人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞呼吸的原理和应用公开课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》细胞呼吸的原理和应用公开课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了ATP，细胞呼吸，依据是否需要氧气，细胞内，细胞呼吸的条件，细胞呼吸的产物，产生二氧化碳和水，产生酒精和二氧化碳，进行实验，②溴麝香草酚蓝溶液等内容，欢迎下载使用。
1.描述线粒体适于进行有氧呼吸的结构。2.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同，阐明细胞呼吸的实质。3.探讨细胞呼吸在生产和生活中的应用。4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。
1.有氧呼吸和无氧呼吸的过程与比较。2.影响细胞呼吸的因素。3.细胞呼吸方式的判断。
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，为什么有的需要通气，有的却需要密封？
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。
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？
在有氧条件下，酵母菌分解营养物质释放能量多，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少量能量。
1、探究酵母菌细胞呼吸的方式
指 的有机物氧化分解，并释放能量的过程。也称呼吸作用。
——有氧呼吸和无氧呼吸
呼吸是指机体与环境之间O2和CO2交换的过程。
酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸吗？
酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸
分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳
影响实验结果的可变因素
温度、pH、培养液的浓度和体积
单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。
酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：
☞根据浑浊程度检测CO2产生的多少
☞根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少
（1）配置酵母菌培养液：( + )
取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B （500mL）中，分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。
酵母菌溶液的体积以及葡萄糖溶液的体积和浓度均保持一致是为了什么？
排除无关变量对实验结果的影响。
（2）检测CO2的产生
如何在通入空气中去除CO2？
B瓶应封口放置一段时间后再连通澄清石灰水，为何？
NaOH溶液可吸收空气中的CO2。
消耗瓶内的氧气，造成无氧环境。
澄清石灰水都变浑浊，且有氧呼吸装置比无氧呼吸的更浑浊。
有氧呼吸与无氧呼吸都产生CO2，且有氧呼吸产生的更多。
加入瓶中的葡萄糖溶液需加热并冷却的目的分别是：a.加热目的是 。b.冷却目的是 。
加热以杀死其他微生物及除去溶解氧
由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化，因此应将酵母菌的培养时间适当延长以耗尽溶液中的葡萄糖。
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
1.管口2与澄清石灰水或溴麝香草酚蓝溶液 的试剂瓶相连。
2.一组阀a打开，探究有氧条件下的呼吸方式； 另一组阀a关闭，探究无氧条件下的呼吸方式。
3.实验结束后，打开阀b， 通过管口3检测酒精的产生情况。
四、探究酵母菌细胞呼吸的方式的其他装置1
甲组：一定量的煮沸后冷却的葡萄糖溶液+一定量的活性干酵母，加石蜡油铺满液面；30分钟后记录温度为A
乙组：等量的煮沸后冷却的葡萄糖溶液+等量的活性干酵母，不加石蜡油；30分钟后记录温度为B
丙组：一定量的煮沸后冷却的葡萄糖溶液，加石蜡油铺满液面；30分钟后记录温度为C
五、探究酵母菌细胞呼吸的方式的其他装置2
1.(2021·广东，9)秸秆的纤维素经酶水解后可作为生产生物燃料乙醇的原料。生物兴趣小组利用自制的纤维素水解液(含5%葡萄糖)培养酵母菌并探究其细胞呼吸(如图)。下列叙述正确的是（ ）A.培养开始时向甲瓶中加入重铬酸钾以便　检测乙醇生成B.乙瓶的溶液由蓝色变成红色， 表明酵母菌已产生了CO2C.用甲紫溶液染色后可观察到酵母菌中线粒体的分布D.实验中增加甲瓶的酵母菌数量不能提高乙醇最大产量
葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化
线粒体染色——健那绿染液
2.为探究酵母菌的呼吸方式，在连通CO2和O2传感器的100 mL锥形瓶中，加入40 mL活化酵母菌和60mL葡萄糖培养液，密封后在最适温度下培养。培养液中O2和CO2相对含量变化见下图。下列有关分析错误的是（ ）A.t1→t2，酵母菌的有氧呼吸 速率不断下降B.t3时，培养液中葡萄糖的消耗 速率比t1时快C.若降低10 ℃培养，O2相对含量 达到稳定所需时间会缩短D.实验后的培养液滤液加入适量 酸性重铬酸钾溶液后变成灰绿色
2、有氧呼吸、无氧呼吸
指细胞在 的参与下，通过多种 的催化作用，把葡萄糖等有机物 ，产生 ，释放 ，生成 的过程。
有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式，线粒体是有氧呼吸的主要场所。 线粒体内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
[H]=NADH(还原型辅酶I)
6.特点：与有机物在生物体外的燃烧相比
②有氧呼吸进行时有机物中的能量 经过一系列的化学反应逐步释放。
③有氧呼吸释放的能量有相当一部分储存在ATP中。
☞有利于维持细胞的相对稳定。
☞保证有机物中的能量得到充分的利用。
1.线粒体是真核生物进行有氧呼吸的主要场所， 能否说生物没有线粒体就无法进行有氧呼吸 ( )2.线粒体能直接利用葡萄糖进行氧化分解 ( )3.在线粒体内膜利用的[H]只来自于丙酮酸水解 ( )4.有氧呼吸中只产生水不消耗水 ( )5.有氧呼吸三个阶段均产生ATP，第二阶段产生的ATP最多 ( )6.有氧呼吸过程等同于有机物在体外燃烧 ( )
有些原核生物也可以进行有氧呼吸， 如醋酸杆菌、硝化细菌等
线粒体膜上无转运葡萄糖的载体
在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过 ，产生 ，释放 ，生成少量ATP的过程。
葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。
例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、 甜菜块根、玉米胚细胞等
例：大多数植物、酵母菌
微生物的无氧呼吸也叫发酵
只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP。
葡萄糖无氧呼吸都只在 释放少量的能量，其中一部分储存在 ，一部分以热能形式散失，葡萄糖中大部分能量存留在 中。
6.特点：与有氧呼吸相比
②有机物氧化分解不彻底。
7.常见的主要进行无氧呼吸的生物或细胞
乳酸菌、破伤风杆菌、哺乳动物成熟红细胞、蛔虫
（2）主要进行无氧呼吸
1.有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段反应完全相同（ ）2.无氧呼吸的第一阶段和第二阶段两个阶段都可以释放出能量（ ）3.无氧呼吸时有机物中的能量大部分以热能的形式散失了（ ）4.细胞在供糖不足时，无氧呼吸可将脂肪氧化为乳酸或酒精 ( )5.不同生物无氧呼吸产物不同的直接原因是酶不同， 根本原因是基因选择性表达的结果。 （ ）
控制不同酶合成的基因不同
无氧呼吸时有机物中的能量大部分储存在乳酸或酒精中
供氧不足才进行无氧呼吸
6.线粒体和叶绿体都具有较大膜面积和复杂的酶系统， 有利于新陈代谢高效而有序地进行 ( )7.剧烈运动时肌细胞产生的CO2全部来自线粒体 ( )8.线粒体是人体细胞产生CO2的唯一场所 ( ) 9.人体骨骼肌细胞在缺氧条件下， 细胞呼吸产生的CO2体积多于吸收的O2的体积 ( )10.分泌蛋白的合成与分泌与ATP水解反应相联系 ( )
人体细胞进行的是有氧呼吸和产乳酸的无氧呼吸
11.植物细胞能进行过程①和③或①和④（ ）12.真核细胞的细胞质基质能进行过程①和②（ ）13.原核细胞不能进行过程②( )14.乳酸菌细胞内过程④消耗[H]，并产生少量ATP( )15.哺乳成熟的红细胞只能进行过程①和④（ ）16.葡萄糖中的能量通过过程①和③一部分转移至ATP， 其余的存留在酒精中（ ）
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞进行产乳酸的无氧呼吸
还有一部分以热能的形式散失
大量（2870KJ/ml）
少量(196.65或225.94KJ/ml)
有机物彻底分解，能量完全释放
有机物没有彻底分解，能量没完全释放
第一阶段(葡萄糖丙酮酸)相同
氧化分解有机物，释放能量，产生ATP
为生物体生命活动提供能量
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
1.呼吸作用中释放出来的能量绝大多数以 的形式散失了， 产生的热能可用于维持体温或提高外界环境温度。2.呼吸作用产生的CO2能 （降低/升高）环境中的pH值。3.若呼吸底物为葡萄糖，人和动物呼吸作用 产生的CO2 （大于/等于/小于）O2的消耗量。4.无氧呼吸过程中 （有/没有）[H]积累。5.无氧呼吸过程中底物中能量 （有/没有）全部释放出来。
细胞呼吸中[H]和ATP的来源和去向
1.为生物体提供能量；2.生物体代谢的枢纽。
细胞呼吸是蛋白质、糖类和脂质代谢的枢纽
A.甲中产生的CO2其氧元素来自葡萄糖和水B.乙反应结束后可用酸性重铬酸钾溶液检测酒精C.甲和乙消耗等量的葡萄糖释放的能量相等D.实验结果表明葡萄糖不能进入线粒体或不能在线粒体中分解
1．(2024年1月·贵州高考适应性演练)用酵母菌做实验材料探究细胞呼吸，将酵母菌(甲)、细胞质基质(乙)及线粒体(丙)分别放入3支试管，向试管中加入等量、相同浓度的葡萄糖溶液，均供氧充足，一段时间后，得到葡萄糖和CO2的相对含量变化如图所示。下列叙述错误的是(　 )
2.(2023·山东高考)水淹时，玉米根细胞由于较长时间进行无氧呼吸导致能量供应不足，使液泡膜上的H＋转运减缓，引起细胞质基质内H＋积累，无氧呼吸产生的乳酸也使细胞质基质pH降低。pH降低至一定程度会引起细胞酸中毒。细胞可通过将无氧呼吸过程中的丙酮酸产乳酸途径转换为丙酮酸产酒精途径，延缓细胞酸中毒。下列说法正确的是(　 )A.正常玉米根细胞液泡内pH高于细胞质基质B.检测到水淹的玉米根有CO2的产生不能判断是否有酒精生成C.转换为丙酮酸产酒精途径时释放的ATP增多以缓解能量供应不足D.转换为丙酮酸产酒精途径时消耗的[H]增多以缓解酸中毒
A.膜间隙高浓度的H＋全部来自有机物的分解B.NADH中的能量可通过H＋的电化学势能转移到ATP中C.蛋白质复合体运输H＋和ATP合成酶复合体运输H＋的方式分别为主动运输和协助扩散D.寒冷条件下棕色脂肪细胞被激活时，线粒体有氧呼吸释放的能量中热能所占比例明显增加
3．(2024·南京模拟)细胞呼吸过程中形成的NADH等物质通过电子传递系统将电子传递给氧生成水，并偶联ATP合成的过程称为氧化磷酸化，如图为细胞呼吸过程中电子传递和氧化磷酸化过程。已知人体棕色脂肪细胞线粒体内膜上有一种特殊的通道蛋UCP。ATP合成酶竞争性地将膜间隙高浓度的H＋回收到线粒体基质。下列说法不正确的(　 )
有氧呼吸第二阶段，即来自水
通过UCP转运减低了线粒体内膜两侧的H＋浓度差
A.①过程发生在细胞质基质中， A为丙酮酸B.D为脂肪酸，大多数是饱和的， 熔点较高C.图中三大类营养物质氧化分解 过程中形成ATP最多的过程是④D.⑥和⑪过程能产生人体所需的8种必需氨基酸
必需氨基酸是人体不能自己合成的，必须从外界环境获取的
4.(2024·丹东模拟)糖类、脂肪和蛋白质是细胞的主要营养物质，如图是人体有机物代谢过程模式图。图中字母表示物质，数字表示代谢过程。下列叙述错误的是(　 )
3、影响细胞呼吸的因素及应用
温度通过影响 而影响细胞呼吸速率。细胞呼吸的最适温度一般在25 ℃～35 ℃之间。
1.最适温度2.超过最适温度3.低于最适温度
呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制。
呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。
直接影响呼吸速率和呼吸性质。对无氧呼吸有抑制作用。
1.中耕松土， 可增强根的呼吸作用， 有利于矿质元素的吸收。
2.在储存蔬菜、水果、粮食时， 为了减少有机物消耗， 应控制低氧(a点氧气浓度)环境。
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。
储藏粮食时适当增加CO2浓度，可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。
①直接影响——水是有氧呼吸的反应物，可直接参与反应。
②间接影响——许多生化反应需在水中才能进行， 自由水含量升高，细胞呼吸加快。
①粮食在收仓前要进行晾晒处理，减少有机物消耗。
②干种子萌发前进行浸泡处理。
1.包扎伤口：选用透气消毒纱布， 抑制厌氧细菌（破伤风杆菌）的呼吸与繁殖。
2.酵母菌酿酒：选通气，后密封。先让酵母菌有氧呼吸， 大量繁殖，再无氧呼吸产生酒精。
3.花盆经常松土：促进根部有氧呼吸，利于吸收无机盐等。
细胞呼吸与生产生活实际的联系
1．(2024年1月·安徽高考适应性演练)下列有关细胞呼吸及其原理应用的叙述，错误的是( 　 )A.乳酸发酵会产生使溴麝香草酚蓝溶液变黄的物质B.酵母菌无氧呼吸会产生使酸性重铬酸钾溶液变为灰绿色的物质C.黏土掺沙有利于农作物根细胞有氧呼吸，促进根系生长D.地窖中甘薯的呼吸作用会增加密闭环境内CO2浓度，有利于贮藏
2.（多选）人的肌肉组织分为快肌纤维和慢肌纤维两种，快肌纤维几乎不含有线粒体，与短跑等剧烈运动有关；慢肌纤维与慢跑等有氧运动有关。下列叙述错误的是（　 　）A.消耗等摩尔葡萄糖，快肌纤维比慢肌纤维产生的ATP多B.两种肌纤维均可在细胞质基质中产生丙酮酸、[H]和ATPC.短跑时快肌纤维无氧呼吸产生大量乳酸，故产生酸痛感觉D.慢跑时慢肌纤维产生的ATP，主要来自于有氧呼吸的第二阶段E.两种肌纤维的呼吸作用起点都可以是葡萄糖
A.在时间a之前，植物根细胞无CO2释放， 只进行无氧呼吸产生乳酸B.a～b时间内植物根细胞存在经无氧呼吸 产生酒精和CO2的过程C.每分子葡萄糖经无氧呼吸产生酒精时 生成的ATP比产生乳酸时的多D.植物根细胞无氧呼吸产生的酒精跨膜运输的过程不需要消耗ATP
3.(2023·全国乙卷)植物可通过呼吸代谢途径的改变来适应缺氧环境。在无氧条件下，某种植物幼苗的根细胞经呼吸作用释放CO2的速率随时间的变化趋势如图所示。下列相关叙述错误的是(　 )
A.甲曲线表示O2吸收量B.O2浓度为b时， 该器官不进行无氧呼吸C.O2浓度由0到b的过程中， 有氧呼吸消耗葡萄糖的速率逐渐增加D.O2浓度为a时较适合保存该器官，该浓度下细胞呼吸强度较小， 消耗葡萄糖较慢
4.[多选](2023·山东高考改编)某种植株的非绿色器官在不同O2浓度下，单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化如图所示。若细胞呼吸分解的有机物全部为葡萄糖，下列说法正确的是( 　 )
a时，有氧呼吸和无氧呼吸均较弱
5.(2022·松原市高三期末)“有氧运动”是指人体吸入的氧气与需求的相等，达到生理上的平衡。图示为人体运动强度与血液中乳酸含量和氧气消耗速率的关系。下列说法错误的是( )A.a、b和c运动强度下有氧呼吸和无氧　呼吸同时存在B.运动强度≥b后，肌肉细胞CO2的产　生量将大于O2的消耗量C.无氧呼吸释放的能量大部分以热能散失，其余储存在ATP中D.若运动强度长时间超过c，会因乳酸增加而使肌肉酸胀乏力
有氧呼吸才会产生CO2
种子萌发时细胞吸水和呼吸速率变化曲线解读
1.在种子吸水的第Ⅰ阶段，吸水较快（以吸胀作用吸水），增加自由水含量使呼吸速率上升。
2.在种子吸水的第Ⅱ阶段，呼吸作用产生的CO2量要比O2的消耗量大得多，说明此期间主要进行无氧呼吸。
3.在胚根长出后，由于胚根突破种皮，增加了O2的吸收量，种子以有氧呼吸为主，同时胚根主要为渗透吸水。
4.从O2的吸收量可大于CO2的释放量看出，有脂肪参与呼吸作用。
4、细胞呼吸方式的判断方法
1.消耗O2或产物中有H2O
2.产物中有酒精或乳酸
只进行产乳酸的无氧呼吸或死亡
一、根据反应物和产物来判断
→只进行以葡萄糖为底物的有氧呼吸 或有氧呼吸+产乳酸的无氧呼吸。
1.不消耗O2，释放CO2
→只进行产酒精的无氧呼吸。
2.不消耗O2，不释放CO2
→只进行产乳酸的无氧呼吸或细胞已死亡。
3.CO2释放量= O2吸收量
4.CO2释放量>O2吸收量
→既进行有氧呼吸又进行产酒精的无氧呼吸。
5.CO2释放量