生物人教版（2019）必修1 5.3细胞呼吸的原理和应用（共36张ppt）

(共36张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
生物必修1《分子与细胞》
CO2
面粉
白糖
酵母菌
酿酒酵母
酒精
酵母菌为何物？
——发现问题
一、科学探究的基本过程
生产装置需密封
——提出问题
一、科学探究的基本过程
查阅资料：
能产生CO2和酒精
单细胞真菌
属于兼性厌氧菌
酵母菌信息卡
酵母菌在什么条件下产生CO2和酒精？
有无O2都能生存
——作出假设
一、科学探究的基本过程
有O2
无O2
如何验证假设是否正确？
——设计实验
一、科学探究的基本过程
1.用什么物质培养酵母菌？
2.培养酵母菌的温度是多少？
4.自变量和因变量是什么？
6.如何检测因变量？
5%的葡萄糖溶液。
25～35 ℃。
有、无O2；
CO2的检测：
酒精的检测：
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝水溶液
或
重铬酸钾溶液
5.如何让酵母菌处于无氧环境？
产物的类型。
封口放置一段时间。
3.培养多长时间？
8～10 h。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
CO2的检测
①使溴麝香草酚蓝水溶液：
②通入澄清的石灰水：
酒精的检测
酸性重铬酸钾溶液：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
橙色→灰绿色
葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色变化，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
如何检测因变量？
有氧呼吸
无氧呼吸
煮沸冷却
将培养液煮沸冷却的目的：
去除培养液中的O2，
通过含NaOH溶液的目的：
去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
——进行实验
一、科学探究的基本过程
观察、记录实验现象
甲组
乙组
——结果与分析
一、科学探究的基本过程
CO2
的检测
甲组
乙组
一、科学探究的基本过程
酒精的检测
——结果与分析
刚加入重铬酸钾 一段时间以后
A
B
A
B
A: 有氧条件下酵母菌培养液
B: 无氧条件下酵母菌培养液
得出结论
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的CO2，在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2。
有氧呼吸
无氧呼吸
葡萄糖＋O2 CO2 + … + …
酶
葡萄糖 CO2 + 酒精 + …
酶
一、科学探究的基本过程
——实验结论
本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
本实验的两组都是实验组
科学方法
对比实验（相互对照实验）
　　设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验。
一、科学探究的基本过程
经验
资料
自变量
因变量
无关变量
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
包括
细胞呼吸的方式
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2
葡萄糖
[H]
酶
少量能量
酶
H2O
丙酮酸
[H]
CO2
大量能量
少量能量
H2O
酶
[H]
O2
细胞质基质
3.场所：
细胞质基质。
线粒体。
（主要）
1.过程：
2.能量的去向：
用于合成ATP。
以热能形式散失。
二、有氧呼吸
少量
多数
通常将NADH简化为[H]，读作还原氢
NADH（Nicotinamide adenine dinucleotide）是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的还原态，还原型辅酶Ⅰ。N指烟酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸。
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所
底物
产物
能量
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
葡萄糖
丙酮酸 H2O
O2 [H]
丙酮酸 [H]
CO2 [H]
H2O
少
少
多
二、有氧呼吸
6.总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
C6H12O6
2C3H4O3 +4[H]+能量
酶
2C3H4O3 +6H2O
6CO2+20[H]+能量
酶
6O2+24[H]
12H2O +能量
酶
第一阶段：
第二阶段：
第三阶段：
三个阶段的反应式
请推导出总反应式！
（1）CO2中的O来自： 。
（2） H2O中的H和O分别来自： 、 。
C6H12O6、H2O
C6H12O6、H2O
O2
二、有氧呼吸
能量的利用特点
阅读93页，《思考·讨论》，回答以下问题：
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转化成ATP？
有氧呼吸过程中能量发生了什么变化？
有氧呼吸是逐级释放能量的，对于生物体来说具有什么意义？
约为34% 32mol
有机物中
稳定化学能
热能
ATP中活跃化学能
保证有机物中的能量得到最充分的利用
使有机物中的能量逐步地转移到ATP中
能量缓慢有序的释放，有利于维持细胞的相对稳定状态
7.概念：
细胞在 的参与下，通过酶的催化作用，把 等有机物彻底氧化分解，产生 ，同时释放 ，生成
的过程。
氧气
葡萄糖
二氧化碳和水
能量
大量ATP
二、有氧呼吸
请阅读课本94页，在课本上找到答案并标注出来：
1.无氧呼吸的场所？
2.无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（请用方程式的方式表示）？
3.总结无氧呼吸的总反应式。
4.无氧呼吸过程能量发生了什么变化？
5.总结什么叫无氧呼吸。
三、无氧呼吸
三、无氧呼吸
2丙酮酸
（C3H4O3）
C6H12O6
酶
少量能量
4[H]
酶
酶
2酒精（C2H5OH）+2CO2
2乳酸（C3H6O3）
细胞质基质
无氧呼吸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为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
总反应式:
C6H12O6
+2CO2
酶
2C2H5OH
+少量能量
C6H12O6
（乳酸）
酶
2C3H6O3
+少量能量
三、无氧呼吸
第一阶段产生
思考：
1mol的葡萄糖所含能量大约2870kJ的能量，氧化分解成乳酸以后，释放出196.65kJ的能量，其中61KJ能量用来合成2molATP。其余能量的去处？
一部分以热能形式散失，另一大部分储存在不彻底的氧化分解产物酒精或乳酸中。
不同的生物无氧呼吸的方式不同，请将下面生物进行分类：
①甜菜块根　②玉米的根毛细胞　③马铃薯块茎　④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞　⑤酵母菌　⑥乳酸菌 ⑦玉米的胚　⑧苹果　
产酒精、二氧化碳的_________；产乳酸的是__________。
填一填：
②⑤⑧
①③④⑥⑦
三、无氧呼吸
像酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做发酵，根据发酵产物不同，产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。
思考：为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？
拓展思考
1.人体产生的乳酸去向？2.乳酸菌产生乳酸有何意义？
类型 项目 有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 场 所
条 件
产 物
释 能 物质 分解 ATP
联 系
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
氧、多种酶等
无氧、多种酶等
较 多
较 少
两者第一阶段完全相同
分解有机物、释放能量
CO2 、 H2O
酒精和CO2 ；或乳酸
彻底
不彻底
为生命活动提供能量和中间产物
实质
联系
意义
多
少
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
（主要）
（1）为生物体提供能量
（2）生物体代谢的枢纽
O　　　　　　　 NH2
　　 ‖　　　　　　　 ▕
CH3—C—COOH→CH3—CH—COOH
例：丙酮酸
丙氨酸
细胞呼吸
能
量
热能
散失
能量
转移
ATP
ADP
Pi
能
量
细胞分裂
生长发育
主动运输
肌肉收缩
神经冲动的传导
C6H12O6
CO2＋H2O
细胞呼吸的意义
有氧呼吸第二阶段
细胞呼吸为生命活动提供大量的中间产物
四、影响细胞呼吸的环境因素
温度影响酶的活性进而影响细胞呼吸。
4℃
-20℃
1.温度
（2）温度为什么会影响细胞呼吸？
（1）蔬菜、水果保鲜的储存环境？
0℃上低温。
细胞呼吸速率
温度（℃）
上层
下层
四、影响细胞呼吸的环境因素
（1）晒粮食的目的是？
使粮食失去自由水。
2.H2O量
（2）水分对细胞呼吸有何影响？
在一定范围内，含水量越高，呼吸作用越强；反之越弱。
CO2
释放量
资料1
3.O2
“双低”储粮
是指低氧、低药量密闭储粮的简称，是气调储粮与化学防治相结合的一种保粮方法，对杀灭常见的储粮害虫和防止储粮发热霉变是行之有效的。
释放CO2的总量
有氧呼吸
无氧呼吸
A
B
为什么要在低O2条件储存？
无氧呼吸消失的点
最佳
储存点
①生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
②中耕松土增加根的有氧呼吸有利于矿质离子的吸收。还可以抑制无氧呼吸产生酒精，防止植物烂根。
③在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌破伤风芽孢杆菌的繁殖。
氧气应用
四、影响呼吸作用的环境因素
二、影响细胞呼吸的环境因素
为什么高浓度CO2能抑制粮食的呼吸作用？
4.CO2量
资料2：
粮堆在密封条件下，由于粮食的呼吸作用而使粮堆内的氧含量减少，CO2含量增高，恶化了虫霉的生态条件。在低氧、低浓度磷化氢气体的长期作用下，害虫不会关闭气门，加之高浓度CO2对磷化氢的增效作用，害虫死亡，霉菌难于生长；同时高浓度CO2能抑制粮食的呼吸作用，从而储粮处于稳定状态。
“双低”储粮的原理
细胞呼吸速率
CO2浓度
A
B
探究酵母菌细胞呼吸的类型
要通过实验探究酵母菌的细胞呼吸类型,还要同时设计另一个实验,简要说出思路
结果预测和结论:
结果预测(红色液滴移动情况) 相应结论
装置A 装置B
1
2
3
左移
不动
只有有氧呼吸
右移
不动
只有无氧呼吸
左移
右移
两种呼吸类型都有
非共生起源学说
内共生起源学说
认为真核细胞的前身是一个进上比较高等的好氧细菌，它比典型的原核细胞大，这样就要逐渐增加呼吸作用的膜表面。开始是通过细菌细胞膜的内陷，扩张和分化（形成的双层膜分别将基因组包围在其中），后形成了线粒体和叶绿体和细胞核的雏形。
过程
本质
应用
影响因素
意义
工业生产：酿酒、饲料
农业生产：中耕松土
健康生活：包扎伤口
为各项生命活动提供能量和中间产物
外因：氧气浓度
二氧化碳浓度
温度、水
分解有机物释放能量
葡萄糖→丙酮酸
丙酮酸→酒精
或乳酸
释放能量
内因：酶