5.3细胞呼吸的原理和应用课件2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

第3节 细胞呼吸的原理和应用 第五章 细胞的能量供应和利用 细胞呼吸过程中能量是怎样转化的? 有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点? 细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用? 本节聚焦 问题探讨 (1)都是培养酵母菌,为什 么有的需要通气,有的 却需要密封? (2)为什么通气有利于酵母 菌大量繁殖? (3)在密封发酵时,酵母菌 将有机物转化为酒精对 它自身有什么意义? 探究•实践 探究酵母细胞的呼吸方式 酵母菌是一类单细胞真菌,有氧无氧条件下均能生存,属兼性厌氧菌 探究•实践 探究酵母细胞的呼吸方式 探究•实践 探究酵母细胞的呼吸方式 探究•实践 探究酵母细胞的呼吸方式 提出问题 1、利用酵母菌制酒产生的酒精是在有氧还是无氧 条件下产生的? 2、两种呼吸条件下产生的CO2一样多吗? 作出假设 根据已有知识和生活经验提出合理的假设。如酵母菌在无氧条件下产生酒精。 探究•实践 探究酵母细胞的呼吸方式 1、该实验的自变量是什么?你将如何控制? 2、该实验的因变量是什么?你将如何检测? 3、除自变量外,实验中的哪些因素(即无关变量) 可能会影响实验结果? 4、请你描述一下进行该实验的探究思路。 设计实验 无氧呼吸 接气泵 A 10%NaOH 酵母菌培养液 澄清石灰水 有氧呼吸 将B瓶先反 应一段时间,再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶。 B 酵母菌培养液 澄清石灰水 B 25~35 培养8~10h (1)检测产 生CO2的多少 澄清石灰水 溴麝香草酚 蓝溶液 二氧化碳 传感器 (2)检测是 否产生酒精 重铬酸钾 (酸性条件) 探究•实践 探究酵母细胞的呼吸方式 分析结果 条件 澄清石灰水及 出现的时间 酸性重铬 酸钾溶液 有氧 无氧 变混浊,且快 不出现灰绿色 变混浊,但慢 出现灰绿色 得出结论 在有氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳;在无氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。 科学方法 对比实验 指设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫作对比实验,也叫相互对照实验。 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 主要方式 一、有氧呼吸 1、主要场所:线粒体 外膜 线粒体基质 内膜 嵴 (1)两层膜,内膜向内 折叠形成嵴,增大 了内膜的表面积。 (2)线粒体内膜上和基 质中含许多种与有 氧呼吸有关的酶。 一、有氧呼吸 2、过程分析 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 一、有氧呼吸 2、过程分析 第一阶段:发生在细胞质基质 C6H12O6 2C3H4O3 + 4[H] + 少量能量 酶 酶 酶 特别说明: (1)第二阶段不需要氧气直接参与,但 若没有氧气,该阶段不能持续进行。 (2)这里的[H]是NADH简化的表示方式。 第二阶段:发生在线粒体基质 2C3H4O3 + 6H2O 6CO2 + 20[H] + 少量能量 第三阶段:发生在线粒体内膜 24 [H] + 6O2 12H2O + 大量能量 一、有氧呼吸 3、有氧呼吸的概念和特点 指细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。 【有机物中稳定化学 热能和ATP中活跃化学能】 与燃烧相比,有氧呼吸的特点表现在: 反应过程是温和的; 能量是逐步释放的; 释放的能量中有相当一部分储存在ATP中。 归纳总结 第一阶段 第二阶段 第三阶段 发生场所 反应物 生成物 产生能量 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 线粒体基质 丙酮酸、H2O CO2、[H] 少量 线粒体内膜 大量 H2O [H]、O2 酶 C6H12O6 +6H2O +6O2 6CO2+12H2O + 能量 O O O 二、无氧呼吸 指在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。 1、概念 二、无氧呼吸 可以分为两个阶段: 第一阶段:(与有氧呼吸第一阶段完全相同) 第二阶段:发生在细胞质基质。丙酮酸在不同酶 的催化作用下分解成不同的产物。或 形成酒精和二氧化碳,或转化为乳酸。 2、过程分析 特别提醒:无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP,大部分能量存留在酒精和乳酸中;第一阶段产生的丙酮酸和[H],通常在后续反应阶段被消耗掉而不会积累。 二、无氧呼吸 3、无氧呼吸总反应式 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量 酶 C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量 酶 例如:酵母菌 也叫酒精发酵 以及绝大多数的植物细胞 例如:乳酸菌 也叫酒精发酵 以及绝大多数的动物细胞 列表比较有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 产物 能量 相同点 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 氧气、多种酶 无