高中生物人教版（2019）必修一5.3.1细胞呼吸的方式与有氧呼吸（教学课件）（26张ppt）

(共26张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
3.1 细胞呼吸的方式与有氧呼吸
问题探讨
酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。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。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。
问题探讨
1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封
通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进 旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在氧条件下分解有机物产生酒精。
在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖
问题探讨
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
密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供少量能量。
细胞呼吸是否需要氧气？
生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
01
细胞呼吸的方式
酵母菌
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
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？
假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。
设计实验
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
控制自变量
通气
有氧
无氧
检测因变量
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
CO2多少：
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
探究酵母菌细胞呼吸的方式
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
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。
02
有氧呼吸
主要场所
过程——（1）葡萄糖的初步分解
C6H12O6
4[H]
ATP
热
线粒体
细胞质基质
①
2C3H4O3
能
酶
C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量
细胞膜
酶
过程——（2）丙酮酸彻底分解
C6H12O6
6CO2
4[H]
ATP
热
6H2O
20[H]
线粒体
细胞质基质
②
2C3H4O3
能
酶
酶
ATP
热
能
2C3H4O3 + 6H2O → 6CO2 + 20[H] +少量能量
细胞膜
①
线粒体基质
酶
过程——（3）[H]的氧化
C6H12O6
6CO2
4[H]
ATP
热
6H2O
20[H]
12H2O
ATP
热
线粒体
细胞质基质
②
③
2C3H4O3
能
酶
酶
ATP
热
能
6O2
24[H] + 6O2 →12H2O +大量能量
细胞膜
①
能
酶
线粒体基质
线粒体内膜
酶
过程
细胞质基质
葡萄糖→丙酮酸＋[H]
少量能量
线粒体基质
丙酮酸＋H2O→二氧化碳＋[H]
少量能量
线粒体内膜
[H]＋O2→H2O
大量能量
有氧呼吸
第一阶段：
C6H12O6
2C3H4O3
+4[H]
+少量能量
酶
细胞质基质
第二阶段：
2C3H4O3
+6H2O
6CO2
+20[H]
+少量能量
酶
线粒体基质
第三阶段：
24[H]
+6O2
12H2O
+大量能量
酶
线粒体内膜
概念
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CO2和H2O，释放能量,生成大量ATP的过程。
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
能量产生与去向
1mol葡萄糖
2870kj
1161kJ
1161kJ
38mol ATP
能量利用率为：41%
热能
稳定的化学能
活跃的化学能
思考 谈论
有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。结合上一节所学内容，1 mol ATP分子的高能键含有30.54J的能量，因此，1mol葡萄糖能够使32 mol ADP分子转化为ATP分子。
1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使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？
思考 谈论
燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
2.与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？
练习
1.下列有关“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验的说法，正确的是( )
A.有氧装置和无氧装置中加入酵母菌培养液后，均需立即连上盛有澄清石灰水的锥形瓶
B.可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的颜色深浅，来判断CO2产生量的多少
C.用酸性重铬酸钾检测酒精时，发现有氧装置的滤液也出现了灰绿色，则说明该装置中一定同时发生了无氧呼吸
D.该实验中两组装置均为实验组，无空白对照组
答案：D
解析：无氧装置中加入酵母菌培养液后应封口放置一段时间，待酵母菌将瓶中的O2消耗完，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2通入澄清石灰水中，A错误；有氧呼吸产生CO2的速率比无氧呼吸快，因此可根据溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率，B错误；由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，故用酸性重铬酸钾检测酒精时，有氧装置的滤液也出现了灰绿色，不能说明该装置中一定同时发生了无氧呼吸，C错误；该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，两组均为实验组，相互对照，无空白对照组，D正确。
练习
2.有氧呼吸是真核生物氧化分解有机物释放能量的主要方式，对于保障细胞内的能量供应和物质代谢有重要作用。下列说法错误的是( )
A.与有机物体外燃烧释放能量相比，有氧呼吸逐级缓慢释放能量，可以保证有机物中的能量得到充分的利用
B.用某种抑制线粒体内膜上ATP合成的药物处理培养的小鼠细胞，其线粒体不再产生ATP
C.线粒体的特殊结构保证了有氧呼吸高效有序地进行
答案：B
解析：A、与有机物体外燃烧释放能量相比，有氧呼吸逐级缓慢释放能量，可以保证有机物中的能量得到充分的利用，A正确； B、用某种抑制线粒体内膜上ATP合成的药物处理培养的小鼠细胞，其线粒体内膜不能再产生ATP，但线粒体基质仍可产生ATP,B错误； C、线粒体的特殊结构保证了有氧呼吸高效有序地进行，C正确； D、给培养的动物细胞提供18O2, 18O2参与有氧呼吸的第三阶段生成H218O，H218O再参与有氧呼吸的第二阶段，生成C18O2，因此经过一段时间后，细胞中的CO2和H2O可能含有18O，D正确。
谢谢观看
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