细胞呼吸的原理和应用-ppt课件-【新教材】人教版

必修必修分子与细胞分子与细胞（2019 人教版）必修分子与细胞（2019 人教版）1第五章第五章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第五章 细胞的能量供应和利用25-3 细胞呼吸的原理和应用5-3 细胞呼吸的原理和应用3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，却需要密封发酵。讨论：1.都是培养酵母菌，为什么有的需要通气，有的却需要密封？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？【问题探讨】【答案】通气可以给酵母菌提供呼吸需要的氧气，利于酵母菌进行旺盛的细胞分裂；密封则是避免空气进入。便于酵母菌在无氧条件下分解有机物产生酒精。【答案】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。【答案】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少量能量。酵母菌细胞富含蛋白质，可以用作饲料添加剂。在培养酵41.呼吸作用的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。因此也叫细胞呼吸。2.探究酵母菌细胞呼吸的方式(1)实验原理：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。(2)实验步骤（3）产物检测(4)实验结论：酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸，产生大量的CO2和水，在无氧条件下进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物有酒精，同时也产生少量的CO2。一、细胞呼吸的方式检测产检测产物物所用试剂所用试剂实验现象实验现象二氧化碳澄清的石灰水变混浊溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄酒精重铬酸钾溶液橙色变成灰绿色1.呼吸作用的实质：细胞内的有机物氧化分解，并释放能量。因5下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，请分析：1本实验的自变量和因变量分别是什么？甲、乙装置中是如何控制自变量的？2图甲中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？3B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？【合作探究】答案自变量是氧气的有无，因变量是是否有CO2和酒精的产生。甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证A瓶中有氧气存在，乙中B瓶密封保证无氧环境。答案NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3和H2O，保证了通入酵母菌培养液的气体不含CO2，避免对实验结果的干扰。答案B瓶封口后，锥形瓶内的空气中有氧，酵母菌开始进行有氧呼吸，也产生CO2。所以，要过一段时间，等B瓶中氧气消耗完以后，再将产生的气体通入澄清石灰水，保证通入澄清石灰水中的是无氧呼吸产生的CO2。下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，请分析：【合作探究】61下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，以下说法中正确的是()A两个装置均需要在黑暗条件下进行B装置乙在处可检测到有酒精生成C装置乙是对照组，装置甲是实验组D装置甲中NaOH的作用是吸收处的CO2练一练对比实验和对照实验 对比实验是指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关系，这样的实验叫做对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组(或互为实验组和对照组)，是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。1下图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，以下说法中正确的71线粒体的结构线粒体具有双层膜，3内膜向内腔折叠形成2嵴，大大增加了内膜的表面积，线粒体内充满了液态的4基质，线粒体的内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。2有氧呼吸的过程（一）有氧呼吸1线粒体的结构（一）有氧呼吸83.总反应式C6H12O66H2O6O26CO212H2O能量4.有氧呼吸的概念有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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，释放能量，生成大量ATP的过程。（一）有氧呼吸阶段阶段场所场所物质变化物质变化放能多少放能多少第一阶段细胞质基质葡萄糖2丙酮酸4H少量第二阶段线粒体基质2丙酮酸6H2O6CO220H少量第三阶段线粒体内膜24H6O212H2O大量（一）有氧呼吸阶段场所物质变化放能多少第一阶段细胞质基质葡萄91.在细胞内，1mol葡萄糖彻底氧化分解能释放出2870kJ的能量，其中有977.28kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失，以维持体温的恒定。那么，有氧呼吸的能量转换效率是多少，这些能量大约能使多少ADP转化为ATP？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？【合作探究】答案：有氧呼吸的能量转化效率大约为34%。1molATP分子水解释放的能量高达30.54kJ，因此1mol葡萄糖能够使32molADP分子转换为ATP分子。答案：燃烧是一种迅速释放能量的过程，而有氧呼吸过程则是逐步缓慢释放能量，这种方式能保证有机物中的能量得到最充分的利用，主要表现在两个方面：可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中；能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞地相对稳定状态。1.在细胞内，1 mol葡萄糖彻底氧化分解能释放出2 870101条件：无氧条件下。2场所：细胞质基质。3过程：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分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。4类型(1)C6H12O62C3H6O3(乳酸)少量能量。(2)C6H12O62C2H5OH(酒精)2CO2少量能量。5.概念（1）像这样，在没有氧气参与地情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量地过程。（2）酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵，因产物不同分别称为酒精发酵和乳酸发酵。（二）无氧呼吸酶酶1条件：无氧条件下。（二）无氧呼吸酶酶111.1mol葡萄糖分解成乳酸时，只释放出196.65kJ的能量，其中有61.08kJ的能量储存在ATP中，其余的能量以热能的形式散失。那么，1mol葡萄糖通过乳酸发酵可形成多少mol的ATP？其能量转换效率是多少？2.无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少？3.剧烈运动过后的肌肉酸疼是怎样造成的？【合作探究】答案可形成2 mol的ATP，其能量转换效率是31.06%。答案无氧呼吸是有机物不彻底的氧化分解，还有很大一部分能量存在于不彻底的氧化产物乳酸和酒精中。答案剧烈运动，氧气供应不足，肌肉细胞无氧呼吸产生了乳酸。1.1 mol葡萄糖分解成乳酸时，只释放出196.65 k121.场所：活细胞内2.分解底物：有机物（糖类、脂质和蛋白质等）。3.产物：CO2和H2O或其他产物（因呼吸类型而异）。4.能量变化：有机物中稳定的化学能转化成热能和ATP中活跃的化学能。5.实质：有机物氧化分解释放能量。6.类型：有氧呼吸和无氧呼吸7.概念：细胞呼吸是指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，释放能量并生成ATP的过程。（三）细胞呼吸1.场所：活细胞内（三）细胞呼吸131.下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，ae表示物质，表示过程。下列相关叙述正确的是（）A.催化反应和的酶都在细胞质基质中B.图中物质c为H，它只在有氧呼吸过程中产生C.图中过程主要发生在小麦种子萌发的早期，其中e为ATP D.过程为有氧呼吸的三个阶段，其中物质a、d分别是丙酮酸和O2练一练1.下图表示萌发的小麦种子中可能发生的相关生理过程，ae142.下列有关人的心肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较，正确的是（）A.有氧呼吸和无氧呼吸都可以产生CO2B.有氧呼吸和无氧呼吸过程中都能产生HC.有氧呼吸逐步释放能量，无氧呼吸瞬间释放能量D.有氧呼吸能产生ATP，无氧呼吸不能产生ATP练一练3.下列有关人体细胞呼吸的说法，正确的是（）A.H只在有氧呼吸的第二个阶段产生，第三个阶段与O2结合形成水B.无氧呼吸第二个阶段能产生少量ATPC.剧烈运动时，以葡萄糖为底物，若细胞CO2释放量等于O2吸收量，则细胞只进行有氧呼吸D.有氧呼吸第三阶段ADP的消耗量大2.下列有关人的心肌细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较，正确的是15内部因素遗传因素决定酶的种类和数量，进而影响呼吸的类型、速率等。二、细胞呼吸的影响因素内部因素内部因素内容说明内容说明举例举例遗传特性不同种类的植物呼吸速率不同旱生植物的呼吸速率小于水生植物；阴生植物的呼吸速率小于阳生植物。生长发育时期不同同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同植物在幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降器官不同同一植物的不同器官呼吸速率不同生殖器官呼吸速率大于营养器官内部因素二、细胞呼吸的影响因素内部因素内容说明举例遗传特16环境因素二、细胞呼吸的影响因素环境因素环境因素曲线曲线分析分析应用应用温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸速率在最适温度时，细胞呼吸速率最大超过最适温度，酶活性降低甚至变性失活，细胞呼吸速率下降低于最适温度，酶活性下降，细胞呼吸速率下降零上低温条件下储存蔬菜和水果蔬菜大棚夜间适当降温，以降低细胞呼吸消耗的有机物量，从而提高产量O2浓度O2浓度低时，无氧呼吸占优势随O2浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断增强当O2浓度达到一定值后，随着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）中耕松土促进植物根部有氧呼吸无氧发酵过程需要严格控制无氧环境低氧抑制细胞呼吸，有利于储藏粮食、水果和蔬菜环境因素二、细胞呼吸的影响因素环境因素曲线分析应用温度通过17环境因素二、细胞呼吸的影响因素环境因素环境因素曲线曲线分析分析应用应用CO2浓度CO2是细胞呼吸的最终产物，积累过多会抑制细胞呼吸的进行在蔬菜和水果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗含水量在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，超过一定范围，细胞呼吸速率随着含水量的增加而减慢粮食收仓前要进行晾晒处理干种子萌发前进行浸泡处理环境因素二、细胞呼吸的影响因素环境因素曲线分析应用CO2浓18正确解析O2浓度对细胞呼吸的影响Q点不消耗O2,产生CO2 只进行无氧呼吸R点点产生CO2最少 组织细胞呼吸最弱点，有机物消耗最少，对应的O2浓度是储藏水果和蔬菜的最佳O2浓度P点消耗O2量=产生CO2量 只进行有氧呼吸A、B、C点AB=BC，有氧呼吸吸收的O2量（或释放的CO2量）=无氧呼吸释放的CO2量QR段CO2极具减少的原因是随O2浓度增加，无氧呼吸受到抑制QP段产生CO2量消耗O2量 同时进行有氧呼吸和无氧呼吸T点T点之前引起曲线发生变化的因素是O2浓度，T点之后限制因素为温度等外部因素和酶等内部因素OQP面积表示无氧呼吸释放的CO2量正确解析O2浓度对细胞呼吸的影响Q点不消耗O2,产生CO19细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用201.下图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正确的是（）A.从甲图可知细胞呼吸最旺盛时的温度是B点对应的温度B.乙图中曲线表示有氧呼吸，曲线表示无氧呼吸C.乙图中曲线所示生理过程所利用的有机物主要是葡萄糖D.乙图中曲线最终趋于平衡，可能是受到温度或呼吸酶数量的限制练一练1.下图是外界条件对植物呼吸速率的影响曲线图，以下分析不正212.细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与目的不恰当的是（）练一练应用措施目的A种子储存晒干降低自由水含量，降低细胞呼吸强度B乳酸菌制作酸奶密封加快乳酸菌繁殖，有利于乳酸发酵C水果保鲜零下低温降低酶的活性，降低细胞呼吸D播种用水浸泡增加自由水，促进有氧呼吸2.细胞呼吸原理广泛应用于生产实践中。下表中有关措施与目的223.下图表示某种植株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，以下说法正确的是（）A.氧气浓度为0时，该器官不进行呼吸作用B.氧气浓度在10%以下时，该器官只进行无氧呼吸C.氧气浓度在10%以上时，该器官只进行有氧呼吸D.保存该器官时，氧气浓度越低越好练一练3.下图表示某种植株的非绿色器官在不同氧浓度下，O2吸收量234.某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化趋势如下图所示。请据图回答问题：练一练（1）在12-24h期间，呼吸速率逐渐增强，在此期间呼吸作用的主要方式是_呼吸，该呼吸方式在细胞中发生的部位是_，其产物是_。（2）从第12h到胚根长出期间，萌发种子的干物质总量会_，主要原因是_。（3）胚根长出后，萌发种子的_呼吸速率明显升高。答案：（答案：（1 1）无氧）无氧 细胞质基质细胞质基质 酒精和酒精和COCO2 2（2 2）减少）减少 种子不进行光合作用制造有机物，同时种子不进行光合作用制造有机物，同时进行细胞呼吸消耗有机物，使有机物的总量下降进行细胞呼吸消耗有机物，使有机物的总量下降 （3 3）有氧）有氧4.某豆科植物种子萌发过程中CO2释放和O2吸收速率的变化24欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽种子为例)：【植物组织呼吸方式的探究】实验现象结论装置一液滴装置二液滴不动不动只进行产乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移只进行产生酒精的无氧呼吸左移右移进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸左移不动只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸注意：注意：为使实验结果精确除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如图所示(以发芽25再见！再见！26