【公开课】细胞呼吸的原理和应用课件高一上学期生物人教版必修1

第五章

细胞的能量供应和利用第三节

细胞呼吸的原理和应用

酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？问题探讨发酵生产葡萄酒的车间2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？密封发酵时通气提供呼吸需要的氧气细胞分裂密封在无氧条件下分解有机物产生酒精。有氧条件释放能量多为物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。将有机物转化为酒精能为自己的生命活动提供少量能量。一.细胞呼吸实质:发面时，酵母菌细胞呼吸产生了CO2酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。

呼吸作用：是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并产生ATP的过程。【注意】呼吸≠呼吸作用呼吸：机体与环境之间的O2与CO2交换的过程。有机物氧化分解，释放能量的过程。酵母菌电镜图是一种单细胞真菌，在有氧和无氧环境下都能生存，属于异养、兼性厌氧菌。探究•实践：酵母菌细胞呼吸的方式提出问题作出假设酵母菌是否在有氧和无氧条件下都能进行呼吸？其呼吸产物分别是什么？无氧CO2和酒精产生CO2有氧产生酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸二.细胞呼吸的方式设计实验实验组组A：有氧呼吸组组B：无氧呼吸组如何控制有氧和无氧的条件？怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？如何保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？二.细胞呼吸的方式自变量因变量有氧/无氧条件是否产生CO₂/酒精无关变量影响通气/密闭相同且适宜温度、pH等控制检测①通入澄清的石灰水：澄清→浑浊蓝→绿→黄②使溴麝香草酚蓝水溶液：CO2的检测酒精的检测酸性重铬酸钾溶液：橙→灰绿色条件适宜(25～35℃，pH3.0-7.5)给予充足的养料，酵母菌培养液：(

+

)酵母菌

葡萄糖溶液检测CO2的产生edc二.细胞呼吸的方式实验步骤Ⅰ

有氧呼吸：A.有氧呼吸装置由

组成。B.NaOH溶液的作用是

。C.加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是：a.加热目的是

。b.冷却目的是

。e→c→d吸收空气中CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致加热以杀死其他微生物防止高温杀死酵母菌保持通入空气

无氧呼吸：A.无氧呼吸装置由

组成。B.加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是：a.加热目的是

。b.冷却目的是

。C.f瓶放置一段时间再连接澄清的石灰水的目的是：

。f→d加热以杀死其他微生物及除去溶解氧防止高温杀死酵母菌将原有O2耗完，确保通入澄清的石灰水中的CO2只来自无氧呼吸二.细胞呼吸的方式Ⅱedcf检测CO2的产生实验步骤分别滴加0.5mL溶有0.1g

的浓硫酸溶液自A、B锥形瓶中各取2mL酵母菌培养液的滤液

重铬酸钾二.细胞呼吸的方式检测酒精的产生实验步骤振荡并观察溶液的颜色变化。分别注入编号为1、2的两支试管中实验现象条件澄清石灰水/出现的时间溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快变混浊／慢出现灰绿色不变灰绿色由蓝变绿再变黄/长由蓝变绿再变黄/短耗尽葡萄糖闻酵母菌培养液本身具有颜色且不透明葡萄糖也可以与重铬酸钾产生与酒精相同颜色反应。酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸C6H12O6CO2(大量)＋H2OC2H5OH＋CO2

(少量)酵母菌有O2无O2二.细胞呼吸的方式实验结论科学方法对比实验设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响不设对照组，均为实验组，也叫相互对照实验。比较过氧化氢在不同条件下的分解(1)起对照作用的是_____号试管。(2)能形成对比实验是__________号试管。90℃水浴FeCl3肝脏研磨液12、3、4有氧呼吸无氧呼吸三.有氧呼吸外膜内膜线粒体基质嵴核糖体细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸(主要)线粒体主要场所①线粒体内膜的某些部位向内折叠形成峭，使表面积增加。②线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量酶有氧呼吸的过程H2O大量能量少量能量少量能量CO2［H］O2［H］丙酮酸H2O丙酮酸葡萄糖[H]与O2结合NAD+NADH细胞质基质线粒体基质线粒体内膜第一阶段第二阶段第三阶段C6H12O62C3H4O3

+4[H]+少量能量2C3H4O3

+6H2O酶6CO2+20[H]酶+少量能量24[H]+6O2酶12H2O+大量能量细胞质基质线粒体基质线粒体内膜C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶物质变化有机物(葡萄糖)无机物(CO2+H2O)能量变化有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能+散失的热能三.有氧呼吸有氧呼吸:细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。2870kJATP977.28kJ热能散失①反应式中的能量不能写成ATP②反应式前后的H2O不能消去。③反应式中间不能用等号，要用箭头。④反应条件“酶”不能省去。注意:三.有氧呼吸c.能量有一部分储存在ATP中b.能量逐步释放a.过程温和(常温、常压、一定的pH等)有氧呼吸特点1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870KJ的能量，可以使977.28KJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？977.28÷2870≈34.05%977.28÷30.54=32mol①使有机物中的能量逐步地转移到ATP中②能量缓慢有序的释放，有利于维持细胞的相对稳定状态2.有氧呼吸是逐级释放能量的，对于生物体来说具有什么意义？3.线粒体能分解葡萄糖吗？4.无线粒体一定不能进行有氧呼吸吗？①线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体，葡萄糖不能进入线粒体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。真核细胞:不能，如哺成红、蛔虫原核细胞:能，如好氧细菌利用细胞质和细胞膜完成有氧呼吸1.适用范围（1）许多种细菌(乳酸菌)和真菌(酵母菌)（2）动(肌细胞)植(马铃薯块茎、水稻根、苹果果实等)物局部细胞

在缺氧条件下暂时进行无氧呼吸四.无氧呼吸2.过程2丙酮酸（C3H4O3）C6H12O6

酶少量能量4[H]

酶酶2酒精（C2H5OH）+2CO22乳酸（C3H6O3）细胞质基质与有氧呼吸第一阶段完全相同第一阶段第二阶段酶酶2C2H5OH+2CO22C3H6O3大部分能量存留在

或

中酶酶C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量(2)产生酒精(1)产生乳酸3.无氧呼吸的反应式酒精发酵乳酸发酵四.无氧呼吸

细胞在_________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过_______分解，释放_____能量的过程。4.概念没有氧气不完全少量酒精

1mol葡萄糖少量释放196.65(kJ)61.08kJ2ATP(约31%)热能乳酸/酒精乳酸第一阶段5.无氧呼吸的意义

高等植物在水淹，

人在剧烈运动时，可以进行短暂的无氧呼吸，分解葡萄糖释放能量，以适应缺氧环境条件。（高等动物、乳酸菌、玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等）（大多数植物、酵母菌、水稻根、苹果果实等）项目有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量ATP产生特点相同点过程实质意义细胞质基质、线粒体细胞质基质需O2、多种酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量（2870KJ/mol）少量(196.65或225.94KJ/mol)有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量没完全释放第一阶段(葡萄糖

丙酮酸)相同氧化分解有机物，释放能量，产生ATP为生物体生命活动提供能量不需O2、多种酶第一、二、三阶段仅第一阶段有氧呼吸与无氧呼吸的比较五.细胞呼吸的概念和意义（1）为生物体提供能量（2）生物体代谢的枢纽细胞呼吸能量热能散失能量转移ATPADPPi能量细胞分裂生长发育主动运输肌肉收缩神经冲动的传导C6H12O6CO2＋H2O1、概念：细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。2、细胞呼吸的意义丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油五.细胞呼吸的概念和意义3.细胞呼吸原理应用病菌多是厌氧生物O2对其生命有抑制作用酸奶酒乳酸杆菌(兼性厌氧)酵母菌(厌氧)抑制根无氧呼吸(酒精有毒害)抑制病菌无氧呼吸先通氧，再密封促进根有氧呼吸有利于主动运输吸收矿质离子醋酸杆菌(好氧)食醋五.细胞呼吸的概念和意义破伤风杆菌(厌氧)促进有氧呼吸(减少乳酸产生)种子、粮食蔬菜、水果低温、低氧、干燥低温、低氧、一定湿度注射破伤风抗毒血清（抗体）物质变化特点细胞呼吸方式1234567

根据物质的量关系判断（O2消耗量与CO2释放量，酒精和CO2生产量）C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量酶C6H12O62C3H6O3+少量能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶细胞呼吸方式的判断方法CO2释放量=O2吸收量不消耗O2，释放CO2酒精产生量=CO2释放量无CO2释放CO2释放量>O2吸收量酒精的产生量<CO2释放量CO2释放量<O2消耗量只进行有氧呼吸或有氧呼吸+乳酸发酵只进行酒精发酵只进行酒精发酵只进行乳酸发酵进行有氧呼吸和酒精发酵,多余的CO2来自酒精发酵进行有氧呼吸和酒精发酵,多余的CO2来自有氧呼吸存在于脂质类氧化分解1.内因以植物为例，从以下3个角度分析项目规律举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同器官类型同植物的不同器官呼吸速率不同生长发育阶段同一植物的同一器官在不同的生长发育阶段呼吸速率不同六.影响呼吸速率的因素及其应用旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。生殖器官大于营养器官幼苗期、开花期植株器官的呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。温度通过影响酶的活性进而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25℃～35℃之间。应用①

储存食品（冰箱）②大棚栽培夜间和阴天适当

以降低呼吸作用消耗的有机物③

水和面发得快(1)温度零上低温降温温2.外因六.影响呼吸速率的因素及其应用O2对有氧呼吸是必需的；O2对无氧呼吸有

作用(2)氧气的浓度抑制①O2浓度=0时，只进行