5.3 細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用（第1課時）課件高一上學(xué)期生物人教版必修1

5.3細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用第1課時細(xì)胞呼吸方式和有氧呼吸第2課時

無氧呼吸及細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用第3課時影響細(xì)胞呼吸的因素及判斷細(xì)胞呼吸的方式本節(jié)目標(biāo)區(qū)別呼吸、呼吸運動和呼吸作用，進而理解呼吸作用的實質(zhì)01通過設(shè)計和實施應(yīng)用控制變量法探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，并總結(jié)細(xì)胞呼吸的類型02區(qū)別對比實驗和對照實驗03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)裝置通氣或進行震蕩，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生產(chǎn)葡萄酒時，卻要密封發(fā)酵。培養(yǎng)酵母菌酵母菌發(fā)酵問題探討討論：1.都是培養(yǎng)酵母菌，為什么有的需要通氣，有的需要密封？2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封發(fā)酵時，酵母菌將有機物轉(zhuǎn)化為酒精對它自身有什么意義？通氣可以給酵母菌提供呼吸所需要的氧氣，利于酵母菌進行旺盛的分裂。密封為了避免空氣進入，便于酵母菌在無氧條件下分解有機物產(chǎn)生酒精。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。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能量。問題探討發(fā)面中會有很多的小孔，保鮮膜上有水珠，而且在發(fā)面時，早期并沒有酒味，而后期會有酒味。1.發(fā)面主要與什么微生物有關(guān)？2.面團上的小孔是怎么產(chǎn)生的呢？保鮮膜上為什么會有水珠？3.為什么早期沒有酒味而后期會有酒味呢？細(xì)胞呼吸：是指有機物在細(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。酵母菌產(chǎn)生CO2和水后期無氧條件下產(chǎn)生酒精01細(xì)胞呼吸的實質(zhì)CO2O2CO2O2CO2O2O2O2CO2CO2肺泡細(xì)胞呼吸毛細(xì)血管O2呼吸呼吸：機體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。細(xì)胞呼吸是指有機物在細(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。細(xì)胞呼吸是否都需要氧氣呢？【注意】呼吸≠呼吸作用問題:

細(xì)胞呼吸是否一定需要氧呢？生物在有氧和無氧條件下是否都能進行細(xì)胞呼吸呢？請用實例來論證你的猜想。02探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式

生物類型：

代謝類型：

1.實驗材料：酵母菌單細(xì)胞真菌（真核生物）異養(yǎng)兼性厭氧菌（依賴外來有機物生活；

在有氧和無氧條件下都能生存）02探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗酵母菌有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物分別是什么?實驗組組A：有氧呼吸組組B：無氧呼吸組（對比實驗P92）如何控制有氧和無氧的條件？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？無氧CO2和酒精產(chǎn)生CO2有氧產(chǎn)生02探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實驗原理：CO2的檢測：1.通入澄清石灰水：澄清→混濁2.溴麝香草酚藍(lán)溶液：藍(lán)→綠→黃酒精的檢測：酒精+重鉻酸鉀濃硫酸由橙色變?yōu)榛揖G色根據(jù)石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時間長短。CO2產(chǎn)生的多少檢測：重鉻酸鉀在中的應(yīng)用——測酒駕具體做法：

讓司機呼出的氣體直接接觸到用濃硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，橙色的重鉻酸鉀會變成灰綠色的硫酸鉻01探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實驗步驟（2）實驗過程及現(xiàn)象無氧呼吸酵母菌培養(yǎng)液酵母菌培養(yǎng)液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液澄清的石灰水澄清的石灰水AB如何在通入空氣中去除CO2？B瓶應(yīng)封口放置一段時間后再連通澄清石灰水，為何？空氣有氧呼吸NaOH溶液可吸收空氣中的CO2。消耗瓶內(nèi)的氧氣，造成無氧環(huán)境。探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式01深入探究問題1煮沸：冷卻：除去溶液中的氧氣殺死雜菌避免高溫殺死酵母菌1.配制培養(yǎng)液時，葡萄糖溶液需煮沸冷卻后使用，目的是？探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式01深入探究問題2氣泵的作用：A瓶（NaOH溶液）的作用：C瓶（澄清石灰水）的作用：保證O2的充分供應(yīng)吸收空氣中的CO2，排除空氣中CO2對實驗結(jié)果的干擾檢測是否有CO2生成及生成多少可換為溴麝香草酚藍(lán)水溶液探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式01深入探究問題3D瓶應(yīng)封口放置一段時間，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，為什么？

讓酵母菌消耗完瓶中原有氧氣，創(chuàng)造無氧環(huán)境，從而保證通入石灰水中的CO2全部是由無氧呼吸產(chǎn)生的探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式01深入探究問題4因變量檢測時，先檢測CO2，再檢測酒精，為什么？避免無氧組中的酵母菌接觸氧氣探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式01實驗結(jié)果條件澄清石灰水/渾濁程度/出現(xiàn)的時間溴麝香草酚藍(lán)溶液/出現(xiàn)的時間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無氧變混濁／高／快變混濁／低／慢出現(xiàn)灰綠色不變灰綠色由藍(lán)變綠再變黃/長由藍(lán)變綠再變黃/短結(jié)果結(jié)論細(xì)胞呼吸有氧呼吸:產(chǎn)生大量二氧化碳和水無氧呼吸:產(chǎn)生酒精和少量二氧化碳絕大多數(shù)生物細(xì)胞呼吸的的主要形式都是有氧呼吸

酵母菌單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。01探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式01探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式本實驗中哪個是對照組，哪個是實驗組？

本實驗的兩組都是實驗組酵母菌10%NaOH澄清石灰水有氧呼吸裝置酵母菌澄清石灰水無氧呼吸裝置科學(xué)方法對比實驗（相互對照實驗）

設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗。02有氧呼吸1.概念：2.反應(yīng)的主要場所：線粒體細(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。02有氧呼吸外膜內(nèi)膜嵴基質(zhì)內(nèi)膜的某些部位向線粒體的內(nèi)腔折疊形成嵴，嵴使內(nèi)膜的表面積大大增加。線粒體的內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。02有氧呼吸思考：線粒體有哪些適應(yīng)有氧呼吸的結(jié)構(gòu)？02有氧呼吸細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的一種小分子物質(zhì)——NAD＋(氧化型輔酶Ⅰ)，實際上是電子和氫離子的載體，能夠與葡萄糖氧化過程中脫下來的氫離子和電子結(jié)合，形成NADH(還原型輔酶Ⅰ)。資料P93小字通常將NADH簡化為[H]，讀作還原氫NAD+NADH+He場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量場所：線粒體基質(zhì)物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：少量能量酶2C3H4O3

+6H2O6CO2+20[H]

+4[H]

C6H12O62丙酮酸（C3H4O3）酶場所：線粒體內(nèi)膜物質(zhì)變化：產(chǎn)能情況：大量能量24[H]+6O212H2O酶02有氧呼吸02有氧呼吸第一階段第二階段第三階段C6H12O6酶2丙酮酸+

4[H]+能量（少）葡萄糖的初步分解場所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)6CO2+

20[H]+能量（少）

2丙酮酸+6H2O酶丙酮酸徹底分解的場所線粒體基質(zhì)酶12H2O+大量能量24[H]+6O2[H]的氧化場所線粒體內(nèi)膜各階段特征比較：02有氧呼吸有氧呼吸總反應(yīng)式：物質(zhì)變化有機物（葡萄糖）無機物（CO2+H2O）能量變化有機物中穩(wěn)定的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能+散失的熱能C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶2870kJ/mol977.28kJ/mol1892.72kJ/mol02有氧呼吸1、C原子的運動軌跡C6H12O62C3H4O36CO

22、H原子的運動軌跡C6H12O64[H]2C3H4O3+6H2O20[H]12H2O3、O原子的運動軌跡C6H12O62C3H4O3+6H2O

6CO26O212H2O02有氧呼吸C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶問題1:

化學(xué)式前后的水分子能否抵消？如若不能，請說明理由？不能，①反應(yīng)物的水是在線粒體基質(zhì)中參與反應(yīng)的，而產(chǎn)物中的水在線粒體內(nèi)膜中產(chǎn)生；②反應(yīng)物中水在有氧呼吸第二階段被消耗，而產(chǎn)物水在有氧呼吸第三階段產(chǎn)生。02有氧呼吸有氧呼吸的能量利用特點1.在細(xì)胞內(nèi)，1mol的葡萄糖徹底氧化分解可以釋放出約為2870kJ的能量，可使977.28kJ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?

轉(zhuǎn)化效率=977.28kJ/2870kJ=34%產(chǎn)生ATP的mol數(shù)=977.28kJ/30.54kJ=32mol第1階段：2mol第2階段：2mol第3階段：28mol

1mol的葡萄糖2870KJ少部分儲存于ATP中大部分以熱能形式散失釋放能量977.28KJ02有氧呼吸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？有氧呼吸的能量利用特點區(qū)別：(1)有氧呼吸過程溫和(2)有機物中的能量經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)逐步釋放(3)有氧呼吸釋放的部分能量儲存在ATP中意義：可使有機物中的能量逐步轉(zhuǎn)移到ATP中，保證能量得到最充分的利用；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)易錯提示①反應(yīng)式中的能量不能寫成ATP，因為葡萄糖中的能量只有一部分儲存在ATP中。②反應(yīng)式前后的H2O不能消去。反應(yīng)過程中，在第二階段消耗了水，而第三階段生成了水。③反應(yīng)式中間不能用等號，要用箭頭。④反應(yīng)