5.3 细胞呼吸课件-2026-2027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，涵盖有氧呼吸、无氧呼吸的过程、原理及应用。以酵母菌通气与密封培养的“问题探讨”导入，衔接糖类与ATP的能量转化知识，搭建从现象到本质的学习支架。 其亮点在于通过探究实验培养科学思维，如对比实验设计分析变量，结合装置图和CO₂、酒精检测方法强化探究实践。采用表格对比、图解分析总结知识，渗透物质与能量观，助力学生系统掌握，教师可提升教学效率。

细胞呼吸 第5章 细胞的能量供应和利用 人教版高中生物必修1 孟德尔学长 酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作 饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添 加剂时，要给培养装置通气或进行振荡， 以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母 菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。 问题探讨 2 1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？ 2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？ 3.在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？ 通气促进有氧呼吸，利于酵母菌大量繁殖； 密封则是创造无氧条件，促进无氧呼吸产生酒精。 有氧呼吸，释放的能量多 酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自身的生命活动提供少量能量。 问题探讨 3 细胞呼吸 生物体生命活动所需的直接能源物质 生物体生命活动的主要能源物质 糖类 ATP 将糖类中储存的能量转化为生命活动所需要的直接能量ATP 细胞呼吸 4 探究酵母菌细胞呼吸的方式 1 1.实验材料 酵母菌 单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 产生二氧化碳和水 产生酒精和二氧化碳 有氧呼吸 无氧呼吸 进行实验 6 1.提出问题 2.作出假设 3.设计实验 5.分析结果 6.表达与交流 酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？ 酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸 分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件， 一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳 细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物 影响实验结果的可变因素 分析变量 CO2和酒精 有氧、无氧 温度、pH、培养液的浓度和体积 ③无关变量 ①自变量 ②因变量 4.进行实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式 7 2.实验原理 酒精+重铬酸钾（酸性条件下）： ②溴麝香草酚蓝溶液： （1）如何检测CO2 （2）如何检测酒精 ①通入澄清石灰水： 澄清→浑浊 ☞根据浑浊程度检测CO2产生的多少 蓝→变绿→再变黄 ☞根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少 橙色→灰绿色 8 有氧装置 无氧装置 去除空气中的CO2，排除空气中CO2的干扰。 B瓶为什么要封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？ 让酵母菌耗尽瓶内O2，创造无氧环境，确保通入澄清石灰水的CO2完全是由酵母菌无氧呼吸产生的 注意：培养液应煮沸，冷却后加入锥形瓶 ①煮沸：防止杂菌的干扰 , 去除溶解氧 ②冷却：防止高温将酵母菌杀死。 第二个锥形瓶中澄清石灰水的作用： 检测空气中CO2是否除尽，以保证第四个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由于酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。 11 (3)检测及实验现象 变混浊快 条件 澄清石灰水变化快慢 酸性重铬酸钾溶液颜色 甲组(有氧) . _______ 乙组(无氧) . . 变混浊慢 灰绿色 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量 酶 得出结论 酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。 ①有氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生大量CO2 ②无氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生酒精和少量CO2。 橙色 举例 概念 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，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。 （不另设对照组，均为实验组） 对比实验 13 有氧呼吸 2 有氧呼吸 1.场所 主要场所在线粒体 2.原料 3.总反应式： 最常利用的是 . 还可以利用脂肪和蛋白质等。 葡萄糖 内膜 外膜 嵴 线粒体基质 (增大内膜面积) 线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。 🔺有氧呼吸三阶段的场所及物质变化 场 所： 物质变化： 产生能量： 2C3H4O3 + 4[H] + 少量能量 C6H12O6 酶 细胞质基质 少量能量 场 所： 物质变化： 产生能量： 场 所： 物质变化： 产生能量： 6CO2 + 20[H] + 少量能量 2C3H4O3 + 6H2O 酶 线粒体基质 少量能量 线粒体内膜 酶 12H2O + 大量能量 24[H] + 6O2 大量能量 还原性的辅酶Ⅰ (NADH)简写为[H] 16 大量 能量 少量 能量 少量 能量 CO2 ［H］ O2 ［H］ 丙酮酸 H2O 丙酮酸 葡萄糖 [H]与O2 结合 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 H2O 有氧呼吸的过程示意图 1.概念 指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。 氧 酶 彻底氧化分解 二氧化碳和水 能量 大量ATP 有机物中的能量经化学反应_____释放，大部分以热能散失，少部分储存在______中 逐步 ATP 有氧呼吸 18 思考·讨论 （1）葡萄糖能进入线粒体内分解为丙酮酸吗？ ①线粒体膜上无运输葡萄糖的载体蛋白 ②线粒体内没有氧化分解葡萄糖的酶 （2）无线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸吗？ 不一定, 真核细胞无线粒体不能，如哺乳动物成熟的红细胞 部分原核细胞：如蓝细菌含有氧呼吸有关的酶，可进行有氧呼吸 （3）总反应式两边的H2O能不能约掉，为什么？ 两边水不能约 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量 酶 （1）C： C6H12O6 2C3H4O3 6CO 2 C6H12O6 4[H] 2C3H4O3 12H2O 20[H] C6H12O6 2C3H4O3 6CO 2 6O2 12H2O （2）H： （3）O： 生成物中CO2和H2O中的C、H、O分别来自那些反应物? +6H2O +6H2O 思考·讨论 1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放能2870kJ.其中977.28kJ储存在ATP分子中。则转化效率是多少？这些能量能使多少ADP转化为ATP？ 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？ 34% 有氧呼吸逐级释放能量，有利于能量的充分利用，且过程相对温和，不会损伤细胞 977.28 2870 x 100% ≈ 977.28KJ 30.54KJ/mol =32mol 1.让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的 化合物是( ) A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸 B 2．下图为线粒体的结构示意图，其中不可能发生的反应是（ ） A． ②处丙酮酸分解产生CO2 B． ①处产生ATP与氧气 C． ②处产生ATP和[H] D． ③处发生[H]与O2的结合反应 B 针对训练 [H] C6H12O6 1 2 3 O2 酶 酶 4 5 6 酶 [H] 2 (1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、_____、 。 H2O 丙酮酸 CO2 (2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表 的能量的多少 、 、 。 少量 少量 大量 (3)有氧呼吸的主要场所是 ， 进入该场所的呼吸底物是 。 线粒体 丙酮酸 (4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过 程中的氧原子，18O转移的途径是 。 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 针对训练 1.让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的 化合物是( ) A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸 B 2. 下列关于有氧呼吸的叙述正确的是（ ） A.有氧呼吸每个阶段都生成ATP，第三阶段生成最少 B.有氧呼吸的每个阶段都有O2参与 C.[H]在一、二、三阶段产生，作用是还原O2生成H2O D.有机物中的能量是经过一系列化学反应逐步释放的 D 针对训练 1、哪个阶段产生CO2？ 2、哪个阶段有O2参与反应？ 3、哪个阶段产生能量最多？ 7、能产生ATP的场所是？ 在有氧呼吸过程中： 细胞质基质、线粒体 5、哪个阶段产生水？ 4、哪个阶段有水参与？ 6、哪个阶段产生[H]最多? 第二阶段 第三阶段 第三阶段 第二阶段 第三阶段 第二阶段 针对训练 无氧呼吸 3 在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，产生 ，释放 ，生成少量ATP的过程。 不完全分解 少量能量 葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。 CO2和酒精或乳酸 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 例：动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根等 例：大多数植物、酵母菌 种类 无氧呼吸 27 第一阶段： 第二阶段： 4 2 2 + [H] +少量能量 C6H12O6 酶 C3H4O3 2 2 C3H6O3(乳酸) + 4 [H] 2C3H4O3 酶 过程 只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。 场所： 2阶段都在细胞质基质 CO2 + C2H5OH(酒精) 酶 总反应式 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 C6H12O6 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 酶 微生物的无氧呼吸也叫发酵 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 乳酸 酒精 1mol 葡萄糖 196.65（kJ） 61.08kJ 2molATP 大部分以热能散失 乳酸或 酒精和CO2 大部分能量未释放存留在 或 中 少量释放 思考：为什么不同生物无氧呼吸产物不同？ 不同生物体中催化丙酮酸分解的酶不同 无氧呼吸的过程示意图 1.概念： 细胞呼吸是指 在细胞内经过一系列的 ，生成 ，释放 并生成 的过程 有机物 氧化分解 CO2或其他产物 能量 ATP 细胞呼吸 3.能量转化： 有机物中稳定的化学能转化为ATP中活跃的化学能和热能 2.意义： （1）为生物体提供能量 （2）生物体代谢的枢纽 蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 细胞呼吸原理的应用 抑制厌氧型细菌的繁殖 利用酵母菌无氧呼吸产生酒精 促进根部有氧呼吸，有利于根吸收无机盐 “零上低温”,低氧，湿度适中 减少有机物的消耗 破伤风芽孢杆菌只进行无氧呼吸 属于厌氧型细菌 提倡慢跑等有氧运动：原因之一避免肌细胞因O2不足无氧呼吸产生大量乳酸，使肌肉酸痛。 种子保存：零上低温、低氧、干燥 （2）生活中还有那些细胞呼吸的应用的事例？ 稻田定期排水， 避免根细胞无氧呼吸产生酒精，防止烂根 泡菜，酸奶的制作， 利用乳酸菌无氧呼吸产生乳酸 影响细胞呼吸的环境因素 4 知识点1 细胞呼吸的影响因素及应用 内部因素 （1） ：不同种类的植物细胞呼吸速率不同。 实例：旱生植物 小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 （3） ：同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同。 实例：生殖器官大于营养器官。 遗传特性 生长发育时期 器官类型 （2） ：同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同。 实例：幼苗期细胞呼吸速率高，成熟期细胞呼吸速率低。 温度 呼吸速率 温度通过影响 而影响细胞呼吸速率。 酶的活性 1.最适温度 2.超过最适温度 3.低于最适温度 细胞呼吸最强。 呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。 呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。 应用 1. 储存食品（冰箱）； 2.大棚栽培在夜间和阴天适当 以降低呼吸作用消耗的有机物； 3. 水和面发得快。 低温 降温 温 一、温度 35 O2浓度：氧气促进有氧呼吸，抑制无氧呼吸。 O2浓度 CO2释放量 0 CO2释放总量（总呼吸） 无氧呼吸 x a c 有氧呼吸 (也可表示氧气吸收量) e b y 二、 O2浓度 a点：氧气浓度为0，只进行无氧呼吸 b点：无氧呼吸释放的CO2=有氧呼吸释放的CO2 y点 /e点：无氧呼吸消失点，后续只进行有氧呼吸 C点：CO2生成量最少，呼吸作用最弱， 有机物消耗最少。对应的氧浓度最适宜储存果蔬。 （结论不一定绝对成立） 36 CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行。 应用 储藏粮食时适当增加CO2浓度，可抑制细胞呼吸， 减少有机物消耗。 三、CO2浓度 37 1.影响 ①直接影响——水是有氧呼吸的反应物，可直接参与反应。 ②间接影响——许多生化反应需在水中才能进行， 一定范围内自由水含量升高，细胞呼吸加快。 2.应用 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理，减少有机物消耗。 ②干种子萌发前进行浸泡处理。 四、H2O含量 38 🔺呼吸作用影响因素及应用 1、内因：遗传因素（决定酶的种类和数量） （3）同一植物的不同器官呼吸速率不同： 旱生＜水生 阴生＜阳生 幼苗、开花期 > 成熟期 生殖器官 > 营养器官 （1）不同种类的植物呼吸作用强度不同： （2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸作用强度不同： 39 练习与应用 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( ) ✘ ✓ 练习与应用 41 2.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2的吸收量和CO2的释放量的变化。下列叙述正确的是( ) A.氧气浓度为0时， 该器官不进行呼吸作用 B.氧气浓度在10%以下时， 该器官只进行无氧呼吸 C.氧气浓度在10%以上时， 该器官只进行有氧呼吸 D.保存该器官时，氧气浓度越低越好 C 练习与应用 42 3.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后，再次 离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分，与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3支试管中，并向这3支试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧条件下，最终能产生CO2和H2O的试管是（ ） A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙 B 练习与应用 43 1.松土是许多农作物栽培中经常采取的一项措施。试分析农田松土给农作物的生长、当地的水土保持以及全球气候变暖等方面可能带来的影响，并指出如何尽量减少不利影响？ 松土透气可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收，促进作物生长，吸收更多的 CO2，缓解全球气候变暖现象；增强根系的水土保持能力；避免根细胞无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促进这些微生物对土壤有机物的分解，为植物生长提供更多的 CO2，也有可能导致局部大气 CO2浓度上升。 松土不当，可能伤害植物根系；要根据不同植物、植物不同的生长阶段等，采取不同的松土方法。 练习与应用 45 2.有氧呼吸过程是否含有无氧呼吸的步骤?结合地球早期大气中没有氧气以及原核细胞中没有线粒体等事实，想一想，地球早期的单细胞生物是否只能进行无氧呼吸?你体内的骨骼肌细胞仍保留着进行无氧呼吸的能力，这是否可以理解为漫长的生物进化史在你身上留下的印记? 有氧呼吸第一个阶段与无氧呼吸第一个阶段完全相同，都不需要氧气，都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸，而后才出现有氧呼吸。继而推测,地球早期的单细胞生物只进行无氧呼吸。体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力，可以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记，同时也可以理解为人体在进行长跑等剧烈运动时，在供氧不足的情况下，骨骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能，有一定的适应意义。 练习与应用 46 THANKS 细胞呼吸难点分析 5 1.氧的浓度会影响细胞呼吸。在a、b、c、d条件下,底物是葡萄糖,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下图。则下列叙述中正确的是(　　) A.a、b、c、d条件下，细胞呼吸 的场所均为细胞质基质和线粒体 B.a条件时，细胞呼吸最终有[H]的积累 C.b、c条件下，细胞呼吸的产物只有二氧化碳和水 D.若底物是等量的脂肪，则在d条件下释放的CO2与吸收的O2的比值 可能不为1 D 针对训练 49 a点：只有CO2释放量，无O2吸收量，说明 b点：O2吸收量3，CO2释放量8，说明有氧呼吸消耗葡萄糖 ，无氧呼吸消耗葡萄糖 。 c点：O2吸收量4，CO2释放量6，说明有氧呼吸消耗葡萄糖 ，无氧呼吸消耗葡萄糖 。 d点：O2吸收量等于CO2释放量，说明 🔺柱形图分析 只进行产生酒精的无氧呼吸，消耗葡萄糖为_____ 只进行有氧呼吸，消耗葡萄糖为_____ 0.5 2.5 2/3 1 注意图例： O2吸收量代表： CO2释放量代表： 有氧呼吸 有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 5 7/6 50 经典题型：液滴移动法探究细胞呼吸的方式 3.装置3：对照组，排除气压、温度等物理因素引起误差 装置3 2.装置2中着色液滴移动的距离代表呼吸作用消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值。 1.装置1中加入NaOH溶液的目的是 ，根据着色液滴移动的距离可测出 的体积。 吸收二氧化碳 呼吸作用消耗的氧气 先单独分析其呼吸方式 装置1液滴状态分析： 若左移： 若不动： 装置2液滴状态分析： 若左移： 若不动： 进行有氧呼吸 或同时进行有氧和无氧呼吸 只进行无氧呼吸 由于NaOH的存在则液滴不会右移 有脂质类物质的氧化分解 只进行有氧呼吸 或只进行产乳酸的无氧呼吸 或同时进行有氧和产乳酸的无氧呼吸 若右移： 只产酒精的无氧呼吸 或同时进行有氧和产酒精的无氧 实验结果 实验结论 装置1液滴 装置2液滴 不动 不动 不动 右移 左移 右移 左移 不动 左移 左移 只进行产生乳酸的无氧呼吸 或 种子已经死亡 只进行产生酒精的无氧呼吸 同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸 或 同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 有氧呼吸时，存在脂质类物质的氧化分解 实验误差的校正 1.如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的 光合作用会干扰呼吸速率的测定。 2.如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰， 应对装置及所测种子进行消毒处理。 3.为防止气压、温度等物理因素引起 误差，应设置对照实验，将所测的 生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他 条件均不变。 蒸馏水 5mL 54 🔺判断细胞呼吸方式 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 分解程度 产物 能量释放 ATP的产生阶段 相同点 P94旁栏思考 有氧呼吸和无氧呼吸的比较 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 条件 分解程度 产物 能量释放 ATP的产生阶段 相同点 主要在线粒体 细胞质基质 有氧气参与、多种酶 无氧气参与，多种酶 CO2、H2O 酒精和CO2 或 乳酸 大量能量 少量能量（仅第一阶段） 实质都是：氧化分解有机物，释放能量，合成ATP 彻底 不彻底 三阶段均产生ATP 仅第一阶段产生ATP 第一个阶段反应完全相同，都是在细胞质基质内进行 P94旁栏思考 意义：为细胞的各项生命活动提供能量 THANKS Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $