高中生物人教版（2019）必修1- 5.3.1细胞呼吸的原理和应用（共37张ppt）

(共37张PPT)
第1课时　细胞呼吸的方式和
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。
讨论：
都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？
为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
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？
一、细胞呼吸的方式
（教材P94） 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，释放出能量并产生ATP的过程。
1
细胞呼吸
呼吸作用的实质：
是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。
酿酒时，用塑料膜密封酒缸口一段时间后会发现塑料膜微微鼓胀。
在通风情况下，酵母菌发酵面团，可以制成松软多孔的馒头、面包；但在密闭的情况下，发面会有酒精味。
酵母菌电镜照片
代谢类型
同化类型
异化类型
自养型
异养型
需氧型
厌氧型
兼性厌氧型
酵母菌:单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，是异养兼性厌氧菌。
酵母菌在什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精？
酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，
在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果得出结论
表达与交流
酵母菌是否在有氧和无氧条件下都能进行呼吸？
其呼吸产物是否相同？
酵母菌在有氧条件下，产生二氧化碳，在无氧条件下产生酒精和二氧化碳。
实验组
组A：有氧呼吸组
组B：无氧呼吸组
（对比实验）
如何控制有氧和无氧的条件？
怎样鉴定有无酒精产生？
怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
实验思路
对比实验和对照实验
对比实验是指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，也叫相互对照实验。对比实验不设对照组，均为实验组，是对照实验的一种特殊形式。
知 识 拓 展
分析变量
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（温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌活性等）
酒精、CO2
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果得出结论
表达与交流
如何控制有氧和无氧的条件？
怎样鉴定有无酒精产生？
怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？
通气/密封
CO2的检测
①通入澄清的石灰水：
②使溴麝香草酚蓝水溶液：
酒精的检测
酸性重铬酸钾溶液：
澄清→浑浊
蓝→绿→黄
由橙色变成灰绿色
气泵
A
B
C
D
E
搭建实验装置
运用以上装置分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
D
有氧呼吸装置：
E-C-A-D
气泵
A
C
D
E
分析1：NaOH溶液的作用是什么？
分析2：锥形瓶A中除了酵母菌外还需加入什么物质？加入前如何处理？
实验设计--有氧呼吸装置
10％NaOH溶液
（吸收通入空气中的CO2，避免对实验结果产生影响）
葡萄糖溶液＋酵母菌
（培养酵母菌）
第一个锥形瓶：
第二个锥形瓶：
第三个锥形瓶：
澄清的石灰水或者溴麝香草酚蓝水溶液
（根据混浊程度进行比较CO2的产生量或者根据溶液颜色的变化时间长短比较）
接入橡皮球或气泵
（保持通入空气）
对比实验
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，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。
无氧呼吸装置：
B-D
分析1：B瓶为什么要密封一段时间后再连通D瓶？
分析2：该实验有对照组吗？叫什么实验
B
D
实验设计--无氧呼吸装置
葡萄糖溶液＋酵母菌
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，确保产物是无氧呼吸的产生的）
第一个 锥形瓶：
第二个 锥形瓶：
澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液
根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果得出结论
表达与交流
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果得出结论
表达与交流
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
条件 澄清 石灰水 溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间 重铬酸钾-浓硫酸溶液
有氧
无氧
浑浊程度高
由蓝变绿再变黄
-短
不出现灰绿色
浑浊程度低
由蓝变绿再变黄
-长
橙色→灰绿色
分析结果
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果得出结论
表达与交流
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2
得出结论
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果得出结论
表达与交流
2
探究酵母菌细胞呼吸的方式
①配制酵母菌培养液时，必须先将煮沸的葡萄糖溶液冷却至常温，才可加入酵母菌，为什么？
煮沸葡萄糖溶液为了灭菌，防止其他微生物的干扰；放至室温，防止高温杀死酵母菌；
②质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
去除空气中的CO2，排除空气中的CO2对实验的干扰；
③B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，为什么？
将B瓶中的O2消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2均来自无氧呼吸；
二、有氧呼吸
有氧呼吸
（教材P92）对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成峭，峭使内膜的表面积大大增加。峭的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶
内膜
嵴
基质
外膜
含有氧呼吸有关的酶
有氧呼吸
（教材P92）
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其化学反应式可以简写为：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
有氧呼吸的过程
H2O
大量
能量
少量
能量
少量
能量
CO2
［H］
O2
［H］
丙酮酸
H2O
丙酮酸
葡萄糖
[H]与O2
结合
NAD+ NADH
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
G
第一阶段
第二阶段
第三阶段
热能散失（多）
ATP
（多）
有氧呼吸的主要场所：
场所：
线粒体
线粒体、细胞质基质
元素去向
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
注意：氧原子的去路
6O2→12H2O
C6H12O6+6H2O→6CO2
能量转化
ATP
热能
有氧呼吸概念：指细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生 和水，释放 ，生成大量 的过程。
多种酶
氧
二氧化碳
能量
ATP
特点
c.释放的能量有一部分储存在ATP中
b.能量逐步释放
a.过程温和(常温、常压、一定的pH等)
1.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
2.产物 H2O 和 CO2 中的O分别来自什么物质？
H2O的O来自氧气
CO2的O来自葡萄糖和水
(1)葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质(　　)
(2)真核细胞都进行有氧呼吸(　　)
(3)没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸(　　)
(4)有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解，并且释放大量能量的过程(　　)
判断正误
×
×
×
×
典题应用
(2021·济南市高一期末)在真核生物有氧呼吸的下列反应中，不在线粒体中进行的只有
A.[H]与氧气生成水 B.C6H12O6分解为丙酮酸和[H]
C.丙酮酸分解为CO2和[H] D.ADP与磷酸结合生成ATP
及时反馈　知识落实
√
解析　[H]与氧气结合生成水，发生在线粒体内膜上，A不符合题意；
C6H12O6分解为丙酮酸和[H]，发生在细胞质基质中，B符合题意；
丙酮酸分解为CO2和[H]，发生在线粒体基质中，C不符合题意；
ADP与磷酸结合生成ATP的场所有细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜，D不符合题意。
网络构建
1.(2021·北京高一期末)细胞呼吸的实质是
A.合成有机物，储藏能量
B.分解有机物，释放能量
C.合成有机物，释放能量
D.分解有机物，储藏能量
对点训练
√
2.如图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是
A.②处产生CO2 B.①处产生ATP
C.②处产生[H] D.③处发生[H]与O2的结合反应
√
解析　①为线粒体内外膜的间隙，不产生ATP；
在②线粒体基质中完成有氧呼吸第二阶段，产生CO2和[H]，释放少量能量；
③为线粒体内膜，完成有氧呼吸第三阶段，[H]与O2结合形成水，释放大量能量。
3.有氧呼吸中产生二氧化碳的阶段、氧气利用的阶段、水参与反应的阶段、有水生成的阶段分别是
①第一阶段　②第二阶段　③第三阶段
A.②③②③ B.①②③③
C.②①③② D.③②②③
解析　有氧呼吸过程中二氧化碳产生于②有氧呼吸的第二阶段；
氧气在③有氧呼吸第三阶段参与反应，与[H]结合形成水；
水参与②有氧呼吸第二阶段，与丙酮酸反应产生二氧化碳和[H]；
有水生成的阶段是③有氧呼吸的第三阶段。故选A。
√
4.含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中，18O转移的途径是
A.葡萄糖→丙酮酸→水
B.葡萄糖→丙酮酸→氧
C.葡萄糖→氧→水
D.葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
√
解析　在细胞质基质中，含18O的葡萄糖在酶的作用下分解为丙酮酸和[H]，丙酮酸进入线粒体与水反应，彻底分解成二氧化碳，所以18O转移的途径应是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳，故选D。
5.如图表示有氧呼吸的过程，其中关于过程①和过程②共同点的叙述，正确的是
A.都释放能量 B.反应物相同
C.都产生O2 D.产物相同
解析　据图分析，过程①表示有氧呼吸第一阶段，释放少量能量，过程②是有氧呼吸第二、三阶段，释放大量能量，A正确；
两个过程反应物不同，产物也不同，B、D错误；
两个过程都不产生氧气，其中过程②消耗氧气，C错误。
√
6.葡萄糖是细胞呼吸最常利用的物质，将一只实验小鼠放入含有18O2气体的容器中，18O2进入细胞后，最先出现的含18O的化合物是
A.丙酮酸 B.乳酸
C.二氧化碳 D.水
√
解析　根据有氧呼吸的第三阶段是氧气和[H]反应生成水可知，18O2进入细胞后，最先出现的含18O的化合物是水，故选D。