ATP的主要来源-细胞呼吸(上课)综述.ppt

1、,第3节 ATP的主要来源-细胞呼吸,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,一、细胞呼吸的概念,生物体中的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫细胞呼吸（又叫生物氧化）。,分解有机物，释放能量并产生ATP。,呼吸作用的本质,二、细胞呼吸的类型,（一）有氧呼吸,（二）无氧呼吸,思考,“呼吸”和“细胞呼吸”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“细胞呼吸”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。,双层膜,扩

2、大内膜面积！,线粒体结构,有氧呼吸的主要场所：,有氧呼吸最常利用的物质,-葡萄糖(C6H12O6),有氧呼吸的过程是怎样的呢? 现在请大家速览P93-94教材，注意以下有关问题:,1.第一阶段的反应场所、反应物、产物是什么? 2.第二阶段的反应场所、反应物、产物是什么? 3.第三阶段的反应场所、反应物、产物是什么? 4. 哪个阶段释放出的能量最多?,C6H12O6,线粒体,细胞质基质,（少量）,C6H12O6,6CO2,线粒体,细胞质基质,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,酶,场所：线粒体内膜,酶,12H2O + 能量（大量）,24H + 6O2,酶,6CO2 +20

3、H +能量（少量）,2C3H4O3,（丙酮酸）,+6H2O,有氧呼吸的过程：,场所：细胞质基质,场所：线粒体基质,总反应式：,有氧呼吸的过程图解,有氧呼吸,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸 H2O,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,1、H2O中的H和O分别来自哪？,2、CO2中的C和O分别来自哪？,H来自 C6H12O6和H2O,O来自O2,C来自 C6H12O6,O来自 C6H12O6和H2O,想一想,抢答题.看谁最快,1、哪个阶段产生CO2？,2、哪个阶段有氧气参与反应？,3、哪个阶段产生能量最多？,7、能产生ATP的场所是？,在有氧呼吸过程中,细

4、胞质基质、线粒体, 、哪个阶段产生水？, 、哪个阶段有水参与？,6.哪个阶段产生H最多?,第二阶段,第三阶段,第三阶段,第二阶段,第三阶段,第二阶段,8、分解1摩尔的葡萄糖需多少摩尔O2和产生多少摩尔CO2？,都是6摩尔,有氧呼吸的概念,细胞在氧气的参与下，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，生成许多ATP的过程。,计算： 1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成_mol的ATP， 其能量转换效率是_。,38,40.5%,有氧呼吸和燃烧有何异同？完成学案P

5、42表格,刘翔在训练后肌肉会发酸，为什么？,苹果储存久了为什么会有酒味？,C6H12O6,线粒体,细胞质基质,（少量）,缺氧,无氧呼吸的过程,C6H12O6,线粒体,细胞质基质,缺氧,酶,C3H6O3 （乳酸）,C2H5OH（酒精）+CO2,酶,场所：细胞质基质,能,能,（少量）,（少量）,1、酒精发酵： C6H12O6,2、乳酸发酵： C6H12O6,无 氧 呼 吸,2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量,2C3H6O3（乳酸）+ 能量,酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型,乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型,小结,第一阶段,第二阶段,

6、无氧呼吸两个阶段的比较：,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,a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件,b.高等动物和人体在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要,c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳,问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,有机物

7、彻底氧化分解；形成CO2和水,有机物氧化分解不彻底；CO2和酒精或乳酸,释放大量能量,释放少量能量,需要酶和,需酶不需,呼吸阶段的第一阶段完全相同,都是氧化分解有机物，释放能量,有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别与联系：,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,有氧呼吸和无氧呼吸的区别,主要在线粒体内,细胞质基质,必需有氧的参与,氧能抑制无氧呼吸,将有机物彻底分解成CO2和H2O,有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,一种生物能否进行有氧呼吸与什么相关？ 不在于是否有线粒体而在于这种生物体内是 否含有与有氧呼吸相关的酶 例如：原核生

8、物没有线粒体，但仍然有可能 进行有氧呼吸（硝化细菌） 场所：细胞质基质 个别动物没有线粒体，如寄生在动物肠道内 的蛔虫，只能进行无氧呼吸,1.为生命活动提供能量,2.为体内其他化合物的合成提供原料,细胞呼吸意义,1、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,2用含O18的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子的转移途径是（ ）。 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,3下列有关有氧呼吸的叙述中，正确的是（） A此过程的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生少量H和ATP B此过程的第二阶段是

9、丙酮酸分解成水和二氧化碳，产生少量的ATP C此过程的第三阶段是葡萄糖氧化成水和二氧化碳，产生大量的ATP D此过程必须有氧分子参与，始终在线粒体中进行,影响呼吸作用的因素,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,应用：低温保鲜；增大昼夜温差,（1）温度,（3）水,酶数量的限制,长时间无氧呼吸供能不足,应用：种子晒干保存,（2）CO2,过高CO2抑制细胞呼吸,应用：增加

10、CO2的浓度保鲜,影响细胞呼吸的外部因素,（4） O2的浓度：,细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）,1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（如A点）。,2、若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存（图中AC段）。,3、若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。,4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时。无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。,O2%,CO2释放量,A,B,C,D,5 10 15 20 25,O2浓度=0时进行_；

11、0O2浓度10%进行_； O2浓度10%时进行_ 。 细胞呼吸强度最弱，有机物消耗最少的是_点。 线段AB=BC，表示有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等的是_ 点。此时有氧呼吸、无氧呼吸消耗葡萄糖的比例_,无氧呼吸,无氧呼吸和有氧呼吸,有氧呼吸,A,B,呼吸作用过程中：消耗糖类等有机物。,为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡，萝卜放久了会空心？,为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆，会有潮湿和发烫的感觉？,呼吸作用过程中：产生H2O，释放热量,1个苹果今天吃它得到的有机物多，还是明天它得到的有机物多？,1Kg黄豆能发5Kg豆芽，在你面对饥饿的威胁时，你选择什么来渡过难关？,细胞呼吸原理的应用,1

12、 . 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。,粮食储藏和果蔬保鲜,细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少 因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法降 低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等 粮食储藏:低温，低氧，干燥 果蔬保鲜：低温，低氧，低湿,我们购买罐头食品时发现有这样的说明：若真空安全钮鼓起请勿购买。

13、请问这是什么原因？,这说明罐头食品在生产时灭菌不彻底，微生物在无氧条件下发生无氧呼吸产生了CO2 使真空安全钮鼓起说明食物可能变质,呼吸作用计算问题,C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 +12H2O + 能量 C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+ 2 CO2 + 能量 1、无O2吸收，无CO2释放，进行产生乳酸的无氧呼吸 2、无O2吸收，有CO2释放，进行产生酒精的无氧呼吸 3、有O2吸收= CO2释放，进行有氧呼吸 4、 CO2释放量 O2吸收量，进行有氧和无氧呼吸 当有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等时， CO2和 O2的比 例关系， CO2/ O2=4/3,2C3H6O

14、3（乳酸）+ 能量,C6H12O6,A,B,探究一:酵母菌细胞呼吸的类型,要通过实验探究酵母菌的细胞呼吸类型,还要同时设计另一个实验,简要说出思路?,结果预测和结论:,只有有氧呼吸,只有无氧呼吸,两种呼吸类型都有,1、A中有CO2产生，可以说明,2、B中有CO2产生，可以说明,3、AB中有CO2产生，则,植物细胞,该细胞正在进行无氧呼吸,该细胞正在进行有氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼吸在同时进行,O2浓度对细胞呼吸的影响,只有无氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,只有有氧呼吸,不同氧气浓度下无氧呼吸的强度,11,DE=3CD,探究三:如果纵坐标表示某种物质的物质的量，请在下列两个坐标中画出无氧呼吸释

15、放二氧化碳量和葡萄糖消耗总量的曲线。,单位:mol,ABCD分别是什么样的条件,?,在一定范围内，随着氧分压增大CO2的释放量减少,（1）AB段表示； 原因是。,如图：表示苹果储藏过程中，随着氧分压的变化，CO2释放量的曲线。请回答：,（3）苹果在储藏过程中，最好选择图中_点所对应的 氧分压，原因是_。,（2）BC段表示_ 原因是_,氧分压增大，无氧呼吸受到抑制，而有氧呼吸又很弱,随着氧分压增大，CO2的释放量增大,氧分压增大，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸加强,B,在B点总呼吸强度最弱，有机物的消耗最少,（4）无氧呼吸时间过长，植物也会死亡 ，原因是_。,无氧呼吸产生酒精会使细胞的蛋白质变性；无

16、氧呼吸产生能量少,1右图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )。 A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官 B氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍 C氧浓度为c时，无氧呼吸最弱 D氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,B,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.3:1 B.1:2 C.4:3 D.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 （

17、） 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.,A,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CO2 B.一定产生CO2 C.不形成ATP D.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

18、炼时间（分）,A. O2、CO2、乳酸 B.乳酸、CO2、O2 C. CO2、O2、乳酸 D.CO2、乳酸、O2,7经测定，蚕豆种子在发芽的早期，二氧化碳的释放量比氧气的吸收量大34倍，这说明此时的蚕豆是（ ）。 A只进行有氧呼吸 B无氧呼吸比有氧呼吸占优势 C只进行无氧呼吸 D有氧呼吸比无氧呼吸占优势 8有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（ ）。 都在线粒体中进行 都需要酶 都需要氧都产生ATP 都经过生成丙酮酸的反应 A B C D,简答题,1、根据右图回答问题： （1）从A B C的反应叫 ，此反应中1摩尔葡萄糖能释放 千焦能量，其中有 千焦转移到ATP中。另外B C过程是在细胞的 中进行的。

19、 （2）从A B D 的反应是在 条件下，在细胞的细胞质基质中进行的，其反应式为： 。 （3）从A B E，此反应中1摩尔葡萄糖释放 千焦的能量，其中有 千焦转移到ATP分子中。,葡萄糖,丙酮酸,CO2+H2O,C,酒精,乳酸,E,D,A,B,有氧呼吸,2870,1161,线粒体,无氧,C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量,196.65,61.08,9.下列表示细菌细胞中的一个反应程序。在这个程序中，一种氨基酸在酶的作用下产生另外的氨基酸。,16代表不同的氨基酸，VZ代表不同的酶。所有氨基酸对生命都是必需的。原始种的细菌只要培养基中有氨基酸1就能生长，而细菌的变异种只有在培养

20、基中有氨基酸1、2、5时才能生长。变异种中不存在的酶是（ ） A. V、W B. W、Y C. Y、Z D. V、Z,D,酵母菌：单细胞真菌，真核生物，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。,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？,提出问题 酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧条件还是在无氧条件下进行的？ 酵母菌在有氧和无氧条件下的呼吸产物是什么？ 作出假设 酵母菌在有氧条件下产生CO2 酵母菌在无氧条件下产生酒精和CO2,设计实验

21、,、怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生 活？（配制培养液）,、怎样控制有氧和无氧环境？,3. 怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较 CO2产生的多少？,实验材料：新鲜食用酵母菌20g 实验试剂：葡萄糖溶液 氢氧化钠溶液 澄清石灰水 橙色的重铬酸钾溶液、浓硫酸 实验仪器：橡皮球、锥形瓶、连通管,实验课题 探究酵母菌细胞呼吸的方式,一、实验原理 1、酵母菌是单细胞真菌。进行有氧呼吸产生水和CO2 ，无氧呼吸产生酒精和CO2 2、 CO2的检测方法 （1）CO2使澄清石灰水变浑浊 （2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 3、酒精的检测 橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成 灰绿色。

22、,二、实验假设 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,三、实验步骤,1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶 2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 、环境下培养8-9小时。,3、检测CO2的产生 4、检测酒精的产生 （1）取2支试管编号 （2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管 （3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾-浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.,四、实验结果预测,1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰 水变浑浊。 2、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多 3、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶 液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶 液发生灰绿色显色反