高中生物：ATP的主要来源——细胞呼吸课件人教版必修1.ppt

第3节atp的主要来源 细胞呼吸 问题探讨 18世纪 法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧时需氧气 并把呼吸作用比作 缓慢燃烧过程 后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解 并释放能量 讨论 问题探讨 都是物质的氧化分解过程 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 在无氧条件下 细胞能够通过无氧呼吸来释放能量 但是 无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多 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么快吗 3 在无氧条件下 细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗 一 细胞呼吸的概念 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 二 细胞呼吸的方式 1 探究酵母菌细胞呼吸的方式有氧呼吸 无氧呼吸 单细胞真菌兼性厌氧菌 实验课题探究酵母菌细胞呼吸的方式 一 实验原理1 酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌 进行有氧呼吸产生水和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 二 实验假设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 三 实验用具 略 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 三 实验用具 略 四 实验结果预测 1 酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了co2 能使澄清石灰水变浑浊 2 酵母菌在有氧情况下 没有酒精生成 不能使重铬酸钾溶液发生显色反应 在无氧情况下 生成了酒精 使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应 3 酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的co2要多 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 9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 5毫升重酪酸钾 浓硫酸溶液 轻轻震荡 混匀 六 观测 记录 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 七 实验结果 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸 在有氧条件下 通过细胞呼吸产生大量的co2 在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的co2 2 有氧呼吸 1 主要场所 线粒体 2 总反应式 3 过程 4 概念 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 2870kj mol 1161kj 38atp 内膜 酶基质 酶 c6h12o6 2丙酮酸 酶 能量 4 h 6h2o 酶 20 h 2atp 6co2 能量 有氧呼吸的全过程 6o2 酶 12h2o 能量 adp pi 2atp adp pi 34atp adp pi 酶 酶 酶 h 指的是氧化型辅酶 nad 转化成还原型辅酶 nadh 有氧呼吸过程 葡萄糖的初步分解 c6h12o6 酶 2丙酮酸 c3h4o3 4 h 能量 少量 场所 细胞质基质 丙酮酸彻底分解 酶 6co2 20 h 能量 少量 场所 线粒体基质 2丙酮酸 h 的氧化 酶 12h2o 能量 大量 场所 线粒体内膜 24 h 6o2 6h2o 思考 产物h2o和co2中的o来自葡萄糖还是氧气 有氧呼吸在哪个阶段才需要大量的氧气 c6h12o6 6h2o 6o26co2 12h2o 能量 酶 o原子的去路 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 co2 h 少量 h o2 h2o 大量 对比 看谁反应最快 1 哪个阶段产生co2 2 哪个阶段有氧气参与反应 3 哪个阶段产生atp最多 4 atp产生的场所 有氧呼吸过程中 5 分解1摩尔的葡萄糖需多少摩尔o2和产生多少摩尔co2 第二阶段第三阶段第三阶段 细胞质基质 线粒体 主要 都是6摩尔 3 无氧呼吸 1 进行场所 细胞质基质 2 过程 3 总反应式 4 概念 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 c6h12o6 酶 酶 196 65kj mol 61 08kj 2atp 3无氧呼吸 3 1过程 与有氧呼吸第一阶段相同 葡萄糖的初步分解 c6h12o6 酶 丙酮酸 h 能量 少量 场所 细胞质基质 细菌 真菌 马铃薯块茎 苹果果实 动物骨骼肌细胞 丙酮酸不彻底分解 场所 细胞质基质 丙酮酸 2c3h6o3 乳酸 2c2h5oh 酒精 2co2 少量能量 少量能量 c6h12o6 酶 2c3h6o3 乳酸 少量能量 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 2c2h5oh 酒精 2co2 b 酒精发酵 例 大多数植物 酵母菌 酶 少量能量 场所 主要在线粒体内 细胞质基质 是否需氧 需 不需 分解产物 c2h5oh co2或c3h6o3 释放能量 2870kj 38atp 196 65kj 2atp 有氧呼吸 无氧呼吸 4 有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别 co2和h2o 1 消耗等量的葡萄糖 有氧呼吸与无氧呼吸产生的co2 atp 物质的量之比 2 产生等量的co2时 有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖 产生atp 的摩尔数之比 3 1 19 1 1 3 19 3 四 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 细胞呼吸类型的判断 以酵母为例 1 若只产生co2 不消耗o2 则只进行无氧呼吸 如a点 2 若产生的co2的摩尔数比吸收o2的摩尔数多 则两种呼吸同时并存 图中ac段 3 若产生co2的摩尔数与吸收o2的摩尔数相等 则只进行有氧呼吸 图中c点以后 4 b点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等 co2释放量表示 此时co2的总释放量最低 d点表示o2浓度超过一定值 10 以上时 无氧呼吸消失 说明有o2存在时 无氧呼吸受到抑制 o2 co2释放量 a b c d 510152025 1 温度 2 o2 co2释放量 o2 有氧呼吸 无氧呼吸 3 co2 随着co2的浓度升高 细胞呼吸的速率降低 4 h2o 随着水的数量增多 细胞呼吸的速率增高 影响呼吸作用的外界因素 1 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 c 2 有氧呼吸最常用的物质是 淀粉 糖原 葡萄糖 atp c 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 d 4 在生产实践中 贮存种子的最佳组合条件是 a 低温