5-3细胞呼吸-文档资料.pptx

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1、第3节 ATP的主要来源 细胞呼吸,ATP的主要来源 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_ _ _，释放能量并生成_的过程。,呼吸作用（细胞呼吸）,二氧化碳或其他产物,ATP,氧,（根据是否有_参与）,实质,方式,呼 吸,是指人和动物体内细胞与外界进行气体交换的过程。,有氧呼吸 无氧呼吸,兼性厌氧,探究酵母菌细胞呼吸de方式,酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存， 属于 菌。,提出问题：酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有 氧还是无氧的条件下？ 酵母菌在有氧和 无氧条件下细胞呼吸 的产物有什么不同？,作出假设：针对上述问题，根据已有的知识和生活 经验(如酵母菌可用于酿酒、发面等)

2、作出 合理的假设。,酵母菌的代谢类型：,实验探究过程：,（1）配制酵母菌培养液，分成两等份。 （2）检测CO2的产生，装置如图所示：,设计并进行实验,吸收通入A瓶空气中的CO2，以保证使第三个锥形瓶中的澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2所致。,检测酵母菌有氧呼吸能否产生CO2 ；或利用其变浑浊的程度检测酵母菌产生CO2的量。,CO2可使澄清的石灰水变 浑浊 ，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变 黄。,通入空气，使A瓶形成有氧条件。,（1）配制酵母菌培养液，分成两等份。 （2）检测CO2的产生，装置如图所示：,设计并进行实验,CO2可使澄清的石灰水变 浑浊 ，也可使溴麝香草酚蓝水溶

3、液由蓝变绿再变 黄。,检测酵母菌无氧呼吸能否产生CO2 ；或利用其变浑浊的程度检测酵母菌产生CO2的量。,酵母菌先进行有氧呼吸消耗完B瓶中的O2 ，使B瓶形成无氧的条件。,（3）检测酒精的产生：,设计并进行实验,甲、乙两装置中石灰水都变混浊， 但甲中混浊程度高且快。 2号试管中溶液由橙色变成灰绿色， 1号试管（有氧条件）不变色。,实验现象,实验结论：,橙色,灰绿色,酸性条件,重铬酸钾 + 乙醇,C6H12O6,2丙酮酸6H2O,24H6O2,12H2O能量（多）,2丙酮酸4H能量（少）,6CO220H能量（少）,过程及场所,有氧呼吸,第一阶段：,第二阶段：,第三阶段：,C3H4O3,还原剂,细

4、胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,丙酮酸、水,H和O2,丙酮酸、H 、ATP,CO2、H 、ATP,H2O、ATP,小结有氧呼吸各阶段比较,葡萄糖,少量,少量,大量,思考,ATP,1.有氧呼吸三个阶段相同的产物是什么？,分别在第二、第三阶段形成。,2.有氧呼吸过程中，反应物中的水、O2分别在第几阶段被利用？,3.产物中的CO2和H2O分别在第几阶段形成？,分别在第二、第三阶段被利用；,有氧呼吸,场所：,细胞质基质 线粒体。,主要场所：,（第二、三阶段；产生ATP多）。,反应式：,全部,线粒体,1mol,2870kJ,40.5%,ATP中(38),热能(散失),有氧呼吸,能量变化：,C6H12O

5、6,能量,葡萄糖等有机物中稳定的化学能,ATP中活跃的化学能,1161kJ,有氧呼吸,细胞在氧气参与下，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，生成大量ATP的过程。,定义：,和体外燃烧不同特点：, 条件温和。,形成ATP。,逐步释放。,细胞质基质。,过程：,无氧呼吸,场所：,酶,第一阶段：,第二阶段：,发酵：,(见相关信息),常见动物细胞，如肌细胞； 马铃薯块茎、玉米胚、甜菜块根； 乳酸菌。,常见于植物细胞，如苹果果实；酵母菌。,反应式,微生物的无氧呼吸。,无氧呼吸,细胞质基质,细胞质基质,葡萄糖(C6H12O6),丙酮酸H,丙酮酸H,酒精、CO2或乳

6、酸,无氧呼吸,细胞在没有氧气参与的情况下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解，产生酒精和二氧化碳，或者乳酸，释放能量，生成少量ATP的过程。,定义：,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,类型 项目,有氧呼吸,无氧呼吸,场所,细胞质基质(第一阶段) 线粒体(第二、三阶段),细胞质基质,条件,氧气和酶,酶,物质 变化,能量 变化,类型 项目,有氧呼吸,无氧呼吸,特点,有机物彻底分解为CO2和H2O，能量完全释放,有机物分解为不彻底的氧化产物乳酸或酒精，能量释放较少,联系,(1)第一阶段完全相同。 (2)实质相同：分解有机物，释放能量 (3)意义相同：为生命活动提供能量，为物质转化提供原料,

7、有氧呼吸与无氧呼吸的比较,细胞质基质,1葡萄糖(C6H12O6),2丙酮酸,2丙酮酸,（二）,线粒体不能直接分解葡萄糖！,细胞呼吸原理的应用,（1）形成疏松透气的环境，抑制厌氧型病原体（如破伤风杆菌）的繁殖。,（2）发酵工业,制酒：早期通气，促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖。后期密封发酵罐，促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精。,制醋、味精：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。,（4）稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。如果氧气不足，水稻根细胞进行无氧呼吸，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用。 （6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧 呼吸产生乳酸使肌肉酸胀

8、。,（3）土壤松土,促进根细胞的有氧呼吸，为主动运输提供更多能量，有利于根细胞吸收无机盐。,促进土壤中好氧微生物的生长繁殖，加快土壤中有机物的分解， 从而提高土壤肥力。,有氧呼吸过程中H2O既是反应物（第二阶段利用），又是生成物（第三阶段生成），且生成的H2O中的氧全部来源于O2。 有H2O生成一定是有氧呼吸，有CO2生成一定不是乳酸发酵。 无氧呼吸只释放少量能量，其余的能量储存在分解不彻底的氧化产物酒精或乳酸中。,提醒,(1)不同生物无氧呼吸产物不同，主要是因为细胞中所含酶不同。 (2)原核生物无线粒体，但可以进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等。 (3)只进行无氧呼吸的真核生物（厌氧型），其细

9、胞内无线粒体，如蛔虫等。 (4)哺乳动物的成熟红细胞无线粒体，进行无氧呼吸。,【拓展】,根据O2的吸收量和CO2的释放量判断学案p70,酵母菌、绿色植物的非绿色器官等细胞： (1)O2的吸收量=CO2的释放量，则该生物只进行有氧呼吸。 (2)不吸收O2，但有CO2 释放，则该生物只进行无氧呼吸。 (3)CO2释放的量 O2的吸收量，则该生物既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。,细胞呼吸类型的判断,(4)在有氧呼吸与无氧呼吸同时存在时 当无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖时，CO2的释放量与O2的吸收量的比值为4：3，即CO2释放量/ O2吸收量4/3。 若无氧呼吸占优势，则CO2释放量/ O2吸收

10、量4/3； 若有氧呼吸占优势，则CO2释放量/ O2吸收量4/3。,【拓展】,1.内部因素,生命活动（新陈代谢）旺盛的部位，细胞呼吸速率高。,2.外部因素,(1)温度：,应用：低温下贮存蔬菜、水果； 大棚栽培中，夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。,【拓展】,2.外部因素,(2)氧气：,在氧浓度较低，无氧呼吸时间过长时，植物也会死亡。原因有： a.无氧呼吸的产物酒精会使细胞中的蛋白质变性； b.无氧呼吸释放的能量少，要维持正常的生理需要，就需消耗较多的有机物，使植物体内养料耗损过多。 根据氧对细胞呼吸影响的原理在贮藏水果时可降低氧的浓度。,(2)氧气：,O2浓度为零时,只进

11、行无氧呼吸； O2浓度在10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸； O2浓度在10%以上，只进行有氧呼吸。,曲线分析,2.外部因素,(3)CO2：,CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%10%时，呼吸作用明显被抑制。据此原理，在蔬菜、水果的保鲜中，增加CO2的浓度也具有良好的效果。,(4)H2O：,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。 在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。,实验类型一 验证性实验的探究思路,“实验组”与“对照组”的确定 一般情况下，把改变实验变量处理的一组称为实验组；处于正常状

12、态(没有改变实验变量)的一组称为对照组。,实验设计中“操作步骤”书写表达的“四步曲” (1)分组标号：选择相同的材料平均分为A、B两组或甲乙两组。 (2)实验处理：按照实验要求分别对实验组和对照组做不同处理，如：验证甲状腺激素的生理作用实验中，每日用灌喂器给甲小鼠灌喂甲状腺激素溶液，给乙组小鼠灌喂等量的蒸馏水。 (3)培养或观察；把两个组放在相同的条件下培养或观察。如把两组小鼠放在适宜、相同的环境中，定时测量与记录甲、乙两组小鼠的耗氧量和活动量。 (4)结果与结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性的结论，并用文字、图表。绘图等方法做一个简明的总

13、结。,(2009年高考福建卷)右图表示的是测定保温桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶(500 mL)、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1 g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。,实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出的热量更多。 (1)取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：,不加入石蜡油,加入10 g 活性干酵母,(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是_，这是控制实验的_变量。 (3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：,(4)实验预期：在适宜条件下实验，3

14、0分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：_(用“”表示)，则假设成立。,去除氧气,自,不加入活 性干酵母,加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液,ABC,【解析】 (1)该实验要探究酵母菌在有氧和无氧条件下的不同呼吸方式，所以A、B两装置内的自变量应为氧气的有无，其他条件要保持完全相同。 (2)B装置内煮沸葡萄糖溶液是为了完全除去其内的氧气，从而保持无氧环境。 (3)装置C作为装置B的对照，测定呼吸作用引起的温度变化，两装置内的自变量应为进行呼吸作用的酵母菌的有无。 (4)一段时间后，内部进行了有氧呼吸的A保温桶温度进行了无氧呼吸的B保温桶温度C保温桶温度，则假设成立。,【答案】

15、 (1)不加入石蜡油 加入10 g活性干酵母 (2)去除氧气 自 (3)加入240 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 不加入活性干酵母 (4)ABC,(2010年北京海淀模拟)为了尽量延长新鲜水果的贮藏时间，贮藏条件最好是( ) A低O2、适当的湿度、零上低温和无乙烯 B低O2、适当的湿度、零下低温和无乙烯 C无O2、保持干燥、零上低温和有乙烯 D无CO2、保持干燥、零下低温和有乙烯,解析：本题考查影响细胞呼吸的因素及乙烯的生理作用。要长时间储藏水果，就要降低其细胞呼吸，减少有机物质的消耗。在低温条件下，呼吸酶活性降低；低氧状态下，细胞有氧呼吸弱，无氧呼吸受到抑制，整个细胞呼吸强度处于最低状态下，可

16、以有效减少营养物质的消耗，但若温度低于零度，则会冻伤水果。湿度适中，减少水果中水分丢失，有利于保鲜。乙烯具有催熟作用，不利于水果贮藏。,A,酿酒、做面包都需要酵母菌。某同学想探究酵母菌的呼吸方式(是否在有氧和无氧条件下都能生存)，于是进行了如下实验： (1)实验原理：酵母菌在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。 作出假设：_。,实战演练,(2)材料用具：酵母菌培养液、澄清石灰水、橡皮球、玻璃导管数根、质量分数为10%的NaOH溶液等。,酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,(3)实验步骤： A瓶先封口放置一段时间后选择玻璃导管，将下图中的装置一、二中的锥形瓶分别进行连接。,将两套装置

17、放在适宜温度条件下培养10小时，观察澄清石灰水是否变浑浊。 步骤中A瓶先封口放置一段时间的目的是_。 (4)预测及结论： _； _； _； _。,(5)为进一步确定酵母菌无氧呼吸的产物，可以再用 (试剂)检测培养瓶中有无酒精产生。,解析：(1)根据实验原理及日常生活经验作出最可能的假设。(3)A瓶封口放置一段时间是为了耗尽瓶中遗留的O2，防止O2干扰酵母菌的无氧呼吸(此目的是假设酵母菌可能会进行无氧呼吸)，若酵母菌能进行无氧呼吸，产生的CO2应通入B瓶进行检验。装置二向D瓶中通入已在C瓶中去除CO2的空气，说明是用来探究酵母菌是否会进行有氧呼吸的，若能进行，产生的CO2通入E瓶进行检验。因此应

18、用导管将两装置中各瓶进行连接。(4)预测现象及结论有四种情况：有氧、无氧都不能呼吸，有氧能呼吸、无氧不能呼吸，有氧不能呼吸、无氧能呼吸，有氧、无氧都能呼吸。(5)酸性重铬酸钾与酒精反应呈灰绿色。,答案：(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,(3)装置连接如上图 防止瓶中氧气的干扰，确保通入石灰水中的CO2来自酵母菌无氧呼吸 (4)两组装置中石灰水都出现浑浊，说明酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行呼吸 两组装置中石灰水都不出现浑浊，说明酵母菌在有氧和无氧条件下都不能进行呼吸,装置一中石灰水浑浊，装置二中不浑浊，说明酵母菌只能在无氧条件下进行呼吸 装置一中石灰水不浑浊，装置二中浑浊，说明酵

19、母菌只能在有氧条件下进行呼吸 (5)酸性重铬酸钾,【例1 】,(2009年高考上海卷)在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是( ),Aa条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 Bb条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 Cc条件下，无氧呼吸最弱 Dd条件下，产生的CO2全部来自线粒体,D,高考真题例析,【解析】 植物种子萌发时进行细胞呼吸，通过右边的表格可以看出，当氧气浓度为零时，仍有二氧化碳释放，说明此时种子进行无氧呼吸，既然有二氧化碳产生，则另一种产物就是酒精，而不是乳酸；当氧气浓度为3时，有氧呼吸产生的二氧化碳是3，呼吸作用释放的二氧化碳为8，则无氧呼吸产生的二氧化碳为835，则有氧呼吸消耗的有机物为0.5，无氧呼吸消耗的有机物是2.5，很显然是无氧呼吸强；当处于d状态时，无氧呼吸消失，此时只进行有氧呼吸，且有氧呼吸产生二氧化碳是在线粒体基质中产生的。,【归纳提升】 据CO2释放量和O2吸收量判断细胞呼吸状况： (1)无CO2释放和O2吸收时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。 (2)不消耗O2，但产生CO2，细胞进行产生酒精的无氧呼吸。 (3)当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸。,