細胞呼吸的原理和應(yīng)用（第2課時）【 備課精研+高效課堂 】高一生物課件（人教版2019必修1）

第5章細胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用（第二課時）1.主要場所：線粒體外膜內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴含有氧呼吸有關(guān)的酶嵴基質(zhì)含有氧呼吸有關(guān)的酶少量的DNA和RNA雙層膜（增大內(nèi)膜面積）（1）線粒體增大膜面積的方式：

。（2）線粒體增大膜面積的意義：

。（3）有氧呼吸的酶分布在：

。（4）線粒體的功能：

。內(nèi)膜向內(nèi)折疊成嵴增大有氧呼吸酶的附著位點進行有氧呼吸的主要場所線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)實驗一：將酵母菌細胞破碎后進行離心處理，獲得上清液(細胞質(zhì)基質(zhì))和沉淀物(線粒體)兩部分，與未離心處理過的酵母菌培養(yǎng)液分別放入3支試管內(nèi)，往3支試管內(nèi)分別加入等量的氧氣、葡萄糖、熒光素和熒光素酶，一段時間后，檢測各試管內(nèi)的變化情況。組別加入的細胞成分實驗結(jié)果1號線粒體葡萄糖的量不變，沒有熒光2號細胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖的量減少，有丙酮酸生成，微弱熒光出現(xiàn)3號線粒體和細胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖的量減少，有CO2生成以及較強熒光出現(xiàn)（1）葡萄糖

（填“能”或“不能”）被線粒體分解；（2）分解葡萄糖的分解發(fā)生場所是

，產(chǎn)物有

；（3）推測線粒體中能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是

。推測酵母細胞呼吸過程中的能量變化是

。不能細胞質(zhì)基質(zhì)有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能→ATP中活躍的化學(xué)能丙酮酸和少量ATP丙酮酸分解產(chǎn)生CO2和大量ATP有氧呼吸過程：三個階段第一階段：C6H12O6酶2C3H4O3＋4[H]＋能量(少量)細胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6能量（少量）

2丙酮酸（2C3H4O3）4[H]酶1思考：葡萄糖能進入線粒體嗎？線粒體外膜是否有葡萄糖載體？實驗二：使用超聲波將線粒體破碎，分離線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì)，加入等量的氧氣、丙酮酸、熒光素和熒光素酶，一段時間后，檢測各試管變化情況。組別加入的細胞成分實驗結(jié)果4號只含線粒體膜狀結(jié)構(gòu)丙酮酸的量不變，沒有熒光出現(xiàn)5號只含線粒體基質(zhì)丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2，微弱熒光出現(xiàn)6號有線粒體膜狀結(jié)構(gòu)和基質(zhì)丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2，較強的熒光出現(xiàn)（1）丙酮酸分解的場所是

，產(chǎn)物有

；（2）線粒體的膜狀結(jié)構(gòu)有沒有參與呼吸的過程？線粒體基質(zhì)CO2和少量ATP產(chǎn)生大量ATP有氧呼吸過程：三個階段第二階段：C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3）4[H]酶1線粒體基質(zhì)2C3H4O3+6H2O

6CO2＋20[H]＋能量（少量）

酶能量（少量）20[H]6CO26H2O酶2實驗三：超聲波震碎了線粒體之后，內(nèi)膜自然卷成了顆粒朝外的小囊泡。這些小囊泡具有氧化[H]的功能。當(dāng)用胰蛋白酶處理后，這些小囊泡不再具有氧化[H]的功能。當(dāng)把這些小顆粒裝上去之后，小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。這些小顆粒后被證實是一系列線粒體內(nèi)膜上的酶。通過以上事實可以確定在線粒體內(nèi)膜上發(fā)生了什么樣的反應(yīng)？誰在氧化[H]？產(chǎn)物是什么？O2和[H]發(fā)生反應(yīng)有氧呼吸過程：三個階段第三階段：C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3）4[H]酶1線粒體內(nèi)膜能量（少量）20[H]6CO26H2O酶2酶36O212H2O+能量（大量）

24[H]+6O2

12H2O+能量（大量）

酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量有氧呼吸的過程：一三二三二總反應(yīng)式兩側(cè)的水能否抵消？為什么？1.產(chǎn)生CO2的階段（）2.產(chǎn)生H2O的階段（）3.消耗H2O的階段（）4.氧氣參與的階段（）5.產(chǎn)生少量[H]的階段（）6.產(chǎn)生大量[H]的階段（）7.消耗[H]的階段（）8.產(chǎn)生少量ATP的階段（）9.產(chǎn)生ATP最多的階段（）10.葡萄糖分解的場所（）11.丙酮酸分解的場所（

）二三二三一二三一、二三細胞質(zhì)基質(zhì)線粒體【總結(jié)】：有氧呼吸：1、概念：指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。2、有氧呼吸與燃燒的異同：①有氧呼吸是在溫和的條件下進行的；②有機物中的能量是逐步釋放的；③有機物氧化分解釋放的能量有相當(dāng)一部分儲存在ATP中。酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量1.反應(yīng)式中的能量能否寫成ATP？2.有氧呼吸的能量大部分儲存在ATP中？思考.討論葡萄糖徹底氧化分解釋放大量能量2870KJ2870KJ儲存在ATP中977.28KJ熱能形式散失1892.72KJ大部分少部分a.轉(zhuǎn)化效率=977.28/2870=34%b.產(chǎn)生ATPmol數(shù)=977.28/30.54=32mol實驗四：將酵母細胞破碎后離心獲得細胞溶膠（相當(dāng)于細胞質(zhì)基質(zhì)）和線粒體，通入18O2,進行實驗。試管加入的細胞成分加入的反應(yīng)物各試管變化情況加入熒光素和熒光酶1細胞質(zhì)基質(zhì)+線粒體添加14C標(biāo)記的葡萄糖葡萄糖的量減少，有14CO2、H218O2的生成較強熒光2細胞質(zhì)基質(zhì)添加14C標(biāo)記的葡萄糖葡萄糖的量減少，有14C標(biāo)記的丙酮酸、[H]的生成較弱熒光3線粒體懸液添加14C標(biāo)記的葡萄糖葡萄糖的量不變沒有熒光4線粒體懸液添加14C標(biāo)記的丙酮酸丙酮酸的量減少有14CO2、H218O2的生成較強熒光(1)本實驗中用18O2、14C標(biāo)記物質(zhì)去路的方法叫做

。(2)1、2、4結(jié)果表明，用14C標(biāo)記的葡萄糖中的14C去向是：

。（用物質(zhì)和箭頭表示）(3)1、4結(jié)果表明，用18O標(biāo)記的18O2，其中18O的去向是：

。（用物質(zhì)和箭頭表示）同位素標(biāo)記法【例1】請在總反應(yīng)式上標(biāo)注有氧呼吸的過程中反應(yīng)物：葡萄糖、氧氣、水中的氧的去向。C6H12O6＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量酶【例2】用含18O的葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子，18O的轉(zhuǎn)移途徑是（）葡萄糖→丙酮酸→水 葡萄糖→丙酮酸→氧葡萄糖→氧→水葡萄糖→丙酮酸→CO2閱讀p94，回答下列問題，寫出無氧呼吸各個階段的反應(yīng)式。無氧呼吸1.無氧呼吸最常利用的物質(zhì)是什么？2.無氧呼吸可以概括的分為幾個階段？3.無氧呼吸每個階段的場所各是什么？4.無氧呼吸各個階段，反應(yīng)物和產(chǎn)物分別是什么？1.產(chǎn)乳酸的無氧呼吸C6Hl2O62C3H6O3（乳酸）+能量酶舉例：乳酸菌、動物、馬鈴薯塊莖、玉米的胚2.產(chǎn)酒精的無氧呼吸C6Hl2O6

2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量酶舉例：酵母菌、植物無氧呼吸的類型1、無氧呼吸產(chǎn)物不同的原因是什么？2.無氧呼吸是否為徹底的氧化分解？若不是，能量還儲存在哪里？3.什么叫發(fā)酵？發(fā)酵類型有哪些？合作探究酶的種類不同是不徹底的氧化分解

能量還儲存在酒精和乳酸中微生物的無氧呼吸叫發(fā)酵酒精發(fā)酵：釀酒乳酸發(fā)酵：制作泡菜有氧呼吸和無氧呼吸的“能量”去向有氧呼吸葡萄糖徹底氧化分解釋放大量能量大部分少部分熱能形式散失儲存在ATP中無氧呼吸葡萄糖不徹底氧化分解釋放少量能量大部分存留在乳酸或酒精中熱能形式散失大部分少部分儲存在ATP中2870KJ2870KJ2870KJ1892.72KJ977.28KJ196.65KJ61.08KJ總結(jié)：有氧呼吸和無氧呼吸異同點

有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。無氧呼吸是指細胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物（乳酸或酒精），釋放能量，生成少量ATP的過程。細胞呼吸是有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。呼吸類型有氧呼吸無氧呼吸不同點反應(yīng)物場所幾個階段最終產(chǎn)物氧化分解程度能量產(chǎn)生多少各階段能量釋放情況ATP產(chǎn)生量相同點實質(zhì)聯(lián)系兩個階段細胞質(zhì)基質(zhì)酒精和二氧化碳或乳酸不徹底少量少量ATP（約2個）分解有機物，釋放能量第一階段完全相同葡萄糖只在第一階段釋放少量能量葡萄糖和氧氣細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體三個階段二氧化碳和水徹底大量第一階段和第二階段釋放少量能量，第三階段釋放大量能量大量ATP（約32個）判斷正誤：（1）有氧呼吸的三個階段均有ATP產(chǎn)生，無氧呼吸只在第一階段產(chǎn)生ATP。（）（2）有H2O生成的一定是有氧呼吸。（）（3）有CO2生成的一定是有氧呼吸。（）（4）人體細胞細胞呼吸產(chǎn)生CO2的場所只有線粒體。（

）（5）沒有線粒體的生物一定不能進行有氧呼吸（）（6）真核生物都能進行有氧呼吸。（）（7）葡萄糖在線粒體中徹底氧化分解生成CO2和H2O（）√√有些原核生物，如藍細菌能進行有氧呼吸（含有與有氧呼吸有關(guān)的酶）哺乳動物成熟紅細胞、蛔蟲沒有線粒體，只能進行無氧呼吸葡萄糖只能在細胞質(zhì)基質(zhì)中分解，不能進入線粒體中?！蘕XX人體細胞只能進行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸√第3節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用第5章細胞的能量供應(yīng)和利用

一、細胞呼吸類型的判斷及相關(guān)計算二、影響細胞呼吸速率的因素三、細胞呼吸原理的應(yīng)用酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6Hl2O62C3H6O3（乳酸）+能量酶C6Hl2O6

2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量酶一、細胞呼吸類型的判斷及相關(guān)計算寫出下列的細胞呼吸方式：①不消耗O2，釋放CO2→

②無CO2釋放→

③CO2釋放量=O2吸收量→

④CO2釋放量＞O2吸收量→

⑤CO2釋放量=酒精量→

⑥CO2釋放量＞酒精量→

只進行產(chǎn)酒精的無氧呼吸只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸只進行有氧呼吸或有氧+產(chǎn)乳酸無氧呼吸有氧呼吸+產(chǎn)酒精無氧呼吸只進行產(chǎn)酒精的無氧呼吸有氧呼吸+產(chǎn)酒精無氧呼吸4.若酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸消耗的葡萄糖量相等，則有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量的比值？5.若酵母菌進行有氧呼吸和無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量相等，則有氧呼吸消耗的葡萄糖量是無氧呼吸的幾倍？【例2】混合酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的氧氣時，其產(chǎn)生的C2H5OH和CO2的量如下表所示。下列敘述錯誤的是（）

A.氧濃度為b時，經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的CO2為6molB．a(chǎn)值應(yīng)當(dāng)為OC．氧濃度為c時，有50%的葡萄糖用于酒精發(fā)酵D．d濃度時只進行有氧呼吸氧濃度（%）abcd產(chǎn)生CO2的量9mol12.5mol15mol30mol產(chǎn)生酒精的量9mol6.5mol6mol0mol【例3】有一瓶含有酵母菌的葡萄糖培養(yǎng)液，當(dāng)通入不同濃度的O2時，其產(chǎn)生的酒精和CO2的物質(zhì)的量如下圖所示。據(jù)圖中信息推斷錯誤的是（）A．當(dāng)氧濃度為a時，酵母菌細胞呼吸各階段均產(chǎn)生ATPB．當(dāng)氧濃度為b時，酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸C．當(dāng)氧濃度為c時，酵母菌消耗的葡萄糖中仍有2/3用于無氧呼吸D．當(dāng)氧氣濃度為d時，酵母菌的能量供應(yīng)全部來源于有氧呼吸1.O2濃度2.溫度3.CO2濃度4.水分二、影響細胞呼吸速率的因素1.O2濃度【例4】下圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下，單位時間內(nèi)O2吸收量和CO2釋放量的變化。下列敘述正確的是（）

A.氧氣濃度為0時，改器官不進行呼吸作用

B.氧氣濃度在10%以下時，該器官只進行無氧呼吸

C.氧氣濃度在10%以上時，該器官只進行有氧呼吸

D.保存該器官時，氧氣濃度越低越好溫度℃呼吸速率（強度）2.溫度對呼吸速率的影響主動運輸溫度影響酶的活性。最適溫度b應(yīng)用：貯存水果時，適當(dāng)降低溫度能延長保存時間ac增加CO2的濃度對呼吸作用有明顯的抑制效應(yīng)。(這可以從化學(xué)平衡的角度得到解釋。)3.CO2濃度對呼吸速率的影響應(yīng)用：在蔬菜和水果的保鮮中，適當(dāng)增加CO2的濃度也具有良好的保鮮效果。在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸強度隨含水量的增加而加強，隨含水量的減少而減弱。4.水對呼吸速率的影響應(yīng)用：種子風(fēng)干，以減弱細胞呼吸，減少有機物的消耗，延長作物的儲存時間。水果、蔬菜要求低濕度。總結(jié)：糧油種子貯藏時，要在

、

、

、

條件下。水果、蔬菜保鮮時，要在

、

、

、

條件下。零上低溫低氧高CO2干燥零上低溫低氧高CO2適當(dāng)濕度三、細胞呼吸原理的應(yīng)用1.工業(yè)生產(chǎn)問題探討：

在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。（1）都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？（2）為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？酵母菌有氧呼吸釋放大量能量，為細胞繁殖提供充足的動力雞精醬油果醋谷氨酸棒狀桿菌米曲霉、酵母菌、乳酸菌醋酸菌三、細胞呼吸原理的應(yīng)用1.工業(yè)生產(chǎn)葡萄酒腐乳泡菜酸奶酵母菌毛霉乳酸菌乳酸菌2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)思考1：為什么水稻田要定期排水？思考2：為什么農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要通過中耕松土，提高農(nóng)作產(chǎn)量？葡萄糖→二氧化碳+水+釋放能量（ATP）根吸收無機鹽防止無氧呼吸產(chǎn)生酒精毒害細胞三、細胞呼吸原理的應(yīng)用思考：為什么被銹釘扎傷或傷口很深時，需要注射破傷風(fēng)疫苗，且用透氣的創(chuàng)可貼或紗布包扎傷口？避免厭氧菌繁殖3.健康生活無氧運動中，肌細胞因氧不足，要靠無氧呼吸來獲取能量，會引起人有肌肉酸脹乏力的感覺。提倡慢跑：促進肌細胞有氧呼吸,防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使肌肉酸脹。3.健康生活【例5】判斷正誤(1)用透氣的消毒紗布包扎傷口，目的是保證傷口處細胞的有氧呼吸(

)(2)無氧和零下低溫環(huán)境有利于水果保鮮(

)(3)及時排澇，能防止水稻根細胞受酒精毒害(

)選項應(yīng)用措施目的A包扎傷口透氣紗布抑制厭氧菌的大量繁殖B乳酸菌制作酸奶先通氣，后密封加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸發(fā)酵C水果保鮮低溫降低酶的活性，降低細胞呼吸D栽種莊稼疏松土壤促進根有氧呼吸，利于吸收礦質(zhì)離子【例6】下表中有關(guān)細胞呼吸原理應(yīng)用于生產(chǎn)實踐的措施及目的敘述，錯誤的是()【例7】下列關(guān)于細胞呼吸原理的應(yīng)用，敘述正確的是（）

A.為了有利于水果和蔬菜的保鮮，最好應(yīng)放在低氧和零下低溫環(huán)境下儲存，可以有效降低細胞內(nèi)