5.3细胞呼吸的原理和应用（第3课时）课件-（共17页PPT）2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共17张PPT)
呼吸作用不是呼吸！
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
O2是有氧呼吸所必需的，O2的有无决定细胞呼吸的类型，O2在一定范围内促进细胞呼吸速率，O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
五、影响细胞呼吸的因素
A
B
C
D
E
F
G
①O2浓度＝0时(A点)，只进行无氧呼吸
②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
③O2浓度≥10%时(G点：无氧呼吸消失的点)，只进行有氧呼吸。
④O2浓度=5%时(C点)，有机物消耗最少，对应的O2浓度是储存水果和蔬菜的最佳浓度
1.外部因素(环境因素)
①O2浓度
1.外部因素(环境因素)
③温度
五、影响细胞呼吸速率的因素
酶的活性
呼吸速率
应用：
大棚栽培在夜间和阴天适当降温
温水和面发得快
③CO2浓度
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。
应用：蔬菜水果保鲜：增加CO2的浓度，抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗
水既是有氧呼吸反应物，又是反应的介质。
在一定范围内自由水含量越多，代谢越旺盛，呼吸作用越强。
①抑制细胞呼吸——晒干的种子含水量降低，细胞呼吸减慢，更有利于储存。
②促进细胞呼吸——浸泡种子，含水量增加，有利于种子的萌发。
种子储存：低氧+零上低温+干燥
蔬菜、水果储存：低氧+零上低温+适宜湿度
五、影响细胞呼吸速率的因素
④水含量
1.外部因素(环境因素)
应用：
五、影响细胞呼吸速率的因素
2.内因
(以植物为例)
如，旱生植物小于水生植物；阴生植物小于阳生植物
如，生殖器官大于营养器官
如，幼苗期、开花期植株器官的呼吸速率高，成熟期呼吸速率低
①遗传特性
不同种类的植物呼吸速率不同
②器官类型
同植物的不同器官呼吸速率不同
③生长发育阶段
同植物的同器官在不同的生长发育阶段呼吸速率不同
【思考】
有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放能量多，为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
密封发酵时，酵母菌将有机物分解为酒精时，也能为自身的生命活动提供少量能量。
1.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？
2.在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对自身有什么意义？
在利用酵母菌生产葡萄酒的过程中要密封发酵，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。但要给发酵容器留1/4的空间以便提供氧气，供酵母菌在发酵初期可以利用氧气，进行有氧呼吸大量繁殖，同时防止后来无氧呼吸产生CO2冲出装置。
讨论：
3.为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段呢？
丙酮酸堆积对机体有害；第一阶段所需的NAD+由第二阶段NADH分解提供;乳酸→葡萄糖→CO2+H2O+能量
【思考】
生物在进行有氧呼吸时，均需要在细胞质基质中完成葡萄糖分解成丙酮酸的过程。从进化的角度推测其原因。
1.原始地球上方原始大气的成分有氧气吗？
2.地球上最早的生物进行什么呼吸？
3.35亿年前蓝细菌的出现，使细胞呼吸方式发生了怎样的进化？
4.为何需氧型生物任然保留糖酵解（细胞呼吸第一阶段）？
无
无氧呼吸
蓝细菌进行光合作用释放氧气，氧气的出现使细胞的呼吸方式进化出了有氧呼吸
该阶段不需要氧气，且能在无氧条件下在细胞质基质中独立完成所有反应，不需要线粒体，而原始生命也没有线粒体。在进化的过程中那些不能进行糖酵解的生物处于竞争劣势而被淘汰，能进行糖酵解的生物在早期竞争中生存下来，而进化是一个渐变的过程，变化只能在过去的基础上提高，新陈代谢的进化也是如此，糖酵解充当了进一步获得化学能的出发点，所以几乎现存细胞都要进行糖酵解。
关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约十几亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细菌不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里获取丙酮酸，宿主细胞从需氧细菌那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点
1.线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA。
2.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。
3.真核细胞内的DNA有极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。
4.线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。
【思维训练】
.
若需消耗氧气或产物有水，则一定存在有氧呼吸
若产物中有酒精或乳酸，则一定有无氧呼吸
看反应物、产物
“三看法”判断细胞呼吸的类型（以葡萄糖为底物）
看物质的量的关系
不消耗O2，释放CO2 → 只进行产酒精的无氧呼吸
不消耗O2，不释放CO2 → 只进行产生乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡
CO2释放量 = O2的吸收量 → 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
CO2释放量 > O2的吸收量 → 既进行有氧呼吸，又进行产酒精的无氧呼吸
看反应场所
只在细胞质基质中——无氧呼吸；有线粒体参与——一定存在有有氧呼吸
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有色液滴移动代表 。
细胞呼吸消耗的O2体积和释放CO2的体积的差值
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
植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例）
(4)误差校正
植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例）
为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。
对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
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有氧呼吸与产酒精的无氧呼吸的数量关系
若 V有氧呼吸 = V无氧呼吸
(1)消耗等量葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸CO2 产生量的比为3：1
(2)产生等量CO2 ，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量的比为1：3
(3) 有氧呼吸与无氧呼吸同时进行时
若 V有氧呼吸 < V无氧呼吸
若 V有氧呼吸 > V无氧呼吸
1.下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，说法不正确的是( )
A.酵母菌常被用作研究细胞呼吸的实验材料，其主要原因是酵母菌属于兼性厌氧生物
B.在有氧呼吸的装置中，可将空气直接通入酵母菌的培养液
C.酵母菌呼吸产生的CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄
D.酵母菌呼吸产生的酒精在酸性条件下能与橙色的重铬酸钾溶液反应变成灰绿色
2.如图表示细胞呼吸的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是( )
A. ①、②和③分别是细胞质基质、线粒体内膜和线粒体基质
B. ①和②中所含酶的种类相同
C. ②和③都能产生大量ATP
D. 甲、乙分别代表丙酮酸和[H]
B
D
随堂检测
3.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化。下列叙述正确的是（ ）
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
C
随堂检测
4.如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌利用葡萄糖作为能源物质)，下列有关实验装置和结果的分析，错误的是（ ）
A.通过装置1仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸
B.用水代替NaOH溶液设置装置2，通过装置2液滴的移动情况可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸
C.用水代替NaOH溶液设置装置2，如果装置1中液滴左移，装置2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
D.用水代替NaOH溶液设置装置2，装置2中液滴可能向左移
D
随堂检测
小结
无氧呼吸