5.3细胞呼吸的原理和应用课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件围绕细胞呼吸的原理和应用，系统阐述细胞呼吸的类型、过程及能量代谢，通过对比光合作用与呼吸作用的能量产生途径，结合葡萄酒制作实例提问酵母菌呼吸的底物、产物和条件，搭建前后知识联系的学习支架。 其亮点在于以探究酵母菌细胞呼吸方式实验为核心，通过变量分析（自变量为氧气有无）、对比实验设计（有氧与无氧装置）及CO₂、酒精检测方法，培养科学思维与探究实践能力，结合资料分析体现物质与能量观，小结系统梳理知识，助力学生深化理解，也为教师提供清晰的教学逻辑与实验指导。

5.3细胞呼吸的原理和应用 光 合 作 用 呼 吸 作 用 呼 吸 作 用 人、动物、 真菌、多数细菌等 绿 色 植 物 能量 ADP + Pi + ATP 酶 ATP合成： 呼吸 vs 呼吸作用 呼吸作用：指细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫做细胞呼吸。 呼吸作用一定需要O2吗？一定产生CO2吗？ 观看葡萄酒的制作过程，思考： 1. 酵母菌细胞呼吸分解的底物主要是什么？ 2. 酵母菌呼吸作用的产物可能有哪些？ 3. 酵母菌的呼吸作用在什么条件下发生？有氧还是无氧？ 葡萄糖 酒精、CO2 有氧无氧都可以 实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 （一）实验目的： （二）实验材料： 1. 生物材料： 酵母菌的特点： ①单细胞真核生物（真菌） ②兼性厌氧生物（有氧和无氧条件下都能生存） 2. 其他试剂： 质量分数为5%的葡萄糖溶液等 探究酵母菌在有氧和无氧条件下呼吸作用的产物分别是什么？ 酵母菌 （三）变量分析： 1. 自变量: 2. 因变量: 3. 无关变量: 氧气的有无 细胞呼吸产物的种类 温度、葡萄糖溶液浓度、酵母菌的品种及活性等 （1）CO2的检测 澄清石灰水→变浑浊 溴麝香草酚蓝溶液→由蓝变绿再变黄 （2）酒精的检测 橙色重铬酸钾→灰绿色 溴麝香草酚蓝的颜色变化 重铬酸钾的颜色变化 （四）实验装置设计： 1. 探究有氧条件下呼吸作用产物的装置 气泵 （四）实验装置设计： 2. 探究无氧条件下呼吸作用产物的装置 B瓶应封口一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，为什么？ 耗尽B瓶中的O2，确保CO2均来自无氧呼吸 （五）实验步骤： （五）实验步骤： （六）实验结果： 1. 观察有氧和无氧条件下CO2的产生情况： 结果：有氧和无氧条件下都可以产生CO2，且有氧条件下产生的CO2更多 （六）实验结果： 1. 观察有氧和无氧条件下CO2的产生情况： 结果：有氧和无氧条件下都可以产生CO2，且有氧条件下产生的CO2更多 （六）实验结果： 2. 观察有氧和无氧条件下酒精的产生情况： 结果：只有在无氧条件下才会产生酒精。 1. 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。 2. 有氧时，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的CO2 ； 无氧时，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2 （七）实验结论： 思考：本实验的对照组和实验组分别是？ 本实验中两组（有氧组、无氧组）都是实验组，没有对照组。 对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫做对比实验，也叫相互对照实验。对比实验不设对照组，均为实验组，是对照实验的一种特殊形式。 （一）有氧呼吸 葡萄糖在体外也可以氧化分解（燃烧），它与葡萄糖在体内氧化分解有何区别呢？ 葡萄糖在体内氧化分解的特点： ①过程温和 ②能量逐步释放； ③部分能量用来合成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、荧光素、荧光素酶       【资料分析1】 发微弱荧光 不发荧光 发微弱荧光 从图中分析，葡萄糖的氧化分解首先发生在哪里？ 有氧呼吸首先发生在细胞质基质中分解；葡萄糖不能直接进入线粒体中分解。 【资料分析2】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)。NADH在后续的反应中还会解离出e-和H+，使得e-和H+能够继续用于后续的反应。由于NADH携带了电子和氢离子，因此具有较强的还原性，通常可以把它简化为[H]。 氧化型辅酶Ⅰ 还原型辅酶Ⅰ NAD+ NADH NAD+ 外膜 内膜 基质 有氧呼吸的主要场所：线粒体 向内折叠形成嵴，以增大膜面积，从而增大呼吸作用有关酶的附着位点。 含有呼吸作用相关的酶；含有DNA、RNA、核糖体。 【资料分析3】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，加入等量的氧气、丙酮酸、荧光素和荧光素酶，一段时间后，检测各试管变化情况。 组别 自变量 实验结果  4号  只含线粒体膜状结构 丙酮酸的量不变，没有荧光出现  5号  只含线粒体基质 丙酮酸减少，产生CO2，微弱荧光出现  6号  有线粒体膜状结构和基质 丙酮酸减少，产生CO2，较强的荧光出现 你从上述资料能得到什么结论？ 1.丙酮酸的分解首先发生在__ ___中，并且产生______，产生较少_____。 2.丙酮酸随后在 上继续发生反应，产生较多的______。 线粒体基质 CO2 能量 能量 线粒体内膜 C6H12O6 酶 2C3H4O3 4[H] 少量能量 2C3H4O3 酶 6CO2 20[H] 少量能量 24[H] 6O2 12H2O 大量能量 6H2O 酶 小结1：有氧呼吸的过程 小结2：有氧呼吸的总反应式 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 有氧呼吸中元素去向分析： ①O元素：CO2中的氧来自 ，生成物水中的氧来自 。 ②H元素：生成物水中的H来自 。 葡萄糖和水 氧气 葡萄糖和水 注意：书写总反应式时，反应前后的水分子不能相消。 ①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才产生。 ②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； 小结3：有氧呼吸的能量去向 【资料分析4】（P93）有氧呼吸过程中，1 mol葡萄糖彻底氧化分解后释放出2870 kJ的能量，其中977.28 kJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失。请你计算一下，有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP? 大部分以热能的形式散失（有利于维持体温）。 少部分用于合成ATP（约34％） 有氧呼吸的 能量去向 2.与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，对于生物体来说有什么意义？ （1）可以使有机物中的能量逐步转移到ATP中； （2）能量缓慢有序释放，有利于维持细胞相对稳定。 小结4：有氧呼吸的定义 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，同时生成大量ATP的过程。 EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $