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

第3节 细胞呼吸的原理和应用（第1、2课时） 问题探讨 发面 酿葡萄酒 思考 酵母菌与人类的生活息息相关，酿酒，做面包、馒头等，都是利用酵母菌的呼吸作用。 酵母菌 酵母菌在什么条件下产生CO2，什么条件下产生酒精？ 一、细胞呼吸的方式： 1、概念:有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放能量生成ATP的过程 2、类型：有氧呼吸和无氧呼吸 实质:分解有机物，释放能量，合成ATP 3、实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式 （1）酵母菌：单细胞真菌，有氧和无氧条件都能生存， 属兼性厌氧菌 （2）原理： CO2检测：①澄清石灰水：浑浊 ②溴麝香草酚蓝：蓝色→绿色→黄色 酒精检测：酸性重铬酸钾：橙色→灰绿色 酵母菌电镜照片 （3）实验设计： 氧气的有无 有无酒精产生 有无CO2产生 CO2产生的多少 （通气或密闭） 酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液反应 通入石灰水或溴麝香草酚蓝溶液 石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液颜色变化时间 温度、pH、试剂用量等 自变量： 因变量 无关变量： 第一步：配制酵母菌培养液(煮沸：杀菌除氧) 第二步：用A、B两个锥形瓶装入配制好的等量酵母 菌培养液 第三步：按图装置连接 （检测CO2，根据混浊程度比较CO2的产生量） 实验开始： 有氧装置（25-35℃) 实验开始： 无氧装置（25-35℃) 有氧呼吸装置： 无氧呼吸装置： NaOH溶液： 吸收空气中的CO2 消耗瓶内氧气 封口放置一段时间： 间歇通气： 使NaOH溶液充分吸收空气中的CO2 用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精： 溶有重铬酸钾的浓硫酸 +有氧装置酵母菌滤液 +无氧装置酵母菌滤液 灰绿色 不变灰绿色 注意： 检测时需要等培养液中葡萄糖耗尽再进行， 因为葡萄糖也能和酸性重铬酸钾反应发生颜色变化 条件 澄清石灰水 溴麝香草酚蓝溶液 重铬酸钾-浓硫酸溶液 有氧 无氧 （5）实验结论: ② 酵母菌无氧呼吸，产生少量CO2和酒精。 ① 酵母菌有氧呼吸，产生大量CO2和H2O； 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸，属于兼性厌氧菌 变混浊／高 变混浊／低 由蓝变绿再变黄/短 由蓝变绿再变黄/长 不变灰绿色 出现灰绿色 （4）实验现象： 概念：设置两个或_________的_______，通过对结果的_________，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 两个以上 实验组 比较分析 事先未知 实验组 对比 实例：在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，设置有氧和无氧两种条件的实验结果都是_________的，都是_______，通过______可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。 4、科学方法：对比实验（相互对照实验） 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 二、有氧呼吸 概念: 外膜 内膜 DNA/RNA 核糖体 嵴 基质 ①增大膜面积 ②分布有氧呼吸的酶 分布有氧呼吸的酶 C6H12O6 +6H2O +6O2 6CO2 +12H2O + 能量 酶 1、主要场所： 线粒体 2、总反应式: 有些原核生物无线粒体，但能进行有氧呼吸 13 有氧呼吸第一阶段 有氧呼吸过程 2C3H4O3+ 4[H]+少量能量 C6H12O6 酶 1.热能形式散失（大部分） 2.合成ATP（少部分） 少量能量 （1）场所： （2）物质变化： （3）能量： 细胞质基质 [H]指的是还原型辅酶Ⅰ（NADH） 有氧呼吸第二阶段 2C3H4O3+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量 酶 1.热能形式散失（大部分） 2.合成ATP（少部分） 少量能量 （1）场所： （2）物质变化： （3）能量： 线粒体基质 有氧呼吸第三阶段 24[H]+6O2 12H2O + 大量能量 酶 1.热能形式散失（大部分） 2.合成ATP（少部分） 大量能量 （1）场所： （2）物质变化： （3）能量： 线粒体内膜 化学反应式及元素去向: 第一阶段 第二阶段 第三阶段 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 2C3H4O3+ 4[H]+少量能量 C6H12O6 酶 细胞质基质 2C3H4O3+6H2O 20[H]+6CO2+少量能量 酶 线粒体基质 24[H]+6O2 12H2O + 大量能量 酶 线粒体内膜 1.葡萄糖：不能进入线粒体，只能被____________利用。线粒体只能利用_______而不能利用葡萄糖。 2.氧气(O2)：用于有氧呼吸的第___阶段。 3.水(H2O)：既是底物又是产物。既在第___阶段产生，又在第___阶段被消耗，可循环使用。 4.CO2在 阶段产生。 注意： 因为线粒体膜没有运输葡萄糖的载体，线粒体没有氧化分解葡萄糖的酶。 C6H12O6 2C3H4O3 6H2O 6CO2 4[H] 20[H] 6O2 12H2O 细胞质基质 丙酮酸 三 二 三 二 葡萄糖不能进入线粒体， 丙酮酸在有O2时进入线粒体 18 1.在细胞内，1mol的葡萄糖彻底氧化分解可以释放出约为2870kJ的能量，可使977.28kJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少？这些能量大约能使多少ADP转化为ATP? 转化效率 = 977.28kJ/2870kJ = 34% 产生ATP的mol数 = 977.28kJ/30.54kJ =32mol 第1阶段：2mol 第2阶段：2mol 第3阶段：28mol ATP转化率：34%, 转化成ATP ：32mol 葡萄糖中能量全部释放出来， 少部分合成ATP，大部分以热能形式散失 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，这对于生物体来说具有什么意义？ 可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中，能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有的特点有： （1）有氧呼吸过程温和； （2）有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放； （3）这些能量有相当一部分储存在ATP中。 课堂小结 1. 下列关于探究酵母菌呼吸方式的实验，叙述错误的是（　　） A. 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 B. 可根据澄清石灰水是否变浑浊判断呼吸方式 C. 探究有氧呼吸时泵入的空气需去除CO2 D. 探究无氧呼吸时需将装置封口静置一段时间 课堂练习 B 2. 如图表示有氧呼吸过程，下列有关说法正确的是（　　） A. ①②④中的值最大的是② B. ③代表的物质是氧气 C. 产生①②过程的场所是线粒体 D. 酵母菌能完成图示全过程 课堂练习 D $