5.3.2 细胞呼吸的原理和应用 课件（24张PPT）

(共24张PPT)
第五章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用 第2课时
核心素养
1.科学思维：构建有氧呼吸与无氧呼吸的过程模型，分析两者的区别与联系。
2.社会责任：概述细胞呼吸的原理分析有氧运动与无氧运动在减肥中的应用，引导学生科学减肥、科学健身。（首课思政育人点）
课标要求
说明生物通过细胞呼吸将储存在有机分子中的能量转化为生命活动可以利用的能量。
重点难点
1.重点：说明无氧呼吸过程中物质和能量的变化。
2.重点：比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质。
3.难点：探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用。
酸奶发酵是乳酸菌发酵，只进行无氧呼吸，不需要氧气，所以牛奶加满，而且发酵不产生气体，排气孔封闭；米酒发酵时挖一个窝保留部分空气是为了让酵母菌进行有氧呼吸，繁殖更快，接着进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，因此要开排气孔。
家用酸奶机可以进行酸奶和米酒发酵。酸奶发酵时，牛奶要加满，盖子的排气孔要封闭。甜酒发酵时，米中间要挖一个窝，盖子留一个排气孔。试分析这是为什么呢
1、无氧呼吸的概念：
指细胞在没有氧气参与的情况下，把葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量，生成少量ATP的过程。
1.无氧呼吸
无氧呼吸的两种类型：产酒精的无氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸。
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。
细胞质基质
线粒体
C6H12O6(葡萄糖)
散失
ATP
酶
[H]
能量
丙酮酸
CO2
C2H5OH(酒精)
酶
C3H6O3
（乳酸）
酶
2.过程
第一阶段
第二阶段
无氧呼吸分哪两个阶段？每个阶段的反应物、条件、
产物、场所是什么呢？
阅读课本P94，
讨论回答。
C6H12O6
能量（少量）
2丙酮酸（2C3H4O3）
4[H]
2C2H5OH（酒精）+2CO2
酶
酶
2C3H6O3（乳酸）
酶
第一阶段：
同有氧呼吸第一阶段
第二阶段：
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量
酶
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酶
高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚
大多数植物、酵母菌
2.过程
场所：细胞质基质
无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？
无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。有机物分解不彻底，还有大部分能量储存于乳酸和酒精中。
细胞呼吸是指 在 内经过一系列的 分解，生成 或其他产物，释放 并生成 的过程。
有机物
细胞
氧化
二氧化碳
能量
ATP
细胞呼吸的实质：分解有机物，释放能量
3、细胞呼吸
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不 同点 条件
场所
分解程度
产物
能量释放
相 同 点 O2、酶、适宜温度
无O2 ，需酶、适宜温度
第一阶段： 细胞质基质；
第二、三阶段： 线粒体
细胞质基质
葡萄糖被彻底分解
葡萄糖分解不彻底
CO2、H2O
乳酸或酒精和CO2
大量能量（三个阶段均合成ATP）
少量能量（第一阶段合成ATP）
过程：第一阶段反应完全相同。
实质：都是氧化分解有机物，释放能量，生成ATP。
意义：为生物体的各项生命活动提供能量
4、有氧呼吸和无氧呼吸的比较
5、细胞呼吸的意义
（1）为生物体的生命活动提供能量。绝大多数生命活动的所需要的能量（ATP）都是来源于细胞呼吸。因此，细胞呼吸是ATP的主要来源。
（2）生物体代谢的枢纽，为生物体其他化合物的合成提供原料。细胞呼吸产生的丙酮酸可以作为合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。
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
为什么包扎伤口要选用透气消毒纱布或创可贴？
为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？
为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？
为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施来延长保质期？
为什么皮肤伤口较深要到医院及时注射破伤风抗毒血清？
为什么提倡慢跑？
阅读P95的6个资料，说说细胞呼吸原理在生活生产中有哪些应用？
二、细胞呼吸原理的应用
1、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。
2、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。
3、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。
二、细胞呼吸原理的应用
6、人在剧烈运动时，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。慢跑能避免肌细胞进行无氧呼吸积累过多的乳酸而使肌肉酸胀乏力。
5、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。
4、通过降低温度，从而降低酶的活性使细胞呼吸速率下降，通过降低O2含量，从而降低有氧呼吸速率，并且无氧呼吸受到抑制，减少细胞内有机物的消耗。
二、细胞呼吸原理的应用
1、内因——酶的种类和数量
（1）不同种类的植物呼吸速率不同：
旱生＜水生 阴生＜阳生
（2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，幼苗、开花期>成熟期
（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同
生殖器官>营养器官
幼嫩组织>衰老组织
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
2、外因——O2浓度、温度、水分、CO2浓度
6CO2 + 12H2O +能量
C6H12O6+ 6H2O + 6O2
怎样才能促进有氧呼吸？
提高氧气浓度
适当升高温度
反应物
条件
产物
酶
增加自由水
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
（1）温度：主要影响酶的活性。
应用：蔬菜和水果储存应低温保存；大棚栽培植物要增大昼夜温差，白天适当升温，夜晚适当降低温度，昼夜保持温差，可以减少呼吸作用对有机物的消耗。
①最适温度:细胞呼吸最强。
②超过最适温度:呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
③低于最适温度:呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
三、影响细胞呼吸的因素及其应用
（1）新鲜的蔬菜和水果一般要放在冰箱里，目的是实现较好的保鲜效果，为什么呢？
（2）新疆的哈密瓜很甜，所以大家都喜欢吃，那么你知道新疆的哈密瓜为什么很甜吗？
在低温环境中，酶活性下降，细胞呼吸强度降低，有机物消耗减少。
新疆白天光合作用强，有机物合成多；
晚上温度低，细胞呼吸弱，有机物消耗少；
昼夜温差大，有机物积累多。
（2）O2浓度
O2浓度
呼吸速率
O2浓度
呼吸速率
无氧呼吸
有氧呼吸
促有抑无
CO2
释放量
释放CO2的总量
有氧呼吸
无氧呼吸
A
B
无氧呼吸消失的点
果蔬的最佳
储存点
①O2浓度＝0时，只进行无氧呼吸
②0＜O2浓度＜B时，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
③O2浓度≥B时，只进行有氧呼吸
④O2浓度在A点时，有机物消耗最少(CO2的释放总量最少)
应用：①低氧储存粮食、蔬菜、水果。
（2）O2浓度——P96
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。
（4）含水量
细胞含水量
呼吸速率
应用：1.种子晒干保存，干种子萌发前进行浸泡处理。
2.蔬菜水果在一定湿度的环境中，作物栽培，要合理灌溉。
（3） CO2浓度
CO2是呼吸作用的产物，过高CO2抑制细胞呼吸。
应用：增加CO2的浓度有利于果蔬保鲜、粮食储存
呼吸速率
CO2浓度
细胞呼吸
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
C6H12O6
2CO2
＋2C2H5OH
＋少量能量
酶
葡萄糖
酶
2丙酮酸
少量能量
4〔H〕
+
+
6O2
12H2O
酶
大量能量
24〔H〕
+
+
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酶
细胞质基质
一：细胞质基质
三：线粒体内膜
二：线粒体基质
6CO2
6H2O
酶
2丙酮酸
少量能量
20〔H〕
+
+
+
影响因素
温度
水分
CO2浓度
O2浓度
应用
(1)细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来(　　)
(2)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累(　　)
(3)水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳(　　)
(4)人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸(　　)
(5)和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少(　　)
(6)在有氧和无氧的条件下，葡萄糖中能量的去向都是大部分以热能的形式散失，少部分储存在ATP中(　　)
√
1、判断正误
×
×
√
×
×
2.如图是真核生物的细胞呼吸过程图解，图中①～⑤表示代谢过程，X、Y代表物质。下列相关叙述错误的是
A.过程②和⑤分别发生在线粒体基质和
细胞质基质
B.物质Y可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿
再变黄
C.图中能生成ATP的代谢过程有①③④⑤
D.人体细胞内⑤不能进行是因为缺少催化该过程的酶
√
3.结合细胞呼吸原理，分析下列日常生活中的做法，其中不合理的是
A.选用透气的消毒纱布包扎伤口
B.定期给花盆中的植物松土透气
C.低温低氧条件下保存蔬菜水果
D.采用快速短跑等进行有氧运动
√