5.3 细胞呼吸的原理和应用-【探究设计】2024-2025 学年高一生物同步优质课件（人教版2019必修1）

第5章第3节 细胞呼吸的原理和应用 年 级：高一 学 科：生物学（20修订人教版） 主讲人：△△ 学 校：△△中学 国家中小学课程资源 1 学习目标 学科素养 重难点 1.通过探究酵母菌的细胞呼吸方式，说出细胞呼吸的类型 科学探究 生命观念 重点 难点 2.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构，说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化 科学思维 重点 难点 3.比较两种呼吸异同，阐明细胞呼吸的实质； 探讨细胞呼吸原理在生产和生活中的应用 科学思维 社会责任 本节聚焦 细胞呼吸过程中能量是怎样转化的？ （科学思维） 有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点？ （生命观念） 细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用？ (社会责任） 第5章第3节 细胞呼吸的原理和应用 国家中小学课程资源 2 【第1课时】 细胞呼吸的实质和方式 【第2课时】 细胞呼吸的过程(1) 【第4课时】 细胞呼吸原理的应用 【第3课时】 细胞呼吸的过程(2) 高中生物学 第1课时 细胞呼吸的实质和方式 国家中小学课程资源 4 2.绝大多数耗能生命活动的直接能源是_____。 【情境导入】 1.生物体和细胞的主要能源物质分别是____、______，细胞的能量货币是_____。 葡萄糖 ATP 糖类 ATP 3.ATP的主要来源是________，此外还有_________。 呼吸作用 光合作用 高中生物学 发酵生产葡萄酒的车间 酿酒 【情境导入】 (1)都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？ 4.教材P90问题探讨： 酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。 (2)为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？ 在有氧条件下，供能多 (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？ 为自身供能，虽然很少 通气：为了____________________。 密封：为了____________________。 酵母菌的大量繁殖 酵母菌的大量产酒 【温馨提示】酵母菌是一种________真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于_____________。 兼性厌氧菌 单细胞 酵母菌 CO2 和面时加了酵母 CO2 做馒头和面包 酵母菌是研究 呼吸作用方式 的优选材料 酿酒时先通气后密封的原因？ 高中生物学 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 生物体的呼吸 细胞的呼吸(呼吸作用) 【活动1】观察下图辨析呼吸、呼吸运动和呼吸作用，归纳出细胞呼吸的实质。 高中生物学 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 【归纳实质】细胞呼吸又叫_________，实质是______________________，并_________。 细胞内 + 有机物 +水+ CO2 能 量 呼吸作用 (细胞呼吸) O2 O2 呼吸 呼吸器官 血液循环 CO2 肺 或 鳃 血液循环 呼吸器官 气体运输 呼吸作用 细胞内有机物的氧化分解 释放能量 【活动1】观察下图辨析呼吸、呼吸运动和呼吸作用，归纳出细胞呼吸的实质。 呼吸运动 胸廓 高中生物学 ____________________________ 提出问题 【活动2】科学探究酵母菌细胞呼吸的方式。 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 种类 自变量 因变量 无关变量 分析变量 控制变量 有氧 用气泵或橡皮球持续通入无菌空气 无氧 密封一段时间排气后再密封 CO2多少 澄清石灰水 (浑浊快慢和程度) 有无酒精 橙色酸性 重铬酸钾 (橙→灰绿) 溴麝香草酚蓝 (蓝→绿→黄的时间) 酵母 10g 新鲜食用酵母 培养液体积与浓度 240mL 5%葡萄糖溶液 培养温度 25~35℃ 培养时间 8~10h (尽量延长) (0.5mL95-97%浓硫酸+0.1g重铬) 【选材依据】酵母菌是__________ 兼性厌氧菌 蓝——→绿——→黄 溴麝香草酚蓝溶液 橙色、酸性的重铬酸钾溶液 橙色—→灰绿色 【温馨提示】 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色变化变灰绿色，应将酵母菌的培养时间适当延长，以耗尽溶液中的葡萄糖 防残留葡萄糖干扰结果) 实验组 对比实验 相互对照实验 实验组 (CO2传感器) (遇碱) (遇酸) 标准比色液 (闻&嗅) 高中生物学 ____________________________ 提出问题 【活动2】科学探究酵母菌细胞呼吸的方式。 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 【选材依据】酵母菌是__________ 兼性厌氧菌 E 材料用具 高中生物学 ____________________________ 提出问题 【活动2】科学探究酵母菌细胞呼吸的方式。 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) 【温馨提示】装置需要做到“三防”。 一防杂菌干扰：_________________________。 二防其他来源CO2的干扰。 （1）有氧装置：________________________。 （2）无氧装置：________________________。 三防O2干扰无氧装置：____________________。 【思考】请将下列用品组装成两套装置：有氧装置(________)和无氧装置(_____)。 各装置高压蒸汽灭菌冷却后接种 气泵先连NaOH溶液瓶 密封一段时间排气后再连接 (有氧装置：泵入无菌空气) C D E E-D-A-C B-C 密封一段时间耗尽氧后再连接 有氧条件 无氧条件 高中生物学 ____________________________ 提出问题 【活动2】科学探究酵母菌细胞呼吸的方式。 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) ______________________________________________________ 进行实验 待老师认可后开始实验，并做好观察项目的如实记录 高中生物学 乙组 甲组 PK A B C D E C ____________________________ 提出问题 【活动2】科学探究酵母菌细胞呼吸的方式。 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) ______________________________________________________ 进行实验 待老师认可后开始实验，并做好观察项目的如实记录 甲浑浊 程度大且快 乙浑浊 程度小且慢 C 甲A 乙B 甲A 乙B 一段时间以后 【检测酒精】 各取AB培养液滤液2mL→加入含0.1g重铬酸钾的95~97%浓硫酸溶液0.5mL 【结果分析】 甲组A瓶：产生了_______________ 乙组B瓶：产生了_______________ 大量CO2 酒精和少量CO2 高中生物学 ____________________________ 提出问题 【活动2】科学探究酵母菌细胞呼吸的方式。 探究一：细胞呼吸的实质和方式。 酵母菌细胞呼吸的方式有几种? _________________________________________________ 作出假设 酵母菌细胞呼吸的方式有2种——有氧呼吸和无氧呼吸 ______________________________________________________ 设计实验 分析并控制变量→书写方案(材料用具→实验步骤→预期结果) ______________________________________________________ 进行实验 ______________________________________________________ 得出结论 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，即假设成立 【结果分析】酵母菌在有氧条件下产生________，在无氧条件下产生_______________ 大量CO2 酒精和少量CO2 【科学结论】科学家根据大量实验结果得出，细胞呼吸可分为_________和_________两种类型。 有氧呼吸 无氧呼吸 待老师认可后开始实验，并做好观察项目的如实记录 (略) 表达交流 有氧呼吸：葡萄糖＋O2 酶 CO2 + ？+ ？ 无氧呼吸：葡萄糖 酶 CO2 + 酒精 + ？ 高中生物学 一、科学探究的基本过程。 经验/资料 自-因-无关变量 【能力提升】 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 得出结论 表达交流 生产/生活/实验 回归问题/假设 认可后开始 1.概念：设置两个或_________的_______，通过对结果的_________，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 2.实例：在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，设置有氧和无氧两种条件的实验结果都是_________的，都是_______，通过______可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 二、科学方法——对比实验/相互对照实验。 两个以上 实验组 比较分析 事先未知 实验组 对比 高中生物学 15 【能力提升】 三、对照实验和对比实验的比较。 实验类型 比较项目 对照实验 对比实验 对照组 实验组 实验结论 实例 有 有 无 有 (互为对照组) 一般只有一个 探究淀粉酶对 淀粉和蔗糖的水解作用 可出现多个 探究酵母菌 细胞呼吸的方式 高中生物学 16 1.选材依据：酵母菌是一种___________，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于___________，便于研究细胞呼吸的不同方式。 兼性厌氧菌 单细胞真菌 2.产物检测 CO2多少 有无酒精 方法一 方法二 检测___________变浑浊的____________ 澄清石灰水 时间或程度 检测___________________由___变___再变___的_____ 溴麝香草酚蓝溶液 蓝 ___色的_________溶液在___性(95-97%_______)条件下，与酒精反应变成_______ 橙 酸 灰绿色 浓硫酸 重铬酸钾 绿 黄 时间 【温馨提示】探究酵母菌细胞呼吸方式的实验原理。 高中生物学 【温馨提示】探究酵母菌细胞呼吸方式的常考点。 有氧 装置 无氧 装置 (1)NaOH的作用：__________________________________________。 (2)澄清石灰水的作用：____________________________________。 (3)B瓶确保无氧的措施：___________________________________。 (4)判断CO2产生多少的依据：________________________________。 或________________________________。 (5)判断酒精产生与否的依据：_______________________________。 密闭一段时间排气后再连接 澄清石灰水的浑浊程度或快慢 除去外来CO2，以免干扰实验结果 检测酵母菌产生的CO2的多少 橙色、酸性的重铬酸钾溶液变灰绿 溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间 高中生物学 若用酸性重铬酸钾时，有氧和无氧装置产生的颜色反应几乎一样。请分析可能的原因有哪些？ 【原因之一】有氧装置中可能_________，导致部分酵母菌进行无氧呼吸产生少量酒精。 【原因之二】有氧装置中可能_____________________________，与重铬酸钾(强氧化剂)反应，发生与酒精反应相同的颜色变化。 【误差分析】探究酵母菌细胞呼吸的方式。 供氧不足 残留未耗尽的葡萄糖(具还原性) 高中生物学 1.要求司机：对准“酒精检测仪”吹气。 2.检测原理：硫酸酸化的重铬酸钾（Cr2O72-橙色）+乙醇（酒精）→铬盐（Cr3+绿色）+乙酸。 【走进生活】交警如何鉴定酒驾？ 高中生物学 (1)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置．以下说法中正确的是 A. 两个装置均能使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色 B. 装置乙在Ⅲ中滴加溴麝香草酚蓝水会由蓝变红 C. 装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接 D. 装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2 【反馈练习】 高中生物学 【反馈练习】 (2)适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是 A B C D 加入葡萄糖和水 加入葡萄糖 加入水 加入葡萄糖和水 并不断搅拌 高中生物学 (3)下列关于探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，错误的是 A. 通过设置有氧和无氧两组实验互为对比，易于判断酵母菌的呼吸方式 B. 实验中需控制的无关变量有温度、pH、培养液浓度等 C. 实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化 D. 实验中将进气管、排气管与锥形瓶连接后需要进行气密性检查，确保不漏气  浑浊程度&浑浊快慢 × 【反馈练习】 高中生物学 第2课时 细胞呼吸的过程(1) 国家中小学课程资源 24 关于真核细胞线粒体的起源，科学家提出了一种解释：约几十亿年前，有一种真核细胞吞噬了原始的需氧细菌，被吞噬的细胞不仅没有被消化分解，反而在细胞中生存下来了。需氧细菌从宿主细胞那里得到丙酮酸氧化分解释放的能量。在共同生存繁衍的过程中，需氧细菌进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。此即“内共生起源”学说。 【情境导入】 教材P96【思维训练】运用证据和逻辑评价论点 以下证据，__________支持这一论点，_________不支持这一论点。 1.线粒体内存在与细菌DNA相似的环状DNA。 2.线粒体内的蛋白质，有少数几种由线粒体DNA指导合成，绝大多数由核DNA指导合成。 3.真核细胞内的DNA有极高比例的核苷酸序列经常不表现出遗传效应，线粒体DNA和细菌的却不是这样。 4.线粒体能像细菌一样进行分裂增殖。 1、3、4 2 类比推理 类比推理 类比推理 (类比推理→提出假说) 丙←葡←葡 丙←丙←葡←葡 高中生物学 【功能】线粒体是真核细胞进行_________的主要场所，是细胞的_________。___使线粒体的膜面积增大，提高了有氧呼吸的效率。 嵴 有氧呼吸 动力车间 【分布】线粒体________在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体可_________到代谢旺盛的部位。 均匀分布 定向运动 探究二：细胞呼吸的过程。 【活动1】观察下面的线粒体亚显微结构图，说出线粒体的结构、功能和分布，并推断与细胞呼吸有关的酶——呼吸酶的分布。 线粒体图 有氧 呼吸酶 【呼吸酶分布】主要在_______________________中，次要在___________中。 线粒体基质、线粒体内膜 细胞质基质 外膜 内膜 基质 嵴 无呼吸酶 细胞质基质（含呼吸酶） 【拓展】原核细胞的呼吸酶分布在_______________。 细胞膜和细胞质 高中生物学 细胞质基质 线粒体 1葡萄糖(C6H12O6) 细胞核 探究二：细胞呼吸的过程。 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 少量能量 少量能量 大量 能量 2丙酮酸(C3H4O3) 4[H] 酶 第一 阶段 12H2O 6O2 酶 第三 阶段 热能 2ADP+2Pi 2ATP 酶 6CO2 第二 阶段 20[H] 酶 热能 2ADP+2Pi 2ATP 酶 28Pi+28ADP 28ATP 酶 无氧呼吸第二阶段 酶 或2C3H6O3 2C2H5OH+2CO2 氧 充足 缺氧 【抑制原理】O2将第一阶段产生的[H]氧化成水，阻止了丙酮酸被还原成乳酸或酒精。 (1)O2充足时 【温馨提示】[H](还原氢)=NADH(还原型辅酶Ⅰ)。 O2能_____无氧呼吸 供充足氧 (2)缺O2时 (氧化型辅酶Ⅰ)NAD++H++2e-→NADH 抑制 6H2O 热能 高中生物学 探究二：细胞呼吸的过程。 方式 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 化学反应式 第一阶段 第二阶段 第三阶段 总反应式 能量去向 C6H12O6 2C3H4O3 +4[H]+少量能量 酶 2C3H4O3+6H2O 6CO2+20[H]+少量能量 酶 24[H]+6O2 12H2O +大量能量 酶 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 2C3H4O3 +4[H] 2C3H6O3(乳酸) 酶1 2C2H5OH(酒精)+2CO2 酶2 C6H12O6 2C3H6O3 (乳酸)+少量能量 酶1 C6H12O6 2C2H5OH +2CO2+少量能量 酶2 热能 ① ② 2870 kJ 1葡萄糖 CO2+H2O 32ATP 196.65 kJ ① ② 1葡萄糖 乳酸或酒精 热能 2ATP ③ 【能量利用特点】与体外燃烧不同，________、______________________________。 过程温和 (未释放能量) 散失率____％ 转化率 / 利用率____％ 散失率_____％ 转化率 / 利用率____％ 逐步放能且 部分能量储存在ATP中 66 34 69 31 (32×30.54÷2870) (2×30.54÷196.65) 细胞质基质 细胞质基质 线粒体基质 细胞质基质 线粒体内膜 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ 乳酸菌、动物、玉米胚等 酵母菌、植株、果蔬等 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 第3课时 细胞呼吸的过程(2) 国家中小学课程资源 29 探究二：细胞呼吸的过程。 1.葡萄糖(C6H12O6)：不能进入线粒体，只能被____________利用。线粒体只能利用_______而不能利用葡萄糖。 2.氧气(O2)：通过________方式穿过___层磷脂进入线粒体，只能用于有氧呼吸的第___阶段。 3.水(H2O)：只与有氧呼吸有关，既是底物又是产物(不能抵消，因_______)。既在第___阶段产生，又在第___阶段被消耗，可循环使用。 细胞质基质 丙酮酸 自由扩散 4 三 氧不同 3 2 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 探究二：细胞呼吸的过程。 4.还原氢([H])：在有氧呼吸的第______阶段产生，又在第___阶段被消耗；在无氧呼吸的第___阶段产生，又在第___阶段被消耗。 5.ATP：在有氧呼吸第_________阶段和无氧呼吸第___阶段合成。其中，合成最多的阶段是________________。 6.能量：在有氧呼吸第_________阶段和无氧呼吸第___阶段释放。其中，释放最多的阶段是________________，无氧呼吸未释放的能量在__________中。 1、2 1 2 1、2、3 1 3 有氧呼吸第3阶段 1、2、3 1 有氧呼吸第3阶段 乳酸或酒精 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 探究二：细胞呼吸的过程。 7.生成CO2的阶段和场所：一定是细胞呼吸的第_____阶段生成，其中有氧呼吸是在___________生成，无氧呼吸是在___________生成。人体内CO2呢？ 8.有___生成的呼吸一定是有氧呼吸，有___________生成的呼吸一定是无氧呼吸。有CO2生成的呼吸_______是有氧呼吸，人和动物体内有CO2生成的呼吸一定是_____呼吸。无CO2生成的活细胞一定进行了_________________。 水 不一定 有氧 酒精或乳酸 产乳酸的无氧呼吸 2 线粒体基质 细胞质基质 【走进生活】粮食储藏时发生“粮堆湿度增大”现象的原因是____________。 有氧呼吸产生水 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 探究二：细胞呼吸的过程。 9.氧元素的追踪：C6H12O6→_____，H2O→_____，O2→______；H2O←______，CO2←_______________。 10.供酵母菌18O2,先后能检测到含18O的呼吸产物是_____________________ CO2 CO2 H2O O2 C6H12O6、H2O C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 酶 18O2 H218O C18O2 呼Ⅲ 呼Ⅱ 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 11.细胞呼吸过程中能量发生了什么变化？ 葡萄糖等有机物的稳定化学能 热能+ATP的活跃化学能 保证有机物中的能量得到最充分的利用。 第一，使有机物中的能量逐步地转移到ATP中。 第二，能量缓慢有序的释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 12.有氧呼吸是逐级释放能量的，对于生物体来说具有什么意义？ 探究二：细胞呼吸的过程。 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 13.归纳概念：有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸、发酵。 ①有氧呼吸：是指细胞在___的参与下，通过_______的催化作用，把葡萄糖等有机物_____________，产生______________，释放能量，生成_________的过程。 ②无氧呼吸：是指细胞在_______的参与下，通过_______的催化作用，把葡萄糖等有机物___________，释放_____能量，生成_________的过程。 氧 多种酶 彻底氧化分解 二氧化碳和水 大量ATP 没有氧 多种酶 不完全分解 少量 少量ATP 探究二：细胞呼吸的过程。 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 13.归纳概念：有氧呼吸、无氧呼吸、细胞呼吸、发酵的概念。 ③细胞呼吸：是指________在细胞内经过一系列的__________，生成____________________，释放能量并生成_____的过程。 ④发酵：指酵母菌、乳酸菌等__________________。如：酒精发酵、乳酸发酵等无氧呼吸，以及醋酸发酵、谷氨酸发酵等有氧呼吸。 有机物 氧化分解 二氧化碳或其他产物 ATP 微生物的细胞呼吸 探究二：细胞呼吸的过程。 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 探究二：细胞呼吸的过程。 14.请说出下列常考生物的细胞呼吸方式。 ①酵母菌（兼性厌氧菌）：____________________。 ②植株（需氧型生物）：__________________________。 ③马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚：_________________________。 ④动物：__________________________。 ⑤乳酸菌：__________________。 有氧呼吸+酒精发酵 有氧呼吸+产酒精无氧呼吸 有氧呼吸+产乳酸无氧呼吸 有氧呼吸+产乳酸无氧呼吸 乳酸发酵 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 探究二：细胞呼吸的过程。 15.没有线粒体的细胞只能进行无氧呼吸，对吗？为什么？ 不对。因为： 蓝藻、硝化细菌、醋酸菌等原核生物没有线粒体，但能有氧呼吸。其场所是：细胞质基质和细胞膜。 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 16.细胞呼吸对于细胞的生命活动有什么生理意义？ ①为生物体提供能量。 ②是生物体代谢的枢纽 ——为生命活动提供大量的中间产物。 【温馨提示】糖类、脂质和蛋白质的代谢，都可以通过____________过程联系起来。 细胞呼吸 探究二：细胞呼吸的过程。 【温馨提示】人体肌细胞无氧呼吸产生的乳酸，能在______中再次转化为葡萄糖。 肝脏 呼吸中间产物 O　　　　　　　 NH2 　　 ‖　　　　　　　 ▕ CH3—C—COOH → CH3—CH—COOH 例：丙酮酸 丙氨酸 【活动2】观察下面细胞的有氧呼吸和无氧呼吸的过程图，然后回答问题。 高中生物学 三大类有机物的两种产物 项目 淀粉 脂肪 蛋白质 氧化产物 水解产物 CO2、H2O CO2、H2O CO2、H2O、尿素 葡萄糖 甘油、脂肪酸 氨基酸 【温馨提示】 高中生物学 【归纳提升】 类型 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 区 别 场所 条件 产物 放能与ATP合成 分解是否完全 联系 ①第____阶段完全相同。 ②实质相同，都是细胞内的___________________________。 ③意义相同，都是为_____________________________。 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 氧、多种酶等 无氧、多种酶等 三阶段都放能和合成ATP 放能多 一 有机物氧化分解、并释放能量 CO2 、 H2O 酒精和CO2 ；或乳酸 不完全/不彻底 为生命活动提供能量和中间产物 完全/彻底 只有第一阶段放能和合成ATP 放能少，大量能量在乳酸或酒精中 高中生物学 第4课时 细胞呼吸原理的应用 国家中小学课程资源 42 种子：_________、______、______、_____等 果蔬：_________、______、______、_____等 (1)储藏农产品 探究三：细胞呼吸原理的应用。 【影响因素】细胞呼吸主要受到_______________等因素的影响。此外，细胞呼吸还受到__________________等因素的影响。 呼吸曲线 呼吸原理 有氧呼吸 无氧呼吸 呼吸速率 T/℃ 最适 0 CO2的释放量 O2% 0 呼吸速率 CO2% 0 呼吸速率 含水量 0 a (涝灾缺氧) 总呼吸 b 【温度】影响酶活性 【O2】促进有氧呼吸 【O2】抑制无氧呼吸 【CO2】反馈抑制呼吸 【自由水】促进呼吸 温度、O2浓度 CO2浓度、含水量 【应用实例】细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。 【储藏原理】通过降温、降氧等措施来_______________________________。 干燥 零上低温 低O2 高CO2 ②密封(__点氧最佳) ①冰箱/黑暗 保鲜 零上低温 低O2 高CO2 减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗 黑暗密封法 抽氧充氮法 a 冰箱上层4℃ 冰箱下层-20℃ 高中生物学 CO2的总量 有氧呼吸 无氧呼吸消失点 最佳储藏点 【温馨提示】 A B 无氧呼吸 CO2释放量 O O2％ S 【储藏原理】A点储藏最佳是因为____________________________________。 放CO2总量最少，储藏器官质量损失最少 S点 有氧呼吸速率=无氧呼吸速率 高中生物学 中耕松土 稻田排水 (2)农业生产 探究三：细胞呼吸原理的应用。 【呼吸原理】细胞呼吸主要受到_______________等因素的影响。此外，细胞呼吸还受到__________________等因素的影响。 呼吸曲线 呼吸原理 有氧呼吸 无氧呼吸 呼吸速率 T/℃ 最适 0 CO2的释放量 O2% 0 呼吸速率 CO2% 0 呼吸速率 水含量 0 a (涝灾缺氧) 总呼吸 b 【温度】影响酶活性 【O2】促进有氧呼吸 【O2】抑制无氧呼吸 【CO2】反馈抑制呼吸 【自由水】促进呼吸 温度、O2浓度 CO2浓度、含水量 【应用实例】细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。 通过改善土壤的_____供应来促进作物根系的有氧呼吸，为_________吸肥供能，以利于作物的生长。 氧气 【温馨提示】松土还能防止__________和促进好氧微生物呼吸提高__________。 酒精毒害 土壤肥力 主动运输 高中生物学 慢跑等有氧运动 包扎伤口用透气纱布(创可贴) 伤口较深要及时治疗 (3)人体健康 探究三：细胞呼吸原理的应用。 【呼吸原理】细胞呼吸主要受到_______________等因素的影响。此外，细胞呼吸还受到__________________等因素的影响。 呼吸曲线 呼吸原理 有氧呼吸 无氧呼吸 呼吸速率 T/℃ 最适 0 CO2的释放量 O2% 0 呼吸速率 CO2% 0 呼吸速率 水含量 0 a (涝灾缺氧) 总呼吸 b 【温度】影响酶活性 【O2】促进有氧呼吸 【O2】抑制无氧呼吸 【CO2】反馈抑制呼吸 【自由水】促进呼吸 温度、O2浓度 CO2浓度、含水量 【应用实例】细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。 抑制人体无氧呼吸产_____伤害 抑制_______繁殖产生毒素伤害 乳酸 厌氧菌 （破伤风芽孢杆菌） 高中生物学 酿酒：先通气促进酵母菌____，再密封促进酵母菌________。 泡菜/酸奶：密封促进乳酸菌的_________。 腐乳/馒头/面包/味精/青霉素等:促进相关微生物的_________ (4)发酵工业 探究三：细胞呼吸原理的应用。 【呼吸原理】细胞呼吸主要受到_______________等因素的影响。此外，细胞呼吸还受到__________________等因素的影响。 呼吸曲线 呼吸原理 有氧呼吸 无氧呼吸 呼吸速率 T/℃ 最适 0 CO2的释放量 O2% 0 呼吸速率 CO2% 0 呼吸速率 水含量 0 a (涝灾缺氧) 总呼吸 b 【温度】影响酶活性 【O2】促进有氧呼吸 【O2】抑制无氧呼吸 【CO2】反馈抑制呼吸 【自由水】促进呼吸 温度、O2浓度 CO2浓度、含水量 【应用实例】细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。 繁殖 酒精发酵 乳酸发酵 需氧发酵 高中生物学 【经典计算】 1.有氧呼吸总反应式：葡萄糖: O2 :CO2=______。 2.无氧呼吸总反应式：葡萄糖:酒精:CO2=______。 或：葡萄糖:乳酸:CO2=______。 3.呼吸速率(耗糖量)相等时产CO2量：有氧呼吸:无氧呼吸=____。 4.产CO2量相等时的耗糖速率：V有氧呼吸:V无氧呼吸=____。 5.酵母菌两种呼吸速率相等时，CO2量/O2量=_____=呼吸熵(RQ)。 1:6:6 1:2:2 1:2:0 3:1 1:3 4/3 【温馨提示】若以脂肪为底物，则放CO2量___耗O2量，呼吸熵___1，因为__________。 H比例高 ＜ ＜ C6 H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+12H2O+能量 酶1 C6H12O6 2CO2+2C2H5OH+能量 2C3H6O3+能量 酶2 C6H12O6 探究三：细胞呼吸原理的应用。 高中生物学 C6 H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+12H2O+能量 酶1 C6H12O6 2CO2+2C2H5OH+能量 例1 有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，实验测得不同氧气浓度下的相关曲线如图所示，请问氧气浓度为a时有____(答比例)的葡萄糖用于酒精发酵。 3/5 12=有氧放CO2量 6=无氧放CO2量 12 6 2 3 【典例赏析】 高中生物学 例2 下图为某植物的非绿色器官在不同氧浓度下CO2释放量和O2吸收量的变化，则氧浓度为b时无氧呼吸消耗的葡萄糖的量是有氧呼吸的____倍。 5 5 3 =无氧放CO2量 =有氧吸O2量=有氧放CO2量 1/2 5/2 C6 H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+12H2O+能量 酶1 C6H12O6 2CO2+2C2H5OH+能量 5 3 【典例赏析】 高中生物学 50 例3 在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表所示。底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 条件 a b c d CO2释放量 10 8 6 7 O2吸收量 0 3 4 7 A. a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B．b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C. c条件下，释放的CO2来自细胞质基质和线粒体 D．d条件下，有氧呼吸强度达到了最大值 呼吸熵RQ=CO2/O2 +∞ 8/3 3/2 1 4/3 只有氧 只无氧 以无氧为主 有=无 ×，不一定 ×，少 ×，只有酒精 √ 【典例赏析】 高中生物学 CO2的总量 有氧呼吸 消失点 储藏点 【温馨提示】 O CO2释放量 O2％ A B 呼吸熵= CO2 O2 ＋∞ 2 1 1 4 3 两呼吸相等 【解题关键】寻找呼吸熵为4/3的那个点。 只无氧呼吸 无氧 为主 有氧 为主 只有氧呼吸 无氧呼吸 S S点 有氧呼吸速率=无氧呼吸速率 高中生物学 (1)下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是 A. 氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用 B. 氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸 C. 氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸 D.保存该器官时，氧气浓度越低越好 有氧呼吸 总呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 总呼吸 【反馈练习】教材P96概念检测第2题。 高中生物学 目的 实验装置 实验推理 定性探究 定量探究 装置1结果 装置2结果 实验结论 测耗O2量 测CO2量-耗O2量 O2 CO2 CO2 O2 CO2 CO2 有氧+无氧 只无氧呼吸 只有氧？ 死亡或产乳酸 × → ← → × ← × × 有脂肪供能 ← ← (糖类 底物) (糖类 底物) 测耗O2量 (x1) (x2) 测CO2量-耗O2量 O2 CO2 CO2 O2 CO2 CO2 ∣x1∣＋∣x2∣ ∣x1∣ 测算：呼吸熵(RQ)= RQ：∞(只无氧)→4/3(两种等速)→1(只有氧) 以无氧为主 以有氧为主 探究三：细胞呼吸原理的应用。 真核细胞的呼吸方式——液滴移动法。 【实验测定】 高中生物学 (1)为排除大气压、气温等环境因素的干扰，使实验结果精确，还应设置对照装置3：用_______________代替发芽种子，其余均相同。 (2)为防止微生物呼吸的干扰，使实验结果精确，应将所有装置进行_____处理，将所有种子进行_____处理。 (3)若测定绿色植物绿色器官的呼吸方式，应将整个装置放在_____环境中进行，以避免_________的干扰。 (4)实验延伸：若测定萌发的花生种子的呼吸方式，基于脂肪中H比例_______淀粉类种子，测得的呼吸熵RQ____1。 等量的煮熟种子 灭菌 消毒 黑暗 光合作用 ＜ 远高于 【温馨提示】 (x1) (x2) (m) 高中生物学 【知识网图1】 高中生物学 过程 本质 应用 影响因素 意义 工业生产：酿酒、饲料 农业生产：中耕松土 健康生活：包扎伤口 为各项生命活动提供能量和中间产物 外因：氧气浓度 二氧化碳浓度 温度、水 分解有机物释放能量 葡萄糖→丙酮酸 丙酮酸→酒精 或乳酸 释放能量 内因：酶 【知识网图2】 高中生物学 57 A B 探究酵母菌细胞呼吸的类型 要通过实验探究酵母菌的细胞呼吸类型,还要同时设计另一个实验,简要说出思路? 结果预测和结论: 结果预测(红色液滴移动情况) 相应结论 装置A 装置B 1 2 3 左移 不动 只有有氧呼吸 右移 不动 只有无氧呼吸 左移 右移 两种呼吸类型都有 【教学参考】 58 高中生物学 Lavf57.83.100 Lavf54.6.100 $$