ATP的主要来源——细胞呼吸一轮复习课件

Click to edit Master title style,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ATP,的主要来源,细胞呼吸,吸,A,T,P,的,主,要,来,源,细,胞,呼,第,5,章 细胞的能量供应和利用,第,3,节,本节重点,1.,细胞呼吸的概念及其与,ATP,形成的关系,2.,有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点,3.,细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,拉瓦锡把,呼吸,作用,比作碳和,氢的“,缓慢燃,烧过程,”。,问题探讨,1,、呼吸作用与物质燃烧的比较：,共同点：,都是物质的,氧化分解,过程；都产生,CO,2,等产物、,释放能量,。,不同点：,（,1,）燃烧是一种,剧烈氧化,的形式,（,2,）呼吸作用是细胞内,有机物的氧化分解,形式,呼吸：,机体与环境之间,O,2,和,CO,2,交换的过程。,呼吸作用,也称,细胞呼吸,对 比,2,、呼吸和呼吸作用的区别,呼吸作用是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成,ATP,的过程。也叫细胞呼吸,二、细胞呼吸的类型,细胞呼吸,1,有氧呼吸,2,无氧呼吸,1,、有氧呼吸场所,C,6,H,12,O,6,能量（少量）,2,丙酮酸,4H,酶,C,6,H,12,O,6,酶,2,丙酮酸,4H,能量,(,少量,),2,、有氧呼吸,(,以消耗葡萄糖为例）的过程,(,三个阶段）,第一阶段：,细胞质基质,葡萄糖的初步分解,C,6,H,12,O,6,能量（少量）,2,丙酮酸,4H,酶,2,丙酮酸,+,6H,2,O 6CO,2,20H,能量,（少量）,酶,能量（少量）,20H,6CO,2,6H,2,O,酶,第二阶段：,线粒体基质,丙酮酸彻底分解,C,6,H,12,O,6,能量（少量）,2,丙酮酸,4H,酶,24H+6,O,2,12H,2,O,+,能量,（大量）,酶,6H,2,O,能量（少量）,20H,酶,6CO,2,12H,2,O,酶,6O,2,第三阶段：,线粒体内膜,H,的氧化,+,能量（大量）,2.,有氧呼吸,过程,葡萄糖的初步分解,C,6,H,12,O,6,酶,1,2,丙酮酸,(C,3,H,4,O,3,),+4 H +,能量（少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,2,6CO,2,+20H,+,能量（少量）,场所：线粒体基质,2,丙酮酸,H,的氧化,酶,3,12H,2,O,+,能量（大量）,场所：线粒体内膜,24H +6 O,2,+ 6H,2,O,2ATP,2ATP,34ATP,酶,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O,+6,O,2,6CO,2,+12H,2,O,+,能量,总反应式：,C,6,H,12,O,6,酶,2,丙酮酸,4H,能量,（少量）,24H+6O,2,12H,2,O+,能量,（大量）,2,丙酮酸,+6H,2,O 6CO,2,20H,能量,（少量）,酶,酶,有氧呼吸中氧元素的转移途径：,讨论,1.,追踪,18,O,2,的去向,:,2.,追踪,C,6,H,12,18,O,6,的去向,:,3.,追踪,H,2,18,O,的去向,:,O,2,H,2,O,葡萄糖丙酮酸,CO,2,H,2,OCO,2,有氧呼吸,场 所,反应物,产 物,释能,第一阶段,第二阶段,第三阶段,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸,H,少量,丙酮酸、,H,2,O,CO,2,、,H,少量,H,、,O,2,H,2,O,大量,线粒体基质,线粒体内膜,对比,主要场所：,线粒体,能量去向：,一部分以热能形式散失,另一部分转移到,ATP,中,总反应式：,有氧呼吸概念：,细胞在,_,的参与下，通过,_,的催化作用，把,_,等有机物,_,，产生,_,和,_,，释放,_,生成,_,的过程。,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+ 6H,2,O +,能量,酶,有氧呼吸小结,(1709kJ/1mol,葡萄糖,约,60%),(1161kJ/1mol,葡萄糖,约,40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO,2,H,2,O,能量,彻底氧化分解,大量,ATP,38molATP,1.,用含,18,O,的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，,18,O,转移的途径是 （ ）,A.,葡萄糖,丙酮酸,氧,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,变题：用含,18,O,的氧气供应植物细胞呼吸，则,18,O,可能,出现在哪些物质中？,考点：有氧呼吸的过程。,D,答：,水、,CO,2,、葡萄糖、纤维素。,2.,在四支试管中分别含有下列不同的化学物质和活性酵母细胞制备物，经一定时间的保温后，能产生的,CO,2,的是,A.,葡萄糖细胞膜已经破裂的细胞,B.,葡萄糖线粒体,C.,丙酮酸,细胞膜已经破裂的细胞,D.,丙酮酸,线粒体,考点：有氧呼吸各步骤的场所。,ACD,3.,把青蛙和小白鼠从,25,的温室中移,到,5,的环境中，这两种生物的需氧量变,化是 （ ）,A.,两种动物的需氧量都减少,B.,两种动物的需氧量都增加,C.,前者需氧量减少，后者需氧量增加,D.,前者需氧量增加，后者需氧量减少,考点：热能的意义。,C,暂时缺氧状态下的活细胞，还能进行细胞呼吸吗？,与生活联系,高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。,苹果放久了为什么会有酒味？,动物能否进行无氧呼吸？,C,6,H,12,O,6,4 H ,2C,2,H,5,OH + 2CO,2,酶,酶,2C,3,H,6,O,3,2,丙酮酸,酶,少量能量,第一阶段,(,细胞质基质,),第二阶段,(,细胞质基质,),3,、无氧呼吸的过程,乳酸,酒精,大多数植物、酵母菌,高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,6,O,3,（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）,C,6,H,12,O,6,酶,2C,2,H,5,OH,（酒精）,+ 2CO,2,+,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,反应式,无氧呼吸的概念,一般是指细胞在,_,的条件下，通过,_,的催化作用，把,_,等有机物分解为,_,的产物，同时释放出,_,的过程。,缺氧,酶,不彻底氧化,少量能量,葡萄糖,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。,生物体处于长期缺氧的状态能否生存？为什么？,无氧呼吸释放能量少；,酒精和乳酸大量积累对生物体有害,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,类型,项目,有氧呼吸,无氧呼吸,区,别,场 所,条 件,产 物,释 能,联 系,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,二氧化碳和水,氧化彻底,酒精、二氧化碳或乳酸,氧化不彻底,拓展：一些特殊的细胞和生物的呼吸作用的场所,真核生物：如哺乳动物的成熟红细胞进行的是无氧呼吸；一些寄生虫如：蛔虫进行无氧呼吸,原核生物：蓝藻进行有氧呼吸，场所是细胞质基质；大多数的细菌也是有氧呼吸场所也是细胞质基质,1.,右图表示呼吸作用过程中葡萄糖,分解的两个途径。酶,1,、酶,2,、,酶,3,依次分别存在于,( ),A.,线粒体、线粒体和细胞质基质,B.,线粒体、细胞质基质和线粒体,C.,细胞质基质、线粒体和细胞质基质,D.,细胞质基质、细胞质基质和线粒体,2,、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是,、分解有机物,、释放能量,、需要酶催化,、有机物分解不彻底,D,请写出各个字母代表的物质是什么？,A,丙酮酸,B,是,CO2 C,是还原,H D,是,O2 E,是酒精,3,、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：,（,1,）图中,A,是,_,，其产生的部位是,_,。,丙酮酸,细胞质基质,（,2,）反应中，必须在有氧条件下进行,_,，,可在人体细胞中进行的是,_,。,（,3,）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为,_,。,（,4,）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的,CO2,，所消耗的葡萄糖之比为,_,。,种子在有氧呼吸过程中产生了水,13,二、细胞呼吸类型的判断及有关计算,A:,细胞呼吸类型的判断：在以葡萄糖为呼吸底物的情况下，,CO2,的释放量,和,O2,的消耗量,是判断细胞呼吸方式的重要依据。,我们来归纳为二看原则：一看,O2,的消耗,（,1,）没有消耗,是无氧呼吸,有,CO2,生成，是产生酒精的无氧呼吸,没有,CO2,生成，是产生乳酸的无氧呼吸,（,2,）有消耗 进行二看,看,O2,与,CO2,生成量的关系,二、看,O2,与,CO2,生成量的关系,（,1,）,O2=CO2,，只有有氧呼吸,（,2,）,O2CO2,的情况,在,25,下,10 min,内，如果甲装置中墨滴左移,30 mm,，乙装置中墨滴左移,200 mm,，这说明该小麦种子发芽过程中所消耗的能源物质除糖类外还应有,_,，理由是,_,。,脂肪,脂肪中氢百分含量较高，吸收的,O2,大于释放的,CO2,。,4,、细胞呼吸意义,1,、为生命活动提供能量,2,、为体内其他化合物合成提供原料,O,NH,2,CH,3,CCOOH,CH,3,CHCOOH,丙酮酸,丙氨酸,呼吸作用,能,量,热能,散失,能量,转移,ATP,ADP,Pi,能,量,细胞分裂,生长发育,矿质元素吸收,肌肉收缩,神经冲动的传导,C,6,H,12,O,6,CO,2,H,2,O,（,1,）用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加,通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。,早期通气,促进酵母菌有氧呼吸，,利于菌种繁殖,后期密封发酵罐,促进酵母菌无,氧呼吸，利于产生酒精,（,3,）食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空,气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧,呼吸。,（,2,）酿,酒时,三、细胞呼吸原理的应用,（,4,）土壤松土,促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量,（,5,）稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。,（,6,）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧,呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。,提问,:,我们已经知道呼吸作用是会消耗能量,有氧呼吸比无氧呼吸消耗更多的能量,那么在水果,蔬菜的保鲜过程需要什么的条件才能够保鲜的时间更久呢,?,（一）内部因素,遗传因素,1.,不同的植物种类，呼吸速率各有不同，,如旱生植物小于水生植物；,2.,同一植物的不同器官或组织，呼吸速率也有明显的差异,，,如生殖器官大于营养器官,。,3.,同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同，,如幼苗期细胞大于成熟期细胞,（决定酶的种类和数量）,四、影响细胞呼吸的外界因素,(1),温度：植物最适,30-35,温度,呼吸强度,应用：贮存水果时，,适当降低温度,，可降低与细胞呼吸,有关酶的活性,，而延长保存时间，温室栽培中增大昼夜温差，以减少呼吸消耗有机物,（,2,）,O,2,的浓度,在,O,2,浓度为零时只进行无氧,呼吸；浓度为,10%,以下，既,进行有氧呼吸又进行无氧呼,吸；浓度为,10%,以上，只进行有氧呼吸（如图）。,生产中常利用,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、水果保鲜时,间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，,分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利,于蔬菜、水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（,5%,）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。,1,、若只产生,CO,2,，不消耗,O,2,，,2,、若产生的,CO,2,比吸收,的,O,2,多，,3,、若产生,CO,2,与吸收,的,O,2,相等，,4,、,B,点：无氧呼吸与有氧呼吸速率相等，此时,CO,2,的总释放量最低。,O,2,%,CO,2,释放量,有氧呼吸,无氧呼吸,A,B,D,C,CO,2,的总量,0 5 10 15 20 25,呼吸类型的判断,则只进行无氧呼吸（,A,点）,则两种呼吸同时存在,。,（,AC,段）,则只进行有氧呼吸,。,（图中,C,点以后）,D,点：,O,2,浓度超过一定值时，无氧呼吸消失。,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。,（,3,）,CO,2,浓度,从化学平衡的角度分析，,CO,2,浓度,增加，呼吸速率下降（如图）。,在密闭的地窖中，氧气浓度低,CO,2,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。,(4),水分,自由水,含量越多,，代谢越旺盛，,细胞呼吸越强,。,应用：,粮油种子贮藏前风干、晾晒：减少水分，,呼吸作用,干种子萌发前浸泡：含水量增高，,呼吸作用,。,降低细胞,提高细胞,1,、亚麻,2,、玉米,3,、小麦,提问,:,我们已经知道呼吸作用是会消耗能量,有氧呼吸比无氧呼吸消耗更多的能量,那么在水果,蔬菜的保鲜过程需要什么的条件才能够保鲜的时间更久呢,?,贮藏蔬菜和水果，适当,降低温度和氧气浓度，增加,CO,2,的浓度,3,、贮藏种子，必须,降低含水量,2,、贮藏蔬菜和水果，适当,降低温度和氧气浓度，增加,CO,2,的浓度,1,、,中耕松土,，保证根的正常呼吸作用，促进矿质元素的吸收,小结：呼吸作用在农业生产中的应用,4,、把植物体下部变黄的枝叶去掉，减少养分的消耗，使有机物向人们需要的器官积累,知识总结,呼吸作用的概念,呼吸作用类型,有氧呼吸,无氧呼吸,呼,吸,作,用,葡萄糖的初步分解,丙酮酸彻底分解,H,的氧化,丙酮酸不彻底分解,乳酸发酵,酒精发酵,葡萄糖的初步分解,VS,1.,场所,3.,物质变化,4.,能量变化,2.,条件,如图所示为不同距离的跑步过程中，有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。下列说法中正确的是（）,A,跑步距离越长，无氧呼吸供能所占比例越大,B,1500,米跑时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当,C,100,米跑时，所需,ATP,主要由有氧呼吸产生,D,马拉松跑时，肌肉细胞呼吸释放的,CO2,与吸收的,O2,之比为,11,D,稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如图。下列叙述正确的是（）,A,阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低,B,阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高,C,阶段幼根因无氧呼吸的特有产物丙酮酸积累过多而变黑腐烂,D,从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂，稻田宜在,阶段前适时排水,D,如图表示某植物的非绿色器官在不同氧气浓度下进行细胞呼吸过程中,O,2,的吸收量与,CO,2,释放量的关系，其中说法正确的是,答案：,C,从乙图中可以看出，细胞呼吸的最适温度是,_,点对应的温度。,AB,段说明,_,。,丙图表示酵母菌的呼吸情况，则曲线,表示,_,呼吸类型。如果在瓶中培养酵母菌时，测定出瓶中放出,CO2,的体积与吸收,O2,的体积比为,54,，这是因为有,_,的酵母菌在进行曲线,所示的呼吸类型（假设酵母菌进行两种细胞呼吸的速率相等）。,由乙、丙两图可知，贮存水果时应选择,_,（低温、室温、高温，无氧、低氧、高氧）的条件。,B,在一定温度范围内，细胞呼吸速率随温度升高而增大有氧,3/7,低温、低氧,“探究酵母菌细胞呼吸方式”,酵母菌,淀粉,酵母菌,酒精,葡萄糖,细胞呼吸,酵母菌,酵母菌,1,、兼性厌氧菌,2,、生长周期短，繁殖速度快。,3,、单细胞的真核细胞,一、实验目的,1.,探究酵母菌是否既能有氧呼吸又能无氧呼吸,2.,探究酵母菌有（无）氧呼吸能否产生酒精,3.,探究酵母菌有（无）氧呼吸是否产生,CO,2,4.,探究酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸哪种方式产生的,CO,2,更多,二、实验原理,1.,酵母菌的生存特点,2.,有氧呼吸,和,无氧呼吸的,反应过程（,反应式,）,。,3.,产物检测：,（,1,）检测,CO,2,使澄清石灰水变浑浊（根据,浑浊程度,检测,CO,2,产生的多少）,溴麝香草酚蓝水溶液：,蓝,变,绿,再变,黄,（根据其,变黄色时间的长短,，检测,CO,2,产生的多少）,（,2,）检测酒精：,酒精,+,重铬酸钾（浓硫酸溶液）：,橙色,灰绿色,酵母菌有氧、无氧条件下进行的呼吸作用的产物分别是什么？,1.,提出问题,2.,作出假设,酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生,CO,2,，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生,CO,2,和酒精。,三、实验探究过程,实验思路？,分析变量,自变量,:,因变量,:,无关变量,:,细胞呼吸的条件,细胞呼吸的产物,有氧,无氧,影响实验结果的可变因素,酒精、,CO,2,分别给酵母菌提供,有氧和无氧,的条件，一段时间后检测其产物是否含,酒精或二氧化碳,3.,设计实验,探究酵母菌细胞呼吸的方式,思考并解决下列问题：,(1),怎样鉴定有无,CO,2,产生？,(2),怎样鉴定有无酒精产生？,3.,设计实验,CO,2,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,酒精的检测：,橙色的重铬酸钾溶液在,酸性,下与酒精发生反应：,橙色灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,4.,进行实验,探究酵母菌细胞呼吸的方式,步骤一：酵母菌培养液的配制,取,20g,新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶,A,（,500mL,）和锥形瓶,B,（,500mL,）中。分别向瓶中注入,240mL,质量分数为,5%,的葡萄糖溶液。,步骤二：,A,实验组,(,有氧情况下,),10%NaOH,酵母菌培养液,澄清石灰水,探究酵母菌细胞呼吸的方式,接橡皮球（或气泵）,4.,进行实验,第一个瓶子的作用是：去除空气中的,CO2,步骤三：,B,实验组,(,无氧情况下,),酵母菌培养液,澄清石灰水,探究酵母菌细胞呼吸的方式,4.,进行实验,第一个瓶子应封口放置一段时间，待酵母菌将瓶中的氧气消耗完，再连通后面的瓶子，确保通入澄清石灰水中的,CO2,是由无氧呼吸产生的。,步骤四：鉴定是否有酒精产生,0.5mL,重铬酸钾的浓硫酸溶液,A,组,B,组,橙色,橙色,橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇发生,化学反应，变成灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,条件,澄清石灰水,/,出现的时间,重铬酸钾,-,浓硫酸溶液,有氧,无氧,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,5.,分析结果，得出结论,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,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,。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,5.,分析结果，得出结论,设计实验,酵母菌有氧、无氧条件进行的呼吸作用的产物分别是什么？,提出问题,进行实验,分析结果、得出结论,CO,2,有氧,产生,无氧,CO,2,、,酒精,产生,作出假设,实验组,对照组,结,论,装置,结果,1,结果,2,结果,3,酵母菌,NaoH,溶液,酵母菌,清水,只进行有氧呼吸,只进行无氧呼吸,既 ，又,不移动,左移,不移动,右移,左移,右移,对比实验,：设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，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。,（,1,）为什么要用煮沸又冷却的葡萄糖溶液？,（,2,）盛有清水试管在此发酵实验中有何作用？,如图为酵母菌无氧呼吸的实验装置，请根据图来回答,（,3,）容器中溶液,A,一般是指,，发酵实验中，两试管分别什么现,盛水试管：,溶液,A,试管：,（,4,）随着时间推移，盛水的试管现象最终消失，这是因为,，此时测定烧瓶中溶液的成分应该是,（,5,）本实验主要验证,（,1,）煮沸的目的是为了排尽圆底烧瓶中原有的空气，为酵母菌发酵营造厌氧环境，冷却是为了避免酵母菌在高温下失活，为酵母菌提供发挥最高活性需要的适宜的温度,（,2,）进一步过滤氧气，防止氧气进入圆底烧瓶抑制酵母菌发酵,（,3,）澄清石灰水，,有气泡溢出 溶液变浑浊,（,4,）葡萄糖逐渐耗尽 酒精液,（,5,）酵母菌发酵可产生,CO2,