5.3细胞呼吸的原理和应用课件（第1课时）（共21张PPT）

(共21张PPT)
生物界所有生物的一切生命活动都需要能量。无论是人类还是细菌，如果能量供应一旦停止，生命也将结束。
5.3
细胞呼吸的原理和应用（1）
葡萄美酒夜光杯，
欲饮琵琶马上催。
醉卧沙场君莫笑，
古来征战几人回？
把葡萄酿成美酒的过程中，要归功于_______。
酵母菌的发酵
什么是呼吸作用？
细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，也叫细胞呼吸。
提出问题：酵母菌在什么条件下产生酒精？不同条件下产生CO2一样多吗？
以常见的酵母菌为例：
单细胞真菌（真核生物）；有液泡；繁殖方式：出芽
在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
作出假设：
细胞呼吸的方式
实验目的：
自变量是什么？
因变量是什么？
细化：
如何检测因变量？
控制无关变量
控制那些会影响实验结果的因素
实验温度、营养物质...
无关变量相同且适宜
写出具体做法
方法步骤：
设计实验
探究酵母菌细胞有氧无氧条件下细胞呼吸的产物
有无氧气
产生的物质
如何控制自变量？
如何确保有氧/无氧条件
CO2：澄清石灰水、溴麝香草酚蓝；
酒精：酸性的橙色重铬酸钾
材料用具：
活动：搭建实验装置
气泵或
气球
A
B
C
D
E
运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
有氧呼吸装置： E-C-A-D
无氧呼吸装置： B-D
注意导管长进短出
E-C-D-A-D
称取等量的两份食用酵母菌（10g）放入相同的两个锥形瓶；
配制质量分数为5%葡萄糖溶液作为酵母菌的培养液；煮沸冷却加入
（煮沸为灭菌、除氧；冷却是避免高温杀死酵母菌）
3. 搭建如图的有氧呼吸（左）和无氧呼吸（右）装置；
让空气间歇性的通过三个锥形瓶后（50min）再培养
瓶B先培养一段时间再接通澄清的石灰水；在B中液面上滴加植物油或者蜡油
思考：如何确保从B进入澄清石灰水的气体是无氧呼吸产生的？
4.培养、观察、检测、记录（澄清石灰水混浊程度）
检测酒精的产生
实验结果
刚加入重铬酸钾 一段时间以后
A
B
A
A: 有氧条件下酵母菌培养液；B: 无氧条件下酵母菌培养液
B
实验结论：
1.酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量二氧化碳，不产生酒精；
2.酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生了少量二氧化碳，同时产生了酒精
本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
思考
对比实验（相互对照实验）
　　设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，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。
本实验的两组都是实验组
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
（主要）
燃烧
有氧呼吸与物质的体外燃烧有什么区别呢？
体外燃烧和有氧呼吸的区别？
体外燃烧一步到位
细胞有氧呼吸逐级完成
A组 B组 C组
细胞质基质 线粒体 细胞匀浆
加入等量葡萄糖 有氧呼吸场所分析
细胞质基质可以分解葡萄糖；
线粒体不能直接分解葡萄糖；
线粒体促进了葡萄糖的分解。
大量的科学研究表明：
　　有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解，之后由线粒体完成剩下的部分。
结合课本，阅读下列材料，回答细胞质基质为葡萄糖的分解提供了什么物质？
　　科学家发现酵母汁液（主要成分是细胞质基质）能够发酵（分解）葡萄糖，但将酵母汁液加热到50℃以上，便会失效。酵母汁液经过透析（除去小分子物质）以后，也失去了发酵能力。
有氧呼吸第一阶段
提供了酶和小分子物质
C6H12O6
酶
2丙酮酸+4[H]+少量能量
场所：
细胞质基质
小分子NAD+是电子和H+的载体
通常将NADH简化为[H]，读作还原氢
有氧呼吸第二、三阶段
功能：
细胞有氧呼吸的主要场所。
嵴
(含与有氧呼吸相关的酶)
线粒体内膜
线粒体外膜
线粒体基质
少量DNA、RNA、核糖体、有氧呼吸相关酶
有氧呼吸第二阶段全貌
场所：细胞质基质
丙酮酸
CO2
H2O
少量能量
[H]
线粒体基质
2丙酮酸+6H2O
酶
6CO2+20[H]+少量能量
资料：丙酮酸在线粒体中氧化分解生成CO2和H2O。20世纪30年代，克雷布斯等科学家发现，向鸽子胸肌悬浮液中加入少量草酰乙酸（C4H4O5）或苹果酸（C4H6O5），都能大大提高丙酮酸的氧化分解速率。
特点：
[H]和O2参与反应
产生大量能量
场所：
线粒体内膜
有氧呼吸第三阶段
线粒体电镜照片
24[H]+6O2
12H2O+大量能量
酶
呼吸反应总反应式
C6H12O6 + 6H2O +6O2
酶
6 CO2
+ 12H2O
+能量
H2O 参与
O2 参与
第二阶段
第二阶段
[H] 产生于
第三阶段
第一、二阶段
第三阶段
三个阶段
能量 产生于
H2O 产生于
CO2 产生于
所以什么是有氧呼吸？
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。
能量去向：
一部分以热能形式散失；一部分转移到ATP中。　
有氧呼吸各个阶段的比较：
场所 反应物 生成物 能量
细胞质基质
线粒体基质
葡萄糖
[H]、O2
H2O
少量
少量
大量
丙酮酸 H2O
丙酮酸 [H]
线粒体内膜
第一阶段
第二阶段
第三阶段
阶段
项目
CO2 [H]（多）
1mol 葡萄糖彻底氧化可放出2870 kJ 的能量，但其中只有977.28 kJ左右的能量储存在ATP中，其余的则以热能形式散失了。
思考：这种散失对生物体有何意义？
请你计算一下，有氧呼吸的能量转换效率是多少？这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？
动动脑
与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对生物体来说有什么意义？
散失的能量用于机体产热，维持体温，利于生物生存
转换效率：34.05% 大约可以使32molADP转化为ATP
保证能量的充分利用
维持细胞相对稳定的状态
C6H12O6
2丙酮酸
酶
6CO2
4[H]
能
2ATP
热
能
2ATP
热
酶
6H2O
20[H]
12H2O
6O2
酶
能
34ATP
热
线粒体
细胞质基质
②
①
③
有氧呼吸小结