5.3 细胞呼吸的原理和应用（第2课时）-2024-2025学年高一生物上学期任务型教学课件（2019人教版必修1）

第5章细胞呼吸的原理和应用 第2课时 1 复习巩固 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 2 写出有氧呼吸总反应式： 有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 第一阶段 第二阶段 第三阶段 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 线粒体内膜 1.完成下表 二 有氧呼吸 任务一 小组合作用箭头标出有氧呼吸中H O的元素走向，并回答以下问题 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 ②H原子的运动轨迹： ①C原子的运动轨迹： ③O原子的运动轨迹： C6H12O6 2C3H4O3 6CO 2 C6H12O6 4[H] 2C3H4O3+ 6H2O 20[H] 12H2O C6H12O6 2C3H4O3+ 6H2O 6CO 2 化学式前后的水分子能否抵消？如若不能，请说明理由？ 不能，①反应物的水是在线粒体基质中参与反应的，而产物中的水在线粒体内膜中产生； ②反应物中水在有氧呼吸第二阶段被消耗，而产物水在有氧呼吸第三阶段产生。 二 有氧呼吸 任务二 结合有氧呼吸知识，小组合作讨论以下问题 问题 没有线粒体中一定不能进行有氧呼吸吗？ 不一定 真核细胞： 不能，只能进行无氧呼吸，如：哺乳动物成熟红细胞、蛔虫 原核细胞： 能，含与有氧呼吸有关的酶 如：好氧细菌利用细胞质和细胞膜完成有氧呼吸。 真核细胞有氧呼吸在细胞质基质和线粒体中进行。 原核细胞有氧呼吸在细胞质和细胞膜中进行。 三 无氧呼吸 剧烈运动后，肌肉往往会酸痛. 苹果储存久了，会散发出酒味. 除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般地说，无氧呼吸最利用的物质也是葡萄糖。 三 无氧呼吸 任务三 请自主阅读课本94--95页，小组合作完成以下问题。 1.无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？ 2.总结无氧呼吸的反应式 3.有机物中能量的去路有哪些？ 绝大部分能量去路呢？ 4.总结无氧呼吸的概念。 线粒体 C6H12O6(葡萄糖) 散失 ATP 酶 [H] 能量 丙酮酸 酶 C2H5OH(酒精) CO2 C3H6O3 （乳酸） 酶 三 无氧呼吸 1.无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？ 第一阶段：葡萄糖的初步分解 和有氧呼吸第一阶段是完全相同的 细胞质基质 反应式： C6H12O6 酶 2C3H４O３ + 4[H] +能量 场 所： 第二阶段：丙酮酸的不彻底分解（酒精发酵） 细胞质基质 反应式： 场 所： 酶 2C3H４O３+ 4[H] 2C2H5OH（酒精）+2CO2 酶 2C3H４O３+ 4[H] 2C3H6O3(乳酸） 三 无氧呼吸 2.总结无氧呼吸的反应式 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某些植物的特殊器官马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚 ⑵ 乳酸发酵 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少量） 酶 C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量（少量） 酶 三 无氧呼吸 葡萄糖中的能量 储存在酒精/乳酸中（大部分） 无氧呼吸 释放出来的能量（小部分） 热能散失（大部分） 合成ATP（少部分） 3.有机物中能量的去路有哪些？绝大部分能量去路呢？ 同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？ 大部分能量储存在酒精/乳酸中 4.总结无氧呼吸的概念。 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。 三 无氧呼吸 任务四 小组讨论为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段的反应呢？(提示信息：已知细胞中的NAD＋的含量不多；丙酮酸不能运出细胞。) 由于细胞中NAD＋的含量不多，随着NADH的积累，NAD＋逐渐被消耗。当NAD＋的含量很低时，细胞呼吸第一阶段的过程就会停止，ATP的合成也会停止。因此为了保障通过细胞呼吸第一阶段的持续以获得ATP, NADH就要转化成NAD＋来实现循环利用，来自NADH中的氢就会被乙醛或丙酮酸接收。另外，丙酮酸是不能运出细胞的，如果持续积累，也会抑制细胞呼吸第一阶段的进行。 三 无氧呼吸 任务五 结合无氧呼吸过程小组合作讨论以下问题 问题1、不同细胞无氧呼吸产物不同的直接原因是什么？ 问题2、骨骼肌中的丙酮酸被还原成乳酸，大部分从活跃的肌细胞中扩散到血液，然后又通过血液带回肝，在肝中重新转化成葡萄糖。从物质和能量角度分析，乳酸在肝脏中重新转化成葡萄糖的意义是什么？ 问题3、请从竞争的角度思考，乳酸菌通过无氧呼吸产生乳酸的意义是什么？ 　不同细胞所具有的酶的种类不同，导致反应途径不同，产物也不同。 减少机体内物质和能量的浪费，有机物和能量再次被利用。 乳酸菌产生的乳酸排到外界环境中，会导致环境中pH降低，使得一些不耐酸的微生物死亡，有利于乳酸菌在竞争中占据优势。 三 无氧呼吸 任务六 小组合作比较有氧呼吸和无氧呼吸，完成表格以下问题。 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 条件 场所 分解程度 产物 能量释放 相 同 点 反应条件 本质 过程 意义 ★ 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。 氧气、需要多种酶 细胞质基质(第一阶段) 线粒体(第二、三阶段) 葡萄糖被彻底分解 CO2、H2O 大量 无氧、需要多种酶 细胞质基质 葡萄糖分解不彻底 乳酸或（酒精和CO2） 少量，未释放能量储存在酒精或乳酸中。 需酶和适宜温度 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动所需。 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 为生物体的各项生命活动提供能量 四 细胞呼吸 ①为生物体提供能量； 3.意义： 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸 甘油 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。 ②生物体代谢的枢纽。 氧化分解有机物，释放能量 2.实质： 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 神经冲动的传导 C6H12O6 CO2＋H2O 任务七 阅读教材94页第5段及小字部分，完成以下问题。 1.概念： 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 五 细胞呼吸原理的应用 任务八 阅读教材94页---95页细胞呼吸原理的应用，小组合作讨论完成以下问题。 问题1 包扎伤口时需要使用透气的消毒纱布或松软的“创口贴”等敷料目的是？ 酵母菌是兼性厌氧型生物，刚开始通气是为了使酵母菌通过有氧呼吸增殖，后来不通气进行无氧呼吸产生酒精 问题2 利用酵母菌酿酒刚开始通气目的？后来不通气原因？ 为了抑制厌氧型细菌的繁殖 问题3 花盆，菜地需中耕松土，不然会影响根系生长，目的是？ ①增大O2浓度，促进根细胞有氧呼吸产生ATP，有利于根细胞通过主动运输方式吸收矿质离子； ②促进好氧微生物的生长繁殖，增大其对有机物的分解供植物体利用。 五 细胞呼吸原理的应用 任务九 阅读教材94页---95页细胞呼吸原理的应用，小组合作讨论完成以下问题。 问题4 储藏水果、粮食的仓库，采取那些措施，延长保质期，原因？ 降低温度、降低氧气含量，减弱其呼吸作用，减少有机物的消耗以延长保质期 问题5 清理伤口原因？ 避免破伤风杆菌无氧呼吸大量繁殖，引发破伤风。 能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力 问题6 提倡有氧运动？ 五 细胞呼吸原理的应用 生活实例 利用原理 ①包扎伤口用透气的敷料 ②用粮食生产各种酒 ③及时松土 ④低温、低氧储存水果 ⑤较深的伤口需清理、敷药并注射破伤风抗毒血清 ⑥锻炼时提倡慢跑等有氧活动 有氧呼吸 有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸 细胞呼吸 无氧呼吸 有氧呼吸 任务十 结合以上分析对下列实例填写其对应的细胞呼吸原理(填“有氧呼吸”“无氧呼吸”或“细胞呼吸”)。 五 细胞呼吸原理的应用 以下哪些证据支持这一论点，哪些不支持这一论点? 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。 线粒体原本是一种独立生存的细菌，后来与真核细胞共生变成细胞内的结构。由此可见，证据1、证据3和证据4，能够支持这一论点，而论据2不支持。 任务十一 阅读思维训练，小组合作讨论相应问题 课堂小结 四 细胞呼吸 2 过程 1 概念 3 反应式 4 有氧呼吸和无氧呼吸的区别和联系 三 无氧呼吸 五 细胞呼吸原理的应用 1 概念 2 本质 3 意义 练一练 1 判断题 (1)细胞呼吸可以把蛋白质、糖类和脂质的代谢联系起来(　　) (2)无氧呼吸过程中没有氧气参与，所以有[H]的积累(　　) (3)水稻根、苹果果实、马铃薯块茎等植物器官的细胞无氧呼吸的产物都是酒精和二氧化碳(　　) (4)人体产生二氧化碳的细胞呼吸方式一定是有氧呼吸(　　) (5)和有氧呼吸相比，无氧呼吸的两个阶段释放的能量较少(　　) (1)用透气的消毒纱布包扎伤口，目的是保证伤口处细胞的有氧呼吸(　　) (2)无氧和零下低温的环境有利于水果保鲜(　　) (3)及时排涝，能防止水稻根细胞受酒精毒害(　　) 练一练 2、如图为生物体内细胞呼吸过程示意图，下列相关叙述错误的是（ ） A、在有氧条件下，过程③或④将会受到抑制 B、能进行过程②的生物体内不一定含有线粒体 C、人体在长跑运动时，所需能量主要由过程①、④提供 D、导致过程③、④不同的原因是生物体内酶的种类不同 C 练一练 3、癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸产生ATP，这种现象称为“瓦堡效应”。下列说法错误的是（ ） A．“瓦堡效应”导致癌细胞需要大量吸收葡萄糖 B．消耗等量的葡萄糖，癌细胞呼吸作用产生的NADH比正常细胞少 C．癌细胞呼吸作用过程中丙酮酸主要在细胞质基质中被利用 D．癌细胞中丙酮酸转化为乳酸的过程会生成少量ATP D $$