必修1第五章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共27张PPT)

(共27张PPT)
5.3 细胞呼吸的原理和应用
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放出能量，因此也叫做细胞呼吸。
做面包，馒头，酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。
阅读教材P90-92，细胞的呼吸方式相关内容，思考并回答以下问题：
1.探究细胞呼吸的方式为何选择酵母菌？
2.酵母菌细胞呼吸的产物是什么？产物如何检测？
3.可以根据是否产生CO2来判断呼吸方式吗？
4.探究细胞呼吸的方式的实验采用了哪种科学探究常用方法？
5.细胞呼吸有哪些类型？
细胞呼吸的方式
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
细胞呼吸是否都需要氧气？生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸？
提出问题
作出假设：
设计实验：
酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？
有氧、无氧条件下都产生CO2，无氧条件下产生酒精
将葡萄糖溶液煮沸冷却的目的：
去除葡萄糖溶液中的O2，杀死培养液中的杂菌
通过含NaOH溶液的目的：
去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
B瓶应封口放置一段时间的目的：
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。
浑浊程度高
由蓝变绿再变黄-短
不出现灰绿色
浑浊程度低
由蓝变绿再变黄-长
橙色→灰绿色
实验结果
对比实验
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。
分析：该实验谁是对照组，谁是对照组？
本实验中两组都是实验组
阅读教材P92-95，细胞的呼吸方式相关内容，思考并回答以下问题：
1.什么是有氧呼吸？有氧呼吸的3个阶段过程是怎样的？发生的场所分别在哪里？
2.有氧呼吸的总反应式怎么写？【H】是指什么？
3.什么是无氧呼吸无氧呼吸的2个阶段过程是怎样的？发生的场所分别在哪里？无氧呼吸的总反应式怎么写？
4.细胞呼吸的原理有哪些常见的应用？
有氧呼吸
外膜
内膜
DNA/RNA
核糖体
嵴
增大膜面积
分布有氧呼吸的酶
1、主要场所：线粒体
基质
分布有氧呼吸的酶
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
[H]
能量
ATP
热能
能量
ATP
热能
酶
6H2O
12H2O
酶
能量
ATP
热能
线粒体基质
细胞质基质
二、有氧呼吸
第一阶段
第二阶段
第三阶段
6O2
[H]
线粒体内膜
有氧呼吸反应式：
第一阶段:
第二阶段:
第三阶段:
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋少量能量
酶
2C3H4O3＋6H2O→6CO2＋20[H]＋少量能量
酶
24[H]＋6O2→12H2O＋大量能量
酶
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量
酶
总反应式：
思考：以上反应式中的能量能否写成ATP ？
大部分以热能的形式散失
少量储存在ATP中。
不能
3、有氧呼吸概念
细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。
氧
多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
大量ATP
有氧呼吸的能量利用特点
1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP
1molATP水解释放的能量高达30.54kJ
2.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？
（1）有氧呼吸能更充分地利用能量
（2）有氧呼吸相对温和，能更好的在生物体内进行且不损伤生物体
细胞质基质
与有氧呼吸第一阶段相同
①
②
细胞质基质
1.过程
无氧呼吸：
C6H12O6→2C3H4O3＋4[H]＋少量能量
酶
2C3H4O3＋4[H]→2C2H5OH(酒精)＋2CO2
酶
2C3H4O3＋4[H]→2C3H6O3(乳酸)
酶
3.无氧呼吸总反应式
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
学生思考：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？
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
细胞呼吸原理的应用
1、选用“创可贴”、透气的消毒纱布包扎伤口，避免厌氧病原菌的繁殖。
2.酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。
3.对于板结的土壤及时松土透气，可以促进根细胞有氧呼吸，有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物对有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。
细胞呼吸原理的应用
1、物质的储存：（1）储存粮食：适宜的低温，低氧，干燥（水分很少）；（2）储存水果、蔬菜：适宜的低温，低氧，适宜的湿度。
2.较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。
3.有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。。
不同的生物无氧呼吸的方式不同，请将下面生物进行分类：
①甜菜块根　②玉米的根毛细胞　③马铃薯块茎　④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞　⑤酵母菌　⑥乳酸菌 ⑦玉米的胚　⑧苹果　
产酒精、二氧化碳的_________；产乳酸的是__________。
填一填：
②⑤⑧
①③④⑥⑦
无氧呼吸
像酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做发酵，根据发酵产物不同，产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。
（1）为生物体提供能量
（2）生物体代谢的枢纽
O　　　　　　　 NH2
　　 ‖　　　　　　　 ▕
CH3—C—COOH→CH3—CH—COOH
例：丙酮酸
丙氨酸
细胞呼吸
能
量
热能
散失
能量
转移
ATP
ADP
Pi
能
量
细胞分裂
生长发育
主动运输
肌肉收缩
神经冲动的传导
C6H12O6
CO2＋H2O
细胞呼吸的意义
0 5 10 15 20 25 30
O2浓度(%)
CO2释放总量
有氧呼吸
A
B
C
D
无氧呼吸
A点：
AC段：
B点：
C点后：
D点：
只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸。
CO2产生量比O2吸收量多，则两种呼吸同时并存
CO2产生量最少，所以呼吸作用最弱，适合保存
CO2产生量等于O2吸收量，说明只有有氧呼吸
CO2产生量等于O2吸收量，说明只有有氧呼吸
影响细胞呼吸的因素：
O2浓度、CO2浓度、温度、水分
无氧呼吸消失的点
温度影响酶的活性进而影响细胞呼吸。
4℃
-20℃
温度
（2）温度为什么会影响细胞呼吸？
（1）蔬菜、水果保鲜的储存环境？
0℃上低温。
细胞呼吸速率
温度（℃）
上层
下层
（1）晒粮食的目的是？
使粮食失去自由水。
H2O量
（2）水分对细胞呼吸有何影响？
在一定范围内，含水量越高，呼吸作用越强；反之越弱。
为什么高浓度CO2能抑制粮食的呼吸作用？
CO2量
资料2：
粮堆在密封条件下，由于粮食的呼吸作用而使粮堆内的氧含量减少，CO2含量增高，恶化了虫霉的生态条件。在低氧、低浓度磷化氢气体的长期作用下，害虫不会关闭气门，加之高浓度CO2对磷化氢的增效作用，害虫死亡，霉菌难于生长；同时高浓度CO2能抑制粮食的呼吸作用，从而储粮处于稳定状态。
“双低”储粮的原理
细胞呼吸速率
CO2浓度
原理：通过影响酶的活性来影响呼吸速率。
一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增强。
呼吸作用强度会随CO2浓度的增加而降低
过程
本质
应用
影响因素
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和中间产物
外因：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
内因：酶