼吸的影響因素及應用應用：貯藏蔬菜、水果和種子時，

O2濃度保持在D點，細胞呼吸最弱，有機物消耗最少。ACB510152025無氧呼吸速率CO2的生成量有氧呼吸速率釋放量CO2O2濃度%pDA點：不消耗O2，產(chǎn)生CO2。只進行無氧呼吸。B點：C點之后：只進行有氧呼吸。無氧呼吸消失。P點對應的O2濃度：細胞呼吸最弱，有機物消耗最少。2.現(xiàn)有等量的A、B兩個品種的小麥種子，將它們分別置于兩個容積相同、密閉的棕色廣口瓶內(nèi)，各加入適量(等量)的水。在25℃條件下，瓶內(nèi)O2含量變化如圖所示，請據(jù)圖判斷下列說法錯誤的是A.在t1～t2期間，瓶內(nèi)O2含量的降低主要是由種子細

胞的有氧呼吸引起的B.A種子比B種子的細胞呼吸速率快C.A、B種子釋放CO2的量的變化趨勢是逐漸增加D.在O～t1期間，廣口瓶內(nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是種子進行