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

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用新葉伸向和煦的陽(yáng)光蚱蜢覬覦綠葉的芬芳它們?yōu)樯娑@取能量能量在細(xì)胞里流轉(zhuǎn)激蕩01問(wèn)題探討18世紀(jì)，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)燃燒時(shí)需要與氧氣劇烈作用，并把呼吸作用比作“緩慢燃燒過(guò)程”。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)：呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸。細(xì)胞呼吸是否一定需要氧？

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？02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式酵母菌細(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。而在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時(shí)，卻需要密封發(fā)酵。酵母菌單細(xì)胞的真菌，在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。其細(xì)胞呼吸以葡萄糖作為底物時(shí)，可通過(guò)測(cè)定在有氧條件和無(wú)氧條件下細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物，來(lái)確定細(xì)胞呼吸的類型。02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式（2）

做出假設(shè)酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行呼吸。酵母菌在有氧條件下，產(chǎn)生CO2，在無(wú)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(wèn)題酵母菌是否在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行呼吸？其呼吸產(chǎn)物是否相同？有氧和無(wú)氧條件下產(chǎn)生的CO2量是否一樣多？02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，科學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，理清實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)注以下問(wèn)題。①怎樣控制有氧和無(wú)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？02合作學(xué)習(xí)細(xì)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(cè)①使澄清石灰水變渾濁（根據(jù)渾濁程度檢測(cè)CO2產(chǎn)生的多少）②溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃（根據(jù)其變黃色時(shí)間的長(zhǎng)短，檢測(cè)CO2產(chǎn)生的多少）（1）檢測(cè)CO2（2）檢測(cè)酒精02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察項(xiàng)目有氧裝置無(wú)氧裝置澄清石灰水變渾濁程度溴麝香草酚藍(lán)溶液顏色變化時(shí)間重鉻酸鉀檢驗(yàn)情況（酸性條件）渾濁程度高渾濁程度低顏色變化時(shí)間短顏色變化時(shí)間長(zhǎng)無(wú)顏色變化橙色→灰綠色（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量CO2在無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量CO202合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式※注意事項(xiàng)甲組中通過(guò)含NaOH溶液的目的是什么？B瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)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(guò)澄清石灰水的CO2是無(wú)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(duì)自變量的影響。殺死葡萄糖溶液中可能存在的雜菌，避免對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。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。02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的方式設(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)。對(duì)比試驗(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。1.下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是A.酸性重鉻酸鉀溶液鑒定酒精，顏色呈現(xiàn)灰綠色B.實(shí)驗(yàn)中需控制的無(wú)關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C.實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2D.可通過(guò)觀察澄清石灰水是否變混濁來(lái)判斷酵母菌細(xì)胞呼吸的方式√02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸第一階段（葡萄糖的初步分解）場(chǎng)所：細(xì)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(jiǎn)化的表示方式。這一產(chǎn)生[H]的過(guò)程實(shí)際上是指氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）轉(zhuǎn)化成還原型輔酶Ⅰ（NADH）。過(guò)程：02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸第二階段（丙酮酸的徹底分解）場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：第三階段（[H]的氧化）場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜上物質(zhì)變化：酶12H2O+能量24[H]+6O2（大量）+6H2O酶6CO2+20[H]+能量2C3H4O3（少量）02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸C6H12O6酶2丙酮酸+

4[H]+能量（少）6CO2+

20[H]+能量（少）

2丙酮酸+6H2O酶酶12H2O+大量能量24[H]+6O2葡萄糖的初步分解（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）①丙酮酸徹底分解（線粒體基質(zhì))②[H]的氧化(線粒體內(nèi)膜）③

C6H12O6+6H2O+

6O26CO2

+12H2O+能量酶總反應(yīng)式：02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸1.概念：指細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)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(guò)程。2.對(duì)象：是絕大多數(shù)生物細(xì)胞呼吸的主要方式3.場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體（主要場(chǎng)所）02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶總反應(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?jī)?chǔ)存在ATP中（合32mol），大多數(shù)能量以熱能形式散失掉了。有機(jī)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：02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸特點(diǎn)：①有氧呼吸過(guò)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(chǔ)存在ATP中。③有機(jī)物中的能量逐步釋放；保證有機(jī)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(xì)胞的相對(duì)穩(wěn)定。2.如圖表示細(xì)胞有氧呼吸的過(guò)程，其中①～③代表有關(guān)生理過(guò)程發(fā)生的場(chǎng)所，甲、乙代表有關(guān)物質(zhì)。下列相關(guān)敘述正確的是A.①、②和③分別是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、

線粒體內(nèi)膜和線粒體基質(zhì)B.①和②所含酶的種類相同C.②和③都能產(chǎn)生大量ATPD.甲、乙分別代表丙酮酸、[H]√02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸02合作學(xué)習(xí)有氧呼吸3.細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生的NADH都通過(guò)氧化還原連鎖反應(yīng)逐步傳遞，最終與氧結(jié)合生成水，該過(guò)程逐步釋放的能量可驅(qū)動(dòng)ATP生成。上述包含多種氧化還原組分的傳遞鏈稱為氧化呼吸鏈(如圖)。下列有關(guān)人體細(xì)胞氧化呼吸鏈的分析正確的是A.人和哺乳動(dòng)物有氧呼吸過(guò)程中會(huì)有

NADH的積累B.圖中N側(cè)表示線粒體基質(zhì)，M側(cè)表示

線粒體內(nèi)、外膜之間的腔C.人體細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生NADH的氫全部來(lái)自水和丙酮酸D.圖中膜蛋白在核糖體上合成后都需經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體進(jìn)行加工√02合作學(xué)習(xí)無(wú)氧呼吸過(guò)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(guò)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]02合作學(xué)習(xí)無(wú)氧呼吸乳酸菌，人和動(dòng)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)02合作學(xué)習(xí)無(wú)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(chǔ)存在乳酸和酒精中02合作學(xué)習(xí)無(wú)氧呼吸概念：在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解，釋放少量能量的過(guò)程。條件：無(wú)氧或缺氧場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)產(chǎn)物：酒精和CO2或乳酸02合作學(xué)習(xí)無(wú)氧呼吸呼吸方式有氧呼吸無(wú)氧呼吸呼吸場(chǎng)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(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、多種酶無(wú)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?jī)?chǔ)存在乳酸或酒精中有氧呼吸三個(gè)階段均產(chǎn)生ATP僅在第一個(gè)階段產(chǎn)生ATP1.有關(guān)細(xì)胞利用葡萄糖進(jìn)行細(xì)胞呼吸的過(guò)程如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.過(guò)程①③中，葡萄糖中的能量大部分

以熱能形式散失，其余儲(chǔ)存在ATP中B.物質(zhì)A是丙酮酸，過(guò)程①②③④都會(huì)

產(chǎn)生[H]C.人劇烈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生CO2的場(chǎng)所只有線粒體D.當(dāng)O2濃度為0時(shí)，線粒體仍能產(chǎn)生ATP√02合作學(xué)習(xí)細(xì)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(jī)酸脫氨基作用NH3細(xì)胞呼吸是蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)代謝的樞紐。β氧化02合作學(xué)習(xí)細(xì)胞呼吸的影響因素及應(yīng)用C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量溫度水氧氣二氧化碳影響細(xì)胞呼吸的因素02合作學(xué)習(xí)細(xì)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(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。應(yīng)用：低溫一定濕度儲(chǔ)存蔬菜和水果；低溫干燥儲(chǔ)存糧食大棚栽培植物有晝夜溫差。02合作學(xué)習(xí)細(xì)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(duì)細(xì)胞呼吸有抑制作用。CO2濃度升高到1%～10%時(shí)，呼吸作用明顯被抑制。應(yīng)用：地窖來(lái)貯藏大白菜、甘薯等。02合作學(xué)習(xí)細(xì)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(qiáng)。在一定范圍內(nèi)，細(xì)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(guò)多時(shí)，呼吸速率減慢，甚至死亡。應(yīng)用：種子儲(chǔ)存應(yīng)曬干，降低呼吸作用；作物栽培中，合理灌溉。02合作學(xué)習(xí)細(xì)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(duì)無(wú)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(dá)到一定值時(shí)，不再增加(底物的量或酶的濃度限制）。無(wú)氧呼吸：無(wú)氧呼吸隨氧濃度增加而受抑制，氧濃度達(dá)一定值時(shí)，被完全抑制。02合作學(xué)習(xí)細(xì)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(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。ACB510152025無(wú)氧呼吸速率CO2的生成量有氧呼吸速率釋放量CO2O2濃度%pDA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。2.現(xiàn)有等量的A、B兩個(gè)品種的小麥種子，將它們分別置于兩個(gè)容積相同、密閉的棕色廣口瓶?jī)?nèi)，各加入適量(等量)的水。在25℃條件下，瓶?jī)?nèi)O2含量變化如圖所示，請(qǐng)據(jù)圖判斷下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.在t1～t2期間，瓶?jī)?nèi)O2含量的降低主要是由種子細(xì)

胞的有氧呼吸引起的B.A種子比B種子的細(xì)胞呼吸速率快C.A、B種子釋放CO2的量的變化趨勢(shì)是逐漸增加D.在O～t1期間，廣口瓶?jī)?nèi)的CO2有少量增加，主要原因可能是種子進(jìn)行