细胞呼吸的原理与应用课件2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第3节细胞呼吸的原理与应用

第五章问题探讨

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振荡，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。

通气可以使酵母菌进行有氧呼吸，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；密封则便于酵母菌通过无氧呼吸产生酒精。问题1:都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？

呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。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振荡，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。

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。问题2:为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？问题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，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少量能量。探究酵母菌细胞呼吸的方式一、细胞呼吸的方式实验原理：

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。探究酵母菌细胞呼吸的方式一、细胞呼吸的方式实验原理：

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。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1.提出问题2.作出假设酵母菌在有氧、无氧条件下进行的细胞呼吸的产物分别是什么？酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生CO2，在无氧情况下进行细胞呼吸产生CO2和酒精。3.设计实验实验思路：分析变量自变量:因变量:无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物有氧无氧温度等CO2酒精分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或CO2细化1.怎样控制有氧和无氧条件?2.怎样检测CO2和酒精？3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？通入氧气：气泵隔绝氧气：密封、石蜡油澄清石灰水：变浑浊溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄酸性重铬酸钾溶液:橙色→灰绿色4.进行实验1.配制酵母菌培养液：酵母菌+葡萄糖溶液2.实验装置：酵母菌培养液酵母菌培养液澄清的石灰水10%的NaOHABCD请用下列材料将实验中的有氧装置和无氧装置连通好有氧组：CAD无氧组：BD分析1：NaOH溶液的作用是什么？吸收空气中CO2，排除空气中CO2的干扰。分析2：B瓶为什么要封口一段时间再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？让酵母菌耗尽瓶内O2，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸的产生的分析3：请问此实验是否有对照组？科学方法：对比实验有氧组无氧组3.检测CO2：有氧组无氧组5.实验结果3.检测CO2：变浑浊/程度高变浑浊/程度低4.检测酒精：橙色灰绿色5.实验结果酸性重铬酸钾蓝→绿→黄/时间短蓝→绿→黄/时间长6.实验结论酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2向内折叠1.主要场所：______线粒体线粒体内膜线粒体外膜嵴①②③④线粒体基质______和______含有许多种与有氧呼吸有关的____。基质中内膜上酶【思考】尝试从结构与功能相适应的角度,说明线粒体内膜与有氧呼吸相适应的结构特点:_____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二、有氧呼吸有氧呼吸反应场所反应式第一阶段第二阶段第三阶段2.有氧呼吸过程活动：请根据P92-93的文字及图解，尝试填表（丙酮酸的分子式C3H4O3）C6H12O62C3H4O3酶6CO24[H]能量少量ATP热能能量少量ATP热能酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能量大量ATP热能线粒体细胞质基质②①③2.有氧呼吸过程图解[H]:还原型辅酶Ⅰ（NADH）有氧呼吸反应场所反应式第一阶段第二阶段第三阶段总反应式:C6H12O6

+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶2.有氧呼吸过程细胞质基质线粒体基质线粒体内膜实战训练

（1）哪个阶段产生CO2？（2）哪个阶段有氧气参与反应？（3）哪个阶段产生能量最多？（7）能产生ATP的场所是？在有氧呼吸过程中：细胞质基质、线粒体（5）哪个阶段产生水？（4）哪个阶段有水参与？（6）哪个阶段产生[H]最多?第二阶段第三阶段第三阶段第二阶段第三阶段第二阶段033.有氧呼吸的概念：

细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，生成大量ATP的过程。4.有氧呼吸的特点(同有机物体外燃烧相比)：a.过程温和(常温、常压等)b.能量逐步释放c.释放的能量有一部分储存在ATP中。思考讨论：1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放能量2870kJ。其977.28kJ储存在ATP分子中。则转化效率为

，这些能量能使

ADP转化为ATP.32mol34%有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分能量存储在ATP中练1．如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是(

)A．图解中的①②两种物质依次是H2O和O2B．图解中(一)、(二)两阶段产生[H]的场所都是线粒体C．图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖D．有氧呼吸过程中葡萄糖通过线粒体被彻底氧化分解A

线粒体不能直接氧化分解葡萄糖的原因：

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。H2OO2情境导入加入酵母后，为什么能制作酒？加入乳酸菌后，牛奶为什么会变成酸奶？我们在剧烈运动后常会肌肉发酸，为什么？细胞进行了无氧呼吸，产生了酒精或者乳酸。三、无氧呼吸1.场所：_____________细胞质基质2.过程第一阶段第二阶段总反应式：C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量例：乳酸菌、动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量

例：酵母菌、大多数植物阅读p94及相关信息3.概念：

细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，生成大量ATP的过程。呼吸方式有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量ATP产生阶段相同点联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需要O2、多种酶不需要O2、多种酶CO2和H2O乳酸或酒精+CO2释放大量能量释放少量能量，大部分能量储存在乳酸或酒精中有氧呼吸的三个阶段均产生ATP仅在第一阶段产生ATP四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较讨论并归纳有氧呼吸的异同分解有机物，释放能量第一阶段反应场所和过程完全相同练2（多选）细胞内糖分解代谢过程如下图，下列叙述错误的是A．人体某些组织细胞中能进行的过程是①②③④B．①②的主要场所是线粒体，进入该场所的呼吸底物是葡萄糖C．酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，场所分别是线粒体基质和细胞质基质D．乳酸菌细胞内，过程①产生[H]，过程③消耗[H]AB练3.下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是()A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和NADH的反应，只发生在有氧时B.有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATPC.在线粒体内膜利用的[H]只来自于丙酮酸水解

D.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体.E.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成F.蓝细菌的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程G.无氧呼吸能产生ATP，但没有NADH的生成过程H.无氧呼吸产生的能量大多用于合成ATPI.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供J.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用的产物不同DJ（1）为生物体提供能量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＋H2O（2）生物体代谢的枢纽丙酮酸葡萄糖甘油氨基酸五、细胞呼吸的意义细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽练4.细胞呼吸是生物体各种代谢的枢纽。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（）A.植物细胞只有在无光条件下才能进行呼吸作用B.有氧呼吸和无氧呼吸过程中都会产生丙酮酸C.动物细胞只能进行有氧呼吸D.没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸B归纳：1.好氧型原核细胞虽无线粒体，但存在有氧呼吸酶，故可进行有

氧呼吸，如醋酸杆菌2.无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟的红

细胞、蛔虫六、细胞呼吸原理的应用1.为什么包扎伤口要选用透气消毒纱布或创可贴？2.为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？3.为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？4.为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施来延长保质期？5.为什么皮肤伤口较深要到医院及时注射破伤风抗毒血清？6.为什么提倡慢跑？分析讨论P95的6个资料，说说在生活生产中应用细胞呼吸原理的哪些方面？七、影响细胞呼吸的因素1、温度：应用：贮存水果、蔬菜时，适当降低温度，可降低呼吸酶的活性，减少有机物的消耗，从而延长保存时间。通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率。2、O2浓度：（1）对有氧呼吸：O2是有氧呼吸所必需的，但O2会抑制无氧呼吸。（2）对无氧呼吸：限制因素：酶活性和数量曲线分析：随着O2浓度升高，有氧呼吸速率增加；但O2浓度升高到一定程度后，受到酶活性和数量限制，有氧呼吸速率不再变化。曲线分析：随着O2浓度升高，无氧呼吸速率不断下降，最终下降为零。（3）对既有有氧呼吸又有无氧呼吸的：①O2浓度为0时，

②O2浓度为10%时，

_____________③O2浓度0-10%时，

⑥储藏水果蔬菜的适宜O2浓度约为多少？为什么？

④O2浓度＞10%时，

只有无氧呼吸。无氧呼吸降为零；只有有氧呼吸。呼吸并存。只进行有氧呼吸。有氧呼吸和无氧⑤请补画出释放总量曲线。此时，无氧呼吸受到抑制，同时有氧呼吸的强度也非常弱，蔬菜水果内的有机物消耗最慢，所以适合储存。5%3、水分：4、CO2：在一定范围内，自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。水含量过多的时候，导致无氧呼吸。应用：适当灌溉；促进呼吸作用，又要防止无氧呼吸产生酒精导致根腐烂。应用：增加CO2浓度，降低O2浓度有良好的保鲜效果。CO2为呼吸作用产物，会抑制呼吸作用。练5．下图都表示某植物的非绿色器官CO2释放量和O2吸收量的变化。相关叙述不正确的是(

)A．图中氧浓度为a时，细胞只进行无氧呼吸B．图中氧浓度为b时，细胞只进行有氧呼吸C．图的a、b、c、d中c对应的氧浓度最适合贮藏植物器官D．图中氧浓度为d时没有酒精产生B真核细胞呼吸方式的判定方法：有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸产生乳酸的无氧呼吸有氧呼吸或同时进行产乳酸的无氧呼吸两种细胞呼吸并存，差值为无氧呼吸的量可能存在脂肪等物质的氧化分解无氧呼吸一定存在有氧呼吸探究植物细胞呼吸的方式甲组测定_________；乙组测定_____