2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1-5.3.1细胞呼吸的原理与应用课件（26张ppt）

(共26张PPT)
第三节 细胞呼吸的原理与应用（一）
——探究酵母菌的呼吸方式
呼吸作用
实质：细胞内有机物的分解，并释放能量
细胞呼吸
1、提出问题：酵母菌什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精呢？
1、提出问题：酵母菌什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精呢？
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
2、作出假设：
有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精；
有氧条件下产生酒精，无氧条件下产生CO2；
有氧和无氧条件下都产生酒精和CO2；
……
3、设计实验：
确定实验目的：
自变量是什么？
因变量是什么？
细化：
如何控制自变量？
如何检测因变量？
控制无关变量：
控制那些可能影响实验结果的因素
写出具体做法：
方法步骤
材料用具等
1、提出问题：酵母菌什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精呢？
2、作出假设：
有氧条件下产生CO2，无氧条件下产生酒精；
3、设计实验：
（1）实验目的：探究酵母菌的呼吸方式
自变量
因变量
有氧/无氧条件
是否产生CO2/酒精
细化：
通气/封闭
用澄清石灰水、酸性重铬酸钾溶液检测
其他变量保持一致
CO2能使澄清石灰水变浑浊
酒精能使酸性重铬酸钾溶液由橙色变成灰绿色
CO2能使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。
活动：搭建实验装置
C
D
气泵
E
运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸实验装置
有氧呼吸装置：
E-C-A-D
B-D
无氧呼吸装置：
想一想：还有哪些因素会影响实验？
酵母菌培养液浓度、温度……
无关变量要求相同且适宜，避免影响实验结果
4、实验步骤：
取20g新鲜的食用酵母菌，分两等份，分别放入锥形瓶A和锥形瓶B中；
分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液；
搭建下图所示的有氧呼吸装置和无氧呼吸装置；
培养、观察、检测、记录
接橡皮球或气泵
酒精的检测？
5、实验结果：
装置 有氧呼吸（A） 无氧呼吸(B)
实验现象 澄清石灰水
酸性重铬酸钾溶液
明显浑浊
浑浊
无明显变化
由橙色变成灰绿色
6、实验结论：
①酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，产生大量CO2，不产生酒精；
②酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸，产生少量CO2，也产生酒精；
想一想
本实验中哪个是对照组？哪个是实验组？
本实验两个组都是实验组
接橡皮球或气泵
对比实验（相互对照实验）
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫做对比实验。
科学探究的一般过程：
提出问题→
作出假设→
设计实验→
进行实验→
得出结论
细胞呼吸
有氧呼吸（主要）
无氧呼吸
细胞呼吸的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放能量的过程
有氧呼吸的反应物和产物：
O2
CO2
C6H12O6
H2O
+
→
+
+
能量
酶
有氧呼吸的场所
细胞质基质
线粒体
研究发现，线粒体不能直接分解葡萄糖，细胞质基质可以分解葡萄糖
大量科学研究表明：
有氧呼吸场所包括细胞质基质和线粒体。先由细胞质基质完成葡萄糖的初步水解，之后由线粒体完成剩下的部分。
有氧呼吸第一阶段分析
科学家发现酵母汁液（主要是细胞质基质）能够分解葡萄糖，但将酵母汁液加热到50℃以上，便会失效。酵母汁液经过透析（除去小分子物质）以后，也失去了分解能力。
阅读下列资料，想一想细胞质基质为葡萄糖的分解提供了什么物质？
提供了酶和小分子物质
NAD+（氧化型辅酶I）
与细胞氧化生成的H+结合形成NADH（还原型辅酶I，简化成[H],读作还原氢）
有氧呼吸第一阶段
细 胞 质 基 质
葡萄糖（C6H12O6）
2×丙酮酸（C3H4O3）
NAD+（氧化型辅酶I）
NADH（[H]/还原氢）
ADP+Pi
ATP（少量）
多 种 酶
C6H12O6 2C3H4O3 + 4[H]+少量能量
反应式：
酶
有氧呼吸第二、三阶段
外膜
内膜
嵴
线粒体基质
思考：线粒体哪些结构适于进行呼吸作用？
含有与呼吸作用相关的酶
有氧呼吸第二阶段
线粒体基质
2×丙酮酸（C3H4O3 ）
H2O
CO2
[H]
少量ATP
2 C3H4O3 + H2O 20[H] + CO2 + 少量能量
反应式：
酶
有氧呼吸第三阶段
根据以上反应式，你能推测出有氧呼吸第三阶段的反应式吗？
场所：线粒体内膜
24[H]+ 6O2 12H20 + 大量能量
酶
CO2
H2O
O2
有氧呼吸总反应式：C6H12O6
+
→
+
能量
+
酶
2 C3H4O3 + H2O 20[H] + CO2 +少量能量
①反应式：
酶
C6H12O6 2 C3H4O3 + 4[H] + 少量能量
②反应式：
酶
有氧呼吸过程
2 C3H4O3 + H2O 20[H] + CO2 + 少量能量
有氧呼吸第一阶段反应式： （细胞质基质）
酶
C6H12O6 2 C3H4O3 + 4[H] + 少量能量
有氧呼吸第二阶段反应式： （线粒体基质）
酶
24[H]+ 6O2 12H20 + 大量能量
有氧呼吸第三阶段反应式： （线粒体内膜）
酶
6CO2
12H2O
6O2
有氧呼吸总反应式：C6H12O6
+
+
能量
+
酶
能否用ATP代替？
随堂检测
1、产生[H]的阶段是？消耗[H]的阶段是？
2、需要氧气的阶段是？
3、产生能量最多的阶段是？
4、产生水的阶段是？消耗水的阶段是？
一、二
三
三
三
三
二
有氧呼吸
细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。
葡萄糖体外燃烧和有氧呼吸的区别？
有氧呼吸反应过程温和；有机物中的能量逐级释放；
部分能量储存在ATP中，大量能量以热能形式散失。
无氧呼吸过程
场 所：细 胞 质 基 质
葡萄糖（C6H12O6）
2×丙酮酸 + 4[H]+ 少量能量
酶
第一阶段:
酶
酶
2×酒精（C2H5OH）+ 2CO2
2×乳酸（C3H6O3）
第二阶段:
（与有氧呼吸第一阶段相同）
只在第一阶段产生
2C2H5OH
2CO2
无氧呼吸总反应式：C6H12O6
+
少量能量
+
酶
C6H12O6
酶
2C3H6O3
少量能量
+
能否用ATP代替？
无氧呼吸
酵母菌和乳酸菌等等微生物的无氧呼吸也叫发酵。产生酒精的叫酒精发酵，产生乳酸的叫乳酸发酵。
在没有氧的参与下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程称为无氧呼吸。
2C2H5OH
2CO2
无氧呼吸总反应式：C6H12O6
+
少量能量
+
酶
C6H12O6
酶
2C3H6O3
少量能量
+
酵母菌和某些植物无氧呼吸产生酒精。
乳酸菌、高等动物、马铃薯块茎、甜菜根、玉米胚等无氧呼吸产生乳酸。
有氧呼吸与无氧呼吸的异同
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
产物
能量释放
相同点 过程
实质
意义
细胞质基质、线粒体
线粒体
氧气、酶、适宜的温度
酶、适宜的温度
CO2、H2O
CO2、酒精或乳酸
大量
少量
第一阶段完全相同
分解有机物，释放能量，合成ATP
①为生物的各项生命活动提供能量；
②为体内其他化合物的合成提供原料
细胞呼吸
细胞呼吸是指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。