5.3 细胞呼吸的原理和应用（2）课件(共31张PPT) -2022-2023学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共31张PPT)
5.3 细胞呼吸的原理和应用（2）
嵴
外膜
线粒体基质
内膜
有氧呼吸的主要场所
有氧呼吸有关的酶
一、细胞呼吸的方式
（一）有氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
（主要）
1、主要场所：
线粒体
2.概念：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，同时生成大量ATP的过程。
3.总反应式：
　　C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量
酶
1mol葡萄
糖共释放能量2870kJ
977.28kJ
其余
ATP
以热能的形式散失
转移至
二、有氧呼吸
线粒体
细胞质基质
葡萄糖
2丙酮酸
酶
少量[H]
少量
能量
CO2
酶
大量[H]
酶
O2
大量能量
少量
能量
H2O
H2O
2丙酮酸
[H]指的是氧化型辅酶Ⅰ（NAD+）转化成还原型辅酶Ⅰ（NADH）
4.有氧呼吸的三个阶段
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
2丙酮酸 + 少量[H] +少量能量
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +少量 [H] + 少量能量
场所：线粒体基质
②
2丙酮酸
[H]的氧化
酶
12H2O +大量能量
场所：线粒体内膜
③
24[H] + 6O2
+6H2O
（4个）
（2 ATP）
（20个）
（2 ATP）
（32 ATP）
（ C3H4O3 ）
5.常见考点
（1）有氧呼吸的场所：
细胞质基质和线粒体
（2）线粒体能分解葡萄糖吗？
不能
线粒体
葡萄糖
+
无反应
丙酮酸
+
线粒体
CO2＋ H２O＋能量
（3）无线粒体一定不能进行有氧呼吸吗？
不一定
真核细胞：
不能，如哺成红、蛔虫
原核细胞：
能，如好氧细菌利用细胞质和细胞膜完成有氧呼吸
（4）元素转移
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
6.有氧呼吸三个阶段的比较
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸[H]
少量
丙酮酸 H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
三.无氧呼吸：
1.概念：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，释放少量能量的过程。
2.总反应式：
C6H12O6
酶
2 C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2 C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等
例：大多数植物、酵母菌
C6H12O6
酶
+少量能量
场所：细胞质基质
第一阶段：
2丙酮酸+ 4[H]
第二阶段：
酶
2丙酮酸+4[H]
2C2H5OH(酒精)+ 2CO2
3.无氧呼吸过程：
酶
2C3H6O3(乳酸)
同有氧呼吸第一阶段
4.常见考点
（2）无氧呼吸第二阶段有能量释放吗？
没有
（3）产生乳酸的同时有CO2产生吗？
没有
全部
人体产生的CO2全部来自线粒体吗？
（4）为什么无氧呼吸分解葡萄糖释放的能量少？
（1）细胞质基质能分解丙酮酸吗？
不能，缺少[H]
因为无氧呼吸的产物酒精或乳酸中仍含有大量能量未释放出来
类型 项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同 场 所
条 件
产 物
放 能
相 同 细胞质基质、线粒体（主要）
细胞质基质
需氧、酶等
不需氧、需酶
较 多
较 少
②两者第一阶段相同
①实质都分解有机物、释放能量
二氧化碳和水
酒精、二氧化碳或乳酸
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
（1）为生物体提供能量
（2）生物体代谢的枢纽。
四.细胞呼吸意义
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽
细胞呼吸与物质的燃烧有什么异同点
相同点：都是物质的氧化分解，都释放能量。
不同点：
物质的体外燃烧——高温、反应剧烈、能 量迅速全部释放。
物质的体内分解——常温常压，需酶的催化，反应分步进行，能量逐步释放。
酵母菌细胞富含蛋白质,可以用作饲料添加剂。在利用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。酵母菌生产葡萄酒时,却需要密封发酵。
问题探讨
1.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
五、细胞呼吸原理的应用
1、包扎伤口，选用透气消毒纱布，其目的是_________________________________
创造透气环境，避免厌氧菌的繁殖
2、酵母菌酿酒，先通气，后密封，其原理是先让酵母________________，再___________
3、花盆经常松土，能促进根部的__________，
有利于吸收_____________等。
有氧呼吸，大量繁殖
无氧呼吸，产生酒精
有氧呼吸
矿物质离子
4、稻田定期排水，能抑制__________产生酒精，防止酒精中毒，烂根死亡。
无氧呼吸
5、破伤风杆菌（厌氧菌）感染伤口，须及时清洗伤口，以防__________呼吸
6、提倡慢跑等有氧运动，防止剧烈运动，使肌肉细胞无氧呼吸产生大量________，从而使肌肉酸胀乏力。
无氧
乳酸
7、延长种子、蔬菜、水果等储存时间的方法：
（1）低温（冰箱保存）：抑制________的活性，从而降低呼吸速率，减少有机物的消耗。
（2）低氧（真空包装，充CO2、地窖保存等）：抑制___________呼吸。
（3）低水分（晒干）：水分含量低，细胞代谢速率减慢。
酶
有氧
但蔬菜、水果的含水量必须适中，否则不能保鲜。
低温贮存
利用N2或CO2降低O2的浓度降低细胞呼吸，延长保存期限。
降低湿度贮存
细胞呼吸原理的应用
透气性好，细胞呼吸正常，并能抑制破伤风杆菌等厌氧病菌的繁殖
花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气，以保证根系细胞呼吸对氧气的需要
影响因素
内因
遗传因素
外因
环境因素
不同植物呼吸速率不同
（阳生植物＞阴生植物）；
同一植物不同发育时期不同
（幼苗期＞成熟期）
同一植物不同器官呼吸速率与不同
（生殖器官＞营养器官）；
是否有线粒体；酶的种类数量活性。
如：蛔虫、乳酸菌只有与无氧呼吸有关的酶
氧气
温度
CO2
H2O
外因：
（1） 温度：主要是影响酶的活性
应用：蔬菜和水果储存应降温；大棚栽培植物有昼夜温差
①最适温度时，细胞呼吸最强。
②超过最适温度时，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
③低于最适温度时，呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
(2)氧气：直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧气存在对无氧呼吸有抑制作用
① O2浓度低时，无氧呼吸占优势。在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受温度等外部因素和酶等内部因素的限制，呼吸作用强度不再增大。
② O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。
应用：贮藏蔬菜、水果和种子时，降低O2浓度，以减少有机物消耗，但不能无O2，否则产生酒精过多，会导致腐烂,故氧浓度控制在呼吸作用最低点。施肥后，中耕松土，提高肥效。
（3）水：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用；作物栽培中，合理灌溉。
（4）二氧化碳： CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
应用：北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜； 在蔬菜、水果保鲜中，增加CO2浓度(或充入N2)可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
结果预测和结论：
a.若装置一中的液滴 ，装置二中的液滴 ，则说明种子只进行有氧呼吸；
b.若装置一中的液滴 ，装置二中的液滴 ，则说明种子只进行无氧呼吸；
c.若装置一中的液滴 ，装置二中的液滴 ，则说明种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
左移
不动
不动
右移
左移
右移
经典题型：液滴移动问题
2、如果用绿色叶片作实验材料，则必须进行怎样的操作？
实验拓展：测定呼吸作用速率
煮熟的种子
20%NaOH5mL
设置对照组（校正装置)
遮光处理
呼吸速率以单位时间的O2消耗量为指标。
1、若要消除物理因素引起的气体体积变化，应该怎么办？
课堂巩固
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[H]的阶段（ 　 　　　）
⑤产生能量最多的阶段（　　）
二
三
三
一、二
三
2、有氧呼吸第一、二阶段的共同产物是[ ]
A．CO2、ATP B．[H]、ATP、O2
C．[H]、ATP D．[H]、ATP、CO2
C
3、酵母菌进行有氧呼吸时产生CO2的场所是
A、细胞质基质 B、核糖体
C、线粒体 D、叶绿体
C
4、呼吸过程中能产生ATP的场所有
A 细胞质基质 B 线粒体基质
C 线粒体内膜 D 核糖体
ABC
5、让一只小白鼠吸入18O2，该白鼠体内最先出现18O的化合物是( )
A、二氧化碳
B、水
C、丙酮酸
D、ATP
B
3.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：
C6H12O
1
2
3
O2
酶
酶
4
5
6
酶
[H] [H]
(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 _____、 。
(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 ____、 。
(3)有氧呼吸的主要场所是 ______，进入该场所的呼吸底物是_____。
(4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_______________
葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
H2O
丙酮酸
CO2
少
少
大量
线粒体
丙酮酸
6