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(共34张PPT)
5.3 细胞呼吸的原理和应用
细胞呼吸
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞内的有机物氧化分解，并释放能量的过程。
细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。
一、细胞呼吸
1.概念
2实质
3.有氧呼吸
葡萄糖
少量能量
2丙酮酸
6H2O
少量能量
12H2O
6O2
4[H]
20[H]
6CO2
细胞质基质
大量ATP
线粒体基质
24[H]
线粒体内膜
(1)有氧呼吸过程与场所
细胞质基质 线粒体
1.有氧呼吸
(1)过程图解
归纳 夯实必备知识
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
(2)写出有氧呼吸总反应式(标出氧元素的来源和去向)
_______________________________________。
注意：
反应式中写能量还是ATP
总反应式中的水能否消掉？
请在总反应式中标出各元素的来源和去路
请根据总反应式，总结有氧呼吸的概念
酶
C6H12O6
+6H2O
+6O2
6CO2+12H2O
+能量
1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放能量2870kJ。其977.28kJ储存在ATP分子中。
a.转化效率=977.28/2870=34%
b.产生ATPmol=977.28/30.54=32mol
在氧气的参与下，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CO2和H2O，释放能量，生产大量ATP的过程。
(3)有氧呼吸过程的总结
①[H]是指NADH(还原型辅酶Ⅰ)。
②有氧呼吸过程中，水的利用发生在 阶段，水的产生发生在 阶段，氧的利用发生在 阶段，CO2的产生发生在 阶段。因此，CO2中的氧来自 ，生成物水中的氧来自____。
③有氧呼吸过程的三个阶段都释放能量，释放能量最多的是 阶段。能产生[H]的步骤有 阶段，产生的[H]能与氧气结合形成水，并释放 。
④在有氧呼吸过程中[H]的转移途径为 、 到_____
_______；而NAD＋相反。
第二
第三
第二
葡萄糖和水
O2
第三
第一、二
大量能量
细胞质基质
线粒体基质
线粒
体内膜
第三
1.有氧呼吸与有机物在体外燃烧有什么不同？对生物体有何意义？
拓展 提升科学思维
提示　(1)与体外燃烧相比，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级释放；有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中，大部分以热能形式散失。
(2)对生物体的意义：使有机物中的能量逐步转移到ATP中，逐步缓慢释放能量，保证有机物中的能量得到最充分的利用，而且有利于维持细胞的相对稳定状态。
(1)过程
乳酸
酒精和CO2
4.无氧呼吸
概念：在没有氧气的参与下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。
(2)不同生物无氧呼吸产物类型及原因
乳酸
基因
酒精和CO2
酵母菌
2.“百米冲刺”后运动员感觉肌肉酸胀乏力的原因是什么？
提示　在无氧运动中，肌细胞因氧气不足，要靠乳酸发酵来获取能量，因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
3.无氧呼吸过程中能量的去路有哪些？
提示　(1)大部分储存在酒精或乳酸中。
(2)释放的能量中大部分以热能形式散失。
(3)释放的能量中少部分储存在ATP中。
4.若分解底物均为葡萄糖，则无氧运动中肌肉细胞CO2产生量大于O2消耗量，是否正确？为什么？
提示　不正确，由于人体细胞无氧呼吸不产生CO2，只有有氧呼吸才能产生CO2，因此肌肉细胞O2的消耗量都会与CO2的产生量相等。
有氧呼吸 无氧呼吸
区 别 场所 ___________________ 细胞质基质
条件 氧气，多种酶 无氧气，多种酶
物质变化 葡萄糖彻底氧化分解，生成CO2和H2O 葡萄糖分解不彻底，生成_____
或酒精和CO2
能量变化 释放大量能量，产生大量ATP 释放 能量，产生少量ATP
特点 受O2和温度等因素的影响 有氧气存在时，无氧呼吸受抑制
联系 二者第一阶段反应完全相同，并且都在细胞质基质中进行；本质都是氧化分解有机物、释放能量，产生ATP 3.无氧呼吸与有氧呼吸的比较
细胞质基质和线粒体
乳酸
少量
(1)源于必修1 P94“小字部分”：蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过 过程联系起来。
细胞呼吸还是生物代谢的枢纽
(2)源于必修1 P96“思维训练”：科学家就线粒体的起源，提出了一种解释：有一种真核细胞吞噬了原始的 ，二者在共同繁衍的过程中， 进化为宿主细胞内专门进行细胞呼吸的细胞器。
细胞呼吸
需氧细菌
需氧细菌
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
发面
酿葡萄酒
细胞呼吸
问题：酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精？
兼性厌氧
设计实验
自变量
因变量
有氧/无氧条件
是否产生CO2/酒精
通气/密封
用澄清石灰水、
重铬酸钾溶液检测
实验目的：探究酵母菌的细胞呼吸方式
细化：
CO2能使澄清石灰水变浑浊/使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄
酒精能使酸性重铬酸钾溶液由橙色变灰绿色
其它量保持一致
(4)本实验为对比实验，分析各种变量：
①自变量为 。
②因变量为_______________________________。CO2的鉴定：CO2可使___________变混浊，也可使 溶液由蓝变绿再变黄。酒精的鉴定：酒精与橙色的 溶液在 条件下发生化学反应，变成 色。
③无关变量： 等，要遵循 原则。
氧气的有无
CO2产生的速率；酒精产生的速率
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝
重铬酸钾
酸性
灰绿
温度、试剂用量
等量
活动：搭建实验装置
气泵
A
B
C
D
E
运用以上元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
有氧呼吸装置：甲同学 E-A-D；乙同学 ：E-C-A-D
无氧呼吸装置：甲同学 B-D；乙同学 ：B-D
去除空气中CO2，保证澄清石灰水变浑浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。
因变量的检测：
①CO2的检测
观察澄清石灰水变浑浊的快慢
或观察溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄的快慢。
②酒精的检测
一段时间后取A、B中样液，分别加入酸性重铬酸钾，观察是否有灰绿色出现。
①管口2与澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液的试剂瓶相连
②一组阀a打开，探究有氧条件下的呼吸方式；
另一组阀a关闭探究无氧条件下的呼吸方式
③实验结束后，打开阀b，通过管口3检测酒精的产生情况。
二、探究植物细胞的呼吸方式
吸收二氧化碳
呼吸作用消耗的氧气的体积
消耗的氧气和释放的二氧化碳的体积的差值
装置1 装置2 结果
着色液滴左移 着色液滴不动 ________________________________________________________
着色液滴不动 着色液滴右移 _________________________
着色液滴左移 着色液滴右移 ________________________________________
着色液滴不动 着色液滴不动 ______________________________________
(3)实验结果分析
判定呼吸方式时，底物一般是葡萄糖。分析如下：
只进行有氧呼吸或既进行有氧呼吸又进行产生乳酸的无氧呼吸
只进行产生酒精的无氧呼吸
既进行有氧呼吸又进行产生酒精的无氧呼吸
细胞已死亡或只进行产生乳酸的无氧呼吸
(4)为了排除环境因素对实验结果的干扰，需要设置对照实验，该对照组的设置方法是_____________________________________。
(5)若装置1、2中的着色液滴均左移，则可能的原因是________________
_______________________________。
在装置中装入煮熟的种子，其他条件不变
吸时，底物中除糖类外还含有脂肪
种子进行有氧呼
实验组中液滴的移动是由生物因素和非生物因素(如：温度、压强等)引起的。
对照组中液滴的移动只是由非生物因素引起的。
实验组
对照组
实验组
对照组
实验组单位时间内液滴左移a，若对照组单位时间内液滴左移b或右移c。
则由呼吸引起的液滴移动为：____________
a-b或a+c
条件
6CO2 + 12H2O+能量
C6H12O6+ 6H2O + 6O2
反应物
产物
酶
若你是一位农民，根据学习过的有关细胞呼吸的知识，谈一谈如何更好的储藏新鲜瓜果和干种子？影响细胞呼吸速率的因素有哪些？
三、细胞呼吸的影响因素及应用
1.内部因素
影响因素 规律 举例
遗传特性
生长发 育时期
器官类型
不同种类的植物呼吸速率不同
同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同
同一植物的不同器官呼吸速率不同
旱生植物的呼吸速率弱于水生植物；阴生植物的呼吸速率弱于阳生植物
幼苗期、开花期呼吸速率较高，成熟期呼吸速率较低
生殖器官的呼吸速率大于营养器官
2.外部因素
温度、氧气、二氧化碳浓度、含水量
1.温度
(1)影响(如图)：细胞呼吸是一系列酶促反应，温度通过影响 而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最
适温度一般在25～35 ℃之间。
酶的活性
(2)应用：
①低温储存食品。
②大棚栽培在夜间和阴天适当降温。
③温水和面发得快。
2.外部因素
请表示氧气浓度对有氧呼吸速率的影响曲线、氧气浓度对无氧呼吸（产酒精）速率的影响曲线以及氧气浓度对总呼吸速率的影响曲线
请阐述总呼吸速率曲线的含义（A点、B点、P点有何含义？）
2.氧气
2.氧气
(1)影响(如图)：O2是有氧呼吸所必需的，
且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
①O2浓度＝0时，只进行 。
②0无氧呼吸。
③O2浓度≥10%时，只进行 。
④O2浓度＝5%时，有机物消耗 。
无氧呼吸
有氧呼吸
最少
①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。
②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。
③低氧储存粮食、水果和蔬菜。
④选用透气的消毒纱布包扎伤口。
⑤提倡慢跑，防止肌细胞无氧呼吸产生 。
⑥稻田定期排水，防止 中毒，烂根死亡。
(2)应用：
乳酸
酒精
3.CO2浓度
(1)CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会____
(填“促进”或“抑制”)细胞呼吸的进行。
(2)应用：在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度。
抑制
4.含水量
(1)一定范围内，细胞中自由水含量越多，代谢越
____，细胞呼吸越强。
(2)应用：①粮食储存前要进行晒干处理。
②水果、蔬菜储存时保持一定的湿度。
旺盛
零上低温，低氧，干燥
零上低温，低氧，一定湿度

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