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（2019）必修1

第五章 5.3 细胞呼吸的原理和应用(第2课时) 学习目标： 1. 概述无氧呼吸的过程并对比有氧呼吸（重、难点） 2. 概述细胞呼吸原理的应用（重、难点） 细胞质基质 线粒体 C6H12O6(葡萄糖) 热能 ATP 酶 4[H] 能量 2C3H4O3 (丙酮酸) 酶 2C2H5OH(酒精) 2CO2 2C3H6O3(乳酸) 酶 三、无氧呼吸 [H]指的是还原型辅酶I（NADH) 注：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。 乳酸发酵 酒精发酵 研究表明：在细胞内，1 mol的葡萄糖释放出约为196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)的能量，其中均有61.08kJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。 无氧呼吸 场所 反应物 产物 释能 第一阶段 第二阶段 细胞质基质 细胞质基质 C6H12O6 C3H4O3和[H] C3H4O3 和[H] 少量能量 无能量 C3H6O3 C2H5OH和CO2 1.无氧呼吸各阶段反应式 ①产生酒精的无氧呼吸 实例：酵母菌、大多数高等植物 第一阶段：葡萄糖的初步分解 第二阶段：丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质 C6H12O6 2C3H4O3+4[H] +少量能量 酶 2C3H4O3+4[H] 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 酶 总反应式： C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 少量能量 酶 问题1：酵母菌无氧呼吸的能量在第几阶段产生？ATP在第几阶段产生？ 问题2：高等植物无氧呼吸中[H]在第几阶段产生？在第几阶段被消耗？ 判断题：CO2可作为判断有氧呼吸是否发生的标志？（ ） × ②产生乳酸的无氧呼吸 实例：人和动物细胞；乳酸菌；某些植物的特殊器官马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚。 第一阶段：葡萄糖的初步分解 第二阶段：丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质 C6H12O6 2C3H4O3+4[H] +少量能量 酶 2C3H4O3+4[H] 2C3H6O3 酶 总反应式： C6H12O6 2C3H6O3 + 少量能量 酶 判断题： 1. 乳酸菌无氧呼吸的能量和ATP只在第一阶段产生 ( ) 2. 马铃薯块茎无氧呼吸中[H]只在第一阶段产生，在第二阶段被消耗 ( ) 3. 有氧呼吸的第一阶段与无氧呼吸的第一阶段完全相同 ( ) √ √ √ 在没有氧气参与的情况下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量并生成ATP的过程。 2.无氧呼吸的概念 葡萄糖的分解不彻底，还有大量的能量存留在酒精或乳酸中。 问题思考：比较无氧呼吸和有氧呼吸中能量的去路。 1. 有氧呼吸中能量的去路有两条即①以热能的形式散失、②储存在ATP中。 2. 无氧呼吸中能量的去路有三条即①大量的能量储存在不彻底的氧化产物(酒精、乳酸中)②以热能的形式散失、③储存在ATP中。 3.有氧呼吸与无氧呼吸的比较 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 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（次） 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 1. 第一阶段完全相同； 2. 反应实质相同，都能氧化分解有机物，释放能量 见《能培》第96页要点突破 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 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。 ATP 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。 原理：增加通气量，抑制破伤风杆菌等厌氧菌的无氧呼吸，从而抑制其繁殖。 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。 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。 原理：促进根部有氧呼吸，为主动运输提供能量，有利于矿质元素的吸收。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 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。 原理：降低温度、降低氧气含量可以降低呼吸作用强度，减少有机物的消耗。 通气组织 细胞呼吸原理的应用 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。 原理：避免肌肉细胞因供氧不足进行无氧呼吸而产生大量乳酸。 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。 原理：早期通气，促进酵母菌有氧呼吸，有利于菌种繁殖；后期密封，促进酵母菌无氧呼吸产生酒精。 影响细胞呼吸的因素 不同植物的呼吸速率不同： 同一植物不同器官呼吸速率不同： 同一植物的不同发育期呼吸速率不同： 2、外部因素—— 温度、O2、CO2、H2O等 阳生植物＞阴生植物 生殖器官＞营养器官 幼苗期＞成熟期 1、内部因素——遗传因素（决定酶的种类和数量） 影响细胞呼吸的外因——温度 原理：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响_______来影响呼吸速率。 酶活性 应用：①保鲜：水果、蔬菜等放入冰箱冷藏， 可 保鲜时间。 ②提高产量：温室中栽培蔬菜时，夜间适当 温度，可降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高蔬菜产量。 延长 降低 应用：①选用透气的消毒纱布包扎伤口，抑制破伤风芽孢杆菌等厌氧细菌的无氧呼吸；②作物栽培中的中耕松土，保证根的正常 ③提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生 。④稻田定期排水，抑制无氧呼吸产生 ，防止酒精中毒，烂根死亡。 无氧 有氧 影响细胞呼吸的外因——O2浓度 原理：O2是 所必需的，且O2对无氧呼吸有 作用，对有氧呼吸有 作用。 有氧呼吸 抑制 促进 乳酸 酒精 根据曲线分析细胞呼吸的方式 1. O2体积分数为0时，此时细胞呼吸的方式是？ 答：只进行无氧呼吸。 2. O2吸收曲线与CO2释放曲线重合以后，即图中的P点以后，此时细胞呼吸的方式是？ P 答：只进行有氧呼吸。 3. P点以前，不包括Q点，此时细胞呼吸的方式是？ Q 答：既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 影响细胞呼吸的外因——O2浓度 保存水果、蔬菜时，应选择 点 对应的氧气浓度。 原因： 。 R 总CO2释放量最少，有机物的损耗最少 原理：CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会 细胞呼吸的进行。 应用：水果和蔬菜的保鲜中，适当 CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。 影响细胞呼吸的外因——CO2浓度 抑制 增加 应用 ①抑制细胞呼吸：晒干的种子 含量降低， 细胞呼吸减慢，有利于储存。 ②促进细胞呼吸：浸泡种子有利于种子萌发。 （2）种子：零上低温、低氧、干燥、高CO2浓度。 注、农产品的储存和保鲜方法： （1）果蔬：零上低温、低氧（利用N2或CO2调节O2的浓度）高CO2浓度、湿度适中。 影响细胞呼吸的外因——水 原理：间接影响：细胞内许多生化反应需要水的参与， 含量升高，细胞呼吸加快。 直接影响：水是有氧呼吸的反应物之一。 自由水 自由水 关于细胞呼吸认识的误区 总结判断细胞呼吸方式的三大依据 一定存在有氧呼吸 一定存在有氧呼吸 一定存在无氧呼吸 一定为产乳酸的无氧呼吸 只进行有氧呼吸(或同时伴随产乳酸的无氧呼吸) 两类呼吸并存，差值为无氧呼吸量 可能存在脂质类氧化分解 无氧呼吸 有氧呼吸(或两类呼吸并存) 1、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[H]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. 有氧呼吸产生的[H]在线粒体基质中与氧结合生成水 　　D. 呼吸作用中，催化ATP合成的酶分布在线粒体外膜上 　　E. 无氧条件下，丙酮酸转变为酒精或乳酸的过程中伴随有ATP的合成 　　F. 植物在黑暗中可进行有氧呼吸也可进行无氧呼吸 　　G. 无氧呼吸能产生ATP，但没有[H]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. 有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是葡萄糖和乳酸 　　K. 蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程 F 应用探究 2、（经典题）如图所示为苹果果实在一段时间内，随着环境中O2浓度的提高，其O2吸收量和CO2释放量的曲线。下列叙述正确的是 （　　） A. O2浓度为a时，果实的无氧呼吸水平最低 B. O2浓度为b时，无氧呼吸与有氧呼吸释放的CO2相等 C. O2浓度为a时，若cd＝ca，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等 D. O2浓度达到b以后，果实基本上靠有氧呼吸提供能量 D 应用探究 氧浓度/% a b c d 产生CO2的量 9 mol 12.5 mol 15 mol 30 mol 产生酒精的量 9 mol 6.5 mol 6 mol 0 mol A.a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率 B.b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率 C.c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的酒精发酵 D.d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸，未进行无氧呼吸 3、有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是(　　)。 D 4.（经典题）为探究酵母菌细胞的呼吸类型，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，再与酵母菌分别装入①～⑥号试管中，并向试管中加入不同的物质，进行如表所示的实验。 下列有关叙述中不正确的是（　） A. 会产生酒精的试管有②⑥ B. 会产生CO2和H2O的试管有③⑤ C. 根据试管①③⑤的实验结果，可以判断酵母菌进行有氧呼吸的场所 D. 根据试管②④⑥的实验结果，可以判断酵母菌进行无氧呼吸的场所 应用探究 C 5.（经典题）如图是测定发芽小麦种子的呼吸作用类型所用的实验装置（假设呼吸底物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响），对实验进行讨论： 　　对实验进行讨论： 　　①若装置1液滴_____，装置2液滴_____，则所测生物______________。 　　②若装置1液滴_____，装置2液滴_____，则所测生物______________。 　　③若装置1液滴_____，装置2液滴_____，则所测生物_____________。 　　④如果将装置中的发芽小麦种子换成小白鼠，其他条件相同，则与上述测的发芽种子呼吸类型的结果是_____（填“相同”或“不同”）的。 左移 不动 只进行有氧呼吸 不动 右移 只进行无氧呼吸 左移 右移 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸 不同 24 根据实验结果判断细胞呼吸类型 根据实验结果判断细胞呼吸类型 根据实验结果判断细胞呼吸类型 “三看法”判定细胞呼吸的类型 学科网原创 “三看法”判定细胞呼吸的类型 THANK YOU！ 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 解读细胞呼吸曲线示意图 $$