细胞呼吸为细胞生活提供能量课件-高一上学期生物浙科版必修1

第4节细胞呼吸为细胞生活提供能量回顾已学知识，已学的与需氧呼吸有关的知识有哪些？初中：高中：1.C6H12O6+O2→CO2+H2O+能量2.分解有机物，释放能量

1.线粒体是需氧呼吸的主要场所p412.真核生物的需氧呼吸就在细胞溶胶和线粒体内进行的p453.原核细胞可以进行需氧呼吸，与需氧呼吸有关的酶分布在细胞膜和细胞溶胶p594.放能反应合成ATPp65（细胞呼吸）需氧呼吸的意义之一：为大多数生命活动提供ATP呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的O2，呼出CO2的气体交换过程；细胞呼吸是指细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并且释放能量的过程。问题探讨1.探究酵母菌的呼吸方式1.1活动：探究酵母菌的呼吸方式酵母菌属于真菌，广泛分布于自然界中，依赖外来的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代。在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧型生物。探究酵母菌在有氧和无氧条件下的呼吸方式。锥形瓶、烧杯、橡胶塞、试管、玻璃管（直管、弯管）、胶管、洗耳球（或气泵）。选材目的材料①有氧条件下产生二氧化碳，无氧条件下产生酒精；②有氧条件下产生酒精和二氧化碳，无氧条件下产生二氧化碳；③有氧和无氧条件下都产生了二氧化碳和酒精。…......酵母菌在有氧或者无氧环境中进行呼吸的产物是什么？提出问题作出假设设计实验进行实验+实验结果得出结论1.1活动：探究酵母菌的呼吸方式提出问题作出假设设计实验进行实验+实验结果得出结论（1）实验的变量变量自变量:因变量:无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物无氧温度、pH、酵母菌的总量、葡萄糖的量…有氧酒精、CO21.1活动：探究酵母菌的呼吸方式提出问题作出假设设计实验进行实验+实验结果得出结论（2）实验原理②CO2的检测0.1%溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄澄清的石灰水：澄清→浑浊①酵母菌培养液：5%葡萄糖溶液，可提供酵母菌生长繁殖所需要的物质与能量。③酒精的检测：重铬酸钾在酸性条件下为橙色，遇到酒精，由橙色→灰绿色1.1活动：探究酵母菌的呼吸方式提出问题作出假设设计实验进行实验+实验结果得出结论1.1活动：探究酵母菌的呼吸方式ABCDE吸收CO2提出问题作出假设设计实验进行实验+实验结果得出结论（3）设计实验装置有氧装置无氧装置吸收通入空气中的CO2无氧装置中为什么B锥形瓶封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接？使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境1.1活动：探究酵母菌的呼吸方式提出问题作出假设设计实验进行实验+实验结果得出结论A装置（35°C)B装置（35°C)10%NaOH酵母菌培养液石灰水酵母菌培养液石灰水溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→黄用重铬酸钾溶液检测酒精5%重铬酸钾溶液+A装置的2ml酵母菌滤液+B装置的2ml酵母菌滤液灰绿色不变灰绿色1.1活动：探究酵母菌的呼吸方式提出问题作出假设设计实验进行实验加实验结果得出结论条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快不出现灰绿色变混浊／慢出现灰绿色2、有氧呼吸产生大量CO2，

无氧呼吸产生少量CO2。1、酵母菌有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸产生CO2和酒精。1.1活动：探究酵母菌的呼吸方式1.图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验装置图,请据图分析回答:

(1)A瓶加入的试剂是

,其目的是________________________(2)C瓶和E瓶加入的试剂是

,其作用是

。(3)图中装置

(填“有”或“无”)错误之处如果有请在相应的图中加以改正。

(4)D瓶应封口放置一段时间后,再连通E瓶,其原因是

。

NaOH溶液排除空气中CO2对实验结果的干扰澄清的石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)

检测CO2的产生有消耗可能存在的氧气1.下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，不正确的是（）A.根据短时间内澄清石灰水变浑浊的程度，可检测CO2产生量的多少B.整个实验过程中，保证酵母菌能正常生活的重要条件是加入足量的培养液C.该实验中不通入空气的装置属于空白对照组，整个实验属于对照实验D.本实验的结论是：酵母菌细胞既可进行有氧呼吸，也可进行无氧呼吸C课堂检测课堂检测C2.下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是(

)A.该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组B.若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄C.可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率D.若C瓶和E瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式细胞呼吸需氧呼吸（aerobicrespi-ration）厌氧呼吸（anaerobicrespiration）2.需氧呼吸任务一：探究O2被消耗的场所1.实验材料：大肠杆菌、酵母菌、破碎器、离心机、葡萄糖溶液、ATP溶液、若干试管、测定溶解氧仪器等（具体检测过程不作要求）2.实验思路：试管编号添加的细胞结构添加的物质实验结果123酵母菌匀浆酵母菌细胞溶胶酵母菌线粒体葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液溶解氧减少溶解氧不减少溶解氧不减少实验结论：氧气在细胞中消耗试管编号添加的细胞结构添加的物质实验结果123酵母菌匀浆细胞溶胶线粒体葡萄糖溶液葡萄糖溶液葡萄糖溶液溶解氧减少溶解氧不减少溶解氧不减少45细胞溶胶线粒体

丙酮酸溶液丙酮酸溶液溶解氧不减少溶解氧减少实验结论：氧气在细胞中的消耗场所是线粒体葡萄糖在细胞溶胶中分解产生丙酮酸,丙酮酸进入线粒体进一步被分解。问题2：葡萄糖能否直接进入线粒体内反应？2.1需氧呼吸需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧化碳和水。木头燃烧是在高温下发生的，产生的光和热立即被释放；需氧呼吸是在常温下发生的，所产生的的能量逐步释放，其中一部分能量储存在ATP中，其余的转化成热能。它们反应的实质都是将有机物中的碳氧化为二氧化碳，将氢氧化成水。2.1需氧呼吸机体的主要的能源物质葡萄糖10g葡萄糖≈160kJ能量≈通过细胞的需氧呼吸将葡萄糖中的能量逐渐释放ATP热能——生命活动的直接能源——维持体温2.1需氧呼吸1个ATP分子≈1个葡萄糖的1%细胞每氧化1个葡萄糖分子就会合成100个ATP分子呢？1个葡萄糖氧化32个ATP细胞中：η≈30%传统蒸汽机：η≈8%现代化汽车引擎：η≈25%2.1需氧呼吸需氧呼吸在有氧条件下，将葡萄糖转化成二氧化碳和水，同时释放能量过程在哪里进行的呢？需氧呼吸又是如何逐步释放能量的呢？由特定的酶参与的，一系列化学反应组成的一个连续完整的代谢过程。3个阶段2.1需氧呼吸（1）场所：细胞溶胶和线粒体，主要在线粒体（“动力车间”）线粒体的结构示意图外膜内膜基质嵴2.1需氧呼吸（2）过程

需氧呼吸是由一系列化学反应组成的一个连续完整的代谢过程，每一步化学反应有需要特定的酶参与才能完成。根据产物的性质和反应在细胞中发生的部位，将其分为3个阶段。2.1需氧呼吸（2）过程第一阶段：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量酶细胞溶胶糖酵解2.1需氧呼吸（2）过程第二阶段：2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+少量能量酶线粒体基质2.1需氧呼吸（2）过程第三阶段：24[H]+6O212H2O+大量能量酶线粒体内膜

2.1需氧呼吸（3）总反应式：酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量糖分子失去氢原子氧分子获得氢原子

需氧呼吸的过程是一个氧化还原反应。在这个过程中，葡萄糖分子所储存的能量（化学能）通过氧化还原作用释放出来。部分能量驱动ATP合成，用于各种生命活动。葡萄糖分子与氧反应的总反应式如下：2.1需氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶

以上反应式中的能量能否写成ATP？不能，细胞中每氧化1个葡萄糖分子，可以合成约32个ATP分子（其中的28个ATP分子是在电子传递链中产生的），其能量利用效率大约为30%，而其他的能量则是以热能的形式散失。2.1需氧呼吸（4）总结：阶段场所原料条件产物能量第一阶段糖酵解第二阶段柠檬酸循环第三阶段电子传递链细胞溶胶线粒体基质线粒体内膜葡萄糖丙酮酸、H2O氧气、[H]酶酶酶、氧气丙酮酸、[H]二氧化碳、[H]H2O少量ATP少量ATP大量ATP课堂检测3.C6H12O6是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质，将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是（）DA.丙酮酸B.乳酸C.CO2D.H2O许多微生物需要依靠厌氧呼吸维持生命，氧气对它们来说甚至是有毒的乳酸菌产气荚膜梭菌是否有些生物的细胞并不喜欢氧气呢？它们又是怎么进行细胞呼吸的呢？甲烷菌厌氧呼吸是在无氧的条件下发生的什么生物能进行厌氧呼吸？人、动物和植物在特殊情况下都可以进行厌氧呼吸酿酒业：酵母菌

厌氧呼吸产生酒精酸奶、泡菜：乳酸菌厌氧呼吸产生乳酸200~400m赛跑：ATP来源厌氧呼吸提供益处：危害：肌肉酸痛：人和动物的骨骼肌细胞

厌氧呼吸产生乳酸烂根：植物

厌氧呼吸产生酒精葡萄和苹果的果实、玉米的胚、马铃薯的块茎等都能进行厌氧呼吸运动需要消耗能量（ATP）ATP磷酸肌酸ATP进行百米赛跑的前几秒的时间内，ATP主要来源于磷酸肌酸200~400m的赛跑，ATP则主要靠厌氧呼吸供应较长时间的运动如马拉松，主要靠需氧呼吸供应ATP3.厌氧呼吸3.1厌氧呼吸（1）定义：

细胞在无氧条件下，有机物（葡萄糖）经过一系列的氧化分解，生成不彻底的氧化产物及其他物质，释放少量能量ATP的过程。乳酸菌、酵母菌等微生物的厌氧呼吸也称发酵。最常见的发酵类型是乳酸发酵和乙醇发酵。为什么厌氧呼吸释放的能量只有少量？因为酒精和乳酸中还有大量能量没有释放出来。3.1厌氧呼吸（2）过程C6H12O6能量（少量）2丙酮酸4[H]酶酶细胞溶胶第一阶段第二阶段酒精和CO2或乳酸3.1厌氧呼吸第一阶段：C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量酶细胞溶胶糖酵解

厌氧呼吸第一阶段与需氧呼吸第一阶段相同，其中产生的能量一部分形成少量ATP（2个ATP分子）。3.1厌氧呼吸2C3H4O3乳酸脱氢酶2C3H6O3（乳酸）+4[H]②乙醇发酵CH3COCOOH（丙酮酸）酶CH3CHO（乙醛）＋CO2CH3CHO（乙醛）+2[H]酶C2H5OH（乙醇）第二阶段：丙酮酸不彻底分解①乳酸发酵3.1厌氧呼吸（3）总反应式C6H12O6（葡萄糖）酶2C3H6O3（乳酸）＋能量乳酸发酵乙醇发酵2C2H5OH（乙醇）＋2CO2＋能量酶C6H12O6（葡萄糖）例：大多数植物、酵母菌例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、玉米胚乳、甜菜块根等）3.1厌氧呼吸（4）总结：第1阶段第2阶段场所条件反应物产物释放能量多少合成ATP多少细胞溶胶细胞溶胶无氧、酶无氧、酶葡萄糖丙酮酸、[H]丙酮酸、[H]乳酸或酒精和CO2少无少无4.能区别需氧呼吸和厌氧呼吸的是（）A.是否产生二氧化碳B.是否产生水C.是否产生酒精D.是否产生ATPB课堂检测4.需氧呼吸与厌氧呼吸的比较项目需氧呼吸厌氧呼吸不同点呼吸场所反应条件分解产物能量释放ATP的产生阶段相同点实质意义联系细胞溶胶、线粒体细胞溶胶需要O2，需要酶不需要O2，需要酶CO2和H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量释放少量能量，大部分能量储存在酒精或乳酸中三个阶段均产生ATP仅在第一阶段产生ATP分解有机物，释放能量，生成ATP为各项生命活动提供能量；为体内其他化合物的合成提供原料第一阶段相同4.1需氧呼吸与厌氧呼吸的比较项目来源去向[H]ATP需氧呼吸：C6H12O6和H2O；厌氧呼吸：C6H12O6需氧呼吸：与O2结合生成水；厌氧呼吸：还原丙酮酸需氧呼吸：三个阶段都产生；厌氧呼吸：只在第一阶段产生用于几乎各项生命活动(除光合作用的碳反应)4.1需氧呼吸与厌氧呼吸的比较判断细胞呼吸类型的方法判断下列生物的细胞呼吸类型①生物进行细胞呼吸时消耗氧气或产物中有水；②生物进行细胞呼吸时产物中有酒精或乳酸；③生物进行细胞呼吸时不消耗氧气但释放了二氧化碳；④生物进行细胞呼吸时无二氧化碳释放⑤生物进行细胞呼吸时酒精产生量等于二氧化碳的量；⑥生物进行细胞呼吸时二氧化碳释放量等于氧气的吸收量；⑦生物进行细胞呼吸时二氧化碳的释放量大于氧气的吸收量；⑧生物进行细胞呼吸时酒精产生量小于二氧化碳量；⑩原核细胞在细胞溶胶中进行；⑨真核细胞只在细胞溶胶中进行的以及还能在线粒体中进行的细胞呼吸；需氧呼吸厌氧呼吸只进行厌氧呼吸且产物定有酒精只进行厌氧呼吸且产物定有乳酸只进行厌氧呼吸且产生酒精只进行需氧呼吸既有需氧呼吸也有乙醇发酵多余的二氧化碳来自乙醇发酵既有需氧呼吸也有乙醇发酵多余的二氧化碳来自需氧呼吸只在细胞溶胶中—厌氧呼吸有线粒体参与—需氧呼吸某些原核细胞内具有需氧呼吸有关的酶三看法反应物和产物反应场所细胞呼吸为细胞生活提供能量呼吸类型判断技巧气体变化特点判断方法实例无CO2释放细胞只进行产生乳酸的厌氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等植物及动物细胞厌氧呼吸不消耗O2但产生CO2细胞只进行产生酒精和CO2的厌氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积增大酵母菌的厌氧呼吸、绝大多数植物的厌氧呼吸CO2释放量等于O2的消耗量细胞只进行需氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小乳酸发酵的生物——只进行需氧呼吸或需氧呼吸和厌氧呼吸同时进行，酒精发酵的生物——只进行需氧呼吸CO2释放量与O2消耗量的比值VCO2/VO2＝4/3需氧呼吸和厌氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸VCO2/VO2>4/3厌氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于需氧呼吸VCO2/VO2<4/3需氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于厌氧呼吸呼吸作用测量装置及应用拓展1、呼吸速率的测定装置呼吸类型的确认及测定只要种子进行需氧呼吸，红色液滴______移动装置1种子进行厌氧呼吸，红色液滴___移动单位时间O2的消耗量可以表示呼吸速率向左不装置2：反映气体总体积的变化种子只进行需氧呼吸，红色液滴____移动种子只进行厌氧呼吸，红色液滴_____移动种子进行需氧呼吸和厌氧呼吸，红色液滴_____移动向右不向右拓展2、呼吸底物的确定问题:若该萌发种子的呼吸底物不只是葡萄糖？油脂含H比例高，消耗O2多，产生CO2少。装置3？？拓展3、怎样设置对照实验，以排除实验误差对实验结果的干扰,使实验结果更精确？煮熟种子设置对照实验NaOH溶液拓展4、若用长有叶片的幼苗进行呼吸作用的相关实验,该装置还应怎样处理？装置放在黑暗条件下进行实验p93①②③课堂检测4.农田土壤板结时，土壤中空气不足，会影响作物根系的生长，故需要及时松土透气。下列叙述错误的是（）A.土壤板结后，作物根细胞内ATP与ADP的转化速率减小B.土壤板结后，根细胞内的丙酮酸在线粒体中氧化分解成酒精和CO2C.及时松土透气能促进根细胞进行需氧呼吸，有利于根系生长D.松土能增强土壤中好氧细菌的分解作用，可提高土壤无机盐含量B课堂检测5.下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生CO2的试管有（）①葡萄糖+已破裂的细胞②葡萄糖+线粒体③丙酮酸+线粒体④葡萄糖+细胞质基质（隔绝空气）⑤丙酮酸+细胞溶胶（隔绝空气）

A.①③④⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③④A5.细胞呼吸是细胞代谢的核心5.1细胞呼吸是细胞代谢的核心细胞代谢分解代谢合成代谢【利用糖类作为呼吸过程中能量的来源】糖类、脂肪、蛋白质（人和动物的细胞）水解单糖甘油和脂肪酸氨基酸进入细胞呼吸氧化分解能量多糖水解单糖糖酵解H2OCO2脂肪分解脂肪酸甘油蛋白质分解氨基酸脱氨基有机酸细胞代谢分解代谢5.1细胞呼吸是细胞代谢的核心合成代谢细胞代谢分解代谢【利用糖类作为呼吸过程中能量的来源】糖类、脂肪、蛋白质（人和动物的细胞）水解单糖甘油和脂肪酸氨基酸进入细胞呼吸氧化分解能量【各种各样的生物合成反应】反应的产物是细胞生活、生长和修复损伤所需要的物质细胞呼吸为合成反应提供能量（ATP）为合成反应提供碳骨架细胞内有机物的生物合成细胞呼吸是细胞代谢的核心1、何为细胞呼吸？2、需氧呼吸、厌氧呼吸的总反应式是什么？复习导入细胞呼吸是指细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物，并且释放能量的过程。酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量需氧呼吸：厌氧呼吸：C6H12O6（葡萄糖）酶2C3H6O3（乳酸）＋能量乳酸发酵：乙醇发酵：2C2H5OH（乙醇）＋2CO2＋能量酶C6H12O6（葡萄糖）1.1需氧呼吸与厌氧呼吸的比较5.影响细胞呼吸的因素及应用外界因素—水分外界因素—CO2浓度外部因素—温度影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素有哪些呢？1.温度影响

的活性酶应用1：贮存水果、稻种时可适当______温度

2：温室栽培夜晚可

来提高产量降低适当降温降低呼吸作用→可减少有机物消耗1.图表示两类动物的耗氧量与环境温度的关系，请分析甲、乙两种动物()A．甲是变温动物、乙是恒温动物

B．甲是恒温动物、乙是变温动物

C．甲乙都是恒温动物

D．甲乙都是变温动物B温度的影响2.氧气将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，并根据所测得的数据，绘制如图。AOBDEC氧气含量气体变化量促进需氧呼吸，抑制厌氧呼吸 1：制造酸奶、泡菜时容器要密封

2：松土，水稻定期排水,促进根的需氧呼吸

3：果蔬适宜密封储藏应用:(1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是

的产物。(2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,原因是

。(3)由B到C,CO2的释放量又不断增加,其主要原因是

。(4)

点代表生物学意义厌氧呼吸消失点。(5)若|BD|=|DE|，那么，需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖之比为多少？(6)为了有利于贮藏蔬菜或水果,贮藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度?

采取这一措施的理由是

。厌氧呼吸氧气增加，厌氧呼吸受抑制这时需氧呼吸较弱，同时又抑制厌氧呼吸，糖类等有机物消耗较少。B点氧气充足时，需氧呼吸加强，释放CO2量增多C1：31.二氧化碳释放量与氧气浓度的关系符合上图的生物有哪些植物、酵母菌2.如果换成动物细胞、乳酸菌呢？思考酵母菌O2吸收量=CO2释放量:只进行需氧呼吸O2吸收量<CO2释放量:两种呼吸方式同时进行酒精量=CO2释放量:只进行无氧呼吸酒精量<CO2释放量:两种呼吸方式同时进行O2吸收量=0，CO2有释放量:只进行厌氧呼吸3.水分应用1:玉米、稻种等粮食储藏前要先______2:种子萌发前要先__________晒干用水浸泡一定范围内水分越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。4.CO2CO2是细胞呼吸的产物，过高的CO2浓度可以抑制细胞的呼吸速率.应用：地窖中二氧化碳浓度较高，抑制细胞的呼吸速率乳酸菌？5.1影响细胞呼吸的因素应用①中耕松土促进植物根部的需氧呼吸；②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境；③低氧储藏粮食、水果和蔬菜；④稻田定期排水，以防造成厌氧呼吸5.1影响细胞呼吸的因素⑤选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。

⑥较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。5.1影响细胞呼吸的因素⑦有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。影响细胞呼吸的因素①温度②氧气浓度③二氧化碳④水储藏水果蔬菜：零上低温、低O2浓度

高CO2浓度、一定湿度干种子：零上低温、低O2浓度

高CO2浓度、干燥疏松土壤、定期排水、皮肤破损、透气性创可贴有氧运动、酵母菌菌