资源简介

(共40张PPT)
第3节 细胞呼吸的原理和应用
5.3细胞呼吸的原理和应用(共39张PPT)
5.3细胞呼吸的原理和应用(共39张PPT)
第5章 细胞的能量供应和利用
本节聚焦：
1.细胞呼吸过程中能量是怎样转化的？
2.有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点？
3.细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用？
糖类中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP
生物体生命活动所需的直接能源物质
生物体生命活动的主要能源物质
糖类
ATP
细胞呼吸
呼吸： 机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
对比
“呼吸”和“呼吸作用”的区别
呼吸作用的实质是细胞内的有机物氧化分解，并释放能量，因此也叫细胞呼吸。
细胞呼吸是否都需要氧？
生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
酵母菌在有氧和无氧条件下均能生存，属于兼性厌氧菌。
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌：单细胞真菌
繁殖方式：
出芽生殖
一、细胞呼吸的方式
1.提出问题
2.作出假设
3.设计实验
5.分析结果
得出结论
6.表达交流
4.进行实验
酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物分别是什么？
与生活联系：做馒头、面包或酿酒，都是利用酵母菌的呼吸作用。
做馒头、面包→
酿酒→
酵母菌呼吸作用产生的CO2，使面团变得蓬松
酵母菌呼吸作用会产生酒精。
CO2、酒精是在有氧还是无氧条件下产生的呢？
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌在有氧条件下产生CO2。
酵母菌在无氧条件下产生酒精和CO2。
3.设计并进行试验
设计实验
本实验的自变量、因变量分别是什么？
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件（有氧/无氧）
细胞呼吸的产物（酒精/CO2)
酵母菌培养液的量、 培养温度、培养时间、pH
探究：
酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物分别是什么？
（25—35℃）
①怎样控制有氧和无氧条件？
③怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？
②怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活？
有氧条件——通气；无氧条件——密封
提供适宜温度、pH和营养条件
CO2的检测：
如何检测CO2的量？
酒精的检测
橙色的 在 条件下与酒精发生反应,
橙色变成 。
思考：重铬酸钾在生活中的应用
石灰水的浑浊程度
溴麝香草酚蓝溶液由蓝→绿→黄的时间长短
CO2传感器
CO2使 变浑浊
CO2使 由 变 再变 。
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝水溶液
蓝
绿
黄
重铬酸钾
酸性
灰绿色
初 始
有氧装置
无氧装置
相同时间后
进行实验
一）检测CO2的生成
接橡皮球（或气泵）
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
B瓶应封口放置一段时间后，再连接盛有澄清石灰水的锥形瓶。
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
有氧条件
无氧条件
实验装置
耗尽瓶内的O2，确保通入石灰水中的CO2来自于无氧呼吸
除去空气中的CO2，保证检测到的CO2是由酵母菌呼吸作用产生的。
鉴定CO2
目的
鉴定CO2
(有氧)
(无氧)
二）检测的酒精生成
A组
B组
橙色
橙色
2ml
A瓶酵母菌培养液
灰绿色
进行实验
0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液
2ml
B瓶酵母菌培养液
检测项目 检测二氧化碳 检测酒精
指标 澄清石灰水是否变浑浊/溴麝香草酚蓝溶液变黄的时间长短 酸性的重铬酸钾溶液是否变成灰绿色
有氧条件
无氧条件
变混浊／快
不出现灰绿色
变混浊／慢
出现灰绿色
实验结果:
实验结论:
分析结果,得出结论
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。
在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2和水；
在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。
酵母菌的细胞呼吸的方式
有氧呼吸
无氧呼吸
大量实验证实，细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸。
科学方法：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。
本节探究实验中，需要设置有氧和无氧两种条件来探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
A
10% NaOH
酵母菌培养液
澄清石灰水
B
酵母菌培养液
澄清石灰水
接橡皮球（或气泵）
实验组
实验组
外膜
基质
线粒体具有内、外两层膜，内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴，嵴使内膜的表面积大大增加。嵴的周围充满了液态的基质。线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
内膜向内折叠形成嵴
（增大膜面积）
嵴
内膜
二、有氧呼吸
（含有少量DNA和RNA、核糖体）
有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，
线粒体是有氧呼吸的主要场所。
线粒体
有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖，反应式如下：
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 → 6 CO2+ 12 H2O+能量
酶
第一阶段
（细胞质基质）
第二阶段
（线粒体基质）
（线粒体内膜）
4
20
2
C6H12O6
酶
+ [H] +少量能量
C3H4O3
第三阶段
6
6
+ H2O
酶
2C3H4O3
CO2 + [H] + 少量能量
12
6
酶
H2O +大量能量
24[H] + O2
2. 有氧呼吸过程
（丙酮酸）
一
二
三
二
三
各阶段
大部分以热能的形式散失
少部分用来合成ATP
碳原子的转移？
葡萄糖→丙酮酸→CO2
能量、ATP、[H]的产生情况？
有氧呼吸
PART ONE
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释放
能量
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
丙酮酸、H2O
CO2、[H]
少量
[H]、O2
H2O
大量
线粒体基质
线粒体内膜
二、有氧呼吸
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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，同时生成大量ATP的过程。
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 → 6 CO2+ 12 H2O+能量
酶
大部分以热能的形式散失
少部分用来合成ATP
细胞质基质、线粒体
1.发生场所：
2.实质：
物质变化：
能量变化：
有机物（葡萄糖）→ 无机物（CO2+H2O）
有机物中稳定的化学能 →热能 + ATP中活跃的化学能
同有机物在生物体外的燃烧不同，有氧呼吸具有不同的特点：有氧呼吸过程温和；有机物中的能量经过一系列的化学反应逐步释放；这些有能量有一部分储存在ATP中。
1.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解可以释放出2870KJ的能量，可使977.28KJ左右的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转化效率大约是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？
有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。1mol葡萄糖能够使32molADP分子转化为ATP分子。
2.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？
保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定状态。
教材P93 思考·讨论
三、无氧呼吸
第一阶段：
第二阶段：
2.总反应式
2
C3H6O3(乳酸)
+ 4 [H]
2C3H4O3
2
2
CO2 + C2H5OH(酒精)
酶
酶
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
1.场所：
细胞质基质
4
2
C6H12O6
酶
+ [H] +少量能量
C3H4O3
(丙酮酸）
无氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖
能量、ATP、[H]的产生情况？
不同生物无氧呼吸产物不同，直接原因？
高等动物、乳酸菌
高等植物的某些器官（玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等）
大多数植物、酵母菌
C6H12O6
酶
2C3H6O3(乳酸)
+ 少量能量
C6H12O6
2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
酶
在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程，就是无氧呼吸。
三、无氧呼吸
细胞呼吸的意义:
1.为生物体提供能量;
2.生物体代谢的枢纽。
蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
细胞呼吸(呼吸作用)概念:
指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。
比较：有氧呼吸 vs 无氧呼吸
项目 有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 反应条件
场所
产物
能量
特点
相同点 实质 意义 联系 细胞质基质、线粒体
氧气、多种酶
细胞质基质
不需要氧气，需要多种酶
释放大量能量
释放少量能量
有机物彻底氧化分解，
能量完全释放
有机物没有彻底氧化分解，
能量未完全释放（储存在？）
分解有机物，释放能量
①为生物体提供能量
②生物体代谢的枢纽,为体内其他化合物的合成提供原料
第一阶段完全相同，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化来的
CO2和H2O
酒精和CO2或乳酸
【大型选择题】
下列关于细胞呼吸的说法，正确的是（ ）
A.线粒体是蛔虫细胞进行呼吸的主要场所。
B.人体产生的CO2一定来自于有氧呼吸。
C.人剧烈运动时骨骼肌能同时产生乳酸和CO2。
D.有氧呼吸和无氧呼吸都只能分解葡萄糖。
E.有氧呼吸的发生必须有线粒体的参与。
F.真核生物有氧呼吸的发生必须有线粒体的参与。
G.线粒体是有氧呼吸的主要场所。
H.无氧呼吸在第一第二阶段都能合成少量ATP。
I.无氧呼吸过程中有机物的能量大部分以热能的形式散失。
J.无氧呼吸过程中释放的能量,大部分以热能的形式散失。
BCFGJ
×
×
×
×
×
√
√
√
√
√
第一阶段
第二阶段
第三阶段
丙酮酸
H2O
CO2
H2O
C2H5OH + CO2
丙酮酸
C2H5OH
CO2
CO2
C3H6O3(乳酸）
有氧呼吸：
无氧呼吸：
酒精发酵：
乳酸发酵：
请写出总反应式：
细胞呼吸类型的判断：
真核生物
（与糖类相比，脂肪的含H量高，含O量低，耗氧多）
【金版】P96
有氧呼吸：
无氧呼吸：
Q点:
P点:
QP段(不包含Q、P点):
【金版】P98
不消耗O2,只产生CO2 只进行无氧呼吸
消耗O2量=产生CO2量 只进行有氧呼吸
产生CO2量>消耗O2量
同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
根据有氧呼吸总反应式思考：影响呼吸作用的外界因素有哪些？
O2 浓度-----原料越多促进反应
CO2-----产物越多抑制反应
温度---影响酶活性
水---自由水越多代谢越快
5.3细胞呼吸的原理和应用(共39张PPT)
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2 → 6 CO2+ 12 H2O+能量
酶
四、影响细胞呼吸因素
1.温度：
通过影响酶活性来影响呼吸速率。
应用：贮存水果时，适当降低温度(零上低温）能延长保存时间
①最适温度:细胞呼吸最强。
②超过最适温度:呼吸酶活性降低，
甚至变性失活，
细胞呼吸受抑制。
③低于最适温度:呼吸酶活性下降，
细胞呼吸受抑制。
F
B
2.氧气
CO2释放总量
A
D
E
F点:有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2相等
C
掌握：三线、六点
B点:无氧呼吸消失
C点:有氧呼吸饱和点
（限制因素：酶的数量有限）
D点:CO2释放总量最少
（食物储存最佳点）
E点:无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸
A点:不消耗O2，只进行无氧呼吸
【金版】P97 2.
原理：O2是有氧呼吸所必需的，
O2对无氧呼吸有抑制作用。
4.CO2浓度
3.水
应用：储藏粮食、种子，应干燥储存，以减少呼吸消耗。
自由水含量越高呼吸作用越快。
应用：储藏粮食应适当增加CO2浓度,可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。
如：北方蔬菜的窖藏。
思考：怎样保存粮食和种子？蔬菜和水果呢？
粮食、种子：
蔬菜、水果：
干燥、低温、低氧
一定湿度、低温、低氧
目的？
降低呼吸作用，减少有机物的消耗。
五、细胞呼吸原理的应用
创造有氧环境，
防止厌氧菌的繁殖。
先通气，后密封。
先通气让酵母菌有氧呼吸，大量繁殖；
密封让酵母菌无氧呼吸产生酒精。
促进根部有氧呼吸，
有利于吸收无机盐等。
减弱水果、粮食的呼吸作用，以延长保质期
避免破伤风芽孢杆菌等进行无氧呼吸而大量繁殖，引起破伤风。
避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸大量积累会使肌肉酸胀乏力。
五、细胞呼吸原理的应用
1.在酿酒业上：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后密封，使其发酵，产生酒精。
3.在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根对矿质离子的吸收
2.在医学上：利用氧气抑制破伤风等厌氧菌的繁殖
4.在物质的储存时：采取低温、低氧，减弱呼吸作用，减少有机物的消耗。
五、细胞呼吸原理的应用
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振荡,以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时,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
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氧气，进行有氧呼吸，利于其进行旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。
在有氧条件下，酵母菌分解有机物释放的能量多，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，也会释放少量的能量，供生命活动利用。
课堂建构：
液滴移动法探究细胞呼吸方式：
(吸收CO2)
判断反应前后气体变化
动→一定有酒精发酵
不动→有氧呼吸/乳酸发酵
判断是否耗氧
动→ 一定有有氧呼吸
不动→ 一定没有有氧呼吸
现 象 结 论
装置一 装置二 不动 不动
不动 右移
左移 右移
左移 不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸/种子已死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸
同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸/
同时进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
装置二液滴会左移吗？
CO2
O2
CO2
O2
CO2
O2
O2
O2
CO2
CO2
肺泡
细胞呼吸
毛细血管
O2
呼吸
呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
呼吸和呼吸作用的区别

展开更多......

收起↑