1、第3节 细胞呼吸的原理与应用2019人教版（新教材）必修一 分子与细胞问题探讨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。讨论都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？对比对比一、细胞呼吸的实质：一、细胞呼吸的实质：二、细胞呼吸的方式：二、细胞呼吸的方式：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？探究探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的方式 认识认识 一种单细胞的真菌一种单细胞的真菌（真核生物），在（真核生物），在有氧和无氧有氧和无氧
2、条件条件下都能生存，属于下都能生存，属于 兼性厌氧菌。兼性厌氧菌。酵母菌：酵母菌：我们喝的啤酒、白酒、医我们喝的啤酒、白酒、医院里的酒精、化妆品中的甘油，院里的酒精、化妆品中的甘油，都是用酵母菌生产的。都是用酵母菌生产的。好氧菌厌氧菌1 1、怎样控制有氧和无氧的条件？、怎样控制有氧和无氧的条件？用用锥形瓶培养酵锥形瓶培养酵母菌，向锥形母菌，向锥形瓶中瓶中通或不通通或不通空气空气来控制有来控制有氧或无氧条件。氧或无氧条件。B B封口放置一段时间后，再封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接，为什与第二个锥形瓶连接，为什么呢么呢质量分数为10%10%的NaOHNaOH的作用是什么？吸收空气中的吸收
3、空气中的COCO2 2，排除空气中CO2的干扰。消耗B中的氧气，保证连接之后进行无氧呼吸2 2、怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化、怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无二氧化碳产生？如何比较产生二氧化碳产生的多少？碳产生？如何比较产生二氧化碳产生的多少？COCO2 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COCO2 2多少：石灰水变多少：石灰水变浑浊的程度浑浊的程度或或产生产生浑浊的快慢浑浊的快慢或或由由蓝蓝绿绿黄黄所需时间长短所需时间长短酒精的检测：酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在橙色的重
4、铬酸钾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02探 究 实 践对比实验实验组实验组实验组设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫对比实验，也叫相互对照实验。（1 1）条件：）条件：主要在是线粒体（2 2）有氧呼吸场所：）有氧呼吸场所：还有其他场所吗？与有氧呼吸有关的酶内膜基质外膜嵴原核生物有氧呼吸的场所呢？一、有氧呼吸一、有氧呼吸必须有氧3 3、结合、结合P92-93P92-93及图及图5-95-9，对三个阶段进行归纳，完成下表：，对三个阶段进行归纳，完成下表：阶段阶段场所场所反应物反应物产物产物释放能量释放
5、能量第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜葡萄糖葡萄糖丙酮酸和丙酮酸和【H H】丙酮酸和丙酮酸和H H2 2O O【H H】和和COCO2 2【H H】和和O O2 2H H2 2O O少量少量少量少量大量大量有氧呼吸的过程分析有氧呼吸的过程分析线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖2 2丙酮酸丙酮酸酶酶少量少量HH少量少量能量能量COCO2 2酶酶大量大量HH酶酶O O2 2大量能量大量能量少量少量能量能量H H2 2O OH H2 2O O2 2丙酮酸丙酮酸一、一、C C6 6H H1212O O6 6酶酶2C2C
6、3 3H H4 4O O3 34H4H能量能量(少量少量)二、二、2 2C C3 3H H4 4O O3 3+6H6H2 2O 6COO 6CO2 220H20H能量能量（少量）（少量）酶酶 三、三、24H+6O24H+6O2 2 12H 12H2 2O+O+能量能量（大（大量）量）酶酶 C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶注意：注意：1.反应式中的反应式中的能量不能写成能量不能写成ATP，因为葡萄糖中的能，因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在量只有一部分储存在ATP中。中。2.反应式反应式
7、前后的前后的H2O不能消去不能消去。反应过程中，在第二。反应过程中，在第二阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。阶段消耗了水，而第三阶段生成了水。3.反应式中间反应式中间不能用等号不能用等号，要用箭头。，要用箭头。4.反应条件反应条件“酶酶”不能省去不能省去。5.不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖，教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。吸过程。H只是一种便于记忆的表示，此处主要是指NADH（还原型辅酶1）(P93相关信息)C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6O
8、O+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶4 4、试以元素角度分析有氧呼吸过程中各物质的来源、去向，并、试以元素角度分析有氧呼吸过程中各物质的来源、去向，并用箭头进行标注。用箭头进行标注。需要的氧气与产生的二氧化碳的量相等。需要的氧气与产生的二氧化碳的量相等。（1 1）O O2 2作用是：作用是：_（2 2）H H2 2O O在第在第_阶段参与反应，在第阶段参与反应，在第_阶段生成阶段生成（3 3）第）第_阶段生成阶段
9、生成HH多，第多，第_阶段生成阶段生成ATPATP多多（4 4）COCO2 2中，中，C C来自来自_，O O来自来自_。与与HH生成生成H H2 2O O三三二二三三葡萄糖葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O O二二小试牛刀小试牛刀1 1、用含1818O O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，1818O O的转移途径是（）A.A.葡萄糖丙酮酸H H2 2O O B.B.葡萄糖丙酮酸COCO2 2 C.C.葡萄糖O O2 2HH2 2O O D.D.葡萄糖丙酮酸O O2 2B5 5、根据有氧呼吸的过程分析，在有氧呼吸中哪些物质可以进入线粒体？、根据有氧呼吸的过程分析，在有氧呼吸中哪些物质可以进
10、入线粒体？线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖2 2丙酮酸丙酮酸酶酶少量少量HH少量少量能量能量COCO2 2酶酶大量大量HH酶酶O O2 2大量能量大量能量少量少量能量能量H H2 2O OH H2 2O O2 2丙酮酸丙酮酸丙酮酸、丙酮酸、【H H】、和、水、氧气、和、水、氧气葡萄糖不能进入线粒体中。葡萄糖不能进入线粒体中。试管A+酵母菌+葡萄糖+空气试管B+线粒体+葡萄糖+空气试管C+细胞质基质+葡萄糖+空气葡萄糖分解，有CO2葡萄糖不分解，无CO2葡萄糖分解，无CO2，有丙酮酸外膜内膜线粒体基质嵴（1）有氧呼吸的场所：）有氧呼吸的场所：细胞质基质和线粒体细胞质基质和线粒体（2）
11、线粒体能分解葡萄糖吗？）线粒体能分解葡萄糖吗？不能不能线粒体线粒体葡萄糖葡萄糖无反应无反应丙酮酸丙酮酸线粒体线粒体COCO2 2 H HO O能量能量（3）无线粒体一定不能进行有氧呼吸吗？）无线粒体一定不能进行有氧呼吸吗？不一定不一定真核细胞：真核细胞：不能，如哺成红、蛔虫不能，如哺成红、蛔虫原核细胞：原核细胞：能，如好氧细菌利用细胞能，如好氧细菌利用细胞质和细胞膜完成有氧呼吸质和细胞膜完成有氧呼吸（4）元素转移）元素转移C C6 6H H1212O O6 6+6+6O O2 2 +6H+6H2 2O O 6C 6CO O2 2+12H+12H2 2O O+能量能量酶酶二、无氧呼吸二、无氧呼吸
12、1、条件：无氧条件下2、反应场所：两个阶段都在细胞质基质阅读阅读9494页第三段，划出无氧呼吸过程：两个阶段页第三段，划出无氧呼吸过程：两个阶段的物质与能量变化的物质与能量变化C C6 6H H1212O O6 64H4H2C2C2 2H H5 5OH+2COOH+2CO2 2酶酶酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3 2 2丙酮酸丙酮酸酶酶少量少量能量能量第一阶段第一阶段 (细胞质基质细胞质基质)第二阶段第二阶段 (细胞质基质细胞质基质)二、无氧呼吸二、无氧呼吸的过程的过程乳酸乳酸酒精酒精C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 2丙酮酸丙酮酸4H4H能量能量(少量少量)第一阶段第一
13、阶段第二阶段第二阶段酶酶2 2C C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 22 2C C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）酶酶2 2丙酮酸丙酮酸+4+4【H H】总反应式：总反应式：1 1、酒精发酵：、酒精发酵：C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 2、乳酸发酵：、乳酸发酵：C C6 6H H1212O O6 62 2C C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 2+能量能量2 2C C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+能量能量酶酶大多数植物、大多数植物、酵母菌酵母菌高等动物高等动物、乳酸菌乳酸菌、高等植物的某些器
14、官如、高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚菜块根、玉米胚无氧呼吸总反应式：无氧呼吸概念 是指细胞在没有氧参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。细胞呼吸概念 是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，释放能量并生产ATP的过程C6H12O6酶2CO2+2C2H5OH+能量酶2C3H6O3+能量C6H12O6细胞呼吸细胞呼吸的意义的意义12有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：三、细胞呼吸原理的应用三、细胞呼吸原理的应用 选用选用“创可贴创可贴”等敷等敷料包扎伤口，既为伤口敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物
15、，又为上了药物，又为伤口创造伤口创造了疏松透气的环境、避免了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖厌氧病原菌的繁殖，从而，从而有利于伤口的痊愈。有利于伤口的痊愈。酵母菌是兼性厌氧微酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通生物。酵母菌在适宜的通气、温度和气、温度和pHpH等条件下，等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；进行有氧呼吸并大量繁殖；在在无氧条件下则进行酒精无氧条件下则进行酒精发酵发酵。对于板结的土壤及时对于板结的土壤及时松松土透气，可以促进根细胞有土透气，可以促进根细胞有氧呼吸，有利于根系的生长氧呼吸，有利于根系的生长和对无机盐的吸收。和对无机盐的吸收。此外还此外还有利于土壤中好氧微生物的有
16、利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，促使这些微生物生长繁殖，促使这些微生物对有机物的分解，从而有利对有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收于植物对无机盐的吸收。2023-5-31物质的储存：物质的储存：（1）储存储存粮食粮食：适宜的低温，低氧，适宜的低温，低氧，干燥（水分很少）；干燥（水分很少）；（2）储存水果、蔬菜：储存水果、蔬菜：适宜的适宜的低温，低氧，适宜的湿度低温，低氧，适宜的湿度。较深的伤口里较深的伤口里缺少氧缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量在这种环境中生存并大量繁殖繁殖。所以，伤口较深或。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及被锈钉扎伤后，患
17、者应及时请医生处理。时请医生处理。有氧运动是指人体细胞有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通的体育锻炼。人体细胞通过过有氧呼吸可以获得较多的能有氧呼吸可以获得较多的能量量。相反，百米冲刺等。相反，百米冲刺等无氧无氧运动，是人体细胞在缺氧条运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。件下进行的高速运动。细胞呼吸=化学反应化学反应的快慢就是呼吸作用的快慢，是呼吸作用的速率或者呼吸作用强度，也可以用反应物的消耗（像葡萄糖的消耗、O2的吸收）或者产物的生成（像CO2的释放）来表示即各种因素对细胞呼吸这个化学反应快慢的影响1 1、温度：、温度：应用：贮
18、存水果时，应用：贮存水果时，适当降低温度，可降低与细胞呼吸适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间。有关酶的活性，而延长保存时间。温度通过温度通过影响影响呼吸作用相关呼吸作用相关酶的活性酶的活性来影响呼吸作用来影响呼吸作用2 2、O O2 2浓度：浓度：（1 1）对有氧呼吸：）对有氧呼吸：O O2 2是有氧呼吸所必需的，但是有氧呼吸所必需的，但O O2 2会抑制无氧呼吸。会抑制无氧呼吸。（2 2）对无氧呼吸：）对无氧呼吸：限制因素：酶限制因素：酶活性和数量活性和数量曲线分析：随着曲线分析：随着O O2 2浓度升高，有氧呼吸速浓度升高，有氧呼吸速率增加率增加；但；但O O2 2
19、浓度升高到一定程度后，受浓度升高到一定程度后，受到酶活性和数量限制，有氧呼吸速率不到酶活性和数量限制，有氧呼吸速率不再变化。再变化。曲线分析：随着曲线分析：随着O O2 2浓度升高，无氧呼吸速浓度升高，无氧呼吸速率不断下降，最终下降为零。率不断下降，最终下降为零。（3 3）对既有有氧呼吸又有无氧呼吸的：）对既有有氧呼吸又有无氧呼吸的：曲线分析：曲线分析：（1 1）O O2 2浓度为浓度为0 0时，时，（2 2）O O2 2浓度为浓度为10%10%时，时，（3 3）O O2 2浓度浓度0-10%0-10%时，时，（6 6）O O2 2浓度为浓度为5%5%时，时，（4 4）O O2 2浓度浓度10
20、%10%时，时，只有无氧呼吸。只有无氧呼吸。无氧呼吸降为零；无氧呼吸降为零；只有有氧呼吸。只有有氧呼吸。呼吸并存。呼吸并存。只进行有氧呼吸。只进行有氧呼吸。有氧呼吸和无氧有氧呼吸和无氧（5 5）COCO2 2中的中的C C来自于来自于 。有机物中的有机物中的C C有机物消耗量最少。此时有机物消耗量最少。此时O O2 2浓度为储存的最适氧气浓度浓度为储存的最适氧气浓度3 3、水分、水分：4 4、COCO2 2：COCO2 2为呼吸作用产物，会抑制呼吸作用。为呼吸作用产物，会抑制呼吸作用。在一定范围内，在一定范围内，自由水含量越多自由水含量越多，代谢越旺盛，代谢越旺盛，细胞呼吸越强细胞呼吸越强。但
21、是但是水含量过多的时候，导致无氧呼吸水含量过多的时候，导致无氧呼吸。应用：适当灌溉；促进呼吸作用，应用：适当灌溉；促进呼吸作用，又要防止无氧呼吸产生酒精导致根又要防止无氧呼吸产生酒精导致根腐烂。腐烂。应用：增加应用：增加COCO2 2浓度，降低浓度，降低O O2 2浓度有浓度有良好的保鲜效果。良好的保鲜效果。C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶知识总结知识总结呼吸作用的概念呼吸作用的概念呼吸作呼吸作用类型用类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼呼吸吸作作用用葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解
22、丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解HH的氧化的氧化丙酮酸丙酮酸不彻底不彻底分解分解乳酸发酵乳酸发酵酒精发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解VSVS1 1、适宜的温度条件下，在下列装置中都加入酵母（内有活酵母菌），、适宜的温度条件下，在下列装置中都加入酵母（内有活酵母菌），其中适于产生酒精的装置是（其中适于产生酒精的装置是（）A2 2、在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（、在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（）与氢结合生成水与氢结合生成水 与碳结合生成二氧化碳与碳结合生成二氧化碳在线粒体中被消耗在线粒体中被消耗 在线粒体和细胞质基质中被消耗在线粒体和细胞质基质中被消耗 A.A.B.B.C.C.
23、D.D.A3 3、有氧呼吸中产生能量最多的是（、有氧呼吸中产生能量最多的是（）A.A.形成二氧化碳时形成二氧化碳时 B.B.形成形成H H时时 C.C.形成水时形成水时 D.D.形成丙酮酸时形成丙酮酸时C课堂练习课堂练习2023-5-314 4、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是（、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是（）A.A.分解有机物分解有机物 B.B.释放能量释放能量 C.C.需要酶催化需要酶催化 D.D.有机物分解不彻底有机物分解不彻底D5 5、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，可适当延长保鲜时间的原因是（、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，可适当延长保鲜时间的原因是（）A.A.呼吸作用减
24、弱呼吸作用减弱 B.B.呼吸作用加强呼吸作用加强 C.C.光合作用减弱光合作用减弱 D.D.促进了物质的分解促进了物质的分解A6 6、在线粒体内进行的有氧呼吸的过程是（、在线粒体内进行的有氧呼吸的过程是（）A.A.第一、二阶段第一、二阶段 B.B.第一、三阶段第一、三阶段 C.C.第二、三阶段第二、三阶段 D.D.第一、二、三阶段第一、二、三阶段C7 7、把小白鼠和青蛙从、把小白鼠和青蛙从2525的室温中移至的室温中移至55的环境中，这两种动物的的环境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化？（需氧量会发生什么变化？（）A A两种动物的耗氧量都减少两种动物的耗氧量都减少 B B两种动物的耗氧量都增加两种动物的耗氧量都增加 C C青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加 D D青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少C课堂练习课堂练习练习.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：C6H12O123O2酶酶456酶H H (1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称：、_、。(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、_、。(3)有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸底物是_。(4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_葡萄糖丙酮酸二氧化碳H2O丙酮酸CO2少量 少量大量线粒体丙酮酸62
