5.3细胞呼吸的原理和应用 课件(共62张PPT1个视频)-2025-2026学年上学期高一生物(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62张PPT1个视频)-2025-2026学年上学期高一生物(人教版)必修1

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(共62张PPT)
ATP的利用
主动
运输
电鳐
发电
肌肉
收缩
大脑
思考
萤火虫
发光
物质
合成
呼吸作用
光合作用
单细胞真菌
是细胞内的有机物_________,并_________,因此也叫细胞呼吸。
氧化分解
释放能量
呼吸作用的实质:
做馒头、面包、酿酒都是利用酵母菌的呼吸作用。
一、探究酵母细胞呼吸的方式
二、作出假设:
一、探究酵母细胞呼吸的方式
2、酵母菌是在有氧还是在无氧在的条件下产生酒精?
1、酵母菌在有氧和无氧条件下都能进呼吸吗?产生CO2一样多?
一、提出问题:
根据自己已有的知识和生活经验,针对所提出的问题作出假设。
1、酵母菌在有氧条件下产生更多的CO2
2、酵母菌是在无氧在的条件下产生酒精
通氧气
有氧
无氧
1、控制自变量
实验构思:
CO2 +澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊
CO2 +溴麝香草酚蓝 由蓝变绿再变黄
重铬酸钾+乙醇 由橙色变灰绿色

2、检测因变量
实验构思:
温度
置于相同且适宜温度下
营养物质
加入的葡萄糖溶液浓度相同、体积相同。
无关变量要相同且适宜原则
3、避免无关变量
实验构思:
o2
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
NaOH溶液


三、设计实验:
1、NaOH溶液的作用:
2、澄清石灰水的作用:
吸收空气中的CO2,排除空气的CO2对实验造成干扰。
检测CO2的产生
无氧
有氧
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
NaOH溶液


三、设计实验:
四、进行实验:
1、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。为什么?
消耗掉瓶中的O2,保证通入澄清石灰水的CO2 是无氧呼吸产生
有氧
无氧
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
NaOH溶液


三、设计实验:
四、进行实验:
2、产物的检测:
(1)检测CO2的产生
澄清石灰水:
溴麝香草酚蓝水溶液:
蓝 绿 黄
变混浊
大量CO2
少量CO2
有氧
无氧
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
NaOH溶液


三、设计实验:
四、进行实验:
(2)检测酒精的产生:
(橙色  灰绿色)
重铬酸钾溶液
酒精

有氧
无氧
大量CO2
少量CO2
2、产物的检测:
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
NaOH溶液


三、设计实验:
四、进行实验:
(3)检测能量的产生:
温度计
有氧
无氧

大量CO2
酒精
少量CO2
有同学认为,在有氧呼吸实验装置中10%的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳,以致可能对实验结果有干扰,你同意吗?你如何避免这种可能性的发生,以保证实验更严谨?
进一步探究
进一步探究:
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
酵母菌和葡萄糖液
澄清的石灰水
NaOH溶液


三、设计实验:
四、进行实验:
五、实验结论:
1、根椐实验结果,用简结科学的语言说出酵母菌的呼吸有几种方式?
2、每种呼吸方式的条件和产物有什么区别?
有氧
无氧

大量CO2
酒精
少量CO2
五、实验结论:
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
在有氧条件下,产生大量的CO2和水。
在无氧条件下,产生酒精和少量的CO2。
有氧呼吸
无氧呼吸
本实验中哪个是对照组,哪个是实验组?
思考:
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。
两组都是实验组
科学方法
(一)有氧呼吸
(二)无氧呼吸
二、细胞呼吸的方式
有氧呼吸
02
(1)主要场所
与有氧呼吸有关的酶分布在___________。
基质中还含有少量DNA、RNA。
内膜和基质
线粒体电镜照片
线粒体
C6H12O6
4[H]
ATP

线粒体
细胞质基质

2C3H4O3


第一阶段:
细胞膜
(2)过程
C6H12O6 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量

4[H]
2C3H4O3
ATP


第二阶段:
C6H12O6
细胞质基质


线粒体
细胞膜
(2)过程

2C3H4O3 + 6H2O 6CO2 + 20[H] +少量能量
6CO2
6H2O
20[H]


ATP


线粒体基质
第三阶段:
(2)过程
4[H]
2C3H4O3
ATP


C6H12O6
细胞质基质


线粒体
细胞膜
6CO2
6H2O
20[H]


ATP


线粒体基质

24[H] + 6O2 12H2O +大量能量
12H2O
ATP


6O2


线粒体内膜
(丙酮酸)
C6H12O6 2C3H4O3+4[H]+能量

2C3H4O3+6H2O 6CO2+20[H]+能量

24[H]+6O2 12H2O+能量

线粒体内膜
反应式:           
场所:
反应式:           
场所:
反应式:           
场所:
细胞质基质
线粒体基质
C6H12O6 +6H2O+6O2

(3)总反应方程式:
6CO2+12H2O+能量
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,同时释放能量,生成大量ATP的过程。
(4)概念:
有氧呼吸:
体外燃烧和有氧呼吸的区别?


同有机物在生物体外的燃烧相比,有氧呼呼具有不同的特点:
(1)有氧呼吸过程温和;
(2)有机物的能量经过一系列的化学反应逐步释放,保证有机物中的
能量得到充分利用;
(3)这些能量有相当一部分储存在ATP中。
燃烧
有氧呼吸
有氧呼吸中能量的利用率:
在细胞内,1mol的葡萄糖彻底氧化分解可以释放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,有氧呼吸的能量转换效率大约是多少,这些能量大约能使多少个ADP转换为ATP?
977.28KJ/2870KJ×100% =
34%
977.28KJ/30.54KJ/mol =
32mol


(一)有氧呼吸
(二)无氧呼吸
二、细胞呼吸的方式
无氧呼吸
03
2丙酮酸
(C3H4O3)
C6H12O6

能量
4[H]


2酒精(C2H5OH)+2CO2
2乳酸(C3H6O3)
细胞质基质
二、无氧呼吸
线粒体
缺氧

第一阶段:
C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量

第二阶段:

2C3H4O3+ 4[H] → 2C3H6O3
2C3H4O3 + 4[H] → 2 C2H5OH + 2CO2

(乳酸)
(酒精)

②’
过程:
第一阶段:
C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量

第二阶段:

2C3H4O3+ 4[H] → 2C3H6O3
2C3H4O3 + 4[H] → 2 C2H5OH + 2CO2

(乳酸)
(酒精)
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 少量能量
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量


细胞质基质
(乳酸)
(酒精)
总反应式:
场所:
过程:
ADP+Pi+ 能量 ATP

无氧呼吸: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。
在无氧呼吸中,1mol葡萄糖氧化分解或乳酸时,只产生2molATP。
61.08kJ
196.65kJ
=31%
概念:
不同的生物无氧呼吸的方式不同,请将下面生物进行分类:
①甜菜块根 ②玉米的根毛细胞 ③马铃薯块茎 ④人体剧烈运动时的部分肌肉细胞 ⑤酵母菌 ⑥乳酸菌 ⑦玉米的胚 ⑧苹果  ⑨玉米的根(水淹)
产酒精、二氧化碳的_________;产乳酸的是__________。
填一填:
②⑤⑧⑨
①③④⑥⑦
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量

水作为反应物和代谢的介质,含水量增加,呼吸速率加快。
适当提高O2浓度,可提高呼吸速率。
温度影响酶的活性,从而影响反应速率。
作为反应的最终产物,当环境中CO2浓度上升时,呼吸速率下降。
三、影响呼吸作用的因素
影响因素:
H2O、
温度、
O2、
CO2
细胞呼吸的应用
实例1:包扎伤口用透气的敷料。
防止厌氧微生物滋生
实例2:破伤风由破伤风芽孢杆菌引起。皮肤破损较深或被锈钉扎伤后,病菌易大量繁殖,要及时到医院治疗。
破伤风芽孢杆菌,只能进行无氧呼吸。
实例3:栽花时及时松土。
松土增加氧气浓度,根细胞有氧呼吸增强,产生更多的能量,吸收更多的无机盐。
抑制无氧呼吸产生酒精,防止植物烂根。
细胞呼吸的应用
实例4:提倡慢跑。
避免因剧烈运动导致氧的不足,使肌细胞因无氧呼吸产生大量乳酸,使肌肉酸胀乏力。
防止肌细胞进行无氧呼吸
细胞呼吸的应用
实例5:
利用粮食酿酒。酿酒的时候,为什么早期通气,后期密封?
早期通气:促进酵母菌有氧呼吸,为其生命活动提供充足的动力,利于菌种的繁殖
后期密封:促进酵母菌无氧呼吸,有利于产生酒精。
实例6:粮食入仓前常需晾晒。
降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。
0 C上低温、低氧、干燥
细胞呼吸的应用
实例7:水果和蔬菜的保鲜。
降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。
0 C上低温、低氧,潮湿
三、细胞呼吸类型的判断
1、根据特殊物质来判断呼吸类型:
有水生成,一定进行了有氧呼吸
有CO2生成,一定不是产乳酸的无氧呼吸
有酒精生成,一定进行了产酒精的无氧呼吸
有乳酸生成,一定进行了产乳酸的无氧呼吸
6
12
6
6
C6H12O6 + H2O + O2

CO2
+ H2O+
能量
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量

C6H12O6 2C3H6O3 + 能量
(乳酸)

6
12
6
6
2、根据O2和CO2来判断呼吸类型:
C6H12O6 + H2O + O2

CO2
+ H2O+
能量
三、细胞呼吸类型的判断
O2吸收量=CO2释放量:
只进行有氧呼吸
O2吸收量<CO2释放量:
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
消耗O2=0,释放CO2:
只进行无氧呼吸
消耗O2=0,释放CO2=0:
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量

C6H12O6 2C3H6O3 + 能量
(乳酸)

个体已死亡(或只进行产乳酸的无氧呼吸)
当O2吸收量<CO2释放量时,多出的CO2为无氧呼吸产生。
6
12
6
6
C6H12O6 + H2O + O2

CO2
+ H2O+
能量
三、细胞呼吸类型的判断
酒精量=CO2量:
只进行无氧呼吸
酒精量<CO2量:
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2 +能量

C6H12O6 2C3H6O3 + 能量
(乳酸)

3、根据酒精和CO2来判断呼吸类型:
总结:相等只进行一种呼吸,不等同时进行两种呼吸
当酒精量<CO2量时,多出的CO2为有氧呼吸产生。
1:6:6
1:2:2
1.装置甲中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸吸收的O2量。
2.装置乙中红色液滴移动的距离代表酵母菌细胞呼吸产生的CO2量与吸收的O2量的差值。
吸收掉呼吸所产生的CO2
三、细胞呼吸类型的判断
含O2,不含CO2
含O2和CO2
4、根据液滴的移动来判断呼吸类型:
现象 结论
甲装置 乙装置 液滴左移 液滴不动
液滴不动 液滴右移
液滴左移 液滴右移
三、细胞呼吸类型的判断
只进行有氧呼吸
只进行无氧呼吸
既进行有氧呼吸,又进行无氧呼吸
4、根据液滴的移动来判断呼吸类型:
1.下图是探究酵母菌呼吸类型的装置,如果装置一中红色液滴向左移,装置二中红色液滴向右移,证明酵母菌(  )。
                    
A.只进行有氧呼吸  B.只进行无氧呼吸
C.可能死亡 D.既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
D
三、细胞呼吸类型的判断
4、根据液滴的移动来判断呼吸类型:
等量的培养液
装置甲
的对照组
装置乙
的对照组
为了排除温度、气压等环境因素对实验造成影响,该如何设置对照实验?
O2吸收量=CO2释放量 只进行有氧呼吸(或同时无氧呼吸生成乳酸)
O2吸收量<CO2释放量 两种呼吸方式同时进行,
多出的CO2来自无氧呼吸
CO2释放量∶O2吸收量=4∶3 有氧呼吸与无氧呼吸消
耗的葡萄糖量相等
CO2释放量∶O2吸收量>4∶3 无氧呼吸占优势
CO2释放量∶O2吸收量<4∶3 有氧呼吸占优势
三、细胞呼吸类型的判断
4[H]
2ATP

线粒体
细胞质基质

2C3H4O3


第一阶段:
C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量
细胞膜
缺氧
C6H12O6

(1)过程
4[H]
2ATP

线粒体
细胞质基质

2C3H4O3


第二阶段:
细胞膜
缺氧
C6H12O6
(1)过程

2C3H6O3
2C2H5OH

2CO2

②’
+

2C3H4O3+ 4[H] → 2C3H6O3
2C3H4O3 + 4[H] → 2 C2H5OH + 2CO2

(乳酸)
(酒精)
(乳酸)
(酒精)
第二阶段:

2C3H4O3+ 4[H] → 2C3H6O3
2C3H4O3 + 4[H] → 2 C2H5OH + 2CO2

第一阶段:
C6H12O6 → 2C3H4O3+ 4[H] +少量能量

(1)过程:
(2)总反应式:
C6H12O6 → 2C3H6O3 + 少量能量
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + 少量能量


(3)场所:
细胞质基质
(乳酸)
(酒精)
(乳酸)
(酒精)
NAD+是电子和H+的载体,氧化型辅酶Ⅰ
NADH是还原型辅酶Ⅰ;通常将NADH简化为[H],读作还原氢
在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快。
1. 水分
三、影响呼吸作用的环境因素
含水量
呼吸强度
O
2. 氧气
氧气浓度
有氧呼吸速率
O
氧气浓度对有氧呼吸速率的影响
氧气浓度
无氧呼吸速率
O
氧气浓度对无氧呼吸速率的影响
一定范围内,有氧呼吸随氧气浓度升高而增大,但氧浓度达到一定值时,不再增强。
无氧呼吸随氧浓度升高而减弱,氧浓度达到一定值时,被完全抑制。
由曲线可知,O2促进有氧呼吸,同时抑制无氧呼吸。
三、影响呼吸作用的环境因素
8-1
氧气浓度
有氧呼吸速率
O
氧气浓度
无氧呼吸速率
O
三、影响呼吸作用的环境因素
2. 氧气
8-2
氧气浓度
CO2



O
无氧呼吸
有氧
呼吸
呼吸作用
(1)曲线解读
①a点时进行________________________
② b点表示的含义
③p点表示的含义
④ab段CO2释放量减少的原因:

⑤0<O2浓度<15%时,进行 。
⑥O2浓度≥15%时,进行______________________
无氧呼吸
无氧呼吸和有氧呼吸
有氧呼吸
呼吸作用最弱,有机物消耗最少
a
b
c
d
p
5%
10%
15%
30%
有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2相等
随氧气浓度的升高,无氧呼吸减弱
6
6
6
1
1
2
x
y
=1
=3
2. 氧气
8-3
三、影响呼吸作用的环境因素
氧气浓度
CO2



O
O2吸收
CO2释放
a
b
c
d
5%
10%
15%
30%
p
a点时产CO2的场所 。
物质的量
b点时产CO2的场所 。
c点时产CO2的场所 。
细胞质基质
细胞质基质
、线粒体基质
线粒体基质
2. 氧气
8-4
三、影响呼吸作用的环境因素
5.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化曲线,请据图回答下列问题。
(1)外界氧浓度为5%以下时,该器官的呼吸作用方式是      ,你作出这种判
断的理由是              。
(2)外界氧浓度为5%~15%时,该器官的呼吸作用方式是           ,
你作出这种判断的理由是                。
无氧呼吸 
此时不吸收O2,但有CO2释放
无氧呼吸和有氧呼吸
CO2的释放量大于O2的吸收量 
8-5
5.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化曲线,请据图回答下列问题。
(3)该器官CO2的释放量与O2的吸收量两条曲线在B点相交后重合为一条曲线,这表明此时该器官的呼吸作用方式是       ,你作出这种判断的理由是            。
有氧呼吸
CO2的释放量等于O2的吸收量
8-6
5.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下O2吸收量和CO2释放量的变化曲线,请据图回答下列问题。
(4)当外界氧浓度为10%时,该器官CO2释放量的相对值为0.6,而O2吸收量的相对值为0.4,此时无氧呼吸中CO2的释放量相当于有氧呼吸的    ;无氧呼吸消耗的葡萄糖相当于有氧呼吸的    倍。
一半 
1.5
0.6
0.4
0.4
0.2
6
1
1
2
x
y
=1*0.4/6=0.2/3
=1*0.2/2=0.1
8-7
氧气浓度
物质的量
O
酒精的生成量
CO2的释放吸收量
10%
15%
30%
18
6
5%
20%
25%
①O2浓度=0时,进行_______________
②0<O2浓度<15%时,进行____________________③O2浓度≥15%时,进行____________
④在某氧气浓度下,某时间段酒精的生成量为6mol,CO2的释放量为18mol,则用于有氧呼吸的葡萄糖为 mol,用于无氧呼吸的葡萄糖为 mol,无氧呼吸消耗的葡萄糖占葡萄糖总消耗量的 。
无氧呼吸
无氧呼吸和有氧呼吸
有氧呼吸
a
b
2
3
3/5
12
6
6
1
1
2
x
y
12
6
=2
=3
8-8
三、影响呼吸作用的环境因素
3. 温度
三、影响呼吸作用的环境因素
通过影响呼吸酶的活性,进而影响呼吸作用。
CO2积累过多会抑制细胞呼吸的进行。
4. 二氧化碳
三、影响呼吸作用的环境因素
CO2浓度
呼吸速率
O
6
12
6
6
2、根据O2和CO2来判断呼吸类型:
C6H12O6 + H2O + O2

CO2
+ H2O+
能量
三、细胞呼吸类型的判断
O2吸收量=CO2释放量:
只进行有氧呼吸
O2吸收量<CO2释放量:
既进行有呼吸,又进行无氧呼吸
消耗O2=0,释放CO2:
只进行无氧呼吸
消耗O2=0,释放CO2=0:
C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量

C6H12O6 2C3H6O3 + 能量
(乳酸)

个体已死亡(或进行产乳酸的无氧呼吸)
总结:相等只进行一种呼吸,不等同时进行两种呼吸

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