2021-2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修1 5.3细胞呼吸的原理及应用课件（44张PPT）

(共44张PPT)
5.3 细胞呼吸的原理及应用
发面中会有很多的小孔，而且在发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。
那这些小孔是怎么产生的呢？
为什么后期会有酒味呢？
一、
设计实验
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间
后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
实验思路
分析变量
影响实验结果的可变因素
反应物的量、反应时间、pH、
温度、酵母菌的活性
自变量:
有氧
无氧
因变量:
细胞呼吸的产物
无关变量:
细胞呼吸的条件
1.提出问题
2.做出假设
酵母菌在有氧和无氧的条件下进行细胞呼吸,它们的产物分别是什么
酵母菌在有氧和无氧的条件下进行细胞呼吸作用会产生二氧化碳和酒精
探究酵母菌细胞呼吸的方式
如何为酵母菌创造一个无氧、有氧的环境？
通入除去CO2空气，提供有氧环境
不通入空气，提供无氧环境
怎样检测二氧化碳产生、有无酒精产生？
CO2的检测:
酒精的检测:
课本91页,练习册90页
CO2多少:
2.溴麝香草酚蓝水溶液:
1.通入澄清的石灰水:
酸性条件下橙色的重铬酸钾溶液在与酒精发生反应:
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
石灰水变浑浊的程度或产生浑浊的快慢或
由蓝→绿→黄所需时间长短
橙色→灰绿色
怎么保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
为酵母菌提供葡萄糖培养液
控制培养温度在25-35℃
酵母菌培养液
有氧呼吸
酵母菌培养液
无氧呼吸
利用材料设计出实验装置
试一试
设计实验
有氧装置:
酵母菌
培养液
质量分数10%的NaOH溶液
澄清石灰水
吸收空气中的CO2，排除它对实验的干扰
检测酵母菌有氧呼吸是否产生CO2
A
无氧装置:
澄清石灰水
酵母菌
培养液
实验前B瓶要先封口放置一段时间，这是为什么呢？
B
因为B瓶培养液面上方的空气中还存在一定量的氧气，静置一段时间，让酵母菌将这部分的氧气消耗尽，保证酵母菌进行的是无氧呼吸。
B
检测酵母菌无氧呼吸是否产生CO2
金版91页“合作探究”
有氧装置:更严谨的设置
澄清石灰水
吸收空气中的CO2，排除它对实验的干扰
检测酵母菌有氧呼吸是否产生CO2
质量分数10%的
NaOH溶液
澄清石灰水
酵母菌
培养液
检查空气中的CO2是否完全被吸收
A
条件 有氧条件 无氧条件
澄清石灰水
重铬酸钾(酸性)
变混浊慢
混浊+
分析结果
1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
2.酵母菌有氧比无氧时释放出的CO2多
变混浊快
混浊+++
条件 有氧条件 无氧条件
澄清石灰水
重铬酸钾(酸性)
混浊+
混浊+++
不变灰绿色
变灰绿色
分析结果、得出结论
分析结果
1.酵母菌在有氧和无氧条件下都能产生CO2
2.酵母菌有氧比无氧时释放出的CO2多
3.酵母菌无氧时分解葡萄糖还产生酒精
酵母菌的呼吸方式有___种，即 ________和__________。
有氧呼吸 无氧呼吸
是否需氧
产物
需要
不需要
大量CO2+水
少量CO2+酒精
实验结论
2
有氧呼吸
无氧呼吸
科学方法 课本92
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现象的影响，这样的实验叫对比实验，也叫相互对照实验。
探究过氧化氢在不同条件下的分解
2、3、4号是实验组，它们为对比实验（相互对照实验）
科学方法
1.有氧呼吸的主要场所在哪里？
2.主要场所适于进行有氧呼吸的特点有哪些？
3.有氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化？
请看课本92-93页
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
（主要形式）
细胞呼吸
场所：
物质变化：
产能情况：
细胞质基质
葡萄糖
酶
+[H]
丙酮酸
少量能量
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
少量能量
线粒体
细胞质基质
有氧呼吸的过程
1
场所：细胞质基质
葡萄糖初步水解
第一阶段：
C6H12O6
酶
+4[H] +少量能量
2C3H４O３
第一阶段：
外膜
内膜
嵴
线粒体基质
呼吸酶
线粒体
有氧呼吸的场所
1
特点：
①双层膜结构；
③内膜和基质中含有许
多与呼吸作用有关的酶；
②内膜向内折叠成嵴
（增大了内膜的面积，
为酶提供附着位点）
场所：
物质变化：
产能情况：
线粒体基质
丙酮酸+H2O
酶
+[H]
CO2
少量能量
C6H12O6
2丙酮酸
6CO2
4[H]
少量能量
少量能量
6H2O
20[H]
细胞质基质
场所：线粒体基质
丙酮酸彻底分解
有氧呼吸的过程
1
第二阶段：
酶
6CO2 +20[H]+ 少量能量
2C3H４O３
+6H2O
第二阶段：
酶
酶
线粒体
第一阶段：
场所：
物质变化：
产能情况：
线粒体内膜
H2O
酶
O2
+[H]
大量能量
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
少量能量
少量能量
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
大量能量
线粒体
细胞质基质
②
①
场所：线粒体内膜
氧的参与
有氧呼吸的过程
1
酶
12H2O + 大量能量
24[H] + 6O2
第三阶段：
第一阶段：
第二阶段：
第三阶段：
有氧呼吸的过程各阶段反应式：
第一阶段：C6H12O6
第二阶段： 6H2O
酶
第三阶段： + 6O2
+ 能量
6CO2 + + 能量
酶
12H2O + 能量
酶
（大量）
有氧呼吸的总反应式：
C6H12O6 +6H2O+6O2 6CO2+12H2O+ 能量
酶
2丙酮酸+
2丙酮酸+
4[H]
20[H]
24[H]
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
场所
有氧呼吸的总反应式 课92：
C6H12O6 +6H2O+6O2 6CO2+12H2O+ 能量
酶
判断：原核生物没有线粒体，所以只能进行无氧呼吸。
好氧细菌：蓝藻、硝化细菌等
原核细胞虽然没有线粒体，但是却有全套与有氧呼吸有关的酶，分布在细胞质基质及细胞膜上。
比较 有氧呼吸 无氧呼吸
场所
是否需氧
分解产物
释放能量
实质 联系 主要是线粒体
细胞质基质
需氧
不需氧
CO2，H2O
酒精和CO2、乳酸
较多，ATP多
较少，ATP少
分解有机物，释放能量，供生命活动
第一阶段完全相同
比较有氧呼吸和无氧呼吸
四、细胞呼吸原理的应用
选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。
醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠──味精。
对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。
粮食储存：低温，低氧，干燥
水果储存：低温，低氧，适宜湿度
较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。
有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。
人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。
无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
解读植物组织细胞呼吸曲线
(2)在储藏蔬菜、水果时,应选择R点对应的O2体积分数,同时保持低温条件。
Q点:不消耗O2,只产生CO2 只进行无氧呼吸
R点:产生CO2最少 组织细胞呼吸最弱点
QP段(不包含Q、P点):产生CO2量>消耗O2量 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
O2是有氧呼吸所必需的，对厌氧型生物而言，O2对其无氧呼吸有抑制作用。
P点:消耗O2量=产生CO2量 只进行有氧呼吸
(1)影响(如右图)：O2是有氧呼吸所必需的，
对厌氧型生物而言，O2对其无氧呼吸有抑制
作用。
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗最少。
A
B
D
C
D点是储存水果蔬菜的最佳浓度
细胞呼吸原理应用中需注意的问题
(1)影响细胞呼吸的因素并不是单一的
①若需要增强细胞呼吸强度,可以采取供水、升温、高氧等措施。
②若需要降低细胞呼吸强度,可以采取干燥、低温、低氧等措施。
(2)储藏蔬菜和水果与储藏种子的条件不同
①蔬菜和水果应储藏在“零上低温、湿度适中、低氧”的条件下。
②种子应储藏在“零上低温、干燥、低氧”的条件下。
过程 场所 反应物 产物 释放能量
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]
少量能量
线粒体
基质
丙酮酸、水
CO2
[H]
少量能量
线粒体
内膜
[H]、O2
H2O
大量能量
有氧呼吸
ATP与ADP转化关系(式子)及比较列表：
反 应 ATP→ADP+Pi+能量 ADP+Pi+能量→ATP
反应类型
酶的类型
场　　所
能量转化
能量来源
能量去向
酶
酶
水解(分解)反应
合成反应
水解(分解)酶
合成酶
活细胞内多种场所
线粒体、细胞质基质、叶绿体等
特殊化学键
有机物中的化学能、光能
用于各项生命活动
储存于ATP(特殊化学键)中
吸能（反应）
放能（反应）
谢 谢！