5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時(shí)課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

第3節(jié)

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

第一課時(shí)必修1分子與細(xì)胞

第5章

細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用課標(biāo)要求說明生物通過細(xì)胞呼吸將儲(chǔ)存在有機(jī)分子中的能量轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)可以利用的能量。核心素養(yǎng)生命觀念：認(rèn)同線粒體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其作為有氧呼吸的主要場(chǎng)所相適應(yīng)科學(xué)思維：構(gòu)建有氧呼吸和無氧呼吸的過程模型，理解二者之間的關(guān)系社會(huì)責(zé)任：運(yùn)用細(xì)胞呼吸原理，對(duì)生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例作出科學(xué)解釋光合作用呼吸作用呼吸作用人、動(dòng)物、真菌、多數(shù)細(xì)菌等綠色植物能量ADP+Pi+ATP

酶化能合成硝化細(xì)菌ATP合成：什么是呼吸作用？O2呼吸系統(tǒng)循環(huán)系統(tǒng)組織細(xì)胞CO2人體的呼吸只是表象，真實(shí)情況是細(xì)胞在呼吸。細(xì)胞呼吸：呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解，并釋放能量。酵母菌：?jiǎn)渭?xì)胞真菌，真核生物，有細(xì)胞壁，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。一、細(xì)胞呼吸方式認(rèn)識(shí)酵母菌二、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（驗(yàn)證假設(shè)）分析結(jié)果得出結(jié)論科學(xué)探究步驟提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么?實(shí)驗(yàn)組組A：有氧呼吸組組B：無氧呼吸組如何控制有氧和無氧的條件？怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無CO2產(chǎn)生？如何比較CO2產(chǎn)生的多少？無氧CO2和酒精產(chǎn)生CO2有氧產(chǎn)生自變量因變量有氧/無氧條件通氣/密閉產(chǎn)生CO?的多少/是否產(chǎn)生酒精CO2的檢測(cè)：酒精的檢測(cè)：無關(guān)變量影響溫度、pH等相同且適宜①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚藍(lán)水溶液：澄清→渾濁藍(lán)→綠→黃酸性重鉻酸鉀溶液：橙色→灰綠色（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）自變量因變量有氧/無氧條件通氣/密閉產(chǎn)生CO?的多少/是否產(chǎn)生酒精CO2的檢測(cè)：酒精的檢測(cè)：無關(guān)變量影響溫度、pH等相同且適宜①通入澄清的石灰水：②使溴麝香草酚藍(lán)水溶液：澄清→渾濁藍(lán)→綠→黃酸性重鉻酸鉀溶液：橙色→灰綠色（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧變混濁程度高／快不變灰綠色變混濁程度低／慢出現(xiàn)灰綠色加入重鉻酸鉀A:有氧條件下；B:無氧條件下一、探究細(xì)胞呼吸的方式延伸思考1：實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)

有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空氣中的CO2，以致可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？酵母菌培養(yǎng)液氣泵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水

還有的同學(xué)認(rèn)為，在無氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中不能保證裝置內(nèi)的O2已經(jīng)被完全消耗完，以致可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾。你能不能避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水石蠟油或植物油密封延伸思考2：實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)延伸思考3：實(shí)驗(yàn)誤差分析

用酸性重鉻酸鉀檢測(cè)時(shí)，有氧和無氧裝置產(chǎn)生的顏色反應(yīng)幾乎一樣。可能原因是什么？①有氧呼吸裝置實(shí)驗(yàn)操作中可能供氧不足，導(dǎo)致部分酵母菌進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生少量酒精②有氧和無氧組葡萄糖未消耗完所致，重鉻酸鉀是強(qiáng)氧化劑，酵母菌培養(yǎng)液中的葡萄糖是還原性糖，同樣也可以被重鉻酸鉀氧化，其顏色反應(yīng)與酒精相同。注意：葡萄糖（具有還原性）也能和酸性重鉻酸鉀反應(yīng)，故檢測(cè)時(shí)需要等培養(yǎng)液中葡萄糖耗盡再進(jìn)行。煮沸：滅菌、除去葡萄糖溶液中的氧氣。1、為什么葡萄糖溶液需要煮沸后冷卻再加入？思考討論：冷卻：避免高溫殺死酵母菌。酵母菌2、怎樣保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中能正常生活？

在酵母菌生長(zhǎng)的適宜溫度下進(jìn)行試驗(yàn)，以保證酵母菌高效活性3、如何確定酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2量的多少？根據(jù)石灰水變渾濁的程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短。4、NaOH的作用是什么？除去空氣中的CO2，以保證D瓶中使澄清石灰水變渾濁的CO2是由酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的。5、B瓶為什么要封口放置一段時(shí)間，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶？剛封口的時(shí)候，錐形瓶中有氧氣，本實(shí)驗(yàn)探究的是無氧呼吸，所以應(yīng)先把氧氣消耗完，確保通入澄清石灰水中的CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的。二、有氧呼吸線粒體結(jié)構(gòu)：（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(diǎn)線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所外膜內(nèi)膜嵴線粒體基質(zhì)C6H12O66CO2能量ATP熱能酶20[H]12H2O酶ATP大量能量熱能2丙酮酸6H2O能量熱能6O26O2線粒體基質(zhì)4[H]2丙酮酸酶ATP[H]指的是還原型輔酶I（NADH)二有氧呼吸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體內(nèi)膜一、有氧呼吸過程二、有氧呼吸第一階段第二階段第三階段C6H12O6酶12C3H4O3

+

4[H]+少量能量

場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)6CO2+

20[H]+少量能量

2C3H4O+6H2O酶2線粒體基質(zhì)酶312H2O+大量能量

24[H]+6O2線粒體內(nèi)膜總反應(yīng)式

C6H12O6+6H2O+

6O26CO2

+12H2O+能量酶OOOOO葡萄糖的初步分解丙酮酸徹底分解的[H]的氧化一、有氧呼吸各階段特征比較：有氧呼吸

場(chǎng)所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化有機(jī)物（葡萄糖）無機(jī)物（CO2+H2O）能量變化有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能+散失的熱能（徹底氧化分解）一、有氧呼吸有氧呼吸總反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶

指細(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，同時(shí)生成大量ATP的過程。有氧呼吸定義：一、有氧呼吸思考: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)于生物體來說具有什么意義？區(qū)別：有氧呼吸過程溫和有機(jī)物中的能量經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)逐步釋放有氧呼吸釋放的部分能量?jī)?chǔ)存在ATP中意義：可使有機(jī)物中的能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中，保證能量得到最充分的利用；能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定共同：有氧呼吸和有機(jī)物體外燃燒的本質(zhì)是一致的，都是有機(jī)物氧化分解釋放能量的過程。一、有氧呼吸思考:

為什么線粒體不能直接氧化分解葡萄糖？①線粒體膜上沒有葡萄糖載體；②線粒體中沒有氧化分解葡萄糖的酶。思考:

化學(xué)式前后的水分子能否抵消？如若不能，請(qǐng)說明理由？不能，①反應(yīng)物的水是在線粒體基質(zhì)中參與反應(yīng)的，而產(chǎn)物中的水在線粒體內(nèi)膜中產(chǎn)生；②反應(yīng)物中水在有氧呼吸第二階段被消耗，而產(chǎn)物水在有氧呼吸第三階段產(chǎn)生。一、有氧呼吸易錯(cuò)提示①反應(yīng)式中的能量不能寫成ATP，因?yàn)槠咸烟侵械哪芰恐挥幸徊糠謨?chǔ)存在ATP中。②反應(yīng)式中間不能用等號(hào)，要用箭頭。③反應(yīng)條件“酶”不能省去。④不要認(rèn)為細(xì)胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧條件下徹底氧化分解為例來介紹有氧呼吸過程。⑤真核細(xì)胞中哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞、蛔蟲中無線粒體，只能進(jìn)行無氧呼吸線粒體不是進(jìn)行有氧呼吸必需的結(jié)構(gòu)，如藍(lán)細(xì)菌(原核生物)無線粒體，但能進(jìn)行有氧呼吸。（原因：含有與有氧呼吸有關(guān)的酶；場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜內(nèi)表面）歸納：有氧呼吸過程C6H12O62C3H4O32C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)少量能量