人教版 (2019)必修1《分子与细胞》第3节 细胞呼吸的原理和应用优质教学ppt课件

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生命观念：理解细胞呼吸是细胞获取能量的基本过程，树立细胞作为生命活动基本单位的观念。科学思维：通过分析细胞呼吸的过程，培养逻辑推理、模型构建和批判性思维能力。科学探究：通过实验设计（如探究酵母细胞呼吸方式），掌握科学探究的基本方法，提升实验操作能力和数据分析能力。社会责任：认识细胞呼吸原理在农业生产、食品发酵、环境保护等领域的应用，增强社会责任感。
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。
1.都是培养酵母菌，为什么有的通气有的需要密封？
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自身有什么意义？
有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放能量多
密封发酵时，酵母菌将有机物分解为酒精时，也能为自身的生命活动提供少量能量。
通气让酵母菌进行有氧呼吸,有利于酵母菌快速繁殖;
密封让酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精。
分解有机物，释放能量。
温和条件下进行；需要酶；能量逐步释放
是指有机物在活细胞内氧化分解,生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并生成ATP的过程。
有氧呼吸和无氧呼吸,其中有氧呼吸是真核生物的主要呼吸作用方式。
【资料分析】一位同学知道酵母菌能使葡萄糖产生酒精，但不清楚是在有氧还是无氧条件下进行；另一位同学知道酵母菌细胞呼吸能产生CO2,但不知道有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。
因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
呼吸作用:细胞内的有机物_________,并释放_____。呼吸作用也叫_________。
通过设计实验进行探究
提出问题→做出假设→设计实验→进行实验→得出结论
1.有氧还是无氧条件下产生酒精？
2.有氧和无氧条件下产生的CO2是否一样多？
酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸的产物分别是什么？
有氧条件下产生二氧化碳，无氧条件下产生酒精；
探究酵母菌细胞呼吸的方式
①自变量、因变量、无关变量分别是什么？
自变量:因变量：无关变量：
影响实验结果的可变因素
注意：保证酵母菌在整个实验过程中正常生活
橙色的重铬酸钾溶液在酸性 下与酒精发生反应：橙色→灰绿色
2.溴麝香草酚蓝溶液：
③如何制造有氧和无氧环境？
吸收通入空气中的CO2
B锥形瓶封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接
使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境
有氧装置和无氧装置在35°C下进行实验3个小时
2. 酵母菌在有氧条件下，产生大量CO2和水；
1. 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
3. 无氧条件下产生酒精，还产生少量CO2。
让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．
C6H12O6＋6H２O＋6O２→ 6CO2＋ 12H２O＋能量
1、有氧呼吸中哪一种物质既是反应物又是生成物？2、有氧呼吸中吸收的O2量和释放的CO2量有什么特点？
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，同时生成大量ATP的过程。
是绝大多数生物细胞呼吸的主要方式
细胞质基质、线粒体（主要场所）
原核生物可以，好氧细菌
与有氧呼吸相关的酶、通氧气。
有氧呼吸各种元素的来源和去路：
①有氧呼吸过程温和，常温常压，多种酶的催化。②释放的能量大部分以热能的形式散失，小部分储存在ATP中。③有机物中的能量逐步释放；保证有机物中的能量得到充分利用。 能量缓慢有序地释放，有利于维持细胞的相对稳定。
有氧呼吸各阶段过程比较
剧烈运动后常会肌肉发酸，为什么？
+ 4[H] + 能量
与有氧呼吸第一阶段相同
例：大多数植物、酵母菌
例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚乳等）
注意：第二阶段不产生能量！！！
3、无氧呼吸总反应式：
2C3H6O3（乳酸）＋少量能量
2C2H5OH（酒精）＋2CO2＋少量能量
1ml葡萄糖分解成乳酸，共释放196.65kJ/ml，其中一部分以热能形式散失(约69%)； 另一部分转移到ATP中(61.08kJ/ml,约31%)储存，形成2mlATP。
总结：什么是无氧呼吸？
特点：没有____ 的参与氧化分解:______产物：______________生成ATP________
无氧呼吸2个阶段的比较
可见：无氧呼吸过程第_____阶段产生[H],并参与了第___阶段的__________的氧化分解
尝试运用所学知识，解释以下现象：
现象1：剧烈运动后，容易产生肌肉酸痛的现象。
肌肉细胞在剧烈运动时，短时间供氧不足而通过无氧呼吸获得能量，产生乳酸。
现象2：洪灾容易导致农田被淹，引发农作物死亡。为什么？
植物受涝时，可以短时间进行无氧呼吸获取能量，但如长时间无氧呼吸会产生酒精，对细胞有毒害作用，易导致烂根。
细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较
C2H5OH、CO2或C3H6O3
释放大量能量，形成大量ATP
释放少量能量，形成少量ATP
①第一阶段完全相同;②分解有机物，释放能量
（1）根据是否消耗O2
既进行有氧呼吸又有产酒精的无氧呼吸
或既有氧呼吸又有产乳酸的无氧呼吸
（2）根据有无CO2生成
只进行产乳酸的无氧呼吸
只进行产酒精的无氧呼吸
既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸
（3）根据是否产生H2O
适宜储存水果、蔬菜的O浓度是多少?为什么?
B点对应的氧气浓度。因为细胞总呼吸速率应最小,有机物的消耗最少。能尽可能多的保存营养成分。
自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
主要是影响呼吸作用有关酶的活性。
在一定温度范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强(AB段)超过一定温度，呼吸强度随着温度的升高而下降甚至停止(BC段)
原因:温度过高，呼吸酶的活性下降，甚至变性失活。
贮存水果时,适当降低温度(零上低温)，可降低与细胞呼吸有关酶的活性而延长保存时间.
在农业大棚种植上，夜晚适当降低温度,可以减少呼吸作用对有机物的消耗。
（1）原理：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。
在蔬果保鲜中，增加CO2浓度可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。
为什么包扎伤口要选用透气消毒纱布或创可贴？为什么利用酵母菌酿酒要先通入一定量的无菌空气，再密封？为什么要给作物及时松土？为什么水稻要定期排水？为什么储藏水果粮食要降低温度和氧气含量等措施来延长保质期？为什么皮肤伤口较深要到医院及时注射破伤风抗毒血清？为什么提倡慢跑？
请自主阅读P95的6个资料，说说细胞呼吸原理在生活生产中有哪些应用？
四、细胞呼吸原理的应用
1.包扎伤口时，需要用透气的消毒纱布或“创可贴”敷料。
选用透气的创可贴或纱布等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。
2.被锈钉扎伤或伤口很深时，需要注射破伤风疫苗。
较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时到医院治疗。
3.利用麦芽、葡萄、粮食和酵母菌以及发酵罐等，在控制通气的情况下，可以生产各种酒。
先通气进行有氧呼吸，让其大量繁殖；
后密封，进行无氧呼吸发酵产生酒精。
4.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。
增加土壤的含氧量，促进根部细胞的有氧呼吸
为什么稻田需要定期排水，否则水稻幼根因缺氧而变黑、腐烂?
避免根无氧呼吸产生大量酒精，造成烂根。
5.为什么储藏水果、粮食的仓库，往往通过降低温度、降低氧气含量等措施，延长保质期？
减弱其呼吸作用，减少有机物的消耗以延长保质期。
6.为什么提倡慢跑等有氧运动？
避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸。乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
有氧呼吸和无氧呼吸都属于细胞呼吸。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。所有生物的生存，都离不开细胞呼吸释放的能量。
细胞呼吸除了能为生物体提供能量，还是生物体代谢的枢纽。蛋白质、糖类和脂质的代谢，都可以通过细胞呼吸过程联系起来。
高等植物及酵母菌等微生物
高等动物和人体,高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根),乳酸菌等微生物
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量
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），其中适于产生酒精的装置是（　 ）
3、有氧呼吸中产生能量最多的是（ ） A．形成二氧化碳时 B．形成［H］时 C．形成水时 D．形成丙酮酸时
2、在有氧呼吸过程中，进入细胞中的氧将（ ）①与氢结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳③在线粒体中被消耗 ④在线粒体和细胞质基质中被消耗 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
4、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是（ ） A．分解有机物 B．释放能量 C．需要酶催化 D．有机物分解不彻底
5、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是（ ） A．呼吸作用减弱 B．呼吸作用加强 C．光合作用减弱 D．促进了物质的分解