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（2019）必修1

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5.3

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用

你知道“呼吸”和“呼吸作用”有什么區(qū)別嗎？

“呼吸”是指人和動(dòng)物與外界進(jìn)行的交換氣體的過程，是指呼吸動(dòng)作。

“呼吸作用”是指細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物分解并釋放能量的過程

。一、細(xì)胞呼吸的概念

細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物氧化分解，并釋放能量二、細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（1）實(shí)驗(yàn)原理——選材理由酵母菌：單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌在什么條件產(chǎn)生的CO2

（有氧？無氧？）哪種條件下產(chǎn)生的多？什么情況下能產(chǎn)生酒精？（4）作出假設(shè)（3）提出問題（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)CO2有氧產(chǎn)生無氧CO2+酒精產(chǎn)生酵母菌的呼吸方式是什么？酵母菌在有氧條件和無氧條件下都能進(jìn)行呼吸1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式二、細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)思路？分析變量自變量：因變量：無關(guān)變量：細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的其它因素反應(yīng)物的量、反應(yīng)時(shí)間、pH、溫度、酵母菌的活性1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式對(duì)比實(shí)驗(yàn)分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳酒精、CO2二、細(xì)胞呼吸的方式二、細(xì)胞呼吸的方式1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式（1）實(shí)驗(yàn)原理——判斷原理CO2的檢測(cè)：方案1：通入澄清的石灰水：澄清→渾濁方案2：溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃酒精的檢測(cè)：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)：橙色→灰綠色酒駕檢測(cè)？1.圖中NaOH溶液的作用是什么？2.澄清的石灰水有什么作用？3.B瓶為什么放置一段時(shí)間使進(jìn)入A中的空氣先經(jīng)NaOH溶液處理，排除空氣中CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾讓酵母菌先進(jìn)行有氧呼吸大量繁殖，并將B瓶中的氧氣消耗掉，確保產(chǎn)物CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的檢測(cè)是否產(chǎn)生CO2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果1．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧

無氧

變混濁／快無變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色CO2的放出情況：A、B兩組都有CO2的產(chǎn)生，但A組產(chǎn)生的CO2更多酒精產(chǎn)生的情況：A組沒有酒精的產(chǎn)生，B組產(chǎn)生了酒精二、細(xì)胞呼吸的方式發(fā)現(xiàn)澄清石灰水先變渾濁后又變澄清，說明什么？說明酵母菌產(chǎn)生的二氧化碳量多1.問題聚焦11.有氧呼吸場所在？2.有氧呼吸分為幾個(gè)階段？3.有氧呼吸各個(gè)階段反應(yīng)物和產(chǎn)物是什么？有氧呼吸的過程C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶線粒體內(nèi)膜線粒體外膜線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)外膜間隙1.場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體(主要)（二）細(xì)胞呼吸的方式2．有氧呼吸有氧呼吸場所反應(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)葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量有氧呼吸三個(gè)階段的比較線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜2.過程細(xì)胞膜葡萄糖(C6H12O6)第一階段2丙酮酸(C3H4O3)6H2O酶少量能量大量[H]6CO2線粒體基質(zhì)O2O212H2O細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)第三階段線粒體內(nèi)膜第二階段酶少量能量少量[H]2丙酮酸(C3H4O3)少量能量大量能量基礎(chǔ)鞏固1.讓一只實(shí)驗(yàn)鼠吸入18O2，可以最先檢測(cè)到放射性的物質(zhì)是（）A.丙酮酸B.葡萄糖C.水D.二氧化碳2.在需氧呼吸中，消耗水和合成水分別發(fā)生在（）A.第一階段和第二階段B.第二階段和第三階段C.第三階段和第一階段D.第三階段和第二階段3．需氧呼吸過程中釋放的CO2中的氧

（）

A.全部來自氧氣

B．全部來自水

C.全部來自葡萄糖

D．來自葡萄糖和水

？能量轉(zhuǎn)化率

1mol葡萄糖徹底氧化分解釋放2870kj的能量，其中只有977.28kJ儲(chǔ)存到ATP中，還有1892.72kJ以熱能的形式散失掉了。據(jù)此你可得出哪些結(jié)論？有氧呼吸產(chǎn)生的能量絕大部分以熱能形式散失了；能量轉(zhuǎn)換效率只有：977.28÷2870=34.05％；32個(gè)ATP有氧呼吸中H2O既是反應(yīng)物，又是生成物。生成的H2O中的氧全部來自氧氣；生成的CO2中C來自葡萄糖,O來自葡萄糖和水有氧呼吸能量去向：大部分以熱能的形式散失，少部分儲(chǔ)存在ATP中葡萄糖（C6H12O6）丙酮酸[H]酶少量能量酶1C2H5OH

+

CO2（酒精）C3H6O3

（乳酸）酶2第二階段第一階段無氧呼吸過程特點(diǎn)：1．第一階段完全相同2．都在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行3．都只在第一階段產(chǎn)生少量能量二、無氧呼吸C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量總反應(yīng)式：例：大多數(shù)植物、酵母菌例：高等動(dòng)物、乳酸菌、（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚等）二、無氧呼吸

有氧呼吸與無氧呼吸的比較有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)相同點(diǎn)場所條件產(chǎn)物釋放能量聯(lián)系實(shí)質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧、酶不需氧、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸大量少量第一階段反應(yīng)完全相同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP

“三看”法判定細(xì)胞呼吸方式反應(yīng)物和產(chǎn)物一定存在有氧呼吸消耗氧氣物質(zhì)量的關(guān)系場所一看

二看三看產(chǎn)生H2OCO2=O2只進(jìn)行有氧呼吸或進(jìn)行有氧呼吸和產(chǎn)乳酸的無氧呼吸可存在脂質(zhì)的氧化分解兩類呼吸方式并存，差值為無氧呼吸產(chǎn)生CO2的量無氧呼吸有氧呼吸或兩類呼吸方式共存一定存在有氧呼吸有酒精或乳酸一定存在無氧呼吸無CO2釋放一定為產(chǎn)乳酸的無氧呼吸CO2＞O2CO2＜O2有線粒體參與只在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中小結(jié)細(xì)胞呼吸過程2C2H5OH（酒精）+2CO22C3H6O3（乳酸）三、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用抑制厭氧病菌的繁殖控制通氣的情況三、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用促進(jìn)根的有氧呼吸低溫低氧抑制細(xì)胞有氧呼吸，減少有機(jī)物的消耗酒精就會(huì)對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用抑制破傷風(fēng)芽孢桿菌提倡慢跑（四）影響細(xì)胞呼吸原理的因素影響細(xì)胞呼吸的因素：溫度、水分、氧氣、二氧化碳濃度通過影響_________而影響細(xì)胞呼吸。在一定范圍內(nèi)細(xì)胞呼吸的速率隨溫度的升高而明顯加快，但超過一定的溫度后，細(xì)胞呼吸反而會(huì)減弱，甚至停止。酶活性（1）溫度：應(yīng)用：蔬菜和水果儲(chǔ)存：降溫；保持晝夜溫差（四）影響細(xì)胞呼吸原理的因素2．水

水既是原料，又是產(chǎn)物，細(xì)胞呼吸必需在水環(huán)境中才能進(jìn)行。在一定范圍內(nèi)，呼吸作用強(qiáng)度隨含水量的增加而加強(qiáng)，隨含水量的減少而減弱。

應(yīng)用：稻谷等種子在貯藏前要晾曬，甚至風(fēng)干，減少水分，降低呼吸消耗。自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。應(yīng)用：種子貯藏前風(fēng)干、晾曬：減少水分，

呼吸作用

降低細(xì)胞（四）影響細(xì)胞呼吸原理的因素

O2濃度CO2釋放量

無氧呼吸：以酒精發(fā)酵為例，無氧呼吸隨O2濃度增加而受抑制，O2濃度越高，抑制作用越強(qiáng)，O2濃度達(dá)到一定值時(shí)，被完全抑制。O2濃度CO2釋放量

有氧呼吸：在一定范圍內(nèi)，有氧呼吸隨O2濃度增加而增加，當(dāng)O2濃度達(dá)到一定值時(shí)，由于酶和底物濃度的抑制，將不再增加。

3.氧氣O2濃度與細(xì)胞呼吸速率的關(guān)系圖（AB=BC)Q：在O2濃度為零時(shí)只進(jìn)行無氧呼吸；QR段：隨O2濃度的升高，無氧呼吸逐漸受到抑制，而有氧呼吸還很弱，使得CO2釋放總量減少。QP段：同時(shí)存在有氧呼吸和無氧呼吸P點(diǎn)：P點(diǎn)及以后細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸

（氧氣吸收量=CO2的生成量）B點(diǎn)：表示細(xì)胞有氧呼吸、無氧呼吸釋放的CO2含量相等CO2的生成量=總呼吸速率總呼吸速率=有氧呼吸速率+無氧呼吸速率MM點(diǎn)：細(xì)胞呼吸總強(qiáng)度最低（適合長期儲(chǔ)存糧食（種子）等（四）影響細(xì)胞呼吸原理的因素

作為呼吸產(chǎn)物，根據(jù)化學(xué)平衡，CO2濃度高會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。4．CO2

應(yīng)用：果實(shí)保鮮或儲(chǔ)藏，可向密封環(huán)境中充入CO2或N2降低呼吸消耗。（4）CO2濃度：CO2的濃度升高，呼吸的速率降低。糧食儲(chǔ)存條件：（零上）低溫、低氧、干燥蔬菜、水果儲(chǔ)藏條件：（零上）低溫、低氧、適宜的濕度1.下圖表示某種植物的非綠色器官在不同的氧濃度下O2吸收量和CO2生成量的變化，據(jù)圖回答：（1）圖中曲線QR區(qū)段CO2生成量急劇減少的主

要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿_(dá)____________________________。氧氣濃度增加，無氧呼吸受到抑制，同時(shí)有氧呼吸較弱（2）＿＿點(diǎn)的生物學(xué)含義是無氧呼吸消失點(diǎn)，此時(shí)O2吸收量＿＿（＞、＜、=）CO2的釋放量。（3）氧濃度調(diào)節(jié)到＿＿點(diǎn)的對(duì)應(yīng)濃度時(shí)，更有利于蔬菜糧食的貯存。理由是＿＿＿＿＿＿＿＿P＝R

此時(shí)有氧呼吸較弱，無氧呼吸受抑制，有機(jī)物的消耗最少。1.(2021·全國甲,2,6分，難度★）某同學(xué)將酵母菌接種在馬鈴薯培養(yǎng)液中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不可能得到的結(jié)果是()A.該菌在有氧條件下能夠繁殖B.該菌在無氧呼吸的過程中無丙酮酸產(chǎn)生C.該菌在無氧條件下能夠產(chǎn)生乙醇D.該菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生CO22.(2020·全國1,2,6分，難度★★)種子貯藏中需要控制呼吸作用以減少有機(jī)物的消耗。若作物種子呼吸作用所利用的物質(zhì)是淀粉分解產(chǎn)生的葡萄糖，下列關(guān)于種子呼吸作用的敘述，錯(cuò)誤的是()A.若產(chǎn)生的CO2與乙醇的分子數(shù)相等，則細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸B.若細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，則吸收O2的分子數(shù)與釋放CO2的相等C.若細(xì)胞只進(jìn)行無氧呼吸且產(chǎn)物是乳酸,則無O2吸收,也無CO2釋放D.若細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行有氧和無氧呼吸,則吸收O2的分子數(shù)比釋放CO2的多3.(2019·全國3.6分,難度★)若將n粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā),得到n株黃化苗。那么與萌發(fā)前的這n粒干種子相比，這些黃化苗的有機(jī)物總量和呼吸強(qiáng)度表現(xiàn)為()A.有機(jī)物總量減少,呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)B.有機(jī)物總量增加，呼吸強(qiáng)度增強(qiáng)C.有機(jī)物總量減少，呼吸強(qiáng)度減弱D.有機(jī)物總量增加,呼吸強(qiáng)度減弱4.(2019·全國2.6分，難度★★)馬鈴薯塊莖儲(chǔ)藏不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)酸味，這種現(xiàn)象與馬鈴薯