細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用 第二課時(shí) 教學(xué)課件【知識(shí)精講+備課精研】 高一生物 （人教版2019必修1）

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第5章第3節(jié)

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用本節(jié)聚焦細(xì)胞呼吸過(guò)程中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？有氧呼吸與無(wú)氧呼吸各有什么特點(diǎn)？細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中有哪些應(yīng)用？一有氧呼吸

細(xì)胞呼吸有氧呼吸無(wú)氧呼吸（主要）外膜內(nèi)膜線粒體基質(zhì)嵴線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所外膜內(nèi)膜DNA/RNA核糖體嵴增大膜面積分布有氧呼吸的酶基質(zhì)分布有氧呼吸的酶C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量酶一有氧呼吸A組B組C組細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞勻漿加入等量葡萄糖有氧呼吸場(chǎng)所分析細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)可以分解葡萄糖；線粒體不能直接分解葡萄糖；線粒體促進(jìn)了葡萄糖的分解。大量的科學(xué)研究表明：有氧呼吸的場(chǎng)所包括細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。先由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)完成葡萄糖的初步分解，之后由線粒體完成剩下的部分。一有氧呼吸

閱讀教材，結(jié)合圖示，嘗試用反應(yīng)式表示有氧呼吸的三個(gè)階段（1）C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+能量（2）2CH3COCOOH+6H2O6CO2+20[H]+能量酶（3）24[H]+6O212H2O+能量酶指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過(guò)程。一有氧呼吸

（1）第一階段：C6H12O62丙酮酸C3H4O3酶4[H]ATP熱能能量線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①C6H12O6酶+4[H]+能量場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3H4O3（少量）線粒體基質(zhì)小分子NAD+是電子和H+的載體通常將NADH簡(jiǎn)化為[H]，讀作還原氫NAD+NADHNAD+有氧呼吸第一階段概覽葡萄糖（C6H12O6）2×丙酮酸（C3H4O3）ATP（少量）NADH（[H]）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)NAD+ADP+Pi多種酶一有氧呼吸線粒體6CO220[H]②酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3+6H2O（少量）C6H12O62丙酮酸酶4[H]細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①酶6H2OATP熱能能量ATP熱能能量C3H4O3（2）第二階段：場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)丙酮酸CO2H2O少量ATP[H]有氧呼吸第二階段概括線粒體基質(zhì)一有氧呼吸線粒體6CO220[H]②C6H12O62丙酮酸酶4[H]細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①酶6H2OATP熱能能量ATP熱能能量C3H4O3（3）第三階段：酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜12H2O6O2酶③ATP熱能能量能量轉(zhuǎn)移路徑：電子勢(shì)能→H+濃度勢(shì)能→ATP有氧呼吸第三階段第一階段產(chǎn)生的[H]線粒體內(nèi)膜第二階段產(chǎn)生的[H]H2OO2大量ATP有氧呼吸第三階段一有氧呼吸

有氧呼吸是指在氧的參與下，通過(guò)多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過(guò)程。C6H12O6+6O2

+6H2O6CO2+12H2O+能量酶反應(yīng)式中兩邊的水能否約去？思考·討論1.在細(xì)胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放2870kJ的能量，可使977.28kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請(qǐng)你計(jì)算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少，這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP？2.與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級(jí)釋放能量的，這對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)具有什么意義？1.轉(zhuǎn)化效率高達(dá)34％，約使32molADP轉(zhuǎn)化為ATP。其余1892.72kJ主要以熱能的形式散失掉。2.保證有機(jī)物中的能量得到最充分的利用，使有機(jī)物中的能量逐步地轉(zhuǎn)移到ATP中；能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。小結(jié)葡萄糖丙酮酸少量ATP[H]細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CO2H2O少量ATP[H]H2OO2大量ATP嘗試在下圖畫中出有氧呼吸簡(jiǎn)要過(guò)程一有氧呼吸嘗試在下圖畫中出有氧呼吸簡(jiǎn)要過(guò)程葡萄糖丙酮酸少量ATP[H]細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CO2H2O少量ATP[H]H2OO2大量ATP二無(wú)氧呼吸1、酸奶發(fā)酵時(shí)，牛奶為什么要加滿？蓋子排氣孔為什么要封閉？家用酸奶機(jī)可以進(jìn)行酸奶和米酒發(fā)酵。酸奶發(fā)酵時(shí)，牛奶要加滿，蓋子的排氣孔要封閉。甜酒發(fā)酵時(shí)，米中間要挖一個(gè)窩，蓋子留一個(gè)排氣孔。試分析這是為什么呢?【問(wèn)題探討】酸奶發(fā)酵是乳酸菌發(fā)酵，只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，不需要氧氣，所以牛奶加滿。發(fā)酵不產(chǎn)生氣體，排氣孔封閉。挖一個(gè)窩可以保留部分空氣，讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，繁殖更快，接著進(jìn)行無(wú)氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2,因此要開排氣孔。2、甜酒發(fā)酵時(shí)為什么要挖一個(gè)窩？蓋子為什么要留一個(gè)排氣孔？1952年，二戰(zhàn)后駐扎在東京的一位美國(guó)士兵雖然滴酒不沾，但也會(huì)進(jìn)入醉酒的狀態(tài)，難以解釋的醉酒現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。25年后，一個(gè)內(nèi)科醫(yī)生終于診斷出了其中的病因。原來(lái)在他的腸道里，生活著一種突變的酵母菌，這些突變酵母細(xì)胞利用攝入到人體內(nèi)的糖類作為原料，通過(guò)糖酵解和乙醇發(fā)酵，制造出乙醇（酒精）。圖片摘自《生命動(dòng)力》酶酶酶乳酸菌圖片摘自《生命動(dòng)力》（二）無(wú)氧呼吸過(guò)程——乳酸發(fā)酵酶酶無(wú)氧呼吸的全過(guò)程，可以概括地分為兩個(gè)階段，這兩個(gè)階段需要不同酶的催化，但都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的。二無(wú)氧呼吸

第一階段：葡萄糖的初步分解與有氧呼吸第一階段完全相同C6H12O6酶+4[H]+少量能量2C3H4O3（丙酮酸）第二階段：丙酮酸不徹底分解1.場(chǎng)所

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2.過(guò)程丙酮酸和[H]在不同酶催化下形成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化為乳酸。無(wú)氧呼吸都只在第一階段釋放出少量的能量，生成少量的ATP二無(wú)氧呼吸

反應(yīng)總式例：大多數(shù)植物、酵母菌例：高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳等）C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量無(wú)氧呼吸釋放的能量為什么比有氧呼吸少？無(wú)氧呼吸只在第一階段釋放少量能量，生成少量ATP。有機(jī)物分解不徹底，還有大部分能量?jī)?chǔ)存于乳酸和酒精中。細(xì)胞中畫出無(wú)氧呼吸的過(guò)程細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O62丙酮酸(2C3H4O3)能量（熱能，2ATP）酶[H]2乳酸(C3H6O3)酶酶2酒精(C2H6O)+2CO2人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)消耗大量的能量，肌肉細(xì)胞則以無(wú)氧呼吸的方式供給能量，滿足人體的需要。高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短暫的無(wú)氧呼吸，將葡萄糖分解為乙醇和二氧化碳，釋放出能量以適應(yīng)缺氧環(huán)境條件。無(wú)氧呼吸危害：酒精和乳酸在細(xì)胞中大量積累對(duì)細(xì)胞有毒害作用，且釋放的能量太少，不足維持生命活動(dòng)的需求。大多數(shù)生物不能長(zhǎng)時(shí)間用無(wú)氧呼吸維持生命！有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的比較

結(jié)合下圖思考有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的區(qū)別和聯(lián)系【知識(shí)小結(jié)】

不同點(diǎn)有氧呼吸無(wú)氧呼吸場(chǎng)所條件產(chǎn)物能量相同聯(lián)系實(shí)質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、酶等酶等CO2和H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量釋放少量能量分解有機(jī)物，釋放能量第一階段反應(yīng)場(chǎng)所和過(guò)程完全相同葡萄糖丙酮酸有氧無(wú)氧CO2+H2O+能量（大量）C2H3OH+CO2+能量（少量）C3H6O3+能量（少量）三細(xì)胞呼吸1.指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過(guò)程。所有生物的生存，都離不開細(xì)胞呼吸釋放的能量。（1）為生物體的生命活動(dòng)提供能量（2）生物體代謝的樞紐（如丙酮酸）核酸蛋白質(zhì)多糖脂肪核苷酸氨基酸丙酮酸單糖脂肪酸糖酵解β氧化脫氨基乙酰輔酶A2.意義鞏固練習(xí)1.檢測(cè)酵母菌細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，下列描述正確的是()A．如果產(chǎn)生的氣體使澄清的石灰水變混濁，則酵母菌只進(jìn)行

有氧呼吸B．如果產(chǎn)生的氣體使溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃色，則酵母菌

只進(jìn)行無(wú)氧呼吸C．無(wú)論進(jìn)行有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸，酵母菌都能產(chǎn)生CO2D．酵母菌發(fā)酵時(shí)不產(chǎn)生氣體，但其發(fā)酵液能使重鉻酸鉀溶液

變灰綠色C2.制作啤酒的工藝流程實(shí)際上是應(yīng)用酵母菌的細(xì)胞呼吸，將小麥和酵母菌放入發(fā)酵罐，之后進(jìn)行怎樣處理方能制造出大量的啤酒()

A．馬上密閉，保持30～40℃的溫度B．一直通風(fēng)，不密閉，保持30～40℃C．先通風(fēng)后密閉，保持60℃以上D．先通風(fēng)后密閉，保持30～40℃D3．右圖表示呼吸作用過(guò)程中葡萄糖分解的兩個(gè)途徑。酶1、酶2和酶3依次分別存在于(

)A．線粒體、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)B．線粒體、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體C．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)D．細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體C4.人體內(nèi)氫隨化合物在體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)移的過(guò)程如圖所示，下列分析中合理的是()

A．①過(guò)程發(fā)生在核糖體上，水中的H只來(lái)自于—NH2B．在缺氧的情況下，③