人教版（2019）必修1课件: 5.3 细胞呼吸的原理和应用（第3课时）(共22张PPT)

(共22张PPT)
第3节 细胞呼吸的原理和应用
第五章 细胞的能量供应和利用
一 细胞呼吸原理的应用
a.促进无氧呼吸
b.抑制无氧呼吸
c.促进有氧呼吸
二 影响因素的分析
1.内因：遗传因素
2.外因：环境因素
温度、O2浓度、水、CO2浓度等。
　C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +大量能量
酶
1.温度
最适温度时，细胞呼吸最强。 在一定范围内，呼吸强度随温度的升高而增强。超过最适温度呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
(1)机理：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。
(3)应用：
①低温储存食品；
②大棚栽培作物在夜间和阴天适当降温。
二 影响因素的分析
(2)曲线分析：
2.水
(2)曲线分析：在一定范围内， 细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，当含水过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。
(1)机理：水作为有氧呼吸的原料和环境影响细胞呼吸的速率。
(3)应用：
①粮食在收仓前要进行晾晒处理；
②干种子萌发前进行浸泡处理。
二 影响因素的分析
3.CO2浓度
(1)机理：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。
适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜，
抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。
(2)曲线分析：CO2浓度作为呼吸抑制剂，抑制细胞呼吸，CO2 浓度越高，抑制作用越明显。
二 影响因素的分析
(3)应用：
4.O2浓度
(1)机理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
曲线分析：随着O2浓度升高，有氧呼吸速率增加；但O2浓度升高到一定程度后，受到酶活性和数量限制，有氧呼吸速率不再变化。
曲线分析：随着O2浓度升高，无氧呼吸速率不断下降，最终下降为零。
二 影响因素的分析
(2)曲线分析：
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸；
②0③O2浓度≥b时，只进行有氧呼吸；
(1)机理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
(3)应用：
①中耕松土促进植物根部有氧呼吸；
②酿酒时先通氧气再密封，造成无氧环境；
③低氧仓储粮食、水果和蔬菜。
a
b
二 影响因素的分析
4.O2浓度
Q：有氧呼吸与无氧呼吸的CO2释放量相等吗？
Q：有氧呼吸与无氧呼吸的消耗的葡萄糖相等吗？
二 影响因素的分析
1.影响细胞呼吸的因素并不是单一的。若需要增强相关植物或器官的细胞呼吸强度可采取供水、升温、高氧等措施；若需降低细胞呼吸强度，可以采取干燥、低温、低氧等措施（粮食的储存）。
2.储存蔬菜和水果的条件并不是无氧环境。蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温；
种子储存时应保持干燥，
而蔬菜、水果储存时应保持一定的湿度。
二 影响因素的分析
三 植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例）
(1)装置1中加入NaOH溶液的目的是 ，根据有色液滴移动的刻度可知 。
吸收二氧化碳
呼吸作用消耗的氧气的体积
（2）装置2的作用是 。
。
比较种子发芽时进行呼吸作用
消耗的氧气体积和释放二氧化碳的体积变化大小
欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)
(3)实验结果预测和结论
实验现象 结论
装置一液滴 装置二液滴
不动
不动
只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
小 结
过程
本质
应用
环境因素
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
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
下列哪些证据支持内共生学说：
线粒体内存在于细胞DNA相似的环状DNA。
线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成。
真核细胞内的DNA具有高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样。
线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。
思维训练——运用证据和逻辑评价论点
练习与应用
一、概念检测
1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。
(1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。( )
(2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。( )
×
√
A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用
B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸
C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸
D.保存该器官时，氧气浓度越低越好
2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( )
C
3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ）
A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙
B
二、拓展应用
1.松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。
2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤？结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸？你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记？
提示：松土可以促进空气(氧气)进入土壤，进而促进根部细胞的有氧呼吸，提高能量利用率，并且避免了可能由于无氧呼吸积累酒精而对植物根系造成伤害。这会促进植物根系更加健康地生长，有利于根系吸收水分和无机盐，利于农作物的生长。同时，也能够增加根系对土壤和水分的保持作用，甚至可能由于促进了作物生长而更多的吸收 CO2，对全球气候变暖产生缓解的作用。
但是，松土不当，有可能伤害到植物根系，得不偿失。因此，需要根据不同的植物、植物的不同生长阶段等，采用适当的松土方法。
提示：有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。
联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以大胆作出这样的推测：在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测，地球早期的单细胞生物只进无氧呼吸，体内骨骼肌细胞保留进无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在类身上留下的印记，同时也可以理解为体在进长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有利于生物的生存和对环境的适应。
拓展 细胞呼吸的类型的判断“三看法”
①若需消耗氧气，则一定存在有氧呼吸；若产物有水，则一
定存在有氧呼吸；
②若产物中有酒精或乳酸，则一定有无氧呼吸；
③若产物中有二氧化碳，则要依据物质的量的关系来讨论。
1.一看反应物、产物
细胞呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
①不消耗O2，释放CO2→只进行无氧呼吸；
②无CO2释放→只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡；
③酒精产生量等于CO2量→只进行产生酒精的无氧呼吸；
④CO2释放量等于O2的吸收量→只进行有氧呼吸；
⑤CO2释放量大于O2的吸收量→既进行有氧呼吸，又进行
酒精发酵；多余的CO2来自酒精发酵；
⑥酒精产生量小于CO2量→既进行有氧呼吸，又进行酒精
发酵；多余的CO2来自有氧呼吸。
2.二看物质的量的关系（呼吸底物以葡萄糖为例）
脂肪进行有氧呼吸时消耗O2的量≠产生CO2的量。
脂肪与葡萄糖相比含H量高，因此有氧呼吸消耗O2量大于产生CO2量，同时单位质量下产生的能量也较多。
拓展 细胞呼吸的类型的判断“三看法”
当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，
可如下分析：
①若 ，有氧和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；
②若 ，无氧呼吸消耗葡萄糖速率大于有氧呼吸；
③若 ，无氧呼吸消耗葡萄糖速率小于有氧呼吸。
＜
拓展 细胞呼吸的类型的判断“三看法”
①真核生物：
有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体，无氧呼吸的场所是细胞质基质。故对真核细胞来说：有线粒体参与的是有氧呼吸，无线粒体参与的是无氧呼吸。
②原核生物：
无线粒体，有氧呼吸和无氧呼吸都没有线粒体的参与，它们的呼吸作用发生在细胞膜和细胞质基质中。
3.三看反应场所
拓展 细胞呼吸的类型的判断“三看法”