新教材2023年秋高中生物5.3細胞呼吸課件新人教版必修1

第5章

細胞的能量供應(yīng)和應(yīng)用第3節(jié)細胞呼吸的原理和應(yīng)用線粒體Mitochondrion引入新課18世紀(jì)，法國化學(xué)家拉瓦錫根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)燃燒時需要與氧氣劇烈作用，并把呼吸作用比作“緩慢燃燒過程”。后來人們發(fā)現(xiàn)：呼吸作用的實質(zhì)是細胞內(nèi)有機物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細胞呼吸?！咎岢鰡栴}】細胞呼吸是否一定需要氧？

生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？01細胞呼吸的方式探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式酵母菌細胞富含蛋白質(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，要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩，以利于酵母菌大量繁殖。而在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻需要密封發(fā)酵。酵母菌單細胞的真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。其細胞呼吸以葡萄糖作為底物時，可通過測定在有氧條件和無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物，來確定細胞呼吸的類型。探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式（2）

做出假設(shè)酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行呼吸。酵母菌在有氧條件下，產(chǎn)生CO2，在無氧條件下產(chǎn)生酒精和CO2。有氧呼吸產(chǎn)生的CO2量比較多。（1）

提出問題酵母菌是否在有氧和無氧條件下都能進行呼吸？其呼吸產(chǎn)物是否相同？有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2量是否一樣多？探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式（3）設(shè)計實驗明確實驗?zāi)康?，科學(xué)設(shè)計實驗自變量、因變量、無關(guān)變量設(shè)置對照實驗根據(jù)實驗需要，理清實驗步驟，關(guān)注以下問題。①怎樣控制有氧和無氧條件？②怎樣鑒定酒精和CO2的產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式酒精+重鉻酸鉀（濃硫酸溶液）：橙色→灰綠色★產(chǎn)物檢測①使澄清石灰水變渾濁（根據(jù)渾濁程度檢測CO2產(chǎn)生的多少）②溴麝香草酚藍溶液：藍→綠→黃（根據(jù)其變黃色時間的長短，檢測CO2產(chǎn)生的多少）（1）檢測CO2（2）檢測酒精探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式（4）進行實驗探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式（5）實驗結(jié)果觀察項目有氧裝置無氧裝置澄清石灰水變渾濁程度溴麝香草酚藍溶液顏色變化時間重鉻酸鉀檢驗情況（酸性條件）渾濁程度高渾濁程度低顏色變化時間短顏色變化時間長無顏色變化橙色→灰綠色（6）實驗結(jié)論酵母菌在有氧和無氧條件下都進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量CO2在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO2探究·實踐探究酵母菌細胞呼吸的方式★注意事項甲組中通過含NaOH溶液的目的是什么？去除空氣中CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧條件產(chǎn)生CO2所致。B瓶應(yīng)封口放置一段時間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶的目的是什么？消耗掉B瓶中的氧氣，確保通過澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的。A、B培養(yǎng)瓶中加入煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，加熱煮沸的目的是什么？除去溶液中的氧氣，避免對自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對實驗結(jié)果的干擾。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，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗，也叫相互對照實驗。對比試驗科學(xué)方法在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，需要設(shè)置有氧和無氧兩種條件來探究酵母菌在不同氧氣條件下細胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結(jié)果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細胞呼吸的影響。對比實驗也是科學(xué)探究中常用的方法之一。02有氧呼吸有氧呼吸概念：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，同時生成大量ATP的過程。對象：是絕大多數(shù)生物細胞呼吸的主要方式場所：細胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要場所）內(nèi)膜外膜形狀：棒狀或粒狀結(jié)構(gòu)：①兩層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)膜向內(nèi)折疊（形成嵴）擴大了膜面積，為酶提供更多的附著場所②基質(zhì)中含有少量DNA、RNA、核糖體等，可以進行某些蛋白質(zhì)的生物合成功能：有氧呼吸的主要場所，為生命活動提供能量。喻為細胞的“動力車間”分布：存在于動物、植物等真核細胞【線粒體】有氧呼吸過程：第一階段（葡萄糖的初步分解）場所：細胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3（丙酮酸）相關(guān)信息這里的[H]是一種十分簡化的表示方式。這一產(chǎn)生[H]的過程實際上是指氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ（NADH）。有氧呼吸過程：第二階段（丙酮酸的徹底分解）場所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：過程：第三階段（[H]的氧化）場所：線粒體內(nèi)膜上物質(zhì)變化：+6H2O酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3（少量）酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸總反應(yīng)式：1mol的葡萄糖徹底氧化分解釋放的總能量2870KJ，其中977.28kJ的能量儲存在ATP中（合32mol），大多數(shù)能量以熱能形式散失掉了。有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能能量轉(zhuǎn)化：有氧呼吸特點：①有氧呼吸過程溫和，常溫常壓，多種酶的催化。②釋放的能量大部分以熱能的形式散失，小部分儲存在ATP中。③有機物中的能量逐步釋放；保證有機物中的能量得到充分利用。

能量緩慢有序地釋放，有利于維持細胞的相對穩(wěn)定。03無氧呼吸無氧呼吸概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。條件：無氧或缺氧場所：細胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)物：酒精和CO2或乳酸無氧呼吸過程：第一階段（葡萄糖的初步分解）物質(zhì)變化：C6H12O6酶+4[H]+能量（少量）2C3H4O3過程：第二階段（丙酮酸的不徹底分解）物質(zhì)變化：酶2C3H6O3(乳酸)A.產(chǎn)生乳酸2C2H5OH(酒精)+2CO2B.產(chǎn)生酒精酶丙酮酸+4[H]丙酮酸+4[H]無氧呼吸對象：乳酸菌，人和動物，高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米的胚等）。酵母菌，大多數(shù)植物(萌發(fā)的種子、植物的非綠色器官)無氧呼吸總反應(yīng)式：能量轉(zhuǎn)化：C6H12O6酶2C3H6O3+少量能量C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能熱能ATP中活躍的化學(xué)能仍儲存在乳酸和酒精中有氧呼吸VS無氧呼吸呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸呼吸場所條件分解產(chǎn)物能量ATP產(chǎn)生階段主要在線粒體內(nèi)細胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、多種酶無氧氣參與，需要多種酶徹底分解形成CO2和H2O不徹底分解,形成酒精和CO2、乳酸釋放大量能量釋放少量能量，大部分能量儲存在乳酸或酒精中有氧呼吸三個階段均產(chǎn)生ATP僅在第一個階段產(chǎn)生ATP共性：第一個階段反應(yīng)完全相同，并且都是在細胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)進行。細胞呼吸的意義（1）為生物體提供能量（2）生物體代謝的樞紐。糖類葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三階段脂肪甘油+脂肪酸蛋白質(zhì)氨基酸有機酸脫氨基作用NH3細胞呼吸是蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝的樞紐。β氧化04細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用影響細胞呼吸的因素：溫度、氧氣含量、CO2濃度、含水量C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量溫度水氧氣二氧化碳細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用溫度：主要影響呼吸酶的活性。①最適溫度:細胞呼吸最強。②超過最適溫度:呼吸酶活性降低，甚至變性失活，細胞呼吸受抑制。③低于最適溫度:呼吸酶活性下降，細胞呼吸受抑制。應(yīng)用：低溫儲存蔬菜和水果；大棚栽培植物有晝夜溫差。細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用CO2濃度：CO2是呼吸作用的產(chǎn)物，對細胞呼吸有抑制作用。CO2濃度升高到1%～10%時，呼吸作用明顯被抑制。應(yīng)用：地窖來貯藏大白菜、甘薯等。細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用含水量：在一定范圍內(nèi)含水越多，呼吸作用越強。在一定范圍內(nèi)，細胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。當(dāng)含水量過多時，呼吸速率減慢，甚至死亡。應(yīng)用：種子儲存應(yīng)曬干，降低呼吸作用；作物栽培中，合理灌溉。細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用氧氣含量：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對無氧呼吸有抑制作用。有氧呼吸：一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨氧氣濃度升高而增大，但氧濃度達到一定值時，不再增加(底物的量或酶的濃度限制）。無氧呼吸：無氧呼吸隨氧濃度增加而受抑制，氧濃度達一定值時，被完全抑制。細胞呼吸的影響因素及應(yīng)用應(yīng)用：貯藏蔬菜、水果和種子時，

O2濃度保持在D點，細胞呼吸最弱，有機物消耗最少。氧氣含量：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對無氧呼吸有抑制作用。ACB510152025無氧呼吸速率