5.3.1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（2019）必修1

主要能源物質(zhì)葡萄糖主要儲(chǔ)能物質(zhì)脂肪其他能源物質(zhì)糖原、淀粉等生命活動(dòng)水解供能直接能源物質(zhì)ATP呼吸作用：ADP+Pi+能量→氧化分解光合作用：

反應(yīng)

反應(yīng)吸能放能第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（1）第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用問(wèn)題探討

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(shí)，卻要密封發(fā)酵。培養(yǎng)酵母菌酵母菌發(fā)酵問(wèn)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(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)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(jìn)行旺盛的分裂。密封為了避免空氣進(jìn)入，便于酵母菌在無(wú)氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精的同時(shí)，能為自己的生命活動(dòng)提供能量。問(wèn)題探討發(fā)面中會(huì)有很多的小孔，保鮮膜上有水珠，而且在發(fā)面時(shí)，早期并沒(méi)有酒味，而后期會(huì)有酒味。1.發(fā)面主要與什么微生物有關(guān)？2.面團(tuán)上的小孔是怎么產(chǎn)生的呢？保鮮膜上為什么會(huì)有水珠？3.為什么早期沒(méi)有酒味而后期會(huì)有酒味呢？細(xì)胞呼吸：是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)程。酵母菌產(chǎn)生CO2和水后期無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)CO2O2CO2O2CO2O2O2O2CO2CO2肺泡細(xì)胞呼吸毛細(xì)血管O2呼吸呼吸：機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過(guò)程。細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)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(guò)程。細(xì)胞呼吸是否都需要氧氣呢？【注意】呼吸≠呼吸作用問(wèn)題:

細(xì)胞呼吸是否一定需要氧呢？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？請(qǐng)用實(shí)例來(lái)論證你的猜想。探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸將有機(jī)物分解為

和

。酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧環(huán)境下都能生存，屬于異養(yǎng)兼性厭氧菌。酵母菌在什么條件下產(chǎn)生CO2，什么條件下產(chǎn)生酒精？酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)分別是什么呢？CO2酒精酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。有氣體，有酒味代謝類型同化類型異化類型自養(yǎng)型異養(yǎng)型需氧型厭氧型兼性厭氧型探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸將有機(jī)物分解為

和

。酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧環(huán)境下都能生存，屬于異養(yǎng)兼性厭氧菌。酵母菌在什么條件下產(chǎn)生CO2，什么條件下產(chǎn)生酒精？酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)分別是什么呢？CO2酒精提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么?酒精CO2探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式無(wú)氧產(chǎn)生有氧產(chǎn)生自變量:因變量:無(wú)關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧——無(wú)氧——反應(yīng)物的量、反應(yīng)時(shí)間、pH、溫度、酵母菌的活性等酒精、CO2通氣密封實(shí)驗(yàn)原理CO2的檢測(cè)①通入澄清的石灰水：酒精的檢測(cè)酸性重鉻酸鉀溶液：澄清→渾濁藍(lán)→綠→黃橙色→灰綠色探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式澄清的石灰水酸性重鉻酸鉀溶液溴麝香草酚藍(lán)溶液②使溴麝香草酚藍(lán)溶液（BTB）：實(shí)驗(yàn)步驟接氣泵或橡皮球A10%NaOH酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水

B瓶封口放置一段時(shí)間后，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶。為什么？

消耗掉B瓶中的氧氣，確保通入澄清石灰水的CO2是無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的。B酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水去除空氣中的CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧條件產(chǎn)生的CO2所致。檢測(cè)CO2的產(chǎn)生。有氧裝置無(wú)氧裝置將培養(yǎng)液煮沸冷卻的目的：去除培養(yǎng)液中的O2，殺死培養(yǎng)液中的雜菌。結(jié)果分析探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式由藍(lán)變綠再變黃（1）CO2的檢測(cè)及結(jié)論現(xiàn)象：結(jié)論：澄清石灰水都變渾濁，且有氧呼吸裝置比無(wú)氧呼吸的更渾濁。有氧呼吸與無(wú)氧呼吸都產(chǎn)生CO2，且有氧呼吸產(chǎn)生的更多。溴麝香草酚藍(lán)溶液遇CO2的變色過(guò)程結(jié)果分析探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（2）酒精的檢測(cè)及結(jié)論有氧環(huán)境下的產(chǎn)物不能使橙色重鉻酸鉀溶液變色，無(wú)氧環(huán)境下的產(chǎn)物能使橙色重鉻酸鉀溶液變成灰綠色。結(jié)論：有氧呼吸不產(chǎn)生酒精，無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精。結(jié)果：C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液A酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水氣泵EB酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水

由于葡萄糖也能與酸性重鉻酸鉀反應(yīng)發(fā)生顏色變化，因此應(yīng)將酵母菌的培養(yǎng)時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)以耗盡溶液中的葡萄糖。

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)？

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水A氣泵ECD質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%NaOH溶液澄清石灰水澄清石灰水

D

氣泵EC酵母菌培養(yǎng)液D

A批判性思維：實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)驗(yàn)證空氣中的CO2是否完全被吸收檢驗(yàn)有氧呼吸是否產(chǎn)生CO2大量CO2有氧：葡萄糖酵母菌結(jié)果結(jié)論探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式有氧呼吸無(wú)氧呼吸科學(xué)家根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論細(xì)胞呼吸絕大多數(shù)生物的主要呼吸方式酵母菌、許多真菌和細(xì)菌能夠進(jìn)行無(wú)氧：葡萄糖少量CO2+酒精酵母菌有氧呼吸的主要場(chǎng)所酵母菌培養(yǎng)液接氣泵或橡皮球A10%NaOH澄清石灰水本實(shí)驗(yàn)中哪個(gè)是對(duì)照組，哪個(gè)是實(shí)驗(yàn)組？對(duì)比實(shí)驗(yàn)（相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)）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)。實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組對(duì)比實(shí)驗(yàn)與對(duì)照實(shí)驗(yàn)有何區(qū)別呢？科學(xué)方法B酵母菌培養(yǎng)液澄清石灰水有氧呼吸裝置無(wú)氧呼吸裝置拓展：對(duì)比實(shí)驗(yàn)與對(duì)照實(shí)驗(yàn)的區(qū)別對(duì)比實(shí)驗(yàn)：對(duì)照實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)組1：實(shí)驗(yàn)組2：對(duì)照組：實(shí)驗(yàn)組：結(jié)果未知結(jié)果未知結(jié)果已知結(jié)果未知科學(xué)方法PARTONE有氧呼吸

場(chǎng)所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能反應(yīng)式第一階段第二階段第三階段總反應(yīng)式請(qǐng)自主閱讀課本P92-93頁(yè)，完成以下問(wèn)題。1.有氧呼吸的主要場(chǎng)所？主要場(chǎng)所適于進(jìn)行有氧呼吸的特點(diǎn)有哪些？2.有氧呼吸各階段特征。3.總結(jié)有氧呼吸的概念。4.有機(jī)物中能量的去路有哪些？絕大部分能量去路呢？5.同有機(jī)物在生物體外燃燒相比，有氧呼吸具有哪些不同的特點(diǎn)？(一)有氧呼吸外膜內(nèi)膜DNA/RNA核糖體嵴基質(zhì)分布有多種有氧呼吸酶線粒體1.主要場(chǎng)所：2.線粒體適應(yīng)于有氧呼吸的主要特點(diǎn)：(1)線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴,大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積。(一)有氧呼吸(2)線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。C6H12O62C3H4O3少量能量酶2C3H4O34[H]+Ⅰ細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)Ⅱ線粒體基質(zhì)Ⅲ線粒體內(nèi)膜6CO26H2O6H2O酶20[H]少量能量6O224[H]12H2O大量能量3.過(guò)程：(一)有氧呼吸4.各階段特征比較：第一階段反應(yīng)式：第二階段反應(yīng)式：第三階段反應(yīng)式：C6H12O6酶+4[H]

+少量能量

2C3H4O3

+6H2O酶2C3H4O3

6CO2

+20[H]

+

少量能量

酶12H2O

+大量能量

24[H]

+

6O2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、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜(一)有氧呼吸有氧呼吸的過(guò)程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(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)6CO2+

20[H]+能量（少）

2丙酮酸+6H2O酶丙酮酸徹底分解線粒體基質(zhì)酶12H2O+大量能量24[H]+6O2[H]的氧化線粒體內(nèi)膜總反應(yīng)式

C6H12O6+6H2O+

6O26CO2

+12H2O+能量酶OOOOOC6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶5.有氧呼吸總反應(yīng)式：6.有氧呼吸中元素去向：b.H原子的運(yùn)動(dòng)軌跡：a.C原子的運(yùn)動(dòng)軌跡：c.O原子的運(yùn)動(dòng)軌跡：C6H12O62C3H4O36CO

2C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O20[H]12H2OC6H12O62C3H4O3+6H2O

6CO26O212H2O(一)有氧呼吸**7.有氧呼吸的定義：

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。

請(qǐng)思考線粒體不能直接氧化分解葡萄糖的可能原因？①線粒體膜上沒(méi)有葡萄糖載體；②線粒體中沒(méi)有氧化分解葡萄糖的酶。(一)有氧呼吸

其余1892.72kJ的能量以熱能形式散失掉。1mol葡萄糖釋放能量2870kJ有977.28kJ的能量?jī)?chǔ)存在ATP中1、在細(xì)胞內(nèi)，1mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870

kJ的能量，

可使977.28kJ左右的能量?jī)?chǔ)存在ATP中，其余的能量則以熱能的形

式散失掉了。請(qǐng)你計(jì)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？思考·討論有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)能量效率高達(dá)34％，使32molADP轉(zhuǎn)化為ATP。

3、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(lái)說(shuō)具有什么意義？思考·討論有氧呼吸的能量利用特點(diǎn)區(qū)別：(1)有氧呼吸過(guò)程溫和(2)有機(jī)物中的能量經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)逐步釋放(3)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)定狀態(tài)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?/p>

一部分儲(chǔ)存在ATP中。②反應(yīng)式前后的H2O不能消去。反應(yīng)過(guò)程中，在第二階段消

耗了水，而第三階段生成了水。③反應(yīng)式中間不能用等號(hào)，要用箭頭。④反應(yīng)條件“酶”不能省去。⑤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(lái)介紹有氧呼吸過(guò)程。易錯(cuò)提示：(一)有氧呼吸（1）哪個(gè)階段產(chǎn)生CO2？（2）哪個(gè)階段有氧氣參與反應(yīng)？（3）哪個(gè)階段產(chǎn)生能量