5.3細胞呼吸的原理和應用課件-2024-2025學年高一上學期生物人教版（2019）必修1

ADP轉化成ATP的過程中，所需要的能量從哪里來？綠色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP酶有機物氧化分解釋放的化學能動物、人、真菌及大多數細菌等光能化學能溫故知新第3節(jié)

細胞呼吸的原理和應用第5章細胞的能量供應和利用

細胞呼吸過程中能量是怎樣轉化的？有氧呼吸與無氧呼吸各有什么特點？◎本節(jié)聚焦細胞呼吸原理在生產和生活中有哪些應用？一、細胞呼吸的方式2.呼吸作用的實質：是細胞內的有機物氧化分解，并釋放能量【注意】呼吸≠呼吸作用

細胞呼吸是否都需要氧？

生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？記1.細胞呼吸的概念：

指有機物在細胞內經過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產物，釋放出能量并生成ATP的過程。2.實驗：探究酵母菌細胞呼吸的方式（1）實驗原理根據石灰水渾濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短，可以檢測CO2產生的多少。H2OCO2有氧條件酵母菌無氧條件CO2酒精澄清石灰水：變渾濁溴麝香草酚藍溶液：藍→綠→黃橙色重鉻酸鉀溶液：變成灰綠色（酸性條件下）

酵母菌是一種單細胞真菌，屬于兼性厭氧菌。（2）實驗變量自變量：氧氣的有無因變量：酵母菌的呼吸產物（3）方法步驟①酵母菌培養(yǎng)液的配置取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）。分別向瓶中注入240mL質量分數為5%的葡萄糖溶液。先加熱煮沸，冷卻后再注入錐形瓶中，防止雜菌污染②檢測CO2的產生

用錐形瓶和其他材料用具組裝好實驗裝置，并連通像皮球（或氣泵），讓空氣間歇性地依次通過3個錐形瓶（約50min）。然后將實驗裝置放到25-35℃的環(huán)境中培養(yǎng)8-10h。記酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水B瓶封口放置一段時間后，再連通裝有澄清石灰水的錐形瓶。這是為什么？

無氧條件下的裝置目的是讓酵母菌將B瓶中的O2消耗掉，確保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚藍溶液）的CO2是酵母菌無氧呼吸產生的目的是吸收空氣中的CO2，避免對實驗結果產生干擾有氧條件下的裝置接橡皮球（或氣泵）質量分數為10%的NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水注意導管的連接，進管要伸入液面，出管要靠近瓶塞記③檢測酒精的產生A瓶和B瓶各取2mL酵母菌培養(yǎng)液的濾液，分別注入2支干凈的試管中。向試管中分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液（質量分數為95%-97%）并輕輕振蕩，使它們混合均勻。觀察試管中溶液的顏色變化。注意：由于葡萄糖也可能與酸性重鉻酸鉀反應發(fā)生顏色變化，因此，應將酵母菌的的培養(yǎng)時間適當延長，以耗盡溶液中的葡萄糖。創(chuàng)造酸性條件（4）實驗現象條件澄清石灰水酸性重鉻酸鉀溶液有氧無氧變混濁程度高不變灰綠色變混濁程度低變成灰綠色有氧條件

無氧條件（5）實驗結論注意：不能根據是否產生CO2判斷酵母菌的呼吸作用類型，但可以以CO2產生的速率作為檢測指標。記

酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生大量的CO2；在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產生酒精，還產生少量CO2。科學方法

對比實驗

設置兩個或兩個以上的實驗組，通過結果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫做對比實驗，也叫相互對照實驗。對比實驗不設對照組，均為實驗組，是對照實驗的一種特殊形式。

在本節(jié)課的探究活動中，需要設置有氧和無氧兩種條件，探究酵母菌在不同條件下細胞呼吸的方式，這兩個實驗組的結果都是事先未知的，通過對比可以看出氧氣條件對細胞呼吸的影響。記

科學家根據大量的實驗結果得出結論：細胞呼吸可分為和兩種類型。有氧呼吸無氧呼吸1.細胞呼吸的主要形式？有氧呼吸主要場所？2.有氧呼吸的過程分為幾階段？場所、條件、反應物、生成物？3.有氧呼吸的概念？自主學習：閱讀課本“有氧呼吸”部分，回答下列問題二、有氧呼吸1.主要場所：線粒體內膜的某些部位向線粒體的內腔折疊形成嵴，嵴使內膜的表面積大大增加。線粒體的內膜上和基質中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。2.過程細胞C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]少量能量少量能量酶6H2O20[H]12H2O6O2酶大量能量線粒體細胞質基質第二階段第一階段第三階段這里的[H]是一種十分簡化的表示方式。這一產生[H]的過程主要是指氧化型輔酶I（NAD+）轉化成還原型輔酶I（NADH）。歸納：有氧呼吸的過程記C6H12O6＋6H2O＋6O2

6CO2＋12H2O＋能量酶3.總反應式注意：1.在反應前后都有H2O出現，但二者不能相約，因為它們參與或生成的場所和階段不同。2.在反應過程中消耗的O2與產生CO2量相同，所以不改變反應場所氣壓。3.在方程式書寫中，條件中的酶與過程中釋放的能量不能丟。記有氧呼吸的能量利用特點：4.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，產生CO2和H2O，釋放能量，生成大量ATP的過程。大量是相對于無氧呼吸而言，并不是釋放的能量大部分儲存在ATP中1mol葡萄糖釋放2870kJ的能量977.28kJ儲存在ATP中大部分以熱能形式散失能量轉換效率大約是多少？約34.05%（大約能使32molADP轉化為ATP）記

同有機物在生物體外的燃燒相比，有氧呼吸具有不同的特點：①有氧呼吸過程溫和②有機物的能量經過一系列化學反應逐步釋放③這些能量有相當一部分儲存在ATP中保證有機物中的能量得到最充分的利用記三、無氧呼吸1.過程：場所：細胞質基質第一階段：C6H12O6酶2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量2C3H4O3+4[H]酶2C3H6O3(乳酸)2C3H4O3+4[H]2C2H5OH(酒精)+2CO2

酶場所：細胞質基質與有氧呼吸第一階段相同第二階段：記規(guī)律總結：1.無氧呼吸只在第一階段釋放出少量能量，生成少量ATP。2.由于酶的不同，決定了丙酮酸被還原的產物不同。記C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量2.總反應式例：酵母菌、大多數高等植物例：高等動物、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）①乳酸發(fā)酵：②酒精發(fā)酵：人體肌細胞無氧呼吸產生的乳酸，能在肝臟中再次轉化為葡萄糖記3.無氧呼吸的概念

指細胞在_________參與的情況下，葡萄糖等有機物經過_______分解，釋放_____能量，生成_____ATP的過程。沒有氧氣不完全少量少量沒有放出的能量存留在酒精或乳酸中有氧呼吸和無氧呼吸的異同點有氧呼吸無氧呼吸不同點場所條件產物能量相同點聯系實質意義細胞質基質和線粒體始終在細胞質基質需要氧、酶不需要氧、需要酶CO2、H2O乳酸或酒精和CO2大量少量第一階段相同，以后階段不同分解有機物，釋放能量，合成ATP為生物體的各項生命活動提供能量內因①遺傳特性：水生植物＞旱生植物，陽生植物＞陰生植物②生長發(fā)育時期：幼苗期細胞＞成熟期細胞③器官類型：生殖器官＞營養(yǎng)器官三、影響細胞呼吸的因素及其應用記外因1.溫度（1）原理：細胞呼吸是一系列酶促反應，溫度通過影響酶的活性來影響呼吸速率。（3）應用：儲存蔬菜和水果時，應適當低溫；在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當降低溫度。目的均在于降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，利于儲存。（2）圖示：（1）原理：O2是有氧呼吸必需的，但對無氧呼吸過程有抑制作用2.O2濃度（2）圖示：（3）應用：包扎傷口應選用透氣的敷料，抑制破傷風桿菌的無氧呼吸。及時松土有利于植物有氧呼吸，為根細胞吸收礦質元素提供能量。提倡慢跑等有氧運動可以避免肌細胞因供氧不足進行無氧呼吸產生大量乳酸。乳酸大量積累會導致肌肉酸脹無力。稻田定期排水有利于根系有氧呼吸，防止無氧呼吸積累酒精，對根部造成損害。釀酒早期通氣，促進有氧呼吸，利于菌種繁殖；后期密閉發(fā)酵罐，促進無氧呼吸，利于產生酒精。糧食及蔬果儲存時，采用低氧調節(jié)，可以降低細胞呼吸強度，減少有機物的消耗。3.CO2濃度（3）應用：儲藏糧食、果蔬時，適當增加CO2濃度，可抑制細胞呼吸，減少有機物的消耗。（1）原理：CO2是細胞呼吸