生物人教版（2019）必修1 5.3细胞呼吸的原理和应用 课件 （共49张ppt）

(共49张PPT)
1.ATP是细胞内化学反应的直接能源物质，细胞内的ATP是怎么来的？
2.人是铁饭是钢，一顿不吃饿得慌，我们吃的有机食物通过消化分解运到细胞内到底发挥了什么作用
3.呼吸时，吸入氧气，排除二氧化碳，二氧化碳怎么产生的？氧气运到细胞里干什么去了？
4.为什么剧烈运动的时候，呼吸频率会加快？剧烈运动后会出现肌肉酸痛的现象呢？
第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用
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
1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封
2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖
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
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，因此也叫做细胞呼吸。
代谢类型
异养兼性厌氧型
细胞呼吸方式
有氧呼吸和无氧呼吸
探究酵母菌细胞呼吸的方式：
（2）呼吸产物的检测
检测产物 试剂 现象
CO2 澄清石灰水 石灰水变浑浊
溴麝香草酚蓝溶液 溶液由蓝变绿再变成黄色
酒精 酸性条件下的重铬酸钾溶液 橙色变成灰绿色
（1）酵母菌细胞呼吸的方式
（3）实验装置
探究酵母菌细胞呼吸的方式：
（4）实验步骤
①酵母菌培养液的配制与培养:注意控制单一变量
②检测CO2的产生
③检测酒精的产生:注意适当延长培养时间
加入等量的酵母菌+等量质量分数5%的葡萄糖溶液
1.煮沸消毒，并去除溶液中的溶解氧
2.冷却后注入
除去空气中的CO2
思考：能用澄清石灰水替代NaOH溶液吗？
1.无氧呼吸的装置中，B瓶应封口一段时间后，再通入盛有澄清石灰水的锥形瓶中，原因是？
使得锥形瓶中氧气消耗尽，确保产物CO2均来自于无氧呼吸。
2.检测酒精的产生，为什么注意适当延长培养时间？
由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长，以耗尽溶液中的葡萄糖
自变量
因变量
有氧/无氧条件
是否产生CO2/酒精
通气/密封
用澄清石灰水、
酸性重铬酸钾溶液检测
无关变量
给予相同的适量营养
空气中的二氧化碳
让空气先通过NaOH溶液
温度
置于相同适宜温度下
营养物质
相同且适宜原则
探究酵母菌细胞呼吸的方式：
CO2产生情况的检测
A: 有氧条件下酵母菌培养液；B: 无氧条件下酵母菌培养液
刚加入重铬酸钾 一段时间以后
A
B
A
B
探究酵母菌细胞呼吸的方式：
酒精产生情况的检测
检测酒精的方法：
　　各取2mL酵母培养液的滤液，分别注入2支干净的试管中。向试管中分别滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液（质量分数为95%~97%），并轻轻震荡，使其混合均匀。观察试管中溶液的颜色变化。
注意：是将酸性重铬酸钾溶液滴加至酵母培养液滤液中，不能反过来加！
探究酵母菌细胞呼吸的方式：
（5）实验结论
探究酵母菌细胞呼吸的方式：
①酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
②产物
有氧条件：大量的CO2和水
无氧条件：产生酒精，还产生少量的CO2
酵母菌在有氧条件下会大量增殖，无氧条件下进行酒精发酵
本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
思考
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。
本实验的两组都是实验组
1.配制酵母菊培养液时，葡菊糖溶液煮沸后，即可加入新鲜食用酵母（ ）
2.如果产生的气体使澄清石灰水变浑浊，则酵母菌进行有氧呼吸( ）
3.橙色的重铬酸钾溶液在碱性条件下遇酒精变为灰绿色( )
4.在有氧和无氧条件下的实验分别是对照组和实验组( )
小试牛刀
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
（主要）
细胞呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。
葡萄糖的燃烧
体外燃烧和有氧呼吸的区别？
分析93页最后一段
有氧呼吸
1.主要场所——线粒体
有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体（真核细胞)
线粒体基质
内膜凹陷成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加，为酶提供更多的附着位点。
线粒体的内膜上和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
有氧呼吸最常利用的底物是葡萄糖。
2.有氧呼吸的过程（以葡萄糖为例）：
有氧呼吸
第一阶段：
场所：细胞质基质
物质变化：
C6H12O6
酶
2C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
第二阶段：
场所：线粒体基质
物质变化：
酶
6CO2 +20 [H] +少量能量
2C3H4O3
+6H2O
第三阶段：
场所：线粒体内膜
物质变化：
酶
12H2O + 大量能量
24[H] + 6O2
葡萄糖的初步分解
丙酮酸彻底分解
水的形成
1.热能形式散失
2.合成ATP
1.热能形式散失
2.合成ATP
1.热能形式散失
2.合成ATP
为什么葡萄糖不能直接进入线粒体！！原因是：线粒体中没有分解葡萄糖的酶
场所：线粒体基质
物质变化：
场所：线粒体基质
物质变化：
酶
6CO2 +20 [H] +少量能量
2C3H4O3
+6H2O
场所：线粒体基质
物质变化：
有氧呼吸
3.有氧呼吸总反应式：
1.有氧呼吸反应物中的水，可不可以省？
2.标注氧元素的转移
4.有氧呼吸能量转化：
有氧呼吸
1moL葡萄糖 2870kJ
977.28kJ
储存在ATP中
1892.72kJ
以热能形式散失（大部分）
有氧呼吸的能量过程：将葡萄糖等有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能（大部分能量转化为热能）。
5.有氧呼吸概念：
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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，生产大量ATP的过程。
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( )
小试牛刀
哺乳动物成熟红细胞、蛔虫细胞无线粒体，只能进行无氧呼吸
硝化细菌
无氧呼吸
1.场所——细胞质基质
2.过程
（1）第一阶段：与有氧呼吸完全相同
第一阶段：
场所：细胞质基质
物质变化：
C6H12O6
酶
2C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
1.热能形式散失
2.合成ATP
（2）第二阶段：丙酮酸在酶的作用下，分解成酒精和CO2，或者转化成乳酸
第二阶段：
场所：细胞质基质
物质变化：
C6H12O6
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
酶
酶
C6H12O6
2 C2H5OH（酒精）
+ 2CO2 + 少量能量
第二阶段不产能量
4.无氧呼吸能量转化：
1moL葡萄糖
大部分储存在乳酸或酒精中
196.65kJ
以热能形式散失
储存在ATP中
3.无氧呼吸：
无氧呼吸
C6H12O6
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
酶
酶
C6H12O6
2 C2H5OH（酒精）
+ 2CO2 + 少量能量
1.动物骨骼肌细胞；2乳酸菌；3少部分植物细胞（玉米胚乳、甜菜块茎、马铃薯块茎）
1.酵母菌；2.大部分植物细胞（如水稻根、苹果果实等）
无氧呼吸
5.无氧呼吸概念：
无氧呼吸是指在没有氧气的参与下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫作发酵。产生酒精的叫酒精发酵，产生乳酸的叫乳酸发酵。
二、有氧呼吸和无氧呼吸的比较
（一）列表比较有氧呼吸和无氧呼吸。
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
产物
能量
相同点 联系
实质
意义
细胞质基质和线粒体
始终在细胞质基质
需氧、酶
不需氧、需酶
6CO2、12H2O
酒精和CO2或乳酸
大量（32ATP）
少量（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
为生物体的各项生命活动提供能量
1.细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来( )
2.无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累（ ）
3.水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都
是酒精和二氧化碳( )
4.人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸( ）
5.和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少( )
6.在有氧和无氧的条件下，葡萄糖中能量的去向都是大部分以热能形式散失，
少部分储存在ATP中( )
7.细胞呼吸分解有机物释放的能量大部分以热能的形式散失，只有少部分
用于合成ATP( )
小试牛刀
资料分析：
为什么包扎伤口要选用透气的消毒纱布或松软的创可贴等敷料？
为伤口创造了疏松透气的环境，避免厌氧型病原菌（如破伤风芽孢杆菌）的繁殖，从而利于伤口的痊愈。
细胞呼吸原理的应用
资料分析：
为什么利用酵母菌酿酒时要先通入一定量的无菌空气，而后隔绝空气进行密封？
先通气是为了让酵母菌进行有氧呼吸而大量繁殖。达到一定数量后就可以密封，让酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精，达到酿酒的效果。
细胞呼吸原理的应用
资料分析：
为什么要给作物及时松土？
及时为板结的土壤松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。
细胞呼吸原理的应用
根据细胞呼吸原理在什么条件下能更好的储存粮食和蔬菜瓜果？
低温（零度上）、低氧、适当增加二氧化碳浓度。
细胞呼吸原理的应用
为什么被锈钉扎伤或伤口很深时，需要注射破伤风疫苗？
细胞呼吸原理的应用
资料分析：
为什么提倡慢跑（有氧运动）？
防止因剧烈运动肌细胞进行无氧呼吸产生乳酸，使肌肉酸胀乏力。
细胞呼吸原理的应用
1.用透气消毒纱布包扎伤口，目的是保证伤口处细胞的有氧呼吸。（ ）
2.无氧和零下低温环境有利于水果保鲜( )
3.及时排涝，能防止水稻根细胞受酒精毒害( )
小试牛刀
1.内部因素（呼吸酶的数量不同）
(1)遗传特性:不同种类的植物呼吸速率不同。
实例:旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。
(2)生长发育时期:同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同。
实例:幼苗期呼吸速率高，成熟期呼吸速率低。
(3)器官类型:同一植物的不同器官呼吸速率不同。
实例:生殖器官大于营养器官。
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
2.外部因素
(1)温度
①影响:温度通过影响细胞呼吸有关酶的活性进而影响呼吸速率
细胞呼吸的最适温度一般在25~35℃之间。
②应用:低温储存食品（零上）;
大棚栽培在夜间和阴天适当降温;温水和面发得快。
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
O2浓度
呼吸速率
无氧呼吸
有氧呼吸
呼吸速率
O2浓度
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
(2)氧气
①影响:O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用
O2与无氧呼吸酶结合，改变其空间结构，活性降低
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
(2)氧气
①影响:O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用
1、A点（O2含量为0）：只进行无氧呼吸。
2、AC段：两种呼吸并存（产生的CO2的量＞吸收O2的量）
３、Ｃ点以后：只进行有氧呼吸（产生的CO2的量=吸收O2的量）。
４、Ｂ点：无氧呼吸与有氧呼吸速率相等，此时CO2的
总释放量最低。
D点：O2浓度超过一定值时，无氧呼吸消失。
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
(2)氧气
①影响:O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用
②应用:中耕松土促进植物根部有氧呼吸;
无氧发酵过程需要严格控制无氧环境;低氧储存粮食、水果和蔬菜。
总呼吸曲线先下降的原因是：
O2增加，无氧呼吸受到抑制
O2浓度低，有氧呼吸弱
无氧呼吸的减弱程度比有氧呼吸增大程度强，所以整体释放CO2减少
(3)水分
①影响:自由水和代谢程度成正比，自由水越多，呼吸作用越强。
②应用:
粮食在入仓前要进行晾晒处理;
干种子萌发前进行浸泡处理；
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
(4)CO2
①影响:CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
呼吸强度
CO2浓度
②应用:适当增加CO,浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜。
窖藏原理？
橘子外面包纸袋原因？
鬼吹灯？
三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物）
C6H12O6
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
酶
2 C2H5OH（酒精）
+ 2CO2 + 少量能量
C6H12O6
酶
(1)一看——反应物和底物
①消耗O2,或产物中有H2O ，
②产物中有酒精或乳酸，
一定存在有氧呼吸。
一定存在无氧呼吸。
三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物）
C6H12O6
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
酶
2 C2H5OH（酒精）
+ 2CO2 + 少量能量
C6H12O6
酶
(2)二看--物质的量的关系
①不消耗O2 ，释放CO2，→
②不消耗O2，不释放CO2→
③ CO2释放量等于O2吸收量→
④ CO2释放量大于O2吸收量→
只进行产酒精的无氧呼吸。
只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已经死亡。
只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产乳酸的无氧呼吸。
既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。
三看法”判断细胞呼吸的方式(以葡萄糖为底物）
C6H12O6
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
酶
2 C2H5OH（酒精）
+ 2CO2 + 少量能量
C6H12O6
酶
(3)三看——反应的场所(真核细胞)
只在细胞质基质中--无氧呼吸，有线粒体参与——一定存在有氧呼吸
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
葡萄糖：O2:CO2=1：6：6
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+能量
酶
葡萄糖：酒精:CO2=1：2：2
O2:CO2=1:1
酒精：CO2=1：1
细胞呼吸有关计算
(1)消耗等量葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸CO2产生量的比为
(2)产生等量CO2时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量的比为
……
细胞呼吸有关计算
3:1。
1:3
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
４
知识拓展
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
左移
不移
右移
不移
右移
左移
不移
不移
只有有氧呼吸
只有无氧呼吸
两种呼吸都有
细胞死亡
1．原核生物没有线粒体，可以完成有氧呼吸的全过程吗？
答：可以，有些原核生物也可进行有氧呼吸，在细胞膜和细胞质基质上进行，如硝化细菌。
2．下列生物中哪些不能够进行有氧呼吸？乳酸菌、念珠藻、变形虫、蛔虫、人的成熟红细胞
答：乳酸菌、蛔虫、人的成熟红细胞。
3.用酵母菌发酵酿酒，当酒精含量达到12%-16%时，发酵就停止了，为什么？
答：酒精达到一定浓度对酵母菌有害，会抑制酵母菌的生长和繁殖。
拓展