5.3细胞呼吸的原理和利用教学课件-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

5.3细胞呼吸的原理和应用 外膜 内膜 基质分布 DNA/RNA 有氧呼吸的酶 一、有氧呼吸 1、主要场所：线粒体 嵴 增大膜面积 分布有氧呼吸的酶 2、总反应式 C₆H₁₂O₆+6H₂O+60₂ 核糖体 酶、6CO₂+12H₂O+ 能量 4.有氧呼吸反应式： 第一阶段：细胞质基质 C₆ H₁₂O₆酶2C₃ H₄O₃ +4[H]+ 少量能量 第二阶段：线粒体基质 2C₃ H₄O₃ +6H₂O6CO₂ +20[H]+ 少量能量 第三阶段：线粒体内膜 24[H]+6O₂ 酶12H₂O+ 大量能量 Ca₂0+6H₂0+602 6CO₂ +12H₂O+能量 少量储存 思考：以上反应式中的能量 能否写成ATP ? 不能 大部分以 热能的形 式散失 总反应式： 在ATP中。 思考：用18O₂培养酵母菌，最先在哪个物质中检 测到180? H₂O 一段时间后，在CO₂ 中检测到了用180, 180是怎样从180₂到CO₂ 的 ? 18o₂有氧皿H₂8o有氧Ⅱcl₈o₂ 有氧呼吸过程小结 C₆H₁₂O₆+6H₂ O+60 酶 →6CO₂+12H₂O+能量 葡1、有氧呼吸中哪一种物质既是反应物又是生成物? 2、有氧呼吸中吸收的O₂量和释放的CO₂量有什么特点? 1 、 有 氧 呼 吸 中 H₂O 既 是 反 应 物， 又 是生 成 物 2、有氧呼吸中吸 收 O₂ 的 量 和 C O₂ 的 释 放 量 相 等 注 意 一、有氧呼吸 3、有氧呼吸的概念： 细胞在 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 ，同时释放能量 生成大量ATP 的过程，叫做有氧呼吸。 思 考 ：1.没有线粒体可以进行有氧呼吸吗? 原核生物可以 2.进行有氧呼吸需要什么条件?与有氧呼吸相关的酶、通氧气。 O, 生 C O , 和 水 (1)写出长方框内1、2、3所依 次代表的物质名称： 丙酮酸 H₂O 、 CO2。 (2)依次填出椭圆框内4、5、6 所代表的能量的多少少量 少量、 大量 (3)有氧呼吸的主要场所是 线粒体 ，进入该场所的呼吸 底物是 丙 酮 (4)用含180的葡萄糖跟踪有氧 1 酶 [H] [H] O₂ 酶 6 呼吸过程中的氧原子，180转 移的途径是葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 3 练习.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答： 4 2 5 C₆H₁206 酶 问题思考一：在持续的下雨天中，好多农民的庄稼被淹，颗粒无收， 为什么水太多会让植株死亡? 情境 河南暴雨 二、无氧呼吸过程： 细胞质基质 上 (乳 C₃H 酶 [H] 丙酮酸 CO₂ C₂H₅OH (酒精) C₆H₁₂O₆(葡萄糖) 教兰 ATP 能量 细胞质基质 细胞质基质 与有氧呼吸第一阶段完全相同 2 C₃H₄O₃ ( 丙 酮 酸 +4 [H] +少量能量 细胞质基质 酶 > 2C₂H₅OH(酒精)+2CO₂ 2C₃ H₄O₃+4[H] 酶 2C₃H₆O₃(乳酸) 1.反应场所： 2.过程： (1)第一阶段 C₆H₁₂O₆— (2)第二阶段 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。 二、无氧呼吸过程： 热能 ATP 3.无氧呼吸总反应式 乳酸发酵 C₆H₂O₆ 酶 2C₃H₆O₃(乳酸)+少量能量 例：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) 酒精发酵 C₆H₁₂O₆ 酶 2C₂H₅OH(酒精)+2CO₂ +少量能量 例：高等植物被水淹、水果、酵母菌 学生思考：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量? 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸 中 三、无氧呼吸 3、概念：无氧呼吸是指细胞在 无氧 条件下，通过酶的 催化作用，把葡萄糖等有机物分解为 不彻底 的氧化产 物，释放出少量能量，生成 少量ATP 的过程。 2、反应总方程式： 酶 C₆ H₁2O₆ —→ 2C₃ H₆O₃ (乳酸)+少量能量 C₆ H₁2O₆ 酶 2C₂ H₅OH(酒精)+2CO₂+ 少量能量 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 条件 需氧、酶、适宜温度 不需氧、需酶、适宜温度 产物 CO₂ 、H₂O 酒精和CO₂或乳酸 能量变化 释放大量能量 释放少量能量 大部分能量储存在乳 酸或酒精中 相同点 联系 反应的第一阶段完全相同 实质 分解有机物，释放能量，合成ATP 三、小组讨论，比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同 常考基础诊断 CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN (1)细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和[H]的反应， 只发生在细胞有氧时(× ) (2)人体在剧烈运动时所需的能量由乳酸分解 提供(× ) (3)无氧呼吸的终产物是丙酮酸(× ) (4)无氧呼吸不需要O₂ 的参与，该过程最终有 [H]的积累(× ) 选用“创可贴”等敷 料包扎伤口，既为伤口敷 上了药物，又为伤口创造 了疏松透气的环境、避免 厌氧病原菌的繁殖，从而 有利于伤口的痊愈。 酵母菌是兼性厌氧微 生物。酵母菌在适宜的通 气、温度和pH等条件下， 进行有氧呼吸并大量繁殖； 在无氧条件下则进行酒精 发酵。 对于板结的土壤及时松 土透气，可以促进根细胞有 氧呼吸，有利于根系的生长 和对无机盐的吸收。此外还 有利于土壤中好氧微生物的 生长繁殖，促使这些微生物 对有机物的分解，从而有利 于植物对无机盐的吸收。 五、细胞呼吸原理的应用 有氧运动是指人体细胞 充分获得氧的情况下所进行 的体育锻炼。人体细胞通过 有氧呼吸可以获得较多的能 量。相反，百米冲刺等无氧 运动，是人体细胞在缺氧条 件下进行的高速运动。 较深的伤口里缺少氧 气，破伤风芽孢杆菌适合 在这种环境中生存并大量 繁殖。所以，伤口较深或 被锈钉扎伤后，患者应及 时请医生处理。 物质的储存： (1) 储存 粮食：适宜的低温，低氧， 干燥(水分很少); (2) 储存水果、蔬菜：适宜的 低温，低氧，适宜的湿度。 ①最适温度：细胞呼吸最强。 ②超过最适温度：呼吸酶活性降低， 甚至变性失活， 细胞呼吸受抑制。 ③低于最适温度：呼吸酶活性下降， 细胞呼吸受抑制。 (1)温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。 六、影响细胞呼吸的因素 呼吸速率 温度影响细胞呼吸的应用 ①零上低温 ②降低温度 量 ①氧气浓度为0时 只进行无氧呼吸 ②氧气浓度0~10%时 有氧呼吸和无氧呼吸同时存在， 有氧呼吸速率增大， ③氧气浓度大于10% 细胞只进行有氧呼吸 (2)O₂ 浓度 直接影响呼吸速率和呼吸性质，对无氧呼吸有抑制作用。 C O ; 释 放 无氧呼吸减弱，有氧呼吸较弱， 细胞呼吸最弱，储存蔬菜、水果、 粮食等， ⑤氧气浓度为10%时 细胞只进行有氧呼吸 ⑥氧气浓度为c时 有氧呼吸速率达到最大， ④氧气浓度为5%时 C O , 释 放 量 O₂(%) O₂ 浓度影响细胞呼吸的应用 ①中耕松土 ②低氧储存蔬菜、水果、粮食 地窖中CO₂浓度高，有利于 蔬菜水果的储存。 增加CO₂ 的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 (3)CO₂ 浓度 粮食储存： 零上低温，低氧，干燥 水果蔬菜储存： 零上低温，低氧， 一定湿度 (4)含水量 呼吸速率 含水量 实验现象 结 论 装置一液滴 装置二液滴 不动 不动 只进行产乳酸的无氧呼吸或已死亡 不动 右移 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 红色液滴 萌发 的种子 装置二 装置一 萌发 的种子 NaOH 溶液 红色液滴 蒸馏水 常考基础诊断 CHANG KAO JI CHU ZHEN DUAN (1)有氧呼吸时，生成物H₂O 中的氢只来自线粒体 中丙酮酸的分解(X) (2)有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP(× (3)有氧呼吸产生的[H] 在线粒体基质中与氧结合 生成水( (4)有氧呼吸产生的能量全部储存在ATP中(X) B.用水代替NaOH 溶液设置装置2,通过装置2液滴的移动情况 可以探究出酵母菌是否进行无氧呼吸 C.用水代替NaOH 溶液设置装置2,如果装置1中液滴左移，装置 2中液滴右移，说明酵母菌既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 D .用水代替NaOH 溶液设置装置2,装置2中液滴可能向左移 如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌 的细胞呼吸类型而设计的实验装置(酵母菌 利用葡萄糖作为能源物质),下列有关实验 装置和结果的分析，错误的是 —NaOH溶液 装置1 养液 母菌 培 酵 A.通过装置1仅能探究出酵母菌是否进行有氧呼吸 装置2 $$