細(xì)胞呼吸的原理與應(yīng)用課件

5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用【資料分析】酵母菌，單細(xì)胞真菌。在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧型微生物,普遍用于發(fā)酵領(lǐng)域。一位同學(xué)知道酵母菌能使葡萄糖產(chǎn)生酒精，但不清楚是在有氧還是無氧條件下進(jìn)行；另一位同學(xué)知道酵母菌細(xì)胞呼吸能產(chǎn)生CO2,但不知道有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多？呼吸作用:細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物_________,并釋放_(tái)____。呼吸作用也叫_________。氧化分解能量細(xì)胞呼吸

通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究提出問題→做出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→得出結(jié)論1.有氧還是無氧條件下產(chǎn)生酒精？2.有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多？探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析結(jié)論提出問題作出假設(shè)1.有氧還是無氧條件下產(chǎn)生酒精？

2.有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多？1.有氧/無氧條件下產(chǎn)生酒精。

2.有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2是/否一樣多。3、怎樣保證酵母菌在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中能正常生活？分別給酵母菌提供有氧和無氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含酒精或CO2以及對(duì)不CO2量2、怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？怎樣鑒定有無CO2產(chǎn)生？

如何比較CO2產(chǎn)生的多少？1、怎樣控制有氧和無氧條件？問題細(xì)化：實(shí)驗(yàn)思路：小組展開討論、設(shè)計(jì)、展示探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析結(jié)論提出問題作出假設(shè)1.有氧還是無氧條件下產(chǎn)生酒精？

2.有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2是否一樣多？1.有氧/無氧條件下產(chǎn)生酒精。

2.有氧和無氧條件下產(chǎn)生的CO2是/否一樣多。變量處理方法自變量因變量有氧條件無氧條件通氣密封是否產(chǎn)生CO2用澄清石灰水溴麝香草酚藍(lán)溶液由藍(lán)變綠再變黃是否產(chǎn)生酒精酸性重鉻酸鉀溶液無關(guān)變量相同且適宜（pH、溫度、酵母菌的活性、葡萄糖濃度等）探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析結(jié)論提出問題作出假設(shè)B酵母菌培養(yǎng)液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?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EB酵母菌培養(yǎng)液D澄清的石灰水有氧呼吸裝置無氧呼吸裝置新鮮的食用酵母菌（10g）+5%葡萄糖溶液（240ml)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析結(jié)論提出問題作出假設(shè)思考：1.C裝置中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液有什么作用？2.錐形瓶B為什么要放置一段時(shí)間后連接D瓶？

3.該實(shí)驗(yàn)有沒有對(duì)照組？什么是對(duì)比實(shí)驗(yàn)？去除空氣中的CO2，保證澄清石灰水變渾濁是酵母菌有氧呼吸產(chǎn)生的CO2所致。消耗掉B瓶中的氧氣，確保通過澄清石灰水的CO2是無氧呼吸產(chǎn)生的。該實(shí)驗(yàn)中有氧條件和無氧條件均為實(shí)驗(yàn)組，相互對(duì)照對(duì)比實(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)結(jié)果的比較分析,來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系,這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果分析結(jié)論提出問題作出假設(shè)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析結(jié)論提出問題作出假設(shè)觀察結(jié)果條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間溴麝香草酚藍(lán)溶液/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀—濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／快變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色不變灰綠色藍(lán)→綠→黃/長(zhǎng)藍(lán)→綠→黃/短CO2多酒精1.酵母菌在有氧和無氧條件下都能產(chǎn)生___________。2.酵母菌有氧比無氧時(shí)釋放出的CO2————————。3.酵母菌無氧時(shí)分解葡萄糖還產(chǎn)生_____________。典例1．為了探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)材料和用具按如圖安裝好。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是(

)A．甲組和乙組是一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)B．甲組探究酵母菌的無氧呼吸C．乙組探究酵母菌的有氧呼吸D．甲、乙兩組中澄清的石灰水都變混濁，乙組混濁程度更大A典例2．下列關(guān)于“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”實(shí)驗(yàn)的敘述，

錯(cuò)誤的是(

)A．酸性重鉻酸鉀溶液鑒定酒精，顏色呈現(xiàn)灰綠色B．實(shí)驗(yàn)中需控制的無關(guān)變量有溫度、pH、培養(yǎng)液濃度等C．實(shí)驗(yàn)中將葡萄糖溶液煮沸的目的是滅菌和去除溶液中的O2D．可通過觀察澄清石灰水是否變混濁來判斷酵母菌細(xì)胞呼吸的方式D如何檢查酒駕？讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會(huì)變成灰綠色的硫酸鉻．細(xì)胞呼吸的原理【資料分析】對(duì)于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過程必須要有氧氣的參與。科學(xué)家為了研究細(xì)胞呼吸的原理，做了如下實(shí)驗(yàn)。試管材料原料結(jié)果1酵母菌葡萄糖、空氣葡萄糖被分解消耗氧氣2細(xì)胞勻漿（除線粒體外）葡萄糖、空氣葡萄糖被分解、產(chǎn)生丙酮酸不消耗氧氣3線粒體葡萄糖、空氣葡萄糖不分解不消耗氧氣4線粒體丙酮酸、空氣丙酮酸被消耗消耗氧氣5線粒體外膜丙酮酸、空氣丙酮酸不被消耗不消耗氧氣6線粒體內(nèi)外膜間隙丙酮酸、空氣丙酮酸不被消耗不消耗氧氣7不含外膜的線粒體丙酮酸、空氣丙酮酸被消耗消耗氧氣8線粒體基質(zhì)丙酮酸、空氣丙酮酸被消耗不消耗氧氣、產(chǎn)生二氧化碳9線粒體內(nèi)膜丙酮酸、空氣丙酮酸不被消耗不消耗氧氣細(xì)胞呼吸的原理細(xì)胞膜線粒體外膜細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體內(nèi)外膜間隙線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)第一個(gè)階段第二個(gè)階段第三個(gè)階段場(chǎng)所反應(yīng)物生成物能量多少細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)葡萄糖丙酮酸、[H]少量線粒體基質(zhì)丙酮酸、H2OCO2、[H]少量線粒體內(nèi)膜大量H2O[H]、O2第一階段（細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）2C3H4O3+4[H]+少量能量C6H12O6酶第二階段（線粒體基質(zhì)）2C3H4O3+6H2O20[H]+6CO2+少量能量酶第三階段（線粒體內(nèi)膜）24[H]+6O212H2O+大量能量酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶總反應(yīng)式細(xì)胞呼吸的原理C6H12O62C3H4O3酶能量能量4[H]6H2O酶能量能量6CO220[H]6O2能量能量12H2O酶葡萄糖的初步分解丙酮酸的徹底分解水的生成細(xì)胞呼吸的原理有氧呼吸能量轉(zhuǎn)化：1moL葡萄糖2870kJ977.28kJ儲(chǔ)存在ATP中1892.72kJ以熱能形式散失（大部分）有氧呼吸的能量過程：將葡萄糖等有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能和熱能（大部分）。請(qǐng)你計(jì)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?34%32mol細(xì)胞呼吸的原理有氧呼吸的概念：指細(xì)胞在氧的參與下，通過多種酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，釋放能量，生成大量ATP的過程。有機(jī)物（葡萄糖）無機(jī)物（CO2+H2O）能量變化有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能+散失的熱能物質(zhì)變化典例3．在真核生物有氧呼吸的下列反應(yīng)中，不在線粒體中進(jìn)行的只有()A．[H]與氧氣生成水B．C6H12O6分解為丙酮酸和[H]C．丙酮酸分解為CO2和[H]D．ADP與磷酸結(jié)合生成ATPB典例4.如圖是有氧呼吸過程的圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：(1)有氧呼吸的總反應(yīng)式為_____________________________________________。(2)有氧呼吸的過程十分復(fù)雜，可以分為_____個(gè)階段，其中[H]和O2結(jié)合的是第______階段。(3)在有氧呼吸過程中，釋放出大量能量的是第_____階段，反應(yīng)的場(chǎng)所是____________。(4)圖中②③分別是______、________。C6H12O6＋6O2＋6H2O三三三線粒體內(nèi)膜H2OCO2細(xì)胞呼吸的原理【資料分析】酵母菌在缺氧的條件下，可以將有機(jī)物分解成酒精和二氧化碳。制作酸奶需要用到乳酸菌，發(fā)酵過程需要密封。高等動(dòng)物和人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)無氧呼吸，乳酸分泌過多，出現(xiàn)肌肉酸脹現(xiàn)象?！救蝿?wù)】看課本94頁無氧呼吸的相關(guān)內(nèi)容，思考以下問題。無氧呼吸場(chǎng)所是？過程可以分為幾階段？每個(gè)階段的反應(yīng)物、生成物分別是什么？能量是在哪個(gè)階段釋放？無氧呼吸有哪兩種方式？有機(jī)物是否被完全分解？找出這兩種方式的異同點(diǎn)？對(duì)比有氧呼吸和無氧呼吸的異同？細(xì)胞呼吸的原理1.場(chǎng)所：第一階段：C6H12O6酶第二階段：2C3H4O3+4[H]酶酶2C3H6O3

（乳酸）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3H4O3+4[H]+少量能量

2C2H5OH（酒精）+2CO2C6H12O6酶2C3H6O3（乳酸）+少量能量C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量酶例：酵母菌和大多數(shù)植物例：乳酸菌、動(dòng)物肌細(xì)胞及馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚2.過程：（葡萄糖）(丙酮酸)無氧呼吸的總反應(yīng)式：細(xì)胞呼吸的原理3.能量變化：有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能①ATP中活躍化學(xué)能②熱能③存留在酒精或乳酸中在沒有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過不完全分解，釋放少量能量的過程。4.無氧呼吸的概念：細(xì)胞呼吸的原理5.有氧呼吸和無氧呼吸的對(duì)比：類型有氧呼吸無氧呼吸是否耗氧反應(yīng)場(chǎng)所產(chǎn)物分解程度能量釋放本質(zhì)聯(lián)系項(xiàng)目消耗不消耗細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)CO2和水酒精和CO2或乳酸大量能量少量能量，大部分儲(chǔ)存在酒精和乳酸中第一階段完全相同相同點(diǎn)不同點(diǎn)徹底不徹底分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP典例5．細(xì)胞內(nèi)糖分解代謝過程如下圖，下列敘述錯(cuò)誤的是

BA.植物細(xì)胞能進(jìn)行過程①③或過程①④B.真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)能進(jìn)行過程①②C.動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，過程②比①釋放的能量多

D.乳酸菌細(xì)胞內(nèi)，過程①產(chǎn)生[H],

過程③消耗[H]典例6．下圖是細(xì)胞代謝過程中某些物質(zhì)的變化過程示意圖，下列敘述正確的是DA.在乳酸菌細(xì)胞中，能進(jìn)行過程①②④B.過程①④都需要O2的參與才能正常進(jìn)行C.植物細(xì)胞中均不會(huì)發(fā)生②D.真核細(xì)胞中催化過程①②③酶均位于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中細(xì)胞呼吸的意義（1）為生物體提供能量細(xì)胞呼吸能量熱能散失能量轉(zhuǎn)移ATPADPPi能量細(xì)胞分裂生長(zhǎng)發(fā)育主動(dòng)運(yùn)輸肌肉收縮神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)C6H12O6CO2＋H2O細(xì)胞呼吸的意義（2）生物體代謝的樞紐丙酮酸葡萄糖甘油氨基酸細(xì)胞呼吸的影響因素1.氧氣濃度隨著氧氣濃度的增加,有氧呼吸強(qiáng)度繼續(xù)增強(qiáng),只進(jìn)行有氧呼吸nA點(diǎn):

只無氧呼吸C點(diǎn)以后:只進(jìn)行有氧呼吸A點(diǎn)到C點(diǎn):無氧呼吸和有氧呼吸AB:隨著氧氣濃度的增加,無氧呼吸逐漸受到抑制,有氧呼吸逐漸增強(qiáng)。CO2釋放總量逐漸降低B點(diǎn):CO2釋放總量最小,呼吸作用的總強(qiáng)度最低隨著氧氣濃度的進(jìn)一步增加,有氧呼吸逐漸增加,無氧呼吸繼續(xù)降低，CO2釋放總量增加BC:

CD：CO2釋放總量無氧呼吸有氧呼吸ABCD0細(xì)胞呼吸的影響因素1.氧氣濃度nCO2釋放總量無氧呼吸有氧呼吸ABCD0適宜儲(chǔ)存水果、蔬菜的O濃度是多少?為什么?B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氧氣濃度。因?yàn)榧?xì)胞總呼吸速率應(yīng)最小,有機(jī)物的消耗最少。能盡可能多的保存營(yíng)養(yǎng)成分。細(xì)胞呼吸的影響因素2.水自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。降低增強(qiáng)呼吸強(qiáng)度含水量（%）應(yīng)用:種子貯藏前風(fēng)干、晾曬:_____水分，_______細(xì)胞呼吸作用干種子萌發(fā)前浸泡:含水量增高，______細(xì)胞呼吸作用。減少細(xì)胞呼吸的影響因素3.溫度主要是影響呼吸作用有關(guān)酶的活性。在一定溫度范圍內(nèi)，呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而增強(qiáng)(AB段)超過一定溫度，呼吸強(qiáng)度隨著溫度的升高而下降甚至停止(BC段)原因:溫度過高，呼吸酶的活性下降，甚至變性失活。應(yīng)用:

貯存水果時(shí),適當(dāng)降低溫度(零上低溫)，可降低與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性而延長(zhǎng)保存時(shí)間.在農(nóng)業(yè)大棚種植上，夜晚適當(dāng)降低溫度,可以減少呼吸作用對(duì)有機(jī)物的消耗。細(xì)胞呼吸的影響因素4.CO2濃度（1）原理：CO2是細(xì)胞呼吸的最終產(chǎn)物，

積累過多會(huì)抑制細(xì)胞呼吸的進(jìn)行。（2）應(yīng)用：在蔬果保鮮中，增加CO2濃度可抑制細(xì)胞呼吸，減少有機(jī)物消耗。細(xì)胞呼吸的影響因素4.CO2濃度1.氧氣濃度2.水3.溫度（1）影響細(xì)胞呼吸的因素并不是單一的①若需要增強(qiáng)細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，可以采?。孩谌粜枰档图?xì)胞呼吸強(qiáng)度，可以采?。焊稍?、適當(dāng)?shù)蜏?、低氧等措施?）儲(chǔ)藏蔬菜和水果與儲(chǔ)藏種子的條件不同①蔬菜和水果應(yīng)儲(chǔ)藏在“零上低溫、濕度適中、低氧”的條件下②種子應(yīng)儲(chǔ)藏在“零上低溫、干燥、低氧”的條件下供水、適當(dāng)升溫、高氧等措施呼吸原理的應(yīng)用思考?討論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來延長(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？請(qǐng)自主閱讀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？呼吸原理的應(yīng)用選用透氣的創(chuàng)可貼或紗布等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。

較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時(shí)到醫(yī)院治療。呼吸原理的應(yīng)用在培養(yǎng)酵母菌用作飼料添加劑時(shí)，要給培養(yǎng)裝置通氣或進(jìn)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(shí)，卻需要密封發(fā)酵。釀酒時(shí)先通氣，讓酵母菌進(jìn)行有氧呼吸使其大量繁殖，然后隔絕空氣，使其發(fā)酵，產(chǎn)生酒精。呼吸原理的應(yīng)用中耕松土的目的：促進(jìn)根細(xì)胞的有氧呼吸，產(chǎn)生更多能量，促進(jìn)根對(duì)無機(jī)鹽離子的吸收。稻田定期排水（或種子不能掩埋過深）：避免產(chǎn)生大量的酒精，對(duì)細(xì)胞有毒害作用，爛根或爛種子。呼吸原理的應(yīng)用儲(chǔ)藏水果、糧食的倉庫，往往通過降低溫度、降低氧氣含量含量等措施，延長(zhǎng)保質(zhì)期。減弱其呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗以延長(zhǎng)保質(zhì)期。糧食儲(chǔ)存：零上低溫，低氧，干燥水果蔬菜儲(chǔ)存：零上低溫，低氧，一定濕度呼吸原理的應(yīng)用提倡慢跑等有氧運(yùn)動(dòng)。有氧運(yùn)動(dòng)能避免肌細(xì)胞因供氧不足進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生大量乳酸。乳酸的大量積累會(huì)使肌肉酸脹乏力。拓展知識(shí)

關(guān)于真核細(xì)胞線粒體的起源，科學(xué)家提出了一種解釋：約十幾億年前，有一種真核細(xì)胞吞噬了原始的需氧細(xì)菌，被吞噬的細(xì)菌不僅沒有被消化分解，反而在細(xì)胞中生存下來了。需氧細(xì)菌從宿主細(xì)胞那里獲取丙酮酸，宿主細(xì)胞從需氧細(xì)菌那里得到丙酮酸氧化分解釋放的能量。在共同生存繁衍的過程中，需氧細(xì)菌進(jìn)化為宿主細(xì)胞內(nèi)專門進(jìn)行細(xì)胞呼吸的細(xì)胞器。以下哪些證據(jù)支持這一論點(diǎn)，哪些不支持這一論點(diǎn)?1.線粒體內(nèi)存在與細(xì)菌DNA相似的環(huán)狀DNA。2.線粒體內(nèi)的蛋白質(zhì)，有少數(shù)幾種由線粒體DNA指導(dǎo)

合成，絕大多數(shù)由核DNA指導(dǎo)合成。3.真核細(xì)胞內(nèi)的DNA有極高比例的核苷酸序列經(jīng)常不

表現(xiàn)出遺