4.3细胞呼吸课件-2025-2026学年高一上学期生物北师大版必修1

该高中生物学课件围绕“细胞呼吸”核心概念展开，从酵母菌呼吸方式的探究实验入手，逐步引导学生理解有氧呼吸与无氧呼吸的本质区别及联系，构建起从现象到本质、从实验设计到原理应用的知识体系，形成清晰的学习支架。 其亮点在于深度融合科学思维与探究实践，以真实问题驱动实验设计，如通过对比澄清石灰水浑浊程度差异，培养学生基于证据进行归纳推理的能力，同时在“先浑浊后澄清”的现象分析中体现批判性思维。课件还巧妙融合生命观念中的物质与能量观，借助反应式对比和能量转化计算，深化学生对细胞呼吸效率的理解。这种以实验为载体、以问题为导向的教学设计，既提升学生的科学探究能力，又助力教师高效落实核心素养目标。

第3节 细胞呼吸 2025-2026学年 生物学 《分子与细胞》第四章 细胞内 + 糖 类 + 水 CO2 能 量 细胞呼吸（本质） 呼吸和细胞呼吸 O2 O2 呼吸（现象） 呼吸器官 血液循环 血液循环 呼吸器官 CO2 气体运输 + 2 2 1、酵母菌能否进行细胞呼吸？ 2、你了解哪些有关酵母菌的知识？ 酵母菌是一种什么样的生物？ 它是自养型还是异养型生物呢？ 在日常生活中还有哪些用途？ 　　 问题探讨 酵母菌： 单细胞真菌，异养型 在有氧和无氧的条件下都能生存（兼性厌氧型真菌）。 实验材料：酵母菌 酵母菌在日常生活中有哪些用途？ 　　 酿酒、面粉发酵 　　 酵母菌在什么条件产生的CO2 （有氧？无氧？） 哪种条件下产生的多？ 作出假设 提出问题 设计实验 CO2 有氧 产生 无氧 CO2 产生 探究： 酵母菌细胞呼吸的方式 设计实验 2.培养酵母菌的温度是多少？ 4.自变量和因变量是什么？ 6.如何检测因变量？ 25～35 ℃ 有O2、无O2 CO2的检测： 酒精的检测： 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝溶液 或 重铬酸钾溶液 5.如何让酵母菌处于无氧环境？ 3.培养多长时间？ 8～10 h 1.用什么物质培养酵母菌？ 5%的葡萄糖溶液 CO2的检测 ①使溴麝香草酚蓝溶液： ②通入澄清的石灰水： 澄清→浑浊 蓝→绿→黄 因变量的检测原理： 参考实验步骤 1、配制5%的葡萄糖溶液，煮沸后冷却到室温后加入20g新鲜的食用酵母菌，配成酵母菌溶液，取等量酵母菌培养液分别置于A、B锥形瓶中， 2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 ℃、中性环境下培养一段时间。 3、观察并记录CO2的产生。 有氧呼吸 无氧呼吸 将葡萄糖溶液煮沸冷却的目的： 去除培养液中的O2， 通过含NaOH溶液的目的： 去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。 参考实验装置 酵母菌培养液配置：取20g新鲜的食用酵母菌均分为两份，分别放入锥形瓶A（500 mL）和锥形瓶B（500 mL）中，分别向两瓶中注入240 mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。 其中葡萄糖溶液一般需要煮沸冷却，煮沸为了灭菌，除氧气；冷却防止酵母菌被杀死 间歇性通气的原因：使氢氧化钠充分吸收CO2 9 作出假设 提出问题 进行实验 设计实验 酵母菌培养液 澄清石灰水 乙装置 甲装置 CO2 的检测 甲组 乙组 观察实验结果，得出结论 请设计实验记录表格 观察出：有氧条件产生的比无氧条件多CO2 12 实验结果记录 条件 澄清石灰水 浑浊程度 有氧  浑浊 （＋＋＋） 无氧 浑浊 （＋） 　 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳。 　 在有氧的条件下，酵母菌产生的二氧化碳多于在无氧的条件下产生的二氧化碳。 结论： 小结：探究实验的基本流程 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果，得出结论 活学活用 酒精是酵母菌在什么条件产生的？ 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果，得出结论 酒精的检测 橙色→灰绿色 葡萄糖也能与酸性重铬酸钾发生颜色变化，应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。 橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色． 参考实验步骤 （1）取2支试管编号A,B （2）各取上个实验中，A（有氧）、B（无氧）锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升，注入试管 （3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀 酒精的检测 刚加入重铬酸钾 一段时间以后 A B A B A: 有氧条件下酵母菌培养液； B: 无氧条件下酵母菌培养液 19 有氧呼吸： 无氧呼吸： 酵母菌细胞呼吸的方式 实验推论： 葡萄糖＋O2 CO2+H2O+能量 酶 葡萄糖 CO2+酒精+能量 酶 细胞呼吸是指_ _____在细胞内经过一系列的_ _______，生成____或其他产物，释放出_ ____并生成____的过程。 有机物 氧化分解 CO2 能量 ATP 20 再探究： 有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ 有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何反驳这种观点？ 葡萄糖 水溶液 葡萄糖 水溶液 在实验中，有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此，他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2。你如何解释这种现象？ 先浑浊 后澄清 《ATP的主要来源——细胞呼吸》绿皮书 作业： 《 ATP的主要来源——细胞呼吸》第二课时 预习： 细胞呼吸概念: 细胞呼吸是指 在 经过一系列氧化分解，生成 或 ， 并 的过程。 有机物 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 包括 细胞内 CO2 其他产物 释放能量 生成ATP A组 B组 C组 细胞质基质 线粒体 细胞质基质、线粒体 加入等量葡萄糖 结论： A.细胞质基质可以分解葡萄糖 B.线粒体不能直接分解葡萄糖 C.线粒体促进了葡萄糖的分解 大量的科学研究表明： 有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解，之后由线粒体完成剩下的部分。 场所分析： 一、有氧呼吸 小分子NAD+是电子和H+的载体 通常将NADH简化为[H]，读作还原氢 氧化型辅酶I 还原型辅酶I （一）有氧呼吸第一阶段：葡萄糖的初步分解 一、有氧呼吸 NADH（Nicotinamide adenine dinucleotide）是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的还原态，还原型辅酶Ⅰ。N指烟酰胺，A指腺嘌呤，D是二核苷酸。 NAD+ NADH （一）有氧呼吸第一阶段：葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 葡萄糖（C6H12O6） NAD+ NADH （ [H]） 酶 ADP+Pi ATP（少量） 2×丙酮酸（C3H4O3） C6H12O6 酶 2C3H4O3 + 4[H] + 少量能量 反应式： 一、有氧呼吸 有氧呼吸第二、三阶段 线粒体电镜照片 外膜 嵴 基质 分析：线粒体的结构有哪些适于其功能的特点？ 1.内膜向内折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加。 2.线粒体的内膜和基质中含有多种有氧呼吸的相关酶 一、有氧呼吸 NAD+ NADH （ [H]） 酶 ADP+Pi ATP（少量） 6CO2 酶 + 20[H] + 少量能量 反应式： 一、有氧呼吸 （二）有氧呼吸第二阶段：丙酮酸彻底分解 2×丙酮酸（C3H4O3） ＋6H2O 2C3H4O3 + 6H2O 6CO2 场所：线粒体基质 酶 ADP+Pi ATP（大量） 12H2O 酶 + 大量能量 反应式： 一、有氧呼吸 （三）有氧呼吸第三阶段：[H]的氧化 ＋6O2 + 第一阶段产生的4[H] 第二阶段产生的20[H] [H]和O2参与反应 产生大量ATP 场所：线粒体内膜 + 24[H] 6O2 12H2O NAD+ NADH （ [H]） 第一阶段(细胞质基质） 第二阶段(线粒体基质) 第三阶段(线粒体内膜) 2C3H4O3+6H2O 20[H] +6CO2 +少量能量 2C3H4O3+ 4[H]+少量能量 C6H12O6 酶 酶 24[H]+6O2 12H2O+大量能量 酶 总反应式： C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量 一、有氧呼吸 O O O O O 　　2870 kJ 能量 （四）有氧呼吸的能量利用特点 C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量 大多数以热能形式散失 1mol 977。28KJ 其余以热能形式散失 40% 维持体温恒定 一、有氧呼吸 ≈32molATP 有氧呼吸概念： 细胞在 的参与下，通过 的催化作用，把 等有机物 ，产生 和 ，释放 ，生成 的过程。 氧 多种酶 葡萄糖 彻底氧化分解 CO2 H2O 能量 大量ATP 特点：①多种酶参与，条件温和 ②逐步放能 ③有机物彻底氧化分解 一、有氧呼吸 葡萄糖的燃烧 体外燃烧 细胞呼吸 尝试在下图画中出有氧呼吸简要过程 一、有氧呼吸 细胞 细胞质基质 线粒体 下列分别属于有氧呼吸的第几阶段： ①产生CO2的阶段（　　） ②产生H2O的阶段（　　） ③氧气参与的阶段（　　） ④产生ATP的阶段（ 　 　　　） ⑤产生ATP最多的阶段（　　） 二 三 三 一、二、三 三 课堂反馈 总反应式中的能量能写成atp吗 37 请阅读课本94页，在课本上找到答案并标注出来： 1.无氧呼吸的场所？ 2.无氧呼吸可以分为几个阶段？每个阶段分别在哪里、发生了什么变化（请用方程式的方式表示）？ 3.总结无氧呼吸的总反应式。 4.无氧呼吸过程能量发生了什么变化？ 5.总结什么叫无氧呼吸。 三、无氧呼吸 38 （一）产酒精的无氧呼吸 酶 酶 酶 C6H12O6→2C2H5OH+2CO2＋少量能量 场所：细胞质基质 二、无氧呼吸 第一阶段: 2C3H4O3+ 4[H]+少量能量 C6H12O6 酶 第二阶段： 2C2H5OH+ 2CO2 2C3H4O3+ 4[H] 酶 总反应式： 例：种子、水果、高等植物受水淹、酵母菌等 2 2 39 （二）产乳酸的无氧呼吸 酶 酶 C6H12O6→2C3H6O3+少量能量 场所：细胞质基质 二、无氧呼吸 第一阶段: 2C3H4O3+ 4[H]+少量能量 C6H12O6 酶 第二阶段： 2C3H6O3 2C3H4O3+ 4[H] 酶 总反应式： 例：乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）、高等动物（骨骼肌细胞、哺乳动物成熟的红细胞）等 2 2 40 二、无氧呼吸 2丙酮酸 （C3H4O3） C6H12O6 酶 少量能量 4[H] 酶 酶 2酒精（C2H5OH）+2CO2 2乳酸（C3H6O3） 细胞质基质 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。 41 葡萄糖 丙酮酸 12H2O+6CO2+大量能量 2C2H5OH +2CO2+少量能量 2C3H6O3 +少量能量 或 酶 三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系： 酶 在有氧时 在无氧时 第一阶段完全相同 二、三阶段不同 （有氧呼吸） （无氧呼吸） 酶 无氧呼吸为什么放出的能量比有氧呼吸少？ 地球上最早出现的是哪种细胞呼吸方式？为什么？ 知识拓展 1．原核生物细胞内无线粒体，能否进行有氧呼吸？为什么？ 许多原核生物虽然没有线粒体，但却含有全套的与有氧呼吸有关的酶，这些酶分布在细胞质基质和细胞膜上，因此，这些细胞是可以进行有氧呼吸的。 2.用酵母菌使葡萄汁发酵生产葡萄酒，当酒精含量达到12%-16% 时，发酵就会停止了，为什么？ 酒精使细胞质的蛋白质变性，对细胞有毒害作用。 3.若用乳酸菌生产酸奶，会发生类似的现象吗？为什么？ 乳酸使pH值改变，影响酶的活性，对细胞有毒害作用。 知识拓展 （1）为生物体提供能量 （2）生物体代谢的枢纽 O　　　　　　　 NH2 　　 ‖　　　　　　　 ▕ CH3—C—COOH→CH3—CH—COOH 例：丙酮酸 丙氨酸 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 四、细胞呼吸的意义 二、无氧呼吸 2丙酮酸 （C3H4O3） C6H12O6 酶 少量能量 4[H] 酶 酶 2酒精（C2H5OH）+2CO2 2乳酸（C3H6O3） 细胞质基质 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。 46 葡萄糖 丙酮酸 12H2O+6CO2+大量能量 2C2H5OH +2CO2+少量能量 2C3H6O3 +少量能量 或 酶 三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系： 酶 在有氧时 在无氧时 第一阶段完全相同 二、三阶段不同 （有氧呼吸） （无氧呼吸） 酶 无氧呼吸为什么放出的能量比有氧呼吸少？ 地球上最早出现的是哪种细胞呼吸方式？为什么？ 知识拓展 1．原核生物细胞内无线粒体，能否进行有氧呼吸？为什么？ 许多原核生物虽然没有线粒体，但却含有全套的与有氧呼吸有关的酶，这些酶分布在细胞质基质和细胞膜上，因此，这些细胞是可以进行有氧呼吸的。 2.用酵母菌使葡萄汁发酵生产葡萄酒，当酒精含量达到12%-16% 时，发酵就会停止了，为什么？ 酒精使细胞质的蛋白质变性，对细胞有毒害作用。 3.若用乳酸菌生产酸奶，会发生类似的现象吗？为什么？ 乳酸使pH值改变，影响酶的活性，对细胞有毒害作用。 知识拓展 （1）为生物体提供能量 （2）生物体代谢的枢纽 O　　　　　　　 NH2 　　 ‖　　　　　　　 ▕ CH3—C—COOH→CH3—CH—COOH 例：丙酮酸 丙氨酸 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 四、细胞呼吸的意义 五、细胞呼吸原理的应用 五、细胞呼吸原理的应用 52 （四）列表比较有氧呼吸和无氧呼吸。 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 产物 能量 相同点 联系 实质 意义 细胞质基质和线粒体 始终在细胞质基质 需氧、酶 不需氧、需酶 6CO2、12H2O 酒精和CO2或乳酸 大量 少量 从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同 分解有机物，释放能量，合成ATP 为生物体的各项生命活动提供能量 二、无氧呼吸 53 知识拓展 1．原核生物细胞内无线粒体，能否进行有氧呼吸？为什么？ 许多原核生物虽然没有线粒体，但却含有全套的与有氧呼吸有关的酶，这些酶分布在细胞质基质和细胞膜上，因此，这些细胞是可以进行有氧呼吸的。 2.用酵母菌使葡萄汁发酵生产葡萄酒，当酒精含量达到12%-16% 时，发酵就会停止了，为什么？ 酒精使细胞质的蛋白质变性，对细胞有毒害作用。 3.若用乳酸菌生产酸奶，会发生类似的现象吗？为什么？ 乳酸使pH值改变，影响酶的活性，对细胞有毒害作用。 知识拓展 与细胞呼吸有关的计算题 1.消耗等量的C6H12O6无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2之比为: 1︰3 2.酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸，消耗了等量的葡萄糖，吸收的O2量和产生的CO2比值为： 3.人体细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，则吸收的O2量和产生的CO2总量比值为： 3:4 1:1 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量 酶 C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量 ① 低温下贮存蔬菜、水果。 ② 在大棚蔬菜的栽培过程中，增加昼夜温差，减少有机物的消耗，提高产量。 影响细胞呼吸的因素及应用 温度 呼吸速率 应 用 温度 ① 地窖中CO2浓度高，有利于蔬菜水果的储存。 ②在水果、蔬菜保鲜中， 增加CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗 应 用 CO2浓度 CO2（%） 呼吸速率 ①粮食贮藏要求干燥， 减少有机物消耗； ②干种子萌发前进行浸泡处理 应 用 水 细胞含水量 呼吸速率 57 影响细胞呼吸的因素及应用 5 O2（%） 1.0 0.5 P R 10 15 20 D Q T O CO2释放量 O2浓度 QD:无氧呼吸 OPT:有氧呼吸 QRPT:酵母菌的总呼吸速率 ①R点的含义？ 思 考 该O2浓度下，呼吸速率最低，有机物消耗最少。 A ②B点的含义？ B 有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等 AB = BC 此时葡萄糖消耗速率是否相等？ 58 从上述反应式可以看出，有氧呼吸和无氧呼吸气体变化的分析： A、吸收的氧气=放出的二氧化碳，则只进行有氧呼吸。 B、不吸收的氧气，只放出二氧化碳，则进行只进行无氧呼吸。 C、吸收的氧气＜放出的二氧化碳，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量 酶 C6H12O6 酶 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量 应用2.测定组织细胞的呼吸速率 通常用CO2的产生速率或O2消耗速率来表示 测定原理 通常向装置内添加NaOH溶液或KOH溶液吸收释放的CO2。CO2被吸收后，装置内气体总量减少，压强减小，刻度管内的小液滴向左移动。所以，可用单位时间内小液滴左移的距离代表细胞有氧呼吸消耗O2的速率 问题：如果装置内发芽种子同时进行了产生酒精的无氧呼吸怎么办？ 60 装置三 煮沸的种子 应用2.测定组织细胞的呼吸速率 装置1液滴左移，装置2不动， 种子只进行有氧呼吸。 装置1液滴不动，装置2右移， 种子只进行无氧呼吸。 装置1液滴左移，装置2右移， 种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 61 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。（ ） × 随堂练习 ✓ 62 2.在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如表所示。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 ( ) A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下，无氧呼吸最弱 D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体 D 反馈练习： 呼吸作用的三个总反应式 有氧呼吸三个阶段的反应式 无氧呼吸两个阶段的反应式 默写 谢谢大家 $