ATP的主要来源——细胞呼吸1.ppt

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1、【看一看】,放了几天的葡萄,【闻一闻】,会闻到什么味道？,【 猜 测 】,产生了CO2、酒精,【提出问题】,CO2 是在什么条件下产生的?,【实验验证】,【作出假设】,CO2 是在无氧、有氧条件下都能产生，酒精在无氧条件下产生。,那酒精呢？,探究酵母菌细胞呼吸的方式,ATP的主要来源细胞呼吸 （ 第一课时）,第五章 第三节,【探究】酵母菌细胞呼吸的方式,酵母菌是一种单细胞真菌,1.材料选择,在有氧、无氧的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。,实验思路？,分析变量,自变量:,因变量:,细胞呼吸的条件,细胞呼吸的产物,有氧,无氧,酒精、CO2,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

2、含酒精或二氧化碳,2.设计实验,酸性的重铬酸钾,澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,CO2:,酒精：,装置一,装置二,1.装置一中接橡皮球（或气泵）的作用是 什么？,思考,3.A瓶、C瓶和E瓶的 作用分别是什么？ 4.如何鉴定酒精和CO2？,2.D瓶应密封放置一段 时间后连接装置E的 原因是什么？,有氧条件,无氧条件,变混浊,溴麝香草酚蓝水溶液,灰绿色,材料用具,3.实验仪器：250ml的锥形瓶、玻璃弯管、带孔的橡胶塞、量筒、烧杯、试管、橡皮球等,2.实验试剂：5的葡萄糖溶液（为酵母菌提供营养物质），石灰水，氢氧化钠液，重铬酸钾溶液（用于检测酒精）,1.实验材料：酵母菌,对照实验,设置两个或两个

3、以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对照实验。,有氧条件,无氧条件,3.实验现象,无变化,出现灰绿色,浑浊,浑浊度较低,指标,现象,条件,酵母菌,有氧条件下产生,无氧条件下产生,4.分析结果得出结论,大量CO2,酒精和少量CO2,酵母菌的呼吸方式:_。,有氧呼吸和无氧呼吸,设计实验,进行实验,验证假设、 形成结论,作出假设,酒精和CO2是酵母菌 在什么条件产生的（有氧？无氧？）,CO2 在无氧、有氧条件下产生，酒精在无氧条件下产生,有氧条件下产生大量CO2 ， 无氧条件下产生酒精和少量CO2,【练习巩固】,(1)为什么要用煮沸又冷却 的葡萄糖溶液？

4、,（2）容器中溶液A一般是 指: _ （3）发酵实验中，溶液A试管现象: _,如图为酵母菌无氧呼吸的实验装置，请根据图来回答：,澄清石灰水,溶液变浑浊,煮沸：排除溶液中氧气,冷却：避免酵母菌在高温下死亡,有氧呼吸、,无氧呼吸,细胞呼吸：,类型：,生物体的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放能量的总过程。又叫生物氧化。,“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别？,思考,“呼吸”和“呼吸作用”有什么联系？,+ 糖 类等,+ 水,呼吸作用（本质）,高等动物的呼吸现象和呼吸作用,呼吸（现象）,气体运输,+,“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行

5、呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。,1.什么叫有氧呼吸？,细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。,（一）有氧呼吸,问题 细胞呼吸最常利用的有机物是什么？,有氧呼吸的主要场所是在哪里？,葡萄糖,线粒体,C6H12O6,2、有氧呼吸的过程,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH +4 H + 能量 （丙酮酸） （少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2 +20 H + 能量 （少量）,场所：线粒体,2CH3COCOOH,（丙酮酸）,H的氧化,酶,

6、12H2O + 能量 （大量）,场所：线粒体,24H + 6O2,+6H2O,有氧呼吸的过程（三个阶段）,三个阶段的比较： 场所 反应物 生成物 第一 阶段 第二 阶段 第三 阶段,细胞质 基质,葡萄糖,丙酮酸、 H 少量能量,线粒体,线粒体,丙酮酸 H2O,CO2 H 少量能量,H O2,H2O 大量能量,3、有氧呼吸的总反应式：,C6H12O6+6H2O+6O2,6CO2+12H2O+,酶,上述反应式中，两边的水没有抵消，这是为什么？,有氧呼吸中，产物水是在第三阶段脱下来的H和O2结合而成的，与原料水不是一回事，因此对于有氧呼吸的总反应式为两边的水来说，此水非彼水，不能抵消。,能量,C、O

7、的转移途径：,C： O：,O2 H2O,C6H12O6 丙酮酸CO2,C6H12O6 丙酮酸CO2,H2O CO2,C6H12O6+6H2O+6O2,6CO2+12H2O+,酶,能量,4.能量去向：,大部分以热能形式散失(约60%)； 另一部分转移到ATP中(约40%)。,1mol C6H12O6,有氧呼吸,2870KJ,1161KJ,38ATP,1709KJ,热能散失,1、下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：,(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、_、 。 (2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、_、 。 (3)有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸底物是

8、_ _。 (4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_,葡萄糖丙酮酸二氧化碳,H2O,丙酮酸,CO2,少量,少量,大量,线粒体,丙酮酸、 H,6,5.有氧呼吸的显著特点是什么？,有氧呼吸的特点：,（1）有氧呼吸需要氧的参与，必须在 有氧的条件下才能进行。,（2）有氧呼吸能将有机物彻底氧化分 解，生成彻底的氧化产物。,（3）有氧呼吸能释放大量的能量。,问题 苹果贮藏久了，为什么会有酒味散发出来？,答案：苹果细胞进行无氧呼吸产生了酒精。,（1）产生酒精（微生物称酒精发酵） 酶 C6H12O6 2C2H5OH2CO2能量 例：大多数植物、酵母菌,（二）无氧呼吸,1、无氧呼

9、吸的两种类型,（2）产生乳酸（微生物称乳酸发酵） 酶 C6H12O6 2C3H6O3 能量,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器 官或组织（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚等）,2.无氧呼吸过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH +4 H + 能量 （丙酮酸） （少量）,场所：细胞质基质,第一阶段,与有氧呼吸第一阶段相同,丙酮酸不彻底分解,第二阶段,3.能量去向：,一部分以热能形式散失； 另一部分转移到ATP中。,1mol C6H12O6,无氧呼吸,2C3H6O3196.65KJ,61.08KJ,2ATP,135.57KJ,热能散失,4.什么叫无氧呼吸？,无氧呼吸有何

10、特点？,（1）无氧呼吸是在缺氧的条件下进行的。无氧呼吸在有氧条件下会被抑制。 （2）无氧呼吸过程中有机物氧化分解不彻底，生成不彻底的氧化产物。 （3）无氧呼吸释放的能量很少（尚有部分能量储存在不彻底的氧化产物中）,无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，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。,5、常见的无氧呼吸的实例,a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸,b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸。但是人体骨骼肌细胞获取能量的主要方式是仍然是有氧呼吸,c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳。,这些生物进

11、行无氧呼吸的实例，说明了生物与环境之间存在着什么关系？,应用,无氧呼吸,家庭如何酿造葡萄酒,水,酵母粉,面粉,家庭如何 制作馒头,CO2,有氧呼吸,无氧呼吸,不同点,相同点,场所,条件,产物,能量 变化,联系,实质,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,需氧气、多种酶,不需氧气、需多种酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量能量，,释放少量能量，,从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同,分解有机物，释放能量，合成ATP,二、有氧呼吸与无氧呼吸之间的异同点,【例1】 如图所示为某绿色植物细胞内部分物质的代谢过程，下列相关叙述中正确的是( ) A.图解中的两物质依次是H2O和O2 B.图解中

12、(一)(二)两阶段产生H的场所都是线粒体 C.图解中(三)阶段产生的H2O中的氢最终都来自葡萄糖 D.1分子丙酮酸经过(二)(三)两阶段产生的能量一样多,A,三、影响细胞呼吸的因素,1.呼吸作用中酶的活性受哪些因素的影响？ 2.各种因素是如何影响呼吸作用的？ 3.有氧呼吸和无氧呼吸的原理在生活生产中有哪些应用？,【思考】,1.内因 （1）不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物的小于水生植物的，阴生植物的小于阳生植物的。 （2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。 （3）同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官的大于营养器官的。,2.外因

13、 （1）温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。 如图所示：,（2）氧气浓度 对于无氧呼吸来说：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。 如图所示：,无氧呼吸,对有氧呼吸来说：在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。 如图所示：,有氧呼吸,绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌受氧气浓度的影响，两种呼吸及总呼吸速率的变化曲线如图所示：,（3）其他因素 二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用； 生物含水量的多少影响呼吸作用。在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增

14、加。,【例2】右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中O2的浓度对植物组织内CO2产生的影响，试分析：,释放的相对值,CO2,（1）A点表示植物组织,释放CO2较多，这些CO2是_的产物。 （2）由A到B， CO2的释放量急剧减小，其原因是_。 （3）由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是_； 到C点以后CO2的释放量不再增加，其主要原因是 _。,随O2的增加，无氧呼吸受到抑制,随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强,无氧呼吸,受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强,10.水稻根尖细胞呼吸过程中,若单位时间内CO2的释放量与O2的吸收量的比值大于1,其原因是 ( ) A.只进行有氧呼吸 B.有氧呼吸强

15、度大于无氧呼吸 C.只进行无氧呼吸 D.出现了无氧呼吸,C6H12O6+6H2O+6O2,6CO2+12H2O+,酶,能量,1 6 6,1 2,CO2的释放量与O2的吸收量的比值等于1？,CO2的释放量与O2的吸收量的比值大于1？,CO2的释放量与O2的吸收量的比值小于1？,只进行有氧呼吸,同时进行有氧呼吸和无氧呼吸,细胞呼吸利用了脂肪,10.水稻根尖细胞呼吸过程中,若单位时间内CO2的释放量与O2的吸收量的比值大于1,其原因是 ( ) A.只进行有氧呼吸 B.有氧呼吸强度大于无氧呼吸 C.只进行无氧呼吸 D.出现了无氧呼吸,1.为生物体的生命活动提供能量。,2.为体内其他化合物的合成提供原料

16、。,四、细胞呼吸的意义,细胞呼吸 的产物,合成氨基酸,合成脂类,转化为其他糖类,五、细胞呼吸原理的应用,选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境，避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。,酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖，在无氧条件下则进行酒精发酵。,醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。,谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。,酵母菌虽是单细胞生物，但含有细胞核

17、，属于真核生物。,对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。,水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用，使根系变黑、腐烂。,较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适

18、合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。,有氧运动是指人体细胞在充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。 无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。,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，要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。 粮食储存：低温、低氧、干燥 水果蔬菜保鲜：低温（零上）、低氧、中等湿度,细胞 呼吸,应用,有氧呼吸,无氧呼吸,主

19、要场所：线粒体,条件：O2，酶,产物：CO2，H2O,能量变化：释放大量能量，合成38ATP,场所：细胞质基质,条件：不需O2，需酶,产物：酒精和CO2或乳酸,能量变化：释放少量能量，合成2ATP,方式,1与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是（ ） 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.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. 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,D,A,3.(2011海南高考)关于细胞呼吸的叙述，正确的是（ ） A种子风干脱水后呼吸强度增强 B土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸 C

20、破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖 D小麦种子萌发过程中有氧呼吸强度逐渐减弱,B,【解析】A项,种子风干脱水后，细胞中自由水的含量降低，代谢缓慢，因此呼吸强度降低，而不是增强;B项,土壤淹水后，土壤中氧气含量降低，根系发生无氧呼吸产生酒精和CO2；C项,破伤风杆菌是厌氧生物，在有氧条件下不能繁殖;D项,小麦种子萌发过程中，代谢加快，细胞有氧呼吸强度逐渐增强，而不是减弱。,4.一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如图。图中P、Q、R三曲线依次代表（ ） A.O2、CO2、乳酸 B.乳酸、CO2、O2 C.CO2、O2、乳酸 D.CO2、乳酸、O2,B,5.如图

21、表示萌发的小麦种子细胞中发生的相关生理过程，AE表示物质，表示过程。,葡萄糖,酶,能量,酶,酶,能量,能量,H2O,酶,H2O,A,B,C,C,B+E,D,（1）催化进行的酶存在于_， E表示的物质为_。 （2）当小麦种子的CO2的释放量大于O2的吸收量时，进行的生理过程为_（填序号）。 （3）人体中不可以进行的生理过程为_ （填序号），原因是_。,【解析】（1）图中A表示丙酮酸，B表示CO2，C表示H，D表示氧气，E表示的是酒精，表示酒精发酵，它发生在细胞质基质中。 （2）当小麦种子CO2的释放量大于O2吸收量时，证明小麦种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。 （3）人体无氧呼吸产生乳酸不产生酒

22、精，因为不存在相应的酶。 答案：（1）细胞质基质 酒精 （2） （3） 细胞中不存在相应的酶,6.右图是种子萌发成幼苗 时糖类含量的变化，请据 图回答： （l）导致AB段淀粉下降 的原因是_ _。 （2）葡萄糖在D点之前含量增加，葡萄糖的来源是_。 （3）在B点后淀粉含量开始增加，其原因是 _。,萌发时呼吸旺盛， 淀粉分解，为萌发提供物质和能量,淀粉的水解,幼苗开始进行光合作用产物为淀粉,在决定一件事情之前，应该深思熟虑后再做。一旦做了，即使结果是负的，你只可以当它是日后决策的参考，没有必要对自己说对不起！,表三 不同生物在缺氧条件下的呼吸作用,无氧呼吸,无氧呼吸,无氧呼吸,无氧呼吸,无氧呼吸

23、,酒精发酵,C3H6O3、少量能量,C3H6O3 、少量能量,C3H6O3、少量能量,C3H6O3、少量能量,C2H5OH、CO2、少量能量,乳酸发酵,C2H5OH、CO2、少量能量,C3H6O3、少量能量,（三）有氧呼吸与无氧呼吸的区别,线粒体,需氧分子参加,氧化分解彻底 终产物有： CO2、 H2O,较多,细胞质基质,不需氧,氧化分解不彻底 产物有： CO2和C2H5OH 或C3H603,较少,细胞质基质,葡萄糖,丙酮酸+4H,12H2O+6CO2+能量（大量）,2C2H5OH +2CO2,2C3H6O3,酶A,酶B、C,有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系：,+能量（少量）,(1)过程方面:从葡

24、萄糖到丙酮酸，第一阶段 完全相同; (2)实质方面:都在细胞内进行有机物的氧化 分解,并且释放能量,提供给生命活动。 (3)进化方面:有氧呼吸是在无氧呼吸的基础 上发展而成的。,（四）有氧呼吸与无氧呼吸的联系（相同点）,（五）细胞呼吸的意义,1mol C6H12O6,有氧呼吸,2870KJ,38ATP,热能,ATP,酶,ADPPi能,利用,细胞分裂,植株生长,物质吸收,肌肉收缩,物质合成,神经冲动等,（1）为生物体的各种生命活动提供能量,细胞呼吸过程产生的一些中间产物, 可以成为合成体内一些重要化合物的原 料。如丙酮酸，可以通过氨基转换作用 合成丙氨酸。,丙酮酸 新的氨基酸,（2）为生物体体内其他物质的合成提供原料,转氨基作用,脂肪、糖类等,概念,类型,有氧呼吸,无氧呼吸,细胞呼 吸,葡萄糖的初步分解,丙酮酸彻底分解,H的氧化,丙酮酸不彻底分解,乳酸发酵,酒精发酵,葡萄糖的初步分解,过程,总反应式,概念,过程,总反应式,概念,区别和联系,意义,