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

吸 有氧呼吸、无氧呼吸 呼 CONTENT 有氧呼吸 Aerobic respiration 01 无氧呼吸 Anaerobic respiration 02 习题检测 Exercise check 03 发面过程中涉及酵母菌的哪类呼吸方式？ 有氧呼吸和无氧呼吸两种类型！ 面粉加了酵母和水后，先和面，然后用保鲜膜覆盖。一段时间后，发现面团里面有很多小孔，保鲜膜上有水珠，并且面团早期没有酒味，而后期会有酒味。 一种既可以酿酒又可以发面的神奇生物！ 有氧呼吸 Aerobic respiration 01 1.场所： 有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，线粒体是有氧呼吸的主要场所。线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 有氧呼吸 线粒体适应于有氧呼吸的主要特点： （1）线粒体内膜向内折叠形成嵴,大大增加了线粒体的内膜表面积 （2）线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 细胞质基质、线粒体 5 有氧呼吸 2.过程 有氧呼吸 2.过程 线粒体 细胞质基质 葡萄糖 2丙酮酸 酶 少量 能量 CO2 酶 酶 O2 大量能量 少量 能量 H2O H2O 2丙酮酸 少量[H] 大量[H] [H]是NADH的简写。NADH：还原型辅酶Ⅰ，NAD+：氧化型辅酶Ⅰ。 细胞质基质中的一种小分子物质——NAD＋(氧化型辅酶 Ⅰ )，实际上是电子和氢离子的载体，能够与葡萄糖氧化过程中脱下来的氢离子和电子结合，形成NADH(还原型辅酶 Ⅰ ) 资料 通常将NADH简化为[H]，读作还原氢 NAD+ NADH 2.过程 第一阶段 细胞质基质 第二阶段 线粒体基质 线粒体内膜 4 20 2 C6H12O6 酶 + [H] +少量能量 C3H4O3 第三阶段 6 6 + H2O 酶 2C3H4O3 CO2 + [H] +少量能量 12 6 酶 H2O +大量能量 24[H] + O2 总反应式 C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 问题: 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。 总反应式 3.发生的变化 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 有机物中 稳定的化学能 ATP中 活跃的化学能 + 散失的 热能 4.概念 指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。 氧 酶 彻底氧化分解 二氧化碳和水 大量能量 大量ATP 有氧呼吸 问题: 为什么线粒体不能直接氧化分解葡萄糖？ ①线粒体膜上没有葡萄糖载体； ②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。 12 有氧呼吸 5.原料： 最常利用的是 ，还可以利用脂肪和蛋白质等。 葡萄糖 6.对生物体的意义 ☞有利于维持细胞的相对稳定。 ☞保证有机物中的能量得到充分的利用。 7.有氧呼吸的能量利用特点： 问题: 1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ能量，可以使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？ 1mol的葡萄糖 2870KJ 少部分储存于ATP中 大部分以热能形式散失 释放能量 977.28KJ 1892.72KJ 7.有氧呼吸的能量利用特点： 问题: 与燃烧迅速释放能量相比，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？ 区别： （1）可使有机物中的能量逐步转移到ATP中，保证能量得到最充分的利用； （2）能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。 ①有氧呼吸过程温和。 ②有氧呼吸进行时有机物中的能量 经过一系列的化学反应逐步释放。 ③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中。 意义： 易错提醒 ①反应式中的能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。 ②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。 ③反应式中间不能用等号，要用箭头。 ④反应条件“酶”不能省去。 ⑤不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。 习题巩固 （1）哪个阶段产生CO2？ （2）哪个阶段有氧气参与反应？ （3）哪个阶段产生能量最多？ （7）能产生ATP的场所是？ 1.在有氧呼吸过程中 细胞质基质、线粒体 （5）哪个阶段产生水？ （4）哪个阶段有水参与？ （6）哪个阶段产生[H]最多? 第二阶段 第三阶段 第三阶段 第二阶段 第三阶段 第二阶段 1.线粒体是真核生物进行有氧呼吸的主要场所， 能否说生物没有线粒体就无法进行有氧呼吸 ( ) 2.线粒体能直接利用葡萄糖进行氧化分解 ( ) 3.在线粒体内膜利用的[H]只来自于丙酮酸水解 ( ) 4.有氧呼吸中只产生水不消耗水 ( ) 5.有氧呼吸三个阶段均产生ATP，第二阶段产生的ATP最多 ( ) 6.有氧呼吸过程等同于有机物在体外燃烧 ( ) × × × × × × 有些原核生物也可以进行有氧呼吸， 如醋酸杆菌、硝化细菌等 第二阶段消耗水 线粒体膜上无转运葡萄糖的载体 还有葡萄糖分解提供 习题巩固 19 面粉加了酵母和水后，先和面，然后用保鲜膜覆盖。一段时间后，发现面团里面有很多小孔，保鲜膜上有水珠，并且面团早期没有酒味，而后期会有酒味。 发面后期，酵母菌主要进行 呼吸。 无氧 苹果储藏久了会有酒味 剧烈运动导致肌肉酸痛 生活中的现象？ 无氧呼吸 Anaerobic respiration 02 无氧呼吸 1.场所： 细胞质基质 细胞质基质 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 2.过程： 无氧呼吸 2.过程： 第一阶段 细胞质基质 第二阶段 细胞质基质 4 2 2 + [H] +少量能量 C6H12O6 酶 C3H4O3 2 2 C3H6O3(乳酸) + 4 [H] 2C3H4O3 CO2 + C2H5OH(酒精) 酶 酶 只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 反应式 例：人和高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、 甜菜块根、玉米胚细胞等 例：大多数植物、酵母菌 总反应式 微生物的无氧呼吸也叫发酵，根据产物不同分为乳酸发酵和酒精发酵 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。 3.能量转化： 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） 葡萄糖无氧呼吸都只在 释放少量的能量，其中一部分储存在 ，一部分以热能形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在 中。 第一阶段 ATP 酒精或乳酸 4.概念： 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，产生 ，释放 ，生成少量ATP的过程。 不完全分解 少量能量 CO2和酒精或乳酸 5.特点：与有氧呼吸相比 ①缺氧条件。 ②有机物氧化分解不彻底。 ③释放少量能量。 问题: 为什么无氧呼吸第二阶段不产生ATP，但要进行第二阶段反应呢？ 　 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。 1.有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同（ ） 2.无氧呼吸的第一阶段和第二阶段两个阶段都可以释放出能量（ ） 3.无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了（ ） 4.细胞在供糖不足时，无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精 ( ) 5.不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同， 根本原因是基因选择性表达的结果。 （ ） √ × × × 控制不同酶合成的基因不同 无氧呼吸时有机物中的能量大部分储存在乳酸或酒精中 × 供氧不足才进行无氧呼吸 习题巩固 29 6.线粒体和叶绿体都具有较大膜面积和复杂的酶系统， 有利于新陈代谢高效而有序地进行 ( ) 7.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体 ( ) 8.线粒体是人体细胞产生CO2的唯一场所 ( ) 9.人体骨骼肌细胞在缺氧条件下， 细胞呼吸产生的CO2体积多于吸收的O2的体积 ( ) 10.分泌蛋白的合成与分泌与ATP水解反应相联系 ( ) √ √ √ √ × 人体细胞进行的是有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸 习题巩固 葡萄糖 丙酮酸 CO2+H2O 乳酸 乙醇+CO2 ① ② ③ ④ 11.植物细胞能进行过程①和③或①和④（ ） 12.真核细胞的细胞质基质能进行过程①和②（ ） 13.原核细胞不能进行过程②( ) 14.乳酸菌细胞内过程④消耗[H]，并产生少量ATP( ) 15.哺乳成熟的红细胞只能进行过程①和④（ ） 16.葡萄糖中的能量通过过程①和③一部分转移至ATP， 其余的存留在酒精中（ ） √ × √ × × × 马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞进行产乳酸的无氧呼吸 还有一部分以热能的形式散失 习题巩固 31 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 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（2870KJ/mol） 少量(196.65或225.94KJ/mol) 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、多种酶 1.呼吸作用中释放出来的能量绝大多数以 的形式散失了， 产生的热能可用于维持体温或提高外界环境温度。 2.呼吸作用产生的CO2能 （降低/升高）环境中的pH值。 3.若呼吸底物为葡萄糖，人和动物呼吸作用 产生的CO2 （大于/等于/小于）O2的消耗量。 4.无氧呼吸过程中 （有/没有）[H]积累。 5.无氧呼吸过程中底物中能量 （有/没有）全部释放出来。 热能 降低 等于 没有 没有 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 物质 来源 去向 [H] ①有氧呼吸：C6H12O6和H2O； ②无氧呼吸：C6H12O6 ①有氧呼吸： 与O2结合生成水； ②无氧呼吸：还原丙酮酸 ATP ①有氧呼吸：三个阶段都产生； ②无氧呼吸：只在第一阶段产生 用于细胞中绝大多数 需要能量的生命活动 细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去向 34 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 （1）为生物体提供能量 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 （2）生物体代谢的枢纽 丙酮酸 葡萄糖 甘油 氨基酸 细胞呼吸的意义 习题检测 Exercise check 03 习题检测 A. ①、②和③分别是细胞质基质、 线粒体内膜和线粒体基质 B. ①和②中所含酶的种类相同 C. ②和③都能产生大量ATP D. 甲、乙分别代表丙酮酸和[H] 1. 如图表示细胞呼吸的过程，其中①～③代表有关生理过程发生的场所，甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是（　　　） 习题检测 2.下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是( ) A.细胞内葡萄糖分解成丙酮酸和NADH的反应，只发生在有氧时 B.有氧呼吸第二、三阶段都能产生大量ATP C.在线粒体内膜利用的[H]只来自于丙酮酸水解 D.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体. E.无氧条件下，丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成 F.蓝细菌的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程 G.无氧呼吸能产生ATP，但没有NADH的生成过程 H.无氧呼吸产生的能量大多用于合成ATP I.人体在剧烈运动时所需要的能量由乳酸分解提供 J.有氧和无氧时，酵母菌呼吸作用的产物不同 习题检测 A.一个细胞内②③不能同时进行 B.酵母细胞中③④进行的场所不同 C.图中过程①②③④中均能产生ATP 和[H] D.①②、①③的产物不同，原因是酶 的种类不同 3.如图①～④表示细胞呼吸中的物质变化过程，下列叙述错误的是( ) 习题检测 11.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 謝。 謝 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $$