2020細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件

第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用人教版必修1本節(jié)重點(diǎn)1.細(xì)胞呼吸的概念及其與ATP形成的關(guān)系2.有氧呼吸和無氧呼吸的過程及其特點(diǎn)3.細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用

細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)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，釋放出能量并生成ATP的過程。一、細(xì)胞呼吸（呼吸作用）注意：區(qū)別呼吸(運(yùn)動)與細(xì)胞呼吸?實質(zhì)：氧化分解有機(jī)物，釋放能量線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴二、有氧呼吸1、場所：主要在線粒體2、有氧呼吸最常利用的底物：----葡萄糖(C6H12O6)探究活動一：在適宜溫度條件下將酵母菌研磨液經(jīng)離心分離后分別注入4支試管,都通入氧氣，各種酶的活性不變：葡萄糖線粒體

葡萄糖含量不變

1

葡萄糖

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體

葡萄糖減少出現(xiàn)丙酮酸，有氣泡3葡萄糖細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖減少丙酮酸產(chǎn)生

2丙酮酸

線粒體有氣泡產(chǎn)生4CO2C6H12O6①6CO2少量能量ATP熱量酶6H2O20[H]12H2O大量能量ATP熱量③少量能量ATP熱量4[H]6O2酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②2丙酮酸酶線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜探究二、有氧呼吸的過程有氧呼吸的三個階段C6H12O6酶2丙酮酸+4[H]+(少量)能量

場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①酶6CO2

+20[H]+(少量)能量場所：線粒體基質(zhì)②

2丙酮酸酶12H2O+（大量）能量

場所：線粒體內(nèi)膜③24[H]+6O2+6H2O有氧呼吸場所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段有氧呼吸三個階段的比較細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸,H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜對比總反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶生物學(xué)方程式的寫法：

1、必須用箭頭

2、酶促反應(yīng)的箭頭上必須寫酶。箭頭下有時可以寫反應(yīng)條件。

3、一般需要配平。

4、牽扯到能量的方程式必須寫能量，不能寫ATP。

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2+12H2O+能量思考:上述反應(yīng)生成物中的CO2和H2O

中的O分別來自反應(yīng)物中的什么物質(zhì)?4、原子的來源和去路：1場所:2條件:3物質(zhì)變化:4能量變化:注意點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要）O2、酶有機(jī)物、O2、H2O→CO2、H2O2870kj能量：

977.28kj能量存于ATP中，其余以熱能散失。有氧呼吸注：能量去向：一部分以熱能形式散失；一部分轉(zhuǎn)移到ATP中；

在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的是：在線粒體中進(jìn)行的是：

有水參與的階段是：有氧參與的階段是：有水生成的階段是：有二氧化碳生成的階段是：

放出少量能量的階段是：放出大量能量的階段是：放出少量[H]的階段是：放出大量[H]的階段是：第一階段第二階段第三階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段第二、三階段第一、二階段

細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量并生成大量ATP的過程。有氧呼吸發(fā)酵：微生物的無氧呼吸(二)無氧呼吸1、場所：2、過程第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同。第二個階段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖4［H］2丙酮酸2CO22酒精2乳酸無氧呼吸的過程：少量能量2ATP丙酮酸與[H]反應(yīng)不同酶伴隨熱能產(chǎn)生，但不轉(zhuǎn)化為ATP酶反應(yīng)式：C6H12O6C6H12O6酶酶2CO2+2C2H5OH+少量能量

2C3H6O3+少量能量例：動物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）例：大多數(shù)植物細(xì)胞、酵母菌、果實225KJ196.65KJ為什么無氧呼吸產(chǎn)生能量少？氧化分解不徹底,部分能量仍儲存在酒精和乳酸中酒精乳酸1場所:2條件:3物質(zhì)變化:4能量變化:注意點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)酶、缺氧或無氧有機(jī)物→不徹底氧化產(chǎn)物196.65kj能量：61.08kj能量存于ATP中，其余以熱能散失。無氧呼吸無氧呼吸的概念在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。無氧呼吸的特點(diǎn)氧氣的存在抑制了無氧呼吸的進(jìn)行探究活動三（三）有氧呼吸與無氧呼吸的聯(lián)系有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場所條件產(chǎn)物能量變化相同點(diǎn)聯(lián)系實質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧氣、酶不需氧氣、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量，合成38molATP釋放少量能量，合成2molATP從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP1、為各項生命活動提供_____。2、為體內(nèi)其他化合物的合成提供___。二、呼吸作用的意義谷氨酸+丙酮酸丙氨酸+α－酮戊二酸能量原料此為“轉(zhuǎn)氨基作用”。非必需氨基酸的形成方式。場所：肝臟。3、作物栽培時要及時松土透氣，利于根系的有氧呼吸，促進(jìn)水和無機(jī)鹽的吸收，稻田需定期排水，否則會因根進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生大量酒精對細(xì)胞有毒害作用，使根腐爛。4、傷口較深，缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌易大量繁殖，傷口不包扎或用透氣紗布。5、酵母菌釀酒先通氣，有氧呼吸進(jìn)行繁殖，后密封進(jìn)行無氧呼吸釀酒。6、提倡慢跑有氧運(yùn)動，無氧運(yùn)動產(chǎn)生乳酸。低溫貯存利用N2或CO2降低O2的濃度降低細(xì)胞呼吸，延長保存期限。降低濕度貯存農(nóng)產(chǎn)品的貯存和保鮮有哪些方法注：農(nóng)村廣泛采用密閉的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身產(chǎn)生的二氧化碳抑制細(xì)胞呼吸的原理。細(xì)胞呼吸原理應(yīng)用透氣性好，細(xì)胞呼吸正常，并能抑制破傷風(fēng)桿菌等厭氧病菌的繁殖花盆里的土壤板結(jié)后，空氣不足，會影響根系生長，需要及時松土透氣，以保證根系細(xì)胞呼吸對氧氣的需要稻田需要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細(xì)胞就會進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生酒精發(fā)酵，時間長了，酒精就會對根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。人在劇烈運(yùn)動時，以無氧呼吸為主，這時會產(chǎn)生大量的乳酸，積累在骨骼肌處，使人感到酸脹乏力；若進(jìn)行慢跑，則以有氧呼吸供能，這時產(chǎn)生的是CO2和水不會產(chǎn)生酸脹乏力感。想一想：什么叫呼吸速率？影響它的主要因素是什么？呼吸速率是指單位數(shù)量的活體組織，在單位時間內(nèi)，消耗的O2量或釋放的CO2量。（也可用葡萄糖消耗量表示，但不好測量）三、影響呼吸作用的因素（一）影響細(xì)胞呼吸的內(nèi)部因素

(1)不同種類的植物呼吸速率不同，如一般情況下，旱生植物小于水生植物，陰生植物小于陽生植物。

(2)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于營養(yǎng)器官。

(3)同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同，如幼苗期、開花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。1、溫度

主要是影響酶的活性2、氧氣

在氧氣濃度為零時，只進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以下時，既進(jìn)行有氧呼吸，又進(jìn)行無氧呼吸；氧氣濃度為10%以上時，只進(jìn)行有氧呼吸。氧氣的存在對無氧呼吸有抑制作用（5%）保存

應(yīng)用：蔬菜和水果儲存：降溫；保持晝夜溫差（二）影響呼吸作用的外部因素及應(yīng)用3、CO24、水從化學(xué)平衡角度析，CO2濃度增加，呼吸速率下降

在一定范圍內(nèi)含水越多，呼吸作用越強(qiáng)應(yīng)用：種子儲存應(yīng)曬干，降低呼吸作用1、上圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下的CO2釋放和O2吸收量的變化,請據(jù)圖回答問題:⑴在外界氧濃度為10%以下時,該器官的呼吸作用方式是:______________________________________________。

⑵無氧呼吸強(qiáng)度與氧氣濃度之間的關(guān)系_______________________________________________。51015無氧呼吸和有氧呼吸同時存在無氧呼吸隨氧濃度的升高而逐漸減弱O2濃度A氣體交換相對值BCO2吸收量=CO2釋放量有氧呼吸曲線CO2釋放量合成曲線無氧呼吸曲線B點(diǎn)：CO2釋放量最少，說明細(xì)胞呼吸最弱⑶分別解釋B、C兩點(diǎn)的特點(diǎn)CO2釋放O2吸收O2濃度A氣體交換相對值BBC51015C點(diǎn)：CO2釋放總量與有氧呼吸CO2釋放量相同，說明細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸⑷AB段表示CO2釋放量減少，其原因是：

_____⑸圖中陰影部分的面積代表：__________________________________________________________________CO2釋放O2吸收O2濃度A氣體交換相對值BBC51015氧濃度逐漸升高到5%時，無氧呼吸逐漸被抑制，而有氧呼吸十分微弱。不同氧濃度下的無氧呼吸強(qiáng)度⑹當(dāng)外界氧的濃度為4-5%時，該器官CO2的釋放量相對值為0.6,而氧氣的吸收量為0.4.此時無氧呼吸消耗葡萄糖的相對值約相當(dāng)于有氧呼吸的______倍.CO2釋放O2吸收O2濃度A氣體交換相對值BBC510151.5酶C6H12O6酶2CO2+2C2H5OH+少量能量0.461X210.2YX=0.4/6Y=0.2/2Y:X=1.5C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量CO2釋放O2吸收O2濃度A氣體交換相對值BBC51015蔬菜和水果在

條件下儲存種子應(yīng)在

儲存。低溫、低氧、濕度適中低溫、低氧、干燥低溫以不破壞植物組織為標(biāo)準(zhǔn)，一般為零上低溫（7）圖中哪一點(diǎn)適合果實的儲存？B四：實驗技能提升一、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1．實驗原理

(1)酵母菌在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌進(jìn)行有氧呼吸能產(chǎn)生大量的CO2，在進(jìn)行無氧呼吸時能產(chǎn)生酒精和CO2。

(2)CO2可使澄清的石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時間長短，可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。

(3)橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下可與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。對比實驗設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關(guān)系，這樣的實驗叫做對比實驗探究：如何改進(jìn)裝置可以知道不是空氣中的二氧化碳在起作用呢？4.進(jìn)行試驗實驗現(xiàn)象：條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快無變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色5.分析結(jié)果得出結(jié)論酵母菌有氧條件下產(chǎn)生大量CO2無氧條件下產(chǎn)生酒精和少量CO2呼吸作用的類型有氧呼吸無氧呼吸?CO2的檢測：1.通入澄清的石灰水：澄清→渾濁2.溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃?酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)：橙色→灰綠色3．實驗中的關(guān)鍵步驟

(1)NaOH溶液吸收通入A瓶空氣中的CO2，以保證使第三個錐形瓶中的澄清石灰水變混濁是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。

(2)B瓶應(yīng)封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，確保是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2通入澄清的石灰水中。

特別提醒:該實驗為對比實