2016atp的主要来源-细胞呼吸(上课)剖析

,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,学案41页一、1、,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,、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。,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应。,五、观测、记录,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,1 . CO2的放出情况： A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的 CO2更多,2 . 酒精产生的情况： A组没有酒精的产生，B组产生了酒精,六、结论 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 但有氧条件下产生的CO2比无氧条件下更多,1、在有氧呼吸实验装置中的氢氧化钠溶液处理的目的是什么？ 2、为什么将葡糖糖溶液先煮沸、再冷却后加入锥形瓶？ 煮沸可将葡糖糖溶液中的细菌杀死，排除其他细菌 影响；煮沸可排除溶液中的氧。 冷却，避免将酵母 菌杀死 3、B瓶封口放置一段时间后，再连通锥形瓶3试分析原因 保证瓶内原有氧气被消耗,4、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,6、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？,二、细胞呼吸的类型,（一）有氧呼吸,（二）无氧呼吸,双层膜,扩大内膜面积！,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,场所：线粒体内膜,酶,12H2O + 能量（大量）,24H + 6O2,酶,6CO2 +20 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：,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,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,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P42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？,场所：细胞质基质,葡萄糖,丙酮酸,2C2H5OH+2CO2,2C3H6O3,过程,无氧呼吸过程：,少量能量,H,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,小结,例：高等动物、人、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）,第一阶段,第二阶段,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？,C6H12O6,C2H50H（酒精）+CO2+少量能量,C3H6O3（乳酸）+少量能量,CO2H2O大量能量,k,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_； 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 . 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