【课件】细胞呼吸的原理和应用 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1.pptx

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1、细胞呼吸的原理细胞呼吸的原理和应用和应用1.为什么加了酵母的面粉蒸出的馒头多孔松软?答：酵母菌呼吸作用产生二氧化碳，使得馒头松软多孔2.为什么加了酵母的面粉放置时间久了会有酒味?酵母菌起了什么作用?答：酵母菌进行无氧呼吸产生了酒精细胞呼吸细胞呼吸的实质：细胞内有机物氧化分解，并释放能量，也叫呼吸作用。有机物有机物氧化分解分解产物分解产物能量能量讨论：讨论：细胞中氧化分解释放能量的有机物主要是什么？细胞呼吸是否都需要氧？酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌探究呼吸方式的理想材料提出问题作出假设设计实验进行实验观察结果分析结论酵母菌在有氧和无氧条件下是否都可以进行细胞呼吸？呼吸作用的产

2、物分别是什么？作出假设设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题酵母菌在有氧和无氧条件下是否都可以进行细胞呼吸？产物是否相同？酵母菌在有氧和无氧条件下都可以进行细胞呼吸有氧呼吸 CO2 无氧呼吸 CO2+酒精产生产生设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设确定实验目的酵母菌在有氧和无氧条件下是否都可以进行细胞呼吸？产物是否相同？酵母菌在有氧和无氧条件下都可以进行细胞呼吸产物不相同如何控制自变量？如何检测因变量？如何控制无关变量设计实验自变量因变量无关变量细胞呼吸条件：有氧/无氧如何控制？通气/密闭相同且适宜温度、PH、葡萄糖溶液、酵母活性等是否产生CO2/酒精怎样检测？1、CO2的检测方

3、法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄2、酒精的检测橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设酵母菌在有氧和无氧条件下是否都可以进行细胞呼吸？产物是否相同？酵母菌在有氧和无氧条件下都可以进行细胞呼吸产物不相同实验步骤：1、配置酵母菌培养液2、组装实验装置3、培养、观察、检测、记录2、组装实验装置呢？实验组甲组：有氧气乙组：无氧气通气密封对比实验1、配置酵母菌培养液？新鲜的食用酵母菌（10g）+5%葡萄糖溶液（240ml)进行实验实验设计:有氧呼吸装置10NaOH溶液（吸收通入空气中的CO2，避免

4、对实验结果产生影响）葡萄糖溶液酵母菌(培养酵母菌)第一个锥形瓶:第二个锥形瓶:第三个锥形瓶:澄清的石灰水或者溴麝香草酚蓝溶液(根据混浊程度进行比较CO2的产生量或者根据溶液颜色的变化时间长短比较)接入橡皮球或气泵(保持通入空气)B瓶应封口一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？耗尽B瓶中的O2，确保CO2均来自无氧呼吸实验设计:无氧呼吸装置A、B培养瓶中先加入等量的加热煮沸后冷却的葡萄糖溶液，再接种等量酵母菌。其中加热煮沸的目的是什么？除去溶液中的氧气，避免对自变量的影响。杀死葡萄糖溶液中可能存在的杂菌，避免对实验结果的干扰。2、组装实验装置呢？1、配置酵母菌培养液？新鲜的食用酵母菌

5、（10g）+5%葡萄糖溶液（240ml)进行实验培养、观察、检测、记录2、检测CO2的产生：澄清的石灰水的浑浊程度或者溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短（由蓝变绿再变黄）3、检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与去滤液的酒精发生反应，变成灰绿色。1、将实验装置放到25-35的环境中培养8-10h实验结果有氧条件 无氧条件项目澄清石灰水重铬酸钾混浊（快）无变化CO2酒精试剂橙色灰绿色混浊（慢）设计实验进行实验观察结果分析结论提出问题作出假设有氧条件 无氧条件项目澄清石灰水重铬酸钾混浊（快）无变化CO2酒精试剂橙色灰绿色混浊（慢）1、酵母菌在有氧条件下进行进行有氧呼吸，产生大量的CO2，不

6、产生酒精2、酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生少量CO2，同时也产生酒精1.如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置。下列说法正确的是A.两个装置均需要在黑暗条件下进行B.在装置乙的中可检测到有酒精生成C.装置乙中的应先封口放置一段时间，再与连接D.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收中的CO2C6H12O66H2O6O2 6CO212H2O能量外膜内膜DNA/RNA核糖体嵴嵴增大膜面积分布有氧呼吸的酶1、主要场所：线粒体基质2、总反应式分布有氧呼吸的酶（1）第一阶段：C6H12O62丙酮酸酶4H能ATP热线粒体细胞质基质葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4H+能量场所：细胞质基质2C3H4O3（

7、少量）（2）第二阶段：线粒体6CO2能ATP热20H丙酮酸彻底分解酶6CO2+20H+能量场所：线粒体基质2C3H4O3+6H2O（少量）C6H12O62丙酮酸酶4H能ATP热细胞质基质酶6H2O（3）第三阶段：12H2O6O2酶能ATP热细胞质基质H的氧化酶12H2O +能量场所：线粒体内膜24H+6O2（大量）线粒体6CO2能ATP热20HC6H12O62丙酮酸酶4H能ATP热酶6H2O第一阶段（细胞质基质）第二阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体内膜）2C3H4O3+6H2O20H+6CO2+少量能量2C3H4O3+4H+少量能量C6H12O6酶酶24H+6O212H2O+大量能量酶(丙酮

8、酸)酶 C6H12O6 6H2O 6O26CO212H2O 能量有氧呼吸 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葡萄糖丙酮酸、H少量丙酮酸、H2OCO2、H少量H、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜有氧呼吸三个阶段的比较元素去向C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶酶03有氧呼吸的概念 细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，产生大量ATP 的过程。有氧呼吸的特点(同有机物体外燃烧相比)a.过程温和(常温、常压、一定的pH等)b.能量逐步释放c.释放的能量有一部分储存在ATP中。思考讨论：1m

9、ol葡萄糖彻底氧化分解，释放能量2870kJ。其977.28kJ储存在ATP分子中。则转化效率为 ，这些能量能使 ADP转化为ATP.32mol34%有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分能量存储在ATP中1、场所：细胞质基质2、过程：第一阶段第二阶段C6H12O6酶酶能量能量+2C3H4O34 H 酶酶酶酶或或2C2H5OH+2CO22C3H6O3无氧呼吸第一阶段产生少量的能量（196.65KJ），61.08KJ储存在ATP中，近69%以热能的形式散失；第二阶段不产生能量。能产生几个能产生几个ATPATP？2 ATPADP+Pi酶热能热能无氧呼吸二个阶段的比较无氧呼吸类型：酒精发酵、

10、乳酸发酵场所反应物生成物释能第一阶段第二阶段项目阶段细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、H少量细胞质基质CO2、酒精或乳酸无丙酮酸、H无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸,能在肝脏中再次转化为葡萄糖。想一想：为什么无氧呼吸比有氧呼吸释放能量少，那些能量哪去了？是指细胞在没有氧参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。3、无氧呼吸概念：酒精发酵：C6H12O6酶乳酸发酵：C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量2C3H6O3（乳酸）+少量能量酶酵母菌和大多数的植物酵母菌和大多数的植物乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜

11、块根、玉米胚细胞在缺氧时乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。产酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。产生酒精的叫生酒精的叫酒精发酵酒精发酵。产生乳酸的叫。产生乳酸的叫乳酸发酵乳酸发酵。4、分类及总反应方程式：有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量产能阶段相同联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质氧气、酶等酶等CO2和H2O酒精和CO2（或乳酸）释放大量能量释放少量能量分解有机物，释放能量第一阶段反应场所和过程完全相同三个阶段都释放能量仅在第一阶段释放能量为生物体提供能量；细胞呼吸意义：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘

12、油细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽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，释放能量并生成ATP的过程。有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。细胞呼吸：细胞呼吸能量热能散失能量转移ATPADPPi能量细胞分裂生长发育主动运输肌肉收缩神经冲动的传导C6H12O6CO2H2O生物体代谢的枢纽。C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+2 CO2+能量 酶 酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6 酶有水生成有酒精或乳酸生成一定存在有氧呼吸一定存在无氧呼吸 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能

13、量 C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+2 CO2+能量 酶 酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6 酶 无O2吸收，有CO2释放，进行产生_的_ 无O2吸收，无CO2释放，进行产生_ _的_ 乳酸无氧呼吸酒精无氧呼吸活细胞中 酒精量CO2量 酒精量CO2量 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+2 CO2+能量 酶 酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6 酶只进行无氧呼吸两种呼吸方式同时进行，多出的CO2来自有氧呼吸O2吸收量CO2释放量O2吸收量CO2释放量CO2释放量O2消耗量 C6H12O6+6H2O+

14、6O2 6CO2+12H2O+能量 C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+2 CO2+能量 酶 酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6 酶只进行有氧呼吸或同时无氧呼吸生成乳酸两种呼吸方式同时进行，多出的CO2来自无氧呼吸细胞呼吸的底物中可能有脂肪 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+2 CO2+能量 酶 酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6 酶无氧呼吸：酒精量=CO2量有氧呼吸：O2吸收量CO2释放量产生等量CO2时消耗的葡萄糖无氧呼吸：有氧呼吸=3：1结果预测和结论：a.若装置一中的液滴 ，装置二中的液滴

15、，则说明种子只进行有氧呼吸；b.若装置一中的液滴 ，装置二中的液滴 ，则说明种子只进行无氧呼吸；c.若装置一中的液滴 ，装置二中的液滴 ，则说明种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。左移不动不动右移左移右移经典题型：液滴移动问题包扎伤口时，选用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料抑制破伤风杆菌等厌氧病菌的繁殖中耕松土 稻田适时排水促进根系的有氧呼吸，有利于作物的生长及对矿质离子的吸收；防止根细胞无氧呼吸产生酒精，产生毒害作用，出现烂根减弱呼吸作用，减少有机物的消耗储藏果实、蔬菜时，降低温度、降低氧含量：避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸导致肌肉酸胀乏力提倡慢跑等有氧运动：不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如

16、旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。（1）内部因素遗传因素(决定酶的种类和数量)温度呼吸速率（2）外部因素温度 低温下贮存蔬菜、水果 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。应 用温度主要通过影响酶活性来影响呼吸速率。（3）外部因素水细胞含水量细胞含水量呼呼吸吸速速率率水既是原料，又是产物，细胞呼吸必需在水环境中才能进行。在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。稻谷等种

17、子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗。应 用O2浓度CO2释放量无氧呼吸：以酒精发酵为例，无氧呼吸随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强，O2浓度达到一定值时，被完全抑制。O2浓度CO2释放量有氧呼吸：在一定范围内，有氧呼吸随O2浓度增加而增加，当O2浓度达到一定值时，由于酶和底物浓度的抑制，将不再增加。（3）外部因素O2浓度（4）外部因素CO2浓度5CO2（%）1.00.5101520O呼吸速率 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。应 用作为呼吸产物，根据化学平衡，CO2浓度高会抑制细胞呼吸的进行。（5）外部因素O2/CO2浓度5O2（%）1.00.5PR10

18、1520DQTOCO2释放量R点的含义？R点对应O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。思 考QD：无氧呼吸速率OPT：有氧呼吸速率QPT：呼吸速率呼吸速率（5）外部因素O2/CO2浓度A5O2（%）1.00.5BPRC101520DQTOCO2释放量B点的含义？有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等思 考Q D：无氧呼吸速率OPT：有氧呼吸速率QPT：呼吸速率不消耗O2，只进行无氧呼吸。B点：C点之后：只进行有氧呼吸。无氧呼吸消失。APCB 0 5 10 15 20 25无氧呼吸CO2释放量CO2生成总量有氧呼吸CO2释放量释放量CO2O2浓度%DA点：重点分析：O2浓度对细胞呼吸速率的曲线分析P点：CO2释放量最低细胞呼吸最弱，有机物消耗最少。对应的O2浓度（D点），利于储藏和保存O2浓度为0-10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。思维训练关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释