3.3 细胞呼吸-能量的转化和利用课件 高一上学期生物苏教版（2019）必修第一册

细胞呼吸——能量的转化和利用1.概述有氧呼吸的三个阶段。2.阐明无氧呼吸的过程和类型。3.探究酵母菌的呼吸方式。4.说出细胞呼吸产生能量的利用实例。1.生命观念:认同线粒体的结构特点与其作为有氧呼吸的主要场所相适应。2.科学思维:构建有氧呼吸和无氧呼吸的过程模型，理解二者的关系。3.科学探究:体验实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论。学习目标素养要求01细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径重点疑难·全突破一、细胞有氧呼吸是大多数生物获取能量的主要途径1.有氧呼吸的过程:2.有氧呼吸中物质的来源及去向分析:(1)[H]①产生的阶段:第一、二阶段;②被氧化的阶段:第三阶段。(2)葡萄糖的利用:第一阶段。(3)水①利用:第二阶段;②形成:第三阶段。(4)O2的利用:第三阶段。(5)CO2的产生:第二阶段。3.以葡萄糖为底物,细胞有氧呼吸的总反应式:拓思维有氧呼吸过程中的能量利用率:葡萄糖有氧分解时,能量利用率约为40%,另外约60%的能量以热能的形式散失。点易错1.细胞呼吸的反应式中的能量不能写成ATP:ATP并不是细胞呼吸的直接产物,只是糖类等有机物氧化分解时释放的能量部分可以用于合成ATP。2.有氧呼吸的场所并非只是线粒体:(1)真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体;(2)原核细胞无线粒体,有氧呼吸在细胞质基质中和细胞膜上进行。3.有氧呼吸过程中反应物中的水和产物中的水不同不能消掉:反应物中的水与丙酮酸反应生成CO2和[H],产物中的水是[H]和O2反应产生的。02细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量无氧呼吸:(1)第一阶段①场所:细胞质基质。②反应式:C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量(2)第二阶段①场所:细胞质基质。②反应式:2C3H4O3+4[H]____________________。2C3H4O3+4[H]_____________。2C2H5OH(乙醇)+2CO22C3H6O3(乳酸)二、细胞无氧呼吸也为生命活动提供能量(3)总反应式C6H12O62C2H5OH(乙醇)+2CO2+少量能量或C6H12O6C2C3H6O3(乳酸)+少量能量。拓思维无氧呼吸有以下三个特点:1.细胞的无氧呼吸是在无氧或缺氧的条件下进行的,以适应不利的环境条件。2.细胞的无氧呼吸过程中,有机物不彻底氧化分解,形成不彻底氧化产物。3.释放能量少。03有氧呼吸与无氧呼吸的比较三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程图解:2.有氧呼吸和无氧呼吸的比较:有氧呼吸无氧呼吸不同点反应条件需要O2、相关酶等不需要O2、需要相关酶等反应场所第一阶段发生在___________,第二阶段发生在线粒体基质,第三阶段发生在___________第一、二阶段均发生在___________产物CO2、H2O乙醇和CO2或乳酸能量转化有机物中稳定的化学能→_____中活跃的化学能和热能有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能、热能、不完全氧化分解的产物___________中的化学能细胞质基质线粒体内膜细胞质基质ATP乙醇或乳酸有氧呼吸无氧呼吸不同点特点有机物_____氧化分解,释放大量能量有机物_______氧化分解,释放少量能量相同点实质有机物氧化分解,释放能量,合成ATP的过程意义①细胞呼吸为生物体的生命活动提供能量;②产生中间代谢产物为体内其他化合物的合成提供原料;③维持恒温动物的体温联系有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同彻底不完全3.细胞呼吸中[H](NADH)和ATP的来源与去向:项目来源去向[H]有氧呼吸C6H12O6和H2O_______________无氧呼吸C6H12O6还原丙酮酸ATP有氧呼吸_______________用于_____________无氧呼吸只在第一阶段产生与O2结合生成水三个阶段都产生各种生命活动4.细胞呼吸中能量的释放与去向:5.有氧呼吸与无氧呼吸(产生乙醇)的判断及相关计算:(1)细胞呼吸反应式中各物质量的比例关系①有氧呼吸:C6H12O6∶O2∶CO2=_______。②无氧呼吸:C6H12O6∶CO2∶C2H5OH=1∶2∶2或C6H12O6∶C3H6O3=____。③有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖时需要的O2和产生的CO2的物质的量:有氧呼吸需要的O2∶有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2之和=____。④产生等量的CO2时消耗的葡萄糖的物质的量:无氧呼吸∶有氧呼吸=____。1∶6∶61∶23∶43∶1(2)判断细胞呼吸方式的三大依据思考：1.葡萄糖分子为什么不能直接进入线粒体被分解?提示:线粒体膜上没有运输葡萄糖的转运蛋白。2.在通风条件不好的环境中,为什么储藏的苹果会有酒味散发,而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生?提示:苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2,马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同,导致反应途径不同,产物也不同。3.人体细胞产生CO2的场所是什么?提示:线粒体基质。点易错1.进行有氧呼吸的生物并不一定都含线粒体。如某些原核细胞虽无线粒体,但也能进行有氧呼吸。2.有CO2产生的不一定是有氧呼吸,有酒精或乳酸产生的呼吸类型一定为无氧呼吸。3.细胞呼吸释放的能量并不都储存起来。大部分以热能的形式散失,小部分储存在ATP中。4.不同生物的无氧呼吸类型不同(1)动物:无氧呼吸的产物为乳酸。(2)植物:无氧呼吸的产物一般为酒精,特例如玉米胚、马铃薯的块茎、甘薯的块根无氧呼吸产生乳酸。(3)酵母菌:无氧呼吸产物为酒精和二氧化碳。(4)乳酸菌:无氧呼吸产物为乳酸。拓思维当人体剧烈运动时,肌肉细胞依靠无氧呼吸的方式快速产生ATP,产物乳酸会刺激神经末梢,使人产生酸痛的感觉。乳酸会被运至肝脏,再生成葡萄糖。04探究酵母菌细胞的呼吸方式1.实验原理:(1)酵母菌是兼性厌氧菌,在有氧和无氧条件下都能生存。以葡萄糖为底物时,通过测定酵母菌在有氧和无氧的条件下_______________,来确定酵母菌细胞呼吸的方式。①有氧条件:葡萄糖_________+能量。②无氧条件:葡萄糖_________+能量。细胞呼吸的产物CO2+H2O乙醇+CO2四、探究酵母菌细胞的呼吸方式(2)呼吸产物的检测:产物试剂现象CO2澄清石灰水石灰水变混浊(根据石灰水的混浊程度可确定产生CO2的多少)溴麝香草酚蓝溶液蓝→_____(根据溴麝香草酚蓝溶液变成黄绿色的时间长短可确定产生CO2的多少)酒精酸性条件下的_________溶液橙色→_____黄绿重铬酸钾绿色2.实验步骤:(1)配制酵母菌培养液(酵母菌+___________)。(2)设计对比实验,装置如图所示,安装实验装置。葡萄糖溶液3.产物检测与实验现象:4.实验结论:(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。(2)在有氧条件下产生____多而快,在无氧条件下进行细胞呼吸产生__________。条件澄清的石灰水的变化/出现变化的时间(酸性)重铬酸钾甲组(无氧)变浊/慢出现_____乙组(有氧)变浊/___无变化绿色CO2酒精和CO2快5.液滴移动法探究细胞呼吸的方式:探究装置:欲确认某生物的细胞呼吸方式,应设置两套实验装置,如图所示(以发芽种子为例):(1)结果结论:(2)误差校正:为使实验结果精确,除减少无关变量的干扰外,还应设置对照实验,用“煮熟的种子”代替“发芽种子”,其余均与装置二相同。实验结果结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产生_______________不动右移只进行产生_______________左移右移进行_____________________________左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸乳酸的无氧呼吸酒精的无氧呼吸有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸思考：1.配制酵母菌培养液时,为什么需将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后加入锥形瓶?提示:煮沸是为了除去其他杂菌,防止其他杂菌的干扰;冷却后再加入锥形瓶是防止高温将酵母菌杀死。2.进行实验前为什么要检查实验装置的气密性?提示:若实验装置气密性差,会导致酵母菌呼吸产生的二氧化碳不能全部通入澄清的石灰水中而导致实验失败。情境应用·提素养啤酒以小麦和大麦为主要原料、啤酒花为香料,经过制麦、糖化和啤酒酵母酒精发酵制成,含有丰富的CO2和少量酒精。由于发酵工艺与一般酒精生产不同,啤酒中保留了一部分