5.3 第2课时 无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用课件-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无氧呼吸的原理、类型及细胞呼吸原理的应用，通过知识回顾中“无氧条件下丙酮酸去向”的提问，衔接有氧呼吸知识，以问题链为学习支架，引导学生构建完整的细胞呼吸知识脉络。 其亮点在于融合生命观念（物质与能量观）、科学思维（比较归纳）和探究实践（实验设计），如通过对比表格明晰有氧与无氧呼吸差异，借助“液滴移动法”实验探究呼吸方式，结合剧烈运动肌肉酸痛等实例分析。助力学生深化理解，教师可高效开展教学，提升学生生物学科核心素养。

第5章 细胞的能量供应和利用 第3节 细胞呼吸的原理和应用 第2课时 无氧呼吸、细胞呼吸原理的应用 知识回顾 对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式。如果没有O2参与，丙酮酸还会进入线粒体吗？丙酮酸不进入线粒体又该到哪里去呢？ 除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。 酵母菌 橙色酸性的重铬酸钾溶液 灰绿色 澄清石灰水变混浊 酵母菌在无氧条件下，通过细胞呼吸，分解葡萄糖，产生酒精和少量二氧化碳。 知识点1 无氧呼吸 无氧呼吸 1.无氧呼吸第一阶段和有氧呼吸完全相同，也有[H]的产生，这部分[H]去了哪里? 参与第二阶段乳酸或酒精的生成。 2.1 mol葡萄糖在分解成乳酸以后，只释放出196.65 kJ的能量，其中有61.08 kJ的能量储存在ATP中，其余的能量都以热能的形式散失。那么，1 mol葡萄糖通过乳酸发酵可形成多少摩尔ATP？其能量转换效率是多少? 1 mol ATP水解释放的能量是30.54 kJ，故1 mol 葡萄糖通过乳酸发酵可形成2 mol的ATP。其能量转换效率是31.06%。 3.细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化?为什么无氧呼吸产生的能量是少量的? 细胞呼吸过程中储存在有机物中的稳定化学能，转化成储存在ATP特殊化学键中的活跃化学能和热能。无氧呼吸产生的能量少是因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存大部分能量。 4.剧烈运动过后的肌肉酸疼是怎样造成的? 剧烈运动时,氧气供应不足,肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸。 无氧呼吸 5.储藏在通风条件不好的环境中的梨会有酒味散发，而马铃薯储藏久了却不会有酒味产生，请分析其中的原因。为什么会产生这种差异? 梨无氧呼吸的产物是酒精和CO2，马铃薯无氧呼吸的产物是乳酸。因为不同生物细胞所具有的酶不同，导致反应途径不同，产物也不同。 无氧呼吸 第二阶段 第一阶段（与有氧呼吸第一阶段完全相同） 1.无氧呼吸的概念 无氧呼吸指细胞在___________参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 _________分解，释放_______能量的过程。 没有氧气 不完全 少量 2.无氧呼吸的过程 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 酵母菌、绝大多数高等植物 乳酸菌、人和高等动物、某些植物器官 2C3H6O3 （乳酸） 酶2 酶3 2C3H4O3＋4[H] （丙酮酸） 酶1 （热能＋2ATP） 少量能量 无氧呼吸 4.无氧呼吸的能量变化 细胞质基质 3.无氧呼吸的场所 葡萄糖内的能量大部分都留存在乳酸或酒精中，释放出来的能量仅有一小部分能量储存在ATP中（31%），大部分能量以热能的形式散失（69%）。　 5.无氧呼吸的类型 类型 酒精发酵 乳酸发酵 第一阶段 第二阶段 总反应式 实例 葡萄糖→________+_____+少量能量 丙酮酸 [H] 丙酮酸＋[H]→______+CO2 丙酮酸+[H]→______ C6H12O6→2C2H5OH+2CO2 +少量能量 C6H12O6→2C3H6O3+少量能量 酒精 乳酸 酵母菌、大多数植物等 乳酸菌、高等动物和人、某些植物器官（如马铃薯块茎、甜菜块根和玉米的胚）等 [易错提醒]与细胞无氧呼吸过程中的几个注意点 (1)不同生物无氧呼吸产物不同是由于催化反应的酶的种类不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。 大多数植物无氧呼吸的产物为酒精和CO2。 有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸，如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等。 高等动物、人及乳酸菌进行无氧呼吸只产生乳酸。 [易错提醒]与细胞无氧呼吸过程中的几个注意点 (2)无氧呼吸过程无水的参与及生成。 (3)无氧呼吸分解有机物不彻底，仅在第一阶段释放出少量的能量，第二阶段无能量释放，还有大量的能量储存在氧化产物酒精或乳酸中。 (4)无氧呼吸第一阶段产生的［H］用于第二阶段，将丙酮酸还原为酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸，因此，无氧呼吸不会有［H］的积累。 比较有氧呼吸和无氧呼吸 项目 有氧呼吸 无氧呼吸 不同点 场所 ____________________ ___________ 条件 需要氧、酶 不需要氧、_______ 产物 ____________ ________________ 能量 大量 少量 相同点 过程 葡萄糖分解为丙酮酸的阶段相同 实质 _______________________________ 意义 为生物体的各项生命活动提供能量 细胞质基质和线粒体 细胞质基质 需要酶 CO2、H2O 酒精和CO2或乳酸 分解有机物，释放能量，合成ATP 细胞呼吸的意义 1.为生物体的生命活动提供能量。绝大多数生命活动的所需要的能量（ATP）都是来源于细胞呼吸。因此，细胞呼吸是ATP的主要来源。 2.生物体代谢的枢纽，为生物体其他化合物的合成提供原料。细胞呼吸产生的丙酮酸可以作为合成脂肪、非必需氨基酸的原料。非糖物质代谢形成的某些产物与细胞呼吸中间产物相同，这些物质可以进一步形成葡萄糖。 知识拓展 细胞呼吸方式的判断（以真核生物为例） 判断依据一：反应物和产物 判断依据二：物质的量关系 知识拓展 细胞呼吸方式的判断 判断依据三：场所 知识拓展 细胞呼吸方式的判断 1.装置探究：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为例)。 NaOH溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的CO2，着色液滴移动的距离代表细胞呼吸吸收O2的量。 着色液滴移动的距离代表细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。 知识拓展 “液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 2.实验原理 3.实验结果及结论 实验现象 结论 装置一 液滴 装置二 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 进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂质 知识拓展 “液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 ①注意事项：若所放植物组织为绿色组织，整个装置必须遮光处理，否则植物组织的光合作用会干扰呼吸速率的测定。为防止微生物呼吸对实验结果造成干扰，应将装置进行灭菌处理。 ②误差校正：为使实验结果准确，防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，还应设置对照(装置三)。对照实验中将所测定的生物材料灭活(将种子煮熟)，其他条件均不变。 知识拓展 “液滴移动法”探究细胞呼吸的方式 4.实验的注意事项和误差校正 细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响酶的活性而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25 ℃～35 ℃之间。 探究细胞呼吸的影响因素 活动 1.温度 （1）原理： （2）曲线模型 温度主要通过影响________的活性，进而影响呼吸作用。与温度影响酶活性的曲线特征一致。 最适温度时，细胞呼吸最强；在一定的温度范围内，呼 吸强度随着温度的升高而______；但超过一定的温度，酶的 活性______，甚至会变性失活，从而使呼吸作用减弱直至停 止。低于最适温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。 呼吸酶 增强 下降 知识点2 细胞呼吸原理的应用 低温下储存蔬菜、水果 在大棚蔬菜的栽培过程中 夜间适当降温 探究细胞呼吸的影响因素 活动 2.氧气浓度 （1）原理：O2是__________所必需的，且O2对__________过程有__________。 （2）曲线模型 有氧呼吸 无氧呼吸 抑制作用 有氧呼吸： O2是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着O2浓度的增加，有氧呼吸速率增大,但当O2浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增大。 无氧呼吸： 随O2浓度增加而受抑制，O2浓度越高，抑制作用越强， O2浓度达到一定值时，被完全抑制。 线粒体数量限制 探究细胞呼吸的影响因素 活动 2.氧气浓度 无氧呼吸CO2释放量 （无氧呼吸速率） CO2释放总量（细胞呼吸） O2吸收量 （有氧呼吸速率） 气体相对含量 O2浓度% A P C B 5 10 15 20 ①A点：O2浓度＝0时，只进行_______ 呼吸； ②OC段：0＜O2浓度＜10%时，同时进 行___________________； ③C点后：O2浓度≥10%时，只进行 __________；B点为无氧呼吸消失点。 ④P点：O2浓度为____时，CO2释放总量最少，细胞呼吸曲线达到最低，说明此时细胞呼吸强度最弱。有机物消耗最少，利于储存粮食、水果。 无氧 有氧呼吸和无氧呼吸 有氧呼吸 5% O 探究细胞呼吸的影响因素 活动 中耕松土促进植物根部有氧呼吸 酿酒时先通氧气再密封，造成无氧环境 包扎伤口时使用透气 的敷料 有氧运动能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸 探究细胞呼吸的影响因素 活动 3.二氧化碳浓度 （1）原理： （2）曲线模型 抑制 CO2浓度作为呼吸抑制剂，抑制细胞呼吸，CO 2浓度_____，抑制作用________。 越高 越明显 CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会_____细胞呼吸的进行。 探究细胞呼吸的影响因素 活动 地窖中蔬菜的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，可以抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗，有利于储。 探究细胞呼吸的影响因素 活动 4.水分 （1）原理： （2）曲线模型 在一定范围内，细胞呼吸速率随含 水量的增加而_____，随含水量的减少而 _____。当含水量过多时，呼吸速率减慢， 甚至停止。 加快 减慢 水作为有氧呼吸的原料以及生物化学反应的介质影响细胞呼吸的速率。 探究细胞呼吸的影响因素 活动 细胞呼吸原理的应用 小麦、玉米等种子收获后经适当风干处理后储藏 干种子萌发前进行浸泡处理 细胞呼吸 呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸 C6H12O6 2CO2 ＋2C2H5OH ＋少量能量 酶 葡萄糖 2丙酮酸+4[H]+少量能量 酶 C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量 酶 场所：细胞质基质 第一阶段：细胞质基质 第三阶段：线粒体内膜 第二阶段：线粒体基质 影响因素 温度 水分 CO2浓度 O2浓度 2丙酮酸 +6H2O 6CO2+20[H]+少量能量 酶 24[H]+6O2 12H2O+大量能量 酶 总反应式：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+大量能量 酶 课堂小结 在线检测 1．细胞呼吸的原理在生活和生产中得到了广泛的应用。下列说法错误的是（    ） A．中耕松土：促进根细胞有氧呼吸，利于根系吸收无机盐 B．睡前刷牙：抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿 C．保存果蔬：在低温、低氧条件下降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗 D．稻田定期排水：避免水稻根细胞长时间无氧呼吸，产生乳酸导致烂根 D 【详解】A、中耕松土：增加土壤中氧气的含量，促进根细胞有氧呼吸，为矿质元素吸收供应能量，利于根系吸收无机盐，A正确； B、睡前刷牙：增加口腔内氧气的含量，可抑制细菌无氧呼吸产生大量酸性物质侵蚀牙齿，B正确； C、在低温、低氧条件下细胞呼吸有关酶的活性降低，从而降低细胞呼吸强度，减少有机物消耗，C正确； D水稻根细胞无氧呼吸产生的是酒精和CO2，不产生乳酸，D错误。 2．通常认为，马铃薯块茎部位的细胞无氧呼吸时产生乳酸，而根部的细胞无氧呼吸时产生乙醇。下列相关叙述正确的是（    ） A．每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP比产生乳酸时生成的多 B．马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸时伴随着CO₂ 的释放 C．马铃薯块茎和根部细胞中与细胞呼吸有关的酶可能不完全相同 D．根部细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能形式散失 C 【详解】A、无论是产生酒精还是产生乳酸的无氧呼吸，都只在第一阶段释放少量能量，第二阶段无能量释放，故每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时生成的ATP和产生乳酸时相同，A错误；B、马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生乳酸时没有CO₂ 的释放，B错误；C、根据题意，马铃薯块茎部位的细胞无氧呼吸时产生乳酸，而根部的细胞无氧呼吸时产生乙醇，酶具有专一性，故二者与细胞呼吸有关的酶可能不完全相同，C正确； D、根部细胞无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分储存在乙醇中，D错误。 9．某种植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境，其根细胞既可进行产乳酸的无氧呼吸，也可进行产酒精与二氧化碳的无氧呼吸。在无氧条件下，该种植物根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势，如下图所示。下列相关叙述错误的是（    ）  A．在a-b内，根细胞产生酒精的速率逐渐增强 B．在b之后，根细胞无氧呼吸产生的能量逐渐减少 C．在时间a之前，植物根细胞无CO2释放，只进行产乳酸的无氧呼吸 D．植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP B 【详解】A、在a-b内，根细胞产生CO2的速率逐渐增大，说明根进行产酒精与二氧化碳的无氧呼吸速率逐渐增强，产生酒精的速率也逐渐增强，A正确； B、在b之后，根细胞CO2的释放量减小，只能说明产酒精与CO2的无氧呼吸减弱，但不能确定产乳酸的无氧呼吸的强弱，所以无法确定无氧呼吸产生的能量逐渐减弱，B错误； C、图示为无氧条件下植物根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势，a之前植物根无氧呼吸不释放CO2，说明植物根细胞只进行产乳酸的无氧呼吸，C正确； D、酒精是通过自由扩散的方式进出细胞的，该过程不需要消耗ATP，D正确。 7．若作物种子呼吸作用所利用的物质是葡萄糖，下列关于种子呼吸作用的叙述，错误的是（    ） A．若产生的CO2与消耗的氧气的分子数之比大于1，则细胞同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 B．若产生的CO2与酒精的分子数之比为4∶1，则有氧呼吸与无氧呼吸消耗等量的葡萄糖分子 C．若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放 D．若作物种子呼吸作用利用的物质还有脂肪，则释放CO2的分子数比吸收O2的分子数多 D 【详解】A、呼吸底物是葡萄糖时，若只进行有氧呼吸，则消耗的氧气量=生成的二氧化碳量，故若产生的CO2与消耗的氧气的分子数之比大于1，则细胞同时进行有氧呼吸和产生酒精和二氧化碳的无氧呼吸，A对； B、若只进行无氧呼吸，当呼吸产物是酒精时，生成的酒精量=生成的二氧化碳量，若产生的CO2与酒精的分子数之比为4：1，所以有氧呼吸产生的CO2和无氧呼吸产生的CO2之比为3：1，有氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生6molCO2，无氧呼吸消耗1mol葡萄糖产生2molCO2，故有氧呼吸消耗的葡萄糖和无氧呼吸消耗的葡萄糖之比为1：1，B正确； C、若细胞只进行无氧呼吸且产物是乳酸，则无O2吸收也无CO2释放，C正确； D、若作物种子呼吸作用利用的物质还有脂肪，则释放CO2的分子数比吸收O2的分子数多或释放CO2的分子数与吸收O2的分子数一样多，D错误。 $