5.3细胞呼吸的原理和应用课件-2026-2027学年高一上学期生物人教版必修1

生物（人教版） 必修1 第五章 第三节 细胞呼吸的原理和应用 课堂导入 馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软，是因为发面时加入酵母菌。 我会思考： 1.加入的酵母与松软的馒头中的小孔之间有什么联系？充满小孔的气体，最初是什么气体？ 2.说说你还了解哪些与酵母菌有关的知识？ 小孔是由酵母菌产生的气体受热膨胀形成的，这也是发面食品暄软的原因。 CO2 1、 酵母菌是一种单细胞真菌，是真核生物。 一、酵母菌的相关知识 2、在有氧和无氧的条件下都能生存，属于异养兼性厌氧菌。 代谢 类型 同化 类型 异化 类型 自养型 异养型 需氧型 厌氧型 兼性厌氧型 同化 异化 因此，酵母菌适合用来研究细胞呼吸的不同方式！ 什么是细胞的呼吸？ 细胞的呼吸是指细胞内有机物氧化分解，释放能量，合成ATP 的过程 无氧 CO2+酒精 产生 CO2 有氧 产生 酵母菌在有氧、无氧条件下进行的细胞呼吸的产物分别是什么？？ 科 学 探 究 步 骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 提出问题 作出假设 1.确定实验目的 自变量是什么？ 因变量是什么？ 如何控制自变量 如何检测因变量 有氧/无氧条件 是否产生CO2/酒精 通气/密封 CO2用澄清石灰水或 溴麝香草酚蓝水溶液检测。 科 学 探 究 步 骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 2.细化实验变量 酒精和酸性的重铬酸钾（橙色）溶液反应，变成灰绿色 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 蓝→绿→黄 3.控制无关变量 控制哪些可能影响实验结果的因素 方法与步骤： 科 学 探 究 步 骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 4.具体做法 无关变量保持相同且适宜 如何搭建装置？ A 有氧 B 无氧 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置 A 酵母菌培养液 B 酵母菌培养液 气泵 E C 10%的NaOH溶液 D 澄清的 石灰水 D 澄清的 石灰水 思考：1、锥形瓶A、B中除了酵母菌还有需加入什么营养物质？ 2、锥形瓶C的作用是什么? 3、锥形瓶B为什么要放置一段时间后连接D瓶？ 5%葡萄糖溶液 除去空气中的CO2 让酵母菌耗尽瓶内O2，造成无氧环境，确保产物是无氧呼吸的产生的 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 能不能直接让气泵把空气充入A瓶中？为什么？ 科 学 探 究 步 骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 科 学 探 究 步 骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 条件 澄清石灰水/出现的时间 溴麝香草酚蓝溶液/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液 有氧 无氧 变混浊／快 变混浊／慢 出现灰绿色 不变灰绿色 由蓝变绿再变黄/长 由蓝变绿再变黄/短 科 学 探 究 步 骤 提出问题 作出假设 设计实验 进行实验 分析结果 得出结论 1、酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量二氧化碳，不产生酒精； 2、酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸，产生少量二氧化碳，同时也产生酒精。 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 讨论：本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？ 对比实验（相互对照实验） 　　设置两个或两个以上的实验组，通过对几个实验组结果的分析比较，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。 实验组1 实验组2 【科学方法】 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 有同学认为，在有氧呼吸实验装置中10％的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ A 酵母菌培养液 气泵 E C 质量分数为10%的NaOH溶液 D 澄清的 石灰水 D 澄清的 石灰水 【拓展思维】 实验装置的改进 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 还有的同学认为，在无氧呼吸实验装置中不能保证装置内的O2已经被完全消耗完，以致可能对实验结果有干扰。你能不能避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？ B 酵母菌培养液 D 澄清的 石灰水 油层 【拓展思维】 实验装置的改进： 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 1、某生物兴趣小组对酵母菌细胞呼吸方式进行探究实验。他们想探究的具体问题:酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套(每套均有数个)实验装置如图(A-B)所示，请分析回答: (1)请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序(装置可重复使用)。有氧条件下的装置序号： ;无氧条件下的装置序号: 。 (2)装置中c瓶的作用是 。 b瓶中澄清的石灰水还可用 代替，颜色变化为 。 c→a→b d→b 除去空气中的CO2 溴麝香草酚蓝溶液 【课堂检测】 二、探究酵母菌细胞呼吸的方式 蓝→绿→黄 三、有氧呼吸 细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生 ，同时释放能量，生成 的过程，叫做有氧呼吸。 原核生物可以 与有氧呼吸相关的酶、通氧气。 1.没有线粒体可以进行有氧呼吸吗？ 2.进行有氧呼吸需要什么条件？ O2 酶 CO2和水 大量ATP 1、有氧呼吸的概念： 三、有氧呼吸 2、主要场所： 三、有氧呼吸 内膜 外膜 嵴 ① ② ③ ④ 基质 _______和________含有许多种与有氧呼吸有关的______。 基质中 内膜上 酶 向内折叠 线粒体 核糖体 ⑤ ⑥ DNA 3、反应过程： 三、有氧呼吸 （1）第一阶段： C6H12O6 酶 4[H] ATP 热能 能量 线粒体内膜 细胞质基质 ① C6H12O6 酶 +4[H] +能量 2C3H4O3 （少量） 线粒体基质 C3H4O3 2丙酮酸 葡萄糖的初步分解 2ATP 场所： H+ + NAD+ → NADH(即[H]) 3、反应过程： 三、有氧呼吸 （2）第二阶段： C6H12O6 酶 4[H] ATP 热能 能量 线粒体内膜 细胞质基质 ① 线粒体基质 C3H4O3 2丙酮酸 丙酮酸的水解 场所： 酶 6CO2 +20[H]+ 能量 2C3H4O3 +6H2O 酶 6H2O 6CO2 20[H] ATP 热能 能量 （少量） 2ATP 3、反应过程： 三、有氧呼吸 （3）第三阶段： C6H12O6 酶 4[H] ATP 热能 能量 线粒体内膜 细胞质基质 ① 线粒体基质 C3H4O3 2丙酮酸 场所： 酶 6H2O 6CO2 20[H] ATP 热能 能量 酶 12H2O + 能量 24[H] + 6O2 [H]的氧化 12H2O 6O2 酶 ATP 热能 能量 （大量） 我会总结 阶段 场所 反应式 第一阶段 第二阶段 第三阶段 总反应式 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 C6H12O6 酶 +4[H] +少量能量 2C3H4O3 酶 6CO2 +20[H]+ 少量能量 2C3H4O3 +6H2O 酶 12H2O + 大量能量 24[H] + 6O2 细胞质基质 线粒体 C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+大量能量 酶 三、有氧呼吸 有氧呼吸小结： （1）有氧呼吸中产生CO2是第 阶段；需要消耗O2的只有第 阶段。 （2）水作为反应物是第 阶段，水作为生成物是第 阶段。 （3）产生ATP是第 阶段。 （4）葡萄糖 （能或不能）直接进入线粒体内氧化分解，必须先在细胞质基质中分解为 后才能进入线粒体发生氧化分解。 （5）原子的转移： ①CO2中的氧原子来自 ； ②H2O中的氧原子来自于 ，氢原子来自于 。 一、二、三 二 三 二 不能 丙酮酸 三 三、有氧呼吸 葡萄糖和水 O2 葡萄糖和水 1、1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870 kJ能量，可以使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？ 【思考与讨论】 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？ 有氧呼吸是逐步释放能量的，保证有机物中的能量得到最充分的利用。主要表现在①有机物中的能量逐步转移到ATP中；②能量缓慢有序的释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。 977.28KJ / 2870KJ=34% 977.28KJ / 30.54KJ/mol=32mol 三、有氧呼吸 请思考 尝试运用所学知识，解释以下现象： 现象1：长久较封闭放置的苹果，有时会有酒香味。 现象2：洪灾容易导致农田被淹，引发农作物死亡。 现象3：剧烈运动后，容易产生肌肉酸痛的现象。 四、无氧呼吸 细胞进行无氧呼吸的情况是怎样的？ 四、无氧呼吸 1、无氧呼吸的概念： 四、无氧呼吸 细胞在没有 的参与的情况下，把葡萄糖等有机物经过 的氧化分解，释放 能量的过程。 O2 不彻底 少量 2、场所： 细胞质基质 3、分类： 酒精式 乳酸式 绝大多数植物、酵母菌 人和动物、乳酸菌、甜菜的块根、马铃薯的块茎、玉米的胚 4、无氧呼吸的过程： 第一阶段 酶 2C3H4O3+4[H] 2C3H6O3（乳酸） 第二阶段： 酶 2C3H4O3+4[H] 2C2H5OH+2CO2 C6H12O6 2C3H4O3 +4[H]+少量能量 酶 C3H4O3 第二阶段： 四、无氧呼吸 C6H12O6(葡萄糖) 散失 ATP 能量 酶 4[H] 2丙酮酸 C3H6O3 （乳酸） C2H5OH(酒精) CO2 酶 酶 酒精式 乳酸式 我会总结 四、无氧呼吸 乳酸式 第一阶段 C6H12O6 2C3H4O3 +4[H]+少量能量 酶 酶 2C3H4O3+4[H] 第二阶段： 2C3H6O3（乳酸） 总反应式： C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量 酶 酒精式 第一阶段 C6H12O6 2C3H4O3 +4[H]+少量能量 酶 C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2 +少量能量 酶 总反应式： 第二阶段： 酶 2C3H4O3+4[H] 2C2H5OH+2CO2 无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？ 无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。有机物分解不彻底，还有大部分能量储存于乳酸和酒精中。 五、有氧呼吸和无氧呼吸的比较 不同点 有氧呼吸 无氧呼吸 场所 条件 产物 能量 相同 联系 实质 细胞质基质、线粒体 细胞质基质 氧气、酶等 酶等 彻底氧化分解CO2和H2O 酒精和CO2或乳酸 释放大量能量 释放少量能量 分解有机物，释放能量 第一阶段反应场所和过程完全相同 我会总结 五、有氧呼吸和无氧呼吸的比较 如: 蓝藻、硝化细菌等 第一和第二阶段均在细胞基质基质中 第三阶段在细胞膜上 细胞膜行使线粒体的功能 1.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞等只能进行无氧呼吸。 2.原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，与有氧呼吸有关的酶分布在细胞膜上以及附 近的细胞质基质中。 H2O CO2 【易错提醒】 五、有氧呼吸和无氧呼吸的比较 3. 有氧呼吸第一、二阶段产生的［H］用于第三阶段与O2结合生成水；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C2H5OH和CO2或乳酸，没有［H］积累。 4. 有氧呼吸中H2O既是反应物，又是生成物，且生成的H2O中的氧全部来自O2。 5. 从产物角度看:有水产生时是有氧呼吸，从反应条件上看有O2参与的为有氧呼吸，若产物无CO2产生，则为乳酸发酵。 6. 呼吸作用中释放出来的能量绝大多数以热能的形式散失了，产生的热能可用于维持体温或提高外界环境温度 7. 呼吸作用产生的CO2能降低环境中的pH值 【易错提醒】 六、细胞呼吸 指 在细胞内经过一系列的 ，生 成 或其他产物，释放能量，并生成 的过程。 1、概念 有机物 氧化分解 二氧化碳 ATP 2、意义 细胞呼吸 能 量 热能 散失 能量 转移 ATP ADP Pi 能 量 细胞分裂 生长发育 主动运输 肌肉收缩 C6H12O6 CO2＋H2O 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸 甘油 细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽 （1）为生物体的生命活动提供能量 （2）生物体代谢的枢纽（如丙酮酸） 3、应用 六、细胞呼吸 为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，有利于伤口的痊愈。 酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。 （1）为什么包扎伤口要选用透气消毒纱布或创可贴？ （2）为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？ 3、应用 六、细胞呼吸 松土透气，根细胞进行充分的有氧呼吸产生的能量，有利于主动运输吸收无机盐。定期排水，避免根细胞无氧呼吸产生酒精对根系造成的伤害。 较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌（厌氧菌）适合生存并大量繁殖。所以患者应及时注射破伤风血清（抗体）。 （3）为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？ （4）为什么皮肤伤口较深要到医院及时注射破伤风抗毒血清？ 3、应用 六、细胞呼吸 （5）为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施来延长保质期？ 通过降低温度和氧气含量，减弱呼吸作用，降低有机物的消耗。 避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸，造成肌肉酸痛。 （6）为什么提倡慢跑？ 我会练习 1、下列生产措施或生活现象所涉及的细胞呼吸知识，解释不正确的是( 　 ) A．提倡慢跑，可防止无氧呼吸产生乳酸使人体肌肉酸胀 B．零度以上低温贮存果蔬，可降低呼吸酶活性，减少有机物的分解 C．马铃薯块茎腐烂的原因是无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用 D．作物种子贮藏前需要干燥，主要是通过减少水分以抑制细胞有氧呼吸 C 2、下表中有关细胞呼吸原理应用于生产实践的措施及目的叙述，错误的是( ) 选项 应用 措施 目的 A 包扎伤口 透气纱布 抑制厌氧菌的大量繁殖 B 乳酸菌制作酸奶 先通气，后密封 加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸发酵 C 水果保鲜 低温 降低酶的活性，降低细胞呼吸 D 栽种庄稼 疏松土壤 促进根有氧呼吸，利于吸收矿质离子 B 我会练习 3、细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述正确的是（ ） A．动物细胞内能进行过程①②或过程①③ B．酵母菌的过程②只在线粒体中进行 C．过程①③释放的能量转移至ATP和酒精中 D．乳酸菌细胞内过程④不需要[H]参与 我会练习 B 七、影响细胞呼吸的因素 6CO2 + 12H2O* C6H12O6+ 6H2O + 6O2* 提高氧气浓度 适当升高温度 反应物 条件 酶 增加自由水 产物影响反应 我会思考 哪些因素可能会影响细胞的呼吸？ 产物 七、影响细胞呼吸的因素 1 温度 温度 呼吸速率 低温保存 影响酶的活性 过高CO2抑制细胞呼吸 增加CO2的浓度保鲜 CO2浓度 呼吸速率 2 CO2浓度 干燥保存 3 H2O O2浓度 呼吸速率 有氧呼吸 无氧呼吸 低氧保鲜 4 O2浓度 O2浓度 呼吸速率 不消耗O2，只进行无氧呼吸。 B点： C点之后： 只进行有氧呼吸。 无氧呼吸消失。 A P C B 0 5 10 15 20 25 无氧呼吸CO2释放量 CO2生成总量 有氧呼吸CO2释放量 释放量 CO2 O2浓度% D A点： O2浓度对细胞呼吸速率的影响 P点： 对应的O2浓度（D点），有利于储藏和保存。 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。 CO2释放量最低细胞呼吸最弱，有机物消耗最少。 七、影响细胞呼吸的因素 O2浓度为0-10% 水果蔬菜保鲜：低温、低氧、中等湿度 结合影响细胞呼吸的因素，你认为蔬菜水果和粮食应该在什么条件下储存？ 粮食储存：低温、低氧、干燥 七、影响细胞呼吸的因素 1、下图表示某植物幼根的细胞呼吸过程中，O2的吸收量和CO2的释放量随环境中O2浓度的变化而变化的曲线，其中线段XY＝YZ，则在氧浓度为a时说明正确的是( 　 ) C A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多 B.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等 C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多 D.有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多 我会练习 七、影响细胞呼吸的因素 细胞呼吸类型的判断： 酵母菌培养液 NaOH 酵母菌培养液 清水 a b 当a液滴 、b液滴 时，只进行有氧呼吸。 当a液滴 、b液滴 时，只进行无氧呼吸。 当a液滴 、b液滴 时，即有无氧呼吸也有有氧呼吸。 右移 左移 不动 不动 左移 右移 根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况 八、经典例题 Lavf58.51.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $