5.3细胞呼吸的原理和应用第2课时课件-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

三、无氧呼吸 【自主学习】阅读教材P93-94无氧呼吸的相关内容，结合过程图，回答下列问题： (1)无氧呼吸的场所在哪里? (2)无氧呼吸可分为几个阶段? (3)各阶段发生了什么样的反应? (4)无氧呼吸的产物有哪些? (5)每个阶段都释放能量吗? 释放的能量是大量还是少量? 无氧呼吸 1 概念 指细胞在_________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过_______分解，释放_____能量,生成__________的过程。 没有氧气 不完全 少量 少量ATP 2 过程 C6H12O6 2丙酮酸 + 4 [H]+ 2C2H5OH（酒精）+2CO2 酶 酶 2C3H6O3（乳酸） 酶 第一阶段： 第二阶段： 少能 ATP 热能 与有氧呼吸第一阶段完全相同 细胞质基质 细胞质基质 不释放能量 丙酮酸中的能量转移到了 或 中 酒精 乳酸 2 无氧呼吸 3 总反应式 C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量（少量） 酶 ⑴ 产酒精的无氧呼吸 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 产乳酸的无氧呼吸 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少量） 酶 酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵。 3 无氧呼吸 4.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， 的过程就被抑制， 的合成也会受影响。因此为了保障通过细胞呼吸第一阶段的持续以获得ATP, 就要转化成 来实现循环利用。另外，丙酮酸是不能运出细胞的，如果持续积累，也会抑制 的进行。 细胞呼吸第一阶段 ATP 细胞呼吸第一阶段 NADH NAD＋ 4 ①为生物体提供能量； 2.意义： 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸 甘油 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 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。 有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸 细胞呼吸： 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 细胞呼吸 能 量 有机物 CO2＋H2O ②生物体代谢的枢纽。 氧化分解 有机物，释放能量 1.实质： 5 与生活的联系2 家用酸奶机 1.酸奶发酵时,为什么牛奶要加满,盖子的排气孔要封闭? 乳酸菌只进行无氧呼吸，不需要氧气，所以牛奶要加满；乳酸发酵不产生气体，所以排气孔要封闭。 酵母菌为兼性厌氧菌，米酒发酵时挖一个窝保留部分空气是为了让酵母菌进行有氧呼吸，繁殖更快，接着进行无氧呼吸，产生酒精和CO2，因此要开排气孔。 家用酸奶机可以进行酸奶发酵和米酒发酵！ 2.米酒发酵时,米中间要挖一个窝,盖子上留一个排气孔,试分析原因。 思考与讨论： 1.在通风条件不好的环境中储藏的苹果会有酒味散发，而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生，为什么会产生这种差异？请分析其中的原因。 苹果无氧呼吸的产物是酒精和CO2，马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。 2.剧烈运动后的肌肉酸疼是怎样造成的？ 剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞进行无氧呼吸，产生了乳酸，造成肌肉酸疼，但还是以有氧呼吸为主。乳酸能在肝脏中再次转化成葡萄糖重新利用。 3.病毒进行有氧呼吸还是无氧呼吸？ 病毒不能进行细胞呼吸。它是特殊的生物体，其所需要的ATP等全部从宿主细胞中获得。 7 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 产物 能量 特点 相同点 过程 实质 意义 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 需O2、多种酶 CO2、H2O 酒精和CO2 或乳酸 大量 少量 有机物彻底分解， 能量完全释放 有机物没有彻底分解，能量没完全释放 第一阶段(葡萄糖→丙酮酸)相同 氧化分解有机物，释放能量，产生ATP 为生物体生命活动提供能量 不需O2、需多种酶 无氧呼吸和有氧呼吸的比较 8 探究细胞呼吸的方式 有氧呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 产乳酸的无氧呼吸 1.根据反应物和产物 消耗O2 产生H2O 产生酒精或乳酸 无CO2释放 C6H12O6 2 C3H6O3(乳酸) + 少量能量 酶 2 C2H5OH（酒精） + 2CO2 + 少量能量 C6H12O6 酶 C6H12O6＋6H2O＋6O2 6CO2＋12H2O＋能量 酶 一定存在 一定存在 一定存在 一定存在 9 影响细胞呼吸的因素 4 2.根据物质的量的关系 变化特点 细胞呼吸的方式 CO2释放量=O2消耗量 CO2释放量>O2消耗量 酒精量＝CO2量 酒精量＜CO2量 不消耗O2，释放CO2 无CO2释放 只进行有氧呼吸 有氧呼吸+酒精发酵 多余的CO2来自酒精发酵 只进行无氧呼吸 有氧呼吸+酒精发酵 多出的CO2来自有氧呼吸 只进行无氧呼吸产生酒精和CO2 只进行无氧呼吸产生乳酸 10 3.根据场所判断 只发生在细胞质基质中，一定是无氧呼吸； 有线粒体参与，一定是有氧呼吸。 实验现象-液滴移动 结　论 装置一 装置二 不动 不动 不动 右移 左移 右移 左移 不动 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 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 根据液滴移动方向探究细胞的呼吸方式 无气体含量变化； 四、细胞呼吸原理的应用 包扎伤口时，需要选用透气的消毒 纱布或“创可贴”等敷料。 利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以 及发酵罐等，在控制通气的情况下， 可以生产各种酒。 课P95 避免厌氧型病原菌（如破伤风芽孢杆菌）的繁殖 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，却要密封发酵。 课P90 14 花盆里的土壤板结后，空气不足，会 影响根系生长，需要及时松土透气。 储藏水果、粮食的仓库，往往要通过 降低温度、降低氧气含量等措施，来 减弱水果、粮食的呼吸作用，以延长 保质期。 利于对无机盐的吸收 对点训练：下列关于细胞呼吸的叙述，不正确的是 A.无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜 B.马铃薯块茎进行无氧呼吸产生乳酸 C.乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸 D.大多数植物细胞进行无氧呼吸能产生酒精 √ 解析　无氧条件下，细胞会进行无氧呼吸产生酒精，造成烂果，零下低温环境会造成水果冰冻，二者均不利于水果的保鲜，水果的保鲜应该低温、低氧，抑制细胞呼吸消耗有机物，A错误。 提倡慢跑等有氧运动的原因之一是:有氧运动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。 破伤风由破伤风芽孢杆菌引起，这种病菌只能进行无氧呼吸。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后，病菌就容易大量繁殖。 注射破伤风抗毒血清 五、影响细胞呼吸的因素 ★2.环境因素： 1.内部因素： 酶的种类和数量 温度 O2浓度、 水 CO2浓度、 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）； 18 (1)原理：细胞呼吸是一系列 反应，温度通过影响 进而影响细胞呼吸速率。 (2)曲线模型(如右图) 酶促 酶的活性 1.温度 七、影响呼吸作用的外部因素 思考：小白鼠和青蛙从25℃的室温中移至5℃的环境中耗氧量如何变？ 内部因素：遗传因素(决定酶的种类和数量) 影响细胞呼吸的因素 O 5 10 15 20 25 气体交换的相对值 O2浓度% O2吸收量 2.各点分析： ①Q点： ②P点： ③R点： ④A点： ⑤B点： 无氧呼吸CO2释放量 细胞呼吸CO2释放总量 Q A P B 不消耗O2，只产生CO2 ⇒只进行 呼吸。 消耗O2量=产生CO2量 ⇒只进行 呼吸 无氧 有氧 R 产生CO2_____ ⇒组织细胞呼吸______ 最少 此时有机物消耗最少，R点对应的O2浓度是储藏蔬菜、水果的最佳O2浓度。 最弱点 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 无氧呼吸终止点。 2 O2浓度对细胞呼吸的影响 =有氧呼吸CO2释放量 20 五、影响细胞呼吸的因素 应用： 1.中耕松土， 可增强根的呼吸作用， 有利于矿质元素的吸收。 2. 为了减少有机物消耗，应该 低氧储存粮食、水果和蔬菜 干燥 零上低温，一定湿度 2. 氧气浓度 likezhisheng 五、影响细胞呼吸的因素 3. CO2 浓度 CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。 储藏粮食时适当增加CO2浓度，可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗。 曲线分析：CO2浓度作为呼吸抑制剂，抑制细胞呼吸，CO2 浓度越高，抑制作用越明显。 应用： likezhisheng 五、影响细胞呼吸的因素 ①水作为有氧呼吸的反应物可直接参与反应 ②水作为生物化学反应的介质影响反应的进行 ③在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增 加而加快， 随含水量的减少而减慢 (1)影响 (2)应用 4.含水量 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 土壤板结、长期水淹，出现烂根现象，需要及时排水。 likezhisheng 1.有氧呼吸的场所并非只是线粒体：真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体；原核细胞无线粒体，有氧呼吸在细胞质中和细胞膜上进行。 2.葡萄糖分子不能直接进入线粒体被分解，必须在细胞质基质中分解为丙酮酸才能进入线粒体被分解。 3.无氧呼吸只在第一阶段产生ATP，第二阶段不产生ATP，还要消耗第一阶段产生的[H]。 4.人体内产生的CO2只能是有氧呼吸的产物，因为人体细胞无氧呼吸的产物是乳酸，无CO2。 5.无氧呼吸有机物氧化分解不彻底，还有大量能量储存在乳酸或者酒精中。 6.CO2不是判断有氧呼吸是否发生的标志。 易错提示 likezhisheng 1.下列有关细胞呼吸原理在生产、生活中的应用，正确的是（ ） A.创可贴要透气是为了促进伤口部位细胞的有氧呼吸 B.中耕松土有利于根细胞有氧呼吸，从而促进对水的吸收 C.皮肤破损较深的患者，应及时到医院注射破伤风抗毒血清 D.稻田定期排水可避免水稻幼根无氧呼吸产生乳酸而腐烂 C 透气纱布包扎伤口，可增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸，从而抑制厌氧菌的大量繁殖 课堂检测 likezhisheng 1、3、4支持； 2 不支持 26 1.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。分析涨袋现象的原因，判断以下解释是否合理。 (1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的。（ ） (2)如果有酒味，可能是酵母菌无氧呼吸造成的。( ) × √ 教材P96 练习与应用 2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，单位时间内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 c (1)图中曲线是O2体积分数对有氧呼吸和无氧呼吸速率的影响示意图。 影响原理:氧气促进　　　　,抑制　　　　。 Q点:不消耗O2,只产生CO2⇒只进行 ； P点:消耗O2量=产生CO2量⇒只进行 ； P点开始，无氧呼吸 ； QP段(不包含Q、P点):产生CO2量>消耗O2量 ⇒同时进行 ； 该区段随O2的升高,无氧呼吸逐渐______，有氧呼吸逐渐 ； R点:产生CO2量最少⇒组织细胞呼吸最 点。 知识拓展1 曲线分析 (2)在储藏蔬菜、水果时,应选择 点对应的O2体积分数,同时保持 条件。 无氧呼吸 有氧呼吸 有氧呼吸和无氧呼吸 弱 R 零上低温 有氧呼吸 无氧呼吸 减弱 增强 停止 (2)实际应用 ①保鲜:______条件下有利于蔬菜保鲜。 ②促进生长:农作物中耕松土可以增加土 壤中_____的含量,促进根部有氧呼吸,以 利于农作物的生长。  ③降低无氧呼吸:陆生植物长时间水淹, 土壤中O2含量降低,植物因无氧呼吸产生的________积累而烂根。 ④控制呼吸方式:制作葡萄酒时,初期进行______呼吸,使酵母菌大量繁殖,发酵时严格控制无氧环境,促进酵母菌的______呼吸。  对点练习 2.图中曲线是O2体积分数对有氧呼吸和无氧呼吸速率的影响示意图,请分析： 低氧 O2 酒精 有氧 无氧 小结 细胞呼吸的原理和利用 细胞呼吸 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 酶 C6H12O6 ＋ 6H2O ＋ 6O2 6CO2 ＋12H2O ＋ 能量 C6H12O6 2CO2 ＋2C2H5OH ＋少量能量 酶 葡萄糖 酶 2丙酮酸 少量能量 4〔H〕 + + 6O2 12H2O 酶 大量能量 24〔H〕 + + C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量 酶 细胞质基质 （一）细胞质基质 （三）线粒体内膜 （二）线粒体基质 6CO2 6H2O 酶 2丙酮酸 少量能量 20〔H〕 + + + 影响因素 温度 水分 CO2浓度 O2浓度 (3)应用 $$