5.3.1细胞呼吸的原理和应用课件高一上学期生物人教版（2019）必修1

主要能源物质葡萄糖主要储能物质脂肪其他能源物质糖原、淀粉等生命活动水解供能直接能源物质ATP呼吸作用：ADP+Pi+能量→氧化分解光合作用：

反应

反应吸能放能第3节细胞呼吸的原理和应用（1）第5章细胞的能量供应和利用问题探讨

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震荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却要密封发酵。培养酵母菌酵母菌发酵问题探讨讨论：1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的需要密封？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？通气可以给酵母菌提供呼吸所需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的分裂。密封为了避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供能量。问题探讨发面中会有很多的小孔，保鲜膜上有水珠，而且在发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。1.发面主要与什么微生物有关？2.面团上的小孔是怎么产生的呢？保鲜膜上为什么会有水珠？3.为什么早期没有酒味而后期会有酒味呢？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。酵母菌产生CO2和水后期无氧条件下产生酒精细胞呼吸的实质CO2O2CO2O2CO2O2O2O2CO2CO2肺泡细胞呼吸毛细血管O2呼吸呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。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。细胞呼吸是否都需要氧气呢？【注意】呼吸≠呼吸作用问题:

细胞呼吸是否一定需要氧呢？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？请用实例来论证你的猜想。探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌进行细胞呼吸将有机物分解为

和

。酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧环境下都能生存，属于异养兼性厌氧菌。酵母菌在什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精？酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的物质分别是什么呢？CO2酒精酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。有气体，有酒味代谢类型同化类型异化类型自养型异养型需氧型厌氧型兼性厌氧型探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌进行细胞呼吸将有机物分解为

和

。酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧环境下都能生存，属于异养兼性厌氧菌。酵母菌在什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精？酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的物质分别是什么呢？CO2酒精提出问题作出假设设计实验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么?酒精CO2探究酵母菌细胞呼吸的方式无氧产生有氧产生自变量:因变量:无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物有氧——无氧——反应物的量、反应时间、pH、温度、酵母菌的活性等酒精、CO2通气密封实验原理CO2的检测①通入澄清的石灰水：酒精的检测酸性重铬酸钾溶液：澄清→浑浊蓝→绿→黄橙色→灰绿色探究酵母菌细胞呼吸的方式澄清的石灰水酸性重铬酸钾溶液溴麝香草酚蓝溶液②使溴麝香草酚蓝溶液（BTB）：实验步骤接气泵或橡皮球A10%NaOH酵母菌培养液澄清石灰水

B瓶封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。为什么？

消耗掉B瓶中的氧气，确保通入澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。B酵母菌培养液澄清石灰水去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生的CO2所致。检测CO2的产生。有氧装置无氧装置将培养液煮沸冷却的目的：去除培养液中的O2，杀死培养液中的杂菌。结果分析探究酵母菌细胞呼吸的方式由蓝变绿再变黄（1）CO2的检测及结论现象：结论：澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。溴麝香草酚蓝溶液遇CO2的变色过程结果分析探究酵母菌细胞呼吸的方式（2）酒精的检测及结论有氧环境下的产物不能使橙色重铬酸钾溶液变色，无氧环境下的产物能使橙色重铬酸钾溶液变成灰绿色。结论：有氧呼吸不产生酒精，无氧呼吸产生酒精。结果：C质量分数为10%的NaOH溶液A酵母菌培养液D澄清的石灰水气泵EB酵母菌培养液D澄清的石灰水

由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。

有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？

质量分数为10%NaOH溶液酵母菌培养液澄清石灰水A气泵ECD质量分数为10%NaOH溶液澄清石灰水澄清石灰水

D

气泵EC酵母菌培养液D

A批判性思维：实验装置的改进验证空气中的CO2是否完全被吸收检验有氧呼吸是否产生CO2大量CO2有氧：葡萄糖酵母菌结果结论探究酵母菌细胞呼吸的方式有氧呼吸无氧呼吸科学家根据大量的实验结果得出结论细胞呼吸绝大多数生物的主要呼吸方式酵母菌、许多真菌和细菌能够进行无氧：葡萄糖少量CO2+酒精酵母菌有氧呼吸的主要场所酵母菌培养液接气泵或橡皮球A10%NaOH澄清石灰水本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？对比实验（相互对照实验）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，这样的实验叫作对比实验。实验组实验组对比实验与对照实验有何区别呢？科学方法B酵母菌培养液澄清石灰水有氧呼吸装置无氧呼吸装置拓展：对比实验与对照实验的区别对比实验：对照实验：实验组1：实验组2：对照组：实验组：结果未知结果未知结果已知结果未知科学方法PARTONE有氧呼吸

场所反应物产物释能反应式第一阶段第二阶段第三阶段总反应式请自主阅读课本P92-93页，完成以下问题。1.有氧呼吸的主要场所？主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？2.有氧呼吸各阶段特征。3.总结有氧呼吸的概念。4.有机物中能量的去路有哪些？绝大部分能量去路呢？5.同有机物在生物体外燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？(一)有氧呼吸外膜内膜DNA/RNA核糖体嵴基质分布有多种有氧呼吸酶线粒体1.主要场所：2.线粒体适应于有氧呼吸的主要特点：(1)线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积。(一)有氧呼吸(2)线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。C6H12O62C3H4O3少量能量酶2C3H4O34[H]+Ⅰ细胞质基质Ⅱ线粒体基质Ⅲ线粒体内膜6CO26H2O6H2O酶20[H]少量能量6O224[H]12H2O大量能量3.过程：(一)有氧呼吸4.各阶段特征比较：第一阶段反应式：第二阶段反应式：第三阶段反应式：C6H12O6酶+4[H]

+少量能量

2C3H4O3

+6H2O酶2C3H4O3

6CO2

+20[H]

+

少量能量

酶12H2O

+大量能量

24[H]

+

6O2有氧呼吸

场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜(一)有氧呼吸有氧呼吸的过程第一阶段第二阶段第三阶段C6H12O6酶2丙酮酸+

4[H]+能量（少）葡萄糖的初步分解场所细胞质基质6CO2+

20[H]+能量（少）

2丙酮酸+6H2O酶丙酮酸彻底分解线粒体基质酶12H2O+大量能量24[H]+6O2[H]的氧化线粒体内膜总反应式

C6H12O6+6H2O+

6O26CO2

+12H2O+能量酶OOOOOC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶5.有氧呼吸总反应式：6.有氧呼吸中元素去向：b.H原子的运动轨迹：a.C原子的运动轨迹：c.O原子的运动轨迹：C6H12O62C3H4O36CO

2C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O20[H]12H2OC6H12O62C3H4O3+6H2O

6CO26O212H2O(一)有氧呼吸**7.有氧呼吸的定义：

指细胞在氧的参与下，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，同时生成大量ATP的过程。

请思考线粒体不能直接氧化分解葡萄糖的可能原因？①线粒体膜上没有葡萄糖载体；②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。(一)有氧呼吸

其余1892.72kJ的能量以热能形式散失掉。1mol葡萄糖释放能量2870kJ有977.28kJ的能量储存在ATP中1、在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870

kJ的能量，

可使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。请你计算一下，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？思考·讨论有氧呼吸的能量利用特点能量效率高达34％，使32molADP转化为ATP。

3、与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于

生物体来说具有什么意义？思考·讨论有氧呼吸的能量利用特点区别：(1)有氧呼吸过程温和(2)有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放(3)有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中意义：可使有机物中的能量逐步转移到ATP中，保证能量得到最充分的利用；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有

一部分储存在ATP中。②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消

耗了水，而第三阶段生成了水。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。⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖

在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。易错提示：(一)有氧呼吸（1）哪个阶段产生CO2？（2）哪个阶段有氧气参与反应？（3）哪个阶段产生能量