5-3细胞呼吸的原理和应用（教学课件）-高中生物学人教版（2019）必修一 (共33张PPT)

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在训练后常会肌肉发酸，为什么
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第3节细胞呼吸的原理和应用
第2课时无氧呼吸
必修1第5章细胞的能量供应和利用
比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质；
探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。
科学素养
1.科学思维：利用归纳与概括的方法比较有氧呼吸与无氧 呼吸的异同。
2.社会责任：依据细胞呼吸原理指导农业生产，解决生产、 生活中的实际问题。
教学目标
酶
[H] 丙 酮 酸
乳酸 酒精+CO
葡萄糖
无氧呼吸
少量能量
过程：
无氧呼吸
I 阶段：葡萄糖的初步分解
C H 2O 2C H O (丙酮酸) +4[H]+ (少量)能量
场所：细胞质基质
与有氧呼吸第一阶段相同
过程：
酶
无氧呼吸
过程：
Ⅱ阶段：丙酮酸不彻底分解
①酒精发酵 场所：细胞质基质
例 ：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、玉米
胚乳、甜菜块根等)
例 ：大多数植物、酵母菌
②乳酸发酵 场所：细胞质基质
酶
2C H O
酶
2C H O
C H OH( 酒 精 )+2 CO
C H O ( 乳 酸 )
(4)能量去向：
1mol葡萄糖分解成乳酸，共释放196.65kJ/mol,其中一部分以热能 形式散失(约69%);另一部分转移到ATP 中(61.08kJ/mol,约31%)储
存，形成 2mo ATP。
酶 2C H O + 少量能量
酶
2C H OH+2CO + 少量能量
C H 2O
C H 2O
无氧呼吸总反应式：
无氧呼吸
1场所： 细胞质基质
2条件： 酶、缺氧或无氧
3物质变化：有机物→不彻底氧化产物
4能量变化：196.65kj能量：61.08kj能量存于ATP中，其余以热能散失。
无氧呼吸
CO +H O+ 能量(大量)
C H OH+CO +能量(少量)
C H O +能量(少量)
实质： 氧化分解有机物，释放能量
过 程 ：都有丙酮酸(中间产物)的生成
(5)有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧
无氧
无氧呼吸
葡萄糖
丙酮酸
共同点
定义：在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量
能量的过程，就是无氧呼吸。
无氧呼吸
呼吸类型 有氧呼吸
无氧呼吸
不 同 点 进行场所 细胞质基质、线粒体
细胞质基质
进行条件 O 、 酶
缺氧或无氧、酶
分解产物 H O、CO
C H O H 、 C O 或 C H O
放能情况 释放大量能量，形成大量ATP
释放少量能量，形成少量ATP
反应式 CH O +6H O+602酶 12H O+6CO + 大量能量
C H o,酶2C H OH(酒精)
+2CO + 少量能量 C H O%酶2C H O + 少量能量
相同点 ①第一阶段完全相同；②分解有机物，释放能量
无氧呼吸
细胞呼吸
定义：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其 他产物，释放能量并生成ATP 的过程。
细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。如，在细胞 呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，非糖物 质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可进一步形成 葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
曲线分析：温度主要是影响酶的活性，在一定温度范围内， 呼吸作用强度随温度升高而增强，但超过一定的温度，酶的活
性降低甚至会变性失活，从而使呼吸作用强度减弱直至停止。
探究2: 影响细胞呼吸的因素
(1)温度
若只产生CO , 不消耗O
则只进行无氧呼吸。
若产生CO 的摩尔数与吸收O 的摩尔 数相等，则只进行有氧呼吸
若产生的CO 的摩尔数比吸收O 的 摩尔数多，则两种呼吸同时并存。
B点 表示无氧呼吸与有氧呼吸CO 释放量相 等。
o ①点 O 浓度超过一定值(10%)以上时，无 氧 呼吸消失。 E点 CO 释放量最少，有机物消耗最少。
A 点 有氧呼吸
C点以后
AC段
无氧呼吸消失点
CO 的总量
C
无氧呼吸 D
5 10 15 20 25 O %
影响细胞呼吸的因素
A
B
c o , 释 放 量
原理：增 加CO 的浓度对细胞呼吸
强度有明显的抑制作用。这可以从 化学平衡的角度进行解释
探究2:影响细胞呼吸的因素
CO 浓度
H O的含量
呼
0 含水量(%)
原理：在一定范围内细胞呼吸
强度随含水量的增加而加强
探究2:影响细胞呼吸的因素
吸强度
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。
利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒；
细胞呼吸原理的应用
(1)发酵技术
例如
细胞呼吸原理的应用
(2)农业生产
细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原 料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。
对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的
生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促 使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。
(3)粮食储藏和果蔬保鲜
细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保 鲜来说，又要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。
①粮食储藏
粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。
②果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度或降低温度等方法。
细胞呼吸原理的应用
选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，
又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖， 从而有利于伤口的痊愈。
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。
细胞呼吸原理的应用
(4)医学应用
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。
无氧运动中，肌细胞因氧不足，乳酸的大量积累会 使肌肉酸胀乏力。
细胞呼吸原理的应用
(5)运动
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。
易漏边角
思维训练
课堂小结
一 、无氧呼吸
1、定义2、过程3、总反应式4、能量去向
5、有氧呼吸与无氧呼吸的比较
二 、细胞呼吸原理的应用
1、发酵技术2、农业生产3、粮食储藏与果蔬保鲜
4、医学应用5、运动
三 、影响细胞呼吸的因素
1、内部因素2、外部因素
O
课堂检测
1、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是( D )
A.分解有机物 B.释放能量
C.需要酶催化 D.有机物分解不彻底
2、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是( A )
B.呼吸作用加强
D. 促进了物质的分解
A.呼吸作用减弱
C.光合作用减弱
3、现有甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行发酵，若它们消耗等量的葡萄
糖，则它们放出CO 和吸收的O 之比是( C )
A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3
谢谢观看!
(1)内部因素——遗传因素(决定酶的数量和种类)
1、不同种类植物呼吸速率不同，一般情况下，
水生植物>旱生植物，阳生植物>阴生植物
2、同一植物不同器官呼吸速率不同
生殖器官>营养器官
3、同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同
幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降
影响细胞呼吸的因素
4[H] C H O 6O 20[H] 酶3 → 34ATP III
酶 12ATP I (丙酮酸)
k -6H O
2 ATP
酶2
I
12H O 6CO
二氧化碳-----产物越多抑制反应
影响细胞呼吸的因素
氧气浓度-----原料越多促进反应
水---自由水越多代谢越快
质
影响呼吸作用的外界因素有哪些
线 温度---影响酶活性
C H O
粒体
细晌
①温度：通过影响酶的活性影响呼吸作用强度
应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间
(2)外部因素(温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量)
影响细胞呼吸的因素
呼吸速率
CO 释放的总量
无氧呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸消失点
Bx
D
25 30 O %
影响细胞呼吸的因素
②O 浓度
0 的
101520
C
放
量
释
A
C
5
实验组 对照组
结 论
装置 酵母菌 红色浓滴 NaoH 溶液 酵母菌坦 清水
结果1 左移 不移动
只进行有氧呼吸
结果2 不移动 右移
只进行无氧呼吸
结果3 左移 右移
二者都有
如何用实验方法判定有氧呼吸和无氧呼吸呢
影响细胞呼吸的因素
①O 浓度为0时，只进行无氧呼吸。
②随O 浓度增大，无氧呼吸强度逐渐被抑制，有氧呼吸强度不断加强，但仍较 弱，细胞呼吸强度较弱。
③当O 浓度达到5%时，释放CO 最少，细胞呼吸强度最弱。
④当O 浓度达到一定值(10%)后，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。
⑤随O 浓度进一步增大，有氧呼吸强度先增强后基本不变(受呼吸酶数量等因 素 的影响)。
CO 释放总量
O 吸收量
无氧呼吸CO 释放量
5 1015202530
O 0%)
探究2:影响细胞呼吸的因素
0 浓度
曲线变化分析
气
0
体相对含量
③CO 浓度：增加浓度抑制呼吸有良好的保鲜效果。
④水 ：自由水含量越高呼吸作用越快。
影响细胞呼吸的因素
呼吸速率
含水量