5.3.2有氧呼吸课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

5.3.2 有氧呼吸 学习目标： 通过对有氧呼吸相关实验的资料分析，阐明有氧呼吸过程中物质与能量的变化。 旧知识回顾 【实验】探究酵母菌细胞呼吸的方式 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 和水； 在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生 。 大量的CO2 酒精和少量的CO2 有氧呼吸 无氧呼吸 细胞呼吸 科学家根据大量的实验结果得出结论。 有氧呼吸 01 对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有 的参与。 氧 思考 有氧呼吸的具体过程是什么？ 有氧呼吸的场所在哪里呢？ 让我们跟着科学家的步伐去探索一下吧。 活动一：葡萄糖分解过程的初步探索 【实验一】在适宜的条件下，把活化的酵母菌置于研钵中研磨，将研磨的细胞匀浆经过 (填分离方法)分离后得到各种细胞成分，分别注入试管中。 分别向试管中通入用180标记的等量的氧气、用3H标记的等量的葡萄糖(探究元素的去路，可以使用 法，)，一段时间后检测各试管变化情况，如表1: 【小资料】 1904年，英国化学家哈登发现了辅酶，在有氧呼吸过程中，它是一种重要的氢供体。 在有氧呼吸过程中，氧化型辅酶I（NAD+）接受H+并转化成还原型辅酶I（NADH），即[H]。 差速离心法 同位素标记 组别 所加细胞结构 实验结果 1 细胞匀浆 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 2 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]生成 3 线粒体 葡萄糖的量不变 4 细胞质基质和线粒体 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 活动一：葡萄糖分解过程的初步探索 【实验一】在适宜的条件下，把活化的酵母菌置于研钵中研磨，将研磨的细胞匀浆经过 (填分离方法)分离后得到各种细胞成分，分别注入试管中。 分别向试管中通入用180标记的等量的氧气、用3H标记的等量的葡萄糖(探究元素的去路，可以使用 法，)，一段时间后检测各试管变化情况，如表1: 差速离心法 同位素标记 组别 所加细胞结构 实验结果 1 细胞匀浆 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 2 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]生成 3 线粒体 葡萄糖的量不变 4 细胞质基质和线粒体 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 初步感知 通过实验结果，你觉得有氧呼吸是否是一步完成的? 你是如何分析的? 活动一：葡萄糖分解过程的初步探索 组别 所加细胞结构 实验结果 1 细胞匀浆 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 2 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]生成 3 线粒体 葡萄糖的量不变 4 细胞质基质和线粒体 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 【核心探讨】 1.通过第2、3组的对照可以知道： 葡萄糖在 中分解，产物是 ， 尝试写出这一步的化学反应式： 。 细胞质基质 C3H4O3(丙酮酸)和[H] C6H12O6 酶 2C3H4O3 +4 [H] 让我们跟着科学家的步伐去探索一下吧。 活动一：葡萄糖分解过程的初步探索 组别 所加细胞结构 实验结果 1 细胞匀浆 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 2 细胞质基质 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]生成 3 线粒体 葡萄糖的量不变 4 细胞质基质和线粒体 葡萄糖的量减少，有C33H4O3(丙酮酸)、[3H]、CO2、3H218O生成 【核心探讨】 2.通过第2、3组的对照可以知道：葡萄糖不能在 中分解； 再通过第2、4组的对照，请你推测，在线粒体中发生了什么反应？ 。 线粒体 丙酮酸在线粒体中被分解为CO2、H2O 如何 进行？ 让我们跟着科学家的步伐去探索一下吧。 旧知识回顾：线粒体的结构 外膜 内膜 基质 线粒体 线粒体的电镜照片 外膜 内膜 嵴 基质 线粒体的模式图 向内折叠形成 ，使内膜的表面积大大增加。 含有许多种与有氧呼吸相关的 。 嵴 酶 ：也含有许多种与有氧呼吸相关的 。 酶 一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。需能多的细胞线粒体的数目也会较多，如肌细胞内的肌质体就是由大量变形的线粒体组成的，肌质体显然有利于对肌细胞的能量供应。 活动二：探究葡萄糖彻底分解过程 【实验二】使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，通入用180标记的等量的氧气、用3H标记的等量的C33H4O3（丙酮酸），一段时间后检测各试管变化情况，如表2: 组别 所加细胞结构 实验结果 5 线粒体膜状结构 C33H4O3(丙酮酸)的量不变 6 线粒体基质 C33H4O3(丙酮酸)的量减少，产生CO2、[3H] 7 线粒体膜状结构+线粒体基质 C33H4O3(丙酮酸)的量减少，产生CO2、[3H]和3H218O 【核心探讨】 1.通过第5、6、7组的对照可以知道：丙酮酸在 中分解， 产物是 ，尝试写出这一步的化学反应式： 。 线粒体基质 CO2、[H] 6CO2+20[H] 酶 2C3H4O3 +6H2O 让我们跟着科学家的步伐去探索一下吧。 活动二：探究葡萄糖彻底分解过程 【实验二】使用超声波将线粒体破碎，分离线粒体膜状结构和线粒体基质，通入用180标记的等量的氧气、用3H(氚)标记的等量的C33H4O3（丙酮酸），一段时间后检测各试管变化情况，如表2:(常温下进行) 组别 所加细胞结构 实验结果 5 线粒体膜状结构 C33H4O3(丙酮酸)的量不变 6 线粒体基质 C33H4O3(丙酮酸)的量减少，产生CO2、[3H] 7 线粒体膜状结构+线粒体基质 C33H4O3(丙酮酸)的量减少，产生CO2、[3H]和3H218O 【核心探讨】 2.通过第5、6组的对照说明丙酮酸在 中不分解。 再对照第6、7组实验，请你推测，在线粒体膜状结构中发生了什么反应？ 尝试写出这一步的化学反应式： 。 线粒体膜状结构 24[H]+6O2 12H2O 酶 活动三：探究葡萄糖彻底分解过程中能量释放情况 【实验三】进一步探究，在上述实验的试管中加入荧光素和荧光素酶(荧光素接受ATP提供的能量后就被激活。在荧光素酶的催化作用下，荧光素与氧发生化学反应，形成氧化荧光素并发出荧光)，一段时间后检测各试管变化情况，如表3:(常温下进行) 组别 实验材料 实验结果 1 葡萄糖+氧气+细胞匀浆 大量荧光 2 葡萄糖+氧气+细胞质基质 微弱荧光 3 葡萄糖+氧气+线粒体 无荧光 4 葡萄糖+氧气+细胞质基质+线粒体 大量荧光 5 丙酮酸+氧气+线粒体膜状结构 无荧光 6 丙酮酸+氧气+线粒体基质 微弱荧光 7 丙酮酸+氧气+线粒体膜状结构和基质 较强荧光 思考 荧光素和荧光素酶的作用是什么？ 检测ATP含量的多少。 【核心探讨】 1.通过第1、2、3组的对照可知葡萄糖在细胞质基质分解时，释放 能量。 2.通过第5、6组的对照可知丙酮酸在线粒体基质分解时，释放 能量。 3.通过第6、7组的对照可知[H]在线粒体内膜上分解时，释放 能量。 活动三：探究葡萄糖彻底分解过程中能量释放情况 组别 实验材料 实验结果 1 葡萄糖+氧气+细胞匀浆 大量荧光 2 葡萄糖+氧气+细胞质基质 微弱荧光 3 葡萄糖+氧气+线粒体 无荧光 4 葡萄糖+氧气+细胞质基质+线粒体 大量荧光 5 丙酮酸+氧气+线粒体膜状结构 无荧光 6 丙酮酸+氧气+线粒体基质 微弱荧光 7 丙酮酸+氧气+线粒体膜状结构和基质 较强荧光 少量 少量 大量 有氧呼吸的过程 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 场所： 反应式： 场所： 反应式： 场所： 反应式： 有氧呼吸是一个非常复杂的过程。为了便于理解，可以将有氧呼吸分为三个阶段。请你根据有氧呼吸的分阶段过程，写出有氧呼吸的总反应式。 （提醒学生，可以去掉中间产物，保留反应物和最终产物） 有氧呼吸的总反应式 酶 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2+ 12H2O + 能量 不能，第三阶段生成的水中的氢元素来源于 ， 而氧元素来源于 。 因为生成物的水不是来自于反应物中的水，所以两边的水不能抵消。 思考 有氧呼吸的总反应式两边的水能不能抵消？ 前两阶段产生的[H] 第三阶段的氧气 有氧呼吸的总反应式 酶 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2+ 12H2O + 能量 思考 尝试标注反应物：葡萄糖、氧气、水中的氧的去向。 有氧呼吸的总反应式 约34%ATP 酶 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2+ 12H2O + 能量 （2870KJ） 约66%热能 思考 有氧呼吸过程中产生的能量是不是全部用于合成ATP了？ 不是，少部分用于合成ATP，大部分以热能形式散失了。 有氧呼吸的概念和特点 思考 同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有哪些不同的特点？ 有氧呼吸是指细胞在 的参与下，通过多种酶的催化作用， 把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ， 生成大量 的过程。 氧 彻底氧化分解 CO2和H2O 能量 ATP ①有氧呼吸过程温和。 ②有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放。 ③有氧呼吸释放的部分能量有相当一部分储存在ATP中。 重点题型随堂练1：有氧呼吸的过程 1．在真核生物有氧呼吸的下列反应中，不在线粒体中进行的只有(　　) A．[H]与氧气生成水 B．C6H12O6分解为丙酮酸和[H] C．丙酮酸分解为CO2和[H] D．ADP与磷酸结合生成ATP B 有氧呼吸第一、二、三阶段 -细胞质基质和线粒体，×； 有氧呼吸第三阶段-线粒体内膜，×； 有氧呼吸第一阶段-细胞质基质，√； 有氧呼吸第二阶段-线粒体基质，×； 元素组成：同核酸、磷脂； 能量 能量 能量 重点题型随堂练1：有氧呼吸的过程 2．如图是有氧呼吸过程的图解，请据图回答下列问题： (1)有氧呼吸的总反应式为： 。 (2)有氧呼吸的过程十分复杂，可以分为 个阶段， 其中[H]和O2结合的是第 阶段。 (3)在有氧呼吸过程中， 释放出大量能量的是第 阶段， 反应的场所是 。 (4)图中②③分别是 、 。 C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量 酶 三 三 三 线粒体内膜 CO2 H2O C3H4O3 H2O CO2 随堂小练：结合有氧呼吸三个阶段的反应，回答下列问题 1、产生［Ｈ］的阶段是：第 阶段。 2、有机物被彻底氧化分解的阶段是：第 阶段。 3、哪个阶段有CO2的生成：第 阶段。 4、哪个阶段有水的参与：第 阶段。 5、哪个阶段有O2的参与：第 阶段。 6、哪个阶段有水的生成：第 阶段。 7、哪个阶段释放出最多的能量：第 阶段。 一、二 二 二 二 三 三 三 元素组成：同核酸、磷脂； $