高中生物人教版（2019）必修1 5.3细胞呼吸的原理和应用课件（39张ppt）

(共39张PPT)
酵母菌细胞富含蛋白质,可以用作饲料添加剂。在利用在培养酵母菌用作饲料添加剂时,要给培养装置通气或进行振荡,以利于酵母菌大量繁殖。酵母菌生产葡萄酒时,却需要密封发酵。
问题探讨
1.培养酵母菌,为什么有的需要通气,有的却需要密封
2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖
3.在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义
讨论:
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
呼吸作用的实质是细胞内有机物氧化分解，并释放能量。因此也叫细胞呼吸。
细胞膜
细胞质
细胞核
细胞壁
液泡
一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
酵母菌：
生长周期短，增殖速度快
探究:
1.提出问题
2.作出假设
3.设计实验
5.得出结论
6.表达交流
4.进行实验
酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么？
3.设计并进行试验
3.设计实验
①实验目的
①自变量、因变量分别是什么？
②怎样鉴定因变量？
变量
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧
无氧
影响实验结果的可变因素
酒精、CO2
保证酵母菌在整个实验过程中正常生活
CO2的检测：
1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊
2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→ 绿→黄
3.设计并进行试验
3.设计实验
②实验原理
CO2多少：石灰水浑浊程度或产生浑浊的快慢或由蓝→绿→黄所需时间长短
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： 橙色→灰绿色
思考：重铬酸钾在生活中的应用
呼气式酒精检测仪（酒精气体传感器）：
③设计实验装置
吸收通入空气中的CO2
封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接？
（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）
实验开始：A装置（35°C)
3.设计并进行试验
4.进行实验
实验开始：B装置（35°C)
A装置（35°C) B装置（35°C)
实验进行3小时
溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→ 绿→黄
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
溶有重铬酸钾的浓硫酸
+A装置的2ml酵母菌滤液
+B装置的2ml酵母菌滤液
灰绿色
不变灰绿色
实验现象：
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊／快
不出现灰绿色
变混浊／慢
出现灰绿色
2、有氧呼吸产生大量CO2， 无氧呼吸产生少量CO2。
1、酵母菌有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸产生CO2和酒精。
5.得出结论
对比实验
一、细胞呼吸的方式
有氧呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。
（一）有氧呼吸
外膜
内膜
基质
嵴
1、主要场所：
线粒体
细胞
C6H12O6
能量（少量）
2丙酮酸
（2C3H4O3 ）
4[H]
酶
6H2O
能量（少量）
20[H ]
酶
6CO2
12H2O+能量（大量）
酶
6O2
细胞质基质
第一阶段
第三阶段
第二阶段
线粒体
（主要）
2、过程
第一阶段：
C6H12O6
2C3H4O3
+4[H]
+少量能量
酶
细胞质基质
第二阶段：
2C3H4O3
+6H2O
酶
6CO2
+20[H]
+少量能量
线粒体基质
第三阶段：
24[H]
+6O2
酶
12H2O
+大量能量
线粒体内膜
葡萄糖的初步分解
丙酮酸彻底分解
[H]的氧化
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
3. 总反应式：
C6H12O6
酶
2C3H4O3＋
4【H】＋能量(少量)2ATP
24【H】+6O2 12H2O+能量（大量)
酶
2C3H4O3+6H2O 6CO2＋20【H】＋能量（少量）
酶
思考：此过程中原子转移途径？
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量
以上反应式中的能量能否写成ATP？
能量（2870kJ）
997.28KJ
其余以热能形式散失
ATP
酶
1moL
≈32
34.75%
绝大多数以热能形式散失
4、有氧呼吸概念：
细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。
氧
多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
大量ATP
下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
①产生CO2的阶段（　　）
②产生H2O的阶段（　　）
③氧气参与的阶段（　　）
④产生ATP的阶段（ 　 　　　 ）
⑤产生ATP最多的阶段（　　）
二
三
三
一、二、三
三
小试牛刀
（二）、无氧呼吸
葡萄糖
丙酮酸
[H]
少量能量
乙醇
脱氢酶
乳酸
脱氢酶
酒精 + CO2
乳酸
酶
第一阶段
第二阶段
2、过程
1、场所：
细胞质基质
C6H12O6
酶
C6H12O6
2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
酵母菌和大多数的植物
乳酸菌、动物肌细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚
3、反应式：
4、无氧呼吸的概念
在没有氧参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量并生成ATP的过程。
二、细胞呼吸(呼吸作用)概念
是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。
为生物体提供能量,还是生物体代谢的枢纽。
三、细胞呼吸意义
CO2
O2
CO2
O2
CO2
O2
O2
O2
CO2
CO2
肺泡
细胞呼吸
毛细血管
O2
呼吸
呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
呼吸和呼吸作用的区别
四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
共同点
实质：
过程：
葡萄糖
丙酮酸
有氧
无氧
CO2 + H2O + 能量（大量）
C2H3OH+CO2 + 能量（少量）
C3H6O3 + 能量（少量）
氧化分解有机物，释放能量
都有丙酮酸（中间产物）的生成
四、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
分解 程度
产物
能量 释放
相同　点 本质
联系
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
氧气、酶、水
酶
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
大量能量、
少量能量
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同
分解有机物，释放能量，合成ATP
彻底
不彻底
五、细胞呼吸原理的应用
1 、在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其
发酵，产生酒精。
2 、在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收
3 、在医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖
4、在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼
吸作用，减少有机物的消耗。
6O2
酶3
12H2O
34ATP
Ⅲ
20[H]
Ⅱ
6CO2
2ATP
酶2
线粒体
C6H12O6
C3H4O3（丙酮酸）
Ⅰ
细胞质基质
酶1
4[H]
2ATP
6H2O
看图再说话：影响呼吸作用的外界因素有哪些？
氧气浓度-----原料越多促进反应
二氧化碳-----产物越多抑制反应
温度---影响酶活性
水---自由水越多代谢越快
六、影响细胞呼吸因素
1、温度：通过影响酶的活性影响呼吸作用强度
应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间
温度
呼吸速率
一、外部因素（温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量)
2、O2浓度
CO2释放
O2吸收
O2浓度
气体交换相对值
a
细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）
若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸。
若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存
若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸
O2%
CO2释放量
有氧呼吸
无氧呼吸
A
B
C
D
CO2的总量
5 10 15 20 25
A点
AC段
C点以后
B点
表示无氧呼吸与有氧呼吸CO2释放量相等
D点
O2浓度超过一定值（10%）以上时，无氧呼吸消失。
E
E点
CO2释放量最少，有机物消耗最少。
实验组 对照组
结
论
装置
结果1
结果2
结果3
酵母菌
NaoH溶液
酵母菌
清水
只进行有氧呼吸
只进行无氧呼吸
二者都有
不移动
左移
不移动
右移
左移
右移
如何用实验方法判定有氧呼吸和无氧呼吸呢？
3、CO2浓度：增加浓度抑制呼吸有良好的保鲜效果。
4、水：自由水含量越高呼吸作用越快。
二、内部因素
1.不同生物，细胞呼吸速率不同。如：阴生<阳生
2.不同发育时期，细胞呼吸速率不同。如：成熟<开花
3.同一个体的不同器官，细胞呼吸速率不同。 如：皮肤<肝脏
注：第一种情况是由于遗传物质不同引起的；第二、三种情况是由于基因的选择性表达引起的。