5.3細胞呼吸的原理和應(yīng)用課件【知識專講精研】高一上學(xué)期生物人教版必修一

利用酵母菌的呼吸作用呼吸作用的實質(zhì)是細胞內(nèi)的有機物氧化分解，并釋放能量，也叫細胞呼吸。第5章第3節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用探究酵母菌細胞呼吸的方式一、細胞呼吸的方式實驗原理酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。代謝類型同化類型異化類型自養(yǎng)型異養(yǎng)型需氧型厭氧型兼性厭氧型

探究實驗一般步驟1.提出問題2.作出假設(shè)3.設(shè)計實驗5.得出結(jié)論6.表達交流4.進行實驗酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生的氣體是CO2嗎？酵母菌在無氧條件下的產(chǎn)物是什么？有氧產(chǎn)生CO2。無氧產(chǎn)生酒精和CO2。探究酵母菌細胞呼吸的方式設(shè)計實驗的思路確定實驗?zāi)康淖宰兞渴鞘裁匆蜃兞渴鞘裁醇毣绾慰刂谱宰兞咳绾螜z測因變量控制無關(guān)變量控制那些可能影響實驗結(jié)果的因素相同且適宜寫出具體做法方法步驟材料用具等分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時間后檢測其產(chǎn)物是否含酒精或CO2。3.設(shè)計實驗實驗思路分析變量自變量:因變量:無關(guān)變量:細胞呼吸的條件細胞呼吸的產(chǎn)物有氧無氧溫度、酵母菌活性、培養(yǎng)液的濃度、pH、營養(yǎng)條件、等保持相同且適宜。CO2酒精細化1.怎樣控制有氧和無氧條件?2.怎樣檢測CO2和酒精？通入氧氣：氣泵隔絕氧氣：密封、石蠟油澄清石灰水：變混濁溴麝香草酚藍溶液：藍→綠→黃酸性重鉻酸鉀溶液：橙色→灰綠色根據(jù)混濁程度或顏色變化時間比較CO2產(chǎn)生的多少氧氣的有無是否產(chǎn)生CO2或酒精（1）酵母菌培養(yǎng)液配制：稱取20g新鮮的食用酵母菌均分為兩份，配制質(zhì)量分數(shù)為5%的葡萄糖溶液。（2）搭建有氧呼吸和無氧呼吸裝置；（3）培養(yǎng)酵母菌、觀察澄清石灰水的狀態(tài)并記錄。思考：

（1）用新鮮食用酵母菌的原因是？煮沸主要為了滅雜菌，防止其他微生物呼吸作用對實驗產(chǎn)生干擾（2）為什么葡萄糖溶液要煮沸，且冷卻后再倒入錐形瓶？冷卻是為了防止酵母菌被殺死（3）酵母菌的培養(yǎng)時間應(yīng)適當(dāng)延長的原因是：葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀發(fā)生顏色變化，應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時間適當(dāng)延長以耗盡溶液中的葡萄糖。4.實驗步驟新鮮的酵母菌繁殖快、代謝旺盛，實驗效果明顯完成新課程P108問題情境吸收空氣中的CO2，保證通入澄清石灰水的CO2是酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的。B瓶裝好后，要過一段時間再連接裝有澄清石灰水的錐形瓶，為什么？耗完瓶中的O2，制造無氧環(huán)境。保證使澄清石灰水變混濁的CO2是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。（1）實驗現(xiàn)象：條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間酸性重鉻酸鉀溶液有氧無氧變混濁／快不出現(xiàn)灰綠色變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色（2）酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生大量CO2，不產(chǎn)生酒精；無氧呼吸產(chǎn)生少量CO2，

同時產(chǎn)生酒精。5.

實驗結(jié)果及結(jié)論（2）實驗結(jié)論：（1）酵母菌在有氧和無氧條件下均能進行細胞呼吸。探究酵母菌細胞呼吸的方式是對照實驗的一種特殊形式。P92利用糧食釀酒。釀酒的時候，為什么早期通氣，后期密封？早期通氣：促進酵母菌有氧呼吸，為其生命活動提供充足的動力，利于菌種的繁殖后期密封：促進酵母菌無氧呼吸，有利于產(chǎn)生酒精。思考：細胞呼吸的應(yīng)用課堂練習(xí)1.在檢測酵母菌細胞呼吸產(chǎn)物時，下列描述錯誤的是(

)A.CO2可使澄清的石灰水變混濁B.CO2可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃C.酒精在堿性條件下與灰綠色的重鉻酸鉀溶液反應(yīng)變成橙色D.葡萄糖在酸性條件下能與橙色的重鉻酸鉀溶液發(fā)生顏色反應(yīng)C課堂練習(xí)2.如圖是探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗裝置。以下說法中正確的是(

)A.兩個裝置均需要在黑暗條件下同時進行B.在裝置乙Ⅲ處取液體檢測是否有酒精生成C.裝置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ處的CO2D.應(yīng)讓裝置乙中Ⅱ先放置一會兒再與Ⅲ連接D×

×

√√√隨堂練習(xí)×

×

二、有氧呼吸1.主要場所：線粒體外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。線粒體的_______________含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。內(nèi)膜和基質(zhì)二、有氧呼吸細胞C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3

）4[H]酶6H2O能量（少量）20[H]酶6CO212H2O+能量（大量）酶6O2細胞質(zhì)基質(zhì)第一階段第三階段第二階段線粒體2、過程場所：細胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量場所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶場所：線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：大量能量24[H]+6O212H2O酶一、有氧呼吸二、有氧呼吸第一個階段第二個階段第三個階段有氧呼吸反應(yīng)場所反應(yīng)式第一階段第二階段第三階段總反應(yīng)式:C6H12O6

+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜有氧呼吸過程總結(jié)葡萄糖初步分解丙酮酸徹底分解[H]的氧化C6H12O6

+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶3.總反應(yīng)式:物質(zhì)變化：有機物（葡萄糖）→無機物（CO2+H2O）能量變化：2870kJ977.28kJ存于ATP大多數(shù)以熱能散失有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能→熱能散失+ATP中活躍的化學(xué)能二、有氧呼吸以上反應(yīng)式中的能量能否寫成ATP？思考·討論（書本P93）1.在細胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870KJ的能量，可以使977.28KJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請計算一下，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？大約34%32molADP轉(zhuǎn)化為ATP2.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？①可使有機物中的能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中；②能量緩慢有序地釋放，有利于維持細胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)。二、有氧呼吸4.有氧呼吸概念：細胞在____的參與下，通過_______的催化作用，把_______等有機物_______________，產(chǎn)生_____和_____，釋放______,生成_________的過程。氧多種酶葡萄糖CO2H2O能量徹底氧化分解大量ATP5.有氧呼吸的特點①有氧呼吸過程溫和，常溫常壓，多種酶的催化。②有機物中的能量逐級釋放，保證有機物中的能量得到充分利用。③釋放的能量大部分以熱能的形式散失，小部分儲存在ATP中。下列分別屬于有氧呼吸的第幾階段：①產(chǎn)生CO2的階段（）②產(chǎn)生H2O的階段（）③氧氣參與的階段（）④產(chǎn)生ATP的階段（

）⑤產(chǎn)生ATP最多的階段（）二三三一、二、三三小試牛刀1.原核生物沒有線粒體可以進行有氧呼吸嗎？哺乳動物成熟紅細胞呢？①可以。原核細胞中有與有氧呼吸有關(guān)的酶。其有氧呼吸也大致分為三個階段：第一階段和第二階段發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中；第三階段發(fā)生在細胞膜表面，故原核細胞有氧呼吸的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)和細胞膜。②不可以。無細胞器和細胞核，無與有氧呼吸有關(guān)的酶。只能進行無氧呼吸。2.蘋果心爛了外面沒爛，為什么？無氧呼吸產(chǎn)生酒精，對細胞有毒害。1.概念：細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物不完全分解，釋放少量能量，生成少量ATP的過程。2.過程：三、無氧呼吸2

4

2

2

2

（C3H4O3）場所：細胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量場所：細胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：無+4[H]

C6H12O62C3H4O3（丙酮酸）酶一、有氧呼吸三、無氧呼吸第一個階段第二個階段[H]丙酮酸葡萄糖乳酸酒精+CO2少量能量酶2C3H4O3

+4[H]

2C3H6O3（乳酸）或酶2C3H4O3

+4[H]

2C2H5OH（酒精）+CO2

注意：無論是分解成酒精和二氧化碳或者是轉(zhuǎn)化成乳酸，無氧呼吸都只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。（P94第三段倒數(shù)第三句）無氧呼吸反應(yīng)場所反應(yīng)式第一階段第二階段3.總反應(yīng)式:細胞質(zhì)基質(zhì)細胞質(zhì)基質(zhì)無氧呼吸過程總結(jié)葡萄糖初步分解丙酮酸不徹底分解C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量

酶2C3H4O3+4[H]

2C2H5OH＋2CO2酶2C3H4O3+4[H]

2C3H6O3酶C6H12O6

（乳酸）酶2C3H6O3+少量能量C6H12O6

+2CO2酶2C2H5OH（酒精）+少量能量或或像酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸叫做_______，根據(jù)___________不同，產(chǎn)生酒精的叫作___________，產(chǎn)生乳酸的叫作___________。發(fā)酵發(fā)酵產(chǎn)物酒精發(fā)酵乳酸發(fā)酵填一填：不同的生物無氧呼吸的方式不同，請將下面實例進行分類：①甜菜塊根②玉米的根毛細胞③馬鈴薯塊莖④人體劇烈運動時的部分肌肉細胞⑤酵母菌⑥乳酸菌

⑦玉米的胚⑧蘋果⑨玉米的根（水淹）產(chǎn)酒精、二氧化碳的是_________；產(chǎn)乳酸的是__________。②⑤⑧⑨①③④⑥⑦乳酸菌、動物肌細胞及馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚酵母菌和大多數(shù)植物呼吸方式不同點相同點

有氧呼吸無氧呼吸4.有氧呼吸與無氧呼吸的異同：場所條件產(chǎn)物釋放能量分解程度過程實質(zhì)意義第一階段：細胞質(zhì)基質(zhì)第二、三階段：線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)有O2、酶無O2、酶CO2和H2OCO2、酒精或乳酸較多（三個階段均合成ATP）較少(第一階段合成ATP)徹底不徹底第一階段反應(yīng)完全相同分解有機物，釋放能量，合成ATP為生物體的各項生命活動提供能量細胞呼吸常見考點分析關(guān)注的幾個問題：1、物質(zhì)變化2、能量變化3、場所4、影響因素5、應(yīng)用例2、下圖表示萌發(fā)的小麥種子中可能發(fā)生的相關(guān)生理過程，

a

～

e

表示物質(zhì)，①～

④

表示過程。下列有關(guān)敘述正確的是

(

)

A

．催化反應(yīng)

②

和

④

的酶都存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中B

．圖中物質(zhì)

c

為

[H]

，它只在有氧呼吸過程中產(chǎn)生C

．圖中

①②

過程主要發(fā)生在小麥種子萌發(fā)的早期，其中

e

為

ATPD

．①④③過程為有氧呼吸的三個階段，其中物質(zhì)

a

、

d分別是丙酮酸、O2

1、物質(zhì)變化：新課程P115DA．①和②都是線粒體的組成部分B．在②和③中都能產(chǎn)生大量的ATPC．在②和③中所含酶的種類相同D．甲、乙分別代表丙酮酸、[H]4．如圖表示細胞呼吸的過程，其中①～③代表有關(guān)生理過程發(fā)生的場所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是(

)新課程P112D例、有氧呼吸的場所是

，主要場所是

?！咀兪健繛槿梭w細胞主動運輸吸收K+提供能量的場所是

。3、場所細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體影響細胞呼吸的因素：C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量溫度溫度、氧氣、二氧化碳、水氧氣4、影響呼吸作用的環(huán)境因素水二氧化碳呼吸速率0溫度（1）溫度原理：影響________影響呼吸速率應(yīng)用：酶活性②大棚夜間或陰雨天適當(dāng)降溫①冰箱(零上低溫儲存果蔬）4、影響細胞呼吸的環(huán)境因素（2）CO2CO2濃度呼吸速率0過高CO2抑制細胞呼吸增加CO2濃度使果蔬保鮮含水量呼吸速率0（3）H2O自由水含量多，新陳代謝加快，呼吸作用強度上升。糧食收倉前晾曬處理；干種子萌發(fā)前浸泡處理。（4）O2濃度有氧呼吸無氧呼吸O2濃度呼吸速率0呼吸速率O2濃度0O2濃度CO2釋放量細胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸ab原理：O2是有氧呼吸所必需的，O2對無氧呼吸過程有_______作用。抑制應(yīng)用：儲存蔬菜、水果、糧食時，為了減少有機物消耗，應(yīng)控制低氧(a點氧氣濃度)環(huán)境。1、選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。2、酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進行酒精發(fā)酵。通過降低溫度和氧氣含量，減弱呼吸作用避免肌細胞無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸3、松土透氣，根細胞進行充分的有氧呼吸產(chǎn)生的能量，有利于根系的生長和根細胞通過主動運輸吸收無機鹽。稻田定期排水，避免根細胞由于無氧呼吸產(chǎn)生酒精對根系造成的傷害。4、較深的傷口里缺少氧氣，破