LHQ第3节ATP的主要来源——细胞呼吸.ppt

第五章 ATP的主要来源 细胞呼吸,本节重点,1.细胞呼吸的概念及其与ATP形成的关系,2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点,3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,拉瓦锡把呼吸 作用比作碳和 氢的“缓慢燃 烧过程”。,问题探讨,1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,2.呼吸作用与物质在体外燃烧有什么区别吗？,共同点：都是物质的氧化分解过程；都产生CO2等产物、释放能量。,有。 细胞呼吸是在温和的条件下进行的； 能量的释放是在一系列的反应过程中逐 步释放的； 释放的能量部分的以热能的形式散失， 部分的转移贮存到ATP中。,呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。,呼吸作用也称细胞呼吸,对 比,2、呼吸和呼吸作用的区别,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。,一、细胞呼吸的概念,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成ATP的过程。,二、细胞呼 吸的方式,有氧呼吸,无氧呼吸,酵母菌,淀粉,酵母菌,酒精,葡萄糖,细胞呼吸,酵母菌,酵母菌,1、兼性厌氧菌 2、生长周期短，繁殖速度快。 3、单细胞的真核细胞,三、探究酵母菌 细胞呼吸的方式,（一）提出问题,（二）做出假设,（三）设计实验,特别关注的问题,1. 怎样控制有氧和无氧条件？,2. 怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较 CO2产生的多少？,3. 怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生 活？,酵母菌有氧、无氧条件下进行的呼吸作用的产物分别是什么？,酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,实验思路？,分析变量,自变量:,因变量:,无关变量:,细胞呼吸的条件,细胞呼吸的产物,有氧,无氧,影响实验结果的可变因素,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含酒精或二氧化碳,探究酵母菌细胞呼吸的方式,思考并解决下列问题： (1)怎样鉴定有无CO2产生？ (2)怎样鉴定有无酒精产生？,CO2的检测：,1.通入澄清的石灰水：澄清浑浊 2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝 绿黄,酒精的检测：,橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应： 橙色灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,探究酵母菌细胞呼吸的方式,步骤一：酵母菌培养液的配制,取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。,步骤二：A实验组(有氧情况下),探究酵母菌细胞呼吸的方式,接橡皮球（或气泵）,步骤三：B实验组(无氧情况下),酵母菌培养液,澄清石灰水,探究酵母菌细胞呼吸的方式,步骤四：鉴定是否有酒精产生,A组,B组,橙色,橙色,橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生 化学反应，变成灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,有氧呼吸,无氧呼吸,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳 在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。 在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,（四）实验结果所说明的问题,1 . A、B组都有CO2的产生说明了 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活,2 . 从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况， 说明了 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。,3 .从A、B组的产物来看，说明了 酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2 （还有水）；无氧呼吸的产物有CO2和酒精。,对比实验：设置两个或两个以上的实验组，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，这样的实验叫做对比实验。,问题回顾：,1.呼吸作用的场所是？,主要是线粒体，还有细胞质基质,2.线粒体的结构怎样？,双膜结构，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。,1.有氧呼吸过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH +4 H + 能量（2ATP） （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（2ATP） （少量）,场所：线粒体基质,2CH3COCOOH,（丙酮酸）,H的氧化,酶,12H2O + 能量（34ATP） （大量）,场所：线粒体内膜,24H + 6O2,6H2O +,有氧呼吸,C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量,酶,有氧呼吸化学反应式：,说明：需要的氧气与产生的二氧化碳的量相等。,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸、H2O,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,对比,有氧呼吸的过程图解,四、有氧呼吸,有氧呼吸,有氧呼吸三个阶段的比较,1.能量：都有能量的释放，但以第三阶段释 放的能量最多,2.场所：第一阶段在细胞质基质中，第二阶 段发生在线粒体基质中，第三阶段 发生在线粒体内膜上。,3.氧气：只有第三阶段才需要氧气，作用是 氧化H,生成水,场所：,A细胞质基质 b线粒体基质 c线粒体内膜,能量去向：,一部分以热能形式散失 另一部分转移到ATP中,总反应式：,有氧呼吸概念：,细胞在_的参与下，通过_的催化作用，把_等有机物_，产生_和_，释放_,生成_的过程。,(1709kJ/mol,约60%),(1161kJ/mol,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,许多ATP,38个ATP,有氧呼吸小结,31,三、无氧呼吸,1、无氧呼吸的概念,一般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成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程。,2、无氧呼吸的场所：,细胞质基质,无氧呼吸,1.过程,与有氧呼吸第一阶段相同,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,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH（丙酮酸）+ 能量,酶,2C3H6O3（乳酸）,A.乳酸发酵,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）,C6H12O6,2CH3COCOOH（丙酮酸）+ 能量,酶,2C2H5OH（酒精）,+ 2CO2,B.酒精发酵,例：大多数植物、酵母菌,酶,无氧呼吸,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,C6H12O6,酶,2分子丙酮酸,酶,酶,无 氧 呼 吸 物质 能量变化,2C2H5OH +2CO2 +能量,2C3H6O3 +能量,196.65kJ,61.08kJ,ATP,热能,无 氧,无氧呼吸的过程,葡 萄 糖,丙 酮 酸,H,酒精 + CO2,乳酸,酶,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,大量,少量,两者第一阶段完全相同,都分解有机物，释放能量，合成ATP,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,无氧呼吸的概念,细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。,无氧呼吸的特点,氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行,4、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。,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。谷氨酸经过人们的进一步加工就成为谷氨酸钠味精。,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。,课 堂 练 习,1.有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是都有能量的释放,但释放能量最多的是_;在线粒体中进行的是第_阶段;第_阶段需要O2,氧的作用是_;第_阶段产生H最多；丙酮酸是第_阶段的产物。,第三阶段,二、三,一,三,氧化H,二,2. 现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发 酵,若它们消耗等量的葡萄糖,则它们放出CO2 和吸收的O2之比是 ( ) A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3,C,3. 下列5支试管中分别含有不同化学物质和活性 酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产 生CO2的试管有 （ ） 葡萄糖+已破裂的细胞 葡萄糖+线粒体 丙酮酸+线粒体 葡萄糖+细胞质基质（隔 绝空气） 丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气） A. B. C. D.,C,4.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,5.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为 产生的酒精对细胞有毒害 产生的乳酸对 细胞有毒害 没有专门的无氧呼吸结构 产生的能量太少 （ ） A. B. C. D.,D,6.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ( ) A.不产生CO2 B.一定产生CO2 C.不形成ATP D.物质氧化分解不彻底,D,7.一运动员正在进行长跑训练， 从他的大腿肌肉细胞中检测到 3种化学物质 ，其浓度变化如 右图所示，图中 P、Q、R三曲 线依次代表 （ ）,B,锻炼时间（分）,A. O2、CO2、乳酸 B.乳酸、CO2、O2 C. CO2、O2、乳酸 D.CO2、乳酸、O2,8.右图表示北方的一个贮存白菜的地窖，随着O2的消耗，CO2浓度变化的情况。请据图回答：,（1）AB段O2的消耗量很大， CO2浓度上升也很快，白菜在进行_呼吸。 （2）段O2浓度接近，而CO2浓度仍在上升，白菜在进行_呼吸。 （3）段O2浓度已很低， CO2浓度几乎不上升，原因是_ _,有氧,无氧,氧气浓度很低，有氧呼吸十分微弱，而无氧呼吸仍处于抑制状态,（4）从哪点开始，O2浓度的高低成为限制有氧呼吸的因素？_ （5）为了有利于较长时间地贮存大白菜，应把地窖的氧气控制在_段范围内。,B点,B C,