高中生物课件：3.4细胞呼吸的概念及类型浙科版必修1(共30张PPT)

(共30张PPT)
第4节细胞呼吸为细胞生活提供能量 第1课时细胞呼吸的概念及类型
需氧呼吸的过程，及每阶段的物质及能量变化。
需氧呼吸和厌氧呼吸的过程及其特点；
探究酵母菌的呼吸方式；
了解呼吸作用的概念；
教学目标
问题探讨
俗话说：“人是铁，饭是钢，一顿不吃饿得慌”,我们吃进的有机食物通过
消化吸收运输到细胞内是如何发挥作用的 回复初中的呼吸知识，我们吸进了 O , 排出了CO , 那 么CO 在细胞内是如何产生的 O 运输到细胞内干什么去了 为什么剧烈运动，呼吸速率会加快 剧烈运动后为什么会出现肌肉酸痛的现象
问题探讨
呼吸是指人体从周围环境中吸入空气，利用其中的O , 呼 出CO 的气体交换过 程 ；细胞呼吸是指细胞内进行的将糖类等有机物分解成无机物或小分子有机物， 并且释放能量的过程。
细胞内
呼吸器官 血液循环
O CO 乎吸器官 血液循环
呼吸(现象) 气体运输
呼吸作用(本质)
高等动物的呼吸现象和呼吸作用
1.探究酵母菌的呼吸方式
探究酵母菌在有氧和无氧条件下的呼吸方式。
酵母菌属于真 菌，广泛分布于自然界中，依赖外来 的有机物进行异养生活，以出芽生殖的方式产生后代。在 有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。
材料 锥形瓶、烧杯、橡胶塞、试管、玻璃管(直管、弯
管)、胶管、洗耳球(或气泵)。
目的
选材
探究酵母菌的呼吸方式
酵母菌在有氧或者无氧环境中进行呼吸的产物是什么
①有氧条件下产生二氧化碳，无氧条件下产生酒精；
②有氧条件下产生酒精和二氧化碳，无氧条件下产生二氧化碳；
③有氧和无氧条件下都产生了二氧化碳和酒精。
探究酵母菌的呼吸方式
W
进行实验
得出结论
提出问题
作出假设
设计实验
探究酵母菌的呼吸方式
提出问题
变量 因变量：细胞呼吸的产物|酒精、CO
无关变量：影响实验结果的可变因素
(1)实验目的
自变量：细胞呼吸的条件
设计实验
W
进行实验
得出结论
有氧
无氧
作出假设
(2)实验原理
①酵母菌培养液：5%葡萄糖溶液，可提供酵母菌生长繁殖所 需要的物质与能量。
③酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生
反应：橙色→灰绿色
提出问题
作出假设
1
设计实验
W
进行实验
得出结论
通入澄清的石灰水：澄清→浑浊
0.1%溴麝香草酚蓝溶液：蓝 →绿→黄
探究酵母菌的呼吸方式
②CO 的检测
无氧装 置中为什么B锥形瓶封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境
澄清的 石灰水 或BTB水溶液 (涣麝香草酚蓝)
B
酵母菌 澄清的
培养液 石灰水
或 BTB 水溶液
(溴麝香华验辉)
U
A
质量分数为10% 酵母菌
的NaOH溶液 培养液
吸收通入空气中的CO
有氧装置
探究酵母菌的呼吸方式
设计实验
W
进行实验
得出结论
(3)设计实验装置
作出假设
提出问题
无氧装置
接橡皮球 (或气泵)
案验满重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
+A装置的2ml酵母菌滤液
不变灰绿色
4B 装置的2m 酵母菌滤液
溶有重铬酸误麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→真
钾的浓磷酸(35℃) B 装置(35°灰绿色
探究酵母菌的呼吸方式
进行实验
得出结论
作出假设
业
设计实验
提出问题
条件 澄清石灰水出现的时间
重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧 变混浊/快
不出现灰绿色
无氧 变混浊/慢
出现灰绿色
1、酵母菌有氧呼吸产生CO ,无氧呼吸产生CO 和酒精。
2、有氧呼吸产生大量CO ,无氧呼吸产生少量CO 。
提出问题
作出假设
1
设计实验
W
进行实验
Y
得出结论
探究酵母菌的呼吸方式
2.需氧呼吸
木头燃烧是在高温下发生的，产生的光和热立即被释放； 需氧呼吸是在常温下发生的，所产生的的能量逐步释放， 其中一部分能量储存在ATP 中，其余的转化成热能。它们 反应的实质都是将有机物中的碳氧化为二氧化碳，将氢 氧化成水。
需氧呼吸
根据细胞呼吸过程中是否有氧参与，我们把细胞呼吸分为需氧呼吸和厌氧呼吸。 需氧呼吸是细胞呼吸的主要方式。需氧呼吸必须有氧参加，氧气把糖分子氧化成二氧 化碳和水。
需氧呼吸
(1)场所：主要在线粒体(“动力车间”)
线粒体的结构示意图
基质
嵴
(2)过程
需氧呼吸是由一系列化学反应组成的一个连续完整的代谢过程，每一步化学 反应有需要特定的酶参与才能完成。根据产物的性质和反应在细胞中发生的部位，
将其分为3个阶段。
第一阶段
4[H].
细胞溶胶
需氧呼吸
能量( 少量)
6CO
12H O+ 能量(大量)
第三阶段
酶
6O
线粒体
6H O 酶 第二阶段
C H 2O
酶
2丙酮酸
能量(少量)
(主要)
20[H]
第一阶段： 糖酵解
酶
C H O 细胞溶胶 2C H O (丙酮酸)+4[H]+ 少量能量
第二阶段： 柠檬酸循环
2C H O +6H O 线粒 基质 6CO + 20[H] +少量能量
第三阶段： 电子传递链
24[H] +6O 酶 12 200 +大量能量
体
酶
Oo
需氧呼吸
线粒体内膜
(3)总反应式：
需氧呼吸的过程是一个氧化还原反应。在这个过程中，葡萄糖分子化学键所储存
的能量(化学能)通过氧化还原作用释放出来。部分能量合成ATP, 用于各种生命活 动。葡萄糖分子与氧反应的总反应式如下：
糖分子失去氢原子
酶
C H 2O 6 +6H O +60 2
氧分子获得氢原子
6CO +12H O +能量
需 氧 呼 吸
不能，细胞中每氧化1个葡萄糖分子，可以合成约32个ATP 分子(其中的28个
ATP分子是在电子传递链中产生的),其能量利用效率大约为30%,而其他的能 量则是以热能的形式散失。
C H 2O +6H O+6O 酶 6CO +12H O+能量
需氧呼吸
以上反应式中的能量能否写成ATP
阶段 场所 原料 条件 产物
能量
第一阶段 糖酵解 细胞溶胶 葡萄糖 酶 丙酮酸、[H]
少量ATP
第二阶段 柠檬酸循环 线粒体基质 丙酮酸 酶 二氧化碳、[H]
少量ATP
第三阶段 电子传递链 线粒体内膜 氧气、[H] 酶、氧气 H O
大量ATP
需氧呼吸
(4)总结：
3.厌氧呼吸
细胞在无氧条件下，有机物(葡萄糖)经过一系列的氧化分解，生成不彻底的 氧化产物及其他物质，释放少量能量ATP的过程。乳酸菌、酵母菌等微生物的厌氧 呼吸也称发酵。最常见的发酵类型是乳酸发酵和乙醇发酵。
为什么厌氧呼吸释放的能量只有少量
因为酒精和乳酸中还有大量能量没有释放出来。
厌氧呼吸
(1)定义：
C H 2O
第一阶段
4[H]
2丙酮酸
厌氧呼吸
酶
第二阶段
酒精和CO 或乳酸
能量(少量)
(2)过程
细胞溶胶
厌氧呼吸第一阶段与需氧呼吸第一阶段相同，其中产生的能量一部分形 成少量ATP(2 个ATP 分子)。
厌氧呼吸
第一阶段： 糖酵解
酶
2C H O
细胞溶胶
(丙酮酸) +4[H]+ 少量能量
C H O
2C H O (乳酸)
②乙醇发酵
CH CHO ( 乙 醛 ) +CO
C H OH (乙醇)
第二阶段： 丙酮酸不彻底分解
①乳酸发酵
(丙酮酸)
醛 ) +2[H]
CH COCOOH
CH CHO( 乙
厌氧呼吸
2C H O +4[H]
乳酸脱氢酶
酶
酶
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)
乙醇发酵 C H 2O (葡萄糖) 酶 2C H OH ( 乙 醇 )+2 CO + 能量
(3)总反应式
乳酸发酵 C H 2O (葡萄糖) 酶
2C H O ( 乳 酸 )+ 能量
厌氧呼吸
例 ：大多数植物、酵母菌
第1阶段
第2阶段
场所 细胞溶胶
细胞溶胶
条件 无氧、酶
无氧、酶
反应物 葡萄糖
丙酮酸、[H]
产物 丙酮酸、[H]
乳酸或酒精和CO
释放能量多少 少
无
合成ATP多少 少
无
厌氧呼吸
(4)总结：
课堂小结
定义
细胞呼吸
细胞呼吸与呼吸的比较
探究酵母菌的呼吸方式
场所
需氧呼吸 过程
总反应式
实验目的、实验原理
实验装置、实验过程
实验现象、实验结论
细胞呼吸为细胞生活提供能量
乳酸发酵
乙醇发酵
厌氧呼吸
课堂检测
1.C H O 是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质，将一只实验小鼠放入含有放射性18O 气体的容器内，18O 进入细胞后，最先出现的放射性化合物是(D)
A.丙酮酸 B. 乳 酸 C.CO D.H O
2.下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下， 会产生CO 的试管有(C )
①葡萄糖+已破裂的细胞 ②葡萄糖+线粒体 ③丙酮酸+线粒体
④葡萄糖+细胞质基质(隔绝空气) ⑤丙酮酸+细胞溶胶(隔绝空气)
A.①③④⑤ B.①②④⑤ C.①③④ D.②③④
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CO 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
接橡皮球
(或气泵)
日
C D E
课堂检测
3.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(C )
质量分数为10%酵母菌 澄清的 酵母菌
澄清的
的NaOH溶 液 培 养 液 石灰水 培养液
石灰水
甲 乙
日
A
日
B