高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.3 ATP的主要来源课件 新人教版必修1.ppt

第3节ATP的主要来源细胞呼吸,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,问题探讨,1.呼吸作用的实质是什么？2.呼吸作用与物质燃烧有什么共同点？3.呼吸作用能够像物质在体外燃烧那么剧烈吗？4.无氧条件下细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？5.呼吸作用为什么又叫细胞呼吸，什么叫细胞呼吸？,一、细胞呼吸的方式,实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式,酵母菌：单细胞真菌，异养型在有氧和无氧的条件下都能生存。营养条件好时可进行出芽生殖（无性生殖）营养条件不好时可通过减数分裂进行有性生殖,基础知识,一、细胞呼吸的方式,实验原理,1、酵母菌属于兼性厌氧型生物。既能进行有氧呼吸产生成CO2和水，有能进行无氧呼吸产生酒精和CO2。,2、CO2的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。,3、酒精的检测橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。,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。,一、细胞呼吸的方式,酵母菌在什么条件产生的CO2（有氧？无氧？）哪种条件下产生的多？什么情况下能产生酒精？,作出假设,提出问题,设计实验,一、细胞呼吸的方式,进行实验,分析思考,1、NaOH的作用是什么？2、酵母菌的呼吸方式有哪几种？每种方式的条件和产物是什么？3、澄清的石灰水有什么作用？4、如何说明CO2产生的多少？5、如何控制无氧的条件？6.如何检测是否有酒精生成？,一、细胞呼吸的方式,分析结果:,实验结论：,1、酵母菌有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸产生CO2和酒精。2、有氧呼吸产生大量CO2，无氧呼吸产生少量CO2。,及时反馈,1.适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是（）,A.加入葡萄糖和水,B.加入葡萄糖,C.加入水,D.加入葡萄糖和水并不断搅拌,A,及时反馈,2.将酵母菌研磨、离心后，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、乙、丙3个试管中，进行以下实验（1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物是：甲乙；丙。（2）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物是：甲乙；丙。（3）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物是：甲乙；丙。,丙酮酸和H,无反应,CO2和H2O,无反应,CO2和H2O,CO2和H2O,酒精和CO2,无反应,酒精和CO2,二、有氧呼吸,请阅读P93-94的相关内容，思考下列问题：1.试从结构上分析，为什么说线粒体是有氧呼吸的主要场所？2.请写出有氧呼吸的反应式。3.有氧呼吸可分为几个阶段，每个阶段发生了什么变化，各自的场所在哪里？4.什么叫有氧呼吸，它与有机物在生物体外的燃烧有何区别？5.1摩尔葡萄糖彻底氧化分解有多少能量储存在ATP中，可形成多少摩尔ATP？6.C6H12O6能否进入线粒体直接参与有氧呼吸？,二、有氧呼吸,1.概念：,有氧呼吸是细胞在有氧的条件下，将糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。,2.场所：,细胞质基质、线粒体（主要）,3.过程：,分三个阶段,4.总反应式：,38个ATP,5.能量转化：,化学能转化为热能(1709kJ/mol,约60%)和ATP中活跃的化学能(1161kJ/mol,约40%),6.实质：,7.意义：,分解有机物，释放能量。,生成ATP，为生命活动提供能量；为体内合成其它有机物提供原料。,葡萄糖,6O2,6H2O,细胞质基质,线粒体,6CO2,3、有氧呼吸的过程,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、ATP,少量,丙酮酸、H2O,CO2、H、ATP,少量,H、O2,H2O、ATP,大量,及时反馈,1.下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：,产生CO2的阶段（）产生H2O的阶段（）氧气参与的阶段（）产生ATP的阶段（）产生ATP最多的阶段（）,2.产物H2O和CO2中的O分别来自什么物质？,H2O的O来自氧气;CO2的O来自葡萄糖和水。,二,三,三,一、二、三,三,三、无氧呼吸,无氧呼吸：一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程。,葡萄糖,过程：,场所：细胞质基质,分两个阶段,三、无氧呼吸,无氧呼吸总反应式,C6H12O6,酶,2C3H6O3(乳酸),+少量能量,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、玉米胚细胞等）,C6H12O6,2C2H5OH(酒精),+2CO2+少量能量,酶,例：大多数植物、酵母菌,(196.65kj,生成2molATP),(222kj,生成2molATP),发酵,微生物的无氧呼吸,（酒精发酵、乳酸发酵）,思考：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,无氧呼吸是否有害？,？,酒精和乳酸在细胞中大量积累对细胞有毒害作用，且释放的能量太少，不足以维持生命活动的需求。大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持生命！,生物体或部分组织器官在缺氧条件下，无氧呼吸作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现!,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,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,需分子氧、酶,不需分子氧、需酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量能量，合成38ATP,释放少量能量，合成2ATP,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,四、影响细胞呼吸的因素,1、温度：植物最适25-30应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间,温度,呼吸速率,jkzyw,2、O2：贮藏水果时下降到a点最有利贮藏。,CO2释放,O2吸收,O2浓度,气体交换相对值,3、CO2：增加浓度有良好的保鲜效果。,a,四、影响细胞呼吸的因素,b,无氧呼吸消失点,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。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。,有关呼吸作用的计算：,（1）酵母菌只进行有氧呼吸时，吸收的O2量和产生的CO2比值为：,（2）酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸，消耗了等量的葡萄糖，吸收的O2量和产生的CO2比值为：,（3）酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸，产生了等量的CO2，则吸收的O2量和产生的CO2总量比值为：消耗的葡萄糖与产生的CO2总量的摩尔之比为：,1:1,3:4,1:2,1:3,及时反馈,1.生物的生命活动所需要的能量主要来自：.糖类的氧化分解.脂类的氧化分解.蛋白质的氧化分解.核酸的氧化分解,2.人体进行有氧呼吸的主要场所是.肺细胞.内环境.线粒体.细胞质基质,A,C,及时反馈,3.与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是.分解有机物.释放能量.需要酶催化.有机物分解不彻底,4.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,及时反馈,5.种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是A.根细胞吸收水分过多B.营养缺乏C.光合作用强度不够D.细胞有氧呼吸受阻,6.同样消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的A.20倍B.19倍C.倍多D.12.7个百分点,D,B,及时反馈,7.右图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响,试据图回答:(1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO