【一堂好课】5.3 细胞呼吸的原理和应用（课件）-2022-2023学年高一生物精讲课件+导学案（人教版2019必修1）

生物（人教版）高中生物必修一第五章细胞的能量供应和利用第3节细胞呼吸的原理和应用汽车发动机的动力是由汽油等燃料的燃烧提供的，这一剧烈的氧化反应消耗氧气，产生二氧化碳，从而释放大量能量，驱动汽车运行。同样，细胞分裂、肌肉收缩、神经传导等生命活动也需要能量，这些能量来自于细胞内特殊的“燃料燃烧”过程——细胞呼吸（cellrespiration)(图4-30)。细胞呼吸有几种方式？细胞呼吸过程中发生了哪些物质和能量的变化？其原理在农业生产和生活实践中有哪些方面的应用？第3节细胞呼吸的原理和应用细胞呼吸的原理和应用（课时1）011探究酵母菌的呼吸方式3学习酒精检测的方法2学习设计相互对照实验发面酿葡萄酒问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？呼吸作用细胞呼吸同学们给出的答案可能有：有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精；有氧条件下产生酒精，无氧条件下产生CO2；有氧条件下和无氧条件下都产生酒精和CO2

；有氧、无氧条件下都产生CO2，无氧条件下产生酒精；…酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。作出假设根据自己已有的知识和经验，针对所提出的问题作出假设如果已有知识和经验较少怎么办？如何作出假设？观察实验查阅资料设计实验自变量因变量有氧/无氧条件是否产生CO2/酒精实验目的：探究酵母菌的细胞呼吸方式CO2能使澄清石灰水变浑浊，酒精能使酸性重铬酸钾溶液由橙色变灰绿色活动：组装实验装置气泵ABCDE运用以上元件分别组装有氧呼吸和无氧呼吸装置该实验中的无关变量如何控制？空气中的二氧化碳让空气先通过NaOH溶液温度置于相同适宜温度下营养物质给予相同的适量营养无关变量的相同且适宜原则思考：还有哪些因素会影响实验结果？实验步骤称取等量的两份食用酵母菌（10g）；配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液；搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置；培养、观察、检测、记录检测酒精的方法：各取2mL酵母培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（质量分数为95%~97%），并轻轻震荡，使其混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。注意：是将酸性重铬酸钾溶液滴加至酵母培养液滤液中，不能反过来加！二氧化碳产生情况实验结果检测酒精的产生实验结果刚加入重铬酸钾一段时间以后ABAA:有氧条件下酵母菌培养液；B:无氧条件下酵母菌培养液B实验结论1.酵母菌在有氧气条件下进行有氧呼吸，产生大量二氧化碳，不产生酒精；2.酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生了少量二氧化碳，同时也产生了酒精。本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？本实验的两组都是实验组思考对比实验（相互对照实验）设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，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。小结科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验进行实验得出结论观察实验资料自变量因变量无关变量细胞呼吸的原理和应用（课时2）021细胞呼吸与体外燃烧的区别2有氧呼吸的过程细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸的反应物和产物：（主要）细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。C6H12O6O2能量CO2H2O→+++任务一：分析有氧呼吸的产物一、有氧呼吸葡萄糖的燃烧一、有氧呼吸体外燃烧和有氧呼吸的区别一、有氧呼吸A组B组C组细胞质基质线粒体细胞匀浆加入等量葡萄糖细胞质基质可以分解葡萄糖；线粒体不能直接分解葡萄糖；线粒体促进了葡萄糖的分解。任务二：分析有氧呼吸的场所一、有氧呼吸大量的科学研究表明：有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解，之后由线粒体完成剩下的部分。任务二：分析有氧呼吸的场所一、有氧呼吸阅读下列材料，回答细胞质基质为葡萄糖的分解提供了什么物质？科学家发现酵母汁液（主要成分是细胞质基质）能够发酵（分解）葡萄糖，但将酵母汁液加热到50℃以上，便会失效。酵母汁液经过透析（除去小分子物质）以后，也失去了发酵能力。提供了酶和小分子物质任务三：有氧呼吸的第一阶段一、有氧呼吸通常将NADH简化为[H]，读作还原氢NAD+NADHNAD+小分子NAD+是电子和H+的载体一、有氧呼吸葡萄糖（C6H12O6）2×丙酮酸（C3H4O3）ATP（少量）NADH（[H]）场所：细胞质基质NAD+ADP+Pi多种酶任务三：有氧呼吸的第一阶段一、有氧呼吸线粒体电镜照片外膜内膜嵴基质分析：线粒体的结构有哪些适于其功能的特点？有氧呼吸的第二、三阶段一、有氧呼吸资料：丙酮酸在线粒体中氧化分解生成CO2和H2O。20世纪30年代，克雷布斯等科学家发现，向鸽子胸肌悬浮液中加入少量草酰乙酸（C4H4O5）或苹果酸（C4H6O5），都能大大提高丙酮酸的氧化分解速率。根据以上资料分析，草酰乙酸或苹果酸是否是丙酮酸分解的中间产物？任务四:有氧呼吸的第二阶段一、有氧呼吸丙酮酸CO2H2O少量ATP[H]线粒体基质任务四:有氧呼吸的第二阶段一、有氧呼吸资料：线粒体内膜两侧有H+浓度差；有一种能破坏这种浓度差的药物，可以使线粒体产生大量热，也消耗氧气，但不生成ATP。（1）[H]和O2参与反应（2）产生大量ATP（3）场所：线粒体内膜线粒体电镜照片任务五:有氧呼吸的第三阶段一、有氧呼吸能量转移路径：电子势能→H+浓度势能→ATP任务五:有氧呼吸的第三阶段一、有氧呼吸第一阶段产生的[H]线粒体内膜第二阶段产生的[H]H2OO2大量ATP任务五:有氧呼吸的第三阶段一、有氧呼吸一、有氧呼吸场所：线粒体内膜+6H2O葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量场所：细胞质基质第一阶段：丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+能量场所：线粒体基质第二阶段：2CH3COCOOH[H]的氧化酶12H2O+能量第三阶段：24[H]+6O2（大量）（少量）（少量）2CH3COCOOH（丙酮酸）（丙酮酸）过程一、有氧呼吸有氧呼吸的总反应式一、有氧呼吸C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸产生的能量及去向：1mol的葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量2870KJ，其中977.28kJ的能量储存在ATP中（合32mol），其余的以热能形式散失掉了。总反应式：任务六：尝试在下图画中出有氧呼吸简要过程一、有氧呼吸葡萄糖丙酮酸少量ATP[H]细胞质基质CO2H2O少量ATP[H]H2OO2大量ATP细胞呼吸的原理和应用（课时3）031无氧呼吸的过程3影响细胞呼吸的因素2细胞呼吸方式的比较4细胞呼吸原理的应用分析资料，了解酵母菌无氧呼吸的产物

1952年，二战后驻扎在东京的一位美国士兵虽然滴酒不沾，但也会进入醉酒的状态，难以解释的醉酒现象时常发生。25年后，一个内科医生终于诊断出了其中的病因。原来在他的肠道里，生活着一种突变的酵母菌，这些突变酵母细胞利用摄入到人体内的糖类作为原料，通过糖酵解和乙醇发酵，制造出乙醇（酒精）。酶酶酶任务一：无氧呼吸的过程——酒精发酵二、无氧呼吸乳酸菌酶酶任务一：无氧呼吸的过程——乳酸发酵第一阶段：葡萄糖的初步分解场所：细胞质基质1.无氧呼吸过程C6H12O6酶+4[H]+能量丙酮酸酶2C3H6O3(乳酸)A.产生乳酸例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）2C2H5OH(酒精)+2CO2B.产生酒精例：大多数植物、酵母菌酶丙酮酸+4[H]丙酮酸+4[H]第二阶段：丙酮酸不彻底分解场所：细胞质基质二、无氧呼吸任务一：无氧呼吸的过程——酒精发酵3.无氧呼吸概念：

细胞在无O2条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。2.总反应式：C6H12O6酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酒精发酵乳酸发酵二、无氧呼吸任务一：无氧呼吸的过程——酒精发酵4.无氧呼吸的总能量及去向1mol葡萄糖分解为乳酸后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，合2molATP。近69%的能量以热能的形式散失。二、无氧呼吸任务一：无氧呼吸的过程——酒精发酵思考：为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？二、无氧呼吸任务一：无氧呼吸的过程——酒精发酵二、无氧呼吸任务一：无氧呼吸细胞质基质C6H12O62丙酮酸(2C3H4O3)能量（热能，2ATP）酶[H]2乳酸(C3H6O3)酶酶2酒精(C2H6O)+2CO2在细胞中画出无氧呼吸的过程在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。二、无氧呼吸无氧呼吸的概念有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所是否需氧分解产物释放能量主要在线粒体内需氧分子参加CO2

H2O较多能量细胞质基质内不需氧分子参加C3H6O3较少能量CO2+C2H5OH有氧呼吸和无氧呼吸的相同之处过程：第一阶段相同。本质相同：都是在酶的催化下将有机物氧化分解，并释放能量。任务二：比较有氧呼吸和无氧呼吸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