5.3 细胞呼吸的原理和应用（第2课时）课件(共40张PPT)---2025-2026学年高一上学期《生物》（人教版）必修1

(共40张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用
1、能依据实验结果（如无氧组产生酒精、有氧组CO 释放量更大）推导出酵母菌的呼吸特点。
教学目标
2、学会分析线粒体嵴结构扩大膜面积的意义，说明其与有氧呼吸酶高效分布的适应性。
3、掌握CO 检测（澄清石灰水变浑浊程度/溴麝香草酚蓝变色时间）和酒精检测（酸性重铬酸钾变灰绿色）的原理及操作要点。
4、通过对比实验（有氧组 vs 无氧组），归纳对比实验（相互对照）的设计逻辑，批判性评估实验操作（如检测酒精时需耗尽葡萄糖避免干扰），培养严谨的科学态度。
重点：有氧呼吸三阶段过程及能量变化；酵母菌呼吸方式探究实验的设计与分析。
教学重难点
难点：线粒体结构与功能的关联；能量转换效率的定量分析；对比实验中的变量控制逻辑。
讨论：
周一跑操过后，你的呼吸变了吗？
你是否感觉到热？
你有肌肉酸痛的感觉吗？
03
无氧呼吸
请阅读课本94页，在课本上找到答案并标注出来：
无氧呼吸的场所？
无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？
总结无氧呼吸的总反应式。
无氧呼吸过程能量发生了什么变化？
总结什么叫无氧呼吸。
总结什么叫细胞呼吸？细胞呼吸对生物有什么意义？
过程：
2丙酮酸
（C3H4O3）
C6H12O6
酶
少量能量
4[H]
酶
酶
2酒精（C2H5OH）+2CO2
2乳酸（C3H6O3）
细胞质基质
三、无氧呼吸
总反应式:
C6H12O6
+2CO2
酶
2C2H5OH
+少量能量
C6H12O6
（乳酸）
酶
2C3H6O3
+少量能量
三、无氧呼吸
第一阶段产生
思考：
1mol的葡萄糖所含能量大约2870kJ的能量，氧化分解成乳酸以后，释放出196.65kJ的能量，其中61KJ能量用来合成2molATP。其余能量的去处？
一部分以热能形式散失，另一大部分储存在不彻底的氧化分解产物酒精或乳酸中。
不同的生物无氧呼吸的方式不同，请将下面生物进行分类：
①甜菜块根　②玉米的根毛细胞　③马铃薯块茎　④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞　⑤酵母菌　⑥乳酸菌 ⑦玉米的胚　⑧苹果　
产酒精、二氧化碳的_________；产乳酸的是__________。
填一填：
②⑤⑧
①③④⑥⑦
三、无氧呼吸
像酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做发酵，根据发酵产物不同，产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
无氧呼吸定义
细胞呼吸定义
细胞呼吸是指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。
（1）为生物体提供能量
（2）生物体代谢的枢纽
O　　　　　　　 NH2
　　 ‖　　　　　　　 ▕
CH3—C—COOH→CH3—CH—COOH
例：丙酮酸
丙氨酸
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
细胞呼吸的意义
类 型 比较项目
不 同 点
相 同 点 有氧呼吸
无氧呼吸
比较有氧呼吸与无氧呼吸：
场所
条件
产物
释放能量
分解程度
过程
实质
意义
第一阶段： 细胞质基质；
第二、三阶段： 线粒体
细胞质基质
O2、酶、适宜温度
无O2 、酶、适宜温度
CO2和H2O
CO2、酒精或乳酸
较多（三个阶段均合成ATP）
较少(第一阶段合成ATP)
彻底
不彻底
第一阶段反应完全相同
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
04
细胞呼吸原理的应用
四、细胞呼吸原理的应用
（1）包扎伤口时需要使用透气的消毒纱布或松软的“创口贴”等敷料目的是？
主要是抑制破伤风杆菌等厌氧菌的生存和繁殖，防止伤口感染。
讨论：
1.任选上述2～3个实例，分析人们在生产和生活中应用了细胞呼吸原理的哪些方面。
（2）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产生各种酒？而利用淀粉、醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌以及发酵罐，在控制通气的情况下，可以产生食醋或味精？
酵母菌是兼性厌氧型生物，刚开始通气是为了使酵母菌通过有氧呼吸增殖，后来不通气进行无氧呼吸产生酒精
醋酸杆菌或谷氨酸棒状杆菌是严格的好氧型生物，通气是为了让其有氧发酵产生食醋或味精
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
（3）花盆，菜地需中耕松土，不然会影响根系生长，目的是？
松土是为了：
①促进根细胞有氧呼吸产生ATP，有利于根细胞通过主动运输方式吸收矿质离子
②促进好氧微生物的生长繁殖，增大其对有机物的分解供植物体利用
去除杂草是为了：减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争
花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气。
（4）稻田也需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂。目的是？
防止根细胞无氧呼吸产生酒精，对幼根细胞的毒害作用
储藏水果、粮食的仓库，往往要通过降低温度、降低氧气含量等措施，来减弱水果、粮食的呼吸作用，以延长保质期
（5）皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌容易繁殖，遇到这种情况，需要及时到医院清理伤口、敷药并注射破伤风抗毒血清。其中清理伤口目的是？
破伤风杆菌是严格的厌氧型生物，清理伤口时可抑制其通过无氧呼吸繁殖
破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖，遇到这种情况需要及时到医院治疗
（6）提倡慢跑运动等有氧运动的原因之一是？
防止肌肉细胞进行无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸痛
提倡慢跑等有氧运动的原因之一是：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。
讨论：
2.生活和生产中还有哪些应用细胞呼吸原理的事例？试再举一两例加以说明。
酸奶制作是利用了乳酸菌无氧呼吸；收获后的粮食要晒干再贮藏，就是通过降低细胞呼吸速率来延长贮存时间。
05
影响呼吸作用的环境因素
影响细胞呼吸的因素：
C6H12O6 +6H2O +6O2
酶
6CO2 +12H2O+能量
温度
温度、氧气、二氧化碳、水
氧气
五、影响呼吸作用的环境因素
水
二氧化碳
CO2
释放量
释放CO2的总量
有氧呼吸
无氧呼吸
A
B
最佳储存点
氧气
（1）曲线分析
由曲线可知，O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸有抑制作用。
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸。
②0＜O2浓度＜10%时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行有氧呼吸。
④A点时，有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。
五、影响呼吸作用的环境因素
（2）应用
①生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间。
②中耕松土增加根的有氧呼吸有利于矿质离子的吸收。还可以抑制无氧呼吸产生酒精，防止植物烂根。
③在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。
氧气
五、影响呼吸作用的环境因素
破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌是能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈铁钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖（遇到这种情况，需要及时到医院治疗）
提倡慢跑等有氧运动的原因之一是：有氧运动能避免肌肉细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量的乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀无力。
稻田需要定期排水。
如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。
（2）应用
（1）CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
2. 二氧化碳
五、影响呼吸作用的环境因素
应用：适当增加CO2浓度，抑制细胞呼吸，有利于水果和蔬菜的保鲜。
（1）温度主要通过影响呼吸酶的活性，进而影响呼吸作用。在一定的温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强；但超过一定的温度，酶的活性下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停止。
3. 温度
五、影响呼吸作用的环境因素
（2）应用
①生产上常利用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果。
②在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。
③温水和面发酵快。
3. 温度
五、影响呼吸作用的环境因素
（1）在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。
4. 水分
五、影响呼吸作用的环境因素
应用
①粮食在收仓储存之前要进行晾晒，甚至烘干，减少水分，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
②干种子在萌发时，要浸泡以增强代谢。
果蔬保存：零上低温、低氧、适宜水分。
种子保存：零上低温、低氧、干燥条件。
若你是一位农民，根据学习过的有关细胞呼吸的知识，谈一谈如何更好的储藏新鲜瓜果和干种子？
五、影响呼吸作用的环境因素
酿酒的时候，为什么早期通气，后期密封？
早期通气：促进酵母菌有氧呼吸，为其进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力，有利于菌种的繁殖
后期密封：促进酵母菌无氧呼吸，有利于产生酒精。
思考：
五、影响呼吸作用的环境因素
细胞呼吸类型的判断
酵母菌培养液
NaOH
酵母菌培养液
清水
a
b
当a液滴 、b液滴 时，只进行有氧呼吸。
当a液滴 、b液滴 时，只进行无氧呼吸。
当a液滴 、b液滴 时，即有无氧呼吸也有有氧呼吸。
右移
左移
不动
不动
左移
右移
根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况
课堂小结
课堂小结
1.氧气在第几阶段参与反应？场所是哪里？
2.水在第几阶段参与反应？水的生成在第几阶段？
3.有氧呼吸产生二氧化碳的场所是哪里？
4.生成的水中，氧原子来源于哪里？
5.产生的二氧化碳中氧原子来源于哪里？碳原子来源于哪里？
抢答
4.哪些过程能产生二氧化碳？
3.酵母菌细胞中可以进行哪些过程？
2.动物细胞中可以进行哪些过程？
1.①②③④过程进行的场所分别是哪里？
5.哪些阶段可以释放能量，产生ATP？
抢答
1.下图是细胞代谢过程中某些物质的变化过程示意图，下列叙述正确的是(　　)
A.在乳酸菌细胞中，能进行过程①②④
B.过程①④都需要O2的参与才能正常进行
C.真核细胞中催化过程①②③酶均位于细胞质基质中
D.植物细胞中均不会发生②
C
课堂练习
2.下图表示氧浓度和温度对洋葱根尖细胞有氧呼吸速率的影响。下列有关叙述错误的是(　　)
A.氧气浓度为0时，细胞中能够产生[H]的场所是细胞质基质
B.氧气浓度低于20%时，30℃、35℃两温度对有氧呼吸速率影响不大
C.由图可知，细胞有氧呼吸的最适温度位于30℃和35℃之间
D.与b点相比，限制c点有氧呼吸速率的因素有氧浓度和温度
C
课堂练习
谢谢观看