5.3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3节细胞呼吸的原理和应用酵母菌1.做面包、馒头、酿酒等与哪些微生物有关？利用了什么原理？2.“细胞呼吸”与我们通常所说的“呼吸”是一回事吗？一、细胞呼吸的实质细胞呼吸：细胞内有机物氧化分解，并释放能量，也叫呼吸作用。有机物氧化分解分解产物能量呼吸：机体与环境之间的O2与CO2交换的过程。细胞呼吸≠呼吸

细胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧条件和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，是兼性厌氧菌。【思考】酵母菌是常用来研究细胞呼吸作用的材料，为什么呢？【资料分析】一位同学知道酵母菌能使葡萄糖产生酒精，但不清楚

是在有氧还是无氧条件下进行；另一位同学知道酵母菌细胞呼吸

能产生CO2，但不知道有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？探究·实践

探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题：作出假设：设计实验：酵母菌在什么条件下产生酒精？什么条件下产生CO2？有氧

→CO2无氧

→CO2+酒精（一）实验思路：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（二）问题细化1.怎样控制有氧和无氧条件？2.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？3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？A酵母菌培养液CNaOH溶液气泵ED澄清的石灰水有氧呼吸装置B酵母菌培养液D澄清的石灰水无氧呼吸装置思考：1.A、B瓶中除了酵母菌还有需加入什么营养物质？5%葡萄糖溶液5%葡萄糖溶液(为酵母菌的生命活动提供物质和能量)2.C瓶的作用是什么?除去空气中的CO23.B瓶为什么要封口放置一段时间后连接D瓶？消耗瓶中的氧气，提供无氧环境（1）检测CO2的产生（2）检测酒精的产生①澄清的石灰水变浑浊②溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄酸性重铬酸钾（浓硫酸）由橙色变灰绿色2.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？浑浊程度检测CO2的多少变成黄色时间的长短3.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？提供酵母菌生长的适宜温度(2)检测CO2的产生:组装好装置如图所示，连通橡皮球(或气泵)，让空气

地依次通过3个锥形瓶(约50min)3.实验步骤：(1)配制酵母菌培养液(酵母菌和葡萄糖溶液)探究酵母菌细胞呼吸的方式(3)检测酒精的产生:间歇性取酵母菌培养液，与酸性重铬酸钾溶液混合以保证氧气与酵母菌充分的接触有氧装置无氧装置条件澄清石灰水/出现时间酸性重铬酸钾溶液有氧无氧变浑浊/快变浑浊/慢无变化变成灰绿色有大量CO2无酒精有少量CO2有酒精一开始，有氧和无氧两组实验结果均是未知的，都属于实验组

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——对比实验，也叫相互对照实验通气：进行有氧呼吸，释放能量更多有利于酵母菌快速繁殖；密封：进行无氧呼吸，产生酒精。结论：酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。有氧条件：产生大量的二氧化碳和水；无氧呼吸：产生酒精和少量二氧化碳。二、有氧呼吸有氧呼吸主要场所：

。双层膜外膜内膜（向内折叠成嵴）内膜和基质上有很多与有氧呼吸相关的酶线粒体的结构与功能是如何相适应的？内膜向内折叠成嵴，增大内膜面积线粒体嵴

基质内膜外膜【自主学习】阅读教材P92-93有氧呼吸的相关内容，回答下列问题：（1）有氧呼吸可分为几个阶段？（2）各阶段反应物、生成物、场所？

（3）[H]是什么?哪些阶段会产生[H]？

[H]的去向如何？（4）各阶段释放能量有什么特点？（5）有机物分解释放能量的去路？（6）有氧呼吸的总反应式如何表示？有氧呼吸过程有氧呼吸过程图解葡萄糖C6H12O6少量能量4[H]酶热能少量ATP丙酮酸2C3H4O3①细胞质基质酶6H2O20[H]少量能量热能少量ATP6CO2②线粒体基质6O2酶12H2O大量能量热能大量ATP③线粒体内膜[H]:还原型辅酶Ⅰ（NADH）尝试写出有氧呼吸三个阶段的反应方程式？二、有氧呼吸第一阶段：场所：细胞质基质第二阶段：场所：线粒体基质第三阶段：场所：线粒体内膜葡萄糖2丙酮酸+少量[H]+少量能量酶2丙酮酸+H2OCO2+大量[H]+少量能量酶[H]+O2H2O+大量能量酶总化学方程式：二、有氧呼吸酶场所：物质变化：能量变化：细胞质基质和线粒体有机物（葡萄糖）→

无机物（CO2+H2O）有机物中稳定的化学能→热能散失+ATP中活跃的化学能1.化学式前后的水分子能否抵消？如若不能，请说明理由？不能。反应物中水在有氧呼吸第二阶段被消耗，发生在线粒体基质，而产物水在有氧呼吸第三阶段产生，发生在线粒体内膜。2.线粒体能直接分解葡萄糖？为什么？不能，①膜上无葡萄糖载体②线粒体内无分解葡萄糖的酶3.无线粒体一定不能进行有氧呼吸吗？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真核细胞：不能，如哺乳动物成熟红细胞、蛔虫彻底氧化分解1mol葡萄糖2870KJ能量二、有氧呼吸1.概念：细胞在

的参与下，通过

的催化作用，把

等有机物

，产生出

和

，释放

，生成

的过程。氧多种酶葡萄糖彻底氧化分解CO2H2O能量大量ATP1892.28KJ(热能）977.28KJ(32molATP)2.能量去向：3.与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？1.过程温和2.能量逐步释放3.能量部分储存在ATP中【自主学习】阅读教材P93-94无氧呼吸的相关内容，回答下列问题：（1）无氧呼吸的场所在哪里？（2）无氧呼吸可以分为几个阶段？

（3）各个阶段发生了什么反应？（4）无氧呼吸的产物有哪些？（5）每个阶段都释放能量吗？

释放的能量是大量还是少量？三、无氧呼吸2C3H4O3+4[H]+少量能量

2丙酮酸（C3H4O3）葡萄糖C6H12O6

酶酶酶2酒精（C2H5OH）+2CO22乳酸（C3H6O3）细胞质基质1.场所：

；细胞质基质2.过程：第一阶段:2C2H5OH（酒精）+2CO22C3H6O3（乳酸）酶酶第二阶段:不释放能量特别注意：无氧呼吸仅第一阶段释放少量能量，生成少量ATP三、无氧呼吸4[H]少量能量C6H12O6→

2C3H4O3+4[H]酶三、无氧呼吸动物、乳酸菌、某些植物器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）大多数植物、酵母菌产生乳酸型产生酒精型大部分

能量存留在

或

中无氧呼吸的概念细胞在

的情况下，葡萄糖等有机物经过

，释放

的过程。【思考】1mol的葡萄糖所含能量大约2870kJ的能量，氧化分解成乳酸

以后，释放出196.65kJ的能量，其中61KJ能量用来合成2molATP。

那有机物中其余能量的去处呢？酒精

乳酸1mol葡萄糖196.65（kJ）61kJ2molATP热能乳酸或酒精少量释放没有氧气不完全分解少量能量类别有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件物质变化能量相同点联系有氧呼吸与无氧呼吸的比较细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质需氧、多种酶不需要氧、多种酶葡萄糖彻底氧化分解，产生CO2、H2O葡萄糖分解不彻底，产生酒精+CO2或乳酸第一阶段反应完全相同，都在细胞质基质中进行都是氧化分解有机物，释放能量释放大量能量，三个阶段都有能量释放只在第一阶段释放少量能量，大部分能量储存在酒精或乳酸四、细胞呼吸

1.定义:细胞呼吸是指

在

内经过一系列的

分解，

生成

或其他产物，释放

并生成

的过程。有机物细胞氧化二氧化碳能量ATP

细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。细胞呼吸产生的中间产物丙酮酸，是蛋白质、糖类和脂质转化的媒介，蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。3.意义：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油2.实质：分解有机物，释放能量。四、细胞呼吸原理的应用选用透气创可贴能抑制厌氧病菌繁殖土壤板结后，会影响根系对氧气的需要，要及时松土。有氧运动能避免由无氧呼吸产生的乳酸所导致的酸胀乏力破伤风芽孢杆菌只能无氧呼吸，皮肤破损较深或被锈钉扎伤后易繁殖如果稻田中的氧气不足，水稻根部细胞就会进行无氧呼吸产生酒精，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。为什么水稻田需要定期排水？五、影响细胞呼吸的因素温度、水分、二氧化碳、氧气浓度（1）温度：

通过影响________而影响细胞呼吸。在一定范围内细胞呼吸的速率随温度的升高而明显加快，但超过一定的温度后，细胞呼吸反而会减弱，甚至停止。酶活性应用：蔬菜和水果储存：降低温度（2）水分：自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。应用：种子贮藏前要晒干（减少水分，降低细胞呼吸作用）

（3）二氧化碳五、影响细胞呼吸的因素CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。

农村广泛采用密闭的土窖保存蔬菜和水果，就是利用蔬菜和水果自身产生的CO2抑制细胞呼吸的原理。五、影响细胞呼吸的因素（4）氧气ED:随着O2的增大，无氧呼吸

逐渐减弱，有氧呼吸逐渐加强。果蔬在储存时，氧气浓度应该调节至哪一点？F点为什么总呼吸速率先下降再上升呢？AE:O2浓度增大，无氧呼吸

受到抑制，而有氧呼吸又很弱；A点：只进行无氧呼吸C点以后：只进行有氧呼吸细胞呼吸强度最弱，有机物消耗最少E点：CO2的释放量O2的吸收量【思考】从温度、氧气浓度、水分等角度分析，水果、

蔬菜以及干种子应分别储存在什么条件下？干种子储存：低温、低氧、干燥果蔬保鲜：低温、低氧、一定湿度1、某超市有一批过保质期的酸奶出现胀袋现象，酸奶中可能含有微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析胀袋现象的原因，判断下列解释是否合理。（1）是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的（

）（2）如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的（

）2、下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，单位时间内O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是（

）A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用B.氧气