山西省怀仁县巨子学校高中生物 ATP的主要来源 细胞呼吸1课件 新人教版必修1.ppt

第五章细胞的能量供应和利用 第3节atp的主要来源 细胞呼吸 制作者 何永斌 教学目标 1 说出线粒体的结构和功能 2 说出有氧呼吸与无氧呼吸的异同点 3 说出细胞呼吸原理 在生产和生活中有哪些应用 4 进行酵母菌细胞呼吸方式的探究 复习提问 生物体生命活动的主要能源物质是什么 生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么 葡萄糖 atp 那么 葡萄糖是如何转化为生命活动所需要的直接能源atp的呢 拉瓦锡 a l lavoisier 的研究 体外 物质 热能 o2 燃烧 有机物 能量 o2 分解 体内 co2 h2o 细胞呼吸 问题探论 i 呼吸作用与物质的燃烧有什么异同点 不同点 物质的体外燃烧 高温 反应剧烈 能量迅速全部释放 物质的体内分解 温和的不剧烈 相同点 都能分解物质 释放能量 无机物 一 细胞呼吸的概念 生物体内糖类 脂类和蛋白质等有机物在活细胞内经过一系列的氧化分解 最终生成二氧化碳或其他产物 并且释放能量 生成atp的总过程 叫做细胞呼吸 又称为呼吸作用 细胞呼吸一定需要氧气吗 一 探究酵母菌呼吸的方式 酵母菌是一种单细胞真菌 属真核生物 在有氧气和无氧气的条件下都能生存 属于兼性厌氧型生物 通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物 可以确定酵母菌细胞呼吸的方式 二 细胞呼吸的方式 实验的原理 1 酵母菌可以利用培养液中的葡萄糖氧化分解形成atp2 实验过程中形成的co2可以用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液来检验 co2 澄清的石灰水变浑浊co2 溴麝香草酚蓝水溶液有蓝色变为黄色3 酒精可以使酸化的重铬酸钾 橙色 变为灰绿色 第一步 配制酵母菌培养液 第二步 用a b两个锥形瓶装入配制好的等量酵母菌培养液 第三步 按图装置连接 进行实验 实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式 实验现象 实验结论 有氧装置中 第三个锥形瓶 石灰水混浊程度高 溴麝香草酚蓝变色时间短 无氧装置中 第二个锥形瓶 酵母菌滤液 加入重铬酸钾 颜色仍为橙色 石灰水混浊程度低 溴麝香草酚蓝变色时间长 酵母菌滤液 加入重铬酸钾 颜色变为灰绿色 在无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量co2 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸 在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量co2 有氧呼吸是细胞在有氧的条件下 通过多种酶的催化作用 把葡萄糖等有机物彻底氧化分解 产生二氧化碳和水 释放能量 生成许多atp的过程 二 细胞呼吸的方式 有氧呼吸 无氧呼吸 2 有氧呼吸全过程 3 反应式 4 概念 1 主要场所 线粒体 1 有氧呼吸 2 无氧呼吸 2 过程 3 反应式 4 概念 细胞在缺氧的条件下 通过多种酶的催化作用 把糖类等有机物分解成尚未彻底氧化的产物 同时释放出少量能量 生成少量atp的过程 1 苹果储存久了 会有什么气味散发出来 2 剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌会产生什么感觉 1 场所 细胞质基质 反应的条件 无氧环境 3 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 需氧气 多种酶 不需氧气 需多种酶 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 1 为生物体的生命活动提供能量 2 为体内其他化合物的合成提供原料 三 细胞呼吸的意义与应用 意义 应用 阅读 教材 p95讨论并回答 细胞呼吸的中间产物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 1 发酵技术2 农业生产3 粮食储藏和果蔬保鲜4 运动与损伤护理 应用 拓展 通过本节学习 你能否总结出哪些条件会影响细胞呼吸的速率 四 影响呼吸作用的因素及应用 1 内因 1 不同种类的植物呼吸速率不同 如旱生植物小于水生植物 阴生植物小于阳生植物 2 同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同 如幼苗期 开花期呼吸速率升高 成熟期呼吸速率下降 3 同一植物的不同器官呼吸速率不同 如生殖器官大于营养器官 2 外因 1 温度 通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率 与温度影响酶催化效率的曲线特征一致 如图所示 生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温 来降低细胞呼吸 减少有机物的消耗 2 o2浓度 对于无氧呼吸 随氧气浓度增加而受抑制 氧气浓度越高 抑制作用越强 氧气浓度达到一定值时 被完全抑制 如图所示 对于有氧呼吸 氧气是有氧呼吸的原料之一 在一定范围内 随着氧气浓度的增加 有氧呼吸速率增强 但当氧气浓度增加到一定值时 有氧呼吸速率不再增加 如图所示 绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响 如图所示 除了温度 氧气外 二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用 生物含水量的多少影响呼吸作用 在一定范围内 呼吸作用强度随含水量的增加而增加 1 1 标号 至 是 丙酮酸 h h o2 h2o co2 h2o 三个阶段中不同化学反应所需的酶 2 图中的英文字母a b c表示 巩固练习 2 人体内代谢终产物co2形成的主要场所是 a 血浆内b 线粒体c 肺泡d 细胞质基质 b 3 蔬菜和水果长时间储藏 保鲜所需要的条件为 a 低温 干燥 低氧b 低温 湿度适中 低氧c 高温 干燥 高氧d 高温 湿度适中 高氧 a 4 一运动员正在进行长跑锻练 从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质 其浓度变化如下图 图中p q r三曲线依次代表a o2 co2 乳酸b 乳酸 co2 o2c co2 o2 乳酸d co2 乳酸 o2 5 右图是种子萌发成幼苗时糖类含量的变化 请据图回答 l 导致ab段淀粉下降的原因是 2 葡萄糖在d点之前含量增加 葡萄糖的来源是 来源 zxxk com 3 在b点后淀粉含量开始增加 其原因是 萌发时呼吸旺盛 淀粉分解 为萌发提供物质和能量 淀粉的水解 幼苗开始进行光合作用产物为淀粉 6 如图所示的曲线 表示的是一个贮藏白菜的地窖 随着氧气的消耗 二氧化碳浓度变化的情况 请回答 1 a b段o2的消耗量很大 co2浓度上升也很快 白菜在进行 呼吸 2 c d段o2浓度接近于0 而co2浓度仍在上升 白菜在进行 呼吸 3 b c段o2浓度已很低 co2浓度几乎不上升 原因是 4 为了有益较长时间地贮藏大白菜 应把地窖里的o2浓度控制在 段范围内 有氧 无氧 有氧呼吸进行得很慢 而无氧呼吸尚被氧气所抑制 将酵母菌细胞进行研磨 得到细胞研磨液匀浆 将其中一部分匀浆进行离心 得到上清液 细胞质基质 和沉淀 从沉淀中分离出线粒体 再分别进行下列试验 探究性分析 注 上清液 细胞质基质 根据上述材料 你认为有氧呼吸的场所在何处 注 上清液 细胞质基质 分析上述材料 找出分解葡萄糖的场所以及其分解产物 分析上述材料 找出第一阶段产物继续反应的的场所 利用的物质以及其部分分解产物 如在a瓶插一根温度计 发现在前面的实验过程中 如果发生了相应的化学变化 温度计的温度都会有一定程度的上升 分析上述材料 温度计温度上升的可能原因是什么 通过有氧呼吸 1mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水 释放出2870kj的能量 其中1161kj储存atp中 其余的能量则以热能的形式散失掉了 有氧呼吸的能量转换效率大约是多少 它与有机物的体外燃烧有什么不同的特点 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 通入空气 无氧 酒精会使酸化的的重铬酸钾 橙色 变成灰绿色 有氧呼吸装置 无氧呼吸装置 10 naoh溶液 吸收通入空气中的co2 避免影响产生的co2含量的结果 葡萄糖溶液 酵母菌 培养酵母菌 澄清的石灰水 根据混浊程度进行比较co2的产生量 橡皮球 气泵 保持通入空气 葡萄糖溶液 酵母菌 封口放置一段时间后 再与第二个锥形瓶连接 使酵母菌消耗瓶内的氧气 造成无氧环境 或者溴麝香草酚蓝水溶液 根据溶液颜色的变化时间长短比较 澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液 根据混浊程度 颜色的变化时间进行比较co2的产生量 灰绿色 橙色 实验开始 a装置 35 c 实验开始 b装置 35 c 实验进行3小时 a装置 35 c b装置 35 c 实验进行3小时 a装置 35 c b装置 35 c 溴麝香草酚蓝水溶液遇co2的变色过程 a装置 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 a装置的酵母菌滤液 b装置的酵母菌滤液 灰绿色 不变灰绿色 线粒体的结构示意图 外膜 内膜 基质 嵴 丙酮酸 h h2o o2 o2 co2 h o2 h2o 细胞质基质 酶 o2 线粒体 酶 h 酶 细胞质基质 线粒体基质 线粒体内膜 葡萄糖 丙酮酸和 h 少量 否 有氧呼吸的三个阶段 丙酮酸和水 co2和 h 少量 否 h 和o2 h2o 大量 是 特点 反应条件温和 多步反应 逐步放能 请计算有氧呼吸的能量转换效率 1mol的葡萄糖彻底氧化分解 共释放2870kj 40 5 1709kj以热量散失 59 5 能使多少个adp转化为atp 38mol 过程特点 1 第一步在细胞质基质中进行 第二 三步在线粒体中进行 2 每一步都产生atp 但第三步产生的atp最多 3 第一 二步均产生还原性的氢 在第三步中全被消耗 4 有氧呼吸只在第三步才需要o25 在有氧呼吸的过程中吸收的o2与释放的co2量相等 6 吸收的o2反应后氧元素全部到到了生成物中的h2o 丙酮酸 h o2 酒精 c2h5oh 酶1 c3h6o3 乳酸 酶2 co2 酶 细胞质基质 细胞质基质 细胞质基质 葡萄糖 丙酮酸和 h 少量 否 无氧呼吸的两个阶段 丙酮酸 酒精 co2 无 否 特点 反应条件温和 分步反应 逐步放能 请计算无氧呼吸的能量转换效率 1mol葡萄糖不彻底氧化分解生成乳酸 共释放196 65kj 31 1 135 57kj以热量散失 68 9 能使多少个adp转化为atp 2mol 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 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 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 细胞呼吸原理的应用 细胞呼吸原理的应用 缺氧的情况下 植物组织进行无氧呼吸 产生酒精 不利其生长 细胞