生物人教版必修1 5.3细胞呼吸的原理和应用课件（共30张ppt）

(共30张PPT)
第三节 细胞呼吸的原理和应用
【学习目标】
1、知道细胞呼吸的概念及其实质。
2、实验：探究酵母菌的呼吸方式。
3、掌握有氧呼吸、无氧呼吸及其异同。
4、理解细胞呼吸的生理意义。
5、掌握影响细胞呼吸的因素及其应用。
活动1 温故知新
1、生命活动所需能量的根本来源是什么？
2、生命活动的主要能源物质是什么？
那么，太阳能是如何转化成糖类等有机物中化学能的呢？
太阳能
糖类
光合作用
3、生命活动所需能量的直接来源是什么？
4、绘制线粒体模式图（参考课本92、93页）
5、介绍一下酵母菌的有关知识
ATP
探究一 细胞呼吸的方式
活动2、带问题看书90-91页
氧化分解有机物，释放能量。
（1)细胞呼吸的实质是什么？
（2）为什么用酵母菌探究细胞呼吸方式？
（3）思考回答：请各小组把你们要探究的问题展示出来
有氧无氧都能生存，属于兼性厌氧菌。
提出问题
得出结论
分析结果
进行实验
设计实验
作出假设
科学的探究步骤：
表达交流
…………
活动3、探究实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1、若提出如下问题，应该做怎样的假设？
（1）酵母菌在有氧条件下还是无氧条件下产生CO2？（2）哪种条件下产生的CO2多？
（3）酵母菌在有氧条件还是无氧条件下产生酒精？
2、作出假设
（1）酵母菌在有氧、无氧条件下都能产生CO2；
（2）在有氧条件下产生CO2多。
（3）酵母菌在无氧条件产生酒精。
（1）该实验的自变量、因变量、无关变量？
3、针对上面的问题和假设设计实验
自变量 因变量 无关变量
氧气的有无
葡萄糖溶液浓度和体积、反应时间、pH、温度、新鲜酵母菌液的量等。
CO2和酒精的生成情况
（2）如何检测是否有因变量？
检测CO2的：
澄清的石灰水澄清变浑浊；
或者溴麝香草酚蓝溶液(BTB)由蓝变绿再变黄
检测是否有酒精生成
重铬酸钾溶液在酸性条件下橙色变成灰绿色。
（3）如何保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？
（4）怎样配置酵母菌培养液？
20g酵母菌+480mL5%葡萄糖溶液评分到两个500毫升锥形瓶
A
B
条件适宜：温度 20～30℃ ，pH 3.0-7.5
给予充足的养料：浓度适宜的葡萄糖溶液。
A
B
C
D
E
选择以上装置并链接，使酵母菌无氧条件下正常生活，并且可以检测CO2的产生，该怎么进行？
D
（5）怎样控制有氧无氧条件
选择下列装置并链接，使酵母菌在氧充足条件下正常生活，并且可以检测CO2的产生
气泵
吸收空气中的CO2，排除对实验的干扰
验证酵母菌有氧呼吸产生CO2情况
创造有氧条件
A
酵母菌培养液
10%NaOH溶液
澄清石灰水(或BTB)
气泵
先密封放置一段时间，再与右边瓶子连接
酵母菌培养液
B
澄清石灰水
(或BTB)
创造无氧条件
【思考】
为什么要先密封？
【原因】将瓶内的氧气消耗掉。
(1)CO2的检测情况：
两组装置中石灰水都变浑浊，
有氧条件下石灰水变浑浊快且浑浊程度高，
说明酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都有CO2产生。
说明相同时间内酵母菌有氧呼吸时产生的CO2多。
【思考】如果用溴麝香草酚蓝检测，结果会怎样？
4、进行实验、记录分析结果
控制好温度
有氧条件下，溴麝香草酚蓝溶液(BTB)由蓝变绿再变黄时间，明显短于无氧条件下。
(2)酒精的检测情况
各加0.5mL重铬酸钾浓硫酸溶液
1
2
A中酵母菌培养液2mL
B中酵母菌培养液2mL
【结论】
酵母菌无氧呼吸可产生酒精。
酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。在有氧条件下，酵母菌通过有氧呼吸产生了大量的CO2；
在无氧条件下，酵母菌通过无氧呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。
5、得出结论
细胞呼吸分为有氧呼吸和无氧呼吸
科学方法
1、什么是对比实验？与对照实验有什么关系？
2、本节实验是如何对比的？
3、举例说明我们以前做的实验，哪个是对比实验？
典例1.(不定项)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的装置。下列说法错误的是(　　)
A.若要探究酵母菌的有氧呼吸，则应选择装置a、b、cB.在有氧或无氧的条件下，酵母菌细胞呼吸都会产生CO2C.b瓶中的溶液也可以换成溴麝香草酚蓝水溶液，遇CO2的颜色变化为由黄变绿再变蓝D.检测d瓶中的产物可用酸性的重铬酸钾溶液，现象是出现橙色
CD
自主构建1
1、有氧呼吸的场所是哪里？反应式是什么？
2、有氧呼吸分为哪几个阶段？各个阶段发生了什么化学反应？
3、哪个阶段会产生[H]？[H]的去向、作用如何？
4、每个阶段都释放能量吗？各阶段释放能量的量有何不同？
5、什么叫有氧呼吸？
探究二、有氧呼吸
活动1、带问题看书，回答下列问题
5、有氧呼吸的概念：细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，彻底氧化分解有机物，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。
C6H12O6+6H2O+6O2
6CO2+12H2O+
酶
能量
1、有氧呼吸的场所：细胞质基质、线粒体
阶段 场所 反应物 生成物
第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 2分子丙酮酸+少量【H】+少量能量
第二阶段 线粒体基质 2分子丙酮酸+6H2O 6CO2+大量【H】+少量能量
第三阶段 线粒体内膜 前两个阶段的【H】+6O2 12H2O+大量能量
2-4
线粒体
活动2、模型建构
要求：小组合作
1、在小白板绘制线粒体剖面图
2、利用给定的磁贴，把相应的物质粘贴在相应位置
3、用箭头把物质连接，形成有氧呼吸过程示意图
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热能
能
2ATP
热能
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
能
34ATP
热能
细胞质基质
②
①
③
①有氧呼吸的生成物CO2和H2O分别产生于有氧呼吸的第几阶段？
②有氧呼吸生成物CO2中的C和O分别来自哪种物质？有氧呼吸的生成物H2O中的O 来自哪种物质？
CO2产生于第二阶段；H2O产生于第三阶段。
(反应物中的水在第二阶段参与反应)
CO2中C元素来自葡萄糖，CO2中O元素来自葡萄糖和水；
H2O中O元素来自氧气。
活动3、思考讨论 有氧呼吸过程分析
C6H12O6 +6H2O +6O2 6CO2 +12H2O+能量
酶
（ATP+热量）
③有氧呼吸过程中哪几个阶段有[H]产生？其作用？
④有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATP产生？最多的是哪一个阶段？
⑤有氧呼吸过程中线粒体能否直接分解葡萄糖？
第一、第二阶段产生还原[H]；
还原[H]在第三阶段与O2反应形成水。
第一、二、三阶段都产生ATP；
第三阶段产生ATP最多。
不能；被线粒体直接氧化分解的物质是丙酮酸。
有氧呼吸使有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放，保证了有机物中的能量得到最充分利用，一可以使有机物中能量转移ATP中；二是缓慢释放有利于维持细胞内的相对稳定。
活动4、思考讨论 有氧呼吸能量利用特点
1、有氧呼吸中有机物中储存的能量去向如何？
2、在细胞内1mol葡萄糖彻底氧化分解释放2870KJ能量，有997.28J左右的能量储存在ATP，其他都以热能形式散失。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少？这些能量大约使多少ADP转化为ATP
3、与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐步释放能量的，这对生物体来说有什么意义？
977.54÷30.54=32摩尔 977.54÷2870=34%
大部分以热量形式散失或维持体温，少量用来合成ATP
典例2、植物细胞进行有氧呼吸的主要场所和分解的主要能源物质是( )
A. 叶绿体、葡萄糖 B. 线粒体、叶绿体基质
C. 线粒体、葡萄糖 D. 核糖体、高尔基体
C
典例3、C6H12O6 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是( )
A.丙酮酸 B.乳酸
C.CO2 D. H2O
D
典例4、在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将( )
A
①与氢结合生成水； ②与碳结合形成二氧化碳 ；
③在线粒体内消耗 ；④在线粒体和细胞质中被消耗。
A.① ③ B. ② ④ C.③ ④ D. ② ③
典例5、在有氧呼吸过程中，CO2的产生和O2的参与分别发生在( )
A.第一阶段和第三阶段 B.第二阶段和第三阶段
C.第一阶段和第二阶段 D.均在第三阶段
B
1、进行无氧呼吸的生物主要有哪些？
2、无氧呼吸各阶段发生了什么样的反应？场所是什么？
3、每个阶段都释放能量吗？各阶段释放能量是大量还是少量？
4、无氧呼吸产生的产物有哪些？
探究三、无氧呼吸
活动1、带问题看书，回答下列问题
生物 阶段 场所 反应物 生成物
乳酸菌等多种细菌、马铃薯块茎等、动物的骨骼肌细胞 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 2丙酮酸+少量【H】+少量能量
第二阶段 2丙酮酸 2乳酸
酵母菌、水稻根、苹果等多种植物 第一阶段 细胞质基质 葡萄糖 2丙酮酸+少量【H】+少量能量
第二阶段 2丙酮酸 2酒精+2CO2
1-4
思考：为什么在不同生物中，第二阶段产物不同？
活动2、无氧呼吸的过程分析
1、 与有氧呼吸第一阶段完全相同。1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的还原 [H]，同时释放出少量的能量。
2、第二阶段: 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(不释放能量)。
葡萄糖
丙酮酸
[H]
少量
能量
乙醇脱氢酶
乳酸脱氢酶
酒精 + CO2
乳酸
酶
3、无氧呼吸的总反应式
C6H12O6
酶
2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量(少)
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)+能量(少)
4、无氧呼吸过程中能量转化：
1mol葡萄糖通过无氧呼吸分解成乳酸后，共放出196.65kJ的能量，其中有61.08KJ的能量储存在ATP中，其余69％的能量以热能的形式散失。
5、【思考 】为什么无氧呼吸所放出的能量要比有氧呼吸少得多？
无氧呼吸葡萄糖氧化分解不彻底。有许多能量储存在不彻底的氧化产物酒精、乳酸中
在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放出少量能量的过程。酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵
有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
6、无氧呼吸的概念？什么是发酵？
（1）所有生物的生存都离不开细胞呼吸释放的能量。
（2）细胞呼吸是生物代谢的枢纽：如代谢的中间产物可转化为甘油、氨基酸等非糖类物质；非糖物质（脂肪、蛋白质）代谢形成的某些产物（甘油、氨基酸）可转化为葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，均可通过细胞呼吸联系起来
7、什么是细胞呼吸？有什么意义？
活动3、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：
不同点
相同点
场所
条件
产物
能量
联系
实质
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
氧气、酶
不需氧气、酶
CO2、H2O
酒精和CO2；或乳酸
大量，合成32ATP
少量，合成2ATP
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同
分解有机物，释放能量，合成ATP
典例6、下列关于无氧呼吸的叙述中，不正确的是( )
A. 不需要氧、需要酶 B. 都不产生CO2
C. 葡萄糖分解不彻底 D. 释放的能量少
B
典例7、苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸的产分别是( )
乳酸、酒精和二氧化碳
都是酒精和二氧化碳
都是乳酸
酒精和二氧化碳、乳酸
D
典例9、下面关于有氧呼吸和无氧呼吸的比较，不正确的是( )
A、二者都是分解有机物，释放能量、生成ATP供生命活动利用；
B、有氧呼吸主要在线粒体中完成，无氧呼吸在细胞质基质中进行；
C、有氧呼吸氧化有机物，无氧呼吸不氧化有机物；
D、有氧呼吸分解有机物彻底，无氧呼吸分解有机物不彻底。
C
典例8、关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ( )
A、不产生CO2 B、一定产生CO2
C、不形成ATP D、物质氧化分解不彻底
D
探究、细胞呼吸原理的应用
呼吸作用与农业生产:
作物栽培给根系松土、粮食晒干贮藏、果蔬低温保鲜
呼吸作用与人类生活：
包扎伤口用透气的纱布、有氧运动健身、酿酒要先通氧气后一段时间，然后密闭。
看读课本95页，并查阅相关资料，分析下列过程是如何应用细胞呼吸的原理的，以小组为单位提交一份答案