人教版高中生物必修1第5章第3节 ATP的主要来源──细胞呼吸课件(1).ppt

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 糖类 脂肪等有机物氧化分解 第五章第三节ATP的主要来源 细胞呼吸 本节重点 1 掌握细胞呼吸的概念及探究酵母菌细胞呼吸的方式 2 有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点 3 影响细胞呼吸的因素及其原理在生产和生活中的应用 有机物在经过一系列的 最终或 并且的总过程 细胞内 氧化分解 生成CO2 释放出能量 其他产物 又叫生物氧化 实质 氧化分解有机物释放能量 一 细胞呼吸的概念 意义 为细胞的各项生命活动提供能量 呼吸和呼吸作用的区别 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 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烧那么剧烈吗 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 问题探讨 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 3 在无氧条件下 细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗 酵母菌 单细胞真菌 真核生物 兼性厌氧型 出芽生殖 无性生殖 二 细胞呼吸的方式 探究酵母菌细胞呼吸的方式 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 四 实验操作 见教材92页 设计实验 中的有关 参考资料 有氧装置 无氧装置 1 有氧装置中使用氢氧化钠的目的是什么 2 为什么将葡糖糖溶液先煮沸 再冷却后加入锥形瓶 3 B瓶封口放置一段时间后 再连通盛有澄清石灰水的原因是什么 煮沸可将葡糖糖溶液中的细菌杀死 排除其他细菌影响 煮沸可排除溶液中的氧 冷却 避免将酵母菌杀死和酶遇高温失活 吸收空气中的CO2 排除其对实验结果的影响 消耗B瓶中原有的O2 确保通过澄清石灰水的CO2是酵母细菌无氧条件下产生的 五 观测 记录 检测原理 1 CO2 澄清石灰水 变浑浊 根据变浑浊情况可确定CO2产生情况 溴麝香草酚蓝水溶液 由蓝变绿再变黄 根据变色时间长短可确定CO2产生情况 酸性重铬酸钾溶液 由橙色变灰绿 2 酒精 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 1 CO2的放出情况 两组都有CO2的产生 但有氧条件产生的CO2更多 2 酒精产生的情况 有氧条件没有酒精的产生 无氧条件产生了酒精 五 观测 记录 实验结果 六 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 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 包括 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 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 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 对比实验 细胞呼吸 有氧呼吸 无氧呼吸 包括 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 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 二 细胞呼吸的方式 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 自学完成 教材93 94 1 有氧呼吸最常利用的物质是 2 有氧呼吸过程分为几个阶段 场所分别是 3 每个阶段底物和产物各是什么 释放能量多少 与氧的关系 葡萄糖 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 主要是葡萄糖 丙酮酸 H2O H O2 丙酮酸 H 少量 不需要 CO2 H 少量 H2O 大量 不需要 需要 C6H12O6 6CO2 12H2O 线粒体 细胞质基质 有氧细胞呼吸的过程示意图 有氧呼吸的过程 第一阶段 C6H12O6 第二阶段 2C3H4O3 6H2O 第三阶段 24 H 6O2 总反应式 2CH3COCOOH 4 H 少量能量 6CO2 20 H 少量能量 12H2O 能量 大量 丙酮酸彻底分解 H 的氧化 丙酮酸C3H4O3 葡萄糖的初步分解 思考 有氧呼吸产物H2O和CO2的O分别来自于 C6H12O6 6O2 6H2O6CO2 12H2O 能量 酶 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 38ATP 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 物质分解的过程 产物都想同 并且都能释放等量的能量 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 刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸 为什么 苹果储藏久了为什么会有酒味呢 探究 无氧呼吸 葡萄糖 丙酮酸 H 酒精 CO2 乳酸 酶 最常利用物质 葡萄糖 主要场所 细胞质基质 无氧呼吸过程 第一阶段 C3H4O3 4 H C6H12O6 能量 少量 第二阶段 根据不同的生物细胞不同 与有氧呼吸的第一阶段完全相同 2C3H4O3 4 H 2C2H5OH 酒精 2CO2 2乳酸 C3H6O3 2C3H4O3 4 H 葡萄糖的初步分解 丙酮酸的不彻底分解 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 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 例 大多数植物的根 酵母菌 同样是分解葡萄糖 为何无氧呼吸只能释放少量能量 发酵 微生物的无氧呼吸 酒精发酵 乳酸发酵 无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中 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 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 共同点 实质 过程 葡萄糖 丙酮酸 CO2 H2O 能量 大量 C2H3OH CO2 能量 少量 C3H6O3 能量 少量 氧化分解有机物 释放能量 都有丙酮酸 中间产物 的生成 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 内部因素 遗传因素 决定酶的数量和种类 1 不同种类植物呼吸速率不同 一般情况下 水生植物 旱生植物 阳生植物 阴生植物2 同一植物不同器官呼吸速率不同生殖器官 营养器官3 同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同幼苗期 开花期呼吸速率升高 成熟期呼吸速率下降 三 影响细胞呼吸的因素 应用 低温保鲜 增大昼夜温差温水和面发得快 1 温度 过高CO2抑制细胞呼吸 应用 地窖密封 增加CO2的浓度保鲜 影响细胞呼吸的外部因素 原理 通过影响与呼吸作用有关酶的活性 影响呼吸速率 2 CO2 3 水 应用 种子干燥保存 干种子萌发前浸泡处理 合理灌溉 一定范围内 自由水含量越多 代谢越旺盛 呼吸速率越快 O2 CO2释放量 A B C E 510152025 3 O2 一定范围内 氧气浓度升高有利于有氧呼吸的进行 但氧气的存在对很多厌氧生物的无氧呼吸有很强的抑制作用 对于酵母菌和植物器官 在氧气充足的情况下进行有氧呼吸 没有氧气的情况下进行无氧呼吸 在较低氧气浓度下 两种呼吸方式同时进行 O D F O2 CO2释放量 A B C E 510152025 3 O2 O D F 曲线ADB 无氧呼吸释放CO2的量 曲线ODCF 有氧呼吸释放CO2的量 曲线AECF 细胞呼吸释放CO2的量 A点 只进行无氧呼吸 无氧呼吸最大值 B点 无氧呼吸消失点 C点 C点之后CO2全来自于有氧呼吸 D点 有氧呼吸和无氧呼吸产生等量CO2 E点 细胞呼吸最弱 产生CO2最少对应O2浓度最适合储存果蔬 F点 线粒体和酶数量有限 应用 储存种子 果蔬时降低氧浓度 农作物中耕松土 增加氧浓度抑制无氧呼吸 如透气纱布包扎伤口 练习册79页 典例3 四 细胞呼吸原理的应用 1 在酿酒业上的应用 先通气 让酵母菌进行有氧呼吸 使其数量增加 然后隔绝空气 使其发酵 产生酒精 2 在农业生产上 中耕松土 促进根系的有氧呼吸 有利于根系的生长及对矿质离子的吸收 3 在医学上 利用氧气抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖 4 在物质的储存时 控制氧气的浓度 抑制其呼吸作用 减少有机物的消耗 细胞呼吸原理的应用 五 细胞呼吸的相关计算 练习册78页 典例2 呼吸作用类型判断 底物为葡萄糖时 O2吸收量 0只进行无氧呼吸O2吸收量 CO2释放量只进行有氧呼吸O2吸收量 CO2释放量两种方式同时进行 多余的CO2来自无氧呼吸 酒精量 CO2释放量只进行有无氧呼吸酒精量 CO2释放量两种方式同时进行 多余的CO2来自有氧呼吸 呼吸作用计算规律总结 规律1 消耗等量的葡萄糖时 无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为 规律2 消耗等量的葡萄糖时 有氧呼吸消耗的氧气与有氧和无氧呼吸产生的CO2摩尔数之比为 1 3 3 4 规律3 产生等量的CO2时 无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖摩尔数之比为 3 1 规律5 产生等量的CO2时 无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP摩尔数之比为 3 19 规律4 消耗等量的葡萄糖时 无氧呼吸与有氧呼吸产生的ATP摩尔数之比为 1 19 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 1B 1 2C 4 3D 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