細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件 【高效課堂+備課精研】 高一上學(xué)期生物人教版（2019）必修1

必修一《分子與細(xì)胞》第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用制作：Rosivy5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用制作：Rosivy01細(xì)胞呼吸的方式02有氧呼吸03無氧呼吸04細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用影響因素問題探討培養(yǎng)酵母菌酵母菌釀酒酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。通氣或振蕩密封發(fā)酵Why？→有氧條件，有氧呼吸

→無氧條件，無氧呼吸分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精利于酵母菌大量繁殖。釋放能量多同時為其生命活動提供少量能量Part1細(xì)胞呼吸的方式單細(xì)胞真菌（真核生物）異養(yǎng)兼性厭氧菌：有氧和無氧條件下都能存活可用于釀酒（產(chǎn)生酒精）、發(fā)面（產(chǎn)生CO2）一、細(xì)胞呼吸的方式細(xì)胞呼吸（呼吸作用）：細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量的過程。酵母菌酵母菌在有氧、無氧條件下呼吸產(chǎn)物是否相同？什么條件下產(chǎn)生CO2？什么條件下產(chǎn)生酒精？

區(qū)分：呼吸、呼吸運(yùn)動、細(xì)胞呼吸有機(jī)物氧化分解分解產(chǎn)物能量有氧呼吸無氧呼吸一、細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式自變量呼吸產(chǎn)物（CO2/酒精）因變量無關(guān)變量如酵母菌培養(yǎng)液的濃度和體積、溫度、PH等有氧/無氧條件通氣/密封相同且適宜CO2：澄清石灰水、

溴麝香草酚藍(lán)溶液酒精：酸性重鉻酸鉀溶液如何設(shè)置？如何檢測？最適溫度(25~35℃)適宜pH等一、細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式酵母菌培養(yǎng)液：(+

)煮沸冷卻，殺死其他微生物及除去溶解氧(1)配置酵母菌培養(yǎng)液：(

+

)一、細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)：探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式步驟：酵母菌

5%葡萄糖溶液煮沸：滅菌、除去O2冷卻：防止高溫殺死

酵母菌(2)連接裝置：有氧裝置吸收空氣中的CO2，排除干擾無氧裝置放置一段時間后再連接：耗完瓶內(nèi)O2，確保產(chǎn)物是無氧呼吸產(chǎn)生的檢測CO2的產(chǎn)生一、細(xì)胞呼吸的方式（3）產(chǎn)物檢測澄清石灰水：溴麝香草酚藍(lán)水溶液：CO2酒精澄清→渾濁藍(lán)→綠→黃重鉻酸鉀溶液酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)：橙色→灰綠色葡萄糖能和酸性重鉻酸鉀反應(yīng)，要等培養(yǎng)液中葡萄糖耗盡再進(jìn)行檢測。從哪里取液體檢測酒精有無？A、B（酵母菌培養(yǎng)液中）如何判斷二氧化碳和酒精產(chǎn)生量的多少？混濁程度變色時間長短一、細(xì)胞呼吸的方式如何檢測汽車司機(jī)是否喝了酒？具體做法：

讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻．一、細(xì)胞呼吸的方式條件澄清石灰水酸性重鉻酸鉀溶液有氧無氧變混濁／程度大/快不變灰綠色變混濁／程度小/慢出現(xiàn)灰綠色（4）現(xiàn)象酵母菌在有氧和無氧條件下都進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2在無氧條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2（5）結(jié)論一、細(xì)胞呼吸的方式本實(shí)驗(yàn)中，哪一組屬于對照組？哪一組屬于實(shí)驗(yàn)組？A組：有氧條件下產(chǎn)物是什么？B組：無氧條件下產(chǎn)物是什么？對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果未知結(jié)果未知實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組相互對照實(shí)驗(yàn)對照實(shí)驗(yàn)1組：結(jié)果已知2組：結(jié)果未知實(shí)驗(yàn)組對照組一、細(xì)胞呼吸的方式若實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)澄清石灰水先變渾濁又變澄清的現(xiàn)象說明什么？變渾濁：說明酵母細(xì)胞呼吸產(chǎn)生了CO2再變澄清：CO2產(chǎn)生量多CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2易溶于水D澄清的石灰水批判性思維：實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空氣中的CO2，以致可能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？A酵母菌培養(yǎng)液氣泵EC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液D澄清的石灰水檢驗(yàn)空氣中的CO2是否完全被吸收課堂習(xí)題(1)配制酵母菌培養(yǎng)液時，葡萄糖溶液煮沸后即可加入酵母中(

)(2)如果產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變混濁，則酵母菌進(jìn)行有氧呼吸(

)(3)橙色的重鉻酸鉀溶液在堿性條件下遇酒精變?yōu)榛揖G色(

)(4)在有氧和無氧條件下的實(shí)驗(yàn)分別是對照組和實(shí)驗(yàn)組(

)(5)用開水發(fā)面可以提高發(fā)面速度。（）(6)向酵母菌培養(yǎng)液滴重鉻酸鉀溶液，溶液馬上變成灰綠色。（）×××××(7)葡萄糖溶液煮沸的目的是

和

。

滅菌去除溶液中的O2×課堂習(xí)題（1）有氧條件下的裝置序號：；

無氧條件下的裝置序號：探究：酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產(chǎn)生CO2、現(xiàn)提供若干套（每套均有數(shù)個）實(shí)驗(yàn)裝置，如圖（A～D）所示，請分析作答：（裝置可重復(fù)使用）（2）B瓶中澄清石灰水還可用

代替，

根據(jù)其水溶液變成

（顏色）的時間長短，

可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中的產(chǎn)生CO2情況。（3）在A、D中取少量培養(yǎng)液，滴加

溶液檢測

酒精的存在，若存在酒精，出現(xiàn)的顏色變化為

。C→（B）→A→BD→B溴麝香草酚藍(lán)溶液黃色酸性重鉻酸鉀橙色變?yōu)榛揖G色Part2有氧呼吸二.有氧呼吸DNA/RNA核糖體1.場所：2.線粒體適應(yīng)于有氧呼吸的主要特點(diǎn)：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要場所）外膜：光滑內(nèi)膜：向內(nèi)折疊成嵴基質(zhì)：（1）內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積（2）內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。二.有氧呼吸3.過程二.有氧呼吸3.過程C6H12O6(葡萄糖)[H]丙酮酸能量散失ATP能量散失ATPCO2H2O酶[H]H2O酶散失ATP能量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜[H]:還原型輔酶Ⅰ（NADH）酶O2二.有氧呼吸3.過程第一階段：葡萄糖的初步分解（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）C6H12O6酶12C3H４O３+4[H]+少量能量第二階段：丙酮酸的徹底分解（線粒體基質(zhì)）酶22C3H４O３6CO2+20[H]+少量能量+6H2O第三階段：[H]的氧化（線粒體內(nèi)膜）酶324[H]+12H2O+大量能量6O2[H]：還原型輔酶Ⅰ(NADH)

由氧化型輔酶Ⅰ(NAD+)

接收電子和H+形成2ATP熱能（主要）2ATP熱能（主要）34ATP熱能（主要）結(jié)合P93圖二.有氧呼吸3.過程酶12H2O+大量能量③

24[H]+6O2酶6CO2+20[H]+少量能量②2C3H4O3+6H2O①

C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+少量能量

三個階段總反應(yīng)式細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜酶C6H12O6＋6H2O＋6O2

6CO2＋12H2O＋能量嘗試在總反應(yīng)式用箭頭標(biāo)注出C、H、O元素的來源和去路。注意事項(xiàng)：（1）能量不能直接寫ATP。（2）總反應(yīng)式中H2O不能消去。（3）反應(yīng)條件“酶”不能省略（4）不能用“=”，要用“→”ATP熱能散失（大量）二.有氧呼吸1、哪個階段產(chǎn)生CO2？2、哪個階段有氧氣參與反應(yīng)？3、哪個階段產(chǎn)生能量最多？7、能產(chǎn)生ATP的場所是？5、哪個階段產(chǎn)生水？4、哪個階段有水參與？6、哪個階段產(chǎn)生[H]最多?二三三二三二一、二、三二.有氧呼吸有氧呼吸：

是指細(xì)胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把

徹底氧化分解，產(chǎn)生

和

，釋放能量，生成大量

的過程。葡萄糖等有機(jī)物水ATP氧酶二氧化碳也可是其它糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物4.概念物質(zhì)變化:有機(jī)物（葡萄糖等）→無機(jī)物（CO2+H2O）能量變化:有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能→熱能+ATP中活躍的化學(xué)能二.有氧呼吸相較于體外燃燒，有氧呼吸具有什么特點(diǎn)？②有機(jī)物中能量逐步釋放③能量大部分以熱能形式

散失，少量儲存在ATP中，①過程溫和產(chǎn)物：CO2和H2O特點(diǎn)：劇烈、一次性釋放能量產(chǎn)物：CO2和H2O體外燃燒有氧呼吸葡萄糖等有機(jī)物特點(diǎn)：5.特點(diǎn)二.有氧呼吸【思考·討論】有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)P931、在細(xì)胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2870kJ的能量，可使977.28kJ的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請你計(jì)算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少，這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP？977.282870x100%≈34%977.2830.54≈32mol2、與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級釋放能量的，

這對于生物體來說具有什么意義？能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中，緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)，不損傷人體。二.有氧呼吸線粒體膜上沒有葡萄糖載體；線粒體中沒有氧化分解葡萄糖的酶。1.為什么線粒體不能直接氧化分解葡萄糖？2.原核生物（如藍(lán)藻、硝化細(xì)菌等）沒有線粒體，但也能進(jìn)行

有氧呼吸的原因是？場所在哪?原因：含有與有氧呼吸有關(guān)的酶場所：細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜內(nèi)表面課堂習(xí)題1、有氧呼吸的過程只發(fā)生在線粒體內(nèi)。（）2、有氧呼吸釋放的能量全部用于合成ATP。（)3、有氧呼吸既產(chǎn)生水也消耗水。（）4、有氧呼吸第一、第二階段產(chǎn)生的[H]全部用于第三階段。（）5、下列在有氧呼吸的反應(yīng)階段中，但不在線粒體中進(jìn)行的只有（）A、[H]傳遞給氧氣生成水B、C6H12O6分解為丙酮酸和[H]C、丙酮酸分解為CO2和[H]D、ADP與磷酸結(jié)合生成ATP6、生物體吸收的氧氣用于（）A、在線粒體中合成CO2B、在細(xì)胞質(zhì)中與[H]結(jié)合生成水

C、在線粒體中與[H]結(jié)合生成水

D、部分形成CO2，部分與[H]結(jié)合生成水√×B√×C三.無氧呼吸7、下圖是有氧呼吸過程的圖解，請據(jù)圖回答問題：(1)有氧呼吸的總反應(yīng)式為____________________________________________(2)有氧呼吸的過程十分復(fù)雜，可以分為________個階段，其中[H]和O2結(jié)合的是第________階段。(3)在有氧呼吸過程中，釋放出大量能量的是第________階段，反應(yīng)的場所是________。(4)圖中②③分別是________、________。酶C6H12O6

＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量三三三線粒體內(nèi)膜水CO2Part3無氧呼吸四、無氧呼吸C6H12O6

酶4[H]

少量能量2丙酮酸（C3H4O3）2酒精（C2H5OH）+2CO22乳酸（C3H6O3）酶酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)四.無氧呼吸1.場所：2.過程：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①第一階段：+4[H]C6H12O62C3H4O3

酶②第二階段：+4[H]

2C3H4O3

酶1+4[H]

2C3H4O3

酶2+少量能量2C3H6O3

2C2H5OH＋2CO2與有氧呼吸第一階段完全相同第二階段不釋放能量酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵（ATP+熱能）

指細(xì)胞在_________參與的情況下，葡萄糖等

有機(jī)物經(jīng)過_______分解，釋放_______能量,

生成_______ATP的過程。沒有氧氣不完全少量少量3、概念四.無氧呼吸C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵乳酸菌人、動物馬鈴薯塊莖甜菜塊根酵母菌大多植物的根部不同生物無氧呼吸的產(chǎn)物不同4、類型四.無氧呼吸物質(zhì)變化：有機(jī)物（葡萄糖）→CO2、酒精

或

乳酸能量變化：少部分（ATP）有機(jī)物中化學(xué)能大部分存留在酒精或乳酸中少部分釋放（第一階段）大部分（熱能散失）注意：無氧呼吸并不是只有在絕對無氧的條件下才能發(fā)生，氧氣濃度較低的情況下也能進(jìn)行無氧呼吸。5、無氧呼吸過程中物質(zhì)和能量的變化四.無氧呼吸

指細(xì)胞在_________參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過_______分解，釋放_______能量，生成_______ATP的過程。沒有氧氣不完全少量少量無氧呼吸釀酒：酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。酸奶：乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸。有氧呼吸

無氧呼吸不同點(diǎn)場所條件產(chǎn)物分解程度釋放能量相同點(diǎn)過程實(shí)質(zhì)意義一：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)二、三：線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)O2、酶、適宜溫度酶、適宜溫度CO2和H2OCO2、酒精或乳酸多（三個階段均合成ATP）少(僅第一階段合成ATP)徹底不徹底第一階段反應(yīng)完全相同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP為生物體的各項(xiàng)生命活動提供能量小結(jié)：細(xì)胞呼吸②生物體代謝的樞紐。細(xì)胞呼吸的意義：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油細(xì)胞呼吸：有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成CO2

或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。呼吸作用最常利用的是葡萄糖，細(xì)胞呼吸的底物不只有葡萄糖，脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物都可以作為細(xì)胞呼吸的底物。①為生物體提供能量。Part4細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用（P95）避免厭氧病原菌繁殖為什么要選用透氣消毒紗布或創(chuàng)可貼？利用酵母菌釀酒要先通入一定量的無菌空氣，再密封有氧條件大量繁殖無氧條件酒精發(fā)酵板結(jié)的土壤要及時松土透氣促進(jìn)根細(xì)胞有氧呼吸，利于根系生長和對無機(jī)鹽的吸收。細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用（P95）減弱呼吸作用，延長保質(zhì)期為什么儲藏水果糧食要降低溫度和氧氣含量？為什么皮膚傷口較深要到醫(yī)院及時注射破傷風(fēng)抗毒血清？破傷風(fēng)芽孢桿菌會在無氧條件下大量增殖為什么提倡慢跑等有氧運(yùn)動？有氧呼吸獲得較多能量避免劇烈運(yùn)動中無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸痛。為何農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程要中耕松土?Part5細(xì)胞呼吸的影響因素五、細(xì)胞呼吸的影響因素C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量溫度水氧氣二氧化碳呼吸速率（強(qiáng)度）

影響因素：單位時間呼吸作用反應(yīng)物消耗量或產(chǎn)物生成量（通常用單位時間內(nèi)O2吸收量或CO2釋放量表示）。溫度、氧氣、二氧化碳、水五、細(xì)胞呼吸的影響因素①原理：溫度通過影響酶的活性來影響呼吸強(qiáng)度。（1）溫度溫度呼吸速率②應(yīng)用：零上低溫儲存蔬菜和水果；

大棚栽培作物在夜間和陰天適當(dāng)降溫；溫水和面發(fā)酵快。溫度酶活性最適溫度五、細(xì)胞呼吸的影響因素①原理：（2）O2濃度綠色植物酵母菌完全缺氧條件：無氧呼吸低氧條件：無氧、有氧呼吸并存O2的存在對無氧呼吸起抑制作用。一定范圍內(nèi)，有氧呼吸強(qiáng)度隨O2濃度的增加而增強(qiáng)。O2濃度CO2釋放量無氧呼吸CO2釋放量O2濃度有氧呼吸OPP五、細(xì)胞呼吸的影響因素②曲線分析（2）O2濃度ADO2濃度（%）CO2釋放量O1.0510150.5CCO2釋放總量A點(diǎn)：B點(diǎn)：R點(diǎn)：只進(jìn)行無氧呼吸有、無氧CO2釋放量相等CO2釋放量最少，呼吸作用最弱，有機(jī)物消耗最少B無氧呼吸有氧呼吸R五、細(xì)胞呼吸的影響因素②曲線分析（2）O2濃度ADO2濃度（%）CO2釋放量O1.0510150.5CCO2釋放總量C點(diǎn)：D點(diǎn)：只有有氧呼吸，CO2全由有氧呼吸產(chǎn)生無氧呼吸消失B無氧呼吸有氧呼吸ROD：AOC：同時有氧、無氧呼吸無氧呼吸生成的CO2總量五、細(xì)胞呼吸的影響因素思考：B點(diǎn)無氧與有氧呼吸CO2釋放量相等，消耗的葡萄是否相等，若不等，其比值為多少？C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量酶無氧呼吸：有氧呼吸：產(chǎn)生CO2相等時，有、無氧呼吸消耗葡萄糖比例為1：3。消耗葡萄糖相等時，有、無氧呼吸產(chǎn)生CO2比例為3：1。五、細(xì)胞呼吸的影響因素（2）O2濃度a中耕松土促進(jìn)植物根部有氧呼吸；b釀酒時先通氧氣再密封；c細(xì)胞呼吸強(qiáng)度最弱（R點(diǎn)），

對應(yīng)的O2濃度適宜儲藏糧食、水果和蔬菜。③應(yīng)用（3）CO2濃度五、細(xì)胞呼吸的影響因素①原理：②應(yīng)用：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，積累過多會抑制細(xì)胞呼吸

的進(jìn)行，CO2

濃度越高，抑制作用越明顯。儲藏果蔬、糧食適當(dāng)增加CO2濃度，抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。（4）水五、細(xì)胞呼吸的影響因素①原理：②應(yīng)用：在一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸強(qiáng)度隨含水量的增加而加快，超過一定范圍，呼吸速率減慢，甚至死亡。a糧食在收倉前要進(jìn)行晾曬處理；b干種子萌發(fā)前浸泡處理；c合理灌溉。呼吸速率含水量糧食儲存：零上低溫，低氧，干燥水果蔬菜儲存：零上低溫，低氧，一定濕度Pa