2021新教材高中生物必修一53细胞呼吸的原理和应用(选考生物用)课件.pptx
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- 2021 新教材 高中生物 必修 53 细胞 呼吸 原理 应用 生物 课件
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1、新教材高中生物必修一5.3 细胞呼吸的原理和应用 1、生物体细胞生命活动的主要能源物质是什么?2、生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么?葡萄糖ATP 葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP的呢?复习提问呼吸作用(也叫细胞呼吸)酵母菌细胞富含蛋白质,可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用作饲料添加剂时,要给培养装置通气或进行震荡,以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时,却要密封发酵。问题探讨讨论:1.都是培养酵母菌,为什么有的需要通气,有的需要密封?2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖?3.在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义?通气可以给酵母菌提供呼吸
2、所需要的氧气,利于酵母菌进行旺盛的有丝分裂。密封为了避免空气进入,便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。问题探讨讨论:2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖?3.在密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义?在有氧条件下,酵母菌分解营养物质释放的能量多,这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。密封发酵时,酵母菌将有机物转化为酒精的同时,能为自己的生命活动提供能量。问题探讨呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解,并释放出能量,因此也叫细胞呼吸。问题探讨P A R T O N E单击添加标题细 胞 呼 吸 的 方 式细胞呼吸是否都需要氧?生细胞呼吸是否都需要氧?生
3、物在有氧和无氧条件下是否物在有氧和无氧条件下是否都进行细胞呼吸呢?都进行细胞呼吸呢?探究探究实践实践 探探究酵母菌细胞呼吸的方式究酵母菌细胞呼吸的方式设计实验设计实验酒精和酒精和COCO2 2是酵母菌在什么条件产生的是酵母菌在什么条件产生的(有氧?无氧?有氧?无氧?)提出问题提出问题进行实验进行实验验证假设、形成结论验证假设、形成结论CO2有氧有氧产生产生无氧无氧COCO2 2和酒精和酒精产生产生作出假设作出假设1.1.实实验原理:验原理:酵母菌是一种单细胞真菌,在酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧有氧和无氧条件条件下都能生存,属于下都能生存,属于兼性厌氧菌兼性厌氧菌。面包发酵面包发酵酿酒酿
4、酒酵母菌酵母菌一、探一、探究酵母菌细胞呼吸的方式究酵母菌细胞呼吸的方式 COCO2 2的检测:的检测:1.1.通入澄清石灰水:通入澄清石灰水:澄清澄清混浊混浊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 酒精的检测:酒精的检测:酒精酒精+重铬酸钾重铬酸钾 (K (K2 2CrCr2 2O O7 7)浓硫酸浓硫酸由由橙色橙色变为变为灰绿色灰绿色2 2.产物的鉴定方法产物的鉴定方法重铬酸钾在生活中的应用重铬酸钾在生活中的应用这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。交警用经交警用经硫酸硫酸处理过的处理过的重铬酸钾重铬酸钾胶体检测胶体检测司机呼出
5、的气体里是否含有司机呼出的气体里是否含有酒精酒精步骤一:配制酵母菌培养液步骤一:配制酵母菌培养液10g10g酵母菌酵母菌+240mL5%+240mL5%葡萄糖葡萄糖溶液溶液A A组组3 3、实验步骤B B组组 步骤二:步骤二:A A实验组实验组(有氧有氧情况下情况下)有什么作用?有什么作用?uNaOHNaOH能吸收空气中的能吸收空气中的COCO2 2,排除空气中排除空气中COCO2 2对实验的干扰对实验的干扰3 3、实验步骤通入空气步骤二:步骤二:B B实验组实验组(无氧无氧情况下情况下)B B瓶应封口放置一段时间后,再连通盛有瓶应封口放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,澄清石灰水的
6、锥形瓶,使使B B瓶中的氧气消耗完,瓶中的氧气消耗完,排除有氧呼吸的干扰排除有氧呼吸的干扰3 3、实验步骤步骤三:鉴定是否有步骤三:鉴定是否有 COCO2 2 产生产生;鉴定是否有鉴定是否有 酒精酒精 产生产生澄清石灰水是否变浑浊澄清石灰水是否变浑浊0.5ml0.5ml重铬酸钾重铬酸钾的的浓硫酸浓硫酸溶液,溶液,观察是否由观察是否由橙橙色变为色变为灰绿色灰绿色3 3、实验步骤条件条件澄清石灰水澄清石灰水/出现出现的时间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(A)(A)无氧无氧(B)(B)较混浊较混浊/快快无变化无变化混浊混浊/慢慢出现灰绿色出现灰绿色4.结果与分析 酵母菌在有氧和
7、无氧条件下均能进行细胞 呼吸,均能产生CO2 在有氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产 生大量的CO2。在无氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产 生酒精和少量的CO2。分析实验结果:5、结果与分析6、得出结论u酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸。u在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生了大量的CO2和H2O;u在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精,还产生少量的CO2。7、表达和交流(1)(1)葡萄糖要先葡萄糖要先煮沸煮沸,冷却冷却后才能加入,为什么?后才能加入,为什么?杀菌,排除其他细菌的影响杀菌,排除其他细菌的影响排出溶液中的氧气排出溶液中的氧气冷却才能保证不会高温杀死酵母细胞冷却才能保证
8、不会高温杀死酵母细胞巩固练习巩固练习 如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置以下说如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置以下说法中正确的是(法中正确的是()A A两个装置均需要在黑暗条件下进行两个装置均需要在黑暗条件下进行B B在装在装置乙置乙处取液体检测是否有酒精生成处取液体检测是否有酒精生成C C装置甲中装置甲中NaOHNaOH的作用是吸收的作用是吸收处的处的COCO2 2D D应让装置乙中应让装置乙中先放置一会再与先放置一会再与连接连接 D空气中空气中1、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指 在细胞内,经过由酶催化的一系列 ,生成 或其他产物,释放出 并生成 的过程。二、细胞呼吸(呼吸作用)有机
9、物氧化分解COCO2 2能量ATP2.2.细胞呼吸的方式呼吸作用有氧呼吸无氧呼吸(绝大多数生物(绝大多数生物的主要呼吸方式)的主要呼吸方式)外膜外膜内膜内膜嵴嵴基质基质(一)有氧呼吸线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构?线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构?有氧呼吸的主要场所有氧呼吸的主要场所含有与有氧呼吸有关的酶1.有氧呼吸概念:氧气多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解大量ATP(一)有氧呼吸2.2.有有氧呼吸过程:氧呼吸过程:a.a.发生部位:发生部位:b b过程:在酶催化下过程:在酶催化下1 1分子分子 分解为分解为2 2分分 子子,产生少量,产生少量 ,释放出少量,释放出少量 .a.a.发生部
10、位:线粒体的发生部位:线粒体的 中中b.b.过程:在酶的催化下,丙酮酸过程:在酶的催化下,丙酮酸(C(C3 3HH4 4OO3 3)和和_彻彻 底底分解成分解成和和,释放出少量的释放出少量的 a a.发生部位:线粒体发生部位:线粒体上上 b b.过程:在酶的催化下,前两阶段释放的过程:在酶的催化下,前两阶段释放的 和和 结合形成水,并释放出结合形成水,并释放出 ,和形成大量和形成大量 第一阶段:第一阶段:葡萄糖的葡萄糖的降解阶段降解阶段第二阶段:第二阶段:丙酮酸的丙酮酸的分解阶段分解阶段 第三阶第三阶段:段:H H和氧结和氧结合生成合生成水水葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸H能量能量基质基质水水CO2
11、H能量能量内膜内膜HO2ATP能量能量细胞质基质细胞质基质葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2C3H4O3(丙酮酸)(丙酮酸)+4 H+少量少量能量能量 丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO2+20 H+少量少量能量能量 2C3H4O3(丙酮酸)(丙酮酸)H的氧化的氧化酶酶12 H2O+大量大量能量能量 24H+6 O2+6 6 H H2 2O O有氧呼吸反应过程:(以有氧呼吸反应过程:(以葡萄糖葡萄糖为例)为例)场所:细胞质基质场所:细胞质基质场所:线粒体基质场所:线粒体基质场所:线粒体内膜场所:线粒体内膜(2ATP)(2ATP)(34ATP)热能热能热能热能热能热能葡萄糖
12、的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2C3H4O3(丙酮酸)(丙酮酸)+4 H+少量少量能量能量 丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO2+20 H+少量少量能量能量 2C3H4O3(丙酮酸)(丙酮酸)H的氧化的氧化酶酶12 H2O+大量大量能量能量 24H+6 O2+6 6 H H2 2O O有有氧呼吸的反应过程氧呼吸的反应过程(以(以葡萄糖葡萄糖为例)为例)场所:细胞质基质场所:细胞质基质场所:线粒体基质场所:线粒体基质场所:线粒体内膜场所:线粒体内膜二三阶段都在线粒体中进行,且第三阶段释放大量能量,所二三阶段都在线粒体中进行,且第三阶段释放大量能量,所以说线粒体是有氧呼吸的以说线
13、粒体是有氧呼吸的主要主要场所,是细胞的动力车间!场所,是细胞的动力车间!有氧呼吸的过程和场所:有氧呼吸的过程和场所:(一)细胞质基质(一)细胞质基质(二)线粒体基质(二)线粒体基质(三)线粒体内膜(三)线粒体内膜3.3.总反应式总反应式反应式两边的反应式两边的水能约掉吗?水能约掉吗?C6H12O6+6 H2O+6 O2酶酶6 CO2+12 H2O+能量能量说明:说明:(1)注意配平,有的计算要用到;注意配平,有的计算要用到;(2)追踪元素的来源与去向。追踪元素的来源与去向。(1)(1)产生的阶段是产生的阶段是?(2)(2)哪个阶段有水的生成哪个阶段有水的生成?(3)(3)哪个阶段释放出最多的能
14、量哪个阶段释放出最多的能量?(4)(4)氧气的参与是在哪个阶段?氧气的参与是在哪个阶段?(5)(5)产物产物 H2O 和和 CO2 中的中的O来自葡萄糖还是来自葡萄糖还是氧气?氧气?H2O 氧气氧气CO2 葡萄糖和水葡萄糖和水第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第一、二阶段第一、二阶段思考思考讨论讨论 有氧呼吸的能量利用特点有氧呼吸的能量利用特点1.1.在细胞内,在细胞内,1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解释放能葡萄糖彻底氧化分解释放能2870KJ2870KJ,可使可使977.28KJ977.28KJ左右的能量储存在左右的能量储存在ATPATP中,其余的能中,其余的能 量则以量则以
15、热能的形式散失热能的形式散失掉了。请你计算一下,有氧掉了。请你计算一下,有氧 呼吸的能量转化效率大约是多少?这些能量大约能呼吸的能量转化效率大约是多少?这些能量大约能 使多少使多少ADPADP转化为转化为ATPATP?有氧呼吸能量转换效率?有氧呼吸能量转换效率?使多少使多少molADPmolADP合成合成ATPATP?977.28kJ/30.54KJ=32mol977.28kJ/30.54KJ=32mol977.28kJ/2870kJ=34%977.28kJ/2870kJ=34%2.2.与燃烧迅速释放能量相比,有氧呼吸是逐级释放能与燃烧迅速释放能量相比,有氧呼吸是逐级释放能 量的,这对于生物体
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