第3节-ATP的主要来源—--细胞呼吸.ppt

第3节ATP的主要来源细胞呼吸,第五章细胞的能量供应和利用,3.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。,1.两者的共同点是：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。,2.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。,本节学习目标,一、细胞呼吸的概念和本质二、探究酵母菌细胞的呼吸方式三、有氧呼吸的过程和原理四、无氧呼吸和有氧呼吸的异同,ATP的主要来源细胞呼吸,一、细胞呼吸的概念【P91】有机物在细胞内经过一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。根据反应是否需要氧，细胞呼吸分为：有氧呼吸&无氧呼吸思考：“呼吸作用”与我们通常了解的“呼吸”是一回事吗？,+糖类,+水,细胞呼吸（呼吸作用）,高等动物的呼吸现象和呼吸作用,呼吸现象,气体运输,+,“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别？,“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。,思考,“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。,“呼吸”和“呼吸作用”有什么联系？,思考,1、下列有关细胞呼吸的说法不正确的是A、细胞呼吸是指在细胞内进行的呼吸作用B、细胞呼吸是细胞与外环境的气体交换C、细胞呼吸是细胞内有机物的氧化过程D、在有些细胞中细胞呼吸无氧条件也能进行,B,练习反馈：,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？,有氧,无氧,酵母菌：单细胞真菌,营养方式：异养,兼性厌氧菌,酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）,有氧和无氧的条件下都能产生/或者其他,表达和交流,一、提出问题,酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）,探究酵母菌细胞呼吸的方式及其产物,探究酵母菌细胞呼吸的方式及其产物,二、作出假设,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。,如何设置实验组呢？,实验组,组A：有氧条件组B：无氧条件,产物的鉴定,怎样鉴定有无酒精产生？,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。,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。,步骤一：配制酵母菌培养液,三、设计实验,A组,B组,（等量原则）,步骤二：A实验组(有氧情况下),三、设计实验,它的作用是什么？,除去空气中的CO2，排除其对实验结果的干扰。,步骤二：B实验组(无氧情况下),三、设计实验,要封口放置一段时间,为什么？,消耗掉瓶中的氧气，确保通入澄清石灰水的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的。,步骤三：鉴定是否有酒精产生,A组,B组,橙色,橙色,三、设计实验,四、进行实验,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,五、分析结果，得出结论,对比实验,设置两个或两个以上的实验组，通过结果的对比分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。,2、在设计对比实验时要保证只有一个单一变量，本实验中的单一变量是是否有氧。,1、对比实验不设对照组，均为实验组（或互为实验组和对照组），是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。,注意几点,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水和二氧化碳。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。,实验结论,二、有氧呼吸,1、有氧呼吸的主要场所2、有氧呼吸的总反应式3、有氧呼吸的过程4、有氧呼吸的概念5、计算能量的转化效率,1、有氧呼吸的主要场所,线粒体,外膜,内膜,嵴,线粒体基质,双层膜结构内膜向内折叠成嵴（增大内膜表面积）内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶,有氧呼吸只是在线粒体中进行的吗？它的过程是怎么样的？,二、有氧呼吸：,1、主要场所线粒体,2、总反应式：,3、反应过程：,3、有氧呼吸的三大阶段,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,+4H+能量,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2+20H+能量,场所：线粒体基质,2CH3COCOOH,H的氧化,酶,12H2O+能量,场所：线粒体内膜,24H+6O2,+6H2O,（大量）,（少量）,（少量）,2CH3COCOOH,二、有氧呼吸：,生成物CO2中O的来源：,C6H12O6,H2O,生成物H2O中O的来源：,生成物H2O中H的来源：,O2,C6H12O6,H2O,O2/CO2=,1：1,O2的参与发生在第（）阶段能产生能量的阶段是（）阶段产生大量能量的阶段是第（）阶段反应进行的场所是（）主要场所是（）,三,一、二、三,三,细胞质基质、线粒体,线粒体,细胞质基质,葡萄糖,丙酮酸、H,少量,线粒体基质,丙酮酸、H2O,CO2、H,少量,线粒体内膜,大量,H2O,H、O2,练习反馈：1、有氧呼吸的三大阶段,2、在整个有氧呼吸过程中，O2是第阶段参与反应的；CO2是第_阶段生成；O2中的O最后进入,3、有氧呼吸中需O2和产生能量最多的阶段是场所是第一、二阶段的共同产物是：三个阶段均有的产物是：,三,二,HO,三,线粒体,，ATP,ATP,4、有氧呼吸的概念细胞在氧的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生出CO2和H2O，释放能量，生成大量ATP的过程。,有氧呼吸是高等动物和植物细胞呼吸的主要形式。,二、有氧呼吸：,在细胞内，1mol的葡萄糖彻底氧化分解后产生2870KJ的能量，其中有1161KJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？这些能量大约能使多少ADP转化为ATP?,5、计算能量的转化效率,1161kJ/mol/2870kJ/mol40%1161kJ/30.54kJ38个ATP一部分的能量以热能形式散失(约60%)；另一部分转移到ATP中(约40%)。,三、无氧呼吸,1、无氧呼吸的场所：,细胞质基质,2、无氧呼吸的过程（两个阶段）,第一阶段,第二阶段,无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同,3、无氧呼吸的类型：,以酒精和二氧化碳为呼吸产物的无氧呼吸：,总反应式：,常见例子：,酵母菌；苹果、水稻等绝大多数高等植物,以乳酸为呼吸产物的无氧呼吸：,总反应式：,常见例子：,高等动物和人在剧烈运动时骨骼肌细胞会进行这样的呼吸；某些高等植物的某些器官在缺氧时也可进行这样的呼吸，如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等；某些微生物，如乳酸菌。,4、发酵：酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）,5、无氧呼吸的概念,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。,葡萄糖,丙酮酸,12H2O+6CO2+能量,2C2H5OH+2CO2+能量,2C3H6O3+能量,或,酶,有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系,酶,在有氧时,在无氧时,相同阶段,不同阶段,（有氧呼吸）,（无氧呼吸）,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量,酶,C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量,酶,C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量,酶,有氧呼吸：,无氧呼吸：,（1）有氧呼吸：消耗的O2与生成的CO2体积相等；（2）有氧呼吸和酒精发酵都有CO2生成，但H2O是有氧呼吸的特有产物；（3）无CO2产生，则细胞只进行乳酸发酵（4）不消耗O2，但产生CO2，则细胞只进行酒精发酵（5）CO2释放量O2吸收量，则细胞只进行有氧呼吸（6）CO2释放量O2吸收量，则细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸，多余CO2来自无氧呼吸。,C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量,酶,C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量,酶,C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量,酶,有氧呼吸：,无氧呼吸：,（6）CO2释放量O2吸收量，则细胞进行有氧呼吸和无氧呼吸，多余CO2来自无氧呼吸。（CO2释放量/O2吸收量4/3时，有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量相等）（7）酒精量CO2释放量，则细胞只进行无氧呼吸（8）酒精量CO2释放量，两种方式都有，多余CO2来自有氧呼吸,四、影响细胞呼吸的因素,（1）内部因素,植物类型,水生植物旱生植物,阳生植物阴生植物,器官种类：生殖器官营养器官,生长时期的差异：幼苗、开花时期升高，成熟期下降,四、影响细胞呼吸的因素,（1）外部因素,影响呼吸作用的外部因素有温度、氧气浓度、二氧化碳浓度、含水量等，其中主要是温度。,通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。,温度,应用：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，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。,氧气浓度,在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。,应用：1.生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。一般采用低氧（5%）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。2.无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸，保证能量供应，促进矿质元素的吸收。,二氧化碳浓度,应用：在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。,CO2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。,含水量,应用：粮油种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。如果种子含水量过高，呼吸作用加强，使贮藏的种子堆中温度上升，反过来又进一步促进种子的呼吸作用，使种子的品质变坏。,呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强。在一定范围内，呼吸强度随含水量的增加而加强。,1.苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸的产物分别是（）A.乳酸、酒精和二氧化碳B.都是酒精和二氧化碳C.都是乳酸D.酒精和二氧化碳、乳酸,D,2