5.3.1 细胞呼吸的原理和应用 课件(共22张PPT1份视频) 2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修1

(共22张PPT)
细胞呼吸的原理和应用
第1课时
第3节
1.说出细胞呼吸的类型
2.阐明有氧呼吸过程中物质与能量的变化
酵母菌：单细胞真菌，真核生物，有细胞壁和液泡。营养条件好时可进行无性生殖；营养条件不好时可以进行有性生殖。酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，也叫细胞呼吸
馒头、面包、酿酒，都是利用酵母菌的呼吸作用
细胞呼吸的方式
细胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
探究实践
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌细胞呼吸的产物
CO2+H2O
CO2+酒精
有氧：
无氧：
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
（1）实验原理
酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色
①使澄清石灰水变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）
②溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄
（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）
（1）检测CO2
（2）检测酒精
（2）产物检测
（3）设计实验
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？
②怎样控制有氧和无氧的条件？
③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？
④怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
实验设计图
（4）进行实验
探究酵母菌细胞呼吸的方式 视频
思考讨论
1.甲组中通过含NaOH溶液的目的是什么？
去除空气中CO2 ，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧条件产生CO2所致。
2.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是什么？
消耗掉B瓶中的氧气，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。
3.A、B培养瓶中加入煮沸后冷却的葡萄糖溶液，加热煮沸的目的是什么？
除去溶液中的氧气，避免对自变量的影响。
杀死葡萄糖溶液中可能存在的杂菌，避免对实验结果的干扰。
观察项目 有氧装置 无氧装置
澄清石灰水变浑浊程度
溴麝香草酚蓝溶液颜色变化时间
重铬酸钾检验情况（酸性条件）
浑浊程度高
浑浊程度低
颜色变化时间短
颜色变化时间长
无颜色变化
橙色→灰绿色
酵母菌在有氧和无氧条件下都进行细胞呼吸。
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2。
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2。
大量实验数据表明：细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。
（5）实验结果
（6）实验结论
科学方法
设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，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，也叫相互对照实验。
对比实验
在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，需要设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
有氧呼吸
对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。
外膜
①
内膜
②
嵴
③
向内折叠
④
基质
目的
增大膜面积，从而扩大酶的附着面积。
含有
酶、DNA、RNA等物质
指导合成部分蛋白质
1.有氧呼吸的主要场所——线粒体
线粒体平面示意图
C6H12O6
2C3H4O3
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
细胞质基质
②
①
③
有氧呼吸过程（以葡萄糖为例）
场所：线粒体内膜
第一阶段：
葡萄糖
2丙酮酸
+ [H]
（少量）
+ 能量
（少量）
酶
丙酮酸
+ H2O
酶
CO2
+ [H]
（大量）
+ 能量
（少量）
[H]
+ O2
H2O
+ 能量
（大量）
酶
第二阶段：
第三阶段：
2.有氧呼吸的三个阶段反应式
场所：细胞质基质
场所：线粒体基质
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
总反应式：
（丙酮酸的彻底分解）
（葡萄糖的初步分解）
（[H]的氧化）
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
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、水
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
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。
3.有氧呼吸的概念
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
4.有氧呼吸总反应式解读：
葡萄糖和水中的氧都进入CO2，O2中的氧进入生成物 H2O。总反应式中的H2O不可以前后化简消掉。
1mol的葡萄糖彻底氧化分解释放的总能量约2870KJ，其中约977.28kJ的能量储存在ATP中，大多数能量以热能形式散失掉了。
有机物中稳定的化学能
热能
ATP中活跃的化学能
5.能量转化：
思考讨论
有氧呼吸的能量利用有什么特点？
①有氧呼吸过程温和，常温常压，多种酶的催化。
②释放的能量大部分以热能的形式散失，小部分储存在ATP中。
③有机物中的能量逐步释放，保证有机物中的能量得到充分利用。
能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。
有氧呼吸
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
葡萄糖
酶
2丙酮酸
少量能量
4〔H〕
+
+
6O2
12H2O
酶
大量能量
24〔H〕
+
+
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〕
+
+
+