5.3.1 细胞呼吸的原理和应用 ppt课件-2023新人教版（2019）必修第一册.pptx

1、细胞呼吸的原理和应用 摄入的是糖、脂肪等物质 直接供能的是ATP（“能量货币能量货币”）营养物质 ATP？ATP的含量少机体能量需求高ATP必须快速地生成谁能担此重任？线粒体与叶绿体的内共生起源学说线粒体与叶绿体的内共生起源学说呼吸作用和呼吸一样吗？O O2 2呼吸系统呼吸系统循环系统循环系统组织细胞组织细胞COCO2 2人体的呼吸只是表象，真实情况是细胞在呼吸。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的氧化分解有机物的氧化分解，并释放能量，并释放能量，也叫也叫细胞呼吸细胞呼吸。酵母菌细胞富含蛋白质，可以酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵母菌用用作饲料添加剂。在培养酵

2、母菌用作饲料添加剂时，要给培养装置通作饲料添加剂时，要给培养装置通气或进行振荡，以利于酵母菌大量气或进行振荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却需要密封发酵。却需要密封发酵。问题探讨讨论1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？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.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？酵母菌的电镜照片酵母菌的电镜照片一.细胞呼吸的方式 酵母菌是一类单细胞

3、真菌，它与人类的生酵母菌是一类单细胞真菌，它与人类的生活息息相关。做馒头、面包、酿酒等，都是利活息息相关。做馒头、面包、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。用酵母菌的呼吸作用。酵母菌在有氧和无氧的条件下都酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于能生存，属于兼性厌氧菌兼性厌氧菌，因此便于，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。用来研究细胞呼吸的不同方式。假设探究酵母菌细胞呼吸的方式探究 实践l 酵母菌的细胞呼吸是否一定需要酵母菌的细胞呼吸是否一定需要O2？l 人的呼吸作用会伴随产生人的呼吸作用会伴随产生CO2，酵母菌的细胞呼吸是否也，酵母菌的细胞呼吸是否也产生产生CO2？若细胞呼吸类型有多种，且均产

4、生？若细胞呼吸类型有多种，且均产生CO2，含量，含量上会不会有区别？上会不会有区别？l 面团撒上酵母密封发酵后，会有浓浓的酒精味儿，其呼吸面团撒上酵母密封发酵后，会有浓浓的酒精味儿，其呼吸作用是否可能产生酒精？作用是否可能产生酒精？l 如何通过实验验证上述猜想？产物如何让检测？如何通过实验验证上述猜想？产物如何让检测？实验设计 做做对比实验对比实验，设置两个或两个以上的实验组，通过对结，设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响。果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响。本实验设置两个实验组，分别为有氧和无氧环境，根据本实验设置两个实验组，分别为有氧和

5、无氧环境，根据实验结果来对酵母菌的呼吸方式。实验结果来对酵母菌的呼吸方式。接像皮接像皮球或气泵球或气泵质量分数为质量分数为10的的NaOH溶液溶液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水A组一酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水B组二接像皮接像皮球或气泵球或气泵质量分数为质量分数为10的的NaOH溶液溶液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水AB甲乙1.甲组和乙组分别模拟的什么条件？甲组和乙组分别模拟的什么条件？2.甲装置中甲装置中NaOH溶液的作用是什么？溶液的作用是什么？有氧和无氧，这也是实验的自变量。有氧和无氧，这也是实验的自

6、变量。去除空气中的去除空气中的CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的呼吸产生的CO2所致。所致。接像皮接像皮球或气泵球或气泵质量分数为质量分数为10的的NaOH溶液溶液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水AB甲乙3.澄清石灰水的作用？还可以用什么替代？澄清石灰水的作用？还可以用什么替代？应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。消耗完消耗完B瓶中的瓶中的O2，确保通过澄清石灰水的，确保通过澄清石灰水的CO2是无氧呼吸产生的。是无氧呼吸产

7、生的。4.为保证乙装置的无氧条件，为保证乙装置的无氧条件，B瓶需要需要做怎样的处理？瓶需要需要做怎样的处理？检验检验CO2的有无，的有无，CO2会使澄清石灰水变浑浊，也可会使澄清石灰水变浑浊，也可以让以让溴麝香草酚蓝水溶液溴麝香草酚蓝水溶液变成变成黄色黄色。接像皮接像皮球或气泵球或气泵质量分数为质量分数为10的的NaOH溶液溶液酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水AB橙色的重铬酸钾溶液橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精反应，变为在酸性条件下与酒精反应，变为灰绿色灰绿色。澄清石灰水变浑浊的程度和溴麝香草酚蓝水溶液变色的时间。澄清石灰水变浑浊的

8、程度和溴麝香草酚蓝水溶液变色的时间。5.酒精应该用什么检测？酒精应该用什么检测？6.如何区分（体现）如何区分（体现）CO2产生量的多少？产生量的多少？甲乙实验结论酵母菌在酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。有氧有氧条件下条件下产生大量产生大量CO2无氧无氧条件下条件下产生酒精产生酒精和和少量少量CO2l 酵母菌的酵母菌的呼吸类型呼吸类型有氧呼吸：有氧呼吸：无氧呼吸：无氧呼吸：C6H12O6O2大量大量CO2有氧呼吸有氧呼吸C6H12O6少量少量CO2无氧呼吸无氧呼吸C2H5OH 科学家根据大量的实验结果得出结论：细胞呼吸可分为科学家根据大量的实验结果得出

9、结论：细胞呼吸可分为有氧呼吸有氧呼吸和和无氧呼吸无氧呼吸两种类型。两种类型。对比实验：对照实验不仅包括对照组和实验组的对照，还包括多个实验组之间的对比(即通常说的相互对照实验)。所以，对比实验一定是对照实验，因为它符合单一变量原则，但是，对照实验不一定是对比实验，因为它还可能是空白对照组与单个实验组之间的对照。设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验，也叫相互对照实验。下图甲乙两组都是实验组，相互对照。科学方法细胞细胞在在 的参与下，通过的参与下，通过多种酶的催化作用多种酶的催化作用，把，把 等有机物等有机物彻底彻底 ，产生，产生

10、 ，释放能量释放能量，生成大量生成大量ATP的的过程。过程。二.有氧呼吸外膜外膜内膜内膜嵴嵴内膜向内折叠形成，嵴使得内内膜向内折叠形成，嵴使得内膜的变面积大大增加。膜的变面积大大增加。线粒体基质线粒体基质酶酶线粒体内膜和基质线粒体内膜和基质中含有许多种与有中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。氧呼吸有关的酶。对于绝大多数生物来说，有氧呼对于绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程吸是细胞呼吸的主要形式，这一过程必须有氧气的参与。有氧呼吸的必须有氧气的参与。有氧呼吸的主要主要场所是线粒体场所是线粒体。1.1.概念：概念：2.2.场所：场所：氧气氧气葡萄糖葡萄糖氧化分解氧化分解二氧化碳和

11、水二氧化碳和水C6H12O6C3H4O3 HC3H4O3H2OCO2+O2H2O+能量能量 有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，其过程十分复杂，可以概括地分为三个阶段，每个阶段都需要相应的酶来催化。第一阶段1分子葡萄糖分解为2分子丙酮酸，产生少量的H，并释放少量能量。不需要氧的参与。第二阶段C3H4O3和H2O彻底分解成CO2和H，并释放少量能量。不需要氧的直接参与。第三阶段前两个阶段产生的H，经过一系列化学反应，与O2结合形成H2O，同时释放大量能量。需要氧的直接参与。能量能量能量能量第一阶段第二阶段第三阶段ATP热能热能ATP热能热能ATP热能热能 H（细胞质基质）（细胞质基质）（线粒体基质）

12、（线粒体基质）（线粒体内膜）（线粒体内膜）C6H12O6 表示葡萄糖表示葡萄糖 C3H4O3 表示丙酮酸表示丙酮酸 H表示还原型辅酶表示还原型辅酶，写作，写作NADH，可转化为氧化型辅酶，可转化为氧化型辅酶，写作，写作NAD+l 仔细观察有氧呼吸的仔细观察有氧呼吸的过程图解，结合课本过程图解，结合课本上文字描述，尝试写上文字描述，尝试写出有氧呼吸的总反应出有氧呼吸的总反应式和分方程式。式和分方程式。3.3.过程：过程：H第一阶段第一阶段（细胞质基质）细胞质基质）第二阶段（线粒体基质）第二阶段（线粒体基质）第三阶段（线粒体内膜）第三阶段（线粒体内膜）2C3H4O3+4H+少量能量少量能量C6H1

13、2O6酶酶2C3H4O3+6H2O20H+6CO2+少量能量少量能量酶酶24H+6O212H2O+大量能量大量能量酶酶4.4.反应式：反应式：能量能量酶酶l 总反应式中反应物与生成物都有水分子，保留可更好体现有氧呼吸过程。总反应式中反应物与生成物都有水分子，保留可更好体现有氧呼吸过程。有氧呼吸场所反应物产物放能第一阶段葡萄糖的初步分解细胞质基质葡萄糖丙酮酸和H少量（2ATP）第二阶段丙酮酸的彻底分解线粒体基质丙酮酸和水H和CO2少量（2ATP）第三阶段还原氢的氧化线粒体内膜H和O2H2O 大量（34ATP）能量能量酶酶元素去向元素去向能量能量酶酶l 与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能

14、量的，这对于生与燃烧迅速释放能量相比，有氧呼吸是逐级释放能量的，这对于生物体来说具有什么意义？物体来说具有什么意义？可以使有机物中的能量逐步地转移到可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；中；能量能够缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。能量能够缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。概括地说，有氧呼吸是指细胞在概括地说，有氧呼吸是指细胞在_的参与下，通过多种的参与下，通过多种_的催化作用，把的催化作用，把_等有机物等有机物彻底氧化分解彻底氧化分解，产生，产生_，释放释放_，生成生成_的过程。的过程。同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：有同有机物在生物体外的燃

15、烧相比，有氧呼吸具有不同的特点：有氧呼吸是在氧呼吸是在温和的条件温和的条件下进行的；有机物中的下进行的；有机物中的能量能量是经过一系列是经过一系列的化学反应的化学反应逐步释放逐步释放的；这些能量有相当一部分的；这些能量有相当一部分储存在储存在ATP中中。维持体温维持体温的恒定等的恒定等为各项生命活动供能为各项生命活动供能氧气氧气酶酶葡萄糖葡萄糖CO2和和H2O能量（热能）能量（热能）大量能量大量能量1.生物体吸收的O2用于（）A.在线粒体内合成CO2B.在细胞质基质中与H结合生成水C.部分形成CO2，部分与H结合生成水D.在线粒体内与H结合生成水2.以葡萄糖为反应物进行有氧呼吸，下列错误的是（）A.产物CO2中的碳都来自参加反应的葡萄糖B.产物CO2中的氧都来自参加反应的葡萄糖和水C.产物水中的氢都来自参加反应的葡萄糖和水D.产物水中的氧都来自参加反应的葡萄糖和水DD