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.pptx

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1、第5章细胞的能量供应和利用第第3节节 细胞呼吸的原理和应细胞呼吸的原理和应用用 呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸01探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌：单细胞真菌，真核生物，有细胞壁，在有氧和无氧 条件都能生存，属于兼性厌氧菌。探究酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸有氧呼吸（o2参与）无氧呼吸（o2不参与）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。1.提出问题2.作出假设探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌在有氧条件下产生的气体是CO2吗？酵母菌在无氧条件下的产物是什么？酵母菌在有氧条件下产生CO2。酵母菌在无氧条件下产生酒精和CO2。3.设计实验探究酵母菌

2、细胞呼吸的方式自变量:有无氧气因变量:细胞呼吸的产物（1)如何控制自变量？A组(有氧呼吸)：通入空气B组(无氧呼吸)：密封3.设计实验探究酵母菌细胞呼吸的方式（2)如何检测因变量？CO2的检测：通入澄清石灰水（浑浊程度）溴麝香草酚蓝溶液（蓝绿黄）酒精的检测：酸性条件下的重铬酸钾（橙色 灰绿色）注意：无关变量遵循相同且适宜的原则4.实验步骤探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌培养液的配制：新鲜酵母菌分成两等份分别注入240mL质量分数为5的（煮沸冷却的）葡萄糖溶液 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色变化，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中葡萄糖。4.实验步骤探究酵母菌细胞呼吸的方式检测CO2的产生

3、：装置如图质量分数为10%的NaOH酵母菌培养液澄清的石灰水酵母菌培养液澄清的石灰水4.实验步骤探究酵母菌细胞呼吸的方式检测酒精的产生：1.在AB中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注入1号、2号干净的试管中2.在1号、2号试管中各滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液3.并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色变化。5.实验结果探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。酵母菌呼吸作用的类型有氧呼吸 有氧条件下产生大量CO2无氧呼吸 无氧条件下产生酒精和少量CO2对比试验 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，这样的实验叫做对

4、比实验，也叫相互对照实验。特点：这些实验组的结果都是事先未知的02有氧呼吸主要场所：内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。有氧呼吸线粒体内膜外膜核糖体嵴基质有氧呼吸A组B组细胞质基质线粒体加入等量葡萄糖第一阶段：场所：细胞质基质物质变化：+4H C6H12O62C3H4O3 （丙酮酸）酶产能情况：少量能量有氧呼吸A组B组C组线粒体内膜线粒体外膜线粒体基质加入等量丙酮酸不反应不反应反应第二阶段：场所：线粒体基质物质变化：产能情况：少量能量酶2C3H4O3+6H2O 6CO2+20H 有氧呼吸A组B组C组线粒体内膜线粒

5、体外膜线粒体基质加入等量H反应不反应不反应第三阶段：场所：线粒体内膜物质变化：产能情况：大量能量24H+6O212H2O酶有氧呼吸有氧呼吸 场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段细胞质基质 主要是葡萄糖丙酮酸、H少量线粒体基质丙酮酸CO2、H少量线粒体内膜H、O2H2O大量C6H12O6+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶2870kJ32molATP977.28kJ热能散失有氧呼吸 有氧呼吸是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，生成大量ATP的过程。物质变化:有机物（葡萄糖）无机物（CO2+H2O）能量变化:有机物中

6、稳定的化学能 热能散失+ATP中活跃的化学能有氧呼吸有氧呼吸的特点:1.有氧呼吸过程温和2.有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放3.有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中C6H12O6+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶有氧呼吸H:在细胞呼吸中指NADH（还原型辅酶）葡萄糖中的化学能高能电子NAD+NADHNAD+NADH线粒体内膜两侧出现氢离子浓度差ATP、热能03无氧呼吸场所：无氧呼吸细胞质基质第一阶段：+4H C6H12O62C3H4O3 酶第二阶段：+4H 2C3H4O3 酶2C3H6O3 +4H 2C3H4O3 酶2C2H5OH2CO2少量能量（约生成2molATP）极少

7、量能量（不足以生成ATP）无氧呼吸 细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，释放少量能量，生成少量ATP的过程。高等植物（水稻、苹果等）的无氧呼吸（酒精发酵）：高等动物和人的无氧呼吸（乳酸发酵）：C6H12O6+2CO2酶2C2H5OH+少量能量C6H12O6（乳酸）酶2C3H6O3+少量能量无氧呼吸物质变化:有机物（葡萄糖）CO2、酒精或乳酸能量变化:有机物中稳定的化学能 大部分能量储存在不彻底氧化产物中，少部分能量释放（热能、ATP中活跃的化学能）无氧呼吸并不是只有在绝对无氧的条件下才能发生，有氧但氧气浓度较低的情况下也能进行无氧呼吸。有氧呼吸 无氧呼吸不

8、同点场所条件产物分解程度释放能量相同点过程实质意义第一阶段 细胞质基质，第二、三阶段 线粒体细胞质基质O2、酶、适宜温度酶、适宜温度CO2和H2OCO2、酒精或乳酸较多（三个阶段均合成ATP）较少(第一阶段合成ATP)彻底不彻底第一阶段反应完全相同分解有机物，释放能量，合成ATP 为生物体的各项生命活动提供能量细胞呼吸的意义（1）为生物体的生命活动提供能量。绝大多数生命活动的所需要的能量（ATP）都是来源于细胞呼吸。因此，细胞呼吸是ATP的主要来源。（2）生物体代谢的枢纽，为生物体其他化合物的合成提供原料。04细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用1.用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，

9、抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧菌的无氧呼吸，从而抑制其繁殖。2.松土：促进根部有氧呼吸，为主动运输提供能量，从而有利于矿质元素的吸收；另外还可以抑制无氧呼吸产生酒精，防止植物烂根。细胞呼吸原理的应用3.酿酒：早期通气，促进酵母菌有氧呼吸，为其进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力，有利于菌种的繁殖。后期密封，促进酵母菌无氧呼吸，有利于产生酒精4.储存粮食、水果：低温、低氧、高CO2、一定湿度（细胞呼吸强度弱，消耗的有机物少）。粮食要晒干，减少自由水，可降低呼吸作用。细胞呼吸原理的应用5.食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，利于需氧型细菌（醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌）的有氧呼吸，从而促进繁殖。6.提倡

10、有氧运动：慢跑时肌细胞进行有氧呼吸，不会产生乳酸而导致肌肉酸痛。细胞呼吸方法或类型的判定1.据反应物和产物消耗氧气一定存在有氧呼吸产生H2O一定存在有氧呼吸有酒精或乳酸 一定存在无氧呼吸无CO2释放一定为产乳酸的无氧呼吸细胞呼吸方法或类型的判定2.据物质的量关系CO2O2只进行有氧呼吸（或同时伴随产生乳酸的无氧呼吸）CO2O2两组呼吸并存，差值为无氧呼吸量CO2O2可能存在脂质类物质氧化分解3.据反应发生的场所细胞呼吸方法或类型的判定NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸所产生的CO2，红墨水滴移动的距离代表细胞呼吸吸收的O2量。红墨水滴 移动的距离代 表细胞呼吸产 生的CO2量与 吸收的O2量的

11、差值。细胞呼吸方法或类型的判定1.甲、乙液滴均不动。细胞只进行产乳酸的无氧呼吸。2.甲红墨水滴左移，乙红墨水滴不动。细胞只进行有氧呼吸或同时伴随产乳酸的无氧呼吸。3.甲红墨水滴左移，乙红墨水滴右移细胞既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。影响细胞呼吸的因素1.氧气浓度O2浓度0时，只进行无氧呼吸。0O2浓度10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。O2浓度10%时，只进行有氧呼吸。O2浓度为5%时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用。影响细胞呼吸的因素2.温度 温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、

12、水果。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。温水和面发酵快。影响细胞呼吸的因素3.CO2（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。（2）应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。影响细胞呼吸的因素4.水分（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。干种子在萌发时，要浸泡以增强代谢。影响细胞呼吸的因素5.自身因素（1）遗传特性 不同种类的生物，呼吸速率不同 旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物（2

13、）器官类型 同一生物的不同器官或组织，呼吸速率不同 植物生殖器官大于营养器官（3）生长发育阶段 同一生物的同一器官在不同的生长发育阶段，呼吸速率不同 幼苗期、开花期植株器官呼吸速率高，成熟区呼吸速率低线粒体和叶绿体的起源内共生起源学说 线粒体起源于内共生的有氧呼吸的细菌；叶绿体起源于内共生的光能自养的蓝细菌，即：这两种细胞器起源于内共生于真核细胞的原核生物。线粒体和叶绿体的起源内共生起源学说（1）线粒体、叶绿体和原核细胞中所含的DNA 均为裸漏环状分子，而真核细胞的核DNA 则为线状，并与组蛋白结合形成染色体。（2）线粒体和叶绿体能以分裂的方式进行增殖，这与细菌的繁殖方式相似，但是它们的分裂与所在细胞的分裂不同步。（3）线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成。（4）真核细胞内的DNA存在内含子，线粒体DNA 和细菌则没有。A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官B.氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗量的5倍C.氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D.氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等 下图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是（）B