5.3 细胞呼吸的原理和应用 课件 (共55张PPT) 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

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5.3 细胞呼吸的原理和应用 课件 (共55张PPT) 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

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(共55张PPT)
课前背诵
1.线粒体的结构和功能是什么?
2.动物细胞中合成ATP的能量来源?
3.CO2鉴定试剂是什么?产生什么现象?
4.酒精的鉴定试剂是什么?产生什么现象?
内外两层膜;嵴 有氧呼吸的主要场所
细胞呼吸
澄清石灰水(变混浊)
溴麝香草酚蓝溶液(由蓝变绿再变黄)
酸性的重铬酸钾溶液(橙色变灰绿色)
导入新课
1.为什么加入活性酵母后面包会松软可口?
2.是什么让面包里面充满了“气室”?
第五章第3节
ATP的主要来源——
细胞呼吸
本节目标
1.探究酵母菌细胞呼吸的方式
2.说明有氧呼吸过程中物质与能量的变化
细胞呼吸的方式有哪些呢?
探究:酵母菌细胞呼吸的方式
一、细胞呼吸方式
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌,便于用来探究细胞呼吸的不同方式。
酵母菌
酵母菌细胞是以何种方式进行呼吸的?
是一种单细胞真核生物
探究:酵母菌细胞呼吸的方式
(一)、实验原理
酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2 ,也能进行无氧呼吸产生酒精和CO2。
1、CO2的检测方法
(1)CO2使澄清石灰水变浑浊
(2)CO2使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
2、酒精的检测
橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。
探究:酵母菌细胞呼吸的方式
(二)、提出问题:
1.酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸,生成什么
(三)、作出假设:
1.酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸,产生CO2
2.在无氧情况下进行无氧呼吸,生成什么产物
2.在无氧情况下进行无氧呼吸,产生CO2和酒精。
创设反应条件
装置序号
A
B
检测CO2
 结果
检测酒精
澄清石灰水
结果
灰绿色
5%葡萄糖溶液
240ml
240ml
有氧
无氧
新鲜酵母菌
10g
10g
较混浊
稍混浊
酸性重铬酸钾溶液(橙色)
不变色
橡皮球
质量分数为10%的NaOH溶液
溴麝香草酚蓝溶液
B
B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶.
(四)、实验设计:
先观看视频,直观了解实验基本过程
讨论:
结合观看视频,全体起立5分钟讨论
导学案探究一的相关问题
之后选派小组成员上台展示答案
怎样控制有氧和无氧的条件?
2. 装置甲中的NaOH的作用是什么?
3. 此实验为什么没有对照组?
4.装置乙中B瓶为什么先密封放置一段时间?
5.如何比较CO2产生的多少?
怎样控制有氧和无氧的条件?
2. 装置甲中的NaOH的作用是什么?
3. 此实验为什么没有对照组?
用气泵通入氧气、密闭这两个手段控制的
充分吸收空气中的CO2,排除空气中CO2
对实验结果的干扰
两组都是实验组,形成对比
订正答案
对比实验:
设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。
对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
4.装置乙中B瓶为什么先密封放置一段时间?
5.如何比较CO2产生的多少?
澄清石灰水混浊程度和
溴麝香草酚蓝溶液变色速度
耗尽瓶中的氧气,保证无氧呼吸的进行
溴麝香草酚蓝溶液遇CO2的变色过程
检验方法
用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精
溶有重铬酸钾的浓硫酸
+ A装置的酵母菌滤液
+ B装置的酵母菌滤液
灰绿色
不变灰绿色
思考:重铬酸钾可以检测有无酒精存在。想一想,这一原理在日常生活中可以有什么用处?
这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒.
具体做法:让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾,如果呼出的气体中含有酒精,重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬.
结论、交流和应用:
酵母菌无氧呼吸产生了酒精。
应用:做面包时,酵母菌的细胞呼吸的方式主要是什么?酿酒时,酵母菌的细胞呼吸方式又是什么呢?
做面包时,酵母菌主要进行有氧呼吸。
酿酒时,酵母菌主要进行无氧呼吸。
酵母菌有氧呼吸产生大量CO2, 无氧呼吸产生少量的CO2。
呼吸类型:
有氧呼吸
无氧呼吸
(有O2参与)
(无O2参与)
(细胞呼吸的主要形式)
二、有氧呼吸
细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。
(细胞呼吸主要形式)
有氧呼吸的场所:细胞质基质、线粒体
第Ⅰ阶段
在细胞质基质中存在大量葡萄糖和能将葡萄糖分解为丙酮酸(C3H4O3)的酶
1葡萄糖→2C3H4O3+4[H]+少量能量
第一阶段 底物
产物
场所
反应性质
条件
葡萄糖
丙酮酸/【H】
细胞质基质
放能反应
酶催化/酶促反应
丙酮酸 / [H]
第Ⅱ阶段
线粒体基质中存在将丙酮酸
分解为二氧化碳的酶
2C3H4O3+6H2O→6CO2+20【H】+少量能量
第二阶段 底物
产物
场所
反应性质
条件
丙酮酸/水
二氧化碳/【H】
线粒体基质
放能反应
酶催化/酶促反应
线粒体
[ O2 ]
第Ⅲ阶段
线粒体内膜上附着有催化[H]与氧结合
生成水的酶
24[H](Ⅰ/Ⅱ阶段的[H])+6O2→12H2O+大量能量
第三阶段 底物
产物
场所
反应性质
条件
[H]/O2
H2O
线粒体内膜
放能反应
酶催化/酶促反应
线粒体
有氧呼吸的总反应式:
C6H12O6 +6O2 + 6H2O 6CO2 +12H2O+能量

物质变化:有机物 二氧化碳和水
能量变化:逐步转移至ATP;其余以热能形式散失
注意:1mol葡萄糖彻底分解释放2870 kJ能量,其中977.28 kJ转移到ATP
课堂小结
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
1.实验原理(酵母菌的优点、CO2和酒精的鉴定)
2.实验装置(NaOH的作用,无氧控制等)
3.实验结论
二、有氧呼吸
1.概念(都需要那些条件)
2.场所(主要在哪进行)
3.物质和能量变化
1、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸的氧原子,
18O转移的途径是 ( )
A. 葡萄糖 丙酮酸 水
B. 葡萄糖 丙酮酸 氧
C. 葡萄糖 氧 水
D. 葡萄糖 丙酮酸 二氧化碳
D
练一练
2、酵母菌进行有氧呼吸时产生CO2的场
所是 ( )
A. 细胞质基质 B. 叶绿体
C. 线粒体基质 D. 线粒体内膜
C
3. C6H12O6是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质, 将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容器内, 18O2进入细胞后, 最先出现的放射性化合物是 ( )
A. 丙酮酸 B. 乳酸
C. CO2 D. H2O
D
课前背诵
1.
2.
3.
4.
1葡萄糖

2丙酮酸+少量[H]
2丙酮酸

6H2O
→6CO2+大量[H]
[H]

6O2

12H2O
O2
通过三个环节葡萄糖
就被分解成
CO2和H2O
能源物质分解成
无机物并释放出能量
线粒体
第一阶段
第二阶段
第三阶段
有氧呼吸的过程
项目 阶段 场所 反应物 生成物 释放能量
ATP
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
线粒体
线粒体
丙酮酸、
H2O
C6H12O6
[H] 、O2
丙酮酸、[H]
CO2、[H]
H2O
少量
少量
大量
细胞呼吸(第二课时)
本节目标
1.概述无氧呼吸的方式和过程
2.说明无氧呼吸和有氧呼吸的异同
3.说明细胞呼吸原理在生产和生活中的应用
2C3H4O3 + 6H2O 6CO2 + 20[H] +2ATP

线粒体基质
第2阶段(线粒体基质)
第3阶段(线粒体内膜)
24[H](前两过程产) + 6O2 12H2O +34ATP

线粒体内膜
第1阶段:(细胞质基质)
1C6H12O6
2C3H4O3 + 4[H] + 2ATP

细胞基质
丙酮酸的生成
二氧化碳的生成
水的生成
概念:
细胞在 条件下,通过 的催化作用,把葡萄糖等有机物分解
为 ,释放 ,生成
的过程。
无氧

不彻底的氧化产物
少量能量
少量ATP
三、无氧呼吸
三、无氧呼吸
1、反应场所:细胞质基质
思考:反应过程?
1、无氧呼吸过程分几个阶段?
2、各阶段的物质如何变化?能量如何变化?
葡萄糖的初步分解
C6H12O6

2CH3COCOOH(丙酮酸)+ 4 [H] + 能量
(少量)
场所:细胞质基质

2.无氧呼吸反应过程:(以葡萄糖为例)
丙酮酸不彻底分解

2C3H6O3(乳酸)
场所:细胞质基质

2CH3COCOOH
(丙酮酸)
+ 4 [H]
A.
例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)
B.

2C2H5OH(酒精) + 2CO2
2CH3COCOOH
(丙酮酸)
+ 4 [H]
例:大多数植物(苹果储存久了、高等植物水淹等)、
酵母菌
物质变化:有机物 不彻底的氧化产物
能量变化:产物中还储存大量能量;
逐步转移至ATP;热能形式散失
3.无氧呼吸总反应式:
C6H12O6

2C3H6O3 + 少量能量
C6H12O6

2C2H5OH + 2CO2 +少量能量
跟进1.马铃薯块茎和苹果进行无氧呼吸时的产物分别是
A、乳酸和酒精
B、酒精和乳酸、二氧化碳
C、酒精、二氧化碳和乳酸
D、都是酒精
C
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
有氧呼吸
无氧呼吸
不同点
相同点
场所
条件
产物
能量
变化
联系
实质
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
需氧、酶
不需氧、需酶
CO2、H2O
酒精和CO2或乳酸
释放大量能量,合成
38ATP
释放少量能量,合成
2ATP
从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同,以后阶段不同
分解有机物,释放能量,合成ATP
归纳:
细胞呼吸:
有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成CO2或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程
物质燃烧也是物质的氧化分解,燃烧和细胞呼吸有何异同呢?
想一想
共同点:
都是物质的氧化分解;都能产生二氧化碳;都能释放出能量。
不同点:
燃烧 呼吸作用
环境 体外 细胞内
速度 快速 缓慢
四、呼吸作用的意义:
1、呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。
2、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。
影响细胞呼吸的因素:
C6H12O6 +6H2O +6O2

6CO2 +12H2O+能量
温度
温度、氧气、CO2、水
影响细胞呼吸的环境因素
1.温度
①影响呼吸酶的活性
最适温度时,
细胞呼吸最强;
超过或低于最适温度,
呼吸酶活性降低,细胞呼吸受抑制。
②应用
低温下贮存蔬菜、水果
(低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温)
影响细胞呼吸的环境因素
2.O2浓度
③应用:
适当降低氧气浓度延长蔬菜、水果的保鲜时间;
松土增加根的有氧呼吸等。
①无氧呼吸:
随O2浓度增大逐渐被抑制;
②有氧呼吸:
随O2浓度增大不断加强;
当O2浓度达到一定值后,随O2浓度增大,速率不再增加。
(受呼吸酶数量等因素的影响)
补充:CO2浓度
CO2浓度增加,呼吸作用的速率下降。
3.水
①在一定范围内,
随含水量的增加而加快,
随含水量的减少而减慢。
②应用:
种子晒干后再储存。
五、细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽,细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。
1.发酵技术
2.农业生产
3.粮食储藏和果蔬保鲜
现象1:选用透气消毒纱布或“创可贴”等敷料包扎伤口,为什么?
尝试运用所学知识,解释以下现象:
既为伤口敷上了药物,又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖,从而有利于伤口的痊愈。
现象2:为什么要经常对花盆里的土壤进行松土?
尝试运用所学知识,解释以下现象:
对板结的土壤及时进行松土透气,可以使根细胞进行充分的有氧呼吸。此外,松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,促使这些微生物对土壤中有机物的分解,从而有利于植物对无机盐的吸收。
农业生产
现象3:食物真空包装,有利于保鲜,为什么?
尝试运用所学知识,解释以下现象:
真空包装中,抽去空气以抑制呼吸作用,减少食物中营养成分的分解破坏。
果蔬保鲜和粮食贮藏
练习题:
1、生物的生命活动所需要的能量主要来自:
A、糖类的氧化分解
B、脂类的氧化分解
C、蛋白质的氧化分解
D、核酸的氧化分解
A
2、与有氧呼吸相比,无氧呼吸最主要的特点是
A、分解有机物
B、释放能量
C、需要酶催化
D、有机物分解不彻底
D
3、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中,适当延长保鲜时间的生理原因是
A、呼吸作用减弱
B、呼吸作用加强
C、光合作用减弱
D、促进了物质的分解
A
4、种在湖边的玉米,长期被水淹,生长不好,其原因是
A、根细胞吸收水分过多
B、营养缺乏
C、光合作用强度不够
D、细胞有氧呼吸受阻
D
补充改进1:
酵母菌液
澄清石灰水溶液
气泵
NaOH溶液
酵母菌液
澄清石灰水溶液
气泵
NaOH溶液
澄清石灰水溶液
有氧呼吸装置
改进
气泵
酵母菌液
酵母菌液
补充改进2:
检验能量的产生
有氧呼吸装置
无氧呼吸装置
嵴线粒体细胞的动力车间外膜[将其与细胞基质分隔开]↓内膜[有催化[H]与O2反应的酶]↓线粒体基质[有催化丙酮酸分解的酶]ATP的主要来源

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