5.3细胞呼吸的原理和应用课件(共39张PPT3份视频)-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

(共39张PPT)
第三节 细胞呼吸的原理与应用
第1课时 细胞呼吸的方式
O2
CO2
呼吸：
人体从周围环境吸入空气，利用其中的O2，呼出CO2。它是一种宏观的气体交换过程。
细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或者小分子有机物，并且释放能量的过程。又叫做细胞呼吸。
呼吸作用:
活细胞内
分解有机物，释放能量
发生场所：
实质：
呼吸作用 ≠ 呼吸
细胞呼吸是否都需要氧气呢？生物在有氧和无氧的条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。
呼
吸
作
用
思考：酵母菌细胞呼吸的方式是什么？
如何设置实验组呢？
实验组
组A：有氧条件
组B：无氧条件
（对比实验）
①本实验的自变量和因变量分别是什么？
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的产物
有无氧气
影响实验结果的其他因素
酒精、CO2
如酵母菌培养液的浓度和体积、温度、PH等
②怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
解决方案：为酵母菌提供葡萄糖培养液。
探究酵母菌的呼吸方式
思考：怎么检测酵母菌细胞呼吸过程中产生物质？
怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化碳产生？如何比较产生二氧化碳产生的多少？
CO2的检测：
1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊
2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→ 绿→黄
CO2多少：石灰水变浑浊的程度或产生浑浊的快慢或由蓝→绿→黄所需时间长短
酒精的检测：
橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应： 橙色→灰绿色
探究酵母菌的呼吸方式
③产物的鉴定
保证O2的充分供应。
去除空气中的CO2。
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
④实验装置分析
乙装置：
B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶的目的：
消耗完B瓶中的O2，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。
10g酵母菌
+240mL葡萄糖
10g酵母菌
+240mL葡萄糖
(1)、酵母菌在 条件下都能进行细胞呼吸。
⑤实验结论：
有氧和无氧
(2)、产物：
有氧条件：大量的 和 。
无氧条件：产生 ，还产生少量的
二氧化碳（CO2）
水（H2O）
酒精（C2H5OH）
二氧化碳（CO2）
(3)、反应式：
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋ 12H2O
＋ 能量
C6H12O6
2CO2
＋ 2C2H5OH
＋ 能量
酶
实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式
B
D
1.概念：
2.反应的主要场所：
线粒体
外膜
内膜
嵴
基质
（液态）
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，生成大量ATP的过程。
线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
二、有氧呼吸
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
C6H12O6
2丙酮酸（C3H4O3）
酶
6CO2
4[H]
能量
少量ATP
热能
能量
少量ATP
热能
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
能量
大量ATP
热能
线粒体基质
细胞质基质
②
①
③
线粒体内膜
二、有氧呼吸
3.过程：
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
[H]指的是:还原型辅酶Ⅰ（NADH）
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
三、有氧呼吸
6CO2+20 [H] +能量(少量)
2丙酮酸
+6H2O
酶
酶
12H2O+能量(大量)
24[H]+6O2
C6H12O6
酶
2丙酮酸 +4 [H] + 能量(少量)
二、有氧呼吸
a.C原子的运动轨迹
C6H12O6
2C3H4O3
6CO 2
b.O原子的运动轨迹
C6H12O6
2C3H4O3+6H2O
6CO 2
6O2
12H2O
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
思考·讨论（书本P93）
1.与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？
可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；
能量能够缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
二、有氧呼吸
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
B
2. 细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述正确的是（ ）
A．动物细胞内能进行过程①②或过程①③
B．酵母菌的过程②只在线粒体中进行
C．过程①③释放的能量转移至ATP和酒精中
D．乳酸菌细胞内过程④不需要[H]参与
B
在持续的下雨天中，好多农民的庄稼被淹，颗粒无收，
为什么水太多会让植株死亡？
庄稼长期处于水浸状态，土壤中含水量过高，缺氧而进行无氧呼吸产生了酒精，对根系有毒害作用，必然导致根系腐烂而死亡。
第一阶段
（与有氧呼吸 ）场所： 。
第二阶段（有两种情况）
完全相同
C6H12O6
酶
2C3H4O3 (丙酮酸)+ 4[H]+ 少量能量
2C3H4O3 (丙酮酸) + 4[H]
酶
2C3H6O3（乳酸）
2C2H5OH(酒精)+2CO2
细胞质基质
场所： 。
细胞质基质
三、无氧呼吸
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞。形象记忆：马吃甜玉米）
例：高等植物被水淹、水果、酵母菌
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
乳酸发酵
酒精发酵
无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中
3.总反应式：
同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
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
分解程度 彻底分解 不彻底分解
能量 热能(主) +储存在ATP中的化学能 乳酸/酒精中的化学能(主)+热能+储存在ATP中的化学能
ATP产生阶段 第一、第二、第三阶段 第一阶段
相同点 细胞质基质和线粒体（主要）
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
第一阶段完全相同，包括反应过程和反应场所反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量
①
③
②
④
例题：请填写图中序号代表的物质。
例题.如图表示萌发的小麦种子细胞中发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示过程。
葡萄糖
酶
能量
酶
酶
能量
能量
H2O
酶
H2O
①
③
④
②
A
B
C
C
B+E
D
（3）人体中不可以进行的生理过程为_____（填序号），原因是 。
（1）催化①②进行的酶存在于 ， E表示的物质为 。
（2）当小麦种子的CO2的释放量大于O2的吸收量时，说明进行_____________________。
细胞质基质
酒精
有氧和无氧呼吸
②
细胞中不存在相应的酶
破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌是能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖（遇到这种情况，需要及时到医院治疗）稻田需要定期排水。原因：氧气不足，水稻根的细胞就会进行无氧呼吸产生酒精，会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。（2）应用四、细胞呼吸的应用以及影响因素A点：不消耗O2，产生CO2
只进行无氧呼吸。
B点：
C点之后：
只进行有氧呼吸。
无氧呼吸消失。
p点对应的O2浓度：
细胞呼吸最弱，有机物消耗最少。
D点：
储存蔬菜水果
A
p
C
B
5 10 15 20 25
无氧呼吸速率
CO2的总生成量
有氧呼吸速率
释放量
CO2
O2浓度%
D
氧气
四、影响呼吸作用的环境因素
（1）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。2、二氧化碳四、影响呼吸作用的环境因素应用：适当增加CO2浓度，抑制细胞呼吸，有利于水果和蔬菜的保鲜。（1）温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止。3、温度四、影响呼吸作用的环境因素（1）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。4、水分四、影响呼吸作用的环境因素应用①粮食在收仓储存之前要进行晾晒，甚至烘干，减少水分，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。②干种子在萌发时，要浸泡以增强代谢。1.测定有氧呼吸速率
（1）指标：
单位时间O2吸收量。
（2）原理：
有氧呼吸吸收O2，释放CO2。CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，有色液滴左移。单位时间液滴左移量即表示有氧呼吸速率。
（3）物理误差的校正：
将生物材料灭活，其余条件不变。
（灭活）
六、探究细胞呼吸的实验装置
2.判断细胞呼吸方式
反映O2吸收量
反映CO2释放量-O2吸收量
1、下图是探究酵母菌呼吸类型的装置，如果装置一中红色液滴向左移，装置二中红色液滴向右移，证明酵母菌(　　)
A．只进行有氧呼吸 B．只进行无氧呼吸
C．可能死亡 D．既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
2
4
D
习题
2、下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是(　　)
A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B．若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若C瓶和E瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
C
A.全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行
B.第一阶段是葡萄糖分解生成丙酮酸，产生大量的[H]和ATP
C.第二阶段是丙酮酸分解生成CO2和H2O，产生少量的ATP
D.第三阶段是[H]和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP
3.下列关于有氧呼吸过程的叙述,正确的是　(　　)
D
①与氢结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳
③在线粒体中被消耗 ④在线粒体和细胞质基质中被消耗
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
4、在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（ ）
A
A．形成二氧化碳时 B．形成［H］时
C．形成水时 D．形成丙酮酸时
5、有氧呼吸中产生能量最多的是（ ）
C
探究酵母菌细胞呼吸方式
呼吸方式
反应式
有氧呼吸：
无氧呼吸：
有氧呼吸
无氧呼吸
CO2、
H2O
CO2、
酒精（C2H5OH）
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
C6H12O6
2CO2
＋2C2H5OH
＋ 能量
酶
知识总结：
细胞呼吸的原理和应用
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
C6H12O6
2CO2
＋2C2H5OH
＋ 能量
酶
葡萄糖
酶
2丙酮酸
少量能量
4〔H〕
+
+
6CO2
6H2O
酶
2丙酮酸
少量能量
20〔H〕
+
+
6O2
12H2O
酶
大量能量
24〔H〕
+
+
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酶
细胞质基质
一：细胞质基质
三：线粒体内膜
二：线粒体基质
+
6CO2
6H2O
酶
2丙酮酸
少量能量
20〔H〕
+
+
+
影响因素
温度
水
CO2浓度
O2浓度
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