5.3 細胞呼吸的原理和應用 課件 （第2課時）【知識精研】高一上學期生物人教版必修1

第2課時第5章細胞的能量供應和利用人教版高中生物必修1無氧呼吸和細胞呼吸原理的應用第5章

第3節(jié)

細胞呼吸的原理和應用

學習目標1.運用物質(zhì)與能量觀，闡明無氧呼吸的概念，說出無氧呼吸的發(fā)生條件和生成產(chǎn)物。2.運用物質(zhì)和能量觀，闡明有氧呼吸和無氧呼吸的異同。3.基于實驗數(shù)據(jù)，構(gòu)建溫度、氧氣濃度等對細胞呼吸強度影響的曲線模型，并解決生產(chǎn)和生活中的問題。人在劇烈運動后，肌肉會發(fā)酸；蘋果儲藏久了會有酒味。請分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因？無氧呼吸一細胞呼吸原理的應用二目錄細胞質(zhì)基質(zhì)指細胞在____________參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過________分解，釋放_______能量，生成________ATP的過程。沒有氧氣不完全少量少量C6H12O62丙酮酸(2C3H4O3)酶4[H]2乳酸(C3H6O3)酶酶2酒精(C2H6O)+2CO2與有氧呼吸第一階段完全相同不釋放能量少能2ATP熱能概念1過程2C6H12O6

2C2H5OH+

2CO2+能量（少量）酶（1）酒精發(fā)酵：實例：酵母菌、大多數(shù)高等植物實例：①人和動物細胞

②乳酸菌

③某些植物的特殊器官馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚（2）乳酸發(fā)酵：C6H12O6

2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）酶

總反應式3分析無氧呼吸過程中能量的去路任務一資料：1mol葡萄糖徹底氧化分解能釋放出2870kJ的能量，而1mol葡萄糖在分解生成乳酸以后，只釋放出196.65kJ的能量，其中只有61.08kJ的能量儲存在ATP中。無氧呼吸過程中，葡萄糖中的能量主要存留在乳酸或酒精中；而葡萄糖徹底氧化分解釋放出的能量主要以熱能的形式散失。據(jù)此分析，在無氧呼吸過程中，葡萄糖中能量的主要去向和葡萄糖徹底氧化分解釋放出的能量的主要去向分別是什么？比較有氧呼吸和無氧呼吸任務二項目有氧呼吸無氧呼吸不同點場所條件需要氧、酶不需要氧、_______產(chǎn)物能量大量少量相同點過程葡萄糖分解為丙酮酸的階段相同實質(zhì)意義為生物體的各項生命活動提供能量細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體細胞質(zhì)基質(zhì)需要酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸分解有機物，釋放能量，合成ATP列表比較有氧呼吸和無氧呼吸（1）為生物體的生命活動提供能量。絕大多數(shù)生命活動的所需要的能量（ATP）都是來源于細胞呼吸。因此，細胞呼吸是ATP的主要來源。（2）是生物體代謝的樞紐，蛋白質(zhì)、糖類和脂質(zhì)的代謝，都可以通過細胞呼吸過程聯(lián)系起來。細胞呼吸的意義4圖片摘自《基礎生命科學》其他能源物質(zhì)的細胞呼吸跟蹤訓練1.如圖①～④表示細胞呼吸中的物質(zhì)變化過程，下列敘述錯誤的是A.一個細胞內(nèi)②③不能同時進行B.酵母細胞中③④進行的場所不同C.圖中過程①②③④中均能產(chǎn)生ATP和[H]D.①②、①③的產(chǎn)物不同，原因是酶的種類不同√跟蹤訓練圖中過程①表示有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段，過程④表示有氧呼吸的第二、三階段，過程②表示產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸的第二階段，過程③表示產(chǎn)生酒精的無氧呼吸的第二階段，過程②③不能產(chǎn)生ATP和[H]，C錯誤。跟蹤訓練2.(2023·云南大理高一期末)如圖表示某同學測得不同O2濃度下，酵母菌在一段時間內(nèi)分解葡萄糖時的CO2釋放量和O2吸收量。下列敘述錯誤的是A.O2濃度為a時，葡萄糖的氧化分解不徹底B.O2濃度為b時，無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的消耗的葡萄糖的5倍C.O2濃度為c時，有氧呼吸和無氧呼吸釋放的CO2量相等D.O2濃度為d時，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體√跟蹤訓練O2濃度為a時，酵母菌釋放CO2，不吸收O2，說明酵母菌只進行無氧呼吸，無氧呼吸過程中有機物的氧化分解不徹底，A正確；O2濃度為b時，CO2釋放量為8個單位，O2吸收量為3個單位，則有氧呼吸釋放的CO2量為3個單位，無氧呼吸釋放的CO2量為5個單位，因此無氧呼吸消耗的葡萄糖為2.5個單位，有氧呼吸消耗的葡萄糖為0.5個單位，無氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸消耗的葡萄糖的5倍，B正確；跟蹤訓練O2濃度為c時，O2吸收量為4個單位，有氧呼吸釋放的CO2量為4個單位，無氧呼吸釋放的CO2量為1個單位，C錯誤；O2濃度為d時，CO2釋放量等于O2吸收量，酵母菌只進行有氧呼吸，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體基質(zhì)，D正確。跟蹤訓練3.如圖是探究酵母菌細胞呼吸方式類型的裝置(NaOH溶液可以吸收裝置中的CO2)，下列敘述正確的是A.假設裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌只進行有氧呼吸B.假設裝置1中的液滴不移動，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌只進行有氧呼吸C.假設裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌既進行有氧呼吸

又進行無氧呼吸D.假設裝置1、2中的液滴均不移動，說明酵母菌只進行有氧呼吸或只進行無氧呼吸√跟蹤訓練假設裝置1中的液滴左移，說明消耗了氧氣，裝置2中的液滴右移，說明產(chǎn)生的二氧化碳量大于消耗的氧氣量，說明酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，A錯誤，C正確；假設裝置1中的液滴不移動，裝置2中的液滴右移，說明沒有消耗氧氣，但產(chǎn)生了二氧化碳，酵母菌只進行無氧呼吸，B錯誤；假設裝置1和裝置2的液滴均不移動，即沒有氧氣的消耗，也沒有二氧化碳的產(chǎn)生，說明酵母菌既不進行有氧呼吸也不進行無氧呼吸或酵母菌細胞已經(jīng)死亡，D錯誤。題后歸納液滴移動法探究細胞呼吸的方式欲確認某生物的細胞呼吸方式，應設置兩套實驗裝置，如圖所示(以發(fā)芽種子為例)：結(jié)果與結(jié)論：實驗現(xiàn)象結(jié)論裝置一液滴裝置二液滴不動不動只進行產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸或種子已經(jīng)死亡不動右移只進行產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移右移進行有氧呼吸和產(chǎn)生酒精的無氧呼吸左移不動只進行有氧呼吸或進行有氧呼吸和產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸左移左移種子進行有氧呼吸時，底物中除糖類外還含有脂質(zhì)無氧呼吸一細胞呼吸原理的應用二目錄氧氣對細胞呼吸的影響任務三1.由曲線判斷O2濃度對無氧呼吸和有氧呼吸的影響分別是什么？隨O2濃度的升高，無氧呼吸逐漸減弱；在一定濃度范圍內(nèi)，隨O2濃度的升高，有氧呼吸逐漸增強。2.在儲藏蔬菜或水果時，為降低細胞呼吸，減少有機物的消耗，儲藏室內(nèi)的O2濃度可調(diào)節(jié)到圖中的

點所對應的濃度。B細胞呼吸原理的應用任務四1.為什么農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要通過中耕松土來提高作物產(chǎn)量？松土透氣可以使根細胞進行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長和對無機鹽的吸收，促進作物生長。2.酸奶發(fā)酵時，為什么牛奶要加滿，蓋子的排氣孔要封閉？酸奶發(fā)酵是乳酸菌發(fā)酵，只進行無氧呼吸，所以牛奶要加滿，而且發(fā)酵不產(chǎn)生氣體，所以排氣孔要封閉。3.米酒發(fā)酵時，米中間要挖一個窩，蓋子要留一個排氣孔。試分析這樣做的原因是什么？米酒發(fā)酵時挖一個窩是為了保留部分空氣讓酵母菌進行有氧呼吸大量繁殖。酵母菌隨后會進行無氧呼吸，產(chǎn)生酒精和CO2，因此要開排氣孔。為什么包扎傷口應選用透氣的紗布敷料？包扎傷口應選用透氣(消毒紗布)或松軟(創(chuàng)可貼)的敷料。既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。跟蹤訓練4.如圖表示酵母菌在不同O2濃度下，單位時間內(nèi)O2的吸收量和CO2的釋放量的變化。下列敘述正確的是A.陰影部分的面積表示無氧呼吸釋放的二

氧化碳的速率B.若OaQ＝QN，則有氧呼吸消耗的氧氣與

無氧呼吸釋放的二氧化碳一樣多C.保存水果、蔬菜應選擇O2濃度為0的時候D.B點時只進行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2的場所是細胞質(zhì)基質(zhì)√跟蹤訓練陰影部分的面積表示無氧呼吸釋放的二氧化碳的總量，A錯誤；由于有氧呼吸釋放的CO2量和消耗的O2量相等，因此若OaQ＝QN，則有氧呼吸消耗的氧氣與無氧呼吸釋放的二氧化碳一樣多，B正確；由圖可知，P點時，CO2釋放總量最少，此時細胞呼吸作用較弱，因此保存水果、蔬菜應選擇O2濃度為Ob的時候，C錯誤；由圖可知，B點時CO2釋放總量和O2吸收量相同，說明B點時只進行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2的場所是線粒體基質(zhì)，D錯誤。跟蹤訓練5.細胞呼吸的原理在生活和生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。下列敘述錯誤的是A.利用麥芽、葡萄、糧食和酵母菌，在控制通氣的情況下，可以產(chǎn)生各

種酒B.包扎傷口時，用透氣的紗布或創(chuàng)可貼，其目的是促進傷口處人體細胞

的有氧呼吸C.及時為板結(jié)的土壤松土透氣，有利于根細胞對無機鹽的吸收D.提倡慢跑的原因之一是避免因劇烈運動產(chǎn)生大量的乳酸引起身體不適√包扎傷口時，用透氣的紗布或創(chuàng)可貼，其目的是防止傷口處缺氧導致厭氧菌大量繁殖，B錯誤。細胞呼吸呼吸方式有氧呼吸無氧呼吸酶C6H12O6

＋6H2O＋6O26CO2＋12H2O＋能量C6H12O62CO2＋2C2H5OH＋少量能量酶葡萄糖酶2丙酮酸少量能量4〔H〕++6O212H2O酶大量能量24〔H〕++C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶細胞質(zhì)基質(zhì)一：細胞質(zhì)基質(zhì)三：線粒體內(nèi)膜二：線粒體基質(zhì)6CO26H2O酶2丙酮酸少量能量20〔H〕+++影響因素溫度水分CO2濃度O2濃度夯基礎查落實1.無氧呼吸是指在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。2.無氧呼吸的兩個階段都在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行。第一個階段與有氧呼吸的第一個階段完全相同。第二個階段是丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者轉(zhuǎn)化成乳酸。3.無氧呼吸的化學反應式可以概括為以下兩種：C6H12O62C3H6O3(乳酸)＋少量能量；C6H12O62C2H5OH(酒精)＋2CO2＋少量能量。要語必背4.無氧呼吸過程中能量的去路：(1)大部分存留在酒精或乳酸中；(2)釋放的能量中大部分以熱能形式散失；(3)釋放的能量中少部分儲存在ATP中。5.不是所有植物的無氧呼吸產(chǎn)物都是酒精和二氧化碳，玉米胚、甜菜塊根、馬鈴薯塊莖等植物組織的無氧呼吸產(chǎn)物為乳酸。6.所有生物的生存，都離不開細胞呼吸釋放的能量。細胞呼吸除了能為生物體提供能量，還是生物體代謝的樞紐。7.產(chǎn)生CO2的不只是有氧呼吸，無氧呼吸產(chǎn)生酒精的過程中也有CO2的產(chǎn)生。8.對動物和人體而言，有CO2生成的一定是有氧呼吸，因為動物及人體無氧呼吸的產(chǎn)物是乳酸。9.部分原核生物體內(nèi)無線粒體，也能進行有氧呼吸，如藍細菌。無線粒體的真核生物(或細胞)只能進行無氧呼吸，如蛔蟲、哺乳動物成熟的紅細胞等。10.破傷風由破傷風芽孢桿菌引起，這種病菌只能進行無氧呼吸。長句表達1.若種子萌發(fā)過程中缺氧，將導致種子萌發(fā)速度變慢甚至死亡，原因是________________________________________________________________________________________________。2.結(jié)合O2濃度影響細胞呼吸的曲線，進行下