【轻松备课】第5章第3节 细胞呼吸的原理和应用（课件）-2022-2023学年高一生物备课无忧（人教版2019必修1）

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。第5章第3节细胞呼吸的原理和应用1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？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？1.探究酵母菌细胞呼吸方式2.有氧呼吸和无氧呼吸的异同3.影响细胞呼吸的因素及应用一、细胞呼吸的概念细胞呼吸也称呼吸作用，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，释放出能量并生成ATP的过程。二、探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌：是一种单细胞真菌，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，属于兼性厌氧菌。(一）提出问题：酵母菌产生酒精是在有氧条件还是无氧条件下?酵母菌在有氧和无氧条件下是否都能产生CO2？产生的CO2是否一样多?（二）作出假设：酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。（三）设计实验：（对比试验）1.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。科学方法：对比实验指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组（或互为实验组和对照组），是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。CO2的检测：1.通入澄清的石灰水：2.溴麝香草酚蓝水溶液：酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应：澄清→浑浊蓝→绿→黄橙色→灰绿色2.实验原理3.实验步骤有氧装置无氧装置条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快不变灰绿色变混浊／慢出现灰绿色初始相同时间后有氧装置无氧装置酵母菌有氧条件下产生大量CO2和水无氧条件下产生酒精和少量CO24.实验现象5.实验结论（1）如何改进装置？6.表达和交流，进一步探究（2）有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？设置对照组：将有氧组和无氧组的酵母菌培养液改为加热杀死的酵母菌培养液，其他条件同。有氧呼吸分为三个阶段，每一阶段分别生成了什么物质？最终的产物是什么？哪些阶段生成[H]？哪些阶段释放能量？释放能量最多的是哪一阶段？是不是每个阶段都需要O2的参与呢？有氧呼吸发生的场所在哪里？三、有氧呼吸外膜内膜DNA/RNA核糖体嵴增大膜面积分布有氧呼吸的酶基质三、有氧呼吸1.概念：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，生成许多ATP的过程。C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量2.场所：细胞质基质、线粒体C6H12O6能量（少）

2丙酮酸4[H]酶⑶细胞质基质6O212H2O+能量(多）酶线粒体

2丙酮酸6H2O能量（少）20[H]6CO2酶三、有氧呼吸3.过程C6H12O62丙酮酸酶

4[H]能2ATP热线粒体细胞质基质①第一阶段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量场所：细胞质基质2C3H４O３（少量）三、有氧呼吸3.过程线粒体C6H12O6

2丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]细胞质基质②①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+能量场所：线粒体基质第二阶段：2C3H４O３+6H2O（少量）三、有氧呼吸3.过程C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能34ATP热线粒体细胞质基质②①③[H]的氧化酶12H2O+能量场所：线粒体内膜第三阶段：24[H]+6O2

（大量）三、有氧呼吸3.过程葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+2ATP

（丙酮酸）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+2ATP场所：线粒体基质②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+34ATP场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O三、有氧呼吸3.过程反应物生成物释能多少反应场所第一阶段第二阶段第三阶段三、有氧呼吸葡萄糖丙酮酸、[H]少量能量细胞质基质丙酮酸CO2、[H]少量能量线粒体基质[H]、O2H2O大量能量线粒体内膜细胞质基质线粒体C6H12O6(葡萄糖)散失ATP酶[H]能量丙酮酸酶C2H5OH(酒精)CO2C3H6O3（乳酸）酶四、无氧呼吸葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量细胞质基质与有氧呼吸第一阶段相同（少量）2C3H4O3（丙酮酸）

①②丙酮酸不彻底分解细胞质基质2C3H4O3酶2C2H5OH（酒精）

+2CO22C3H4O3酶2C3H6O3（乳酸）+4[H]+4[H](1)过程或（2）总反应式C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶乳酸发酵C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量酒精发酵四、无氧呼吸呼吸类型有氧呼吸无氧呼吸

不同点进行场所

进行条件

分解产物

放能情况

反应式

相同点

细胞质基质、线粒体细胞质基质O2、酶缺氧或无氧、酶H2O、CO2C2H5OH、CO2或C3H6O3形成大量ATP形成少量ATPC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+大量能量C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量C6H12O62C3H6O3+少量能量①第一阶段完全相同;②分解有机物，释放能量酶细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。④O2浓度为5%时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。问题思考1：通过曲线分析，氧气对呼吸作用的影响以及应用？五、影响呼吸作用的环境因素及应用由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用。应用①生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。②中耕松土增加根的有氧呼吸有利于矿质离子的吸收。还可以抑制无氧呼吸产生酒精，防止植物烂根。③在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止。问题思考2：通过曲线分析，温度如何影响呼吸作用以及应用？应用①生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。②在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。③温水和面发酵快。二、影响呼吸作用的环境因素及应用

（1）CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。问题思考3：通过曲线分析，二氧化碳对呼吸作用的影响以及应用？（2）应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。二、影响呼吸作用的环境因素及应用问题思考4：通过曲线分析，水分对呼吸作用的影响以及应用？（1）在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。（2）应用①粮食在收仓储存之前要进行晾晒，甚至烘干，减少水分，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。②干种子在萌发时，要浸泡以增强代谢。影响呼吸作用的环境因素温度、氧气、二氧化碳、水二、影响呼吸作用的环境因素及应用

细胞呼吸原理的应用实例①包扎伤口用透气消毒纱布或松软创可贴②用酵母菌酿酒③用醋酸杆菌生产食醋④用谷氨酸棒状杆菌生产味精⑤松土⑥稻田排水⑦慢跑a.促进无氧呼吸b.抑制无氧呼吸c.促进有氧呼吸1．（2022·河北·高考真题）关于呼吸作用的叙述，正确的是（）A．酵母菌无氧呼吸不产生使溴麝香草酚蓝水溶液变黄的气体B．种子萌发时需要有氧呼吸为新器官的发育提供原料和能量C．有机物彻底分解、产生大量ATP的过程发生在线粒体基质中D．通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色2．（2022·山东·高考真题）植物细胞内10%~25%的葡萄糖经过一系列反应，产生NADPH、CO2和多种中间产物，该过程称为磷酸戊糖途径。该途径的中间产物可进一步生成氨基酸和核苷酸等。下列说法错误的是（

）A．磷酸戊糖途径产生的NADPH与有氧呼吸产生的还原型辅酶不同B．与有氧呼吸相比，葡萄糖经磷酸戊糖途径产生的能量少C．正常生理条件下，利用14C标记的葡萄糖可追踪磷酸戊糖途径中各产物的生成D．受伤组织修复过程中所需要的原料可由该途径的中间产物转化生成【高考在线】BC3．（2022·广东·高考真题）种子质量是农业生产的前提和保障。生产实践中常用TTC法检测种子活力，TTC（无色）进入活细胞后可被[H]还原成TTF（红色）。大豆充分吸胀后，取种胚浸于0.5%TTC溶液中，30℃保温一段时间后部分种胚出现红色。下列叙述正确的是（

）A．该反