5.3细胞呼吸的原理和利用课件-2022-2023学年高一上学期生物人教版2019必修1(共39张PPT)

(共39张PPT)
21:38
第3节细胞呼吸的原理和利用
学习目标
1．阐述细胞呼吸的概念。
2．说出线粒体的结构和功能。
3．说出有氧呼吸的过程。
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌细胞呼吸产物鉴定原理
浑浊
绿
灰绿色
1、NaOH的作用是什么？
2、酵母菌进行什么呼吸？
3、澄清的石灰水有什么作用？
4、如何说明CO2产生的多少？
5、如何控制无氧的条件？
B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，目的是耗尽瓶中原有的氧气。
去除空气中的CO2
兼性厌氧型
检测是否有CO2的产生
澄清石灰水变浑浊的快慢
1、自变量：
2、因变量：
3、无关变量：
含氧量的变化，一为有氧，一为无氧
酵母菌在有氧和无氧条件下的产物
酵母菌培养液的量、温度、石灰水的量、装置的气密性等
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
有氧呼吸 无氧呼吸
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 能量
酶
结论：
C6H12O6＋6H２O＋6O２→ 6CO2＋ 12H２O＋能量
酶
二、有氧呼吸
（1）有氧呼吸的原料，一般来说葡萄糖是常用的。
外膜
内膜
嵴
外膜、嵴、内膜、基质
结构:
有氧呼吸
基质
（含与有氧呼吸有关的酶）
功能：
有氧呼吸的主要场所（细胞的动力车间）
（2）有氧呼吸的主要场所
线粒体
（3）有氧呼吸的过程如何？
思考：
1.有氧呼吸可以分为几个阶段？
2.每个阶段的反应场所？
3.每个阶段所产生的产物是什么？
4.第几阶段消耗了H2O、O2 ？
5. 第几阶段产生了CO2 ？
C6H12O6
2丙酮酸
酶
4[H]
能
2ATP
热
线粒体
细胞质基质
①
第一阶段：葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+4[H] +能量
场所：细胞质基质
2C3H４O３
（少量）
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热
能
2ATP
热
酶
6H2O
20[H]
线粒体
细胞质基质
②
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20[H]+ 能量
线粒体基质
第二阶段：
2C3H４O３
+6H2O
（少量）
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热
能
2ATP
热
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
能
34ATP
热
线粒体
细胞质基质
②
①
③
[H]的氧化
酶
12H2O + 能量
场所：线粒体内膜
第三阶段：
24[H] + 6O2
（大量）
酶
12
二: C3H4O3 + H2O CO2 + [H]+
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
有氧呼吸的总反应式：
一: C6H12O6 C3H4O3 + [H] +
三: [H]+ O2 H2O+
酶
酶
酶
2
4
6
6
20
24
6
12
2
(38ATP)
能量
能量
能量
（2ATP）
(2ATP)
(34ATP)
有氧呼吸中氧元素的转移途径：
讨论
1.追踪18O2的去向:
2.追踪C6H1218O6的去向:
3.追踪H218O的去向:
O2→H2O
葡萄糖→丙酮酸→CO2
H2O→CO2
①产物二氧化碳中的碳和氧来自哪些反应物？
②产物中的水中的氢和氧来自哪些反应物？
想一想
总反应式：
C6H12O6＋6O2 → 6CO2＋12H2O＋能量
酶
＋6H2O
有氧呼吸概念：
细胞在____的参与下，通过______的催化作用，把葡萄糖等有机物_____________产生____________，释放能量，生成_________的过程。
氧
多种酶
彻底氧化分解
二氧化碳和水
大量ATP
抢答题.看谁最快
1、哪个阶段产生CO2？
2、哪个阶段有氧气参与反应？
3、哪个阶段产生能量最多？
7、能产生ATP的场所是？
在有氧呼吸过程中
细胞质基质、线粒体
５ 、哪个阶段产生水？
４ 、哪个阶段有水参与？
6、 哪个阶段产生[H]最多
第二阶段
第三阶段
第三阶段
第二阶段
第三阶段
第二阶段
(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＿＿＿＿＿＿
(6)产生[H]的阶段＿＿＿＿＿
(7)消耗[H]的阶段_______
思考总结：
第二阶段
第三阶段
第三阶段
每个阶段
第三阶段
第一、二阶段
第三阶段
？
⑶、能量转化率
1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870kj的能量，其中只有1161kJ转移到ATP中，还有1709kJ以热能的形式散失掉了。据此你可得出哪些结论？
①有氧呼吸产生的能量绝大部
分以热能形式散失了；
②有氧呼吸的能量转换效率只有：1161÷2870=40.45％。
形成38个ATP。
有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能！
三、无氧呼吸
1、无氧呼吸的概念
一般是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
2、无氧呼吸的场所：
细胞质基质
3、无氧呼吸的类型：
⑴以酒精和二氧化碳为呼吸产物的无氧呼吸：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 能量
酶
①反应式：
②常见例子：
苹果、水稻等绝大多数高等植物在缺氧时可进行这样的反应；
酵母菌在缺氧时也可进行这样的反应。
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⑵以乳酸为呼吸产物的无氧呼吸：
①反应式：
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量
酶
②常见例子：
高等动物和人在剧烈运动时骨胳肌细胞会进行这样的呼吸；
某些高等植物的某些器官在缺氧时也可进行这样的呼吸，如马铃薯块茎、甜菜块根等；
某些微生物，如乳酸菌也进行这样的呼吸。
4、无氧呼吸的过程
第一个阶段:
与有氧呼吸的第一阶段完全相同。
第二个阶段:
丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸
无氧呼吸的过程如何？
C6H12O6
能量（少）
2 丙酮酸
4[H]
酶
⑴
细胞质基质
2CO2+C2H5OH+能量
（酒精）
2C3H6O3+能量
（乳酸）
酶
酶
5、不同类型的无氧呼吸过程比较：
C6H12O6
丙酮酸
酶
酶
2CO2+C2H5OH+能量
2C3H6O3+能量
第一阶段
第二阶段
不同的无氧呼吸各阶段所用的酶都相同吗？
无氧呼吸总反应式
C6H12O6
酶
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2 C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）
例：大多数植物、酵母菌
同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中
细胞质基质
细胞质基质
有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能和酒精或乳酸中的化学能！
葡萄糖
丙酮酸
12H2O+6CO2+能量
2C2H5OH +2CO2+能量
2C3H6O3 +能量
或
酶
6、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系：
酶
在有氧时
在无氧时
相同阶段
不同阶段
（有氧呼吸）
（无氧呼吸）
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7、细胞呼吸的实质：
分解有机物、释放能量！
8、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别（即不同点）
类型 比较项目 有氧呼吸 无氧呼吸
场所
是否需氧
分解产物
释放能量
能量转化
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
需要氧
不需要氧
二氧化碳和水
CO2和酒精或乳酸
较多，形成ATP多
较少，形成ATP少
有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能
有机物中稳定的化学能转化为热能和ATP中活跃的化学能和酒精或乳酸中的化学能
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细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。
1.发酵技术
2.农业生产
3.粮食储藏和果蔬保鲜
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1.发酵技术
生产啤酒、果酒和白酒等
生产乳酸类、柠檬酸类饮料
生产味精、酱油和醋
应用于垃圾、废水的处理
利用发酵产生沼气
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2.农业生产
细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。
例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。
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3.粮食储藏和果蔬保鲜
细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。
粮食储藏
果蔬保鲜
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1、生物的生命活动所需要的能量主要来自：
Ａ、糖类的氧化分解
Ｂ、脂类的氧化分解
Ｃ、蛋白质的氧化分解
Ｄ、核酸的氧化分解
2、人体进行有氧呼吸的主要场所是
Ａ、肺细胞
Ｂ、内环境
Ｃ、线粒体
Ｄ、细胞质基质
A
C
课堂练习
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3、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是
Ａ、分解有机物
Ｂ、释放能量
Ｃ、需要酶催化
Ｄ、有机物分解不彻底
4、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是
A、呼吸作用减弱
B、呼吸作用加强
C、光合作用减弱
D、促进了物质的分解
D
A
5、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是
A、根细胞吸收水分过多
B、营养缺乏
C、光合作用强度不够
D、细胞有氧呼吸受阻
D
6、水果储藏保鲜时，降低细胞呼吸的条件:
A.低O2、高CO2、零上低温
B.高O2、低CO2、零下低温
C.无O2、高CO2、零上低温
D.低O2、无CO2、零下低温
A
6、图示为某绿色植物器官在不同氧浓度下CO2释放量和O2的吸收量的变化曲线，据图解回答：
(1)O点时，该器官的细胞
呼吸方式是________
(2)在O2浓度为b％以下
时（不包括Q点），该
器官的呼吸方式是____
————————，因
为_______________
写出反应式______________________
无氧呼吸
Q
P
0.5
1.0
气体的相对交换值
a
d
c
b
O
CO2的释放
O2的吸收
CO2
O2
无氧
呼吸和有氧呼吸
CO2释放量大于O2
吸收量
C6H12O6
酶
2C2H5OH+2CO2+能量
酶
6CO2+12H2O+能量
C6H12O6+6H2O+6O2
Q
P
0.5
1.0
气体的相对交换值
a
d
c
b
O
CO2的释放
O2的吸收
CO2
O2
CO2释放量与O2吸收
量相等
P
果实和种子通过细胞呼吸消耗的有机物最少
(3)该器官CO2释放与O2吸收两条曲线在Q点重合，其呼吸方式为_______ ，因为___________________________
(4)由该曲线提示的原理，我们在进行果实和种子储藏时，应取____点对应的O2与CO2浓度，理由是________________________
有氧呼吸
End of course