【人教版教材】高中生物必修一上课课件：细胞呼吸

酶
（2870KJ）
C6H12O6 +6H2O +6O2
6CO2+12H2O +能量
H2O中的氧来源于O2
ATP 热能 1161KJ
能量转换率： 约为40％
大部分以热能的形式散失，少部分用来合成ATP
当堂巩固
要求：熟记有氧呼吸的具体过程及总反应式，并进行当堂检测。
[当堂检测]
1.下列分别属于有氧呼吸的第几阶段？
问题驱导：既然细胞呼吸是氧化分解过程，那么生物在有氧和 无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？
细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸
二、有氧呼吸
线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构？
1.线粒体具有内、外两层膜 2.内膜的某些部位向线粒体的内腔折叠形成嵴 3.嵴使内膜的表面积大大增加。 4.嵴的周围充满了液态的基质。 5.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
线粒体基质 ， 线粒体内膜 。
无氧 有氧 酵母菌
乳酸发酵： C6H12O6
酶 2 C3H6O3+少量能量
举例：乳酸菌、高等动物、某些植物器官（如马铃薯块茎、甜菜
块根、玉米胚细胞）
酒精发酵： C6H12O6
酶 2 CO2+ 2C2H5OH+少量能量
举例：大部分高等植物、酵母菌
细胞在无O2条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机 物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
①CO2的产生是在第 二 阶段，场所在 线粒体基质 。 ②[H]的产生是在第一、二 阶段，消耗则在第 三 阶段。 ③H2O既是反应物又是生成物，H2O在第二 阶段消耗，在第 三 阶段生成。 ④第 一、二、三 阶段产生能量，其中产生能量最多的是第 三 阶段。
⑤氧气在第 三 阶段才参与反应。
2.请默写有氧呼吸总反应式。
2C3H4O3+6H2O 酶 6CO2 +20 [H] +能量(少量)
思考:反应物中 的水是否可与产 物中的水相抵消?
③ [H]的氧化
场所：线粒体内膜
24[H] + 6O2 酶 12H2O +能量(大量)
有氧呼吸总反应式：
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶 6CO2+12H2O+能量
请尝试设计表格, 比较有氧呼吸的三个阶段。
D．氧化有机物
D 6.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为（ ） ①产生的酒精对细胞有毒害 ②产生的乳酸对细胞有毒害 ③没有专门的 无氧呼吸结构 ④产生的能量太少
A.①② B.②③ C. ③④ D.④①
D 7.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是( )
A.不产生CO2 B.一定产生CO2 C.不形成ATP D.物质氧化分解不彻底
第五章 细胞的能量供应和利用
第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
学习目标： 1.掌握线粒体的结构和功能 2.掌握有氧呼吸和无氧呼吸的过程 3.理解细胞呼吸的原理，以及细胞呼吸的应用 4.说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同
问题探讨
18 世纪，法国化学家拉瓦锡 （A.L.Lavoisier)发现 物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的 “缓慢燃烧过程”。后来人们发现，呼吸作用的实 质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。
葡萄糖被形容为“生命的燃料”，这种燃料在细胞内“无火焰”的“燃烧” 与在体外的燃烧有何异同？
比较项目 反应条件 能量释放情况 能量去向
相同点
有氧呼吸 温和条件，需要酶的催化
物质燃烧 点燃
缓慢地逐步释放
剧烈释放
有一部分储存在ATP中
以热能散失
都是物质的氧化分解过程；都能产生二氧化碳 等产物，并且都释放出能量。
有氧呼吸的过程(三个阶段） 第一阶段：细胞质基质 葡萄糖的初步分解
4[H]
C6H12O6
酶
能
热 2ATP
酶 C6H12O6
2丙酮酸 (C3H4O3)
2丙酮酸(C3H4O3)＋4[H]＋能量(少量)
注：葡萄糖在细胞质基质中进行分解而不是在线粒体中
第二阶段：线粒体基质
丙酮酸彻底分解
C6H12O6
酶
能量（少量）
1.细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点？
两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程； 都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。 2.细胞呼吸能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？ 不能。 呼吸作用是逐步的氧化分解放能的。
3.在无氧条件下，细胞还能够通过细胞呼吸释放能量吗？ 能。 但无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。
如图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：
(1)写出长方框内各序号所代表的物质名称:
① 丙酮酸 、② H2O 、③ O2
、
④ H2O 、⑤ CO2 。其中进入线粒体的
有机物是 ①丙酮酸 。
(2)依次填出椭圆框内a、b、c所代表的能量的
多少：少量 、 少量 、 大量。 (3)有氧呼吸3阶段的场所依次是 细胞质基质 ，
4[H]
2丙酮酸(C3H4O3)
1.糖变酸 2.水来掺
6H2O
20[H] 酶
能
热
6CO2
2ATP
2丙酮酸(C3H4O3)+6H2O 酶 6CO2＋20[H]＋能量（少量）
第三阶段：线粒体内膜 [H]的氧化
CO2中的O来自第二 阶段参加反应的H2O
C6H12O6
酶
能量（少量）
1.糖变酸 2.水来掺
生成物中的H2O中的 4[H] O来自O2
后期密封发酵罐——促进酵母菌 无氧呼吸，利于产生酒精。
醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌等好氧细菌培养：保持通气
细胞呼吸原理的应用
自主探究：
3.土壤板结为何会导致植物根系生长受阻？稻田若不及时排水，为何会导 致烂根？
及时松土透气，促进根细胞 的有氧呼吸，便于主动运输吸 收矿质离子，利于生长
稻田定期排水，防止水稻根系 无氧呼吸产生酒精，烂根
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
本实验的自变量是什么?如何进行控制?
自变量
氧气的有无
通气
A用橡皮球或 者气泵充气, 以保证A瓶中 有氧气存在
有氧条件
B瓶密封保 证无氧环境
无氧条件
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
本实验的因变量是什么?如何进行检测?如何比较多少?
因变量
酒精和CO2的生成情况
检测产物 CO2
5.果蔬保鲜
为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓 度、冲氮气或降低温度等方法。
例：苹果、梨、柑、橘等果实在0～1℃时可储 藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用 低温速冻等方法可保鲜6～8个月。 农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是 利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。
细胞呼吸的进化
细胞呼吸原理的应用拓展
细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽， 细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。 1.发酵技术 2.农业生产 3.粮食储藏和果蔬保鲜
1.发酵技术
生产啤酒、果酒和白酒等 生产味精、酱油和醋 应用于垃圾、废水的处理
生产乳酸类、柠檬酸类饮料 生产单细胞蛋白
利用发酵产生沼气
2.农业生产
阶段项目 场所
反应物
生成物 产生能量的多少
与氧的关系
第一阶段 细胞质基质
葡萄糖 (C6H12O6) 丙酮酸+[H]
少量 不参与
第二阶段 线粒体基质
丙酮酸+水 (C3H4O3+Baidu Nhomakorabea2O)
CO2+[H] 少量
不参与
第三阶段 线粒体内膜
[H]+O2
H2O 大量 参与
有氧呼吸概念：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CO2和H2O，释放能量，生成大量ATP的过程。
思考：呼吸与呼吸作用是一回事吗？
呼吸：指机体与环境之间交换气体（O2与CO2）的过程。 呼吸作用：又称细胞呼吸。
一、细胞呼吸（呼吸作用）
1.概念：有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2 或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。
2.实质： 分解有机物，释放能量。
3.原料： 最常利用葡萄糖(C6H12O6)
C 2．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
B 3.在有氧呼吸过程中，葡萄糖被分解为丙酮酸是发生在细胞的（ ）
A．细胞核
B．细胞质基质
C．线粒体
D．高尔基体
4．下列有关有氧呼吸的叙述中，正确的是（ A ）。
A．此过程的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产 生少量［H］和ATP
所用试剂
澄清的石灰水
溴麝香草酚蓝水溶液
实验现象
变混浊
由蓝变绿再变黄
酒精
重铬酸钾溶液（酸性条件）
橙色变成灰绿色
如何比较产物的多少？
可根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短检测。
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
本实验甲、乙装置分别探究的何种呼吸？甲装置如何排除空气中CO2的干扰？ 接橡皮球
8、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是
（D ）
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
9、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）
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
细胞呼吸原理的应用
自主探究： 1.包扎伤口时为何要用透气的纱布或创口贴？当伤口窄而深时如何护理？
B．此过程的第二阶段是丙酮酸分解成水和二氧化 碳，产生少量的ATP
C．此过程的第三阶段是葡萄糖氧化成水和二氧化 碳，产生大量的ATP
D．此过程必须有氧分子参与，始终在线粒体中进 行
C 5、有氧呼吸从葡萄糖开始，到最终生成水和二氧化碳，氧气用于（ ）
A．葡萄糖分解为丙酮酸
B．丙酮酸分解为二氧化碳
C．与［H］结合生 成水
4[ H ]
C6H12O6 酶
2丙酮酸
少量能量
第一阶段 (细胞质基质)
与有氧呼吸完全相同
酶
酶
第二阶段
2C3H6O3 乳酸
2C2H5OH 酒精
+
2CO2
(细胞质基质)
葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中
1.无氧呼吸不需要O2的 参与，该过程最终有[H] 的积累吗？
2.除了骨骼肌细胞能进 行无氧呼吸，人体还有 什么细胞也能进行无氧 呼吸？
利用消毒纱布、“创可贴”包扎伤口， 疏松透气，避免厌氧病原菌繁殖
伤口窄而深时，除清理伤口，更要注射 破伤风抗毒血清，避免破伤风杆菌(厌氧 菌)繁殖
五、细胞呼吸原理的应用
自主探究：
2.利用酵母菌发酵产酒时，如何控制通气情况？醋酸杆菌等细菌无线粒体， 故只能进行无氧呼吸？
酵母菌酿酒：先通气后密封；
早期通气——促进酵母菌有氧呼吸， 利于菌种繁殖；
2、实质：分解有机物，释放能量
①为生命活动提供能量 3、意义： ②为体内其他有机物的形成提供原料
4、进化上： 无氧呼吸 进化 有氧呼吸
A 1．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
细胞呼吸原理的应用
自主探究：
4.长跑时，人体产生的CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物吗？有氧运动 为何可以防止肌肉酸痛？为什么同学们在跑操后会全身发热？
人体肌细胞无氧呼吸的产物仅有 乳酸，没有CO2
有氧运动可避免骨骼肌细胞无氧 呼吸产生乳酸
人在剧烈运动时，需要消耗大量 的ATP，因此必须通过加强呼吸作用 加快ATP的合成，但同时也加快了热 能的释放。
2丙酮酸
3.氢氧来相见
酶 6O2
热
20[H] 酶
6H2O
能
38ATP
12H2O
6CO2
能量（少量）
酶 24[H]+6O2
12H2O+能量（大量）
有氧呼吸的具体过程：
① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质 C6H12O6 酶 2C3H4O3+4 [H] +能量(少量)
②丙酮酸彻底分解 场所：线粒体基质
细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的 生长和发育等提供能量和各种原料，因此，在农业生产 上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。 例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为 了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。
3.粮食储藏和果蔬保鲜
细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮 食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法降低细胞的呼吸强度， 尽可能减少有机物的消耗等。
没有氧气 无氧呼吸 供能较少
产生氧气 有氧呼吸 供能较多
二、探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧都能生存，属于兼性 厌氧菌。
有氧呼吸： C6H12O6 + 6H2O + 6O2 酶 6CO2+12H2O+能量
无氧呼吸： C6H12O6
酶 2 CO2+ 2C2H5OH+少量能量
3.人体某些细胞可以进 行无氧呼吸，但为什么 人体不能在无氧条件下 生存？
请列表比较有氧呼吸与无氧呼吸的异同点。
有氧呼吸
无氧呼吸
场所 条件 有机物 分解程度 能量释放
联系
细胞质基质和线粒体
细胞质基质
酶、O2
彻底，最终分解成 CO2、H2O
酶
不彻底，最终分解成 ①CO2、酒精②乳酸
大量
少量
1、过程：第Ⅰ阶段完全相同