必修1生物新教材人教 5.3细胞呼吸的原理和应用.pptx

1、酵母菌细胞富含蛋白质酵母菌细胞富含蛋白质, ,可以用作饲料添加剂。在利用可以用作饲料添加剂。在利用 在培养酵母菌在培养酵母菌用作饲料添加剂时用作饲料添加剂时, ,要给培养装置通气或要给培养装置通气或 进行振荡进行振荡, ,以利于酵母菌大量繁殖。以利于酵母菌大量繁殖。酵母菌酵母菌生产葡萄酒生产葡萄酒 时时, ,却需要密封发酵却需要密封发酵。 问题探讨问题探讨 1.1.培养酵母菌培养酵母菌, ,为什么有的需要通气为什么有的需要通气, ,有的却需要密封有的却需要密封? ? 2.2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖为什么通气有利于酵母菌大量繁殖? ? 3.3.在密封发酵时在密封发酵时, ,酵母菌将有机物

2、转化为酒精对它自身有酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有 什么意义什么意义? ? 讨论讨论: : 第第3 3节节 细胞呼吸的原理和应用细胞呼吸的原理和应用 一、探究一、探究酵酵母菌细胞呼吸的方式母菌细胞呼吸的方式 呼吸作用的实质是细胞内呼吸作用的实质是细胞内有机物氧化分解有机物氧化分解， 并并释放能量释放能量。因此也叫。因此也叫细胞呼吸。细胞呼吸。 细胞细胞膜膜 细胞质细胞质 细胞核细胞核 细胞壁细胞壁 液泡液泡 一一种单细胞的真菌（真核生物），种单细胞的真菌（真核生物），在在有氧和有氧和 无氧无氧条条件下都能生存，属于兼性厌氧菌件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 酵母菌：酵母菌： 生生长周期长周期

3、短短，增增殖速度殖速度快快 探究探究: : 1.1.提出问题提出问题 2.2.作出假设作出假设 3.3.设设计实验计实验 5.5.得得出结论出结论 6.6.表达交流表达交流 4.4.进行实验进行实验 酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物 分别是什么？分别是什么？ 3.3.设计并进行试验设计并进行试验 3.3.设设计实验计实验 实实验目的验目的 自变量、因变量分别是什么？自变量、因变量分别是什么？ 怎样鉴定因变量怎样鉴定因变量？ 变变量量 自变量自变量: : 因变量因变量: : 无关变量无关变量: : 细胞呼吸的条件细胞呼吸的条件 细胞呼吸的产物细胞呼吸的产物 有氧有氧

4、无氧无氧 影响实验结果的可变因素影响实验结果的可变因素 酒精、酒精、COCO2 2 保证酵母菌在整个实验过程中正常生活保证酵母菌在整个实验过程中正常生活 COCO2 2的检的检 测：测： 1.1.通入澄清的石灰水：通入澄清的石灰水：澄清澄清浑浊浑浊 2.2.溴麝香草酚蓝水溶液：溴麝香草酚蓝水溶液：蓝蓝 绿绿黄黄 3.3.设计并进行试验设计并进行试验 3.3.设设计实验计实验 实实验原理验原理 COCO2 2多少：石灰水多少：石灰水浑浊程度浑浊程度或或产生产生浑浊的快慢浑浊的快慢或或 由由蓝蓝绿绿黄黄所需时间长短所需时间长短 酒精的检测：酒精的检测： 橙色的重铬酸钾溶液在橙色的重铬酸钾溶液在酸性

5、酸性下与酒精下与酒精 发生反应：发生反应： 橙色橙色灰绿色灰绿色 思考：重铬酸钾在生活中的应用思考：重铬酸钾在生活中的应用 呼气式酒精检测仪（酒精气体传感器）：呼气式酒精检测仪（酒精气体传感器）： 设设计实验装计实验装置置 吸收通入空吸收通入空 气中的气中的COCO2 2 封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接？接？ （使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境） 实验开始：实验开始：A A装置（装置（3535C)C) 3.3.设计并进行试验设计并进行试验 4.4.进行实验进行实验 实验开始：实验开始：B B装置（装置（

6、3535C)C) A A装置（装置（3535C) C) B B装置（装置（3535C)C) 实验进行实验进行3 3小时小时 溴麝香草酚蓝水溶液：溴麝香草酚蓝水溶液：蓝蓝 绿绿黄黄 用用溶有重铬酸钾溶有重铬酸钾的的浓硫酸浓硫酸检测酒精检测酒精 溶有重铬酸溶有重铬酸 钾的浓硫酸钾的浓硫酸 + +A A装置装置的的2ml2ml酵酵母菌滤液母菌滤液 + +B B装置装置的的2ml2ml酵酵母菌滤液母菌滤液 灰绿色灰绿色 不变灰绿色不变灰绿色 实实验现象验现象： 条件条件 澄清石灰水澄清石灰水/ /出现的时间出现的时间 重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液 有氧有氧 无氧无氧 变混浊快变混浊快 不出现

7、灰绿色不出现灰绿色 变混浊慢变混浊慢 出现灰绿色出现灰绿色 2 2、有氧呼吸有氧呼吸产生产生大量大量COCO2 2， ， 无氧呼吸 无氧呼吸产生产生少量少量COCO2 2。 。 1 1、酵母菌、酵母菌有氧呼吸有氧呼吸产生产生COCO2 2，无无氧呼吸氧呼吸产生产生COCO2 2和酒精和酒精。 5.5.得出结论得出结论 对比实验对比实验 一、细胞呼吸的方式一、细胞呼吸的方式 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 有氧呼吸有氧呼吸是细胞呼吸的是细胞呼吸的主要方式主要方式。 （一）有氧呼吸（一）有氧呼吸 外膜外膜 内膜内膜 基质基质 嵴嵴 1 1、主、主要要场所：场所： 线粒体线粒体 细胞细胞 C C

8、6 6H H12 12O O6 6 能量（少量）能量（少量） 2 2丙酮酸丙酮酸 （2C2C3 3H H4 4O O3 3 ） 4H4H 酶酶 6H6H2 2O O 能量（少量）能量（少量） 20H 20H 酶酶 6CO6CO2 2 12H12H2 2O+O+能量（大量）能量（大量） 酶酶 6O6O2 2 细胞质基质细胞质基质 第一阶段第一阶段 第三阶段第三阶段 第二阶段第二阶段 线粒体线粒体 （主要）（主要） 2 2、过、过程程 C C6 6H H12 12O O6 6 +4H+4H 酶酶 细胞质基质细胞质基质 第二阶段：第二阶段： +6H+6H2 2O O 酶酶 6CO6CO2 2+20H

9、+20H 线粒体基质线粒体基质 第三阶段：第三阶段： 24H24H+6O+6O2 2 酶酶 12H12H2 2O O 线粒体内膜线粒体内膜 葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解 丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解 H H的氧化的氧化 酶酶 C6H12O6+6H2O +6O26CO2+12H2O +能量能量 3. 3. 总反应式：总反应式： C C6 6H H12 12O O6 6 酶酶 2C2C3 3H H4 4O O3 3 4 4【H H】能量能量( (少量少量)2ATP)2ATP 24 24【H H】+6O+6O2 2 12H12H2 2O O+ +能量能量（大量（大量) ) 酶酶 2C2C3 3H

10、 H4 4O O3 3+6H+6H2 2O O 6CO6CO2 22020【H H】能量能量（少量）（少量） 酶酶 思考：思考：此过程中原子转移途径？此过程中原子转移途径？ C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量 以以上反应式中的上反应式中的能量能量能否写成能否写成ATPATP？ 能量（能量（2870kJ2870kJ） 997.28KJ997.28KJ 其余以其余以热能热能形式散失形式散失 ATPATP 酶酶 1moL1moL 3232 34.75%34.75% 绝大多数绝大多数以以热能热能形式散

11、失形式散失 4 4、有、有氧呼吸概念：氧呼吸概念： 细胞在细胞在_的参与下，通过的参与下，通过_的催化作的催化作 用，把用，把_等有机物等有机物_，产，产 生生_和和_，释放，释放_,_,生成生成_ 的过程。的过程。 氧氧多种酶多种酶 葡萄糖葡萄糖 COCO2 2 H H2 2O O 能量能量 彻底氧化分解彻底氧化分解 大量大量ATPATP 下下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：列分别属于有氧呼吸的第几阶段： 产生产生COCO2 2的阶段（）的阶段（） 产生产生H H2 2O O的阶段（）的阶段（） 氧气参与的阶段（）氧气参与的阶段（） 产生产生ATPATP的阶段（的阶段（ ） 产生产生ATPAT

12、P最多的阶段（）最多的阶段（） 二二 三三 三三 一、二、三一、二、三 三三 小试牛刀小试牛刀 （二）、（二）、无无氧呼氧呼吸吸 第第一一阶段阶段 第二阶第二阶段段 2 2、过、过程程 1 1、场所：、场所：细胞质基质细胞质基质 C C6 6H H12 12O O6 6 酶酶 C C6 6H H12 12O O6 6 2 2C C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 2+ +能量能量 2 2C C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+ + 能量能量 酶酶 酵酵母菌和大多数的植母菌和大多数的植物物 乳酸乳酸菌菌、动物动物肌肌细细胞胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米及

13、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚胚 3 3、反、反应式：应式： 4 4、无无氧呼吸的概念氧呼吸的概念 在在没有没有氧氧参与的情况下参与的情况下，葡，葡萄糖等有机萄糖等有机物物经经 过过不完全不完全分分解解，释，释放放少量能少量能量量并并生生成成ATPATP的过程。的过程。 二、二、细细胞呼胞呼吸吸( (呼呼吸作吸作用用) )概念概念 是是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分指有机物在细胞内经过一系列的氧化分 解，解，生成生成COCO2 2或其他物质，释放出能量并生成或其他物质，释放出能量并生成 ATPATP的过程。的过程。 为为生物体提供能量生物体提供能量, ,还是生物体代谢的枢纽还是生物体代谢的枢

14、纽。 三、三、细细胞呼胞呼吸吸意义意义 COCO2 2 O O2 2 COCO2 2 O O2 2 COCO2 2 O O2 2 O O2 2 O O2 2 COCO2 2 COCO2 2 肺泡肺泡 细胞呼吸细胞呼吸 毛细血管毛细血管 O O2 2 呼吸呼吸 呼吸呼吸：机机体与环境之间体与环境之间O O2 2和和COCO2 2交换的过程交换的过程。 呼吸和呼吸作用的区别呼吸和呼吸作用的区别 四四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较 共共 同同 点点 实质：实质： 过程：过程： 葡葡 萄萄 糖糖 丙丙 酮酮 酸酸 有氧有氧 无氧无氧 COCO2 2 + H + H2 2O + O

15、+ 能量（大量）能量（大量） C C2 2H H3 3OH+COOH+CO2 2 + + 能量（少量）能量（少量） C C3 3H H6 6O O3 3 + + 能量（少量）能量（少量） 氧化分解有机物，释放能量氧化分解有机物，释放能量 都有丙酮酸（中间产物）的生成都有丙酮酸（中间产物）的生成 四、四、有氧呼吸和无氧呼有氧呼吸和无氧呼吸的比较吸的比较 有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸 不不 同同 点点 场所场所 条件条件 分解分解 程度程度 产物产物 能量能量 释放释放 相相 同同 点点 本质本质 联系联系 五五、细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 1 1 、在在酿酒业上的应用：酿酒业上的应

16、用：先通气，让酵母菌进行先通气，让酵母菌进行 有氧有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其 发发酵，产生酒精。酵，产生酒精。 2 2 、在在农业生产上：农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧中耕松土，促进根系的有氧 呼吸呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收 3 3 、在在医学上：医学上：利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌 氧型氧型细菌的繁殖细菌的繁殖 4 4、在在物质的储存时：物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼控制氧气的浓度，抑制其呼 吸吸作用，减少有机物的消耗。作用，减少有机物的消耗。 6

17、O6O2 2 酶酶3 3 12H12H2 2O O 34ATP34ATP 20H20H 6CO6CO2 2 2ATP2ATP 酶酶2 2 线粒体线粒体 C C6 6H H12 12O O6 6 C C3 3H H4 4O O3 3（丙酮酸）（丙酮酸） 细胞质基质细胞质基质 酶酶1 1 4H4H 2ATP2ATP 6H6H2 2O O 看图再说话：看图再说话：影响呼吸作用的外界因素有哪些？影响呼吸作用的外界因素有哪些？ 氧气浓度氧气浓度-原料原料越多越多促进促进反应反应 二氧化碳二氧化碳-产物产物越多越多抑制抑制反应反应 温度温度-影响酶活性影响酶活性 水水-自由水越多代谢越快自由水越多代谢越快

18、 六、影六、影响细胞呼吸因响细胞呼吸因素素 1 1、温度：、温度：通过影响酶的活性通过影响酶的活性影响影响呼吸作用强度呼吸作用强度 应应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间 温度温度 呼呼 吸吸 速速 率率 一、外部因素一、外部因素（温度、氧气浓度、二氧化碳浓温度、氧气浓度、二氧化碳浓 度、含水量度、含水量) ) 2 2、O O2 2浓度浓度 COCO2 2释释 放放 O O2 2吸收吸收 O O2 2浓度浓度 气体气体 交换交换 相对相对 值值 a a 细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）细胞呼吸类型的判断（以酵母为例） 若只产生若只产生CO2，不

19、消耗，不消耗O2， 则只进行无氧呼吸。则只进行无氧呼吸。 若产生的若产生的CO2的摩尔数比的摩尔数比 吸收吸收O2的摩尔数多，则两的摩尔数多，则两 种呼吸同时并存种呼吸同时并存 若产生若产生COCO2 2的摩尔数与吸收的摩尔数与吸收 O O2 2的摩尔数相等，则只进的摩尔数相等，则只进 行有氧呼吸行有氧呼吸 O O2 2% % COCO2 2释放量 释放量 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 A B C D COCO2 2的总量的总量 5 10 15 20 25 A A点点 ACAC段段 C C点以后点以后 B B点点 表示无氧呼吸与有氧呼吸表示无氧呼吸与有氧呼吸CO2CO2释放量相等释放量相

20、等 D D点点 O2O2浓度超过一定值（浓度超过一定值（10%10%）以上时，无氧呼吸消失。）以上时，无氧呼吸消失。 E E E点点 COCO2 2释放释放量最少，有机物消耗最少量最少，有机物消耗最少。 实验组实验组对照组对照组 结结 论论 装置装置 结果结果1 1 结果结果2 2 结果结果3 3 酵母菌酵母菌NaoHNaoH溶溶 液液 酵母菌酵母菌清水清水 只进行有只进行有 氧呼吸氧呼吸 只进行无氧只进行无氧 呼吸呼吸 二者都有二者都有 不移动不移动左移左移 不移动不移动 右移右移 左移左移右移右移 如何用实验方法判定如何用实验方法判定有氧呼吸有氧呼吸和和无氧呼吸无氧呼吸呢？呢？ 3 3、C

21、O2CO2浓度：浓度：增加浓度抑制呼吸有良好的保鲜增加浓度抑制呼吸有良好的保鲜 效果。效果。 4 4、水：、水：自由水含量越高呼吸作用越快。自由水含量越高呼吸作用越快。 二、内部因素二、内部因素 1.1.不同生物，细胞呼吸速率不同。如：阴生不同生物，细胞呼吸速率不同。如：阴生 阳生阳生 2.2.不同发育时期，细胞呼吸速率不同。如：成熟不同发育时期，细胞呼吸速率不同。如：成熟 开花开花 3.3.同一个体的不同器官，细胞呼吸速率不同。同一个体的不同器官，细胞呼吸速率不同。 如：皮肤如：皮肤 肝脏肝脏 注：第一种情况是由于遗传物质不同引起的；第二、注：第一种情况是由于遗传物质不同引起的；第二、 三种情况是由于基因的选择性表达引起的。三种情况是由于基因的选择性表达引起的。