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1、探究酵母菌细胞呼吸的方式,背景资料：,酵母菌是单细胞真菌，属于兼性厌氧菌。,设计实验：,1. 配制酵母菌培养液：5%葡萄糖溶液,2. 检测CO2:,澄清石灰水,溴麝香草酚蓝水溶液,重铬酸钾的浓硫酸溶液,变灰绿色,（橙色）,3. 检测酒精：,对比实验,有氧条件,无氧条件,2009/12/05,ATP的主要来源细胞呼吸,一、细胞呼吸的概念,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。,细胞呼吸,有氧呼吸,无氧呼吸,二、细胞呼吸的方式,（一）有氧呼吸,线粒体：有氧呼吸主要场所,线粒体的内膜上和基质中含有与有氧呼吸有关的酶,1.场所：线粒体（主要）和细
2、胞质基质,（一）有氧呼吸,1.有氧呼吸最常利用的物质是什么？ 2.有氧呼吸可以概括的分为几个阶段？ 3.有氧呼吸每个阶段的场所各是什么？ 4.有氧呼吸整个过程中的每个阶段，反应物和产物各是什么？,细胞质基质,3.特点：,(1)需要氧气,(2)有机物彻底氧化分解,(3)释放大量能量,热能,合成ATP,1mol葡萄糖彻底氧化分解释放能量2870KJ，可使1161KJ左右的能量合成ATP。 1molATP水解为ADP时，高能磷酸键释放的能量多达30.54KJ。,（1）有氧呼吸能量转换效率？ （2）能使多少molADP合成ATP？,1161kJ/30.54KJ=38mol,40%,60%,1161kJ
3、/2870kJ =40%,4.概念：,有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过 的催化作用，把 等有机物彻底氧化分解，产生 和 ，同时释放出 的过程。,糖类,二氧化碳,水,大量能量,酶,2.过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2C3H4O3 （丙酮酸）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2 +20 H + 少量能量,场所：线粒体基质,2C3H4O3,（丙酮酸）,H的氧化,酶,12H2O + 大量能量,场所：线粒体内膜,24H + 6O2,+6H2O,+4 H + 少量能量,比较有氧呼吸的三个阶段,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,不需要O2,不需要O2,需要O2,丙酮酸,H,H2
4、O,二氧化碳,H,少量能量,少量能量,大量能量,（二）无氧呼吸,1.无氧呼吸最常利用的物质是什么？ 2.无氧呼吸可以概括的分为几个阶段？ 3.无氧呼吸每个阶段的场所各是什么？ 4.无氧呼吸整个过程中的每个阶段，反应物和产物各是什么？ 5.什么是发酵？,（二）无氧呼吸,1葡萄糖,（酵母菌、大多数高等植物细胞）,2丙酮酸,2C3H603(乳酸),2C2H50H(酒精)+2CO2,酶,少量能量,少量能量,少量能量,（动物及马铃薯块茎、 甜菜块根细胞、乳酸菌等）,4H,酶,酶,1葡萄糖,2.过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2C3H4O3 +4 H + 能量 （丙酮酸） (2ATP),场所：
5、细胞质基质,与有氧呼吸第一阶段相同,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,1.场所：细胞质基质,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,2C3H4O3（丙酮酸）,酶,2C3H6O3（乳酸）,A.乳酸,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）,2C3H4O3（丙酮酸）,酶,2C2H5OH,+ 2CO2,B.酒精,例：大多数植物、酵母菌,（酒精）,+4 H,+4 H,注意： 1.所有活细胞在缺氧条件下都能进行无氧呼吸 2.不同生物的细胞无氧呼吸的产物不一定相同 3.产物中一定会有小分子有机物但一定没有水,微生物的无氧呼吸也叫做发酵，产生酒精的叫做酒精发酵；产生乳酸的叫做乳酸发酵
6、。,例3：苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物分别是 A、乳酸和酒精 B、酒精和乳酸、二氧化碳 C、酒精、二氧化碳和乳酸 D、都是酒精,3.特点：,(1)缺氧条件,(2)有机物氧化分解不彻底,(3)释放少量能量,热能,合成ATP,1mol葡萄糖分解成乳酸释放能量196.65KJ，可使61.08KJ左右的能量合成ATP。 1molATP水解为ADP时，高能磷酸键释放的能量多达30.54KJ。,（1）有氧呼吸能量转换效率？ （2）能使多少molADP合成ATP？,61.08kJ/30.54=2mol,61.08kJ/196.65kJ = 31%,31%,69%,4.概念：,无氧呼吸是指细胞在无氧条
7、件下，通过 的催化作用，把 等有机物分解为 的氧化产物，同时释放出 的过程。,酶,葡萄糖,少量能量,不彻底,38molATP,2molATP,2molATP,（三）有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,2C3H6O3（乳酸）+能量（少量）,2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 +能量（少量）,6CO2+ 12H2O + 能量（大量）,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,主要在线粒体细胞质基质,需O2、酶 不需O2、酶,CO2 和H2O 乳酸或酒精、CO2,彻底 不彻底,多（2870KJ） 少（196.65KJ或222KJ),38molATP(1161KJ) 2molATP(61.08KJ),第一阶段的反应
8、完全相同 分解有机物，释放能量,例1：植物根部要进行呼吸作用,在土壤疏松和下雨水淹的情况下,呼吸作用的过程会发生变化,但二者都曾产生的化合物是 A.乳酸 B.酒精 C.麦芽糖 D.丙酮酸,例2：贮藏水果和粮食时,充入CO2或抽取空气,能延长贮藏时间,主要作用是 A.促进有氧呼吸 B.抑制有氧呼吸 C.促进光合作用 D.抑制无氧呼吸,例3：如下图表示大气中氧浓度对酵母菌细胞产生CO2的影响，请据图回答： (1)A点产生CO2较多的原因是_。 (2)由AB，CO2越来越少的原因是 _。 (3)由BC，CO2释放增多的原因是_。 (4)纵轴表示呼吸作用强度， 请画出乳酸菌代谢与氧气含量 变化之间的关
9、系。,无氧呼吸旺盛,有氧呼吸越来越旺盛,有氧呼吸微弱，无氧呼吸逐渐被抑制,氧气抑止无氧呼吸,下图表示大气中氧的浓度对植物细胞产生CO2的影响,无氧气， 无氧呼吸,有氧呼吸,例1：用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,以后可在下列哪种最终生成物中发现它 A、丙酮酸 B、CO2 C、H2O D、H2O和CO2,例2：让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的化合物是 A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸,例题3：将酵母菌研磨离心后,把得到的上清液(含细胞质基质)、沉淀物(含细胞器)和未离心匀浆（酵母菌）分别放入甲、乙、丙三个试管中,向试管内滴加等量的葡萄糖,最
10、终产物是CO2和H2O的试管是 A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.乙和丙,例4：提取水稻叶肉细胞的线粒体作为实验材料进行如下实验: 向盛有线粒体的试管内注入丙酮酸时，测得耗氧量较大； 当注入葡萄糖时，测得耗氧量为; 而同时注入细胞质基质和葡萄糖时，耗氧量又较大 此实验说明 (1)有氧呼吸的三步中,在线粒体内进行的是_ (2)有氧呼吸过程中,细胞质基质的作用是_.,第二步、第三步,把葡萄糖分解为丙酮酸,例5：在水稻叶肉细胞的细胞质基质、线粒体基质中，产生的主要代谢产物分别是（ ） A.丙酮酸、CO2 B.丙酮酸、葡萄糖 C.CO2、丙酮酸 D.葡萄糖、丙酮酸 例6：有氧呼吸的主要场所是 ，进入该场
11、所的呼吸底物是 ，人体内血红蛋白携带的O2进入组织细胞的线粒体内至少要通过 层生物膜。,A,6,丙酮酸,线粒体,三、细胞呼吸原理的应用,细胞呼吸的中间产物（如：丙酮酸）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。,3. 农业生产,2. 工业生产,1. 医学护理,4. 运动健身,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。,粮食储藏时：降低温度和氧气浓度，保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。 例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。,果蔬
12、储藏：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01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68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。,（要保持水分）,农业生产：粮食储藏和果蔬保鲜,三、细胞呼吸原理的应用,1.若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸(图中A点)。,4.B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等(用CO2的释放量表示)，此时CO2的总释放量最低。 D点表示O2的浓度超过一定值(10%)以上时，无氧呼吸消失，细胞只进行有氧呼吸。,酵母菌细胞呼吸类型的判断,1.温度,四.影响
13、细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理在生产、生活中的应用,最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度，呼吸酶活性降低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制； 低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸受抑制。,生产上应用这一原理在低温下贮存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。,3.CO2浓度,四.影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理在生产、生活中的应用,从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸作用的速率下降。,4.水,四.影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理在生产、生活中的应用,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，有氧呼吸不断加强；当O2浓度
14、达到一定值后，随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)。,生产上常利用适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间，中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴”包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖；把大米抽成真空保存。,四.影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理在生产、生活中的应用,注意：种子、蔬菜和水果在储藏时都应在低温、低氧条件下，不同的是种子还应保持干燥，而蔬菜和水果应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。,4.水,四.影响细胞呼吸的因素及细胞呼吸原理在生产、生活中的应用,下列各项应用中，主要是利用细胞呼吸原理的是（ ） 手指受伤时，选择透气的消毒纱布包扎； 稻田定期排水； 利用葡萄、粮食和酵母菌制酒； 光下适当增加作物环境中二氧化碳的浓度 A. B. C. D.,B,二、内部因素 1.植物种类、器官、发育年龄 2.线粒体、,影响呼吸作用的因素,放出CO2（摩尔数）,吸收O2（摩尔数）,R.Q,= ,一、呼吸强度和呼吸商,