5.3 細胞呼吸的原理和應用（第1課時）課件高一上學期生物人教版必修1

5.3細胞呼吸的原理和應用第1課時細胞呼吸方式和有氧呼吸第2課時

無氧呼吸及細胞呼吸原理的應用第3課時影響細胞呼吸的因素及判斷細胞呼吸的方式本節(jié)目標區(qū)別呼吸、呼吸運動和呼吸作用，進而理解呼吸作用的實質(zhì)01通過設計和實施應用控制變量法探究酵母菌細胞呼吸的方式，并總結細胞呼吸的類型02區(qū)別對比實驗和對照實驗03問題探討

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)裝置通氣或進行震蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻要密封發(fā)酵。培養(yǎng)酵母菌酵母菌發(fā)酵問題探討討論：1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的需要密封？2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義？通氣可以給酵母菌提供呼吸所需要的氧氣，利于酵母菌進行旺盛的分裂。密封為了避免空氣進入，便于酵母菌在無氧條件下分解有機物產(chǎn)生酒精。在有氧條件下，酵母菌分解營養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細胞進行物質(zhì)代謝和細胞分裂提供充足的動力。密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精的同時，能為自己的生命活動提供能量。問題探討發(fā)面中會有很多的小孔，保鮮膜上有水珠，而且在發(fā)面時，早期并沒有酒味，而后期會有酒味。1.發(fā)面主要與什么微生物有關？2.面團上的小孔是怎么產(chǎn)生的呢？保鮮膜上為什么會有水珠？3.為什么早期沒有酒味而后期會有酒味呢？細胞呼吸：是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。酵母菌產(chǎn)生CO2和水后期無氧條件下產(chǎn)生酒精01細胞呼吸的實質(zhì)CO2O2CO2O2CO2O2O2O2CO2CO2肺泡細胞呼吸毛細血管O2呼吸呼吸：機體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。細胞呼吸是指有機物在細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。細胞呼吸是否都需要氧氣呢？【注意】呼吸≠呼吸作用問題:

細胞呼吸是否一定需要氧呢？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細胞呼吸呢？請用實例來論證你的猜想。02探究酵母菌細胞呼吸的方式

生物類型：

代謝類型：

1.實驗材料：酵母菌單細胞真菌（真核生物）異養(yǎng)兼性厭氧菌（依賴外來有機物生活；

在有氧和無氧條件下都能生存）02探究酵母菌細胞呼吸的方式提出問題作出假設設計實驗酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么?實驗組組A：有氧呼吸組組B：無氧呼吸組（對比實驗P92）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02探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗原理：CO2的檢測：1.通入澄清石灰水：澄清→混濁2.溴麝香草酚藍溶液：藍→綠→黃酒精的檢測：酒精+重鉻酸鉀濃硫酸由橙色變?yōu)榛揖G色根據(jù)石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短。CO2產(chǎn)生的多少檢測：重鉻酸鉀在中的應用——測酒駕具體做法：

讓司機呼出的氣體直接接觸到用濃硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，橙色的重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻01探究酵母菌細胞呼吸的方式實驗步驟（2）實驗過程及現(xiàn)象無氧呼吸酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水AB如何在通入空氣中去除CO2？B瓶應封口放置一段時間后再連通澄清石灰水，為何？空氣有氧呼吸NaOH溶液可吸收空氣中的CO2。消耗瓶內(nèi)的氧氣，造成無氧環(huán)境。探究酵母菌細胞呼吸的方式01深入探究問題1煮沸：冷卻：除去溶液中的氧氣殺死雜菌避免高溫殺死酵母菌1.配制培養(yǎng)液時，葡萄糖溶液需煮沸冷卻后使用，目的是？探究酵母菌細胞呼吸的方式01深入探究問題2氣泵的作用：A瓶（NaOH溶液）的作用：C瓶（澄清石灰水）的作用：保證O2的充分供應吸收空氣中的CO2，排除空氣中CO2對實驗結果的干擾檢測是否有CO2生成及生成多少可換為溴麝香草酚藍水溶液探究酵母菌細胞呼吸的方式01深入探究問題3D瓶應封口放置一段時間，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，為什么？

讓酵母菌消耗完瓶中原有氧氣，創(chuàng)造無氧環(huán)境，從而保證通入石灰水中的CO2全部是由無氧呼吸產(chǎn)生的探究酵母菌細胞呼吸的方式01深入探究問題4因變量檢測時，先檢測CO2，再檢測酒精，為什么？避免無氧組中的酵母菌接觸氧氣探究酵母菌細胞呼吸的方式01實驗結果條件澄清石灰水/渾濁程度/出現(xiàn)的時間溴麝香草酚藍溶液/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／高／快變混濁／低／慢出現(xiàn)灰綠色不變灰綠色由藍變綠再變黃/長由藍變綠再變黃/短結果結論細胞呼吸有氧呼吸:產(chǎn)生大量二氧化碳和水無氧呼吸:產(chǎn)生酒精和少量二氧化碳絕大多數(shù)生物細胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸

酵母菌單細胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。01探究酵母菌細胞呼吸的方式01探究酵母菌細胞呼吸的方式本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？

本實驗的兩組都是實驗組酵母菌10%NaOH澄清石灰水有氧呼吸裝置酵母菌澄清石灰水無氧呼吸裝置科學方法對比實驗（相互對照實驗）

設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗。02有氧呼吸1.概念：2.反應的主要場所：線粒體細胞在氧的參與下，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，生成大量ATP的過程。02有氧呼吸外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關的酶。02有氧呼吸思考：線粒體有哪些適應有氧呼吸的結構？02有氧呼吸細胞質(zhì)基質(zhì)中的一種小分子物質(zhì)——NAD＋(氧化型輔酶Ⅰ)，實際上是電子和氫離子的載體，能夠與葡萄糖氧化過程中脫下來的氫離子和電子結合，形成NADH(還原型輔酶Ⅰ)。資料P93小字通常將NADH簡化為[H]，讀作還原氫NAD+NADH+He場所：細胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量場所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶場所：線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：大量能量24[H]+6O212H2O酶02有氧呼吸02有氧呼吸第一階段第二階段第三階段C6H12O6酶2丙酮酸+

4[H]+能量（少）葡萄糖的初步分解場所細胞質(zhì)基質(zhì)6CO2+

20[H]+能量（少）

2丙酮酸+6H2O酶丙酮酸徹底分解的場所線粒體基質(zhì)酶12H2O+大量能量24[H]+6O2[H]的氧化場所線粒體內(nèi)膜各階段特征比較：02有氧呼吸有氧呼吸總反應式：物質(zhì)變化有機物（葡萄糖）無機物（CO2+H2O）能量變化有機物中穩(wěn)定的化學能ATP中活躍的化學能+散失的熱能C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶2870kJ/mol977.28kJ/mol1892.72kJ/mol02有氧呼吸1、C原子的運動軌跡C6H12O62C3H4O36CO

22、H原子的運動軌跡C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O20[H]12H2O3、O原子的運動軌跡C6H12O62C3H4O3+6H2O

6CO26O212H2O02有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶問題1:

化學式前后的水分子能否抵消？如若不能，請說明理由？不能，①反應物的水是在線粒體基質(zhì)中參與反應的，而產(chǎn)物中的水在線粒體內(nèi)膜中產(chǎn)生；②反應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。02有氧呼吸有氧呼吸的能量利用特點1.在細胞內(nèi)，1mol的葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出約為2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請你計算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少？這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP?

轉(zhuǎn)化效率=977.28kJ/2870kJ=34%產(chǎn)生ATP的mol數(shù)=977.28kJ/30.54kJ=32mol第1階段：2mol第2階段：2mol第3階段：28mol

1mol的葡萄糖2870KJ少部分儲存于ATP中大部分以熱能形式散失釋放能量977.28KJ02有氧呼吸2.與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級釋放能量的，這對于生物體來說具有什么意義？有氧呼吸的能量利用特點區(qū)別：(1)有氧呼吸過程溫和(2)有機物中的能量經(jīng)過一系列化學反應逐步釋放(3)有氧呼吸釋放的部分能量儲存在ATP中意義：可使有機物中的能量逐步轉(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，有利于維持細胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)易錯提示①反應式中的能量不能寫成ATP，因為葡萄糖中的能量只有一部分儲存在ATP中。②反應式前后的H2O不能消去。反應過程中，在第二階段消耗了水，而第三階段生成了水。③反應式中間不能用等號，要用箭頭。④反應