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(共42张PPT)
5.3细胞呼吸的原理和应用
酵母菌的电镜照片
酵母菌是一种什么生物？
单细胞真菌
兼性厌氧菌
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。
呼吸与呼吸作用（细胞呼吸）
作出假设：
提出问题：酵母菌在有氧、无氧条件下细胞呼吸情况如何？
发面
酿葡萄酒
CO2
酒精
设计实验：
实验思路：
分析变量
自变量：
因变量：
无关变量：
细胞呼吸的条件
细胞呼吸的产物
有氧
无氧
CO2
酒精
分别给酵母菌提供有氧、无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳。
温度（25-35℃）、葡萄糖溶液的浓度、
其它微生物的影响
气泵/橡皮球
密封
澄清石灰水
溴麝香草酚蓝水溶液
酸性重铬酸钾溶液
设计实验：
气泵
E
运用元件分别搭建有氧呼吸和无氧呼吸装置
C
质量分数为10%的NaOH 溶液
A
酵母菌
培养液
B
酵母菌
培养液
D
澄清的
石灰水
C
D
D
A
B
分析结果、得出结论：
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾-浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊/快
无变化
变混浊/慢
出现灰绿色
CO2的放出情况：
酒精产生的情况：
A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的CO2更多
A组没有酒精的产生，B组产生了酒精
酵母菌在有氧条件下，产生大量CO2
酵母菌在无氧条件下，产生酒精和少量CO2
有氧呼吸
无氧呼吸
细胞呼吸
表达与交流：
1、质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
吸收通入的空气中的CO2，排除无关变量，避免对实验结果造成干扰。
2、为什么B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B瓶中的氧气，确保使澄清石灰水便浑浊的CO2是由无氧呼吸产生的。
表达与交流：
3、检测酒精的具体做法？
先取2ml酵母菌培养液的滤液，再滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液。
注意：①不能反过来加，由于浓硫酸的性质，反过来加有危险。
②葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应：
4、为什么要将葡萄糖溶液煮沸再冷却后加入培养瓶中？
煮沸：①杀死溶液中的细菌，排除其他细菌影响
②排出溶液中的O2
冷却：避免高温将酵母菌杀死
将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
思考：本实验中哪个是对照组，哪个是实验组？
科学方法：对比实验
两组都是实验组
对比实验（相互对照实验）
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。
下图为“探究酵母菌的呼吸方式”的实验装置，有关叙述正确的是（　　)
学练结合
C
A．该实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，其中乙组作为对照组
B．若向B瓶和D瓶中加入酸性重铬酸钾溶液，则D瓶内的溶液会变黄
C．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来检测CO2的产生速率
D．若C瓶和E瓶中溶液都变混浊，不能据此判断酵母菌的呼吸方式
适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是（ ）
学练结合
A
D．
加入葡萄糖
并不断搅拌
A．
B．
C．
一、有氧呼吸
外膜
内膜
嵴
基质
1. 主要场所：
线粒体
嵴：增加内膜的表面积，
为酶提供附着位点。
线粒体内膜上和基质中含有许多与有氧呼吸有关的酶。
1、根据图5-9写出有氧呼吸各阶段的反应式。
2、完成思考 讨论：有氧呼吸的能量利用特点。
阅读P92-93“有氧呼吸”，完成以下问题：
自主阅读
一、有氧呼吸
2. 有氧呼吸过程：三阶段
C6H12O6
酶
C3H4O3 +4 [H] + 少量能量
丙酮酸
2
6 CO2+20 [H] +少量能量
2C3H4O3
+ 6 H2O
酶
酶
12 H2O + 大量能量
24 [H]+ 6 O2
第一阶段：细胞质基质（不需要氧的参与）
第二阶段：线粒体基质（不需要氧直接参与）
第三阶段：线粒体内膜（需要氧的参与）
酶
C6H12O6
+ 6 H2O
+ 6 O2
6 CO2 + 12 H2O
+能量
6 CO2+ 20 [H] +少量能量
2 C3H4O3
+ 6 H2O
酶
酶
12H2O+能量(大量)
24[H]+6O2
C6H12O6
酶
2 C3H4O3 +4 [H] +少量能量
一、有氧呼吸
不需要氧的参与
不需要氧直接参与，但需有氧条件才发生
需要氧的参与
酶
C6H12O6
+ 6 H2O
+ 6 O2
6 CO2 + 12 H2O
+能量
酶
C6H12O6
+ 6 H2O
+ 6 O2
6 CO2+ 12 H2O
+能量
1.
能量（2870kJ）
997.28KJ
≈ ATP
1moL
32
绝大多数以热能形式散失
思考 讨论：有氧呼吸的能量利用特点
34%
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？
思考 讨论：有氧呼吸的能量利用特点
①能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞相对稳定的状态；
②使有机物中的能量逐步地转移到ATP中。
保证了有机物中的能量得到最充分的利用：
一、有氧呼吸
4.有氧呼吸的概念：
细胞在____的参与下，通过 的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______，生成_________的过程。
氧
多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
大量ATP
下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
①产生CO2的阶段（　　）
②产生H2O的阶段（　　）
③氧气直接参与的阶段（　　）
④产生ATP的阶段（ 　 　　　 ）
⑤产生ATP最多的阶段（　　）
⑥H2O参与的阶段（　　）
二
三
三
一、二、三
三
学练结合
二
葡萄糖
丙酮酸
[H]
少量能量
乙醇
脱氢酶
乳酸
脱氢酶
酒精 + CO2
乳酸
酶
第一阶段
第二阶段
2. 过程：
1. 场所：
细胞质基质
二、无氧呼吸
二、无氧呼吸
第一阶段：
细胞质基质
C6H12O6
酶
2 C3H4O3 +4 [H] +少量能量
第二阶段：
细胞质基质
2 C3H4O3 +4 [H]
酶
2 C2H5OH +2 CO2
2 C3H4O3 +4 [H]
酶
2 C3H6O3
总反应式：
C6H12O6
酶
2 C2H5OH（酒精） +2 CO2 +少量能量
C6H12O6
酶
2 C3H6O3（乳酸） +少量能量
不释放能量，不产生ATP
无氧呼吸产物不同的原因：
（呼吸）酶不同
酵母菌、大多数植物（水稻根、苹果果实）
乳酸菌、大多数动物（肌细胞）、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚
二、无氧呼吸
3.无氧呼吸的概念
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，释放少量能量并生成ATP的过程。
4.细胞呼吸的概念
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，释放能量并生成ATP的过程。
为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。
5.细胞呼吸的意义
三、有氧呼吸和无氧呼吸的比较
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
分解程度
最终产物
能量释放
相同　点 联系 本质
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
氧气、水、酶
酶
CO2、H2O
酒精和CO2 或 乳酸
大量能量
少量能量
从葡萄糖分解为丙酮酸的第一阶段相同
分解有机物，释放能量，生成ATP
彻底
不彻底
学练结合
A.全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行
B.第一阶段是葡萄糖分解生成丙酮酸，产生大量的[H]和ATP
C.第二阶段是丙酮酸分解生成CO2和H2O，产生少量的ATP
D.第三阶段是[H]和氧结合产生H2O，同时生成大量的ATP
下列关于有氧呼吸过程的叙述，正确的是　( 　　)
D
如图表示萌发的小麦种子细胞中发生的相关生理过程，A～E表示物质，①～④表示过程。
葡萄糖
酶
能量
酶
酶
能量
能量
H2O
酶
H2O
①
③
④
②
A
B
C
C
B+E
D
（3）人体中不会进行的生理过程为____（填序号），原因是 。
（1）催化①②进行的酶存在于 ， E表示的物质为 。
（2）当小麦种子的CO2的释放量大于O2的吸收量时，说明进行__________________。
细胞质基质
酒精
有氧呼吸和无氧呼吸
②
细胞中不存在相应的酶
丙酮酸
[H]
[H]
CO2
O2
CO2+C2H5OH（酒精）
判断细胞呼吸的方式
CO2释放量 O2吸收量
=
只进行有氧呼吸
或 同时进行产生乳酸的无氧呼吸
CO2释放量 O2吸收量
＞
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
差值为无氧呼吸的量
CO2释放量 O2吸收量
＜
可存在脂质类（蛋白质类）氧化分解
呼吸熵
=
CO2释放量
O2吸收量
=
1
＞
1
＜
1
装置 结论
结果1
结果2
结果3
只进行有氧呼吸或同时进行产生乳酸的无氧呼吸
只进行无氧呼吸
有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
不移动
左移
不移动
右移
左移
右移
通过实验判断有氧呼吸与无氧呼吸
CO2浓度
水
四、影响细胞呼吸的因素——外界因素
酶
C6H12O6
+ 6 H2O
+ 6 O2
6 CO2+ 12 H2O
+能量
自由水相对含量越高，呼吸作用越快。
O2浓度
温度
增加CO2浓度，抑制细胞呼吸。
影响酶活性
：只进行无氧呼吸
：只进行有氧呼吸
A点
C点
B点
：有氧、无氧呼吸CO2释放量相等
E点
：CO2释放量最少，有机物消耗最少

F点
：之前引起曲线变化的原因：O2浓度
：之后限制因素：温度（酶）等。
在一定范围内，随着氧气浓度升高，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐增强。
四、影响细胞呼吸的因素——外界因素
O2%
O2吸收量
(有氧呼吸)
无氧呼吸
A
B
C
D
CO2释放量
0 5 10 15 20 25
E
F






最适合果蔬储存
葡萄糖消耗量 = 1 ：3
O2浓度
四、影响细胞呼吸的因素——内部因素
1.不同种类的植物呼吸速率不同。如：阳生 阴生；水生 旱生
2.同一植物不同发育时期呼吸速率不同。如：开花期 成熟期
3.同一个体不同器官呼吸速率不同。 如：肝脏 皮肤
＞
＞
＞
＞
五、细胞呼吸原理的应用
“创可贴” 既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合无氧环境中生存并大量繁殖。伤口较深或被锈钉扎伤后，应及时注射破伤风疫苗。
五、细胞呼吸原理的应用
①及时松土，根细胞进行充分的有氧呼吸，有利于对无机盐的吸收和根系生长。
②有利于好氧微生物的生长繁殖，促进对土壤中有机物的分解，有利于植物对无机盐的吸收。
酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。
五、细胞呼吸原理的应用
水果、蔬菜的保存：
粮食的保存：
低温（零上）、低氧、保湿
低温、低氧、干燥
目的：减弱呼吸作用，以减少有机物的消耗。
思考：为什么不能无氧保存？
会产生酒精，毒害细胞不利于保存。
提倡慢跑等有氧运动：
避免肌细胞无氧呼吸产生大量乳酸，引起肌肉酸胀乏力。
适时排水：
防止根细胞无氧呼吸产生酒精毒害细胞，产生黑根烂根现象。
五、细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸的原理和应用
呼吸方式
有氧呼吸
无氧呼吸
酶
C6H12O6
＋
6H2O
＋ 6O2
6CO2
＋12H2O
＋ 能量
C6H12O6
＋2CO2
2C2H5OH
＋ 少量能量
酶
C6H12O6
酶
2C3H4O3
少量能量
4[H]
+
+
6O2
12H2O
酶
大量能量
24[H]
+
+
C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+少量能量
酶
细胞质基质
一：细胞质基质
三：线粒体内膜
二：线粒体基质
6CO2
6H2O
酶
2C3H4O3
少量能量
20[H]
+
+
+
影响因素
温度
水
CO2浓度
O2浓度
课堂小结
1、关于细胞呼吸的叙述中，正确的是（　 　）
A． 进行有氧呼吸时，氧气中的氧最终可转移到水和CO2中
B． 为了探究哺乳动物细胞无氧呼吸的类型，可用酸性重铬酸钾检验
C． 水果保鲜应采取零上低温、无氧、保持一定湿度的措施
D． 线粒体内膜折叠成嵴有利于增加葡萄糖分解酶的附着面积
习题巩固
A
习题巩固
2、已知细胞同时进行有氧呼吸和酒精发酵，产生15mol CO2，其中2/3的葡萄糖用于酒精发酵，则产生的酒精的量是（　 　）
A． 3
B． 6
C． 9
D． 15
B
有氧： 1 C6H12O6 ~ 6 CO2
无氧： 1 C6H12O6 ~ 2 CO2
习题巩固
3、如图是测定发芽种子的细胞呼吸类型所用的装置（假设呼吸底物只有葡萄糖），装置1、2中分别放入等量的发芽种子，装置3中为等量的煮熟种子。若装置1左移10cm，装置2右移12cm，装置3右移2cm，则有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的相对比值为（ ）
A. 6：5 B. 5：6 C. 2：5 D. 5：2
C
习题巩固
4、现有一瓶混有酵菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的O2时，其产生酒精和的量如图所示。在浓度为a时，下列说法正确的是（　 　）
A． 酵母菌只进行酒精发酵
B． 1/3的葡萄糖用于酒精发酵
C． 2/3的葡萄糖用于酒精发酵
D． 酵母菌停止酒精发酵
C
习题巩固
5、将酵母菌研磨、离心后，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙3个试管中，进行以下实验:
（1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物是：
甲 ；乙 ；丙 。
（2）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物是：
甲 ；乙 ；丙 。
（3）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物是：
甲 ；乙 ；丙 。
丙酮酸和[H]
无反应
CO2和H2O
无反应
CO2和H2O
CO2和H2O
酒精和CO2
酒精和CO2
无反应
相关信息
NAD+
+ e-
+ H+
NADH
氧化型辅酶Ⅰ
[H] 还原氢
还原型辅酶Ⅰ

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