第五章 第三节 第2课时 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

该高中生物学课件聚焦细胞呼吸的原理与应用，以“肺活量测试”情境导入，通过辨析呼吸运动与细胞呼吸概念，结合破碎细胞、线粒体成分实验探究有氧呼吸三阶段的场所与物质变化，辅以反应式书写指导和问题链引导，再自主阅读归纳无氧呼吸过程，最终对比总结并联系生产生活应用。 资料以实验探究为主线，通过分析丙酮酸分解场所等实验培养科学思维，构建有氧与无氧呼吸对比表格强化物质与能量观，结合粮食储藏等实例落实社会责任。随堂测验与巩固训练助力教师检测学情，能提升学生探究实践与知识迁移能力，为教师提供清晰教学脉络与评价工具。

5.3 细胞呼吸的原理和应用 （第二课时） 第五章 细胞的能量供应和利用 新教材人教版·必修1 分子与细胞 生物学 本节聚焦 03 呼吸作用原理在生产和生活中有哪些应用？ 02 有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点？ 01 细胞呼吸过程中能量是如何转化的？ 情境导入——肺活量测试 呼吸运动和细胞呼吸都离不开O2吗？ 其实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量 【概念区分】 细胞呼吸与呼吸运动 细胞呼吸： 呼吸运动： 是指高等动物与外界进行气体交换的生理过程 不是 细胞呼吸有氧和无氧均可进行 细胞在 有氧和无氧条件下是 如何细胞呼吸进行的呢？ 第一阶段（糖酵解） 01 有氧呼吸的过程探索 氧化 荧光素 荧光素 激活的 荧光素 能量 荧光素酶 氧气 荧光 发出 试管 现象 ① 没有荧光，葡萄糖未分解 ② 微弱荧光 未检测到葡萄糖，出现丙酮酸 ③ 大量荧光 未检测到葡萄糖、丙酮酸，出现CO2 实验一：破碎细胞 获得各组成成分 等量的葡萄糖、氧气、荧光素和荧光素酶 线粒体 ① 细胞质 基质 ② 细胞质 基质 + 线粒体 ③ 1、对比①号、②号试管，分析葡萄萄分解的场所在哪里？产物有什么？ 葡萄糖在细胞质基质中被分解，生成丙酮酸和少量能量 2、对比②号、③号试管，如何解释③号试管中没有丙酮酸？ 丙酮酸在线粒体中分解生成CO2和大量能量 01 有氧呼吸的过程探索 葡萄糖在细胞质基质中被分解，生成丙酮酸和少量能量 C6H12O6 C3H4O3 信息1： 细胞质基质中，葡萄糖在酶的催化下还能生成[H]，即氧化型辅酶Ⅰ(NAD+)转化为还原型辅酶Ⅰ（NADH)，还原型辅酶Ⅰ（NADH）可以用一种十分简化的方式表示:[H] NAD+ + H+ + 2e- → NADH 2 还有4个H去哪儿了？ 尝试写出有氧呼吸第一阶段的反应式：（场所—细胞质基质） C6H12O6 2 C3H4O3＋4 [H]＋少量能量 酶1 丙酮酸在线粒体中分解生成CO2和大量能量 【思考】 线粒体的结构可分为线粒体膜和线粒体基质两部分，那么丙酮酸在哪一部分中被分解的呢？ 第二阶段（三羧酸循环） 01 有氧呼吸的过程探索 实验一：破碎线粒体 获得各组成成分 等量的丙酮酸、氧气、荧光素和荧光素酶 线粒 体膜 ⑤ 线粒体基质 ⑥ 线粒体 基质 + 线粒体膜 ⑦ 试管 现象 ⑤ 没有荧光，丙酮酸不变 ⑥ 微弱荧光 丙酮酸减少，出现CO2 ⑦ 大量荧光 丙酮酸减少，出现CO2 1、对比⑤号、⑥号试管，分析丙酮酸分解的场所在哪里？产物有什么？ 丙酮酸在线粒体基质中被分解，生成CO2和少量能量 2、对比⑥号、⑦号试管，如何解释⑦号试管中出现大量荧光？ 丙酮酸被分解后，在线粒体膜上发生反应合成大量能量 01 有氧呼吸的过程探索 信息2： 利维和施利曼发现在线粒体基质中，某种酶可催化丙酮酸生成 [H]，而这个过程需要H2O的参与 克雷布斯发现丙酮酸生成 [H] 的过程没有O2参与 C3H4O3 2 尝试写出有氧呼吸第二阶段的反应式：（场所—线粒体基质） 2C3H4O3 + 6H2O 6 CO2＋20 [H]＋少量能量 酶2 丙酮酸被分解后，在线粒体膜上发生反应合成大量能量 【思考】 线粒体是双层膜细胞器，分为内膜与外膜，那么大量能量的产生是在哪层膜的呢？ 丙酮酸在线粒体基质中被分解，生成CO2和少量能量 CO2 6 H和O不平衡！ 第三阶段（氧化磷酸化） 01 有氧呼吸的过程探索 丙酮酸被分解后，在线粒体膜上发生反应合成大量能量 信息3： 1912年至1913年，瓦勃从豚鼠肝细胞匀浆中粗提取了线粒体，发现它能消耗O2 信息4： 超声波震碎线粒体之后，内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡，这些小囊泡有催化 [H] 与O2反应的功能，而外膜未发现此功能 （1）氧气参与反应发生在哪个部位？ （2）内膜上的[H]来自哪里？ 线粒体内膜 细胞质基质线粒体基质 尝试写出在线粒体内膜上的的反应式：（场所—线粒体内膜） 24[H] +6O2 12 H2O＋大量能量 酶3 01 有氧呼吸的过程探索 有氧呼吸的总反应式： 第一阶段： 第二阶段： 第三阶段： C6H12O6 2 C3H4O3＋4 [H]＋少量能量 酶1 2C3H4O3 +6H2O 6 CO2＋20 [H]＋少量能量 酶2 24[H] +6O2 12 H2O＋大量能量 酶3 总反应式： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 （细胞质基质） （线粒体基质） （线粒体内膜） 【思考】CO2中的“C”元素，H2O中的“H”和“O”元素来自哪里？ 01 有氧呼吸的过程探索 有氧呼吸的概念： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 反应式： 概念： 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，生成大量ATP的过程 知识 归纳 条件：氧的参与、多种酶的催化 物质变化：有机物—→无机物 能量变化：有机物中活跃的化学能 → ATP 中活跃的化学能 + 热能 特点：有机物彻底氧化分解 大多数以热能散失，少数合成ATP 01 有氧呼吸的过程探索 拓展思考： 1、为什么细胞呼吸过程中能量是逐级释放，而不是像燃烧一样，迅速释放？ 能量迅速释放 既满足细胞能量需求，又可避免能量集中、快速释放对细胞造成伤害 细胞呼吸特点：过程温和；能量逐级释放 2、葡萄糖等糖类为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段？ ①线粒体膜上没有转运糖类的载体蛋白 ②线粒体内没有分解糖类的酶 02 无氧呼吸 【自主阅读】 齐读课本94页，归纳出无氧呼吸的概念及过程： 第一阶段：（与有氧呼吸完全相同） C6H12O6 2 C3H4O3＋4 [H]＋少量能量 酶1 第二阶段： 2 C3H6O3(乳酸) 2 C2H5OH(酒精) + 2CO2 2 C3H4O3＋4 [H] 酶Ⅱ 酶Ⅲ 例如：乳酸菌、人和高等动物、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚 例如：酵母菌、绝大多数植物 概念： 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程 （细胞质基质） （细胞质基质） 剩余能量储存在 乳酸或酒精中 对比学习 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不 同 点 条件 场所 分解程度 产物 能量释放 相 同 点 反应条件 本质 过程 意义 需氧 无氧 细胞质基质（第一阶段） 线粒体基质（第二阶段） 线粒体内膜（第三阶段） 细胞质基质 有机物被彻底氧化分解 有机物分解不彻底 CO2、H2O 乳酸或酒精和CO2 大量 少量 需要多种酶催化 氧化分解有机物，释放能量，生成ATP 第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同 为生物体的各项生命活动提供能量 03 细胞呼吸的应用 ①在呼吸作用原理的应用中，若需要增强相关植物或器官的呼吸作用强度，可以采取供水、升温、高氧、低CO2等措施；若需减弱呼吸作用强度，可以采取：干燥、低温、低氧、高CO2等措施 ②粮食、蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是粮食储存应保持干燥，而蔬菜和水果储存则应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温 归纳 · 总结 04 随堂测验 一、判断题： 1、真核细胞都能进行有氧呼吸（ ） 2、不同生物无氧呼吸的产物相同（ ） 3、无氧呼吸的产物中只有酒精或乳酸（ ） 4、有氧呼吸三个阶段均在细胞质基质中完成，且使用的酶相同（ ） 5、好氧细菌有氧呼吸的主要场所是线粒体（ ） 哺乳动物成熟红细胞无细胞器，只能进行无氧呼吸 不同生物，无氧呼吸产物不同 可能是乳酸或酒精和CO2 还有CO2 场所、酶均不同 细菌没有线粒体这一细胞器 1、右图表示细胞呼吸过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于(　 　) A．线粒体、线粒体和细胞质基质 B．线粒体、细胞质基质和线粒体C．细胞质基质、线粒体和细胞质基质D．细胞质基质、细胞质基质和线粒体 C 05 课后巩固训练 2、下图是细胞呼吸过程的图解。在人体细胞中不能发生的过程是(　　) A．① B．② C．③ D．④ B 04 随堂测验 4、结合细胞呼吸原理分析，下列日常生活中的做法不合理的是(　　) A．包扎伤口选用透气的创可贴 B．花盆中的土壤需要经常松土 C．真空包装食品以延长保质期 D．采用快速短跑进行有氧运动 D 3、下列关于运动员百米赛跑中，肌肉细胞呼吸作用的叙述，正确的是（ ） A.肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸都是通过氧化分解有机物来释放能量的 B.肌细胞有氧呼吸时，产生CO2的量小于消耗O2的量，释放出大量能量 C.肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸的第一和第二阶段反应相同，释放少量能量 D.肌细胞无氧呼吸时，葡萄糖分解释放的能量大部分以热能形式散失，少部分储存在乳酸中 两者相等 仅第一阶段相同，并释放出少量能量，无氧呼吸第二阶段不产生能量 无氧呼吸时，葡萄糖分解成乳酸，只释放出少量能量，释放的能量中，大部分以热能的形式散失，少部分合成ATP，储存在ATP中。 A Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $