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

5.3 细胞呼吸的原理和应用 第1课时 细胞呼吸方式和有氧呼吸 第2课时 无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用 第3课时 影响细胞呼吸的因素及判断细胞呼吸的方式 1 教学目标 无氧呼吸的概念 01 呼吸方式的比较 02 细胞呼吸原理的应用 03 2 新课导入 该疾病可能是由于胃肠道中驻留了过多的酵母菌或者白色念珠菌所导致产生并在血液中吸收了过高浓度的酒精（大于80毫克/分升）。 自动酿酒综合症 无氧呼吸 01 PART 4 无氧呼吸 01 细胞质基质 线粒体 1C6H12O6(葡萄糖) 散失 2ATP 酶 4[H] 能量 2丙酮酸 酶 2C2H5OH(酒精) +2CO2 2C3H6O3 （乳酸） 酶 第一阶段 (细胞质基质) 第二阶段 (细胞质基质) 不产生ATP 与有氧呼吸第一阶段完全相同 不释放能量 ? 两种无氧呼吸过程会在同一细胞吗？ 无氧呼吸 01 1.概念： 细胞在无氧（不是绝对无氧）条件下，通过酶的催化作用把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，释放少量能量，生成少量ATP的过程。 6 无氧呼吸 01 2.反应过程： 有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 第一阶段 第二阶段 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸、[H] 少量 丙酮酸、[H] 不释放 细胞质基质 第一阶段反应式： 第二阶段反应式： C6H12O6 酶 + 4[H] + 少量能量 2C3H4O3 酒精和CO2或乳酸 2C3H4O3 + 4[H] 2CO2 + 2C2H5OH(酒精) 酶 2C3H6O3(乳酸) 或2C3H4O3 + 4[H] 酶 无氧呼吸 01 3.总反应式: C6H12O6 +2CO2 酶 2C2H5OH（酒精） +少量能量 C6H12O6 （乳酸） 酶 2C3H6O3 +少量能量 像酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做发酵，根据发酵产物不同，产生酒精的叫作酒精发酵，产生乳酸的叫作乳酸发酵。 8 无氧呼吸 01 C6H12O6 +2CO2 酶 2C2H5OH（酒精） +少量能量 例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根等在无氧条件下。 C6H12O6 （乳酸） 酶 2C3H6O3 +少量能量 例：大多数植物、酵母菌在无氧条件下。 思考1：哪些生物或细胞无氧呼吸产生酒精？哪些产生乳酸？ 9 01 无氧呼吸 思考2：为什么不同生物无氧呼吸产物不同？ 思考3：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？ 思考4：无氧呼吸释放的能量有何用途？（参考P94相关信息） 不同生物体中催化丙酮酸分解的酶不同 无氧呼吸氧化分解有机物不彻底 尚有大量的能量储存在酒精或乳酸中 只有第一阶段放出少量能量，生成少量ATP！！! ! 大部分以热能形式散失，少部分存储在ATP中 01 无氧呼吸 4、物质变化: 有机物（葡萄糖等）→ CO2和酒精 或 乳酸 5、能量变化: 有机物中稳定的化学能 6、实质:细胞内的有机物氧化分解，释放能量 少部分释放（第一阶段） 大部分存留在酒精或乳酸中 热能（多） ATP中活跃的化学能（少） 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 分解程度 产物 能量释放 能量转化 相同　点 过程 实质 意义 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 氧气、多种酶 无氧或缺氧，多种酶 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 大量能量（第一、二、三阶段） 少量能量（仅第一阶段） 氧化分解有机物，释放能量，合成ATP 彻底 不彻底 有机物中 稳定化学能 ATP中活跃化学能 热能 有机物中 稳定化学能 乳酸或酒精中的化学能 热能 ATP中活跃化学能 第一个阶段反应完全相同，并且都是在细胞质基质内进行 为细胞的各项生命活动提供能量 小结 细胞呼吸 1.概念： 细胞呼吸是指 在细胞内经过一系列的 ，生成 ，释放 并生成 的过程 有机物 氧化分解 CO2或其他产物 能量 ATP 2.意义： （1）为生物体提供能量 （2）生物体代谢的枢纽 即可为体内其他化合物的形成提供原料 易错提醒 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 消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的比例为： 吸收氧气和放出CO2的比例为： ②产生相同量的CO2，用于无氧呼吸和有氧呼吸的葡萄糖比例为： 消耗等量的葡萄糖时，无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP的比例为： 产生相同量的ATP，用于无氧呼吸和有氧呼吸的葡萄糖比例为： 3：4 3：1 1：16 16：1 (2870KJ—977.28转化到32ATP） （196.65—61.08转化到2ATP) 配平系数有关的摩尔比和能量比 C6H12O6 酶 2C3H6O3（乳酸）+能量 （196.65—61.08转化到2ATP) 1：3 摩尔比: 能量比: 细胞呼吸原理的应用 02 PART 17 02 细胞呼吸原理的应用 包扎伤口时，要用透气的消毒纱布或“创可贴”等敷料 为什么包扎伤口要选用透气消毒纱布或创可贴？ 创造有氧环境，抑制厌氧微生物（如破伤风芽孢杆菌）的繁殖 18 02 细胞呼吸原理的应用 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 为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？ 先通气： 后密封： 让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖 让酵母菌无氧呼吸，产生酒精 02 细胞呼吸原理的应用 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 为什么要给作物及时松土？ 促进根部细胞的有氧呼吸，有利于根系的生长以及对矿质离子的吸收 “中耕松土” 02 细胞呼吸原理的应用 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。 为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施延长保质期？ 减弱呼吸作用，减少有机物消耗 02 细胞呼吸原理的应用 破伤风由破伤风杆菌引起，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 （遇到这种情况，需要及时到医院治疗） 为什么皮肤伤口较深破伤风芽孢杆菌容易大量繁殖？ 破伤风芽孢杆菌属于厌氧型微生物，在缺氧条件下可大量繁殖 注射破伤风抗毒血清 02 细胞呼吸原理的应用 提倡慢跑等有氧运动 为什么提倡慢跑？ 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 5.3 细胞呼吸的原理和应用 第1课时 细胞呼吸方式和有氧呼吸 第2课时 无氧呼吸及细胞呼吸原理的应用 第3课时 影响细胞呼吸的因素及判断细胞呼吸的方式 24 教学目标 掌握影响细胞呼吸的因素 01 学会判断细胞呼吸的方式 02 25 影响细胞呼吸的因素 01 PART 26 1、内部因素—— 不同植物的呼吸速率不同：阳生植物＞阴生植物 同一植物不同器官呼吸速率不同：生殖器官＞营养器官 同一植物的不同发育期呼吸速率不同：幼苗期＞成熟期 2、外部因素—— 温度、CO2、H2O、O2等 酶的种类、酶的数量、酶的活性 01 影响细胞呼吸的因素 ——温度 ①原理：通过影响_____________来影响呼吸速率 呼吸酶的活性 2.外因 零上低温 ②应用 促进呼吸作用： 微生物培养时，提供 温度 抑制呼吸作用： 储存水果、蔬菜、种子 大棚种植夜间 适宜的 低温 降温 01 影响细胞呼吸的因素 ②应用：果实保鲜或储藏时，可适当 CO2浓度，从而 细胞呼吸， 有机物的消耗， 储存时间 2.外因 ——CO2浓度 ①原理：CO2是细胞呼吸的终产物，积累过多会 细胞呼吸 抑制 增大 抑制 减少 延长 01 影响细胞呼吸的因素 2.外因 ——H2O ②应用： 稻谷等种子在贮藏前要晾晒，减少 含量，从而抑制 ，减少 消耗，延长存储时间 干种子萌发前进行浸泡处理，增加水分，增强 供能，利于萌发 ①原理：在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加快超过一定范围，呼吸速率减慢，甚至死亡。 呼吸速率 含水量 自由水 细胞呼吸 有机物 呼吸作用 01 影响细胞呼吸的因素 2.外因 ——O2浓度 绘图：画出O2浓度对有氧/无氧呼吸速率的影响曲线图 O2浓度对有氧呼吸速率的影响 O2浓度对无氧呼吸速率的影响 ①原理：绿色植物或酵母菌在完全缺氧条件下进行 呼吸，在低氧条件下通常 并存。O2的存在对无氧呼吸 起作用。在一定范围内，有氧呼吸强度随O2浓度的增加而 。 无氧 无氧呼吸与有氧呼吸 抑制 增强 01 影响细胞呼吸的因素 2.外因 ——O2浓度 绘图：以O2浓度对酵母菌的呼吸速率的影响为例，画出CO2释放总量 CO2释放总量 01 影响细胞呼吸的因素 CO2释放总量 2.外因 ——O2浓度 只进行无氧呼吸 有氧呼吸和无氧呼吸同时存在 有氧呼吸速率增大，无氧呼吸速率减小 ①氧气浓度为0%时： ②氧气浓度0-10%时： 问题1：氧气浓度为0%、0%—10%、大于等于10%时分别存在的细胞呼吸方式？ 细胞只进行有氧呼吸 ③氧气浓度大于等于10%时： 01 影响细胞呼吸的因素 2.外因 ——O2浓度 CO2释放总量 问题2：氧气浓度为5%时细胞呼吸有何特点？可在生产中如何利用特点？ 无氧呼吸受到抑制，有氧呼吸又极低,CO2释放总量最少，呼吸作用最弱，有机物消耗最少 应用：储存蔬菜、水果、粮食等，应控制氧气浓为5% 01 影响细胞呼吸的因素 2.外因 ——O2浓度 CO2释放总量 问题3：氧气浓度大于等于20%时，限制CO2释放量增加的因素可能有哪些？ 有氧呼吸速率最大，限制因素可能是呼吸底物的量、酶的数量、酶的活性等 01 影响细胞呼吸的因素 2.外因 ——O2浓度 CO2释放总量 问题4：有、无氧呼吸曲线交点的含义？ 无氧与有氧呼吸CO2释放量相等 问题5：此时消耗的葡萄是否相等吗？若不等，其比值为多少？ 1：3 01 影响细胞呼吸的因素 判断细胞呼吸的方式 02 PART 37 02 判断细胞呼吸的方式 1.判断细胞呼吸方式的三大依据 （1）依据一：根据反应物和产物 ①消耗O2或产生H2O ：一定存在 呼吸； ②有酒精或乳酸产生：一定存在 呼吸； （2）依据二：物质的量的关系 ①不消耗O2，释放CO2，只进行产生 的 呼吸； ②不消耗O2，不释放CO2，只进行产生 的 呼吸或细胞 ； 有氧 无氧 无氧 酒精 乳酸 无氧 已经死亡 02 判断细胞呼吸的方式 ③ CO2=O2：只进行 呼吸或同时进行 呼吸和产生 的 呼吸； ④ CO2＞O2：两类呼吸并存，差值为 呼吸CO2产生量； （3）依据三：反应场所（真核细胞） ①只在细胞质基质中进行： 呼吸； ②有线粒体参与： 呼吸或两类呼吸并存。 有氧 有氧 乳酸 无氧 无氧 无氧 有氧 02 判断细胞呼吸的方式 2.“实验法”判断生物呼吸类型 （1）装置： ①装置甲：NaOH溶液的作用是 ，因此红墨水液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收 的量。 ②装置乙：红墨水液滴移动的距离代表 的差值。 ③排除气压等非生物因素的干扰应 。 把生物材料加热杀死， 建立对照组,如丙装置 吸收掉细胞呼吸所产生的CO2量 O2 细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量 02 判断细胞呼吸的方式 实验现象 结论（生物材料的呼吸方式） 甲装置液滴 乙装置液滴 不动 不动 不动 右移 左移 右移 左移 不动 （2）结果分析与判定 注意：①如果材料是绿色植物时装置应遮光处理，否则光合作用会干扰呼吸速率的测定；非绿色器官不用遮光；②如果材料是种子，为防止微生物呼吸对结果的干扰，应对装置及所测种子消毒处理；③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起误差，应设置对照组，将所测的生物材料灭活（如将种子煮熟），其他条件均不变。④如果材料是酵母菌，实验所用的葡萄糖溶液需煮沸，目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对结果造成干扰 （酵母菌或植物种子） 左移 ？ 左移 呼吸底物含脂质 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 只进行产生乙醇的无氧呼吸 进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 课堂小练 03 PART 42 03 课堂小练 概念检测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。据此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。（ ） × √ 43 03 课堂小练 概念检测2.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 C 只进行无氧呼吸，且强度最强 有、无氧呼吸同时进行 CO2总释放量最低点对应O2浓度 03 课堂小练 概念检测3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是 （ ） A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙 B 03 课堂小练 1、试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。 利于作物生长： 1.促进根细胞的有氧呼吸，利于对无机盐的吸收 2.防止根细胞进行无氧呼吸产生酒精，对根系造成危害 3.除去杂草，减少农作物与杂草的竞争 4.利于土壤中需氧微生物的生长繁殖，从而促进对土壤中有机物的分解，为植物生长提供更多CO2 作物⽣长好，增加根系对土壤和水分的保持作用；更多的吸收CO2,对全球气候变暖产生缓解的作用 松土不当，破坏植物根系，对作物造成伤害，甚至造成水土流失 03 课堂小练 1、试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响。 根据不同的植物、植物的不同⽣长阶段等,采⽤适当的松土方法。 03 课堂小练 有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤？结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸？你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记？ 有、无氧呼吸第一阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关 是 是 需氧型生物保留无氧呼吸方式有何意义？ 使细胞在暂时缺氧时，可以通过无氧呼吸来合成ATP，为生物体的生命活动提供能量，降低因ATP合成量减少而对生物体造成的伤害。 谢谢观看 THANKS 49 $$