細(xì)胞呼吸為生命活動(dòng)提供能量課件 【知識(shí)精講+高效備課】 高一上學(xué)期生物浙科版必修1

3.4細(xì)胞呼吸為生命活動(dòng)提供能量食品發(fā)酵與那一生理過(guò)程有關(guān)？細(xì)胞呼吸醋泡菜酸奶酒發(fā)酵食品呼吸：呼吸是指人體從周圍環(huán)境中吸入空氣，利用其中的氧氣，呼出二氧化碳的氣體交換過(guò)程。是指在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的將糖類等有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)物或者小分子有機(jī)物，并且釋放出能量的過(guò)程(P89)。根據(jù)細(xì)胞呼吸過(guò)程中是否有氧參與,我們把細(xì)胞呼吸分為需氧呼吸和厭氧呼吸。需氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要方式(P91)。細(xì)胞呼吸：葡萄葡萄酒酵母是什么讓葡萄能變成葡萄酒？葡萄為何能夠變成葡萄酒？在酵母菌厭氧呼吸過(guò)程中，葡萄中葡萄糖在各種酶的催化作用下被氧化分解為酒精和二氧化碳。葡萄糖酒精

酶（厭氧呼吸）酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧或無(wú)氧的條件下都能生存。酵母菌在有氧時(shí)進(jìn)行需氧呼吸,產(chǎn)生CO2和H20;在無(wú)氧時(shí)進(jìn)行厭氧呼吸,產(chǎn)生酒精和CO2。酵母菌酵母菌我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：酵母菌的呼吸方式呢？實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證酵母菌在有氧時(shí)進(jìn)行需氧呼吸,產(chǎn)生CO2和H20;在無(wú)氧時(shí)進(jìn)行厭氧呼吸,產(chǎn)生酒精和CO2。思路：取相同濃度，相同體積的酵母菌溶液于兩個(gè)錐形瓶中，加入相同濃度且等量的葡萄糖溶液，分別為其營(yíng)造有氧和無(wú)氧而其他條件均適宜的環(huán)境當(dāng)中，一段時(shí)間后，檢測(cè)產(chǎn)物！如何營(yíng)造有氧與無(wú)氧環(huán)境？如何檢測(cè)產(chǎn)物？酵母菌思路：如何營(yíng)造有氧與無(wú)氧環(huán)境？如何營(yíng)造無(wú)氧環(huán)境？在密封條件下，有氧呼吸一段時(shí)間消耗點(diǎn)里面的氧氣用植物油對(duì)葡萄糖-酵母混合液進(jìn)行液封！等……如何營(yíng)造有氧環(huán)境？向葡萄糖-酵母混合液通入氧氣；向葡萄糖-酵母混合液通入不含CO2的空氣！等……思路：CO2的檢測(cè)方法：檢測(cè)試劑：0.1%的溴麝香草酚藍(lán)CO2可以使溴麝香草酚藍(lán)由藍(lán)變綠再變黃（變黃時(shí)間長(zhǎng)短）酒精檢測(cè)方法：檢測(cè)試劑：5%酸性重鉻酸鉀溶液重鉻酸鉀在酸性條件下呈橙色，遇到酒精后變成灰綠色CO2可以使澄清石灰水變渾濁（渾濁程度）澄清石灰水請(qǐng)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)思路，設(shè)計(jì)一個(gè)“驗(yàn)證酵母菌呼吸方式實(shí)驗(yàn)記錄表”組別無(wú)氧組有氧組CO2CO2酒精酒精檢測(cè)物質(zhì)檢測(cè)試劑現(xiàn)象請(qǐng)參照課本P89-P91設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)用具：錐形瓶，燒杯，橡膠塞（與錐形瓶配套、可插玻璃管），試管，玻璃管（直管、彎管），橡膠管，氣泵，夾子，注射器等試劑與材料：新鮮酵母，酵母菌培養(yǎng)液，5%的葡萄糖溶液，0.1%的溴麝香草酚藍(lán)溶液，澄清石灰水，5%的酸性重鉻酸鉀溶液，10%的氫氧化鈉溶液，植物油請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)酵母菌培養(yǎng)液+5%的葡萄糖溶液①組：無(wú)氧組（一）取2ml酸性重鉻酸鉀請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置酵母菌培養(yǎng)液+5%的葡萄糖溶液植物油澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)①組：無(wú)氧組（二）取2ml酸性重鉻酸鉀請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置酵母菌培養(yǎng)液+5%的葡萄糖溶液澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)氧氣取2ml酸性重鉻酸鉀②組：有氧組（一）請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置酵母菌培養(yǎng)液+5%的葡萄糖溶液澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)不含CO2的空氣②組：有氧組（二）請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置酵母菌培養(yǎng)液+5%的葡萄糖溶液澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)

空氣怎么知道通入的空氣CO2是否除盡了呢？②組：有氧組（二）（改進(jìn)）請(qǐng)畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置酵母菌培養(yǎng)液+5%的葡萄糖溶液

澄清石灰水溶液檢驗(yàn)CO2是否除盡并進(jìn)一步除去未除盡的CO2澄清石灰水或溴麝香草酚藍(lán)空氣②組：有氧組（二）（再改進(jìn)）酸性重鉻酸鉀取2ml驗(yàn)證酵母菌呼吸方式實(shí)驗(yàn)記錄表組別有氧組無(wú)氧組CO2CO2酒精酒精檢測(cè)物質(zhì)檢測(cè)試劑現(xiàn)象澄清石灰水澄清石灰水溴麝香草酚藍(lán)溴麝香草酚藍(lán)酸性重鉻酸鉀酸性重鉻酸鉀澄清石灰水變渾濁澄清石灰水變渾濁由藍(lán)變綠再變黃由藍(lán)變綠再變黃無(wú)變化由橙色變灰綠色酵母菌在有氧或無(wú)氧的條件下都能生存。酵母菌在有氧時(shí)進(jìn)行需氧呼吸,產(chǎn)生CO2和H20;在無(wú)氧時(shí)進(jìn)行厭氧呼吸,產(chǎn)生酒精和CO2。結(jié)論：討論：②該實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？因變量是什么？①該實(shí)驗(yàn)是否存在實(shí)驗(yàn)對(duì)照，如果存在，又是如何設(shè)置的？需氧呼吸和厭氧呼吸的具體過(guò)程是怎樣的呢？

需氧呼吸（P91）：需氧呼吸主要在線粒體中進(jìn)行。ATP絕大部分是在線粒體中產(chǎn)生的，線粒體被稱為細(xì)胞的“動(dòng)力車間”。需氧呼吸第一階段發(fā)生在細(xì)胞溶膠①需氧呼吸第一階段在細(xì)胞溶膠中也會(huì)產(chǎn)生ATP②光合作用也會(huì)產(chǎn)生ATP回顧：線粒體線粒體由內(nèi)、外兩層膜構(gòu)成外膜平整內(nèi)膜向內(nèi)凹陷形成嵴有助于增大內(nèi)膜的表面積。嵴的周圍充滿了液態(tài)的基質(zhì)。線粒體內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶需氧呼吸（P91）需氧呼吸是由一系列化學(xué)反應(yīng)組成的一個(gè)連續(xù)完整的代謝過(guò)程，每一步化學(xué)反應(yīng)都需要特定的酶參與才能完成。在這個(gè)過(guò)程中，某一步反應(yīng)的產(chǎn)物將是下一步反應(yīng)的底物。根據(jù)產(chǎn)物的性質(zhì)和反應(yīng)在細(xì)胞中發(fā)生的部位，將這個(gè)連續(xù)的過(guò)程劃分為3個(gè)階段。說(shuō)明每一階段的反應(yīng)涉及到的酶的種類是不同的細(xì)胞呼吸定義是指在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的將糖類等有機(jī)物分解成無(wú)機(jī)物或者小分子有機(jī)物，并且釋放出能量的過(guò)程呼吸類型需氧呼吸無(wú)氧呼吸乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵階段反應(yīng)式：

場(chǎng)所+反應(yīng)式+放能情況

總反應(yīng)式(元素轉(zhuǎn)移)（比值）

葡萄糖中的能量去向大部分：少部分：大部分：少部分：大部分：少部分：需氧呼吸

酶葡萄糖大部分能量大部分熱能的形式散失需氧呼吸大部分熱能的形式散失

酶需氧呼吸

酶大部分熱能的形式散失對(duì)于1個(gè)葡萄糖分子來(lái)說(shuō)，從糖酵解開(kāi)始，一般可以產(chǎn)生32個(gè)ATP分子，而其中的28個(gè)ATP分子是在電子傳遞鏈中產(chǎn)生的（P92）。（線粒體內(nèi)膜上存在電子傳遞鏈，該階段的反應(yīng)線粒體內(nèi)膜的電子傳遞鏈上進(jìn)行）需氧呼吸

酶

酶

酶

酶①請(qǐng)寫出需氧呼吸的總反應(yīng)式？

③反應(yīng)式中葡萄糖：氧氣：二氧化碳的比值是？

酶請(qǐng)結(jié)合需氧呼吸總反應(yīng)式分析，影響需氧呼吸的主要因素有哪些？②氧氣濃度①含水量③溫度④二氧化碳濃度需氧呼吸

酶

酶

酶怎么轉(zhuǎn)移過(guò)去的？細(xì)胞呼吸第一階段（糖酵解）細(xì)胞呼吸第二階段細(xì)胞呼吸第三階段電子傳遞鏈

厭氧呼吸厭氧呼吸只有2個(gè)階段第一階段與需氧呼吸第一階段相同第二階段因生物種類、細(xì)胞種類的不同而不同；在不同酶的催化作用下，形成不同的產(chǎn)物，如乳酸或乙醇；乳酸發(fā)酵乙醇發(fā)酵

酶大部分熱能的形式散失厭氧呼吸（乳酸發(fā)酵）厭氧呼吸（乳酸發(fā)酵）

酶乳酸脫氫酶所以，葡萄糖分子中的大部分能量?jī)?chǔ)存在乳酸當(dāng)中不合成ATP

酶大部分熱能的形式散失厭氧呼吸（酒精發(fā)酵）厭氧呼吸（酒精發(fā)酵）

酶

酶丙酮酸脫羧酶

不合成ATP所以，葡萄糖分子中的大部分能量?jī)?chǔ)存在酒精當(dāng)中厭氧呼吸：

常見(jiàn)的進(jìn)行乳酸發(fā)酵的生物：人和動(dòng)物骨骼肌細(xì)胞、玉米胚乳、乳酸菌、馬鈴薯塊莖、甜菜的根等酶酶常見(jiàn)的進(jìn)行酒精發(fā)酵的生物：酵母菌、蘋果影響厭氧呼吸速率的主要因素：

②氧氣濃度①溫度如何判斷呼吸方式（疑難破P185）？

酶

酶酶在需氧呼吸中，葡萄糖被徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳，儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量全部被釋放出來(lái)。在厭氧呼吸中，葡萄糖分解產(chǎn)生的乳酸或乙醇，都含有可利用的能量。因此，厭氧呼吸產(chǎn)生的ATP比需氧呼吸產(chǎn)生的ATP少得多。但是，在無(wú)氧或缺氧條件下，細(xì)胞通過(guò)厭氧呼吸的方式可以快速地利用葡萄糖產(chǎn)生ATP,以維持生命(P94)。

例如：人體肌肉細(xì)胞靠厭氧呼吸維持短時(shí)間的活動(dòng)所產(chǎn)生的乳酸會(huì)被運(yùn)至肝臟再生成葡萄糖。酵母菌乙醇發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的乙醇，在有氧條件下可以繼續(xù)被利用，但是濃度過(guò)高會(huì)對(duì)酵母菌產(chǎn)生毒性

細(xì)胞呼吸的應(yīng)用

請(qǐng)結(jié)合細(xì)胞呼吸相關(guān)內(nèi)容對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行解釋！情景一：被生銹的鐵釘扎傷后要及時(shí)去醫(yī)院清理傷口，并注射破傷風(fēng)疫苗；在對(duì)傷口進(jìn)行包扎時(shí)要選用透氣性好的紗布！情景二：農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中需要適時(shí)松土；在儲(chǔ)藏糧食時(shí)，往往通過(guò)降低溫度，減少氧氣含量等措施以延長(zhǎng)保存時(shí)間！

為什么說(shuō)：糖類是生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)？人和動(dòng)物的細(xì)胞也可以利用脂肪和蛋白質(zhì)作為能源！糖類、脂肪和蛋白質(zhì)這三類物質(zhì)的水解產(chǎn)物——單糖、甘油和脂肪酸以及氨基酸等通過(guò)多種途徑進(jìn)入細(xì)胞呼吸過(guò)程被氧化分解，釋放出所儲(chǔ)存的能量(P95)。細(xì)胞呼吸第一階段（糖酵解）細(xì)胞呼吸第二階段細(xì)胞呼吸第三階段電子傳遞鏈單糖脂肪酸甘油氨基酸有機(jī)酸氨基多糖脂肪蛋白質(zhì)食物細(xì)胞呼吸與分解代謝ATP細(xì)胞呼吸第一階段（糖酵解）細(xì)胞呼吸第二階段細(xì)胞呼吸第三階段電子傳遞鏈細(xì)胞呼吸與合成代謝葡萄糖糖合成反應(yīng)多糖單糖脂肪酸甘油脂肪氨基酸氨基蛋白質(zhì)細(xì)胞、組織、器官、生物體細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP呼吸速率單位數(shù)量的活體組織，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的氧氣量或釋放的二氧化碳量(P93)/(P96)。溫度氧氣濃度呼吸作用的相對(duì)速率呼吸作用的相對(duì)速率曲線I曲線IIABCDEF課后小練P97大氣中氧氣濃度CO2釋放的相對(duì)值厭氧呼吸需氧呼吸大氣中氧氣濃度CO2釋放的相對(duì)值A(chǔ)BCA.酵母菌只進(jìn)行厭氧呼吸B.2/3的葡萄糖用于厭氧呼吸C.產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所只有線粒體基質(zhì)和線粒體內(nèi)膜D.消耗[H]的場(chǎng)所只有線粒體內(nèi)膜有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培養(yǎng)液,當(dāng)通入不同濃度的O2時(shí),其產(chǎn)生的酒精和CO2的量如圖所示,在氧濃度為a時(shí)(

)《五三》--能力提升