5.3 细胞呼吸-【爱上生物课】2024-2025学年高一生物上学期优质课件（人教版2019必修1）

1 第3节 细胞呼吸的原理和应用 1 第5章 细胞的能量供应与利用 O2 呼吸系统 循环系统 组织细胞 CO2 人体的呼吸只是表象，真实情况是细胞在呼吸。 呼吸作用的实质：是细胞内有机物的氧化分解，并释放能量。 酵母菌，单细胞真菌。在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧型微生物。 发面中会有很多的小孔，保鲜膜上有水珠，而且在发面时，早期并没有酒味，而后期会有酒味。 1.面团上的小孔是怎么产生的呢？ 保鲜膜上为什么会有水珠？ 2.为什么早期没有酒味而后期 会有酒味呢？ 3.酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生 的物质分别是什么呢？ 问题探讨 提出问题 作出假设 设计实验 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么? 组A：有氧呼吸组 组B：无氧呼吸组 如何控制有氧和无氧的条件？ 怎样鉴定有无酒精产生？ 怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？ 无氧 CO2和酒精 产生 CO2 有氧 产生 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验原理 CO2的检测 ①通入澄清的石灰水： ②使溴麝香草酚蓝溶液： 酒精的检测 酸性重铬酸钾溶液： 澄清→浑浊 蓝→绿→黄 探究酵母菌细胞呼吸的方式 ③ CO2传感器 橙 灰绿 实验步骤 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验步骤 思考： 以上锥形瓶中的溶液在实验中的作用分别是什么？ 如何说明CO2产生的多少？ B瓶应封口放置一段时间后，在连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？ 10%NaOH的作用是：吸收空气中的CO2； 澄清的石灰水作用是：检测CO2的产生 根据石灰水的浑浊程度 可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气，创造无氧环境。 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验现象 条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾-浓硫酸溶液 有氧 无氧 变浑浊程度高／快 不变灰绿色 变浑浊程度低／慢 出现灰绿色 加入重铬酸钾 A: 有氧条件下；B: 无氧条件下 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1.酵母菌在有氧气条件下进行有氧呼吸，产生大量CO2和水。 2.酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生了少量CO2，同时也产生了酒精。 实验结论 探究酵母菌细胞呼吸的方式 汽车司机酒驾检测 与社会的联系 饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。 醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。 对比实验与对照实验 对比实验： 设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某因素对实验对象的影响。 对照实验： 除自变量以外，其余因素(无关变量）都保持一致，并对结果进行比较的实验。 （相互对照实验） 细胞呼吸的概念 指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。 细胞呼吸的概念 有氧呼吸 无氧呼吸 细胞呼吸 1.概念： 2.主要场所： 线粒体 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。 外膜 内膜 DNA/RNA 核糖体 嵴 基质 内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。 线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 有氧呼吸 02 3.过程： 2丙酮酸 （C3H4O3） 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 C6H12O6 主动 运输 C6H12O6 酶 少量能量 4[H] 2丙酮酸 6H2O 酶 20[H] 6CO2 少量能量 6O2 [H]与O2结合 12H2O 大量能量 有氧呼吸 02 通常将NADH简化为[H]，读作还原氢 还原型辅酶Ⅰ 氧化型辅酶Ⅰ 氧化型辅酶Ⅰ 关于[H] NAD+ NADH NAD+ （1）C6H12O6 酶 2丙酮酸(C3H4O3)+ 4[H] + 能量（少量） 酶 6CO2 +20[H] + 能量（少量） （2）2C3H4O3 + 6H2O 酶 12H2O + 能量（大量） （3）24[H] +6 O2 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 大量能量 酶 3、有氧呼吸的过程： 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 有氧呼吸 02 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 物质变化： 有机物（葡萄糖）→ 无机物（CO2+H2O） 能量变化： 2870kJ ATP 977.28kJ 热能散失 1892.72 有机物中稳定的化学能 → 热能散失+ATP中的化学能 34％ 66％ 有氧呼吸 02 易错提醒 葡萄糖是有氧呼吸最常利用的物质，但不是唯一的物质， 还有脂肪、蛋白质等。 葡萄糖不能进入线粒体，需要在细胞质基质中分解为丙酮酸和[H]后，丙酮酸才能进入线粒体中进一步分解。 真核细胞中哺乳动物成熟的红细胞、蛔虫中无线粒体，只能进行无氧呼吸。线粒体不是进行有氧呼吸必需的结构，如蓝细菌(原核生物)无线粒体，但能进行有氧呼吸。 体外燃烧和有氧呼吸的区别？ 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？ 能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中； 人在剧烈运动后，肌肉会发酸；苹果储藏久了会有酒味。 请分析出现上述现象的原因？ 问题探讨 1.概念： 在没有氧气参与情况下，葡萄糖等有机物经过分解成不完全分解，释放少量能量，生成少量ATP的过程。 2.过程： 2丙酮酸 （C3H4O3） C6H12O6 酶 少量能量 4[H] 酶1 酶2 2酒精（C2H5OH）+2CO2 2乳酸（C3H6O3） 细胞质基质 与有氧呼吸第一阶段完全相同 不释放能量 无氧呼吸 03 C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量（少量） 酶 ⑴ 酒精发酵 实例：酵母菌、大多数高等植物 实例：①人和动物细胞 ②乳酸菌、 ③马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚 ⑵ 乳酸发酵 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少量） 酶 3.总反应式: 无氧呼吸 03 有氧呼吸 无氧呼吸 无氧呼吸 03 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 氧气参与 分解程度 产物 能量 ATP 生成阶段 相同点 线粒体（主）和细胞质基质 细胞质基质 需要 不需要 CO2＋H2O 乳酸（酒精＋CO2） 热能（主） ＋储存在ATP中的化学能 乳酸/酒精中的化学能（主） ＋热能＋储存在ATP中的化学能 彻底氧化分解 不彻底氧化分解 第一、第二、第三阶段 第一阶段 第一阶段完全相同， 反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量 细胞呼吸的意义 （1）为生物体的生命活动提供能量。绝大多数生命活动的所需要的能量（ATP）都是来源于细胞呼吸。因此，细胞呼吸是ATP的主要来源。 （2）生物体代谢的枢纽，为生物体其他化合物的合成提供原料。细胞呼吸产生的丙酮酸可以作为合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。 影响因素 内因 遗传因素 外因 环境因素 不同植物呼吸速率不同（阳生植物＞阴生植物）； 同一植物不同发育时期不同（幼苗期＞成熟期） 同一植物不同器官呼吸速率不同（生殖器官＞营养器官）； 氧气 温度 CO2 H2O C6H12O6 +6H2O +6O2 酶 6CO2 +12H2O+能量 温度 氧气 水 二氧化碳 细胞呼吸原理的应用 04 温 度 温度℃ 呼吸速率 ① 零上低温下贮存蔬菜、水果。 ② 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。 ③温水和面，发酵快。 应 用 通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。 机 理 CO2 浓 度 呼吸速率 ① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。 ②在水果、蔬菜保鲜中， 增加CO2浓度可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗 应 用 CO2（%） 机 理 增加CO2的浓度对细胞呼吸有明显的抑制作用 含 水 量 呼吸速率 ①粮食入仓前要晾晒；干种子萌发前进 行浸泡处理 ②果蔬储存：一定湿度 ③植物长期水淹，出现烂根现象，需要及时排水。 应 用 细胞含水量 机 理 在一定范围内,细胞呼吸强度随含水量的增加而增强 O2 浓 度 O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。 机 理 只进行无氧呼吸 细胞呼吸______。有机物消耗最少 只进行有氧呼吸 Q点： P点： R点： A点： O 5 10 15 20 25 释放量 CO2 O2浓度% 有氧呼吸速率 无氧呼吸速率 CO2的总量 Q A P B R 有氧呼吸释放的CO2量______无氧呼吸释放的CO2量，但二者消耗葡萄糖的速率_______。 等于 不相等 最弱 O2 浓 度 应 用 判断细胞呼吸方式的三大依据 一定存在有氧呼吸 一定存在有氧呼吸 一定存在无氧呼吸 一定为产乳酸的无氧呼吸 判断细胞呼吸方式的三大依据 只进行有氧呼吸(或同时伴随产乳酸的无氧呼吸) 两类呼吸并存，差值为无氧呼吸量 可能存在脂肪氧化分解 如图表示某同学测得不同O2浓度下，酵母菌在一段时间内分解葡萄糖时CO2释放量和O2吸收量。下列叙述错误的是（ ） A.O2浓度为a时，葡萄糖的氧化分解不彻底 B.O2浓度为b时，无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸所消耗的葡萄糖的5倍 C.O2浓度为c时，有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2量相等 D.O2浓度为d时，产生的CO2全部来自线粒体 √ 典题演练 判断细胞呼吸方式的三大依据 无氧呼吸 有氧呼吸(或两类呼吸并存) 植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例） (1)装置1中加入NaOH溶液的目的是 ，根据有色液滴移动的刻度可知 。 吸收二氧化碳 呼吸作用消耗的氧气的体积 （2）装置2的作用是 。 。 比较种子发芽时进行呼吸作用 消耗的氧气体积和释放二氧化碳的体积变化大小 欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例) 实验现象 结　论 装置一液滴 装置二液滴 只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 左移 右移 进行 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 不动 不动 不动 不动 右移 左移 植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例） 装置三 煮沸的种子 植物组织呼吸方式的探究（呼吸底物以葡萄糖为例） 为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。 如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。 学以致用 天天向上 Lavf58.28.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$