【生物課件】細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用 2023-2024學(xué)年高一生物教學(xué)課件（人教版2019必修1）

必修一第五章第3節(jié)教師：第3節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用細(xì)胞呼吸主要指細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量的過程。人們通常用酵母發(fā)面，發(fā)面可以用來做包子饅頭等。1.發(fā)面中的“窟窿”是怎么產(chǎn)生的？2.發(fā)面中有什么味道，這個(gè)味道是怎么來的？為什么早期卻沒有出現(xiàn)？3.發(fā)面團(tuán)里頭經(jīng)常是熱乎乎的，這說明了什么？問題探討1.提出問題：酵母菌什么條件下產(chǎn)生CO2,什么條件下產(chǎn)生酒精？發(fā)面釀酒一、探究細(xì)胞呼吸的方式無氧CO2+酒精產(chǎn)生CO2有氧產(chǎn)生2.作出假設(shè)：3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：怎樣設(shè)置實(shí)驗(yàn)來對(duì)所提出的假說進(jìn)行驗(yàn)證？①自變量是什么？②因變量是什么？1.確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.細(xì)化如何控制自變量如何檢測(cè)因變量3.控制無關(guān)變量如何控制無關(guān)變量4.寫出具體做法方法步驟材料用具等實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖宰兞恳蜃兞繜o關(guān)變量探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式有氧/無氧條件通氣/密封是否產(chǎn)生CO2/酒精用澄清石灰水重鉻酸鉀溶液檢測(cè)二氧化碳、溫度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相同且適宜B酵母菌培養(yǎng)液活動(dòng)：搭建實(shí)驗(yàn)裝置C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液A酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水氣泵E運(yùn)用以上裝置分別搭建有氧呼吸和無氧呼吸裝置實(shí)驗(yàn)裝置有氧呼吸裝置圖接氣泵C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液A酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水無氧呼吸裝置圖B酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水無氧呼吸裝置圖實(shí)驗(yàn)步驟：（1）稱取等量的兩份食用酵母菌（10g）；

（2）配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%葡萄糖溶液作為酵母菌的培養(yǎng)液；

（3）搭建如圖的有氧呼吸（左）和無氧呼吸（右）裝置；

（4）培養(yǎng)、觀察、檢測(cè)、記錄有氧呼吸裝置圖接氣泵C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液A酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水無氧呼吸裝置圖B酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水無氧呼吸裝置圖4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果溴麝香草酚藍(lán)水溶液遇CO2的變色過程(1)檢測(cè)CO2的產(chǎn)生(2)檢測(cè)酒精的產(chǎn)生剛加入重鉻酸鉀

一段時(shí)間以后ABABA:有氧條件下酵母菌培養(yǎng)液；B:無氧條件下酵母菌培養(yǎng)液溶有重鉻酸鉀的濃硫酸6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、酵母菌在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生大量CO2，不產(chǎn)生酒精；2、酵母菌在無氧條件下進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生CO2，同時(shí)也產(chǎn)生酒精。本實(shí)驗(yàn)中哪個(gè)是對(duì)照組，哪個(gè)是實(shí)驗(yàn)組？對(duì)比實(shí)驗(yàn)（相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)）設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組結(jié)果的分析比較，來探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響，這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。有氧呼吸裝置圖接橡皮泵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水澄清的石灰水酵母菌培養(yǎng)液澄清的石灰水無氧呼吸裝置圖油層實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)

有同學(xué)認(rèn)為，在有氧呼吸實(shí)驗(yàn)裝置中１０％的NaOH溶液不能完全吸收空氣中的CO2，以致可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有干擾，你同意嗎？你如何避免這種可能性的發(fā)生，以保證實(shí)驗(yàn)更嚴(yán)謹(jǐn)？小結(jié)科學(xué)探究的一般過程：提出問題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論觀察實(shí)驗(yàn)資料自變量因變量無關(guān)變量【資料1】1.將酵母菌研磨、離心分離后，得到上清液（含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀物（含細(xì)胞器）；2.把等量的上清液、沉淀物和未離心處理的勻漿分別放入A、B、C三支試管中；（如下圖所示）3.向3支試管中分別加入等量的氧氣、葡萄糖、熒光素和熒光素酶等，一段時(shí)間后檢測(cè)各試管的變化情況。有氧呼吸場(chǎng)所分析A

上清液B

沉淀物C

勻漿結(jié)果分析：A試管中葡萄糖的含量減少，有丙酮酸（C3H4O3）和[H]生成B試管中葡萄糖的量不變C試管中葡萄糖的量減少，有CO2生成推論1：葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中分解產(chǎn)生丙酮酸、少量[H]和能量A

上清液B

沉淀物C

勻漿A

B

C細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)可以分解葡萄糖；線粒體不能直接分解葡萄糖；線粒體促進(jìn)了葡萄糖的分解。一段時(shí)間后檢測(cè)推論2：丙酮酸在線粒體中可以繼續(xù)分解并產(chǎn)生大量能量。有氧呼吸第一階段概覽細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場(chǎng)所：NAD+NADHNAD+C6H12O62丙酮酸

+4[H]+少量能量酶有氧呼吸第二、三階段線粒體電鏡照片外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)分析：線粒體的結(jié)構(gòu)有哪些適于其功能的特點(diǎn)？【資料2】

1.使用超聲波將線粒體破碎，分離線粒體膜結(jié)構(gòu)和線粒體基質(zhì)；2.把等量的線粒體膜結(jié)構(gòu)、線粒體基質(zhì)和完整的線粒體結(jié)構(gòu)分別放入試管D、E、F中；（如下圖所示）3.向3支試管中分別加入等量的氧氣、丙酮酸、熒光素、熒光素酶等，一段時(shí)間后，檢測(cè)各試管變化的情況。D

線粒體基質(zhì)E

線粒體膜結(jié)構(gòu)F

完整線粒體D

線粒體基質(zhì)E

線粒體膜結(jié)構(gòu)F

完整線粒體D

E

F

結(jié)果分析：D試管中丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2和大量的[H]E試管中丙酮酸的量不變F試管中丙酮酸減少，產(chǎn)生CO2推論3：丙酮酸分解發(fā)生在線粒體基質(zhì)，并產(chǎn)生CO2，大量[H]和少量能量一段時(shí)間后檢測(cè)推論4：丙酮酸在線粒體基質(zhì)分解后又在膜結(jié)構(gòu)上繼續(xù)反應(yīng)有氧呼吸第二階段概括2丙酮酸

+6H2O6CO2+20[H]+少量能量酶線粒體基質(zhì)場(chǎng)所：有氧呼吸第三階段概括線粒體內(nèi)膜場(chǎng)所：6O2+24[H]12H2O+大量能量酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+酶能量

有氧呼吸具體過程C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+酶能量

能量的去向：1mol的葡萄糖徹底氧化分解以后，可生成大約2870kJ的能量，其中大約977.28KJ左右的能量存儲(chǔ)在ATP中。其余能量去哪兒了？這種散失對(duì)生物體有何意義？二、有氧呼吸有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能熱能（大部分）ATP中活躍化學(xué)能（少部分）想一想，反應(yīng)式中的能量能否寫成ATP？為什么？

細(xì)胞在

的參與下，通過多種

的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生

，同時(shí)釋放能量，生成

的過程，叫做有氧呼吸。有氧呼吸的定義O2酶CO2和水大量ATP判斷：1.葡萄糖在線粒體中氧化分解為CO2和水（

）2.產(chǎn)物CO2中的O來自葡萄糖（

）3.[H]就是指H+（

）4.有氧呼吸一定要在線粒體內(nèi)進(jìn)行。（

）有氧呼吸C6H12O62丙酮酸

+少量[H]+少量能量酶丙酮酸

+H2OCO2+大量[H]+少量能量酶O2+[H]H2O+大量能量酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)：線粒體基質(zhì)：線粒體內(nèi)膜：思考：沒有氧時(shí)，葡萄糖如何分解呢？無氧呼吸

場(chǎng)所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸[H]少量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸[H]乳酸酒精CO2無活動(dòng)：閱讀課本P94無氧呼吸的相關(guān)內(nèi)容,寫出無氧呼吸各個(gè)不同階段的場(chǎng)所、原料、產(chǎn)物及能量釋放情況。無氧呼吸第一階段（與有氧呼吸

）場(chǎng)所：

。第二階段（有兩種情況）完全相同C6H12O6酶2C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量2C3H4O3(丙酮酸)

+4[H]酶2C3H6O3（乳酸）2C2H5OH(酒精)+2CO2細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場(chǎng)所：

。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)實(shí)例：大多數(shù)高等植物、酵母菌實(shí)例：①人和動(dòng)物細(xì)胞②某些植物的特殊器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚）③乳酸菌思考：1mol的葡萄糖所含能量大約2870kJ的能量，氧化分解成乳酸或酒精后，釋放出196.65kJ的能量，其中61.08KJ能量用來合成2molATP。葡萄糖中的能量大部分去了哪里？三、無氧呼吸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量酶C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶大部分能量存留在酒精或乳酸中。

無氧呼吸是指細(xì)胞在

條件下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過

分解，釋放出少量能量的過程。像酵母菌、乳酸菌等微生物的無氧呼吸也叫作發(fā)酵，根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)物不同，產(chǎn)生酒精的叫作酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的叫作乳酸發(fā)酵。無氧呼吸的定義無氧不完全密封有酒味水淹爛根細(xì)胞呼吸：有機(jī)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。細(xì)胞呼吸的意義：丙酮酸葡萄糖氨基酸甘油（2）生物體代謝的樞紐。（1）為生物體提供能量活動(dòng)：在下圖中將細(xì)胞呼吸的過程寫出細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)比較有氧呼吸和無氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所條件產(chǎn)物能量相同點(diǎn)聯(lián)系實(shí)質(zhì)意義細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)需氧、酶不需氧、需酶6CO2、12H2O酒精和CO2或乳酸大量（32ATP）少量（2ATP）從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP為生物體的各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量1.溫度蔬菜、水果保鮮的儲(chǔ)存環(huán)境？四、影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素2.CO2農(nóng)業(yè)種植時(shí)為什么強(qiáng)調(diào)正其行通其風(fēng)？四、影響細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素3.水分一定范圍內(nèi)，細(xì)胞呼吸速率隨含水量的增加而加快，隨含水量的減少而減慢。應(yīng)用：①糧食在收倉儲(chǔ)存之前要進(jìn)行晾曬，減少水分，以減弱細(xì)

胞呼吸，減少有機(jī)物的消耗。

②干種子在萌發(fā)時(shí)，要浸泡以增強(qiáng)代謝。ABC圖中點(diǎn)的含義A點(diǎn)：B點(diǎn)：C點(diǎn)及以后：只進(jìn)行無氧呼吸只進(jìn)行有氧呼吸CO2生成量最少4.O2濃度水果蔬菜保鮮：

糧食儲(chǔ)存：

結(jié)合影響細(xì)胞呼吸的因素，你認(rèn)為蔬菜水果和糧食應(yīng)該在什么條件下儲(chǔ)存？低溫、低氧、中等濕度低溫、低氧、干燥五、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用為什么包扎傷口要選用透氣消毒紗布或創(chuàng)可貼？為什么利用酵母菌釀酒要先通入一定量的無菌空氣，再密封？為什么要給作物及時(shí)松土？為什么水稻要定期排水？為什么儲(chǔ)藏水果糧食要降低溫度和氧氣含量等措施延長(zhǎng)保質(zhì)期？為什么皮膚傷口較深要到醫(yī)院及時(shí)注射破傷風(fēng)抗毒血清？為什么提倡慢跑？閱讀P95的6個(gè)資料，說說細(xì)胞呼吸原理在生活生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？1.測(cè)定有氧呼吸速率（1）指標(biāo)：?jiǎn)挝粫r(shí)間O2吸收量。（2）原理：有氧呼吸吸收O2，釋放CO2。CO2被NaOH溶液吸收，使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小，有色液滴左移。單位時(shí)間液滴左移量即表示有氧呼吸速率。（3）物理誤差的校正：將生物材料滅活，其余條件不變。（滅活）六、探究細(xì)胞呼吸的實(shí)驗(yàn)裝置2.判斷細(xì)胞呼吸方式反映O2吸收量反映CO2釋放量-O2吸收量小結(jié)過程本質(zhì)應(yīng)用環(huán)境因素意義工業(yè)生產(chǎn)：釀酒、飼料農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：中耕松土健康生活：包扎傷口為各項(xiàng)生命活動(dòng)提供能量氧氣濃度二氧化碳濃度溫度水分解有機(jī)物釋放能量葡萄糖→丙酮酸丙酮酸→酒精或乳酸釋放能量1.下列生產(chǎn)措施或生活現(xiàn)象所涉及的細(xì)胞呼吸知識(shí)，解釋不正確的是(

)CA．提倡慢跑，可防止無氧呼吸產(chǎn)生乳酸使人體肌肉酸脹B．零度以上低溫貯存果蔬，可降低呼吸酶活性，減少有機(jī)物的分解C．馬鈴薯塊莖腐爛的原因是無氧呼吸產(chǎn)生的酒精對(duì)細(xì)胞有毒害作用D．作物種子貯藏前需要干燥，主要是通過減少水分以抑制細(xì)胞有氧呼吸課堂檢測(cè)2.細(xì)胞內(nèi)糖分解代謝過程如圖，下列敘述正確的是（）A．動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)能進(jìn)行過程①②或過程①③B．酵母菌的過程②只在線粒體中進(jìn)行C．過程①③釋放的能量轉(zhuǎn)移至ATP和酒精中D．乳酸菌細(xì)胞內(nèi)過程④不需要[H]參與B3.酵母菌同時(shí)進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸：（1）若消耗了等量的葡萄糖，吸收的O2量和產(chǎn)生的CO2總量之比為：

。（2）若產(chǎn)生了等量的CO2，則吸收的O2量和產(chǎn)生的CO2總量之比為：

；此時(shí)，無氧呼吸與有氧呼吸消耗的葡萄糖的物質(zhì)的量之比為：

。消耗的葡萄糖與產(chǎn)生的CO2總量的摩爾之比為：____。3:41:23:11:34.在a、b、c、d條件下，測(cè)得某植物種子萌發(fā)時(shí)CO2和O2體積變化的相對(duì)值如表所示。若底物是葡萄糖，則下列敘述中正確的是()A.a條件下，呼吸產(chǎn)物除CO2外還有酒精和乳酸B.b條件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比無氧呼吸多C.c條件下，無氧呼吸最弱D.d條件下，產(chǎn)生的CO2全部來自線粒體DCO2釋放量O2釋放量a100b