5.3 ATP的主要来源——细胞呼吸.ppt

第五章细胞的能量供应和利用,第三节ATP的主要来源细胞呼吸,动物、人、真菌、多数细菌等,绿色植物,能量,呼吸作用,呼吸作用,光合作用,ADP+Pi+,ATP,酶,知识回顾：,ATP,糖类,脂肪,糖原,淀粉,太阳能,有关能源物质的回顾与小结：,为什么馒头会疏松多孔呢?,做馒头的时候要加入活的酵母菌，酵母菌能够进行细胞呼吸，从而使面团里的糖类分解，产生大量的二氧化碳。二氧化碳急剧膨胀，所以馒头会疏松多孔。,在袋子里密封久了的苹果为什么一打开就会闻到酒精的味道？,为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆，会有潮湿和发烫的感觉？,细胞呼吸,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。,思考,“细胞呼吸”与我们所了解的“呼吸”是一回事吗？,“呼吸”是指人和动物与外界进行的交换气体的过程，是指呼吸动作。而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解并释放能量的过程。,1.探究酵母菌是否既能有氧呼吸又能无氧呼吸2.探究酵母菌有（无）氧呼吸能否产生酒精3.探究酵母菌有（无）氧呼吸是否产生CO24.探究酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸哪种方式产生的CO2更多,实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式,一、实验目的,实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式,二、实验原理1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。有氧呼吸产生水和CO2;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酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。,三、实验探究过程,1.提出问题,2.作出假设,3.设计并进行实验,4.实验现象,5.实验结论,酵母菌培养液的配制：,新鲜酵母菌分成两等份分别注入240mL质量分数为5的（煮沸冷却的）葡萄糖溶液,检测CO2的产生：装置如图,三、实验探究过程,1.提出问题,2.作出假设,3.设计并进行实验,4.实验现象,5.实验结论,酵母菌培养液的配制：,新鲜酵母菌分成两等份分别注入240mL质量分数为5的（煮沸冷却的）葡萄糖溶液,检测CO2的产生：装置如图,检测酒精的产生：,1.在AB中各取2mL酵母菌培养液的滤液，分别注人1号、2号干净的试管中2.在1号、2号试管中各滴加0.5mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液3.并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色变化。,四、分析实验结果,混浊（）黄（短）无明显变化混浊（）黄（长）灰绿,探究酵母菌细胞呼吸的方式,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。,五、得出结论,实验变量分析,有氧和无氧,产生CO2的多少、酒精的有无,温度、营养物质的浓度和总量,在有氧条件下产生的CO2多,在无氧条件下才能产生酒精,有氧呼吸（主要形式）,无氧呼吸,细胞呼吸的方式,一、有氧呼吸,线粒体具有怎样的结构特点？这与它的功能有什么关系？,？,嵴增大了内膜面积内膜和线粒体基质充满了与有氧呼吸有关的酶,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,产物H2O和CO2中的O分别来自哪种物质？有氧呼吸在哪个阶段才需要氧气？,1、有氧呼吸的过程,1、有氧呼吸的过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,+4H+能量,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2+20H+能量,场所：线粒体基质,2CH3COCOOH,H的氧化,酶,12H2O+能量,场所：线粒体内膜,24H+6O2,+6H2O,（大量）,（少量）,（少量）,2CH3COCOOH,2、有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,1葡萄糖,2丙酮酸+4H,2个,2丙酮酸+6H2O,6CO2+20H,2个,24H+6O2,12H2O,34个,不需要,不需要,需要,4、有氧呼吸概念：,3、有氧呼吸反应式：,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。,氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,大量能量,彻底氧化分解,大量ATP,细胞质基质线粒体,1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP（38molATP）,练习1：关于有氧呼吸的过程，以下叙述正确的是()A全过程必须有氧参与，并且始终在线粒体中进行B第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生大量的H和ATPC第二阶段是丙酮酸分解成CO2和H2O，产生少量的H和ATPD第三阶段是H和氧结合产生水，同时生成大量的ATP,D,如果体育课上跑了800米，第二天早上有什么感觉？为什么？,肌肉发酸，需要通过无氧呼吸获取能量,二、无氧呼吸,C6H12O6,能量（少）,2丙酮酸,H,2C2H5OH（酒精）+2CO2,酶,酶,2C3H6O3（乳酸）,酶,1、无氧呼吸的过程:,第一个阶段,第二个阶段,场所：,酒精式无氧呼吸,乳酸式无氧呼吸,细胞质基质,2、无氧呼吸总反应式,C6H12O6,酶,2C3H6O3(乳酸),+少量能量,C6H12O6,2C2H5OH(酒精),+2CO2+少量能量,酶,例：人、动物、乳酸菌，马铃薯块茎、甜菜块根,玉米胚,细胞质基质,细胞质基质,例：大多数植物、酵母菌,3、无氧呼吸的概念,对比有氧呼吸的概念，自己总结出来,有氧呼吸:指细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，释放出能量，生成许多ATP的过程。,无氧呼吸: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。,三、有氧呼吸与无氧呼吸比较,2、本质相同：分解有机物，释放能量,细胞质基质（1）、线粒体（2、3）,细胞质基质（1、2）,需O2,不需O2,CO2和H2O（彻底）,酒精和CO2或乳酸（不彻底）,大量能量（产生38molATP）,少量能量(产生2molATP),1、第一阶段完全相同,练习2：呼吸作用过程中有CO2放出时，则可判断此过程（）A一定是无氧呼吸B一定是有氧呼吸C一定不是乳酸发酵D一定不是酒精发酵,C,练习3：高等植物的有氧呼吸和短时间的无氧呼吸都会产生（）A、酒精B、乳酸C、丙酮酸D、水,C,思考与讨论,1、为什么不同的生物无氧呼吸的产物不同？蓝藻（原核生物）没有线粒体，为什么可以进行有氧呼吸？只进行无氧呼吸的真核生物（例如蛔虫），细胞内有线粒体吗？,细胞质基质中有与有氧呼吸有关的酶。,细胞质基质中所含呼吸酶的种类不同。,没有线粒体。,（1）不同种类的植物细胞呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物。（2）同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，如幼苗期、开花期细胞呼吸速率较高，成熟期细胞呼吸速率较低。（3）同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。,影响细胞呼吸的因素,1.内部因素遗传因素（决定酶的种类和数量）,2.环境因素,温度影响呼吸作用，主要是通过影响酶的活性实现的，最适温度时，细胞呼吸速率最大。,（1）温度,生产上常利用这一原理用零上低温贮存蔬菜、水果;在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。,（2）氧气,在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸。,生产上适当降低氧气浓度能够抑制细胞呼吸、减少有机物消耗，从而延长蔬菜、水果的保鲜时间。,（3）CO2浓度,从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。在密闭的地窖中，氧气浓度低,CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水果。,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。因为自由水既是有氧呼吸的反应物，又是细胞内良好的溶剂。在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中的温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。,（4）含水量,在呼吸作用原理的应用中，若需要增强相关植物或器官的呼吸作用强度，可以采取供水、升温、高氧、低CO2等措施；若需减弱呼吸作用强度，可以采取：干燥、低温、低氧、高CO2等措施。粮食、蔬菜、水果在储藏时都应在低温、低氧情况下，不同的是粮食储存应保持干燥，而蔬菜和水果储存则应保持一定湿度。低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温。,小结：,细胞呼吸原理的应用,3、细胞呼吸原理有哪些应用？举例说明。,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,将等量且足量的苹果果肉分别放在O2浓度不同的密闭容器中，1h后测定O2的吸收量和CO2的释放量，如下表：下列有关叙述中正确的是()A苹果果肉细胞在O2浓度为0%3%和5%25%时，分别进行无氧呼吸和有氧呼吸B贮藏苹果时，应选择O2浓度为5%的适宜环境条件CO2浓度越高，苹果果肉细胞有氧呼吸越旺盛，产生ATP越多D苹果果肉细胞进行无氧呼吸时，产生乳酸和二氧化碳,B,如图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，测得CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是()A氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官B氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,B,有一瓶混合酵母菌和葡萄糖的培养液，当通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO2的量如下表所示。下列叙述中错误的是()A.氧浓度为b时，经有氧呼吸产生的CO2为6molB氧浓度为d时，只进行有氧呼吸C氧浓度为c时，消耗的葡萄糖有50%通过酒精发酵Da值约为0,C,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.3:1B.1:2C.4:3D.2:3,C,3下图为不完整的人体细胞呼吸示意图，其中产生ATP最多的过程是(),ABCD,B,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CO2B.一定产生CO2C.不形成ATPD.物质氧化分解不彻底,D,6.一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、O2C.CO2、O2、乳酸D.CO2、乳酸、O2,7：关于细胞呼吸的叙述，正确的是（）A水稻根部细胞主要进行无氧呼吸，所以能长期适应缺氧环境B荔枝在无O2、保持干燥、零下低温和无乙烯环境中，可延长保鲜时间C快速登山时人体主要是从分解有机物产生乳酸的过程中获得能量D玉米经酵母菌发酵可产生酒精，这是通过酵母菌的无氧呼吸实现的,D,（1）外界氧浓度在