第3节ATP的主要来源——细胞呼吸

第3节ATP的主要来源细胞呼吸,思考：,生物体内主要的能源物质是什么？,糖类等有机物中的能量是怎样被细胞利用的呢？,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。,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剧烈吗？、在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？,都是有机物氧化分解放出能量的过程。,不能。呼吸作用是逐步的氧化分解放能的。,能。但是无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少。,细胞呼吸是指在细胞内,经过由酶催化的一系列，生成或其他产物，释放出并生成的过程。,有机物,氧化分解,二氧化碳,能量,ATP,一、细胞呼吸,酵母菌，一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,二、细胞呼吸的方式,讨论,、酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么条件下产生的呢？,、我们吃的面包和馒头为什么比较松软？这与酵母菌有什么关系？酵母菌发挥这种作用需要什么条件呢？,酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）,作出假设,提出问题,设计实验,设计实验,、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,通气,设计实验,、配制培养液,、控制好有氧、无氧环境,3、科学检测因变量,4、限制好无关变量,自变量、因变量、无关变量,设置对比实验,酒精的检测：,橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生反应：橙色灰绿色,思考:重铬酸钾在生活中的应用？,这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。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,CO2的检测：,1.通入澄清的石灰水：澄清浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝绿黄,酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）,作出假设,提出问题,进行实验,设计实验,实验开始：A装置（35C),实验开始：B装置（35C),实验进行3小时,A装置（35C)B装置（35C),溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2的变色过程,A装置,蓝，绿，黄,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,实验现象：,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,进行试验,酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）,2、酵母菌有氧呼吸产生大量CO2，无氧呼吸产生少量CO2。,分析结果，得出结论：,1、酵母菌有氧呼吸产生CO2，无氧呼吸产生CO2和酒精。,对比试验,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。,再探究：,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，以致可能对实验结果有干扰，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？,再探究：,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，你如何驳斥这种错误观点？,葡萄糖水溶液,葡萄糖水溶液,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,地窖取大姜夫妻吃大亏,近日，胶州胶莱镇王坛村的一对夫妇，下地窖取大姜时因缺氧发生昏迷，经治疗这对夫妇已经脱险。医生告诉记者，张先生夫妇是因为地窖中氧气不足，吸入过多的二氧化碳大脑缺氧造成的。,思考：1、事故原因？2、你的建议？,探究1,呼吸作用过程中：产生H2O，释放热量,呼吸作用过程中：消耗糖类等有机物。,请你根据以上现象，推测出有氧呼吸的公式,C6H12O6,6CO2,少量能量,2ATP,酶,6H2O,12H2O,线粒体,6O2,细胞质基质,2丙酮酸,糖酵解过程,C6H12O6,2C3H4O3+4H+能量（丙酮酸）（少量2ATP）,场所：细胞质基质,三羧酸循环,场所：线粒体基质,2C3H4O3（丙酮酸）,+6H2O,6CO2+20H+能量（少量2ATP）,氧化磷酸化,场所：线粒体内膜,24H+6O2,12H2O+能量（大量34ATP）,三、有氧呼吸,1.过程,酶,2.总反应式：,3.概念（书p94黑体字）场所：条件：物质变化：能量去向：,细胞质、线粒体（主要）,需氧气，需酶,有机物彻底分解成无机物,ATP1161KJ,热能,ATP和热能,（2870KJ）,热能,1mol葡萄糖,CO2+H2O,能量,ADPPi,38ATP,用于各项生命活动,2870kJ,约40,（体温的来源）,4、能量转变,巩固：下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：,产生CO2的阶段（）产生H2O的阶段（），H2O参与的阶段（）氧气参与的阶段（）产生ATP的阶段（）产生ATP最多的阶段（）,2,3,3,1、2、3,3,2,刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸,为什么?,肌肉细胞在进行无氧呼吸。,四、无氧呼吸,葡萄糖,丙酮酸,C2H5OH(酒精）CO2能量（少量）,C3H6O3（乳酸）能量（少量）,无氧,场所：细胞质基质,第一阶段,第二阶段,1、过程,与有氧呼吸第一阶段相同,（196.65kJ）,61.08kJ,ATP,热能,A、酒精发酵：酵母菌,发酵：微生物的无氧呼吸也叫做发酵,B、乳酸发酵：乳酸菌,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、玉米胚等）,C6H12O6,酶,2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量,B.酒精发酵,例：大多数植物（苹果储存久了、高等植物水淹）、酵母菌,2、反应式,无氧呼吸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为不彻底的氧化产物，释放出少量能量，生成少量ATP的过程。,有氧呼吸概念：有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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，生成大量ATP的过程。,3、概念：,实例a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸。b.高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸。,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,大量,少量,两者第一阶段完全相同,都分解有机物，释放能量，合成ATP,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,五、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。,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。,1、温度,影响呼吸酶的活性,六、影响细胞呼吸的环境因素:,低温储存蔬菜水果,0,2、氧气有氧呼吸,六、影响细胞呼吸的环境因素:,0,有氧呼吸,在一定范围内，随O2浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。,2、氧气无氧呼吸,六、影响细胞呼吸的环境因素:,无氧呼吸,0,如何利用这一原理延长蔬果保鲜时间？,O2的存在抑制了无氧呼吸的进行。,2、氧气,六、影响细胞呼吸的环境因素:,0,最适氧浓度,低氧5%保存最好,3、CO2浓度过大抑制呼吸作用的进行,4、水分自由水,六、影响细胞呼吸的环境因素:,0,1.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,2.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（隔绝空气）丙酮酸+细胞质基质（隔绝空气）A.B.C.D.,C,3.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,4.陆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,5.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.右图表示北方的一个贮存白菜的地窖，随着O2的消耗，CO2浓度变化的情况。请据图回答：,（1）AB段O2的消耗量很大，CO2浓度上升也很快，白菜在进行_呼吸。（2）段O2浓度接近，而CO2浓