2020人教版新教材高中生物精品课件必修一5-3 细胞呼吸的原理和应用
酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存， 属于兼性厌氧型微生物。
酵母菌
如何检测？
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1、实验原理：
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2、设计并进行试验
对比实验
实验思路？ 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的多少
PART ONE
第一阶段 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸、[H]
第二阶段 线粒体基质
丙酮酸
CO2、[H]
第三阶段 线粒体内膜
[H]、O2
H2O
释能
少量 少量 大量
[H] 是指NADH（还原型辅酶Ⅰ）
无氧呼吸
在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，
释放少量能量的过程。
1 反应场所： 细胞质基质
①发生场所：细胞质基质、线粒体 ②实质：
物质变化：有机物（葡萄糖）→ 无机物（CO2+H2O） 能量变化：有机物中稳定的化学能 → 热能散失+ATP中活跃的化学能 ③有氧呼吸条件： 酶、温度、氧气等 ④总反应式： C6H12O6+6O2 酶 6CO2+ 6H2O +能量
有氧呼吸
有氧呼吸
场所
反应物
产物
细胞质基质 葡萄糖
丙酮酸、[H]、ATP 少量
线粒体基质 丙酮酸、H2O [H]、CO2 、ATP 少量
线粒体内膜 [H]、O2
H2O 、ATP 大量
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式（探究 实践） 二、有氧呼吸 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。
空气→鼻
空气中的氧气参与组织细胞 的有氧呼吸至少穿过几层膜？
11层
组织细胞
O2
CO2
O2
CO2
O2
CO2
第3节 细胞呼吸的原理和应用
细胞呼吸的概念：
细胞内的有机物氧化分解，释放出能量并且生成ATP的过程， 也称呼吸作用。
细胞呼吸是否都需要氧？
问题探讨
有氧呼吸： 葡萄糖＋O2 无氧呼吸： 葡萄糖 酶
酶 CO2+H2O+能量 CO2+酒精+能量
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式 二、有氧呼吸
内膜
线粒体基质 外膜
线粒体是有氧呼吸的主要场所。
其内膜和基质中含有许多种与 有氧呼吸有关的酶。
嵴
有氧呼吸过程示意图
细胞质基质
6O2
第一 C6H12O6(葡萄糖)
场所：线粒体基质
酶
2C3H4O3 + 6 H2O
6 CO2 + 20[H] + 少量能量
场所：线粒体内膜
24[H] + 6 O2 酶 12 H2O + 大量能量
酶
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
6CO2 + 12H2O + 能量
NADH
有氧呼吸
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所
反应物
产物
释能
耗尽B瓶中的O2，确保 通入澄清石灰水中的CO2均 来自无氧呼吸
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2、设计并进行试验
无氧呼吸装置：
酵母菌培养液
澄清石灰水
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
3、实验结果 澄清石灰水
阶段
酶
4[H] 丙酮酸
（2C3H4O3）
少量能量
6H2O 酶
第三阶段 20[H] 酶 第二阶段
大量能量 12H2O
6CO2
少量能量
线粒体
第3节 细胞呼吸的原理和应用
有氧呼吸三个阶段：
第一阶段 第二阶段 第三阶段 总反应式
场所：细胞质基质
C6H12O6 酶
2 C3H4O3 + 4 [H] + 少量能量
第3节 细胞呼吸的原理和应用
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。
说明什么？
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究
细胞呼吸的方式
1、实验原理：
1 有氧呼吸最常利用的物质是： 葡萄糖（C6H12O6）
2 反应场所： 细胞质基质和线粒体（主要场所） 3 反应式：C6H12O6 ＋ 6H2O ＋ 6O2 酶 6CO2 ＋ 12H2O ＋ 能量
4 实质： 有机物→ 无机物（CO2+H2O） 葡萄糖中稳定的化学能 → 热能+ATP中活跃的化学能
有氧呼吸
C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、
2 反应式：
甜菜块根、玉米胚细胞等
C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 例：大多数植物、酵母菌
无氧呼吸
第一阶段 细胞质基质 C6H12O6 酶
第5章
细胞的能量供应和利用
第3节
细胞呼吸的原理和应用
≈ 糖类、脂肪等有机物 ≈ 如何实现
这一转化？ ＡＴＰ
ATP的主要来源--细胞呼吸
第3节 细胞呼吸的原理和应用
细胞呼吸=“呼吸”?
第3节 细胞呼吸的原理和应用
呼吸运动
呼吸运动也称气体 交换或呼吸，是指机体 同外界环境进行气体交 换的整个过程
外呼吸 内呼吸
分析变量
自变量: 细胞呼吸的条件 有氧 无氧
因变量: 细胞呼吸的产物 酒精、CO2 无关变量: 影响实验结果的可变因素（温度、葡萄
糖溶液浓度、酵母菌活性等）
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
2、设计并进行试验
有氧呼吸装置：
吸收通入空气中的 CO2，避免对实验 结果产生影响
溴麝香草芬蓝溶液
酸性重铬酸钾溶液
有氧 无氧 对照
蓝 绿黄
橙色
灰绿色
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
4、实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精和CO2。
实验推论 细胞呼吸的方式：
NaOH
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2、设计并进行试验
有氧呼吸装置：
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
2、设计并进行试验
无氧呼吸装置：
注意：B瓶应封口一段 时间后，再连通盛有澄清 石灰水的锥形瓶，为什么？
酵母菌
如何检测？
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
1、实验原理：
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2、设计并进行试验
对比实验
实验思路？ 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的多少
PART ONE
第一阶段 细胞质基质 主要是葡萄糖 丙酮酸、[H]
第二阶段 线粒体基质
丙酮酸
CO2、[H]
第三阶段 线粒体内膜
[H]、O2
H2O
释能
少量 少量 大量
[H] 是指NADH（还原型辅酶Ⅰ）
无氧呼吸
在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，
释放少量能量的过程。
1 反应场所： 细胞质基质
①发生场所：细胞质基质、线粒体 ②实质：
物质变化：有机物（葡萄糖）→ 无机物（CO2+H2O） 能量变化：有机物中稳定的化学能 → 热能散失+ATP中活跃的化学能 ③有氧呼吸条件： 酶、温度、氧气等 ④总反应式： C6H12O6+6O2 酶 6CO2+ 6H2O +能量
有氧呼吸
有氧呼吸
场所
反应物
产物
细胞质基质 葡萄糖
丙酮酸、[H]、ATP 少量
线粒体基质 丙酮酸、H2O [H]、CO2 、ATP 少量
线粒体内膜 [H]、O2
H2O 、ATP 大量
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式（探究 实践） 二、有氧呼吸 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。
空气→鼻
空气中的氧气参与组织细胞 的有氧呼吸至少穿过几层膜？
11层
组织细胞
O2
CO2
O2
CO2
O2
CO2
第3节 细胞呼吸的原理和应用
细胞呼吸的概念：
细胞内的有机物氧化分解，释放出能量并且生成ATP的过程， 也称呼吸作用。
细胞呼吸是否都需要氧？
问题探讨
有氧呼吸： 葡萄糖＋O2 无氧呼吸： 葡萄糖 酶
酶 CO2+H2O+能量 CO2+酒精+能量
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式 二、有氧呼吸
内膜
线粒体基质 外膜
线粒体是有氧呼吸的主要场所。
其内膜和基质中含有许多种与 有氧呼吸有关的酶。
嵴
有氧呼吸过程示意图
细胞质基质
6O2
第一 C6H12O6(葡萄糖)
场所：线粒体基质
酶
2C3H4O3 + 6 H2O
6 CO2 + 20[H] + 少量能量
场所：线粒体内膜
24[H] + 6 O2 酶 12 H2O + 大量能量
酶
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
6CO2 + 12H2O + 能量
NADH
有氧呼吸
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所
反应物
产物
释能
耗尽B瓶中的O2，确保 通入澄清石灰水中的CO2均 来自无氧呼吸
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2、设计并进行试验
无氧呼吸装置：
酵母菌培养液
澄清石灰水
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
3、实验结果 澄清石灰水
阶段
酶
4[H] 丙酮酸
（2C3H4O3）
少量能量
6H2O 酶
第三阶段 20[H] 酶 第二阶段
大量能量 12H2O
6CO2
少量能量
线粒体
第3节 细胞呼吸的原理和应用
有氧呼吸三个阶段：
第一阶段 第二阶段 第三阶段 总反应式
场所：细胞质基质
C6H12O6 酶
2 C3H4O3 + 4 [H] + 少量能量
第3节 细胞呼吸的原理和应用
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。
说明什么？
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究
细胞呼吸的方式
1、实验原理：
1 有氧呼吸最常利用的物质是： 葡萄糖（C6H12O6）
2 反应场所： 细胞质基质和线粒体（主要场所） 3 反应式：C6H12O6 ＋ 6H2O ＋ 6O2 酶 6CO2 ＋ 12H2O ＋ 能量
4 实质： 有机物→ 无机物（CO2+H2O） 葡萄糖中稳定的化学能 → 热能+ATP中活跃的化学能
有氧呼吸
C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 例：高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、
2 反应式：
甜菜块根、玉米胚细胞等
C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 少量能量 例：大多数植物、酵母菌
无氧呼吸
第一阶段 细胞质基质 C6H12O6 酶
第5章
细胞的能量供应和利用
第3节
细胞呼吸的原理和应用
≈ 糖类、脂肪等有机物 ≈ 如何实现
这一转化？ ＡＴＰ
ATP的主要来源--细胞呼吸
第3节 细胞呼吸的原理和应用
细胞呼吸=“呼吸”?
第3节 细胞呼吸的原理和应用
呼吸运动
呼吸运动也称气体 交换或呼吸，是指机体 同外界环境进行气体交 换的整个过程
外呼吸 内呼吸
分析变量
自变量: 细胞呼吸的条件 有氧 无氧
因变量: 细胞呼吸的产物 酒精、CO2 无关变量: 影响实验结果的可变因素（温度、葡萄
糖溶液浓度、酵母菌活性等）
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
2、设计并进行试验
有氧呼吸装置：
吸收通入空气中的 CO2，避免对实验 结果产生影响
溴麝香草芬蓝溶液
酸性重铬酸钾溶液
有氧 无氧 对照
蓝 绿黄
橙色
灰绿色
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
4、实验结论
(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精和CO2。
实验推论 细胞呼吸的方式：
NaOH
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式 2、设计并进行试验
有氧呼吸装置：
第3节 细胞呼吸的原理和应用
一、细胞呼吸的方式
探究.实践 探究酵母菌细胞呼吸的方式
2、设计并进行试验
无氧呼吸装置：
注意：B瓶应封口一段 时间后，再连通盛有澄清 石灰水的锥形瓶，为什么？
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人教版教学课件必修1第五章第3节细胞呼吸
复 习 提 问
生物体生命活动的主 要能源物质是什么？ 葡萄糖 生物体新陈代谢所需能量 的直接来源是什么？ ATP 那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所 需要的直接能量ATP的呢？
第3节 ATP的主要来源 —细胞呼吸
一、细胞呼吸（呼吸作用）
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，释放出能量并生成ATP的 过程。
共同点： 都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳； 都能释放出能量。 不同点：
燃烧 场所 速度 体外 快速
细胞呼吸 细胞内 缓慢
是否需酶
是否生成 ATP
不需酶
不生成
需酶
生成
课堂练习
1 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
2 高等植物的细胞呼吸只发生在（ A ） Ａ 活细胞 Ｂ 含有叶绿体的细胞 Ｃ 不含叶绿体的细胞Ｄ 气孔周围的细胞
思考：
第二 ① 有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？
第三 ② 呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？
③ 如果你在思考上述问题的时候，消耗了2摩尔 葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？ 1161kJx2 ④ 下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
① ③ ④ ⑤
二 产生CO2的阶段（ ）② 产生H2O的阶段（ 三 ） 氧气参与的阶段（ 三 ） 产生ATP的阶段（ 一、二、三 ） 产生ATP最多的阶段（ 三 ）
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，生成许多ATP的 过程。
有氧呼吸
1 场所: 细胞质基质、线粒体（主要）
2 条件: O2、酶 3 物质变化: 有机物、O2、H2O→ CO2、H2O 4 能量变化: 2870kj能量：1161kj能量存于 ATP中，其余以热能散失。
生物体生命活动的主 要能源物质是什么？ 葡萄糖 生物体新陈代谢所需能量 的直接来源是什么？ ATP 那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所 需要的直接能量ATP的呢？
第3节 ATP的主要来源 —细胞呼吸
一、细胞呼吸（呼吸作用）
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，释放出能量并生成ATP的 过程。
共同点： 都是物质的氧化分解；都能产生二氧化碳； 都能释放出能量。 不同点：
燃烧 场所 速度 体外 快速
细胞呼吸 细胞内 缓慢
是否需酶
是否生成 ATP
不需酶
不生成
需酶
生成
课堂练习
1 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
2 高等植物的细胞呼吸只发生在（ A ） Ａ 活细胞 Ｂ 含有叶绿体的细胞 Ｃ 不含叶绿体的细胞Ｄ 气孔周围的细胞
思考：
第二 ① 有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？
第三 ② 呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？
③ 如果你在思考上述问题的时候，消耗了2摩尔 葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？ 1161kJx2 ④ 下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
① ③ ④ ⑤
二 产生CO2的阶段（ ）② 产生H2O的阶段（ 三 ） 氧气参与的阶段（ 三 ） 产生ATP的阶段（ 一、二、三 ） 产生ATP最多的阶段（ 三 ）
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，生成许多ATP的 过程。
有氧呼吸
1 场所: 细胞质基质、线粒体（主要）
2 条件: O2、酶 3 物质变化: 有机物、O2、H2O→ CO2、H2O 4 能量变化: 2870kj能量：1161kj能量存于 ATP中，其余以热能散失。
高中生物必修一第五章第三节-细胞呼吸
）
① 葡萄糖的初步分解
场所：细胞质基质
C6H12O6
酶
2CH3COCOOH +4[H]
（丙酮酸）
+ 能量
热 2ATP
ADP+Pi+能量
ATP
② 丙酮酸彻底分解 场所：线粒体基质
2C3H4O3 +6H2O 酶 6CO2 +20[H] + 能量
（丙酮酸）
③ [H]的氧化
24[H] + 6O2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ场所：线粒体内膜
2.有氧呼吸各 阶段的场所以 及进入该场所 的呼吸底物。
1.细胞质基质
2.线粒体基质
3.线粒体内膜 18
19
1、水的分解和合成分 别发生在 第二和
第三阶段。
20
2、产生二氧化碳的阶段 是第二阶 段， 场所为 线粒体基质。
21
3、吸进去的氧气在 线粒体内膜（场所）被消耗
，参加第三 阶段的反 应，其作用是与[H]结合生成 水。
呼吸作用（植、动、真菌、细菌、
ATP
酶 ADP+Pi+能量
酶
蓝藻等） 光合作用（植物、蓝藻、等）
肌肉收缩、神经冲动传导、细胞分裂
、物质合成、主动运输等
6
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
7
一、呼吸作用的概念
呼吸作用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 放出能量并生成ATP的过程。
大量 热能
和形成 ATP
16
细胞有氧呼吸的过程示意图
细胞质基质
4[H
6O2 ]
③酶
热
新教材-高中生物学-RJ-必修1第5章- 第3节
果的干扰。 • B 瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，其目的是使酵母菌先将瓶中的O2
消耗完，确保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）中的CO2 是酵母菌无氧呼吸产生的。 • 本实验属于对比实验，即设置有氧和无氧两种条件（两个实验组），两个实验组的结果都是未知
的，通过对比可以看出O2 对细胞呼吸的影响。
➢ 探究过程
探究过程 提出问题
作出假设
具体步骤
例如，酵母菌在有氧或无氧时细胞呼吸的产物是什么
根据已有知识与生活经验（酵母菌能酿酒和发面）作出假设。例如，酵母菌在无氧 条件下会产生酒精，在有氧条件下会产生CO2 （1）配制酵母菌培养液：10 g 新鲜的食用酵母菌+240 mL 质量分数为5% 的葡 萄糖溶液（锥形瓶A、B 相同） （2）检测CO2的产生，装置如下：
内容精解
一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
➢ 实验材料选择酵母菌的原因 • 酵母菌是一种兼性厌氧菌，在有氧和无氧的条件下都能生存。因此，酵母菌适合用来研究细胞呼
吸的不同方式。 ➢ 实验原理 • 反应过程
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2 + 少量能量 C6H12O6+6O2+6H2O 12H2O+6CO2 + 能量 • 产物验证 酒精+ 重铬酸钾（酸性条件）→灰绿色 CO2+Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ +H2O CO2+ 溴麝香草酚蓝水溶液→由蓝变绿再变黄
高中生物学 必修1
3 第 5 章
第
节 细胞呼吸的原理和应用
学习目标
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。
消耗完，确保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）中的CO2 是酵母菌无氧呼吸产生的。 • 本实验属于对比实验，即设置有氧和无氧两种条件（两个实验组），两个实验组的结果都是未知
的，通过对比可以看出O2 对细胞呼吸的影响。
➢ 探究过程
探究过程 提出问题
作出假设
具体步骤
例如，酵母菌在有氧或无氧时细胞呼吸的产物是什么
根据已有知识与生活经验（酵母菌能酿酒和发面）作出假设。例如，酵母菌在无氧 条件下会产生酒精，在有氧条件下会产生CO2 （1）配制酵母菌培养液：10 g 新鲜的食用酵母菌+240 mL 质量分数为5% 的葡 萄糖溶液（锥形瓶A、B 相同） （2）检测CO2的产生，装置如下：
内容精解
一 探究酵母菌细胞呼吸的方式
➢ 实验材料选择酵母菌的原因 • 酵母菌是一种兼性厌氧菌，在有氧和无氧的条件下都能生存。因此，酵母菌适合用来研究细胞呼
吸的不同方式。 ➢ 实验原理 • 反应过程
C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2 + 少量能量 C6H12O6+6O2+6H2O 12H2O+6CO2 + 能量 • 产物验证 酒精+ 重铬酸钾（酸性条件）→灰绿色 CO2+Ca(OH)2 → CaCO3 ↓ +H2O CO2+ 溴麝香草酚蓝水溶液→由蓝变绿再变黄
高中生物学 必修1
3 第 5 章
第
节 细胞呼吸的原理和应用
学习目标
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。
新人教版必修1高中生物第5章第3节ATP的主要来源细胞呼吸课件
[H]＋O2
项目 阶段 与氧的关 系 能量的变 化 总反应式 及各元素 的去向
第一阶段①
第二阶段②
第三阶段③
无关系
Байду номын сангаас无关系
必需氧参与
热能 稳定的有氧呼吸 转移 水解 ――→ 化学能――→ ATP ――→ 供给 化学能 生理活动
(1)各反应物参与的阶段：如葡萄 糖在第一阶段参与，H2O在第二阶段参与， O2在第三阶段参与。 各生成物产生的阶段：[H]在第一、二阶段都 产生，CO2在第二阶段产生，H2O在第三个阶 段产生。 (2)好氧性细菌进行有氧呼吸的场所是细胞质 基质和细胞膜。 (3)生成的H2O中的O全部来自于O2；CO2中的 氧一半来自于C6H12O6，一半来自于参与反应
第 3 节
ATP的主要来源——细 胞呼吸
自主学习 新知突破
1．识记线粒体的结构和功能。 2．掌握有氧呼吸的过程。 3．了解有氧呼吸与无氧呼吸的异同。
有氧呼吸
氧 _____的参与下，通过 1．概念：是指细胞在 彻底氧化分解 CO2和水 多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物 _____________，产生___________，同时释 放能量，生成ATP的过程。
3．过程 第一阶段：与有氧呼吸的第一阶段相同。 丙酮酸 第二阶段：________在不同酶的催化下，分 乳酸 酒精和 2 解成CO _____________ 或转化成————。 第一 4．能量转化：只在_______阶段释放出少量 能量，生成少量ATP，葡萄糖分子中的大部 分能量存留在酒精或乳酸中。
(3)CO2浓度。 从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼 吸速率下降。 (4)含水量。 ①在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的 增加而加强，随含水量的减少而减弱。 ②在作物种子的储藏时，将种子风干，以减 弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。
人教版高中生物必修一《细胞呼吸的原理和应用》细胞的能量供应和利用PPT精品课件
【讨论】装置甲一定能排除 空气中CO2对实验结果的干 扰吗？装置乙也一定会是无 氧的条件吗？
如何改进实验装置？
1.4
改进实验装置
接橡 皮泵
质量分数为10% 澄清的
的NaOH溶液
石灰水
酵母菌 培养液
有氧呼吸装置图
澄清的 石灰水
油层
酵母菌 培养液
澄清的 石灰水
无氧呼吸装置图
➢在有氧呼吸装置中添加装有澄清石灰水的锥形瓶，以检测进入酵母菌培养液中的气 体没有CO2 。 ➢在无氧呼吸装置的酵母菌培养液的表层滴加适量的植物油或石蜡油，可以完全隔绝 O2以提供严格的无氧环境。
（2870KJ） 约66%热能
有氧呼吸:是指细胞在O2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。
【阅读P93，完成探究案6】 有氧呼吸与有机物体外燃烧的有何异同？
区别： 1.有氧呼吸过程温和。 2.有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放。 3.有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中。
1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验步骤 预测实验结果
设置对照：
1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题 作出假设
酵母菌在什么条件下进行细胞呼吸产生酒 精？不同条件下呼吸产生的CO2一样多吗？
有氧 产生 无氧 产生
CO2 CO2和酒精
设计实验步骤
控制变量：自变量、因变量、无关变量 设置对照：
2.提示:有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同,都不 需要氧气,都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞 的结构,可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧 呼吸,而后才出现有氧呼吸。继而推测,地球早期的单细胞生物 只进行无氧呼吸,体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力,可 以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记同时也可以 理解为人体在进行长跑等剧烈运动时,在供氧不足的情况下,骨 骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能,有一定的适应意义。
如何改进实验装置？
1.4
改进实验装置
接橡 皮泵
质量分数为10% 澄清的
的NaOH溶液
石灰水
酵母菌 培养液
有氧呼吸装置图
澄清的 石灰水
油层
酵母菌 培养液
澄清的 石灰水
无氧呼吸装置图
➢在有氧呼吸装置中添加装有澄清石灰水的锥形瓶，以检测进入酵母菌培养液中的气 体没有CO2 。 ➢在无氧呼吸装置的酵母菌培养液的表层滴加适量的植物油或石蜡油，可以完全隔绝 O2以提供严格的无氧环境。
（2870KJ） 约66%热能
有氧呼吸:是指细胞在O2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。
【阅读P93，完成探究案6】 有氧呼吸与有机物体外燃烧的有何异同？
区别： 1.有氧呼吸过程温和。 2.有机物中的能量经过一系列化学反应逐步释放。 3.有氧呼吸释放的部分能量储存在ATP中。
1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验步骤 预测实验结果
设置对照：
1 探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题 作出假设
酵母菌在什么条件下进行细胞呼吸产生酒 精？不同条件下呼吸产生的CO2一样多吗？
有氧 产生 无氧 产生
CO2 CO2和酒精
设计实验步骤
控制变量：自变量、因变量、无关变量 设置对照：
2.提示:有氧呼吸第一阶段与无氧呼吸第一阶段完全相同,都不 需要氧气,都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞 的结构,可以大胆作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧 呼吸,而后才出现有氧呼吸。继而推测,地球早期的单细胞生物 只进行无氧呼吸,体内骨骼肌细胞保留进行无氧呼吸的能力,可 以理解为漫长的生物进化史在人类身上留下的印记同时也可以 理解为人体在进行长跑等剧烈运动时,在供氧不足的情况下,骨 骼肌细胞保留一定的无氧呼吸来供能,有一定的适应意义。
【新教材】5.3细胞呼吸的原理和应用 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
3、CO2浓度：作为呼吸产物，根据化学平衡，CO2浓度 高会抑制细胞呼吸的进行。
3、水：自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。
为伤口创造有氧环境， 避免厌氧菌的繁殖， 有利于伤口愈合。
先通气，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。
促进根部有氧呼吸， 吸收无机盐等。
减弱水果、粮食 的呼吸作用， 以延长保质期
3、有氧呼吸过程
第一阶段 细胞质基质
C6H12O6 酶
2 C3H4O3 + 4 [H] +少量能量
第二阶段 线粒体基质
酶
2C3H4O3 + 6 H2O
6 CO2 + 20[H] + 少量能量
第三阶段 线粒体内膜
24[H] + 6 O2 酶 12 H2O +大量能量
总反应式
酶
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
经典题型：液滴移动问题
结果预测和结论： a.若装置一中的液滴 左移 ，装置二中的液滴 不动，
则说明种子只进行有氧呼吸； b.若装置一中的液滴 不动 ，装置二中的液滴 右移 ，
则说明种子只进行无氧呼吸； c.若装置一中的液滴 左移 ，装置二中的液滴右移 ，
则说明种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
测定呼吸作用速率
释放少量能量
大部分能量储存在乳酸 或酒精中
反应的第一阶段完全相同
相同点
实质
分解有机物，释放能量，合成ATP
▪（1）为生物体提供能量 ▪（2）生物体代谢的枢纽
葡萄糖
丙酮酸
甘油
氨基酸
1、温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率，于温 度影响酶催化效率的曲线特征一致。
人教版高中生物必修一 第五章 第三节 ATP的主要来源——细胞呼吸
反应式
酶 2C3H4O3+4[H] 酶
第一阶段 细胞质 基质
第二阶段 细胞质 动物：2C3H4O3+4[H] 基质 酶 植物：2C3H4O3+4[H] +2CO2
2C3H6O3
2C2H5OH
总反应式：(细胞质基质)
C6H12O6 2C3H6O3(乳酸)+少量能量 (动物) 或 酶 C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量（大多 数植物）
。
五．影响植物呼吸作用的因素及在生产实践中的应用 （1）内因： ①不同种植物的呼吸速率 不同 。 一般规律：水生 大于 陆生；阳生 大于 阴生
第三节 ATP的主要来源 ——细胞呼吸
L/O/G/O
思考 下列转变需经哪些生理过程才能实现？
光能 ① 光合作用 糖类等有机物中稳定的化学能 ② 细胞呼吸 ATP中活跃的化学能 ③ ATP水解 直接用于各种生命活动
什么是细胞呼吸？
是指有机物在细胞内经过一系列的氧 细胞呼吸：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 实质：细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量 有氧呼吸 细胞呼吸的方式 无氧呼吸
第三阶段 线粒体 酶 24[H]+6O2 内膜
总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+12H2O+ 能量
（2870KJ）
用于合成ATP约1161KJ 热能
Q:1mol的葡萄糖通过有氧呼吸彻底氧化分解所生成的 能量转化成ATP，其转换效率大约为多少？这些能量 可以使多少mol的ADP转化成ATP？
（3）将一只实验小鼠放入含有放射性18O2气体的容 器内，18O2进入细胞后，最先出现的放射性化合物是 水 。 [C ] （4）有氧呼吸的主要场所是 线粒体 ，进入该场所的 丙酮酸 呼吸底物是__________
细胞呼吸的原理和应用
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
探究一：酵母菌在什么条件 提出问题
产生的CO2 （有氧？无氧？） 哪种条件下产生的多？
探究二：酵母菌在什么 条件产生的酒精（有氧？ 无氧？）
作出假设
无氧 产生 CO2 有氧 产生 CO2
无氧 产生 酒精
设计实验
一、探究酵母菌细胞呼吸的方式
设计实验
（1）怎么控制有氧和无氧的环境？ 有氧通氧气 无氧隔绝空气
无氧呼吸的过程
第一阶段：葡萄糖的初步分解 ◆ 与有氧呼吸第一阶段相同
反应场所 物质变化
细胞质基质
酶
C6H12O6
2C3H4O3 +4[H] + 少量能量
能量变化 生成少量能量（2ATP）
无氧呼吸的过程
第二阶段：丙酮酸不彻底分解（以乳酸为产物）
反应场所 细胞质基质
物质变化 能量变化
酶
2C3H4O3 +4[H]
CO2浓度
O2浓度 作用机理：O2是有氧呼吸必须的，对无氧呼吸有抑制作用
无
CO2 的
氧
生呼
成吸
速 率
速
率
O2
O2=0，进行无氧呼吸；
O2>0，无氧呼吸逐渐受到抑制。
有
CO2 的
氧
生呼
成吸
速 率
速
率
O2
O2浓度↑，有氧呼吸速率逐渐增高；
在一定O2浓度下达到最大值
五、影响呼吸作用的因素 O2浓度
无氧 总
（2）用什么检测CO2和酒精？
CO2：澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝溶液(蓝绿黄) 酒精：重铬酸钾(橙色酸性 灰绿色) （3）怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？
为酵母菌提供5％葡萄糖培养液。
高中生物必修一,人教版5.3细胞呼吸-有氧呼吸
② 丙酮酸彻底分解 场所：线粒体基质
2CH3COCOOH +6H2O 酶 6CO2 +20[H] + 能量
（少量）
③ [H]的氧化 场所：线粒体膜
24[H] + 6O2 酶 12H2O + 能量（大量）
2.总反应式： C6H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+ 12H2O +能量 3.有氧呼吸概念：
有氧呼吸怎样进行？
C6H12O6
细胞质基质 第一阶段
酶
热
6O2 [H]
能
2丙酮酸
ATP
第三6H2O 热
能
ATP
ATP
12H2O
6CO2 线粒体
1.有氧呼吸的过程
① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质
C6H12O6 酶 2CH3COCOOH +4[H] + 能量（少量）
无氧条件
自变量： 无关变量:
因变量：
有无氧气的存在 温度、PH、酵母菌的数量、 葡萄糖溶液的浓度等
酒精和二氧化碳等产物
检测CO2的产生：
CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝 香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
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，可检测酵母菌培养液 中CO2的产生情况。
4.实验材料：
质量分数为5%的葡萄糖液，食用酵母 菌，澄清石灰水，橙色的重铬酸钾溶液，质 量分数为10%的NaOH溶液。锥形瓶 （500mL），导气管，量筒，滴管，橡皮 塞，橡皮球等。
质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
排除空气中其它气体的干扰，而得到较为纯净的氧气
5.进行实验：
有氧条件
2CH3COCOOH +6H2O 酶 6CO2 +20[H] + 能量
（少量）
③ [H]的氧化 场所：线粒体膜
24[H] + 6O2 酶 12H2O + 能量（大量）
2.总反应式： C6H12O6+6H2O+6O2 酶 6CO2+ 12H2O +能量 3.有氧呼吸概念：
有氧呼吸怎样进行？
C6H12O6
细胞质基质 第一阶段
酶
热
6O2 [H]
能
2丙酮酸
ATP
第三6H2O 热
能
ATP
ATP
12H2O
6CO2 线粒体
1.有氧呼吸的过程
① 葡萄糖的初步分解 场所：细胞质基质
C6H12O6 酶 2CH3COCOOH +4[H] + 能量（少量）
无氧条件
自变量： 无关变量:
因变量：
有无氧气的存在 温度、PH、酵母菌的数量、 葡萄糖溶液的浓度等
酒精和二氧化碳等产物
检测CO2的产生：
CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝 香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
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，可检测酵母菌培养液 中CO2的产生情况。
4.实验材料：
质量分数为5%的葡萄糖液，食用酵母 菌，澄清石灰水，橙色的重铬酸钾溶液，质 量分数为10%的NaOH溶液。锥形瓶 （500mL），导气管，量筒，滴管，橡皮 塞，橡皮球等。
质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？
排除空气中其它气体的干扰，而得到较为纯净的氧气
5.进行实验：
有氧条件
(新)人教版高中生物必修一第五章第三节细胞呼吸的曲线图
四、有关高等植物非绿色器官的 细胞呼吸的曲线图
D
O B P D 表示有氧呼吸曲线：O2 的吸收量 ＝ CO2的释放量
有氧：1C6H12O6 + 6H2O + 6O2
酶 6CO2 + 12H2O
那无氧呼吸CO2的释放量呢？
无氧：1C6H12O6 酶 细基
2C2H5OH(乙醇） ＋ 2CO2
P点时开始，只 进行有氧呼吸。无氧呼吸完全被抑制。
二、高等植物非绿色器官的细胞呼吸的曲线图
0
5
C
有关高等植物非绿色器官的细胞呼吸的曲线图
有氧：1C6H12O6 + 6H2O + 6O2
酶
6CO2 + 12H2O
CO2 的
A
释B
放C
F O2吸收量
Ⅱ 表示细胞呼吸CO2的释放总量 Ⅰ表示有氧呼吸CO2的释放量或者O2的吸收量
那无氧呼吸CO2的释放量呢？
降低细胞呼吸强度，减少有机物的消耗。
1 是无氧呼吸的_3___倍。
(3)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是___________________。
你认为氧浓度应调节到 __R__ 点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输。
因为：CO2释放总量最低时，细胞呼吸最弱，此时，消耗的有机物最少。
BC 表示有氧呼吸CO2的释放量
氧气浓度大于G（包括G点）时：只进行有氧。呼吸
氧气浓度为B到G（不包括B点和G点）时：有氧呼吸和无氧呼吸。同时进行
2、绿色区域代表的含义是： 不同氧气浓度下无。氧呼吸的强度
3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的比值为 1∶1，
Hale Waihona Puke 若有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖，CD和DE的长度之比为：1∶3。