人教版必修一5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件(共35張PPT)

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第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

？問(wèn)題探討酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì)，可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)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(shí)，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？3、在密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)它自身有什么意義？通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進(jìn)行旺盛的細(xì)胞分裂；密封則是避免空氣進(jìn)入，便于酵母菌在無(wú)氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精的同時(shí)，能為自己的生命活動(dòng)提供少量能量。細(xì)胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和無(wú)氧條件下是否都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸呢？

呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸。

一、細(xì)胞呼吸的方式

1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

酵母菌：?jiǎn)渭?xì)胞真菌，真核生物，有細(xì)胞壁和液泡。營(yíng)養(yǎng)條件好時(shí)可進(jìn)行無(wú)性生殖；營(yíng)養(yǎng)條件不好時(shí)可以進(jìn)行有性生殖。酵母菌在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌,因此便于用來(lái)研究細(xì)胞呼吸的不同方式。

酵母菌的電鏡照片（放大4750倍）

酵母菌結(jié)構(gòu)模式圖

一、細(xì)胞呼吸的方式

1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

（1）提出問(wèn)題

酵母菌在有氧條件可否呼吸？呼吸的產(chǎn)物是什么？

酵母菌在無(wú)氧的條件是否可以呼吸？呼吸的產(chǎn)物是什么？

（2）作出假設(shè)

酵母菌在有氧條件下產(chǎn)生CO2。

酵母菌在無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精和CO2。

實(shí)驗(yàn)思路？

分析變量

自變量：

因變量：

無(wú)關(guān)變量：

細(xì)胞呼吸的條件

細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物

有氧

無(wú)氧

影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素

酒精、CO2

分別給酵母菌提供有氧和無(wú)氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳。

反應(yīng)物的量、反應(yīng)時(shí)間、pH、

溫度、酵母菌的活性

一、細(xì)胞呼吸的方式

(3)．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

一、細(xì)胞呼吸的方式

(3)．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

參考資料

CO2的檢測(cè)：

方案1：通入澄清的石灰水：澄清→渾濁

方案2：溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃

方案3：CO2傳感器

酒精的檢測(cè)：

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

石灰水

一、細(xì)胞呼吸的方式

1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

A

接橡皮球

（或氣泵）

B

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%

的NaOH溶液

酵母菌

培養(yǎng)液

澄清的

石灰水

酵母菌

培養(yǎng)液

澄清的

石灰水

（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

5、分析結(jié)果，得出結(jié)論

組別條件CO2檢測(cè)結(jié)果結(jié)論酒精檢測(cè)結(jié)果結(jié)論

A組有氧由藍(lán)變綠再變黃/較快無(wú)明顯顏色變化

B組無(wú)氧由藍(lán)變綠再變黃/較慢橙色變灰綠色有氧條件產(chǎn)生的CO2多

有氧條件不產(chǎn)生酒精，

無(wú)氧條件產(chǎn)生酒精

對(duì)比實(shí)驗(yàn)

組別條件溴麝香草酚藍(lán)水溶液加入酸性重鉻酸鉀溶液

A組有氧

B組無(wú)氧

由藍(lán)變綠再變黃/較快

無(wú)明顯顏色變化

由藍(lán)變綠再變黃/較慢

橙色變灰綠色

記錄結(jié)果

對(duì)比實(shí)驗(yàn)

設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過(guò)對(duì)結(jié)果的比較分析，來(lái)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，也叫相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)中，需要設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件來(lái)探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的，通過(guò)對(duì)比可以看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸的影響。對(duì)比實(shí)驗(yàn)也是科學(xué)探究中常用的方法之一。

概念

舉例

接氣泵或

橡皮球

A

10%NaOH

酵母菌培養(yǎng)液

澄清石灰水

將B瓶先反應(yīng)一段時(shí)間，然后再連接盛有澄清石灰水的錐形瓶

B

酵母菌培養(yǎng)液

澄清石灰水

細(xì)胞呼吸的方式

有氧呼吸

無(wú)氧呼吸

（5）分析結(jié)果，得出結(jié)論

一、細(xì)胞呼吸的方式

1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件

下，通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水；在無(wú)氧條件下通過(guò)細(xì)胞

呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2。

二.有氧呼吸

：

細(xì)胞呼吸的主要形式。

外膜

內(nèi)膜

嵴

基質(zhì)

線粒體:

有氧呼吸的主要場(chǎng)所

含有多種與有氧呼吸有關(guān)的酶

（內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴）

二.有氧呼吸

細(xì)胞呼吸的主要形式。

3.反應(yīng)式：

酶

C6H12O6

＋

6H2O

＋6O2

6CO2

＋12H2O

＋能量

1.有氧呼吸最常利用的物質(zhì)是（）。

C6H12O6

葡萄糖

2.反應(yīng)場(chǎng)所：和（主要場(chǎng)所）。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

線粒體

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

。

二.有氧呼吸

4.過(guò)程：

C6H12O6

2丙酮酸

酶

少量[H]

①

少量

能量

ATP

熱量

場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

酶

葡萄糖的初步分解

C6H12O6

+4[H]+少量能量

（1）

2丙酮酸

二.有氧呼吸

4.過(guò)程：

2丙酮酸

6CO2

少量能量

ATP

熱量

酶

6H2O

20[H]

線粒體

②

場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)

酶

丙酮酸徹底分解

6CO2+20[H]+少量能量

（2）

+6H2O

2丙酮酸

4.過(guò)程：

大量[H]

線粒體

少量[H]

6O2

酶

12H2O

大量能量

ATP

熱量

[H]的氧化

酶

12H2O+大量能量

（3）

[H]+6O2

場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜

二.有氧呼吸

C6H12O6

2丙酮酸

酶

6CO2

4[H]

能量

2ATP

熱量

能量

2ATP

熱量

酶

6H2O

20[H]

12H2O

6O2

酶

能量

34ATP

熱量

線粒體

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

②

①

③

有氧呼吸過(guò)程示意圖

場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜

[H]的氧化

酶

12H2O+大量能量

（3）

24[H]+6O2

場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)

場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

二.有氧呼吸

4.過(guò)程：

酶

葡萄糖的初步分解

C6H12O6

+4[H]+少量能量

（1）

2丙酮酸

酶

丙酮酸徹底分解

6CO2+20[H]+少量能量

（2）

+6H2O

2丙酮酸

細(xì)胞在____的參與下，通過(guò)_______的催化作用，把_______等有機(jī)物_______________，產(chǎn)生_____和_____，釋放_(tái)_____,生成_________的過(guò)程。

氧

多種酶

葡萄糖

CO2

H2O

能量

徹底氧化分解

大量ATP

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量

酶

二.有氧呼吸：

5.定義：

反應(yīng)過(guò)程，多步反應(yīng)，釋放能量，有相當(dāng)一部分儲(chǔ)存在中。

6.特點(diǎn)：

溫和

ATP

逐步

有氧呼吸的三個(gè)階段

過(guò)程場(chǎng)所條件O2主要反應(yīng)物產(chǎn)物

第一階段

第二階段丙酮酸、

第三階段

細(xì)胞質(zhì)

基質(zhì)

線粒體

基質(zhì)

線粒體

內(nèi)膜

丙酮酸、少量ATP、[H]

CO2、少量ATP、[H]

H2O、大量ATP

不需O2

不需O2

需O2

葡萄糖

H2O

O2、[H]

特點(diǎn)：反應(yīng)條件溫和，多步反應(yīng)，逐步放能。

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

三.無(wú)氧呼吸：

1.過(guò)程：

C6H12O6

2丙酮酸

酶

少量[H]

①

少量

能量

ATP

熱量

酶

葡萄糖的初步分解

C6H12O6

+[H]+少量能量

（1）

2丙酮酸

場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

與有氧呼吸第一階段相同

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

三.無(wú)氧呼吸：

1.過(guò)程：

C6H12O6

2丙酮酸

酶

少量[H]

①

2C2H5OH（酒精）+2CO2

酶

酶

2C3H6O3（乳酸）

第二階段：不放能

少量

能量

ATP

熱量

酶

C6H12O6

+[H]+少量能量

（2）

2丙酮酸

丙酮酸不徹底分解

場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

三.無(wú)氧呼吸：

1.過(guò)程：

C6H12O6

2丙酮酸

酶

少量[H]

①

2C2H5OH（酒精）+2CO2

酶

酶

2C3H6O3（乳酸）

第二階段：不放能

與有氧呼吸第一階段相同

少量

能量

ATP

熱量

高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等）

酵母菌、

大多數(shù)植物

三.無(wú)氧呼吸：

5.總反應(yīng)式：

C6H12O6

酶

2C3H6O3(乳酸)＋少量能量

2C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量

C6H12O6

酶

在沒(méi)有參與的情況下，等有機(jī)物經(jīng)過(guò)分解，釋放能量的過(guò)程。

3.定義:

氧氣

葡萄糖

不完全

少量

2.場(chǎng)所：

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

4.能量去向:

葡萄糖分子中的大部分能量存留在或中。

乳酸

酒精

三.無(wú)氧呼吸：

6.發(fā)酵：

酵母菌、乳酸菌等的無(wú)氧呼吸也叫做發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫發(fā)酵。產(chǎn)生的叫乳酸發(fā)酵。

微生物

酒精

乳酸

有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較：

有氧呼吸無(wú)氧呼吸

場(chǎng)所

條件

反應(yīng)物

終產(chǎn)物

【H】的產(chǎn)生階段

ATP的產(chǎn)生階段

釋放能量多少

有機(jī)物分解程度

共同點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體

細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

氧氣、酶

無(wú)氧、酶

葡萄糖、水、O2

葡萄糖

CO2、H2O

乳酸/酒精和CO2

第1、2階段

第1階段

多

少

徹底

不徹底

1.過(guò)程:第一階段完全相同；2.條件:都需要多種酶的催化；3.本質(zhì):都是氧化分解有機(jī)物，釋放能量，生成ATP。

第1、2、3階段

第1階段

細(xì)胞呼吸：

細(xì)胞呼吸是指在內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的分解，生成或其他產(chǎn)物，釋放并生成的過(guò)程。所有生物的，都離不開(kāi)釋放的能量。

有機(jī)物

細(xì)胞

氧化

二氧化碳

能量

ATP

細(xì)胞呼吸

生存

四.細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用：

用透氣的消毒紗布或“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既敷了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧菌的繁殖，利于傷口的痊愈。

酵母菌是兼性厭氧菌。在控制通氣等條件下，酵母菌有氧呼吸并大量繁殖；無(wú)氧條件下則酒精發(fā)酵。

土壤板結(jié)后及時(shí)松土透氣，可使根細(xì)胞充分的有氧呼吸，有利于根系生長(zhǎng)和吸收無(wú)機(jī)鹽。松土透氣有利于土壤中好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，促使其分解土壤中的有機(jī)物，利于植物吸收無(wú)機(jī)鹽。

四.細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用：

破傷風(fēng)芽孢桿菌只進(jìn)行無(wú)氧呼吸，很適合在較深的傷口里（缺少氧氣）生存并大量繁殖。所以，皮膚破損較深或被銹釘扎傷后，病菌容易大量繁殖。

糧食儲(chǔ)藏：低溫和干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長(zhǎng)保存期。

果蔬儲(chǔ)藏：低氧、沖氮?dú)猓▽⒀鯕鉂舛染S持在低濃度）或降溫等。

提倡有氧運(yùn)動(dòng)：原因之一避免肌細(xì)胞因O2不足無(wú)氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸，積累過(guò)多乳酸使肌肉酸痛。

五、影響細(xì)胞呼吸作用的因素

同一生物不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期呼吸速率不同，如幼苗期、開(kāi)花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。

同一生物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官呼吸速率大于營(yíng)養(yǎng)器官。

不同生物呼吸速率不同，如旱生植物呼吸速率大于水生植物，陰生植物呼吸速率小于陽(yáng)生植物。

1.內(nèi)因：由遺傳決定。

五.影響細(xì)胞呼吸的因素：

（1）溫度：主要影響酶的活性。

應(yīng)用：蔬菜和水果儲(chǔ)存應(yīng)降溫；大棚栽培植物有晝夜溫差.

①最適溫度:細(xì)胞呼吸最強(qiáng)。

②超過(guò)最適溫度:呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細(xì)胞呼吸受抑制。

③低于最適溫度:呼吸酶活性下降，細(xì)胞呼吸受抑制。

2.外因：由環(huán)境決定

五.影響細(xì)胞呼吸的因素：

A點(diǎn)：不消耗O2，產(chǎn)生CO2。只進(jìn)行無(wú)氧呼吸。

B點(diǎn)：

C點(diǎn)之后：

只進(jìn)行有氧呼吸。

無(wú)氧呼吸消失。

P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的O2濃度：

細(xì)胞呼吸最弱，有機(jī)物消耗最少。

D點(diǎn)：

儲(chǔ)存蔬菜水果

A

p

C

B

510152025

無(wú)氧呼吸速率

CO2的生成量

有氧呼吸速率

釋放量

CO2

O2濃度%

D

（2）氧氣：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對(duì)無(wú)氧呼吸有抑制作用。

應(yīng)用：貯藏蔬菜、水果和種子時(shí)，O2濃度保持在D點(diǎn)，細(xì)胞呼吸最弱，有機(jī)物消耗最少。

2.外因：由環(huán)境決定

A.全過(guò)程必須有氧參與，并且始終在線粒體中進(jìn)行

B.第一階段是葡萄糖分解生成丙酮酸，產(chǎn)生大量的[H]和ATP

C.第二階段是丙酮酸分解生成CO2和H2O，產(chǎn)生少量的ATP

D.第三階段是[H]和氧結(jié)合產(chǎn)生H2O，同時(shí)生成大量的ATP

2.下列關(guān)于有氧呼吸過(guò)程的敘述,正確的是()

D

課堂小練

1.關(guān)于無(wú)氧呼吸的敘述中，正確的是()

A.不產(chǎn)生CO2B.一定產(chǎn)生CO2

C.不形成ATPD.物質(zhì)氧化分解不徹底

D

①與氫結(jié)合生成水②與碳結(jié)合生成二氧化碳

③在線粒體中被