第五ATP的主要来源细胞呼吸

第五章第五章ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸本节重点本节重点1.1.细胞呼吸的概念及其与细胞呼吸的概念及其与ATPATP形成的关系形成的关系2.2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点3.3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用复复 习习生物体生命活动的生物体生命活动的主主要能源要能源物质是什么？物质是什么？生物体新陈代谢所需能生物体新陈代谢所需能量的量的直接直接来源是什么？来源是什么？葡萄糖葡萄糖ATPATP那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所那么：葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量需要的直接能量ATPATP的呢？的呢？一、细胞呼吸的概念一、细胞呼吸的概念 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，列的氧化分解，生成二氧化碳或其它产物，释放出能量并生成释放出能量并生成ATPATP的过程。的过程。二、细胞呼二、细胞呼 吸的方式吸的方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸1 1、概念：、概念：细胞在细胞在氧气氧气的参的参与下，通过与下，通过多种酶多种酶的催化作的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生氧化分解，产生二氧化碳二氧化碳和和水水，释放能量，生成大量，释放能量，生成大量ATPATP的过程。的过程。有氧呼吸的过程图解有氧呼吸的过程图解有氧有氧呼吸呼吸场场 所所 反应反应 释释能能第一第一阶段阶段第二第二阶段阶段第三第三阶段阶段有氧呼吸三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质线粒体线粒体基质基质线粒体线粒体内膜内膜 热能热能2molATP2molATP热能热能2molATP2molATP热能热能34molATP34molATP2 2丙酮酸丙酮酸 +4H+4H+能量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 2丙酮酸丙酮酸 +6H+6H2 2O O6CO6CO2 2+20H+20H+能量能量酶酶24H+6O24H+6O2 212H12H2 2O+O+大量能量大量能量酶酶有氧呼吸的总反应式：有氧呼吸的总反应式：C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O O+6+6O O2 26C6CO O2 2+12H+12H2 2O O+酶酶能量能量 1mol葡萄糖释放葡萄糖释放2870KJ，有，有1161KJ转移至转移至ATP（合成合成38molATP）无氧呼吸的定义无氧呼吸的定义 无氧呼吸是指活细胞在无氧无氧呼吸是指活细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物不彻底氧化分解成为萄糖等有机物不彻底氧化分解成为酒精酒精和和二氧化碳二氧化碳或或乳酸乳酸等物质，同等物质，同时释放较少能量，生成少量时释放较少能量，生成少量ATPATP的的过程。过程。场所：细胞质基质场所：细胞质基质无氧呼吸的过程无氧呼吸的过程一、葡萄糖的初步分解一、葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+能量能量（少量少量）场所：细胞质基质场所：细胞质基质2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 二、丙酮酸不彻底分解二、丙酮酸不彻底分解 场所：细胞质基质场所：细胞质基质 A.A.乳酸发酵乳酸发酵酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3(乳酸乳酸)B.B.酒精发酵酒精发酵酶酶2C2C2 2H H5 5OHOH(酒精酒精)+2CO+2CO2 22 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 2 2丙酮酸丙酮酸+4H4H 注意：无氧呼吸第二阶段不产生能量注意：无氧呼吸第二阶段不产生能量1 1、酒精、酒精 C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 2、乳酸、乳酸 C C6 6H H1212O O6 62 2C C2 2H H5 5OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 2+能量能量2 2C C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+能量能量酶酶在无氧呼吸中，在无氧呼吸中，1 1molmol葡萄糖氧化分解成酒精或葡萄糖氧化分解成酒精或乳酸时，只产生乳酸时，只产生2 2molATPmolATP；无氧呼吸的意义无氧呼吸的意义 高等植物在水淹的情况下，可高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为酒精和二氧化碳，释放出能量以解为酒精和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。适应缺氧环境条件。人在剧烈运动时，需要在相人在剧烈运动时，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，肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。满足人体的需要。三、探究酵母菌三、探究酵母菌 细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式特别关注的问题特别关注的问题1.1.怎样控制有氧和无氧条件？怎样控制有氧和无氧条件？2.2.怎样鉴定酒精和怎样鉴定酒精和COCO2 2的产生？如何比较的产生？如何比较 COCO2 2产生的多少？产生的多少？3.3.怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生 活？活？本讲实验本讲实验探究酵母菌细胞呼吸方式探究酵母菌细胞呼吸方式1 1实验原理实验原理(1)(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的量的COCO2 2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和，在进行无氧呼吸时能产生酒精和COCO2 2。(2)CO(2)CO2 2可使可使澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊，也可，也可使使溴麝香草酚蓝水溶液溴麝香草酚蓝水溶液由由蓝变绿再变黄蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中母菌培养液中CO2CO2的产生情况。的产生情况。(3)(3)橙色橙色的的重铬酸钾溶液重铬酸钾溶液，在酸性条件下，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色灰绿色。将装置将装置(甲甲)连通橡皮球，让空气依次通过连通橡皮球，让空气依次通过3 3个锥个锥形瓶，既形瓶，既保证保证O O2 2的充分供应的充分供应，又使进入，又使进入A A瓶的瓶的空空气先经过气先经过NaOHNaOH的锥形瓶，清除空气中的的锥形瓶，清除空气中的COCO2 2，保，保证第三个锥形瓶的证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊是由是由酵母酵母菌有氧呼吸产生的菌有氧呼吸产生的COCO2 2所致。所致。B B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B B瓶瓶中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水中的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的的锥形瓶，确保通入澄清石灰水中的COCO2 2是是由无氧呼吸产生的。由无氧呼吸产生的。细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用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。1.1.发酵技术发酵技术 2.2.农业生产农业生产 3.3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜1.发酵技术生产啤酒、果酒和白酒等生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋生产味精、酱油和醋应用于垃圾、废水的处理应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气利用发酵产生沼气 2.2.农业生产农业生产 细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等提细胞的分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原料，因此，在农业生供能量和各种原料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。促进作物的生长发育。例：水稻生产中的适时露田例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为了改善土和晒田等措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。3.3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜 细胞呼吸要消耗有机物，使有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。强度，尽可能减少有机物的消耗等。粮食储藏粮食储藏 果蔬保鲜果蔬保鲜粮食储藏粮食储藏 粮食储藏时，要注意降低温度和保粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。限。例：稻谷等种子含水量超过例：稻谷等种子含水量超过14.514.5时，呼吸速率就会骤然增加时，呼吸速率就会骤然增加 ，释放，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。出的热量和水分，会导致粮食霉变。果蔬保鲜 为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度降低氧浓度、冲氮气冲氮气或或降低温度降低温度等方法。等方法。例：苹果、梨、柑、橘等果实在例：苹果、梨、柑、橘等果实在0 011时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜6 68 8个月。个月。农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细二氧化碳抑制细胞呼吸胞呼吸的原理。的原理。