生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用示范课课件ppt

这是一份生物必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用示范课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了呼吸作用，一有氧呼吸，二无氧呼吸等内容，欢迎下载使用。
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震荡，以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时，却要密封发酵。
讨论：1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的需要密封？2.为什么通气有利于酵母菌大量繁殖？3.在密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精对它自身有什么意义？
通气可以给酵母菌提供呼吸所需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的有丝分裂。密封为了避免空气进入，便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。
在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放的能量多，这些能量可以为酵母菌细胞进行物质代谢和细胞分裂提供充足的动力。
密封发酵时，酵母菌将有机物转化为酒精的同时，能为自己的生命活动提供能量。
酵母菌是一种单细胞真菌，它与人类的生活息息相关，做面包、馒头、酿酒等，都是利用酵母菌的呼吸作用。
呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并释放出能量，因此也叫细胞呼吸
细胞呼吸是否都需要氧？生物在有氧和无氧条件下是否都进行细胞呼吸呢？
“探究酵母菌细胞呼吸方式”
实验原理1.酵母菌的生存特点酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式
2.有氧呼吸和无氧呼吸的反应过程（反应式）。
3.产物检测：（1）检测CO2①使澄清石灰水变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）②溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→变绿→再变黄（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）（2）检测酒精：酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色→灰绿色
酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是无氧的条件下？ 酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？
针对上述问题，据已有知识和生活经验（如酵母菌可用于酿酒、发面等）作出合理假设。
1.配制酵母菌培养液：新鲜酵母菌+5%葡萄糖溶液2.检测CO2的产生（如图装置）
为什么将葡萄糖溶液先煮沸再冷却后再加入酵母菌？
1.加热煮沸可以杀死葡萄糖溶液中的杂菌，排除其他微生物对实验结果的影响。2.冷却的原因：防止温度过高将酵母菌杀死。
保证酵母菌有充足的氧气，以便进行有氧呼吸。
NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2，以保证第三个锥形瓶中使得澄清石灰水变浑浊的CO2是由酵母菌有氧呼吸产生的。
应该先封口放置一段时间，再通入澄清的石灰水中，Why?
刚封口的时候，锥形瓶中有氧气，本实验探究的是无氧呼吸，所以应先把氧气消耗完，确保通入澄清石灰水中的CO2是无氧呼吸产生的。
①甲、乙装置中的石灰水都变混浊，但甲中混浊程度高且速度快。 ②试管1中溶液颜色无变化，试管2中溶液颜色由橙色变成灰绿色。
①有氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生CO2 ②无氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生酒精和少量CO2。
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。
线粒体具有怎样的结构特点？这与它的功能有什么关系？
嵴增大了内膜面积 内膜和线粒体基质充满了与有氧呼吸有关的酶
产物 H2O 和 CO2 中的O分别来自哪种物质？ 有氧呼吸在哪个阶段才需要氧气？
6CO2 +20[H] + 能量
12H2O + 能量
24[H] + 6O2
2、有氧呼吸三个阶段的比较
第二阶段第三阶段第三阶段三个阶段第三阶段第一、二阶段第三阶段
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。
1ml葡萄糖释放2870KJ，有977.28KJ转移至ATP（32mlATP）
练习1：关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是 　　　　　　　　( 　　 )　　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成丙酮酸，产生大量的[H]和ATP　　C．第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的［H］和ATP　　D．第三阶段是[H]和氧结合产生水，同时生成大量的ATP
如果体育课上跑了800米，第二天早上有什么感觉？ 为什么？
2丙酮酸 （2C3H4O3）
2C2H5OH（酒精）+2CO2
2C3H6O3（乳酸）
2C2H5OH+2CO2 2C3H4O3+4[H] 　　　　　　　　 2C3H6O3　
2 C3H6O3(乳酸)
2 C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 少量能量
例：乳酸菌；动物肌细胞、马铃薯块茎、玉米的胚
例：大多数植物、酵母菌
对比有氧呼吸的概念，自己总结出来
有氧呼吸:指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，释放出能量，生成大量ATP的过程。
无氧呼吸:指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和二氧化碳或乳酸，同时释放出少量能量的过程。
三 、有氧呼吸与无氧呼吸比较
2、本质相同：分解有机物，释放能量
细胞质基质（1）、线粒体（2、3）
CO2和H2O（彻底）
酒精和CO2或乳酸（不彻底）
大量能量（产生32mlATP）
少量能量(产生2mlATP)
1、为生命活动提供能量
2、为体内其他化合物合成提供原料
3、细胞呼吸原理有哪些应用？举例说明。
选用纱布包扎伤口：为伤口创造疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
中耕松土的目的：促进根细胞的有氧呼吸，产生更多能量，促进根对无机盐离子的吸收。
稻田定期排水（或种子不能掩埋过深）：避免产生大量的酒精，对细胞有毒害作用，烂根或烂种子。
剧烈运动：会产生大量乳酸，乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力
伤口小且深：注射破伤风抗毒血清，避免感染破伤风杆菌
小结：细胞呼吸状况的判断
1.无CO2释放，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。
2.不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。
3.CO2的释放量等于O2的吸收量，细胞只进行有氧呼吸。
4.CO2的释放量大于O2的吸收量,细胞同时进行有氧和无氧呼吸。
1、消耗等量的葡萄糖，有氧呼吸与无氧呼吸产生的CO2（ATP）物质的量之比：2、产生等量的CO2时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖（产生ATP）的摩尔数之比：
3:1 / 16:1
1:3 / 16:3
练习2：呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程 （ ）A 一定是无氧呼吸 B 一定是有氧呼吸C 一定不是乳酸发酵 D 一定不是酒精发酵
练习3：高等植物的有氧呼吸和短时间的无氧呼吸都会产生 （ ）A、酒精 B 、乳酸 C、丙酮酸 D、水
1、为什么不同的生物无氧呼吸的产物不同？ 蓝藻（原核生物）没有线粒体，为什么可以进行有氧呼吸？ 只进行无氧呼吸的真核生物（例如蛔虫），细胞内有线粒体吗？
细胞质基质中有与有氧呼吸有关的酶。
细胞质基质中所含呼吸酶的种类不同。
2、影响细胞呼吸速率的因素有哪些？
1）内部因素——遗传因素（决定酶的种类和数量）
a.温室栽培中增大昼夜温差(降底夜间温度)以减少夜间呼吸消耗有机物。
b.食物的储存保鲜常采用低温法（零上低温）
温度影响酶的活性来影响呼吸速率。
零上低温：既能降低有机无消耗，又不破坏植物组织
氧气为零时，只进行无氧呼吸；低O2时，无氧呼吸占优势；随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O2浓度达到一定值后，随O2浓度增大，有氧呼吸不再加强(受呼吸酶数量等因素的影响)
①.A点、AC段、C点以后的呼吸类型是？
①.A点只有无氧呼吸、AC段两种呼吸类型都有、C点以后只有有氧呼吸
D 这时植物组织有氧呼吸强度很低而无氧呼吸又被抵制，果蔬内有机物消耗最少。
②.哪点对应的氧气浓度有利于蔬菜的保存，理由是？
O点表示？有氧呼吸和无氧呼吸释放的二氧化碳相等D点对应的氧气浓度时：无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的3倍
A点只有无氧呼吸、AC段两种呼吸类型都有、C点以后只有有氧呼吸
水果和蔬菜保鲜时要求低氧（非无氧）
例、右图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系，其中线段XY=YZ，则在氧浓度为a时，下列叙述正确的是：A．有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多B．有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多C．有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多D．有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等
CO2是细胞呼吸的产物，当环境中CO2浓度增加时，呼吸速率便会减慢。
贮藏新鲜水果和蔬菜时抽出空气，通入N2或CO2如地窖保存蔬菜
在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，自由水含量高呼吸速率大，自由水含量低呼吸速率弱。 当含水量过多时，呼吸速率减慢甚至死亡。
种子的储存要风干；合理灌溉。
练习4：关于细胞呼吸的叙述，正确的是（ ）A．水稻根部细胞主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境B．荔枝在无O2、保持干燥、零下低温和无乙烯环境中，可延长保鲜时间C．快速登山时人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量D．玉米经酵母菌发酵可产生酒精，这是通过酵母菌的无氧呼吸实现的
练一练5：下图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O2吸收量和CO2生成量的变化，请据图回答： （1）图中曲线QR区段CO2生成量急剧减少的主 要原因是 。（2） 点的生物学含义是无氧呼吸消失点,此时O2吸收量____ （＞、＜、=）CO2的释放量。
氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制，有氧呼吸还很弱
（3）氧浓度调节到 点的对应浓度时，更有利于蔬菜粮食的贮存。理由是 __________________________ 。（4）若图中的AB段与BC段的距离等长,说明此时有氧呼吸释放的CO2与无氧呼吸释放的CO2_________，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的 倍。（5）在原图中绘出无氧呼吸产生的CO2随氧气浓度变化而变化的曲线。
此时有氧呼吸较弱，无氧呼吸受抑制，有机物的消耗最少
据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况。在以C6H12O6为呼吸底物的情况下,CO2释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：(1)没有CO2释放时,细胞只进行___________产生_________，此种情况下，容器内气体体积_________变化，如_________ 的无氧呼吸。(2)不消耗O2，但产生CO2,细胞只进行__________产生_____。此种情况下容器内气体体积______,如________的无氧呼吸。(3)CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行__________，此种情况下，容器内气体体积_________，但若将CO2吸收，可引起气体体积_______。
四、细胞呼吸方式的判定方法
(4)当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行____ _和___________两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。此种情况下，判断哪种呼吸方式占优势，可如下分析：①若 ，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率_____。②若 ，无氧呼吸消耗葡萄糖速率____有氧呼吸。③若 ，有氧呼吸消耗葡萄糖速率____无氧呼吸。
1.在下列四种化合物的化学组成中，“○”中所对应的含义最接近的是 （ ） A.①和② B.②和③ C.③和④ D.②和④
2.下列过程能使ADP含量增加的是 ( )A.组织细胞利用氧气 B.线粒体内的［H］与O2结合C.丙酮酸形成乳酸 D.神经细胞吸收K+
3.右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2、酶3依次分别存在于 ( ) A.线粒体、线粒体和细胞质基质 B.线粒体、细胞质基质和线粒体 C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体
（1）外界氧浓度在10％以下时，该器官的呼吸作用方式是＿＿＿＿＿＿＿__。原因：＿＿＿＿_____＿＿。（2）该器官的CO2释放与O2的吸收两条曲线在P点相交后则重合为一条线，此时该器官的呼吸作用方式是＿______＿，进行此种呼吸方式所用的底物是＿＿＿__。（3）当外界氧浓度为4～5％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，无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的＿＿倍。
5.右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。请据图回答下列问题：
CO2的释放量大于O2的吸收量
6、兴趣小组分别对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下探究实验。 （1）甲兴趣小组想探究的具体问题是：酵母菌是否在有氧、无氧条件下均能产生CO2。现提供若干套实验装置，如图所示：①请根据实验目的选择装置序号，并按照实验的组装要求排序（装置可重复使用）。有氧条件下的装置序号： ________________________；无氧条件下的装置序号： __。②装置中C瓶的作用是 _____________________________，B瓶中澄清的石灰水还可用 ____ ___________代替,现象是_____________________。
C→A→B(或C→B→A→B)
吸收空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰
（2）乙兴趣小组利用装置一（橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管），探究酵母菌的细胞呼吸类型。①如果想得到实验结论，还必须同时设置对照实验，请问对照实验装置（假设该装置编号为二）如何设计？ ②请预测与结论相符合的现象，并填写下表：
装置二除了用等量清水代替10%NaOH溶液外，其他设计与装置一相同
判断：1.有氧呼吸释放的能量贮存在ATP中及以热能的形式散失掉2.有氧呼吸生成大量的ATP是在氢传递给氧，与氧结合形成水的同时3.在呼吸作用过程中，水作为反应物和生成物分别发生在第二阶段和第三阶段4.病毒可进行有氧呼吸或无氧呼吸5.剧烈运动状态下的骨骼肌细胞,分解葡萄糖过程中产生的c2ml数与消耗的2ml数的比值大于16.有氧存在时无氧呼吸受到抑制7.同一个细胞可同时进行有氧呼吸和无氧呼吸
若用30度的温水把买来的一包鲜酵母化开，用它发一块面团，几个小时后，面团便会渐渐膨大。用手抠开里面，你会发现面团里面变成蜂窝一样，有许多空隙，并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味所以我们吃的面包和馒头比较松软，味道也好。 我们喝的啤酒白酒、医院里的酒精、化妆品中的甘油，都是用酵母菌生产的。酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素，所以也可以做成高级营养品添加到食品中，或用作饲养动物的高级饲料。
探究酵母菌有氧呼吸的场所