1、第第5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第3节节 细胞呼吸的原理和应用细胞呼吸的原理和应用人教版必修人教版必修1本节重点本节重点1.1.细胞呼吸的概念及其与细胞呼吸的概念及其与ATPATP形成的关系形成的关系2.2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点3.3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用 细胞呼吸是指细胞呼吸是指有机物有机物在细胞内经在细胞内经过一系列的过一系列的氧化分解氧化分解，生成，生成二氧化碳二氧化碳或其他产物或其他产物，释放出，释放出能量能量并生成并生成ATP的过程。的过程。一、细胞呼吸一、细胞呼吸（呼吸
2、作用）（呼吸作用）注意注意：区别呼吸(运动)与细胞呼吸?实质：实质：氧化分解有机物，释放能量氧化分解有机物，释放能量12/2/2022线粒体的结构示意图线粒体的结构示意图外膜外膜内膜内膜基质基质嵴嵴二、有氧呼吸二、有氧呼吸1 1、场所：、场所：主要在线粒体主要在线粒体2 2、有氧呼吸最常利用的底、有氧呼吸最常利用的底物：物：-葡萄糖葡萄糖(C(C6 6H H1212O O6 6)12/2/2022探究活动一：探究活动一：在适宜温度条件下将酵母菌研磨液经离心分离后分在适宜温度条件下将酵母菌研磨液经离心分离后分别注入别注入4支试管支试管,都通入氧气，各种酶的活性不变：都通入氧气，各种酶的活性不变：
3、葡萄糖葡萄糖 线粒体线粒体 葡萄糖葡萄糖含量不变含量不变 1 葡萄糖葡萄糖 细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体 葡萄糖减少葡萄糖减少 出现出现丙酮酸，丙酮酸，有有气泡气泡3葡萄糖葡萄糖细胞质基质细胞质基质葡萄糖减少葡萄糖减少丙酮酸丙酮酸产生产生 2丙酮酸丙酮酸 线粒体线粒体有有气泡气泡产生产生4CO2第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)C C6 6H H1212O O6 66CO6CO2 2少量能量少量能量ATPATP热量热量酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O大量大量能量能量ATPATP热热量量
4、少量能量少量能量ATPATP热热量量4H4H6O6O2 2酶酶细胞质基质细胞质基质2 2丙酮酸丙酮酸酶酶线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜探究二、有氧呼吸的过程探究二、有氧呼吸的过程第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)有氧呼吸的三个阶段有氧呼吸的三个阶段C6H12O6酶酶2丙酮酸丙酮酸+4 H+(少量少量)能量能量 场所：细胞质基质场所：细胞质基质酶酶6CO2+20 H+(少量少量)能量能量场所：线粒体基质场所：线粒体基质 2丙酮酸丙酮酸酶酶12H2O +（大量大量）能量能量 场所：线粒体内膜场所：线粒体内膜24H+
5、6O2+6H2O第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸,H,H2 2O O COCO2 2、HH 少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体基质基质线粒体线粒体内膜内膜对比对比第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共5
6、0张PPT)总反应式：总反应式：C C6 6HH1212OO6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O O+能量能量酶酶生物学方程式的写法：生物学方程式的写法：1 1、必须用箭头、必须用箭头 2 2、酶促反应的箭头上必须写酶。、酶促反应的箭头上必须写酶。箭头下有时可以写反应条件。箭头下有时可以写反应条件。3 3、一般需要配平。、一般需要配平。4 4、牵扯到能量的方程式必须写能量，不、牵扯到能量的方程式必须写能量，不能写能写ATPATP。第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)C
7、 C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O +6OO +6O2 2 酶酶6CO6CO2 2 +12H+12H2 2O O+能量能量思考思考:上述反应生成物中的上述反应生成物中的COCO2 2和和H H2 2O O 中的中的O O分别来自反应物中的什么物质分别来自反应物中的什么物质?4 4、原子的来源和去路：、原子的来源和去路：第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质、线粒体（主要）O O2 2、酶、酶有机物、有机物、O O2 2、H H2 2O COO CO2 2、H H2 2
8、O O2870kj2870kj能量：能量：977.28 kj977.28 kj能量存能量存于于ATPATP中，其余以中，其余以热能热能散失。散失。有氧呼吸有氧呼吸 注：注：能量去向：能量去向：一部分以热能形式散失；一部分以热能形式散失；一部分转移到一部分转移到ATPATP中；中；第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)在细胞质基质中进行的是：在细胞质基质中进行的是：在线粒体中进行的是：在线粒体中进行的是：有水参与的阶段是：有水参与的阶段是：有氧参与的阶段是：有氧参与的阶段是：有水生成的阶段是：有水生成的阶段是：有二氧化碳生成的
9、阶段是：有二氧化碳生成的阶段是：放出少量能量的阶段是：放出少量能量的阶段是：放出大量能量的阶段是：放出大量能量的阶段是：放出少量放出少量HH的阶段是：的阶段是：放出大量放出大量HH的阶段是：的阶段是：第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第二、三阶段第二、三阶段第一、二阶段第一、二阶段第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)细胞在细胞在氧氧的参与下，通过的参与下，通过多种酶多种酶的催化作用，把葡萄糖等的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底有机物
10、彻底氧化分解氧化分解，产生，产生二氧化碳和水二氧化碳和水，释放，释放能量能量并生成大量并生成大量ATP的过程。的过程。有氧呼吸有氧呼吸第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)发酵：微生物的无氧呼吸发酵：微生物的无氧呼吸第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)2第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，第二个阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸
11、。分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。细胞质基质细胞质基质第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)葡萄糖葡萄糖4 4HH2 2丙酮酸丙酮酸2CO2CO2 22 2酒精酒精2 2乳酸乳酸无氧呼吸的过程：无氧呼吸的过程：少量能量少量能量2ATP丙酮酸与丙酮酸与H反应反应不同酶不同酶伴随热能产生，但不转化为伴随热能产生，但不转化为ATP酶酶C C6 6H H1212O O6 6C C6 6H H1212O O6 6酶酶酶酶2 CO2 CO2 2+2C+2C2 2H H5 5OH+OH+少量能量少量能量 2C 2C3 3H H6 6
12、O O3 3+少量能量少量能量例：动物、乳酸菌、高等植物的某些器官例：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）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）例：大多数植物细胞、酵母菌、果实例：大多数植物细胞、酵母菌、果实225KJ225KJ196.65KJ196.65KJ为什么无氧呼吸产生能量少？为什么无氧呼吸产生能量少？氧化分解不彻底氧化分解不彻底,部分能量仍储存在酒精和乳酸中部分能量仍储存在酒精和乳酸中酒精酒精乳酸乳酸1 1 场所场所:2 2 条件条件:3 3 物质变化物质变化:4 4 能量变化能量变化:细胞质基质细胞质基质酶、酶、缺氧或无氧缺氧或无氧有机物有机物不彻底氧化产
13、物不彻底氧化产物196.65kj196.65kj能量：能量：61.08kj61.08kj能量能量存于存于ATPATP中，其余以中，其余以热能热能散失。散失。无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸的概念无氧呼吸的概念无氧呼吸的特点无氧呼吸的特点探究活动三探究活动三细胞质基质、细胞质基质、线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质需氧气、需氧气、酶酶不需氧气、需不需氧气、需酶酶COCO2 2、H H2 2O O酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸释放大量能量，释放大量能量，合成合成38molATP38molATP释放少量能量，释放少量能量，合成合成2molATP2molATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同从葡萄糖分解为丙
14、酮酸阶段相同 分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP1 1、为各项生命活动提供、为各项生命活动提供_。2 2、为体内其他化合物的合成提供、为体内其他化合物的合成提供_。二、呼吸作用的意义二、呼吸作用的意义谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸 丙氨酸丙氨酸+酮戊二酸酮戊二酸能量能量原料原料此为此为“转氨基作用转氨基作用”。非必需氨基酸的形成方式。非必需氨基酸的形成方式。场所：肝脏。场所：肝脏。3、作物栽培时要及时松土透气，利于根系的、作物栽培时要及时松土透气，利于根系的有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收，稻田需有氧呼吸，促进水和无机盐的吸收，稻田需定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生
15、大定期排水，否则会因根进行无氧呼吸产生大量酒精对细胞有毒害作用，使根腐烂。量酒精对细胞有毒害作用，使根腐烂。4、伤口较深，缺少氧气，破伤风芽孢杆菌易、伤口较深，缺少氧气，破伤风芽孢杆菌易大量繁殖，伤口不包扎或用透气纱布。大量繁殖，伤口不包扎或用透气纱布。5、酵母菌酿酒先通气，有氧呼吸进行繁殖，、酵母菌酿酒先通气，有氧呼吸进行繁殖，后密封进行无氧呼吸酿酒。后密封进行无氧呼吸酿酒。6、提倡慢跑有氧运动，无氧运动产生乳酸。、提倡慢跑有氧运动，无氧运动产生乳酸。低温贮存低温贮存利用利用N2或或CO2降低降低O2的浓度的浓度降低细胞呼吸，延长保存期限。降低细胞呼吸，延长保存期限。降低湿度贮存降低湿度贮存
16、农产品的贮存和保鲜有哪些方法农产品的贮存和保鲜有哪些方法注：农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也注：农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。原理。细胞呼吸原理应用细胞呼吸原理应用12/2/2022透气性好，细胞呼吸正常，并能抑制破伤风杆菌等透气性好，细胞呼吸正常，并能抑制破伤风杆菌等厌氧病菌的繁殖厌氧病菌的繁殖花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气，以保证根系细胞呼吸对氧气的需要要及时松土透气，以保证根系细胞呼吸对氧气的需要第5章 第
17、3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)12/2/2022稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行就会进行无氧呼吸产生酒精无氧呼吸产生酒精发酵，时间长了，酒精就会对根发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)12/2/2022人在剧烈运动时，以无氧呼吸为主，这时会产生大量的人在剧烈运动时，以无氧呼吸为主
18、，这时会产生大量的乳乳酸酸，积累在骨骼肌处，使人感到酸胀乏力；若进行慢跑，积累在骨骼肌处，使人感到酸胀乏力；若进行慢跑，则以有氧呼吸供能，这时产生的是则以有氧呼吸供能，这时产生的是CO2和水不会产生酸胀和水不会产生酸胀乏力感。乏力感。第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)想一想：什么叫呼吸速率？影响它的想一想：什么叫呼吸速率？影响它的主要因素是什么？主要因素是什么？呼吸速率是指单位数量的活体组织，在单位时呼吸速率是指单位数量的活体组织，在单位时间内，消耗的间内，消耗的O O2 2量或释放的量或释放的COCO2 2量。（也可用
19、葡量。（也可用葡萄糖消耗量表示，但不好测量）萄糖消耗量表示，但不好测量）第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)三、影响呼吸作用的因素三、影响呼吸作用的因素第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章 第3节 细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)1、温度温度 主要是影响主要是影响酶的活性酶的活性2、氧气、氧气 在氧气浓度为零时，只在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度进行无氧呼吸；氧气浓度为为10%以下时，既进行有以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为氧气浓度为10%以
20、上时，以上时，只进行有氧呼吸。只进行有氧呼吸。氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用（5%）保存）保存 应用：应用：蔬菜和水果储存：降温；保持昼夜温差蔬菜和水果储存：降温；保持昼夜温差影响呼吸作用的外部因素及应用影响呼吸作用的外部因素及应用3、CO24、水、水 从化学平衡角度析，从化学平衡角度析，CO2浓度增加，呼吸速浓度增加，呼吸速率下降率下降 在一定范围内含水越多，在一定范围内含水越多，呼吸作用越强呼吸作用越强应用：应用：种子储存应晒干，种子储存应晒干，降低呼吸作用降低呼吸作用1 1、上图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的、上图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓
21、度下的COCO2 2释放和释放和O O2 2吸收量的变化吸收量的变化,请据图回答问题请据图回答问题:在外界氧浓度为在外界氧浓度为10%10%以下时以下时,该器官的呼吸作用方式该器官的呼吸作用方式是是:_:_。无氧呼吸强度与氧气浓度之间的关系无氧呼吸强度与氧气浓度之间的关系_ _ _。5 510101515无氧呼吸和有氧呼吸同时存在无氧呼吸和有氧呼吸同时存在无氧呼吸随氧浓度的升高而逐渐减弱无氧呼吸随氧浓度的升高而逐渐减弱O O2 2浓度浓度A A气体气体交换交换相对相对值值B BC CO O2 2吸收量吸收量=CO=CO2 2释放量释放量有氧呼吸曲线有氧呼吸曲线COCO2 2释放量释放量合成曲线
22、合成曲线无氧无氧呼吸呼吸曲线曲线B B点：点：COCO2 2释放量最少，说明细胞呼吸最弱释放量最少，说明细胞呼吸最弱分别解释分别解释B B、C C两点的特点两点的特点COCO2 2释放释放O O2 2吸收吸收O O2 2浓度浓度A A气体气体交换交换相对相对值值B B B BC C5 5 10101515C C点：点：COCO2 2释放总量与有氧呼吸释放总量与有氧呼吸COCO2 2释放量相释放量相同，说明细胞只进行有氧呼吸同，说明细胞只进行有氧呼吸ABAB段表示段表示COCO2 2释放量减少，其原因是：释放量减少，其原因是：_ _ _ _ 图中阴影部分的面积代表：图中阴影部分的面积代表：_CO
23、CO2 2释放释放O O2 2吸收吸收O O2 2浓度浓度A A气体气体交换交换相对相对值值B B B BC C5 51010 1515氧浓度逐渐升高到氧浓度逐渐升高到5%5%时，无氧呼吸逐时，无氧呼吸逐渐被抑制，而有氧呼吸十分微弱。渐被抑制，而有氧呼吸十分微弱。不同氧浓度下的无氧呼吸强度不同氧浓度下的无氧呼吸强度当外界氧的浓度为当外界氧的浓度为4-5%4-5%时，该器官时，该器官COCO2 2的释放量相对的释放量相对值为值为0.6,0.6,而氧气的吸收量为而氧气的吸收量为0.4.0.4.此时无氧呼吸消耗葡此时无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的_倍倍.C
24、OCO2 2释放释放O O2 2吸收吸收O O2 2浓度浓度A A气体气体交换交换相对相对值值B B B BC C5 51010 15151.51.5酶酶C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 CO2 CO2 2+2C+2C2 2H H5 5OH+OH+少量能量少量能量0.40.46 61 1X X2 21 10.20.2Y YX=0.4/6X=0.4/6Y=0.2/2Y=0.2/2Y:X=1.5Y:X=1.5C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量COCO2 2释放释放O O2 2吸收吸收
25、O O2 2浓度浓度A A气体气体交换交换相对相对值值B B B BC C510 15蔬菜和水果在蔬菜和水果在 条件下储存条件下储存种子应在种子应在 储存。储存。低温、低氧、湿度适中低温、低氧、湿度适中低温、低氧、干燥低温、低氧、干燥低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温（7）图中哪一点适合果实的储存？）图中哪一点适合果实的储存？B四：实验技能提升四：实验技能提升对比实验对比实验设置两个或两个以上的实验组，通过对结果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
26、对比实验关系，这样的实验叫做对比实验探究：探究：如何改进装置可以知道不是空气如何改进装置可以知道不是空气中的二氧化碳在起作用呢？中的二氧化碳在起作用呢？4.4.进行试验进行试验实验现象：实验现象：条件条件澄清石灰水澄清石灰水/出现的时间出现的时间重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有氧有氧无氧无氧变混浊快变混浊快无变化无变化变混浊慢变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色5.5.分析结果得出结论分析结果得出结论酵母菌酵母菌有氧条件下产生有氧条件下产生大量大量COCO2 2无氧条件下产生无氧条件下产生酒精和少量酒精和少量COCO2 2呼吸作用的类型呼吸作用的类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸 COCO2
27、 2的检测：的检测：1.1.通入澄清的石灰水：通入澄清的石灰水：澄清澄清浑浊浑浊2.2.溴麝香草酚蓝水溶液：溴麝香草酚蓝水溶液：蓝蓝绿绿黄黄 酒精的检测：酒精的检测：橙色的重铬酸钾橙色的重铬酸钾溶液在溶液在酸性酸性下与酒下与酒精发生反应：精发生反应：橙色橙色灰绿色灰绿色(1)(1)该装置进行的实验是该装置进行的实验是_。(2)(2)该实验中用煮沸又冷却的葡萄糖溶液的目的是该实验中用煮沸又冷却的葡萄糖溶液的目的是_。(3)(3)图中溶液图中溶液A A是是 。(4)(4)酵母菌产生的气体是酵母菌产生的气体是 。写出其反应式。写出其反应式 例例6 6：根据下图回答问题：根据下图回答问题：酵母菌能否无
28、氧呼吸酵母菌能否无氧呼吸?产物是否有产物是否有CO2CO2？杀灭葡萄糖液中的其它生物杀灭葡萄糖液中的其它生物,除掉溶液中的氧气。除掉溶液中的氧气。澄清石灰水澄清石灰水CO2CO2C C6 6HH1212OO6 6 2C 2C2 2HH5 5OH+2COOH+2CO2 2 +能量能量酶酶实验技能提升之二：实验技能提升之二：探究酵母菌细胞呼吸类探究酵母菌细胞呼吸类型的另一种方式型的另一种方式同时关闭活塞同时关闭活塞 装置装置1 1的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸的红色液滴向左移动的体积是细胞呼吸消耗消耗O2O2的体积，原理：有氧呼吸消耗的氧气量的体积，原理：有氧呼吸消耗的氧气量=产生的产生的CO2CO2量，而量，而CO2CO2被被NaOHNaOH吸收。吸收。这时细胞是不是只进行无氧呼吸，怎样这时细胞是不是只进行无氧呼吸，怎样设计实验探究细胞的呼吸类型？设计实验探究细胞的呼吸类型？如何设置对照实验？如何设置对照实验？序号序号装置中红色液滴的移动装置中红色液滴的移动现象现象结论结论装置装置1 1装置装置2 21 12 23 3左移左移不动不动不动不动右移右移左移左移右移右移只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸既进行有氧呼吸，又进既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸行无氧呼吸
