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

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1、1 1、细胞生命活动所需能量的直接来源是、细胞生命活动所需能量的直接来源是、细胞生命活动所需能量的直接来源是、细胞生命活动所需能量的直接来源是什么什么什么什么？ATP2 2、在、在、在、在ADPADP转化为转化为转化为转化为ATPATP过程中所需要的能量来自哪里？过程中所需要的能量来自哪里？过程中所需要的能量来自哪里？过程中所需要的能量来自哪里？动物和人等：动物和人等：绿色植物：绿色植物：第三节第三节 细胞呼吸的原理和应用细胞呼吸的原理和应用呼吸作用呼吸作用呼吸作用呼吸作用 和光合作用和光合作用酵母菌密封发酵单细胞真菌（真核生物），异养兼性厌氧型。细胞呼吸是否都需要氧？细胞在有氧和无氧条件下的

2、产物是否一样？呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放出能量，因此也叫细胞呼吸。实验：实验：“探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式”1.设计实验：设计实验：因变量因变量无关变量无关变量其他变量其他变量其他变量其他变量自变量自变量自变量自变量对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的对比实验：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系比较分析，来探究某种因

3、素与实验对象的关系.(P92).(P92)思考：该实验需要设置空白对照组吗？思考：该实验需要设置空白对照组吗？COCO2 2和酒精和酒精和酒精和酒精的生成的生成的生成的生成氧气的有无氧气的有无氧气的有无氧气的有无反应物的量、反应时间、反应物的量、反应时间、反应物的量、反应时间、反应物的量、反应时间、pHpH、温度等、温度等、温度等、温度等如何控制自变量？有氧条件：无氧条件：A组：通入空气B组：密封2.2.实验原理：（实验原理：（P90P90）酵母菌的代谢特点：酵母菌是一种单细胞真菌，在酵母菌的代谢特点：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存。属于有氧和无氧的条件下都能生存。属于_

4、._.可可通过定性测定酵母菌在有氧和无氧条件下的通过定性测定酵母菌在有氧和无氧条件下的_来确定酵母菌细胞呼吸的方式。来确定酵母菌细胞呼吸的方式。检测产物：（检测产物：（P91P91）二、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验 试剂试剂实验现象实验现象COCO2 2酒酒精精兼性厌氧菌兼性厌氧菌细胞呼吸产物细胞呼吸产物澄清石灰水或澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溴麝香草酚蓝溶液溶液蓝蓝绿绿黄黄(据变色的时间快慢确定据变色的时间快慢确定COCO2 2的多少的多少)变混浊变混浊(据变混浊程度可确定据变混浊程度可确定COCO2 2多少多少)重铬酸钾溶液重铬酸钾溶液橙色橙色灰绿色灰绿色(酸性条件酸性条件)A B（1）酵

5、母菌培养液配置煮沸：除去溶液中的氧气。灭菌。冷却：防止高温杀死酵母菌。均分成两份均分成两份锥形瓶锥形瓶A(500ml)A(500ml)锥形瓶锥形瓶B(500ml)B(500ml)分别注分别注入入240ml240ml质量分数为质量分数为5%5%的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液20g20g新鲜食新鲜食用酵母菌用酵母菌3.进行实验AB B煮沸、冷却思考：为什么必须先将葡萄糖溶液煮沸并要冷却至常温，才可加入酵母菌？学生活动：搭建实验装置B酵母菌培养液C质量分数为10%的NaOH溶液A酵母菌培养液D澄清的石灰水气气泵泵E运用以上装置分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置?合作合作 探究探究（2）实验装置：无氧：B D有

6、氧：E C A D气泵气泵气泵气泵A A质量分数质量分数质量分数质量分数10%10%的的的的NaOHNaOH溶液溶液溶液溶液酵母菌酵母菌酵母菌酵母菌培养液培养液培养液培养液澄清澄清澄清澄清石灰水石灰水石灰水石灰水甲装甲装甲装甲装置置置置酵母菌酵母菌酵母菌酵母菌培养液培养液培养液培养液澄清澄清澄清澄清石灰水石灰水石灰水石灰水B B乙装置乙装置乙装置乙装置3.3.进行实验进行实验进行实验进行实验（2 2）检测）检测）检测）检测COCO2 2的产生，装置图：的产生，装置图：的产生，装置图：的产生，装置图：质量分数质量分数质量分数质量分数10%10%10%10%的的的的NaOHNaOHNaOHNaOH

7、溶液的作用？溶液的作用？溶液的作用？溶液的作用？B B B B瓶为什么要应封口放置一段时间瓶为什么要应封口放置一段时间瓶为什么要应封口放置一段时间瓶为什么要应封口放置一段时间再连接澄清石灰水再连接澄清石灰水再连接澄清石灰水再连接澄清石灰水的锥形瓶的锥形瓶的锥形瓶的锥形瓶？结果结果结果结果:结论结论结论结论:酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生C0C02 2，且有氧，且有氧，且有氧，且有氧呼吸产生呼吸产生呼吸产生呼吸产生COCO2 2多多多多.吸收空气中的CO2，排除它对实验结果的干扰。先让酵母菌消耗瓶内

8、的氧气，造成无氧环境。（有氧）（有氧）（有氧）（有氧）（无氧）（无氧）（无氧）（无氧）甲、乙装置澄清石灰水都变混浊，且甲混浊程度大甲、乙装置澄清石灰水都变混浊，且甲混浊程度大甲、乙装置澄清石灰水都变混浊，且甲混浊程度大甲、乙装置澄清石灰水都变混浊，且甲混浊程度大（3 3）检测酒精的产生AB空空气气检测是否酒精生成，应该取哪个锥形瓶中的样品？应该取应该取A A瓶瓶和和B B瓶瓶中的样品进行检测是否有酒精生成中的样品进行检测是否有酒精生成CDD结论：酵母菌无氧呼吸可产生酒精4.实验结果观察项目有氧装置无氧装置澄清石灰水变浑浊程度溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间重铬酸钾检验情况（酸性条件）浑浊程度高浑

9、浊程度高浑浊程度低浑浊程度低颜色变化时间短颜色变化时间短颜色变化时间长颜色变化时间长无颜色变化无颜色变化橙色橙色灰绿色灰绿色探究酵母菌细胞呼吸的方式结论：产生大量CO2结论：产生少量CO2结论：产生大量CO2结论：产生少量CO2结论：无酒精产生结论：产生酒精5、实验结论：课本P92第一段金牌P99典例剖析批判性思维：实验装置的改进 有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？A酵母菌培养液气泵EC质量分数为10%的NaOH溶液D澄清的石灰水D澄清的石灰水科学家根据大量的实验结果得

10、出结论：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。二、有氧呼吸1.主要场所：_线粒体外膜外膜内膜内膜线粒体基质线粒体基质（嵴）（嵴）_和_含有许多种与有氧呼吸有关的酶。线粒体基质线粒体内膜【思考讨论】线粒体是有氧呼吸的主要场所,试从结构与功能相适应的角度,说明线粒体内膜与有氧呼吸相适应的结构特点:_线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积 P92P92C6H12O62丙酮酸酶4H能量ATP热能线粒体细胞质基质第一阶段：葡萄糖的初步分解第一阶段：葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+能量能量场所：细胞质基质2C2C3 3H HO O（少量）（少量）2

11、.有氧呼吸的过程C6H12O62丙酮酸酶6CO24H能量ATP热能酶6H2O20H线粒体细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO6CO2 2+20H20H+能量能量场所：线粒体基质第二阶段：第二阶段：2C2C3 3H HO O+6H6H2 2O O（少量）（少量）2.有氧呼吸的过程能量ATP热能C6H12O62丙酮酸酶6CO24H酶6H2O20H12H12H2 2O O6O2酶能量ATP热能线粒体细胞质基质氧的参与氧的参与酶酶12H12H2 2O +O +能量能量场所：线粒体内膜第三阶段：第三阶段：24H+6O24H+6O2 2 （大量）（大量）2.有氧呼吸的过程能量ATP热能能量AT

12、P热能有氧呼吸的过程第一阶段细胞质基质第二阶段线粒体基质线粒体内膜4202C6H12O6酶酶+H+少量能量少量能量 C3H4O3 第三阶段66+H2O酶酶2C3H4O3 CO2+H+少量能量少量能量 126酶酶H2O +大量能量大量能量 24H +O2总反应式探究总反应式中各原子的来源与去向(1)有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物(2)有氧呼吸中吸收O2的量和CO2的释放量相等注意C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量酶“C”：C6H12O6 丙酮酸丙酮酸CO2有氧呼吸有氧呼吸场所场所反应物反应物产物产物释能释能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段4.4.

13、小结：有氧呼吸小结：有氧呼吸的的三个阶段三个阶段细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸、丙酮酸、H2O CO2、H 少量少量H、O2H2O大量大量线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜 细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 和 ，同时 ，生成 的过程，叫做有氧呼吸。1.没有线粒体可以进行有氧呼吸吗？思考：氧多种酶CO2大量ATP有氧呼吸的概念：彻底氧化分解水释放能量 无线粒体的原核生物可以进行有氧呼吸，但无线无线粒体的原核生物可以进行有氧呼吸，但无线粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟粒体的真核细胞只能进行无氧呼吸，如哺乳动物成熟红细

14、胞和蛔虫等。红细胞和蛔虫等。原核生物可以进行有氧呼吸原核生物可以进行有氧呼吸思考讨论1 1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？其余1892.72kJ主要以热能的形式散失掉。已知：1molATP水解释放的能量高达30.54kJ（977.28977.2828702870）100%100%34%34%977.28977.2830.54=3230.54=32个个6.下图表示有氧呼吸的过程。请据图回答下列问题。下图表示

15、有氧呼吸的过程。请据图回答下列问题。(1)有氧呼吸是从有氧呼吸是从_的氧化分解开始的的氧化分解开始的,全过程分全过程分为为个阶段。个阶段。(2)有氧呼吸的场所是有氧呼吸的场所是_,释放的释放的CO2是在第是在第_阶段产生阶段产生的的,H2O是在第是在第_阶段形成阶段形成的的,产生产生ATP最多的是第最多的是第_阶段。阶段。(3)有氧呼吸中有氧呼吸中O2的作用的作用_。写出有氧呼吸的总反应式。写出有氧呼吸的总反应式:葡萄糖三细胞质基质、线粒体二三三与H结合生成水,同时生成大量能量金牌P1014无无无无氧呼吸氧呼吸氧呼吸氧呼吸运动会中，第二天很多运动员的肌肉酸痛，为什么呢？感冒了，为什么会感觉到全

16、身酸痛？C3H6O3(乳酸)+4 H2C3H4O3 CO2+C2H5OH(酒精)酶酶1 1酶酶2 2第一阶段 细胞质基质第二阶段细胞质基质422+H+少量能量 C6H12O6酶酶C3H4O3 22C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶酒精发酵：乳酸发酵：C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量酶实例：大多数植物（水稻根、苹果果实等）、酵母菌等。实例：大多数植物（水稻根、苹果果实等）、酵母菌等。实例：乳酸菌、动物细胞、马铃薯块茎、甜菜块根、实例：乳酸菌、动物细胞、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚乳玉米胚乳等。等。总反应式无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量无氧呼吸 在 参与

17、的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，释放 的过程，就是无氧呼吸。思考：同样是分解葡萄糖，无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？无无氧氧呼呼吸吸只只在在第第一一阶阶段段释释放放少少量量能能量量，生生成成少少量量ATPATP。有有机机物物分分解解不不彻彻底底，还还有有大大部部分分能能量量储储存存于于乳乳酸和酒精中酸和酒精中。无氧呼吸概念没有氧气不完全分解少量能量有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸和无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不不同同点点条件条件场所场所分解程度分解程度产物产物能量转化能量释放能量释放相同点相同点需氧不需氧细胞质基质(第一阶段)、线粒体(第二、三阶段)细胞质基质葡萄糖被彻底分解葡萄糖

18、分解不彻底CO2、H2O乳酸或酒精和CO2大量能量少量能量本质都是氧化分解有机物，释放能量，生成ATP；第一阶段反应场所和过程完全相同。有机物中的化学能释放，约34%储存在ATP中，其余能量以热能形式散失有机物中的化学能大部分存留在酒精或乳酸中，少部分释放，释放的能量约31%储存在ATP中，69%以热能形式散失032、呼吸作用意义：（1 1）为生物体提供能量。为生物体提供能量。（2 2）生物体代谢的枢纽。）生物体代谢的枢纽。葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸非必需非必需氨基酸氨基酸甘油甘油1 1、概念：、概念：细胞呼吸细胞呼吸是指是指有机物有机物在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解，

19、生成，生成二氧化碳二氧化碳或或其他产物其他产物，释放能量释放能量并并生成生成ATPATP的过程。的过程。四、细胞呼吸的概念和意义四、细胞呼吸的概念和意义蛋白质、糖类和脂质代谢可以通过细胞呼吸过程联系起来。细胞呼吸原理在生产生活中的应用举例细胞呼吸原理在生产生活中的应用举例(课本课本P95P95）(1)(1)“创可贴创可贴”包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环包扎伤口，为伤口创造疏松透气的环境，从而防止境，从而防止_繁殖。繁殖。(2)(2)工业发酵罐酿酒，先通气目的是工业发酵罐酿酒，先通气目的是_，后密封目的是，后密封目的是_。(3)(3)作物栽培需中耕松土，促进根细胞有氧呼吸，保作物栽培需中耕松土

20、，促进根细胞有氧呼吸，保证能量供应，促进证能量供应，促进_的吸收。的吸收。(4)(4)稻田需要定期排水，目的是防止根细胞进行无氧稻田需要定期排水，目的是防止根细胞进行无氧呼吸产生的呼吸产生的_毒害细胞。毒害细胞。(5)(5)提倡慢跑，防止无氧呼吸产生提倡慢跑，防止无氧呼吸产生_使肌肉酸胀。使肌肉酸胀。(6)(6)粮食种子保存：粮食种子保存：_；果蔬贮藏：果蔬贮藏：_。厌氧菌厌氧菌(如破伤风杆菌）如破伤风杆菌）让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖让酵母菌进行有氧呼吸大量繁殖让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精酒精酒精矿质元素矿质元素乳酸乳酸零上低温、低氧、干燥零上低温、低氧、干燥零上

21、低温、低氧、中等湿度零上低温、低氧、中等湿度金牌P107随堂66.生物体内葡萄糖的分解代谢过程如下图所示生物体内葡萄糖的分解代谢过程如下图所示,请据图回答下列问题。请据图回答下列问题。(1)图中图中A是是,其产生的部位是其产生的部位是。(2)反应反应中中,必须在有氧条件下进行的是必须在有氧条件下进行的是,可在可在人体细胞中进行的是人体细胞中进行的是。(3)苹果储藏久了会有酒味苹果储藏久了会有酒味,其原因是发生了图中其原因是发生了图中过程过程;而马铃薯块茎储藏久了而马铃薯块茎储藏久了,却没有酒味却没有酒味,原因是马铃薯块茎在无氧条件原因是马铃薯块茎在无氧条件下进行了图中下进行了图中过程。过程。(

22、4)粮食储藏过程中有时会出现粮堆湿度增大的现象粮食储藏过程中有时会出现粮堆湿度增大的现象,这是因为这是因为。丙酮酸和丙酮酸和H细胞质细胞质基质基质种子在有氧呼吸过程中产生了水种子在有氧呼吸过程中产生了水环境因素：C6H12O6+6H2O+6O2 2酶酶6CO2+12H2O+能量温度温度、氧气、二氧化碳、水水水氧气氧气二氧化碳二氧化碳影响呼吸作用的环境因素有哪些？影响呼吸作用的环境因素有哪些？主要通过影响酶的活性，从而影响呼吸作用。自由水越多呼吸作用越旺盛原料越多促进反应积累过多抑制细胞呼吸的进行。内因：遗传因素（决定酶种类和数量）金牌P1051 温度温度温度呼呼吸吸速速率率应用：应用：低温低温

23、保存保存过高CO2抑制细胞呼吸应用：应用：增加增加COCO2 2的浓度的浓度保鲜保鲜OO2 2浓度浓度呼呼吸吸速速率率OO2 2浓度浓度呼呼吸吸速速率率有氧呼吸无氧呼吸COCO2 2浓度浓度呼呼吸吸速速率率影响酶的活性应用：应用：干燥保存干燥保存应用：应用：低氧保鲜低氧保鲜4 O2浓度2 CO2浓度3 H2O五、影响呼吸作用的环境因素五、影响呼吸作用的环境因素（1 1）O O2 2浓度为浓度为0 0时，时，（2 2）O O2 2浓度为浓度为10%10%时，时，。（3 3）O O2 2浓度浓度0-10%0-10%时，时，（6 6）O O2 2浓度为浓度为5%5%时，时，。（4 4）O O2 2浓

24、度浓度10%10%时，时，。只有无氧呼吸只有无氧呼吸。无氧呼吸降为零无氧呼吸降为零只有有氧呼吸只有有氧呼吸呼吸并存。呼吸并存。只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸有氧呼吸和无氧有氧呼吸和无氧（5 5）COCO2 2中的中的C C来自于来自于 。葡萄糖葡萄糖总总COCO2 2释放量最少，释放量最少，有机物消耗量最少，有机物消耗量最少，此时此时O O2 2浓度为储存的最适氧气浓度，适宜于种子、蔬菜保存浓度为储存的最适氧气浓度，适宜于种子、蔬菜保存（7 7）应用：）应用：中耕松土，促进根部的有氧呼吸中耕松土，促进根部的有氧呼吸 低氧储存蔬菜、水果、粮食低氧储存蔬菜、水果、粮食重点分析：O2浓度对细胞呼吸速率

25、的曲线分析一定存在有氧呼吸一定存在有氧呼吸一定存在无氧呼吸一定为产生乳酸的无氧呼吸只进行有氧呼吸（或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸）两类呼吸并存，差值为无氧呼吸量可存在脂质类氧化分解无氧呼吸有氧呼吸【方法规律】真核细胞呼吸方式的判断依据 书本P96练习金牌P106学以致用甲、乙、丙三幅图描述的是环境因素与细胞呼吸间的关系,下列叙述错误的是()A.图甲中的变量可表示在一定范围内细胞中的含水量B.图乙中的变量可表示温度,而温度是通过影响酶的活性来影响呼吸速率的C.图丙中的曲线代表无氧呼吸,且O2体积分数为10%时无氧呼吸停止D.图丙中的曲线代表有氧呼吸,且呼吸作用强度随O2体积分数的增大而不断增

26、强D （1）若消耗了等量的葡萄糖，吸收的O2量和产生的CO2总量之比为：。（2）若产生了等量的CO2，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖的物质的量之比为：。3:43:1计算：计算：酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸：有氧呼吸：有氧呼吸：1 1 C C6 6H H1212O O6 66 6 COCO2 2无氧呼吸：无氧呼吸：1 1 C C6 6H H1212O O6 62 2 COCO2 26 6 O O2 2金牌P104例：在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是()A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体C.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多D.c条件下，无氧呼吸最弱条件条件abcdCO2释放量释放量/mol10867O2吸收量吸收量/mol0347B0.5mol2.5mold条件下无氧呼吸消失条件下无氧呼吸消失只进行有氧呼吸