高中生物学浙科版(2019)必修1 分子与细胞 3.4 需氧呼吸(课件共23张PPT)

(共23张PPT)
第四节细胞呼吸为细胞生活提供能量
—————需 氧呼吸
思考：真核细胞中，需氧呼吸的全过程都发生在线粒体中吗
需氧呼吸需要几步完成
需氧呼吸场所 细胞溶胶和线粒体(主要场所)
细胞溶胶(含有与 需氧呼吸有关的酶)
一外膜
内膜
嵴
基质
含有与
需氧呼 吸有关
的酶
一、模型构建，学习新知
探究需氧呼吸的过程(以葡萄糖为例)
葡萄糖分解在细胞溶胶还是线粒体
细胞溶胶
线粒体
思 考：1.哪些试管中的葡萄糖被分解 1和3
2.比较1号和2号试管，说明：葡萄糖被分解的场所 细胞溶胶
分解后的产物 丙酮酸
3.比较1和4号试管，进而说明：丙酮酸被分解的场所 线粒体
探究一：需氧呼吸第一阶段的物质变化(以葡萄糖为例)
将酵母菌研磨离心后得到的上清液(含细胞溶胶)和沉淀物(含线粒体),以及酵母菌匀浆，分 装在以下4只试管中，加入等量的葡萄糖或者丙酮酸，并向试管中通入氧气， 一段时间后，根据下
结论：第一阶段的场所是细胞溶胶，葡萄糖被分解成了丙酮酸
CO 、H O
丙酮酸
含线粒体
葡萄糖
含细胞溶胶+线粒体
葡萄糖
含细胞溶胶
葡萄糖
含线粒体
面所给的实验现象，回答
无反应
丙酮酸
CO 、H O
4
2
3
1
思考：
1、1分子葡萄糖在细胞溶胶中 被分解成几分子丙酮酸
(C H O )
2、根据原子数量思考，除了 丙酮酸外，还有其他物质产生 吗
3、丙酮酸的去向
探究一：需氧呼吸第一阶段的物质变化(以葡萄糖为例)
反应式：C H 20 酶2丙酮酸+4[H]
第一阶段场所：细胞溶胶
含细胞溶胶
葡萄糖
思考：
1、丙酮酸分解发生在线粒体的什 么部位，生成了什么
2、根据碳原子数量思考，2个丙 酮酸 (C H O )分子在线粒体基质 中完成分解能够产生几分子的CO
3、根据氧原子数量思考，是否有 其他物质参与反应 如果有，最 可能是什么物质 ( 小组合作讨 论，简单说一说实验思路。)
4、根据原子数量考虑，除了CO 外，还有其他物质产生吗
探究二：需氧呼吸第二阶段的物质变化
使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结 构和线粒体基质，加入等量的丙酮酸，一段时 间后，检测各试管的变化情况。
结论：丙酮酸在线粒体基质中分解，产生CO 。
线粒体膜状结构
1
线粒体基质
2
含线粒体
无变化
有变化
丙酮酸
丙酮酸
丙酮酸
CO
探究实验 探究CO 中0元素的来源
H 80 C 8O
H O 在线粒体中参加反应，氧元素转移到产物CO 中； 0 在线粒体中参与反应，氧元素转移到产物水中。
18O cO
线粒体
②
线粒体
①
实验结论：
H 80
思考：
1、丙酮酸分解发生在线粒体的什 么部位，生成了什么
2、根据碳原子数量思考，2个丙 酮酸 (C H O ) 分子在线粒体基质 中完成分解能够产生几分子的CO
3、根据氧原子数量思考，是否有 其他物质参与反应 如果有，最 可能是什么物质 ( 小组合作讨
论，简单说一说实验思路。)
外，还有其他物质产生吗
5、合并一、二两个阶段的物质变 化，归纳产物。
无变化 cl o 丙酮酸 C H 1 8O +H 8o 线粒体基质 2
H 180
18O
线粒体
3
探究二：需氧呼吸第二阶段的物质变化
使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结 构和线粒体基质，加入等量的丙酮酸，一段时 间后，检测各试管的变化情况。
第二阶段场所：线粒体基质
反应式：2 丙酮酸+6H O 酶、6 CO +20[H]
4、根据原子数量考虑，除了CO
线粒体膜状结
1
丙酮酸
探究三：需氧呼吸第三阶段的物质变化
使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结 构和线粒体基质，加入等量的丙酮酸，一段时 间后，检测各试管的变化情况。
线粒体基质线粒体膜状结构
1 2
第三阶段场所：线粒体内膜
思考：
0 发生反应在线粒体什么部位， 生成了什么
能量变化呢
反应式：24[H]+60
酶
无变化
12H O
H 180
18O
18O
探究四：需氧呼吸三个阶段的能量变化
提示：萤火虫发光器中有一种荧光素，这种物质在体外 遇到能量也会发光，而且发光亮度与能量多少有关。
思考：
1、需氧呼吸三个 阶段都有能量生 成吗
2、如果有，能量 大小一样吗
结论：
在细胞溶胶和线粒体基质中释放少量能量， 在线粒体膜状结构中释放较多的能量。
发微弱光
葡萄糖
+荧光素
细胞溶胶
第一阶段
发较强光
个
丙酮酸
+荧光素
线粒体膜状结构和 线粒体基质
带三阶段
发微弱光
丙酮酸
+荧光素
线粒体基质
第二阶段
第一和第二阶段释放的能量较少 第三阶段释放的能量较多
2丙酮酸+6H O —→6CO +20[H]+ 少量能量
第三阶段：线粒体内膜
24[H]+6O 酶 1 2H O +大量能量
→2内酮酸 +4 [H]+ 少 量能量
酶
第一阶段：细胞溶胶
C H 206—
需氧呼吸过程：
第二阶段：线粒体基质
酶
需氧呼吸过程模型构建
活 动：利用材料包，小组协作共同制作完成需氧呼吸过程模型构建；
完成的小组推荐一位中心发言人，上台讲述需氧呼吸的过程。
二 、模型分析，掌握概念
需要氧呼吸总反应：
C H O +6H O+60, 酶 6 CO +12H O+能量
概念：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 CO2和水， 释放 大量能量 的过程。
三、走进生活，找寻联系，搭建体系
请根据本节课所学知识，对以下现象进行合理的解释。
花盆里的土壤板结 后，空气不足，会 影响根系的生长，
需要及时松土透气。
日常生活中，人 们为何提倡慢跑 等需氧运动
钟南山：
我国呼吸疾病
领域的领军人
物，在新冠肺
炎防控工作中 作出巨大贡献，
被授予“共和
国勋章”
需氧呼吸小结
①发生场所：细胞溶胶、线粒体
②定义：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，释放大量能量，的过程。
物质变化：有机物(葡萄糖)→无机物(CO +H O)
能量变化：有机物中稳定的化学能→热能散失+ATP 中活跃的化学能
③总反应式：C H O +6O +6H O 酶 6CO +12H O+ 能量
葡萄糖消耗量：O 消耗量：CO 产生量=1:6:6
通过本节课的学习，你知道了需氧呼吸哪些知识
请在你的导学案上，写出以下内容：
在学习过程中，你依然还有哪些问题没有解决
四、夯实基础，拓展提升
四、夯实基础，拓展提升
1.在需氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将( A )
①与[H] 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
2.需氧呼吸中产生能量最多的是( C )
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
3.在有氧呼及过程中，分解水和合成水分别发生在( )
A、 第一个阶段和第二个阶段
B、 第二个阶段和第三个阶段
C. 第三个阶段和第一个阶段
D、第三个阶段和第二个阶段
4.有氧呼及产物CO 中的氧和水中的氧( )
A. 都来白于前萄糖
B.都来自于O
C . 分别来自于前萄糖和O
D 、分别来自于O 的葡萄糖
为什么一、二个阶段产生的ATP 少
还有其它形式的能量生成吗
概括总反应式
箭头上的条件
资料：反应物丙酮酸(C H O ) 和氧气中都含有氧原子，呼吸作用产物CO 和 H O 中 均
含有氧原子。
探究：生成物CO 和H O 中的氧原子来源是什么
实验设计提示：放射性同位素具有放射性。用同位素标记的化合物化学性质不变。科学家 通过追踪同位素标记的化合物的射线，可以弄清化学反应的详细过程以及被标记物质 的去向。这种科学研究方法叫做同位素标记法。
2.将反应物氧气( O )中的氧原子用放射性 同位素标记、丙酮酸( C H O ) 中的氧原 子不作标记，在一定时间内检测生成物CO 和H O的放射性。
实验结果：
第一组生成物CO 全部有放射性，H O 中无放射性；
第二组生成物CO 全部没有放射性，H O 中 有 放 射 性 。
实验结论： 生成物CO,中的氧原子来源于丙酮酸，H O中的氧原子来源于O,。
实验设计方案： 第1组：将反应物 丙酮酸 (C H O ) 中的氧原子用放 射性同位素标记、氧气 (O ) 中的 氧原子不作标记，在一定时间内检 测生成物CO 和 H O 的 放 射 性 ；
讨论并完成第2组的实验设计。将 方案填写在右侧方框内。
任 务 5 请利用所学知识分析下面实例的原理
抑制破伤风杆菌等厌氧菌
的生存，防止伤口感染
降温、降氧减弱细胞呼吸，皮肤破损较深或被锈钉扎伤
增加氧气，促进根系的有 氧呼吸，利于作物生长
避免肌细胞进行无氧呼 吸产生大量乳酸
减少有机物的消耗 后，病菌易大量繁殖
酵母菌无氧呼吸产生酒精