资源描述
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,大庆实验,-,唐海,第,3,节,ATP,的主要来源,细胞呼吸,大庆实验,-,唐海,问题探讨,18,世纪，法国化学家,拉瓦锡,发现物质燃烧时需氧气，并把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程”。后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解，并释放能量。,讨论：,1.,呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,2.,呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么快吗？,3.,在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放,能量吗？,细胞呼吸的概念,细胞呼吸是指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。,(,又叫生物氧化,),实质：氧化分解有机物释放能量,复习提问：,在,ADP,转化为,ATP,的过程中，所需要的能量主要来自于哪里？,酵母菌：,单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都能生存。,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属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸,产生水和,CO,2,，,无氧呼吸产生酒精和,CO,2,。,2,、,CO,2,的检测,方法,（,1,）,CO,2,使澄清石灰水变浑浊,（,2,）,CO,2,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,CO,2,，,在无氧情况下进行无氧呼吸，产生,CO,2,和酒精。,三、实验用具,（略）,1,、,NaOH,的作用是什么？,2,、酵母菌进行什么呼吸？,3,、澄清的石灰水有什么作用？,4,、如何说明,CO,2,产生的多少？,5,、如何控制无氧的条件？,四、实验结果预测,1,、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了,CO,2,，,能使澄清石灰,水变浑浊。,2,、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。,3,、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的,CO,2,要多,三、实验用具,（略）,五、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,CO,2,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,.,试管密封，试管不密封,六、观测、记录,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,七、实验结果,酵母菌在,有氧,和,无氧,条件下均能进行,细胞呼吸,。在,有氧,条件下，通过细胞呼吸,产生大量的,CO,2,，,在,无氧,条件下通过细胞呼吸产生,酒精和少量的,CO,2,。,细胞呼吸,有氧呼吸,无氧呼吸,包括,1,细胞呼吸的方式,2,、有氧呼吸,2.1,有氧呼吸,过程,2.1,有氧呼吸,过程,葡萄糖的初步分解,C,6,H,12,O,6,酶,丙酮酸,(C,3,H,4,O,3,),+ H +,能量,（少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,CO,2,+H,+,能量,（少量）,场所：线粒体基质,丙酮酸,H,的氧化,酶,H,2,O,+,能量,（大量）,场所：线粒体内膜,H + O,2,+ H,2,O,有氧呼吸三个阶段的比较,（,1,）,C,6,H,12,O,6,酶,2CH,3,COCOOH +,4H,+,能量,(,2ATP,),（,2,）,2CH,3,COCOOH+6H,2,O,6CO,2,+,20H,+,能量,(,2ATP,),酶,（,3,）,24H,+ 6O,2,12H,2,O +,能量,(,34ATP,),酶,1.,能量：,都有能量的释放，但以第三阶段释,放的能量最多,2.,场所：,第一阶段在细胞质基质中，第二阶,段发生在线粒体基质中，第三阶段,发生在线粒体内膜上。,3.,氧气：,只有第三阶段才需要氧气，作用是,氧化,H,生成水,2.2,主要场所：,线粒体,2.3,能量去向：,一部分以热能形式散失,(,约,60%),；,另一部分转移到,ATP,中,(,约,40%),。,2.4,总反应式：,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,6CO,2,+ 12H,2,O +,能量,酶,2.5,概念：,有氧呼吸是指细胞在,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,二氧化碳,和,水,，释放能量，生成,许多,ATP,的,过程。,场所：,A,细胞质基质,b,线粒体基质,c,线粒体内膜,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,(1709kJ/mol,约60%),(1161kJ/mol,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO,2,H,2,O,能量,彻底氧化分解,许多,ATP,38个ATP,有氧呼吸小结,1,、为什么说骆驼储存脂肪能适应缺水环境？,2,、花生种子与等量的小麦种子比较 ，在萌发,时耗氧量较多的是？,3,、有氧呼吸必须有线粒体参与才能进行吗？,讨论,:,4,、从生物膜系统的角度考虑，有线粒体参,与的有氧呼吸有何优势？,C,6,H,12,O,6,4 H ,2C,2,H,5,OH + 2CO,2,酶,酶,2C,3,H,6,O,3,2CH,3,COCOOH,酶,2ATP,动物：乳酸,植物：酒精,玉米胚,马铃薯块茎,乳酸,乳酸发酵：,酒精发酵：,无氧呼吸全过程,3,无氧呼吸,3.1,过程,与,有氧,呼吸第一阶段相同,葡萄糖的初步分解,C,6,H,12,O,6,酶,丙酮酸,+ H +,能量,（,少量）,场所：细胞质基质,细菌、真菌、马铃薯块茎、苹果果实、动物骨骼肌细胞,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,C,6,H,12,O,6,酶,丙酮酸,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、甜菜块根等）,C,6,H,12,O,6,酶,2C,2,H,5,OH,（,酒精）,+,2CO,2,B.,酒精发酵,例：大多数植物、酵母菌,酶,+,少量能量,2C,3,H,6,O,3,（,乳酸）,2C,2,H,5,OH,（,酒精）,+,2CO,2,3.2,实例,a.,高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸。产生酒精和二氧化碳,.,b.,高等动物和人体在剧烈运动时，骨骼肌细胞内就会进行无氧呼吸。肌肉酸胀是由于产生了乳酸,.,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。,3.3,概念,无氧呼吸是指细胞在,无氧,条件下，通过,酶,的催化作用，把,葡萄糖,等有机物分解为,不彻底的氧化产物,，同时释放出,少量能量,的过程。,2,、为什么骨骼肌中含有大量的肌糖元？,3,、无氧呼吸产生的酒精、乳酸在细胞中大量积累时，对细胞有毒害作用，利用有机物获得,ATP,效率低，为什么在进化中没有被淘汰呢？,1,、缺氧条件下，哪些生物的无氧呼吸产物是酒精，哪些生物的无氧呼吸产物是乳酸？,讨论,:,1,、依然有生存环境：如肠道寄生虫,2,、大多数生物以有氧呼吸为主，仍保留无氧 呼吸能力恰好是对不利环境的适应表现,3,、人工选择：为满足生产生活需要，一些优良的酒曲、菌种等被保留下来,3.4,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,有氧,呼吸,无氧,呼吸,呼吸场所,是否需氧,分解产物,释放能量,细胞质基质,、,线粒体内,需氧,CO,2,、H,2,O,较多,细胞质基质,不需氧,CO,2,、C,2,H,5,OH或C,3,H,6,O,3,较少,2870KJ、38ATP,196.65KJ、2ATP,呼吸：,机体与环境之间,O,2,和,CO,2,交换的过程。,细胞呼吸也称呼吸作用,是指,有机物,在细胞内经过一系列的,氧化分解,，生成,CO,2,或其他物质，释放出能量并,生成,ATP,的过程。,呼吸和呼吸作用的区别,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,5,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,.,发酵技术,2.,农业生产,3.,粮食储藏和果蔬保鲜,1.,发酵技术,生产啤酒、果酒和白酒等,生产乳酸类、柠檬酸类饮料,生产味精、酱油和醋,生产单细胞蛋白,应用于垃圾、废水的处理,利用发酵产生沼气,珠江啤酒厂,2.,农业生产,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，以促,进作物的生长发育。,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壤通气条件以增强根系的细,胞呼吸。,3.,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,果蔬保鲜,水果的低温保鲜,粮食储藏,粮食储藏时，要注意降低温度和保持,干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。,例：,稻谷等种子含水量超过,14.5,时，,呼吸速率就会骤然增加 ，释放出的热量和,水分，会导致粮食霉变。,果蔬保鲜,为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓,度、冲氮气或降低温度等方法。,例：,苹果、梨、柑、橘等果实在,0,1,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,6,8,个月。,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二氧化碳抑制细胞呼吸的原理,四、细胞呼吸原理的应用,选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上,了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、,避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的,痊愈。,酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜,的通气、温度和,pH,等条件下，进行有氧,呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行,酒精发酵。,醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足,和具有酒精底物的条件下，醋酸杆菌大,量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。,谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下，谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质（如尿素、硫酸铵、氨水）合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工，就成为谷氨酸钠,味精。,对于板结的土壤及时进行松土透气，可以使根细胞进行充分的有氧呼吸，从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外，松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖，这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解，从而有利于植物对无机盐的吸收。,水稻的根系适于在水中生长，这是因为水稻,的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气,腔运送到根部各细胞，而且与旱生植物相比，,水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是，水,稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸，所以,稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不,足，水稻根的细胞就会进行酒精发酵，时,间长了，酒精就会对根细胞产生毒害作用,，使根系变黑、腐烂。,较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。,有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。,无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。,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：,利用氧气驱蛔、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。,5,细胞呼吸原理的应用,1 .,温度：,温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率。,2 .O,2,的浓度：,在一定范围内，随,O,2,浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。,O,2,的存在抑制了无氧呼吸的进行。,3.CO,2,浓度,过大抑制呼吸作用的进行,6,影响呼吸作用的外界因素,CO,2,释放总量,有氧呼吸,无氧呼吸,O,2,吸收量,CO,2,释放量,a,b,c,1.,呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。,2.,呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。,7,呼吸作用的意义,1.,呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；,都能产生,CO,2,等产物，并且都释放出能量。,2.,呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？,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。,问题探讨,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。,3.,在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放,能量吗？,3.,在有氧呼吸过程中,氧气的作用是,4.,生物的细胞呼吸可分为,和,两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过,呼吸提供，其能源物质主要是,。,与氢结,合生成水，释放能量。,有氧呼吸,无氧呼吸,有氧,葡萄糖,1.,葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在,2.,人在剧烈运动时,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为,线粒体,乳酸,课堂练习,5.,有氧呼吸分三个阶段,三个阶段的共同特点是都有能量的释放,但释放能量最多的是,_;,在线粒体中进行的是第,_,阶段,;,第,_,阶段需要,O,2,氧的作用是,_;,第,_,阶段产生,H,最多；丙酮酸是第,_,阶段的产物。,第三阶段,二、三,一,三,氧化,H,二,6.,右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中,O,2,的浓度对植物组织内,CO,2,产生的影响，试分析：,释放的相对值,CO,2,（,1,）,A,点表示植物组织,释放,CO,2,较多，这些,CO,2,是,_,的产物。,（,2,）由,A,到,B,，,CO,2,的释放量急剧减小，其原因是,_,。,（,3,）由,B,到,C,，,CO,2,的释放量又不断增加，其主要原因是,_,； 到,C,点以后,CO,2,的释放量不再增加，其主要原因是,_,_,。,随,O,2,的增加，无氧呼吸受到抑制,随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强,无氧呼吸,受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强,7.,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,CO,2,和吸收的,O,2,之比是,( ),A.3,:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3,C,8.,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,CO,2,的试管有 （ ）,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.,C,9.,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,10.,关于无氧呼吸的叙述中，正确的是,( ),A.,不产生,CO,2,B.,一定产生,CO,2,C.,不形成,ATP D.,物质氧化分解不彻底,D,
展开阅读全文