5.3细胞呼吸的原理和应用（第二课时）（教学课件）-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第3节 细胞呼吸的原理和应用 （第二课时） 第5章 细胞的能量供应和利用 教学目标 能初步用物质与能量观，说出呼吸作用中物质与能量的变化。 生命观念 说明有氧呼吸的过程。比较有氧呼吸和无氧呼吸的区别。 科学思维 基于给定的条件，设计实验探究细胞呼吸的方式。 科学探究 依据影响细胞呼吸的因素，形成人与自然和谐共处的观念。 社会责任 问题探讨 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 制作开花馒头时，需要在面团中加入酵母菌，蒸出来的馒头就会松软多孔。 1.“开花”的原理是什么? 2.酵母菌是种什么样的生物? 3.酵母菌的呼吸方式是什么? 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 主要场所：线粒体 外膜 嵴 基质 内膜 外膜：使线粒体与周围的细胞质基质分开。 内膜：有许多种与有氧呼吸有关的酶。 内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，使内膜的面积大大增加。 嵴的周围充满了液态的基质，线粒体基质中含有少量DNA 和 RNA ，含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 双层膜 嵴 基质 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 4[H] ATP 热 线粒体 细胞质基质 ① 2C3H4O3 能 酶 C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量 细胞膜 酶 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 丙酮酸彻底分解 C6H12O6 6CO2 4[H] ATP 热 6H2O 20[H] 线粒体 细胞质基质 ② 2C3H4O3 能 酶 酶 ATP 热 能 2C3H4O3 + 6H2O → 6CO2 + 20[H] +少量能量 细胞膜 ① 线粒体基质 酶 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 [H]的氧化 C6H12O6 6CO2 4[H] ATP 热 6H2O 20[H] 12H2O ATP 热 线粒体 细胞质基质 ② ③ 2C3H4O3 能 酶 酶 ATP 热 能 6O2 24[H] + 6O2 →12H2O +大量能量 细胞膜 ① 能 酶 线粒体基质 线粒体内膜 酶 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 三个阶段的比较 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 丙酮酸、H2O CO2、[H] 少量 [H]、O2 H2O 大量 线粒体基质 场 所 反应物 产 物 释放能量 第一阶段 第二阶段 第三阶段 线粒体内膜 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 能量的产生与去向 1 mol 葡萄糖释放 2870 kJ的能量 （活跃化学能） 977.28 kJ 储存在 ATP 中 其余以热能形式散失 有机物中稳定的化学能转变为热能、ATP 中活跃的化学能。 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 思考·讨论 1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？ 有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。结合上一节所学内容，1 mol ATP分子的高能键含有30.54J的能量，因此，1mol葡萄糖能够使32 mol ADP分子转化为ATP分子。 有氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 思考·讨论 2.与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？ 燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 无氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 细胞质基质 反应场所： （2）第二阶段 （1）第一阶段 2C2H5OH（酒精）+2CO2 酶 2C3H6O3（乳酸） 过程： 4 2 + [H] +少量能量 C6H12O6 酶 C3H4O3（丙酮酸） 细胞质基质 细胞质基质 2C3H4O3+4[H] 酶 只在第一阶段释放少量的能量。绝大部分能量存留在酒精或乳酸中。 与有氧呼吸第一阶段完全相同 第二阶段，没有能量释放出来 无氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 总反应式 高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞，形象记忆：马吃甜玉米） 高等植物被水淹、水果、酵母菌 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 乳酸发酵 酒精发酵 无氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 能量变化 有机物中稳定的化学能释放的能量更多以热能散失，少量转变成ATP 中活跃的化学能，其余化学能储存在酒精或乳酸中。 1 mol 葡萄糖释放 196.65 kJ的能量 （活跃化学能） 61.08 kJ 储存在 ATP 中 其余以热能形式散失 （69%） 无氧呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 细胞质 基质 主要是 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 无 场 所 反应物 产 物 释放能量 第一阶段 第二阶段 细胞质 基质 丙酮酸、[H] 酒精 + CO2 或乳酸 两个阶段的比较 细胞呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 产物 分解程度 释放能量 相同 过程 实质 意义 第一阶段 细胞质基质；第二、三阶段 线粒体 细胞质基质 O2、酶、适宜温度 酶、适宜温度 CO2和H2O CO2、酒精或乳酸 较多（三个阶段均合成ATP） 较少(第一阶段合成ATP) 彻底 不彻底 第一阶段反应完全相同 分解有机物，释放能量，合成ATP 为生物体的各项生命活动提供能量 细胞呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 意义 为生物体提供能量 细胞呼吸 能 量 热能 散失 能量 转移 ATP ADP Pi 能 量 细胞分裂 生长发育 主动运输 肌肉收缩 C6H12O6 CO2＋H2O 生物体代谢的枢纽 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸 甘油 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 细胞呼吸 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 定义 有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 细胞呼吸除了能为生物体提供能量 ，还是生物体代谢的枢纽。如，在细胞呼吸过程中产生的中间产物，可转化为甘油、氨基酸等非糖物质，非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可进一步形成葡萄糖。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。 课堂小结 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 1.下列关于呼吸作用的叙述，正确的是（ ） A.有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水 B.乳酸菌无氧呼吸的终产物是酒精和CO2 C.无氧呼吸第一阶段有[H]产生，第二阶段有[H]的消耗 D.相同质量脂肪比糖原有氧氧化释放的能量少 答案：C 解析：乳酸菌无氧呼吸的终产物是乳酸，A项错误；有氧呼吸产生的[H]在线粒体内膜上与氧结合生成水，属于有氧呼吸的第三阶段，B项错误；无氧呼吸第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，而第二阶段转化成酒精和二氧化碳或乳酸，所以有[H]的消耗，C项正确；由于脂肪中碳氢比例高，所以相同质量脂肪比糖原有氧氧化释放的能量多，D项错误。 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 2.酵母菌在有氧或无氧环境中都能生长。将酵母菌培养在葡萄糖溶液中，下列相关叙述错误的是（ ） A.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，但场所不同 B.探究酵母菌的有氧呼吸时，需要将通入空气中的CO2去除 C.CO2释放量与O2吸收量的比值越大，酵母菌进行有氧呼吸的强度越强 D.若产生的CO2与酒精的分子数相等，则酵母菌只进行无氧呼吸 答案：C 解析：酵母菌进行有氧呼吸时在线粒体基质中产生CO2，进行无氧呼吸时在细胞质基质中产生CO2，A正确；探究酵母菌的有氧呼吸时，需要将通入空气中的CO2去除，排除空气中CO2对实验结果的干扰，B正确；CO2释放量与O2吸收量的比值越大，酵母菌进行无氧呼吸的强度越强，C错误；根据无氧呼吸过程中物质的变化可知，若产生的CO2与酒精的分子数相等，则酵母菌只进行无氧呼吸，D正确。 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 3.利用酵母菌酿酒时，早期阶段先通气，酵母菌大量增殖，增加菌体数量；酿酒阶段密封，产生酒精。下列关于酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的叙述正确的是（ ） A.有氧呼吸过程中能量主要以热能散失，无氧呼吸过程中能量大部分储存在酒精中 B.有氧呼吸没有[H]的积累，无氧呼吸有[H]的积累 C.有氧呼吸在线粒体中进行，无氧呼吸在细胞质基质中进行 D.有氧呼吸能产生CO2，无氧呼吸不能产生CO2 答案：A 解析：有氧呼吸过程中能量主要以热能散失，无氧呼吸过程中有机物分解不彻底，大部分能量储存在酒精中没有释放出来，A正确；有氧呼吸前两个阶段产生的[H]经过一系列反应与O2结合生成水，无氧呼吸第一阶段产生的[H]在第二阶段被消耗，B错误；有氧呼吸第一阶段在细胞质基质中进行，第二、三阶段在线粒体中进行，无氧呼吸的两个阶段都在细胞质基质中进行，C错误；酵母菌有氧呼吸能产生CO2和H2O，无氧呼吸能产生酒精和CO2，D错误。 练习与应用 新课导入 知识讲解 课堂小结 基础检测 4.生物体通过细胞呼吸氧化分解有机物获得能量。下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（ ） A.人体进行细胞呼吸释放的能量全部储存在ATP中 B.植物进行无氧呼吸时，分解丙酮酸过程伴随着ATP的生成 C.乳酸菌细胞呼吸时，产生的丙酮酸最终被NADH还原成乳酸 D.酵母菌有氧呼吸时，在细胞质基质中产生二氧化碳 答案：C 解析：人体进行细胞呼吸释放的能量一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失，A错误；植物进行无氧呼吸分解丙酮酸的过程无ATP的生成，B错误；乳酸菌只能进行无氧呼吸，其细胞呼吸时产生的丙酮酸最终被NADH还原成乳酸，C正确；酵母菌有氧呼吸产生二氧化碳的场所是线粒体基质，D错误。 $$