5.3细胞呼吸的原理和应用 课件(共40张PPT)-2025-2026学年上学期高一生物（人教版）必修1

(共40张PPT)
课前5分钟复习
1、生物体内进行生命活动的直接能源物质、主要能源物质和最终能源依次是（ ）
A.太阳能、糖类、ATP B.ATP、糖类、脂肪
C.ATP、脂肪、太阳能 D.ATP、糖类、太阳能
2、高等植物体内产生 ATP 的生理过程有( )
A.光合作用、主动运输
B.细胞呼吸、蒸腾作用
C.细胞呼吸、渗透作用
D.光合作用、细胞呼吸
D
D
5.3 细胞呼吸的原理和应用
学习目标
1.酵母菌在不同条件下的呼吸产物及检验方法（重、难点）
2.有氧呼吸的概念、场所、过程（重点）
情境导入
脂肪
葡萄糖
是主要的能源物质，
是细胞内良好的储能物质，
是驱动细胞生命活动的直接能源物质
葡萄糖、脂肪等有机物
释放能量
呼吸作用
细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸
呼吸作用的实质(P90)
ATP
探究酵母菌细胞呼吸的方式（P90、91）
一、细胞呼吸的方式
实验原理
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
1.提出问题
2.作出假设
酵母菌在有氧和无氧条件下进行的细胞呼吸的产物分别是什么？
酵母菌在有氧条件下进行细胞呼吸产生CO2，在无氧情况下进行细胞呼吸产生CO2和酒精。
探究酵母菌细胞呼吸的方式（P90、91）
3.设计实验
有氧
无氧
实验思路：分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或CO2
思考
1.怎样控制有氧和无氧条件
通入氧气：气泵
隔绝氧气：密封、石蜡油
A
B
有氧组
无氧组
3.怎样保证酵母菌正常生活？
在最适宜温度下给予充足养料
CO2：
酒精：
2.怎样检测CO2和酒精？如何比较CO2产生的多少？
澄清石灰水：变浑浊
溴麝香草酚蓝溶液：蓝→绿→黄
酸性重铬酸钾溶液：橙色→灰绿色
根据石灰水的浑浊程度
或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色时间的长短来判断CO2的产生情况
4.进行实验
1.配制酵母菌培养液：20g新鲜酵母菌+5% 的葡萄糖溶液（煮沸、冷却）
2.实验装置
酵母菌培养液
酵母菌培养液
澄清的石灰水
10%的NaOH溶液
A
B
有氧组
无氧组
澄清的石灰水
防止其他杂菌干扰
防止高温将酵母菌杀死
2.实验装置
分析1：NaOH溶液的作用是什么？
吸收空气中CO2，保证检验的CO2是酵母菌的产物
分析2：B瓶为什么要封口一段时间再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？
让酵母菌耗尽瓶内原有的O2，创造无氧环境，确保产物是无氧呼吸的产生的
分析3：请问此实验是否有对照组？
有
有氧组
无氧组
3.检测CO2
变浑浊/快
（CO2多）
变浑浊/慢
（CO2少）
4.检测酒精
橙色
灰绿色
有氧组
无氧组
5.实验结果
酸性重铬酸钾
让空气间歇性地依次通过3个锥形瓶
！由于葡萄糖也能与酸性的重铬酸钾反应发生颜色变化，因此，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖
6.实验结论
1、酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
2、在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2和水
3、在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2
2.分析变量
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件（氧气的有无）
细胞呼吸的产物（酒精和CO2的生成量）
温度、酵母菌活性葡萄糖浓度等
1.对比实验
设置两个或两个以上的对照组，通过对实验结果的比较分析，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
科学方法（P92）
细胞呼吸
无氧呼吸
有氧呼吸
对于绝大生物来说，
有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式
科学家根据大量的实验结果得出结论：
一、有氧呼吸
向内折叠
1.主要场所：______
线粒体
线粒体内膜
线粒体外膜
嵴
①
②
③
④
线粒体基质
______和______含有多种与有氧呼吸有关的____。
基质中
内膜上
酶
线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积,
为与有氧呼吸有关的酶提供附着位点
二、有氧呼吸
有氧呼吸 反应场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式:
C6H12O6 + 6H2O+6O2 6CO2 +12H2O+能量
酶
2.有氧呼吸过程
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
请根据P92-93的文字及图解，完成表格
（丙酮酸的分子式C3H4O3）
！O2实际上参与的是第三阶段
03
3.有氧呼吸的概念
细胞在氧 的参与下，通过多种酶 的催化，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，产生大量ATP 的过程。
4.有氧呼吸的特点(同有机物在体外燃烧相比)
a.有氧呼吸过程温和
b.能量经化学反应逐步释放
c.释放的能量有相当一部分储存在ATP中
思考讨论：
1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放能量2870kJ。
其977.28kJ储存在ATP分子中。则转化效率为 ，
这些能量能使 ADP转化为ATP.
32mol
34%
有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分能量存储在ATP中
课前5分钟复习巩固
1.酵母菌有氧呼吸的场所包括（ ）。
A.线粒体与叶绿体 B.叶绿体与细胞质基质
C.线粒体与细胞质基质 D.核糖体与线粒体
2.有氧呼吸第二阶段的产物是( )。
A.H O、CO2、能量 B.H O、丙酮酸、[H]
C.CO2、[H] 、能量 D.CO2、O2、能量
3.在有氧呼吸过程中,水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别发生在( )。
A.第一阶段和第二阶段 B. 第二阶段和第三阶段
C.第一阶段和第三阶段 D.第三阶段和第二阶段
C
C
B
有氧呼吸 反应场所 反应式
第一阶段
第二阶段
第三阶段
总反应式:
C6H12O6 + 6H2O+6O2 6CO2 +12H2O+能量
酶
2.有氧呼吸过程
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
请根据P92-93的文字及图解，完成表格
（丙酮酸的分子式C3H4O3）
！O2实际上参与的是第三阶段
03
3.有氧呼吸的概念
细胞在氧 的参与下，通过多种酶 的催化，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生CO2和H2O，释放能量，产生大量ATP 的过程。
4.有氧呼吸的特点(同有机物在体外燃烧相比)
a.有氧呼吸过程温和
b.能量经化学反应逐步释放
c.释放的能量有相当一部分储存在ATP中
思考讨论：
1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放能量2870kJ。
其977.28kJ储存在ATP分子中。则转化效率为 ，
这些能量能使 ADP转化为ATP.
32mol
34%
有氧呼吸释放的能量大部分以热能形式散失，少部分能量存储在ATP中
有机物
有机物中稳定的化学能
无机物
热能+ATP中活跃的化学能
5.有氧呼吸的物质变化：
6.有氧呼吸的能量变化：
12H2O
6O2
大能
ATP
热能
酶
③线粒体内膜
①细胞质基质
少能
ATP
热能
2丙酮酸(C3H4O3)
酶
4[H]
酶
20[H]
ATP
热能
6CO2
6H2O
②线粒体基质
2丙酮酸(C3H4O3)
少能
小结：
二、无氧呼吸
二、无氧呼吸
我们在剧烈运动后常会肌肉发酸，为什么？
加入酵母后密封保存，为什么能制作酒？
加入乳酸菌后密封保存，牛奶为什么会变成酸奶？
在无氧条件下，细胞进行了无氧呼吸，产生了酒精或者乳酸。
二、无氧呼吸
阅读课本94页，回答无氧呼吸的场所，并写出两种无氧呼吸各阶段反应式。
1
场所：
细胞质基质
2
过程：
C6H12O6
酶
2C3H4O3+4[H]+少量能量
第一阶段：
第二阶段：
只在第一阶段释放少量能量，大部分能量存留在酒精或乳酸中
酶
2C3H6O3（乳酸）
2C3H4O3
+ 4[H]
②乳酸式无氧呼吸:
2C2H5OH(酒精) + 2CO2
酶
+ 4[H]
2C3H4O3
①酒精式无氧呼吸:
二、无氧呼吸
2
过程：
总反应式：
①乳酸式无氧呼吸
②酒精式无氧呼吸
C6H12O6
酶
2C3H6O3（乳酸）+少量能量
C6H12O6
酶
2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量
大多数植物（苹果果实、水稻根）、酵母菌
高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等
二、无氧呼吸
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。
酒精发酵
乳酸发酵
3
发酵：
4
无氧呼吸定义：
在 参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，释放 的过程，就是无氧呼吸。
没有氧气
不完全分解
少量能量
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧
呼吸
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。
细胞在氧气参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放能量，生成大量ATP的过程。
指 在细胞内经过一系列的 ，生成二氧化碳或其他产物，释放 并生成 的过程。
2
细胞呼吸的概念
能量
有机物
ATP
氧化分解
总结
总结
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
产物
能量
相同点 联系 实质 意义 细胞质基质和线粒体（主要）
细胞质基质
需氧、需酶
不需氧、需酶
CO2和H2O
酒精和CO2 或乳酸
大量（32molATP）
少量（2molATP）
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同
分解有机物，释放能量，合成ATP
为生物体的各项生命活动提供能量
1
列表比较有氧呼吸和无氧呼吸
请同学们完成下列表格。
细胞呼吸的意义
总结
03
a.为生物体提供能量
b.是生物体代谢的枢纽
丙酮酸
葡萄糖
氨基酸
甘油
是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽
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
六、细胞呼吸原理的应用
分析讨论P95的六个资料，说说在生活生产中应用细胞呼吸原理的哪些方面？
为什么被锈钉扎伤或伤口很深时，需要注射破伤风疫苗，且用透气的创可贴或纱布包扎伤口？
避免破伤风杆菌无氧呼吸大量繁殖，引发破伤风。
抑制厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈
1
细胞呼吸原理的应用
为什么在利用酵母菌生产葡萄酒时，酿酒初期通气处理，后期密封？
1
细胞呼吸原理的应用
酿酒时先通气，让酵母菌进行有氧呼吸使其大量繁殖；
然后密封，使其发酵(即进行无氧呼吸），产生酒精。
为什么农业生产中要通过中耕松土，提高农作产量？
1
细胞呼吸原理的应用
葡萄糖→二氧化碳+水+释放能量（ATP）
根吸收无机盐
为什么稻田需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂？
1
细胞呼吸原理的应用
避免根因无氧呼吸产生大量酒精，对细胞产生毒害作用，造成烂根。
为什么储藏水果、粮食的仓库，往往通过降低温度、降低氧气含量含量等措施，延长保质期？
1
细胞呼吸原理的应用
减弱其呼吸作用，减少有机物的消耗以延长保质期。
为什么提倡慢跑等有氧运动？
1
细胞呼吸原理的应用
有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力
4
1
2
3
5
课堂小结
构建细胞呼吸过程图解