ATP的主要来源-细胞呼吸公开课 课件.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,18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。,1、呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？2、呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那剧烈吗？、在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？,都是有机物氧化分解放出能量的过程,都能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量。,不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。,能。但是无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少。,呼吸运动与细胞呼吸,生物体内的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，释放出能量并且生成ATP的过程，叫做细胞呼吸。,一、细胞呼吸的概念,甜酒,淀粉,酵母菌,葡萄糖,酵母菌,细胞呼吸,酒精+CO2+水,酵母菌：一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。,二、酵母菌细胞呼吸的方式,单细胞真核生物生长周期短，增殖速度快可以用酵母菌作为实验材料研究,实验原理,设计实验,酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）,进行实验,作出假设,3.设计实验,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,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,思考:有氧和无氧条件下CO2和酒精产生的量的多少如何判断？,材料用具,ml的平底烧瓶（或锥形瓶），玻璃弯管，带孔的橡胶塞，天平，量筒，烧杯，试管，气泵、漏斗、滤纸、玻璃棒、铁架台等,酵母粉，石灰水，氢氧化钠液，3的葡萄糖溶液，重铬酸钾溶液（用于检测酒精）,1、NaOH的作用是什么？,2、酵母菌进行什么呼吸？,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、怎样检测酒精的产生？,(五)、实验步骤,1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35、环境下培养8-10小时。3、检测CO2的产生4、检测酒精的产生（1）取2支试管编号（2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管（3）分别滴加0.5ml重酪酸钾-浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.,(六)、观测、记录,4.进行试验,实验现象：,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,5.分析结果得出结论,酵母菌,有氧条件下产生大量CO2,无氧条件下产生酒精和少量CO2,呼吸作用的类型,有氧呼吸,无氧呼吸,实验开始：A装置（35C),实验开始：B装置（35C),初始,相同时间后,有氧装置,无氧装置,溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2的变色过程,A装置,蓝，绿，黄,用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精,溶有重铬酸钾的浓硫酸,+有氧装置的酵母菌滤液,+无氧装置的酵母菌滤液,灰绿色,不变灰绿色,探究：如何改进装置可以知道不是空气中的二氧化碳在起作用呢？,再探究,有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？,葡萄糖水溶液,葡萄糖水溶液,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,B,C,D,加入葡萄糖和水,加入葡萄糖,加入水,加入葡萄糖和水并不断搅拌,A,（1）A瓶加入的试剂是_，目的是_,NaOH,使进入B瓶的空气先经过NaOH处理，排除空气中CO2对实验结果的干扰,（2）C瓶和E瓶加入的试剂是_，其作用是_,澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）,检测CO2的产生,（3）图中装置有无错误之处？请指出。,（4）D瓶应封口一段时间后，再连通E瓶，其原因是,（4）D瓶应封口一段时间后，再连通E瓶，其原因是,D瓶应封口放置一段时间后，酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶，就可以确保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的,线粒体的结构示意图,外膜,内膜,基质,嵴,三、有氧呼吸,1、场所：,主要在线粒体,2、有氧呼吸最常利用的物质,-葡萄糖(C6H12O6),实验,首先把葡萄糖分解的场所是细胞质基质,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸的三个阶段,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH+4H+能量(少量)（丙酮酸）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2+20H+能量(少量),场所：线粒体基质,2CH3COCOOH,（丙酮酸）,H的氧化,酶,12H2O+能量（大量）,场所：线粒体内膜,24H+6O2,+6H2O,H2OHH2O,O2H2O,C6H12O6丙酮酸CO2,C、H、O的来龙去脉：,已知：1mol葡萄糖在体外燃烧可以产生2870kJ能量，而经过细胞有氧呼吸则可以使1161kJ能量储存在ATP中；ADP转化为ATP需要吸收30.54kJ能量。试计算：1.有氧呼吸的能量转换效率是多少？2.1分子葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少分子ATP？3.细胞呼吸过程中，转变为热能的能量是一种浪费吗？,热能,葡萄糖,CO2+H2O,能量,ADPPi,ATP,用于各项生命活动,2870kJ,约40,（体温的来源）,1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol的能量，其中一部分以热能形式散失(约60%)；另一部分转移到ATP中(1161kJ/mol，约40%)储存，约形成38个ATP。,主要场所：,线粒体,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,四、无氧呼吸,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,+4H+能量,场所：细胞质基质,1、,与有氧呼吸第一阶段相同,（少量）,2C3H4O3,（丙酮酸）,酶,+2CO2+能量,2C3H4O3,（1）酒精发酵,（少量）,2C2H5OH,（酒精）,例：大多数植物、酵母菌,细胞质基质,丙酮酸不彻底分解,2、,（1）乳酸发酵,细胞质基质,2C3H4O3,酶,2C3H6O3,（乳酸）,+能量,（少量）,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、玉米胚乳等）,（丙酮酸）,（丙酮酸）,3、无氧呼吸总反应式：,C6H12O6,酶,2C3H6O3少量能量,2C2H5OH2CO2少量能量,C6H12O6,酶,5、无氧呼吸的主要场所：,4、能量去向：,1mol葡萄糖分解成乳酸，共释放196.65kJ/mol，其中一部分以热能形式散失(约69%)；另一部分转移到ATP中(61.08kJ/mol,约31%)储存，形成2个ATP。,细胞质基质,:细胞在无氧的条件下，通过酶的催化作用，把糖类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。,6、无氧呼吸的定义,有氧呼吸和无氧呼吸有那些主要区别？,三、有氧呼吸与无氧呼吸的关系,先细胞质基质后线粒体,始终在细胞质基质中,需要,不需要,CO2+H2O,酒精、二氧化碳或乳酸,1161KJ,61.08KJ,从葡萄糖到2分子丙酮酸这一步骤相同，都是在细胞质基质中进行,五、影响呼吸作用的因素及在农业上的应用,1、温度：主要是影响酶的活性,应用：蔬菜和水果储存应降温；大棚栽培植物有昼夜温差,2氧气：直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用,应用：蔬菜和水果储存；氧浓度控制在呼吸作用最低点。施肥后，中耕松土，提高肥效,4水：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强,3二氧化碳：使呼吸酶活性下降；在CO2浓度上升到110%以上时呼吸作用明显被抑制,应用：北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜,应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用,细胞呼吸原理的应用,粮食储藏,粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。,果蔬保鲜,为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。例：苹果、梨、柑、橘等果实在01时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜68个月。农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。,1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生CO2等产物，并且都释放出能量。,2.呼吸作用能够像燃料在体外燃