【課件】 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用課件高一上學(xué)期生物人教版必修一

5.2

細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)：1.分析細(xì)胞呼吸和有機燃料燃燒產(chǎn)生能量過程的不同，理解細(xì)胞呼吸的本質(zhì)。2.概述有氧呼吸的三個階段，寫出有氧呼吸的反應(yīng)式。教學(xué)重點：1.有氧呼吸的過程、理解細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。2.有氧呼吸的過程及其特點。教學(xué)難點：有氧呼吸的過程、細(xì)胞呼吸的原理。細(xì)胞呼吸人通過什么途徑產(chǎn)生ATP？細(xì)胞呼吸：有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并生成ATP的過程。呼吸作用小組討論，問題探討：酵母菌細(xì)胞富含蛋白質(zhì),可以用作飼料添加劑。在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時,要給培養(yǎng)裝置通氣或進行振蕩,以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時,卻需要密封發(fā)酵。1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的卻需要密封？提示：通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進行旺盛的細(xì)胞分裂；密封則是避免空氣進入，便于酵母菌在無氧條件下分解有機物產(chǎn)生酒精。提示：密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精的同時，能為自己的生命活動提供少量能量。2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？提示：在有氧條件下，酵母菌分解營養(yǎng)物質(zhì)釋放的能量多，這些能量可以為酵母菌細(xì)胞進行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動力。3.在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義？4.做饅頭和釀酒時所需要的條件有什么不同？提示：酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖，產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳是氣體，遇熱膨脹而形成小孔，使得饅頭或面包暄軟多空；釀酒把米中的淀粉轉(zhuǎn)化成葡萄糖，酵母菌在無氧的條件下，再把葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。一、細(xì)胞呼吸的方式探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式知識點梳理：1.提出問題酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細(xì)胞呼吸嗎？產(chǎn)物分別是什么？2.作出假設(shè)有氧、無氧條件下都能進行細(xì)胞呼吸；有氧條件下產(chǎn)生CO?，無氧條件下能產(chǎn)生酒精。3.設(shè)計實驗（實驗步驟）①本實驗的自變量和因變量分別是什么？有哪些無關(guān)變量？【自變量】【因變量】氧氣的有無細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物（酒精、CO2）【無關(guān)變量】酵母菌培養(yǎng)液的濃度、體積、溫度、PH等②如何設(shè)置實驗組呢？實驗組A組：有氧氣B組：無氧氣通氣密封對比實驗通入空氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的NaOH溶液4.實驗結(jié)果溴麝香草酚藍(lán)重鉻酸鉀0.5ml0.5mlCO2的檢測：澄清的石灰水或者溴麝香草酚藍(lán)水溶液（由藍(lán)變綠再變黃）酒精的檢測：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。4.實驗結(jié)論結(jié)論是什么？酵母菌有氧呼吸無氧呼吸CO2(多)CO2(少)+酒精有氧條件無氧條件項目澄清石灰水重鉻酸鉀混濁（快）無變化藍(lán)→綠→黃（快）藍(lán)→綠→黃（慢）溴麝香草酚藍(lán)CO2酒精試劑二、有氧呼吸仔細(xì)閱讀教材，觀看視頻，回答以下問題：以葡萄糖為例，嘗試分析有氧呼吸過程總共分為幾個階段？每個階段的反應(yīng)過程是怎樣的？發(fā)生場所在哪里？能量的產(chǎn)生情況如何？CO2在哪個階段產(chǎn)生？O2在哪個階段被消耗？分析產(chǎn)物CO2中“O”的來源，以及反應(yīng)物O2中“O”的去向。有氧呼吸的過程線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖2丙酮酸酶少量能量CO2酶酶O2大量能量少量能量H2OH2O2丙酮酸少量[H]大量[H]知識點梳理：有氧呼吸場所反應(yīng)物生成物釋能第一階段第二階段第三階段總反應(yīng)式能量去向大部分以熱能形式散失，小部分轉(zhuǎn)移到ATP中。概念項目階段有氧呼吸是指細(xì)胞在

的參與下，通過

的催化作用，把

等有機物

，產(chǎn)生

，釋放

的過程。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜主要是葡萄糖丙酮酸、H2O[H]、O2丙酮酸、[H]少量CO2、[H]少量H2O大量C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+大量能量酶氧多種酶葡萄糖徹底氧化分解大量能量CO2和H2O閱讀教材，觀看視頻，完成表格提示：燃燒是一種迅速釋放能量的過程，而有氧呼吸過程則是逐步緩慢釋放能量，這種方式保證有機物中的能量得到最充分的利用，主要表現(xiàn)在兩個方面：可以使有機物中的能量逐步地轉(zhuǎn)移到ATP中；能量緩慢有序地釋放，有利于維持細(xì)胞的相對穩(wěn)定狀態(tài)。小組討論，問題探究1.在細(xì)胞內(nèi)，1

mol葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出2870

kJ的能量，可使977.28

kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量則以熱能的形式散失掉了。請你計算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少，這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP?提示：有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約為34%。結(jié)合上一節(jié)所學(xué)內(nèi)容，1

molATP分子的高能鍵含有30.54

kJ的能量，因此，1

mol葡萄糖能夠使32molADP分子轉(zhuǎn)化為ATP分子。2.與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐級釋放能量的，這對于生物體來說具有什么意義?3.在細(xì)胞內(nèi)1mol葡萄糖釋放2870kJ的能量，可使977.28

kJ左右的能量儲存在ATP中，其余的能量（1892.72

kJ）則以熱能的形式散失散失掉了。請計算一下，有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化效率大約是多少？這些能量大約能使多少ADP轉(zhuǎn)化為ATP？與燃燒迅速釋放能量相比，有氧呼吸是逐漸釋放能量的，這對于生物體來說，具有什么意義？34%32mol提示：使有機物中的能量可以逐步轉(zhuǎn)移到ATP中；有利于維持細(xì)胞相對穩(wěn)定的狀態(tài)。三、無氧呼吸仔細(xì)閱讀教材，觀看視頻，小組討論，問題探究C6H12O6(葡萄糖)酶4[H]2丙酮酸(C3H4O3)少量能量熱能散失ATP少量能量熱能散失ATP6CO26H2O酶

20[H]6O2

12H2O酶熱能散失ATP大量能量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C2H5OH＋2CO2酶酶2C3H6O3（乳酸）線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜知識點梳理：閱讀教材，觀看視頻，完成表格無氧呼吸場所反應(yīng)物生成物釋能第一階段第二階段總反應(yīng)式能量去向大部分以熱能形式散失，小部分轉(zhuǎn)移到ATP中。概念項目階段無氧呼吸是指細(xì)胞在

參與下，通過

的催化作用，把

等有機物

，產(chǎn)生

，釋放

的過程。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸丙酮酸、[H]少量無氧多種酶葡萄糖不徹底氧化分解少量能量CO2、酒精或乳酸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CO2、酒精或乳酸無C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+

少量能量不同點有氧呼吸無氧呼吸場所條件產(chǎn)物能量相同聯(lián)系實質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)氧氣、酶等酶等CO2和H2O酒精和CO2或乳酸釋放大量能量釋放少量能量分解有機物，釋放能量第一階段反應(yīng)場所和過程完全相同小組討論，比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同細(xì)胞呼吸概念指有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并生成ATP的過程。意義（1）為生物體的生命活動提供能量（2）生物體代謝的樞紐（如丙酮酸）糖類葡萄糖丙酮酸有氧呼吸第二、三階段脂肪甘油+脂肪酸蛋白質(zhì)氨基酸有機酸脫氨基作用NH3β氧化請你說說其中的原理；并總結(jié)影響細(xì)胞呼吸的因素有哪些？四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用氧氣氧氣氧氣氧氣溫度氧氣氧氣影響細(xì)胞呼吸的因素1.溫度通過影響_________________來影響呼吸速率。與溫度影響酶_________________的曲線特征一致。呼吸酶的活性催化效率2.氧氣濃度直接影響_____________和__________________；氧氣的存在對無氧呼吸有__________________。呼吸速率呼吸性質(zhì)抑制作用A點：B點：C點：【計算】氧氣濃度為5時無氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比？只進行無氧呼吸無氧呼吸消失點呼吸作用最低點E點：無氧呼吸消失點D點：只進行無氧呼吸【計算】氧氣濃度為10時無氧呼吸和有氧呼吸消耗的葡萄糖之比？3.二氧化碳作為呼吸產(chǎn)物，根據(jù)化學(xué)平衡，CO2濃度高會抑制___________________的進行；4.含水量自由水含量越多，代謝越____________，細(xì)胞呼吸______________。細(xì)胞呼吸旺盛越強O2吸收=0O2吸收=CO2釋放O2吸收＜CO2釋放酒精量=CO2釋放酒精量＜CO2釋放底物為葡萄糖僅有氧呼吸或同時進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸僅無氧呼吸

有氧+產(chǎn)酒精無氧呼吸僅進行產(chǎn)酒精的無氧呼吸

有氧+產(chǎn)酒精的無氧呼吸無CO2釋放只進行產(chǎn)乳酸的無氧呼吸4細(xì)胞呼吸類型的判斷結(jié)果預(yù)測和結(jié)論：a.若裝置一中的液滴

，裝置二中的液滴

，則說明種子只進行有氧呼吸；b.若裝置一中的液滴

，裝置二中的液滴

，則說明種子只進行無氧呼吸；c.若裝置一中的液滴

，裝置二中的液滴

，則說明種子既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。左移不動不動右移左移右移經(jīng)典題型：液滴移動問題提示：在有氧呼吸過程中，進入細(xì)胞的氧在有氧呼吸的第三階段被用于氧化有氧呼吸第一、二階段產(chǎn)生的[H]，這一步是在線粒體內(nèi)膜上進行的。1．在有氧呼吸過程中，進入細(xì)胞的氧將(

)①與氫結(jié)合生成水②與碳結(jié)合生成二氧化碳③在線粒體中被消耗④在線粒體與細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中被消耗A．①④

B．②③

C．①③

D．②④

C提示：產(chǎn)生CO2和H2O的細(xì)胞呼吸是有氧呼吸，未離心處理的酵母菌可以進行有氧呼吸，分解葡萄糖產(chǎn)生CO2和H2O；線粒體中可進行有氧呼吸的第二、三階段，需要的反應(yīng)物是丙酮酸。因此，試管乙和丙中能產(chǎn)生CO2和H2O。2.將酵母菌進行離心處理，然后在有氧的條件下進行以下模擬實驗，最終能產(chǎn)生C