3.4细胞呼吸为细胞生活提供能量课件-2024-2025学年高一上学期生物浙科版必修1

第三章 细胞的代谢 第四节 细胞呼吸为细胞生活提供能量 呼吸与细胞呼吸 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。 O2 肺 血红蛋白 血液循环 组织细胞 CO2 情境：酵母菌是一种单细胞真菌，是人类文 明史中被应用得最早的微生物，被广泛应用 于酿酒、馒头制作等食品加工中。在制作馒 头和面包的和面时要加入适量的酵母，放置一段时间做出来的馒头和面包才会松软，冬天发面需要的时间会较长或发不好，放在温暖的地方能克服这个问题。 问题：馒头和面包变松软与酵母菌呼吸的哪种产物有关？酵母菌在有氧和无氧条件下都能呼吸吗？酵母菌在有氧和无氧条件下进行的呼吸有什么特点？ 任务1：小组活动，构建需氧呼吸过程模型 要求： ①结合右图及课本P91-92需氧呼吸相关内容， 4位同学一组，相互合作，基于物质和能量变化，完成1分子葡萄糖需氧呼吸全过程的两种模型建构（表格和图解）； ② 需要写出反应过程各物质具体的数量关系； ③ 每组确定一位发言人，其他成员积极补充纠正。 阶段 项目 第一阶段 (糖酵解) 第二阶段 第三阶段 (电子传递链) 场所 细胞溶胶 线粒体基质 线粒体内膜 反应物 1葡萄糖 6H2O和2丙酮酸 24[H]和6O2 生成物 2丙酮酸、4[H] 6CO2、20[H] 12H2O 产生ATP量 少量 少量 大量 需氧呼吸过程 C6H12O6 2丙酮酸 4[H] 少量ATP 少量ATP 大量ATP 6CO2 20[H] 6O2 12H2O 6H2O 需氧呼吸过程 6 需氧呼吸的总反应方程式？ C6H12O6 +6H2O + 6O2 → 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 细胞呼吸为细胞生活提供能量 需氧呼吸的概念？ 细胞在氧气的参与下，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。 初中的反应式不能完全表现需氧呼吸过程中的物质变化，如何改进? 总反应式 再介绍元素的去向。需氧呼吸的本质是氧化还原反应，脱氢氧化，氧气被还原 7 生活情境 赛事/M 最高速度/(km/h) 赛事中吸收的氧气量/L 赛事中需要的氧气量/L 100 37 0.5 10 1500 25 18 36 10000 21.5 132 150 下面分别三位运动员大约所需要的氧气量 你发现了什么？为什么会出现这种现象？ 任务2：阅读课本，构建厌氧呼吸的过程图解 呼吸方式 需氧呼吸 厌氧呼吸 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 乳酸或酒精＋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，包括反应过程和反应场所 反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量 需氧呼吸和厌氧呼吸比较 丙酮酸 CO2 [H] [H] O2 乙醇+CO2 乳酸 图示中，a、b、c、d、e、f分别代表什么物质？ ①②③④⑤各阶段的反应场所在哪里？ 属于需氧呼吸的是?属于厌氧呼吸的是?能产生ATP的有? 丙酮酸 CO2 [H] [H] O2 乙醇+CO2 乳酸 请举例说出能进行过程②和⑤的生物 请写出需氧呼吸和厌氧呼吸的总反应式 C6H12O6 酶 2C2H5OH +2CO2+能量 C6H12O6 酶 2C3H6O3 + 能量 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量 酶 说出细胞呼吸的概念 任务3：探究酵母菌的呼吸方式 实验原理： 实验材料和试剂（课本P90） 请根据以上的实验原理、实验材料和试剂讨论以下问题： 本实验的自变量是什么？怎么控制？ 本实验的因变量是什么？怎么检测？ 酵母菌在有氧和无氧环境下都能生存，属于兼性厌氧菌。在有氧的情况下，它把糖分解成CO2和H2O且酵母菌生长较快。在缺氧的情况下，酵母菌把糖分解成酒精和CO2。酵母菌产生的CO2可使澄清的石灰水变浑浊或使弱碱性的0.1% 溴麝香草酚蓝（蓝色）先变绿色再变黄色（蓝-绿-黄）。产生的酒精可以使橙色的酸性重铬酸钾变成灰绿色。 氧气的有无 有氧的一组不断通入空气（氧气），以保证反应始终在有氧条件下进行； 无氧的一组密封且先反应一段时间，消耗掉培养液中的氧气，以保证反应在无氧条件下进行，或用石蜡油液封 实验的自变量是什么？ 如何实现对自变量的控制？ 怎样检测CO2生成？ 0.1% 溴麝香草酚蓝是弱碱性的（蓝），通入CO2后pH逐降低，溴麝香草酚蓝先变绿色再变黄色（蓝-绿-黄） 酒精可以使橙色的酸性重铬酸钾变成灰绿色。 怎样检测酒精生成？ D C 请用以下的装置表示出实验思路 D 实验现象及分析 ①甲乙两装置石灰水都变浑浊，甲装置的浑浊程度比乙装置的强且浑浊速度快。说明？ ②取AB两瓶中的酵母菌培养液的滤液等量，加入5%重铬酸钾的浓硫酸溶液，振荡并观察，A瓶不变色，B瓶变成灰绿色。说明？ 任务4：关注细胞呼吸与人类生产和生活的关系 情境：农作物种子、新鲜的蔬菜或水果，都是有生命的，在不断的进行着细胞呼吸。如果呼吸速率快，会消耗大量的有机物，造成储存量减少而且影响品质；细胞呼吸产生的水，又会造成储存环境湿度过大；释放的热量，会使储存环境温度升高；高温、高湿环境会使储藏室中的有害细菌，霉菌大量滋生繁殖，导致作物种子，蔬菜或水果腐烂变质；高温高湿环境反过来又进一步加快细胞呼吸速率，造成恶性循环。 问题：为了达到长期储存的目的，人们总是希望存储物的呼吸强度减弱，哪些因素会降低细胞的呼吸速率呢？ 影响呼吸速率的外界因素 氧气 温度 水 二氧化碳含量 C6H12O6 酶 2C2H5OH +2CO2+能量 C6H12O6 酶 2C3H6O3 + 能量 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量 酶 ①O2浓度＝0时，____________呼吸。 ②0<O2浓度<10%时，________________________呼吸。 ③O2浓度≥10%时，___________呼吸。 ④O2浓度＝5%时，有机物消耗_____。 只进行厌氧 同时进行需氧呼吸和厌氧 只进行需氧 最少 影响细胞呼吸的外界因素 影响呼吸速率的外界因素 任务4：关注细胞呼吸与人类生产和生活的关系 情境：农作物种子、新鲜的蔬菜或水果，都是有生命的，在不断的进行着细胞呼吸。如果呼吸速率快，会消耗大量的有机物，造成储存量减少而且影响品质；细胞呼吸产生的水，又会造成储存环境湿度过大；释放的热量，会使储存环境温度升高；高温、高湿环境会使储藏室中的有害细菌，霉菌大量滋生繁殖，导致作物种子，蔬菜或水果腐烂变质；高温高湿环境反过来又进一步加快细胞呼吸速率，造成恶性循环。 问题：为了达到长期储存的目的，人们总是希望存储物的呼吸强度减弱，怎样处理？ 低氧 （零上）低温 干燥 （新鲜蔬菜水果除外） 通入二氧化碳 活动5：解释细胞呼吸是细胞代谢的核心，说明细胞呼吸在生命活动中的意义 1. 细胞呼吸为细胞代谢提供能量 2.细胞呼吸的中间产物是各种生物合成反应的碳骨架 细胞呼吸 氧化分解有机物 能量 [O2] 温度 热 ATP 厌氧呼吸 需氧呼吸 糖酵解 (第一阶段) 第二阶段 第三阶段 线粒体 细胞质基质 湿度 [CO2] 乳酸 乙醇和 二氧化碳 是 释放 大部分用 于生成 少部分推 动生成 分为 均涉及 若无氧则生成 若有氧则进行 发生在 发生在 外界影 响因素 $$