《细胞呼吸作用》PPT课件.ppt

2011届高三生物 第一轮复习,第3节 ATP的主要来源 细胞呼吸,下列转变需经哪些生理过程才能实现,光合作用,呼吸作用,ATP水解,？,一、细胞呼吸：,想一想：呼吸与细胞呼吸是同一个概念吗？,概念：细胞呼吸是指生物体内的有机物在活 细胞中经过一系列的氧化分解，最终生 成二氧化碳或其他产物，并且释放能量 的过程（又叫生物氧化）。,为什么萌发后的种子空瘪了？,二.细胞呼吸的类型,细胞呼吸,（一）有氧呼吸,第1阶段：葡萄糖的初步（无氧）分解,C6H12O6,2CH3COCOOH +4 H + 能量 （丙酮酸） （少量）,场所：细胞质基质,第2阶段：丙酮酸彻底分解,6CO2 +20 H + 能量 （少量）,场所：线粒体基质,第3阶段：H的氧化,12H2O + 能量（大量）,场所：线粒体内膜,24H + 6O2,1.有氧呼吸的过程,先细胞质基质、后线粒体,彻底分解1mol的葡萄糖共释放2870KJ的能量。 一部分转移到ATP中储存(1161KJ，约40%)； 另一部分以热能形式散失(约60%)。,有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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。,2.总反应式,3.反应场所,4.能量去向,5.概念,（二）无氧呼吸,1.过程,第一阶段:葡萄糖的初步分解:,C6H12O6,2CH3COCOOH +4 H + 能量 （丙酮酸） （少量）,场所：细胞质基质,与有氧呼吸第一阶段相同,第二阶段:丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,2C2H5OH（酒精）,+ 2CO2,A.酒精类型,例：大多数植物、酵母菌,(2)2CH3COCOOH（丙酮酸）,酒精的鉴定及应用,+4 H,第二阶段:丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,2C3H6O3（乳酸）,B.乳酸类型,例：高等动物、人、 乳酸菌、高等植物的某 些器官（马铃薯块茎、 甜菜块根等）,2CH3COCOOH（丙酮酸）,+4 H,3.无氧呼吸概念,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。,为什么释放出少量能量？ （酒精类型：225.94；乳酸类型：196.65KJ）其中61.08KJ转移在中,？,2.无氧呼吸总的反应式,C6H12O6,2C2H5OH（酒精）,+2CO2+少量能量,C6H12O6,2C3H6O3（乳酸）,+少量能量,先细胞质基质 后线粒体,细胞质基质,CO2和水,CO2和酒精 或乳酸,较多,较少,需要酶和,需酶不需,呼吸阶段的第一阶段完全相同,都是氧化分解有机物，释放能量,三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别与联系：,根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况,在以C6H12O6为呼吸底物情况下，CO2释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下： （1）无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。 （2）不消耗O2，但产生CO2 ，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下容器内气体体积可增大，如酵母菌的无氧呼吸。 （3）当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2用NaOH溶液吸收，可引起气体体积减少。 （4）当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。欲判断哪种占优势，可作如下分析： 若VCO2 / VO2=4 /3,无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖； 若VCO2 /VO24/3,无氧呼吸占优势。 （5）有H2O生成一定有有氧呼吸；有CO2生成一定不是乳酸发酵。,四、细胞呼吸意义,1、为生命活动提供能量,2、为体内其他化合物合成提供原料,呼吸作用,能 量,热能 散失,能量 转移,ATP,能 量,细胞分裂,生长发育,矿质元素吸收,肌肉收缩,神经冲动的传导,C6H12O6,CO2H2O,2870kj,1161kj,1709kj,五. 影响细胞呼吸的因素 内部因素:遗传因素(决定酶的种类和数量) 1、不同种类的植物呼吸速率不同。 如：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。 2、同一植物的不同器官呼吸速率不同。 如：生殖器官大于营养器官。 3、同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同。 如：幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。,环境因素(温度，氧浓度，二氧化碳浓度，水） 温度：温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸。植物呼吸作用的最适温度一般在2535，最高温度在3545。,氧气浓度：（氧分压）氧浓度为0时只进行无氧呼吸，在一定范围内随氧浓度增大，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。当达到一定浓度（A)时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。,CO2释放的总量,无氧呼吸,有氧呼吸，即O2的吸收量,是CO2释放量曲线与O2吸收量曲线围起来的面积，代表无氧呼吸过程中CO2的释放量。,A,A点之前无氧呼吸和有氧呼吸同时进行，A点之后，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。,二氧化碳浓度：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。(如图),水：在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。,六.细胞呼吸的应用,目的 ：种子贮存的过程中，在不降低种子生活力的前提下，为尽量减少有机物的消耗，常常通过一些措施使细胞呼吸减弱。 措施 ： (1)将种子风干。通过风干，使种子的自由水含量大量减少，从而使其新陈代谢（主要是细胞呼吸）受到抑制，减少储存过程中有机物的消耗。,种子贮存,(2)将种子装袋密封，袋上打适量小孔。密封可使种子贮存袋内的二氧化碳含量升高、氧气含量适度降低，使细胞呼吸受到一定程度的限制，减少呼吸消耗；预留小孔，确保内部二氧化碳含量不致过高、氧气含量不致过低，避免种子因氧含量太低而进行无氧呼吸，防止无氧呼吸产物的积累影响种子的生活力。 (3)适当降低贮存温度。降低温度可使酶活性下降，使细胞呼吸暂时减弱，有利于有机物消耗的减少。 (4)适当降低贮存环境的湿度。种子在贮存过程中，若湿度太大，种子容易吸潮增强细胞呼吸，也有利于霉菌生活，容易导致种子发霉变质。,目的 ：既要减少营养物质的消耗，又要防止水分含量的降低和无氧呼吸产物的出现，以免影响水果、蔬菜的“新鲜”。 措施 ： (1)适度降低贮存温度。与种子贮存一样，也是通过降低温度减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗。与种子贮存不同的是，种子在风干状态下对低温的耐受性强，不容易受冻伤，水果和蔬菜在新鲜状态下，自由水含量高，温度太低易受冻害，因此，降低温度应以不使水果、蔬菜受冻害为前提。 (2)让贮存环境保持一定湿度。在湿度太小的环境中，水果与蔬菜容易失水，使“新鲜”程度下降。 (3)用保鲜袋（膜）进行包装。控制袋（膜）内氧气含量，以适度抑制细胞呼吸的进行，减少有机物的消耗，但应避免因氧含量太低而导致其进行无氧呼吸，因为水果、蔬菜在无氧呼吸时易产生酒精，导致品质下降、变味。,水果、蔬菜保鲜,通过中耕松土，可改善土壤通气状态，促进根系的有氧呼吸，保证根系吸收矿质养分所需的能量，可有效避免根系因无氧呼吸造成的酒精中毒。另外，在进行中耕松土时，还可去除杂草，避免养分流向人们不需要的方向，促进养分朝着人们需要的方向（农作物）流动。,作物栽培,目的 ：以获得高产、优质的收获物为目的。 措施 ：如增加作物对养分的吸收、减少有机物的消耗及其增加无土栽培营养液中的氧含量等。,中耕松土,通过适当降低温室大棚内夜晚的温度，可减少作物呼吸消耗，以达到积累更多有机物目的。,温室大棚夜晚降温,通过稻田晾晒，使稻田间歇缺水，一方面可促进根系生长，形成更加发达的根系，增大根系的吸收面积；另一方面，会改善土壤的通气状态，促进根系的细胞呼吸，达到促进矿质养分吸收的目的，还有利于被土壤胶体固定的养分的释放，有利根系的吸收。这些措施都有利于水稻的增产。,稻田晾晒,氧气在水中的溶解度很低，往往成为限制作物生长的因素，为了保证无土栽培植物根系进行有氧呼吸对氧气的需要，一是利用通气设备，向营养液中不断通入空气，增加溶氧；也可通过抽水装置促使营养液能够不断流动，通过营养液的流动促进溶氧增加,向无土栽培营养液中通气或让营养液始终循环流动。,包扎伤口,选用透气消毒纱布，目的是抑制厌氧细菌的无氧呼吸。,防止破伤风感染伤口,较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适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,重铬酸钾(K2Cr2O7)可以检测有 无酒精存在。这一原理可以用来检测汽 车司机是否喝了酒。具体做法是：让司 机呼出的气体直接接触到载有用硫酸 处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（两者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。,怎样检测汽车司机是否喝了酒？,1.(双选）刚进入西藏的湖南援藏干部，对高原缺氧环境所产生的生理反应是（ ） A.造血功能增强，红细胞数增多 B.呼吸频率加快 C.细胞大多以无氧呼吸获得能量 D.心率加快,BD,2.同样消耗1mol的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸产生的ATP多（ ） A. 20倍 B. 19倍 C. 3436mol D. 12.7%,B,3.在水稻叶肉细胞的细胞基质、线粒体基质、叶绿体基质中产生的代谢产物分别是（ ） A. CO2；丙酮酸；葡萄糖 B.丙酮酸；葡萄糖；CO2 C.丙酮酸；CO2；葡萄糖 C.葡萄糖；丙酮酸；CO2,C,4.图示存放水果时，空气中的氧气浓度(x)与水果释放的CO2相对量(y)之间的关系曲线，你认为储存水果应选择的最佳氧气浓度是（ ） A. a B. b C. c D. d,a b c d,x,y,B,5.研磨酵母菌后离心处理，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀（含细胞器）。将等量的上清液、沉淀和未经处理的匀浆，依次置入甲、乙、丙3支试管中，分别进行3项独立的实验，请分析实验的结果。 （1）向3支试管分别滴加等量的葡萄糖后，丙管内的最终产物是_，甲管是_，乙管是_。,（2）向3支试管分别滴加等量的丙酮酸后，乙管内的最终产物是_，甲管是_，丙管是_。 （3）向3支试管分别加入荧光素（能发光的物质），重复实验（1），则发光情况为：丙管：_，甲管：_，乙管：_。,二氧化碳和水,二氧化碳和酒精,葡萄糖,二氧化碳和水,丙酮酸,二氧化碳和水,发光最强,次之,基本无荧光,6.如下图为酵母菌无氧呼吸实验装置图，请据图回答：,（1）为什么要用煮沸又冷却的葡萄糖溶液？ _。 （2）盛有清水的试管在此发酵实验中有何作用？_。,煮沸的目的是为了排尽圆底烧瓶中原有的氧气，为酵母菌发酵营造厌氧环境；冷却是为了避免酵母菌在高温环境下失活，为酵母菌提供发挥最高活性而需要的适宜温度,进一步过滤氧气，防止氧气进入圆底烧瓶抑制