5.3 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（2019）必修1

第五單元細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用一、學(xué)習(xí)目標(biāo)二、重難點(diǎn)1.描述線粒體適于進(jìn)行有氧呼吸的結(jié)構(gòu)。2.說(shuō)明有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的異同，闡明細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)。3.探討細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。4.進(jìn)行酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究。1.有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程與比較。2.影響細(xì)胞呼吸的因素。3.細(xì)胞呼吸方式的判斷。目錄一、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式二、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸三、影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用

一、探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式“呼吸”和“呼吸作用”有什么區(qū)別？“呼吸”是指生物體或細(xì)胞吸入氧氣和呼出二氧化碳的過(guò)程，而“呼吸作用”是指細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物分解釋放能量的過(guò)程。思考：呼吸作用的實(shí)質(zhì)是什么？呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物氧化分解，并釋放能量，因此也叫細(xì)胞呼吸。課本P90第二段思考：酵母菌是一種什么生物呢

？酵母菌通過(guò)呼吸作用，將葡萄糖分解成酒精。一

細(xì)胞呼吸的方式認(rèn)識(shí)酵母菌在有氧無(wú)氧的條件下都能長(zhǎng)期存活需氧型厭氧型兼性厭氧型酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，（真核生物），其在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌的電鏡照片（放大4750倍）問(wèn)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(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。思考有關(guān)的問(wèn)題。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？2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)它自身有什么意義？密封發(fā)酵時(shí)，酵母菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為酒精的同時(shí)，能為自己的生命活動(dòng)提供少量能量。通氣可以給酵母菌提供呼吸需要的氧氣，利于酵母菌進(jìn)行旺盛的細(xì)胞分裂；密封則是避免空氣進(jìn)入，便于酵母菌在無(wú)氧條件下分解有機(jī)物產(chǎn)生酒精。在有氧條件下，酵母菌分解營(yíng)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(jìn)行物質(zhì)代謝和細(xì)胞分裂提供充足的動(dòng)力。發(fā)酵生產(chǎn)葡萄酒的車間1.提出問(wèn)題2.作出假設(shè)3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)5.分析結(jié)果6.表達(dá)與交流酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸嗎？酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無(wú)氧呼吸分別給酵母菌提供有氧和無(wú)氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素分析變量CO2和酒精

有氧、無(wú)氧溫度、pH、培養(yǎng)液的濃度和體積③無(wú)關(guān)變量①自變量②因變量4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式1二、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料酵母菌單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。產(chǎn)生二氧化碳和水產(chǎn)生酒精和二氧化碳有氧呼吸無(wú)氧呼吸①澄清的石灰水②溴麝香草酚藍(lán)水溶液澄清→渾濁藍(lán)→綠→黃橙色→灰綠色

酸性重鉻酸鉀

重鉻酸鉀+酒精酒精的檢測(cè)CO2的檢測(cè)思考：呼吸方式或呼吸強(qiáng)度不同，如何比較產(chǎn)生CO2的多少？【探索新知1】一、探究實(shí)踐：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式根據(jù)石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短?！咎剿餍轮?】一、探究實(shí)踐：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【任務(wù)①】觀看實(shí)驗(yàn)視頻，回答表格問(wèn)題：條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無(wú)氧結(jié)論條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無(wú)氧結(jié)論變渾濁/早變渾濁/晚無(wú)變化灰綠色酵母菌在有氧和無(wú)氧條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2和水；在無(wú)氧條件下，酵母菌通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精，還產(chǎn)生少量的CO2?！咎剿餍轮?】一、探究實(shí)踐：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式【任務(wù)①】觀看實(shí)驗(yàn)視頻，回答表格問(wèn)題：鞏固練習(xí)：下圖為“探究酵母菌的呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)裝置，有關(guān)敘述正確的是(

)A．該實(shí)驗(yàn)需設(shè)置有氧和無(wú)氧兩種條件的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其中乙組作為對(duì)照組B．若向B瓶和D瓶中加入酸性重鉻酸鉀溶液，則D瓶?jī)?nèi)的溶液會(huì)變黃C．可根據(jù)溴麝香草酚藍(lán)水溶液變黃的時(shí)間長(zhǎng)短，來(lái)檢測(cè)CO2的產(chǎn)生速率D．若C瓶和E瓶中溶液都變混濁，不能據(jù)此判斷酵母菌的呼吸方式C

二、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸1.有氧呼吸任務(wù)二

閱讀教材92--93頁(yè)，結(jié)合視頻小組合作討論以下問(wèn)題？有氧呼吸的主要場(chǎng)所：線粒體外膜內(nèi)膜DNA/RNA核糖體嵴基質(zhì)分布有氧呼吸的酶線粒體有哪些適應(yīng)有氧呼吸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？①線粒體內(nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴，大大增加了線粒體的內(nèi)膜表面積②線粒體內(nèi)膜和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。1.有氧呼吸1.

有氧呼吸2.有氧呼吸各階段的變化有哪些？任務(wù)二

閱讀教材92--93頁(yè)，結(jié)合視頻小組合作討論以下問(wèn)題？有氧呼吸

場(chǎng)所反應(yīng)物產(chǎn)物釋能第一階段第二階段第三階段細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)

葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、H20CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜C6H12O6

+6O2+12H2O+能量+6H2O6CO2酶總反應(yīng)式:2870kJATP977.28kJ大部分熱能散失課本P92場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)和變化：第一階段：C6H12O6

2丙酮酸（C3H4O3）酶產(chǎn)能多少少量能量（ATP）第二階段：場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：2C3H4O3

+6H2O酶6CO2+20[H]產(chǎn)能多少：少量能量（ATP）第三階段：場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化：24[H]

+6O212H2O酶產(chǎn)能多少：大量能量（ATP）有氧呼吸三階段：1.

有氧呼吸[H]讀作還原氫，是還原型輔酶Ⅰ（NADH）簡(jiǎn)化表示方式，是氧化型輔酶Ⅰ（NAD+）接受電子和質(zhì)子后轉(zhuǎn)化而成（NAD++2e-+H+?NADH)C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]少量能量少量能量酶6H2O20[H]12H2O6O2酶大量能量線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②①③2.無(wú)氧呼吸第三節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用無(wú)氧呼吸的定義定義：在沒(méi)有氧氣參與的情況下，葡萄糖等有機(jī)物經(jīng)過(guò)不完全分解，釋放少量能量的過(guò)程。呼吸方式有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所條件分解產(chǎn)物能量ATP產(chǎn)生階段相同點(diǎn)

有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的比較氧氣、多種酶葡萄糖徹底分解為CO2和H2O釋放大量能量有氧呼吸三個(gè)階段均產(chǎn)生ATP主要在線粒體內(nèi)無(wú)氧氣參與，需要多種酶葡萄糖的分解不徹底，形成乳酸或酒精和CO2釋放少量能量，大部分能量?jī)?chǔ)存在乳酸或酒精中僅在第一階段產(chǎn)生ATP在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中第一階段反應(yīng)完全相同，并且都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)進(jìn)行。兩種呼吸作用方式實(shí)質(zhì)相同，都能夠分解有機(jī)物，釋放能量。2.無(wú)氧呼吸第三節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用無(wú)氧呼吸過(guò)程少量能量［H］乳酸C3H6O3酒精C2H5OHCO2葡萄糖C6H12O6丙酮酸C3H4O3+C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+能量C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2

＋能量歸納總結(jié)：1.無(wú)氧呼吸在第二階段釋放能量嗎？2.為什么無(wú)氧呼吸釋放的能量比有氧呼吸少？3.歸納無(wú)氧呼吸的反應(yīng)式。4.微生物的無(wú)氧呼吸也叫發(fā)酵。產(chǎn)生酒精的叫酒精發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的叫乳酸發(fā)酵。酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（第一階段）酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)（第二階段）酒精發(fā)酵：乳酸發(fā)酵：舉例說(shuō)出哪些細(xì)胞是進(jìn)行酒精型的無(wú)氧呼吸？哪些是乳酸型的？分解轉(zhuǎn)化2.無(wú)氧呼吸第三節(jié)細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用196.65kJ乳酸C3H6O3ATPADPPi61.08kJ其余能量(69%)熱能散失葡萄糖C6H12O6說(shuō)明：人體肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生的乳酸，能在肝臟中再次轉(zhuǎn)化為葡萄糖。無(wú)氧呼吸能量利用的特點(diǎn)1mol葡萄糖不徹底氧化分解大約能產(chǎn)生多少molATP？請(qǐng)你計(jì)算無(wú)氧呼吸的能量轉(zhuǎn)化率大約是多少？61.08kJ÷30.54kJ/mol≈2mol61.08kJ÷196.65kJ≈31%不同點(diǎn)有氧呼吸無(wú)氧呼吸場(chǎng)所條件產(chǎn)物能量相同聯(lián)系實(shí)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(jī)物，釋放能量第一階段反應(yīng)場(chǎng)所和過(guò)程完全相同【知識(shí)小結(jié)】小結(jié)1.酵母菌是一種

，在有氧和無(wú)氧的條件下都能生存，屬于

。2.根據(jù)

渾濁程度或

水溶液由藍(lán)變綠再變黃的時(shí)間長(zhǎng)短，可以檢測(cè)CO2的產(chǎn)生情況。3.

色的

溶液，在

條件下與乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成

。4.為避免空氣的CO2干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可用

溶液除去空氣中的CO2。5.有氧呼吸一、二、三階段分別發(fā)生在哪里？6.有氧呼吸總反應(yīng)式？單細(xì)胞真菌兼性厭氧菌澄清石灰水溴麝香草酚藍(lán)重鉻酸鉀酸性NaOH橙灰綠色細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體基質(zhì)、線粒體內(nèi)膜C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶

三、影響細(xì)胞呼吸的因素及應(yīng)用1.內(nèi)部因素——遺傳因素（由酶的種類和數(shù)量決定）

（1）不同種類的植物細(xì)胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物。（2）同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期細(xì)胞呼吸速率不同，如幼苗期、開(kāi)花期細(xì)胞呼吸速率較高，成熟期細(xì)胞呼吸速率較低。（3）同一植物的不同器官細(xì)胞呼吸速率不同，如生殖器官大于營(yíng)養(yǎng)器官。2.外部因素——溫度步步高大本P77“核心歸納”呼吸酶增強(qiáng)下降1.

儲(chǔ)存食品（冰箱）；2.大棚栽培在夜間和陰天適當(dāng)

以降低呼吸作用消耗的有機(jī)物；3.

水和面發(fā)得快。低溫降溫溫直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。對(duì)無(wú)氧呼吸有抑制作用。2.氧氣濃度0~b時(shí)有氧呼吸和無(wú)氧呼吸同時(shí)存在，有氧呼吸速率增大，無(wú)氧呼吸速率減小。1.氧氣濃度為0時(shí)只進(jìn)行無(wú)氧呼吸3.氧氣濃度b~c時(shí)細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸2.外部因素——

O2濃度4.氧氣濃度為a時(shí)無(wú)氧呼吸減弱，有氧呼吸較弱，細(xì)胞呼吸（A)最弱，儲(chǔ)存蔬菜、水果、糧食等，應(yīng)控制氧氣濃為a(或a附近)。5.氧氣濃度為b時(shí)無(wú)氧呼吸被完全抑制，細(xì)胞只進(jìn)行有氧呼吸，細(xì)胞呼吸即為有氧呼吸。無(wú)氧呼吸消失點(diǎn)6.氧氣濃度為c時(shí)有氧呼吸速率達(dá)到最大，再增加氧氣濃度，呼吸速率不再增加。限制因素可能是呼吸底物的量或酶的量與酶的活性等。2.外部因素——

O2濃度應(yīng)用1.中耕松土，可增強(qiáng)根的呼吸作用，有利于礦質(zhì)元素的吸收。2.在儲(chǔ)存蔬菜、水果、糧食時(shí)，為了減少有機(jī)物消耗，

應(yīng)控制低氧(a點(diǎn)氧氣濃度)環(huán)境。2.外部因素——

O2濃度水作為有氧呼吸的反應(yīng)物可直接參與反應(yīng)水作為生物化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)影響反應(yīng)的進(jìn)行在一定范圍內(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a.影響b.應(yīng)用糧食在入倉(cāng)前要進(jìn)行晾曬處理干種子萌發(fā)前要進(jìn)行浸泡處理步步高大本P77“核心歸納”3.外部因素——

水抑制增加步步高大本P78“核心歸納”高頻考點(diǎn)4.外部因素——

二氧化碳1.包扎傷口：選用透氣消毒紗布，抑制厭氧細(xì)菌（破傷風(fēng)桿菌）的呼吸與繁殖。2.酵母菌釀酒：選通氣，后密封。先讓酵母菌有氧呼吸，大量繁殖，再無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精。3.花盆經(jīng)常松土：促進(jìn)根部有氧呼吸，利于吸收無(wú)機(jī)鹽等。4.有氧運(yùn)動(dòng)：提倡慢跑，防止劇烈運(yùn)動(dòng)，肌細(xì)胞無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸。5.稻田定期排水：抑制無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精，防止酒精中毒，爛根死亡。6.在人工氣候室栽培作物，降低夜溫以減少呼吸消耗，有利于物質(zhì)積累。7.泡菜和酸奶的制作：利用乳酸菌的無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸。細(xì)胞呼吸與生產(chǎn)生活實(shí)際的聯(lián)系產(chǎn)生CO2相等時(shí)，有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖比例為1：3。??思考RCO2釋放量氧氣濃度Oabc細(xì)胞呼吸有氧呼吸無(wú)氧呼吸1、氧氣濃度為R，有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的

CO2釋放量相等嗎？消耗的葡萄糖相等嗎？消耗葡萄糖相等時(shí)，有氧呼吸與無(wú)氧呼吸產(chǎn)生CO2比例為3：1。C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量酶1、若只產(chǎn)生CO2，不消耗O2，

細(xì)胞呼吸作用的方式及對(duì)應(yīng)點(diǎn)2、若產(chǎn)生的CO2比吸收的O2多，

細(xì)胞呼吸作用的方式及對(duì)應(yīng)區(qū)間3、若產(chǎn)生CO2與吸收的O2相等，細(xì)胞呼吸作用的方式及對(duì)應(yīng)區(qū)間??思考2、下圖表示某種植物的非綠色器官在不同氧濃度下CO2的釋放量的變化：只進(jìn)行無(wú)氧呼吸（A點(diǎn)）有氧呼吸與無(wú)氧呼吸同時(shí)存在。（AC段）只進(jìn)行有氧呼吸。（圖中C點(diǎn)以后）

①在呼吸作用原理的應(yīng)用中，若需要增強(qiáng)相關(guān)植物或器官的呼吸作用強(qiáng)度，可以采取供水、升溫、高氧、低CO2等措施；若需減弱呼吸作用強(qiáng)度，可以采?。焊稍?、低溫、低氧、高CO2等措施。

②糧食、蔬菜、水果在儲(chǔ)藏時(shí)都應(yīng)在低溫、低氧