5.3参赛获奖课件细胞呼吸.ppt

酶 酶 合成ATP时能量的来源有哪些 拉瓦锡等在研究人的呼吸作用 拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的 缓慢燃烧过程 1 细胞呼吸与物质的燃烧有什么共同点 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 细胞呼吸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 细胞还能够通过细胞呼吸释放能量吗 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 发生场所 活细胞内分解底物 生物体内的有机物 糖类 脂质 蛋白质呼吸产物 二氧化碳和水或者其他产物反应类型 氧化分解 生物氧化 能量变化 有机物中的化学能释放 生成ATP意义 为生命活动提供能量 其中间产物是各种有机物之间相互转化的枢纽 一 细胞呼吸 二 细胞呼吸的方式 1 探究酵母菌细胞呼吸的方式 选择酵母菌的原因 见P91 实验原理 1酵母菌是 结构上为单细胞真菌 兼性厌氧菌 既能进行有氧呼吸 产CO2和H2O 也能进行无氧呼吸 产酒精和CO2 2酒精和CO2的检测澄清的石灰水 CO2变浑浊 且浑浊度与CO2产量有关蓝色的溴麝香草酚蓝水溶液 CO2变绿再变黄 且变黄时间长短与CO2产量有关橙色重铬酸钾溶液 酒精 酸性 变灰绿色 酵母菌是一种单细胞真菌 依赖外来的有机物进行异养生活 主要以出芽生殖的方式产生后代 结构 单细胞 真核生物营养 异养生殖方式 主要出芽生殖呼吸方式 兼性厌氧型 若用30度的温水把买来的一包鲜酵母化开 用它发一块面团 几个小时后 面团便会渐渐膨大 用手抠开里面 你会发现面团里面变成蜂窝一样 有许多空隙 并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味所以我们吃的面包和馒头比较松软 味道也好 我们喝的啤酒白酒 医院里的酒精 化妆品中的甘油 都是用酵母菌生产的 酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素 所以也可以做成高级营养品添加到食品中 或用作饲养动物的高级饲料 小资料 提出问题 探究酵母菌细胞呼吸的方式 作出假设 假设酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸 如何设置实验组呢 实验组 A组 有氧条件B组 无氧条件 此实验为对比试验 探究酵母菌细胞呼吸的方式 怎样鉴定有无酒精产生 这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒 橙色的重铬酸钾 K2Cr2O7 溶液 在酸性条件下与酒精发生化学反应 变成灰绿色 具体做法 让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾 如果呼出的气体中含有酒精 重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬 怎样鉴定有无二氧化碳产生 二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 配制培养液 控制有氧 无氧环境 自变量 因变量 无关变量 设置对比实验 见P93 设计实验 科学检测因变量 限制好无关变量 探究酵母菌细胞呼吸的方式 步骤一 配制酵母菌培养液P92 设计实验步骤 A组 B组 探究酵母菌细胞呼吸的方式 步骤二 A实验组 有氧情况下 设计实验步骤 通气 目的 目的 目的 进入A瓶的空气 先进过NAOH处理 排除空气中二氧化碳对实验结果的干扰 检测二氧化碳 通入氧气 探究酵母菌细胞呼吸的方式 步骤二 B实验组 无氧情况下 设计实验步骤 B瓶应封口后放置一段时间 再连接 其目的何在 封口放置一段时间后 酵母菌会将瓶中的氧气消耗完 再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 确保通入澄清石灰水的二氧化碳是酵母菌无氧呼吸产生的 探究酵母菌细胞呼吸的方式 步骤三 鉴定是否有酒精产生 见教材 A组 B组 橙色 灰绿色 设计实验步骤 1 2ml酵母菌培养液 分析实验结果 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 有大量二氧化碳 有少量的二氧化碳 无酒精 有酒精 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 分析实验结果得出实验结论 有氧和无氧 产CO2的多少及酒精的有无 温度 营养物质的浓度和量 实验分析 有氧和无氧 产CO2的多少及酒精的有无 温度 营养物质的浓度和量 实验分析 在本实验中 有一组同学在检测因变量时发现 有氧装置中的酵母菌培养液也能使酸性重铬酸钾变为灰绿色 你知道为什么吗 探究 探究 有同学认为 在有氧呼吸实验装置中 的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳 有可能对实验结果产生干扰 你同意吗 你如何避免这种可能性的发生 以保证实验更严谨 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 你如何看待这种观点 葡萄糖水溶液 葡萄糖水溶液 继续探究 继续探究 为了控制无氧呼吸实验装置中的氧气 对酵母菌培养瓶采取用 形夹夹住橡皮管的方法进行密封处理 结果发生了锥形瓶爆裂或橡皮塞被顶脱的现象 这是为什么呢 由此说明什么问题 再探究 在实验中 有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了 因此 他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2 你如何看待这个问题 先浑浊后澄清 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 训练迁移 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 单细胞真菌兼性厌氧菌 思考 怎样控制有氧和无氧的条件 如何判断产物中有酒精产生 讨论 酵母菌的细胞呼吸有几种方式 每种方式的条件和产物有什么区别 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 一 有氧呼吸 线粒体 有氧呼吸主要场所 线粒体的内膜上和基质中含有与有氧呼吸有关的酶 1 场所 线粒体 主要 和细胞质基质 原核生物的有氧呼吸发生在什么地方 细胞质基质 C6H12O6 2CH3COCOOH 4 H 热 能量 ATP 细胞核 2CH3COCOOH 6H2O 热 能量 20 H 能量 ATP 12H2O 线粒体 丙酮酸 2 有氧呼吸过程图解 6CO2 ATP 6O2 热 2 过程 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 酶 2C3H4O3 丙酮酸 场所 细胞质基质 丙酮酸彻底分解 酶 6CO2 20 H 少量能量 场所 线粒体基质 2C3H4O3 丙酮酸 H 的氧化 酶 12H2O 大量能量 场所 线粒体内膜 24 H 6O2 6H2O 4 H 少量能量 比较有氧呼吸的三个阶段 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 不需要O2 不需要O2 需要O2 丙酮酸 H H2O 二氧化碳 H 少量能量 少量能量 大量能量 分析讨论 有氧呼吸各个阶段的反应物和生成物 场所等分别是什么 有氧呼吸的生成物CO2和H2O分别产生于有氧呼吸的第几阶段 有氧呼吸的生成物CO2中的C和O分别来自哪里 有氧呼吸的生成物H2O中的O从何而来 是葡萄糖还是氧气 有氧呼吸过程中哪几个阶段有 H 产生 最多的是哪一个阶段 其去向 有氧呼吸过程中哪几个阶段有ATP产生 最多的是哪一个阶段 有氧呼吸过程中物质变化和能量变化的特点是什么 C6H12O6能否进入线粒体参与有氧呼吸 丙酮酸进入线粒体的方式 8 O2在哪个阶段参与反应 水在哪个阶段参与反应 9 产生能量的阶段是 产生大量能量的阶段是 10 写出总反应方程式 下列分别属于有氧呼吸的第几阶段 1 产生CO2的阶段 2 产生H2O的阶段 3 O2参与的阶段 4 产生 H 的阶段 5 产生能量最多的阶段 6 有机物彻底氧化的阶段 二 三 三 一 二 三 二 6 38 12 6 6 细胞质基质 水的消耗和产生分别发生在和阶段 产生二氧化碳的阶段是 第二 第三 第二阶段 吸进去的氧气在 场所 被消耗 参加阶段的反应 其作用是 线粒体 第三 与 H 结合生成水 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧离子 18O转移的途径是 A 葡萄糖 丙酮酸 水B 葡萄糖 丙酮酸 氧C 葡萄糖 氧 水D 葡萄糖 丙酮酸 二氧化碳 D C6H12O6 6H2O 6O26CO2 12H2O 能量 正确各阶段及总反应式应注意 一是条件要标明 二是反应物 生成物 水既是反应物也是生成物 不可抵销 三是放能 而不是ATP ATP的生成是另一个反应 习题 下图是有氧呼吸的过程图解 请依图回答 1 写出长方框内1 2 3所依次代表的物质名称 2 依次填出椭圆框内4 5 6所代表的能量的多少 3 有氧呼吸的主要场所是 进入该场所的呼吸底物是 4 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子 18O转移的途径是 葡萄糖 丙酮酸 二氧化碳 H2O 丙酮酸 CO2 少 少 大量 线粒体 丙酮酸 6 二 无氧呼吸 1葡萄糖 酵母菌 大多数高等植物细胞 苹果果实无氧呼吸 2丙酮酸 2C3H603 乳酸 2C2H50H 酒精 2CO2 酶 少量能量 少量能量 少量能量 动物及马铃薯块茎 玉米胚甜菜块根细胞 乳酸菌 4 H 2ATP 酶 酶 1葡萄糖 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 同样是分解葡萄糖 为何厌氧呼吸只能释放少量能量 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 1 不同生物无氧呼吸产物不同 主要是因为细胞中所含酶不同 2 原核生物无线粒体 但在细胞质基质中有进行有氧呼吸的酶 可以进行有氧呼吸 3 只进行无氧呼吸的真核生物 其细胞内无线粒体 4 人体成熟红细胞无线粒体 进行无氧呼吸 注意 1 所有活细胞在缺氧条件下都能进行无氧呼吸2 不同生物的细胞无氧呼吸的产物不一定相同3 产物中一定会有小分子有机物但一定没有水 微生物的无氧呼吸也叫做发酵 产生酒精的叫做酒精发酵 产生乳酸的叫做乳酸发酵 例3 苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物分别是A 乳酸和酒精B 酒精和乳酸 二氧化碳C 酒精 二氧化碳和乳酸D 都是酒精 3 特点 1 缺氧条件 2 有机物氧化分解不彻底 3 释放少量能量 热能 合成ATP 1mol葡萄糖分解成乳酸释放能量196 65KJ 可使61 08KJ左右的能量合成ATP 1molATP水解为ADP时 高能磷酸键释放的能量多达30 54KJ 1 有氧呼吸能量转换效率 2 能使多少molADP合成ATP 61 08kJ 30 54 2mol 61 08kJ 196 65kJ 31 31 69 4 概念 无氧呼吸是指细胞在无氧条件下 通过的催化作用 把等有机物分解为的氧化产物 同时释放出的过程 酶 葡萄糖 少量能量 不彻底 1 不同生物无氧呼吸的产物不同 其原因在于催化反应的酶不同 动物和人体无氧呼吸的产物是乳酸 微生物的无氧呼吸也称为发酵 但动植物的无氧呼吸不能称为发酵 2 原核生物无线粒体 有些原核生物仍可进行有氧呼吸 3 有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生 无氧呼吸只在第一阶段产生ATP 有H2O生成一定是有氧呼吸 有CO2生成一定不是乳酸发酵 38molATP 2molATP 2molATP 三 有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系 2C3H6O3 乳酸 能量 少量 2C2H5OH 酒精 2CO2 能量 少量 6CO2 12H2O 能量 大量 2 有氧呼吸与无氧呼吸比较 例1 植物根部要进行呼吸作用 在土壤疏松和下雨水淹的情况下 呼吸作用的过程会发生变化 但二者都曾产生的化合物是A 乳酸B 酒精C 麦芽糖D 丙酮酸 例2 贮藏水果和粮食时 充入CO2或抽取空气 能延长贮藏时间 主要作用是A 促进有氧呼吸B 抑制有氧呼吸C 促进光合作用D 抑制无氧呼吸 例3 如下图表示大气中氧浓度对酵母菌细胞产生CO2的影响 请据图回答 1 A点产生CO2较多的原因是 2 由A B CO2越来越少的原因是 3 由B C CO2释放增多的原因是 4 纵轴表示呼吸作用强度 请画出乳酸菌代谢与氧气含量变化之间的关系 无氧呼吸旺盛 有氧呼吸越来越旺盛 有氧呼吸微弱 无氧呼吸逐渐被抑制 氧气抑止无氧呼吸 下图表示大气中氧的浓度对植物细胞产生CO2的影响 无氧气 无氧呼吸 有氧呼吸 例1 用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子 以后可在下列哪种最终生成物中发现它A 丙酮酸B CO2C H2OD H2O和CO2 例2 让一只白鼠吸入有放射性的18O2 该白鼠体内最先出现的含有18O的化合物是A 二氧化碳B 水C 丙酮酸D 乳酸 例题3 将酵母菌研磨离心后 把得到的上清液 含细胞质基质 沉淀物 含细胞器 和未离心匀浆 酵母菌 分别放入甲 乙 丙三个试管中 向试管内滴加等量的葡萄糖 最终产物是CO2和H2O的试管是A 甲B 丙C 甲和乙D 乙和丙 例4 提取水稻叶肉细胞的线粒体作为实验材料进行如下实验 向盛有线粒体的试管内注入丙酮酸时 测得耗氧量较大 当注入葡萄糖时 测得耗氧量为 而同时注入细胞质基质和葡萄糖时 耗氧量又较大此实验说明 1 有氧呼吸的三步中 在线粒体内进行的是 2 有氧呼吸过程中 细胞质基质的作用是 第二步 第三步 把葡萄糖分解为丙酮酸 例5 在水稻叶肉细胞的细胞质基质 线粒体基质中 产生的主要代谢产物分别是 A 丙酮酸 CO2B 丙酮酸 葡萄糖C CO2 丙酮酸D 葡萄糖 丙酮酸例6 有氧呼吸的主要场所是 进入该场所的呼吸底物是 人体内血红蛋白携带的O2进入组织细胞的线粒体内至少要通过层生物膜 A 6 丙酮酸 线粒体 三 细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸的中间产物 如 丙酮酸 是各种有机物之间转化的枢纽 细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用 3 农业生产 2 工业生产 1 医学护理 4 运动健身 三 细胞呼吸原理的应用 1 医学护理 生产啤酒 果酒和白酒等生产乳酸类 柠檬酸类饮料生产味精 酱油和醋应用于垃圾 废水的处理利用发酵产生沼气 2 工业生产 三 细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸为植物吸收营养物质 细胞