ATP的主要来源——细胞呼吸

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,*,第,3,节,ATP,的主要来源,细胞呼吸,教学目标：,1,说出线粒体的结构和功能。,2,说出有氧呼吸与无氧呼吸的异同点。,3,说出细胞呼吸原理，在生产和生活中有哪些应用,?,4.,进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。,一、细胞呼吸的概念,生物体内糖类、脂类和蛋白质等,有机物,在,活细胞内,经过一系列的,氧化分解,，最终,生成二氧化碳或其他产物,，并且,释放能量,，,生成,ATP,的总过程，叫做细胞呼吸。,（又叫生物氧化）,细胞呼吸一定需要氧气吗？,（一）探究酵母菌呼吸的方式,酵母菌是一种,单细胞真菌,，属真核生物。在有氧气和无氧气的条件下都能生存，属于,兼性厌氧,型生物。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，可以确定酵母菌细胞呼吸的方式。,二、细胞呼吸的方式,实验：探究,酵母菌,细胞呼吸的方式,实验材料,酵母菌：,酵母菌是,异养兼性厌氧型,生物，,培养时必须提供有机物,。,课本,P91,酵母菌培养液,配制成, 葡萄糖溶液,单细胞真菌属真核生物,细胞壁 细胞膜 细胞核,细胞质,酵母菌,试剂,鉴定对象,实验现象,澄清石灰水,CO,2,变混浊（据变混,浊程度可确定,CO,2,多少）,溴麝香草酚蓝,溶液,CO,2,蓝绿黄（据,变色的时间快慢,确定,CO,2,的多少）,重铬酸钾溶液,酒精,橙色灰绿色,（酸性条件）,实验原理,实验假设：,提出问题：,实验方案设计：,酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精,?,酵母菌在不同条件下产生的,CO,2,是否一样多,?,酵母菌在,无氧,条件下使葡萄糖发酵产生酒精,酵母菌在,有氧,条件下产生的,CO,2,比无氧条件多,探究实验步骤：,实验方案设计：,控制有氧和无氧的条件,是否有酒精产生的,?,是否有,CO,2,产生？,比较,CO,2,多少的方法,保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法,通气或密封瓶口放置一段时间,酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应,通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间,葡萄糖溶液培养、适宜的温度、,pH,、,空气,自变量,因变量,无关变量,实验过程,（,1,）配制酵母菌培养液。,（,2,）检测,CO,2,的产生，装置如图所示：,（,3,）检测酒精的产生：,方法一：自,A,、,B,中各取,2,mL,滤液分别注入编号为,1,、,2,的,两支试管中分别滴加,0.5,mL,溶有,0.1,g,重铬酸,钾的浓硫酸溶液振荡并观察溶液的颜色变化。,方法二：将等量的酸性重铬酸钾加入酵母菌培养液中,实验：探究,酵母菌,细胞呼吸的方式,实验现象：,实验结论：,有氧装置,中，第三个锥形瓶：,石灰水混浊程度,高,溴麝香草酚蓝变色时间,短,无氧装置,中，第二个锥形瓶：,酵母菌滤液：,加入重铬酸钾，颜色仍为,橙色,石灰水混浊程度,低,溴麝香草酚蓝变色时间,长,酵母菌滤液：,加入重铬酸钾，颜色变为,灰绿色,在,无氧,条件下酵母菌通过细胞呼吸产生,酒精和少量,CO,2,酵母菌在,有氧和无氧,条件下都能进行细胞呼吸。,在,有氧,条件下酵母菌通过细胞呼吸产生,大量,CO,2,C,6,H,12,O,6,+ 6,O,2,+ 6H,2,O,6CO,2,+ 12H,2,O,+,能量,酶,有氧呼吸是细胞在,有氧,的条件下，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。,（二）、细胞呼吸的方式：有氧呼吸、无氧呼吸,（,2,）有氧呼吸全过程：,（,3,）反应式：,（,4,）、概念：,（,1,）,主要场所：,线粒体,1,、有氧呼吸,2,、无氧呼吸,（,1,）过程：,（,3,）反应式：,（,4,）概念：,细胞在,缺氧的,条件下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物分解成,尚未彻底氧化,的产物，同时释放出,少量能量，,生成,少量,ATP,的过程。,1.,苹果储存久了，会有什么气味散发出来？,2.,剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌会产生什么感觉？,（,2,）,场所：,细胞质基质,3,、有氧呼吸与无氧呼吸的比较,有氧呼吸,无氧呼吸,不同点,相同点,场所,条件,产物,能量,变化,联系,实质,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,需氧气、多种酶,不需氧气、需多种酶,CO,2,、H,2,O,酒精和,CO,2,或乳酸,释放,大量,能量,，合成,38ATP,释放,少量,能量,，合成,2ATP,从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同,分解有机物，释放能量，合成,ATP,1,、为生物体的生命活动,提供能量,。,2,、为体内其他化合物的合成,提供原料,。,三、细胞呼吸的意义与应用,意 义,应 用,阅读“教材”,P,95,讨论并回答,谷氨酸丙酮酸,-,酮戊二酸 丙氨酸,GPT,光能,叶绿体,6CO,2,+,12H,2,O,C,6,H,12,O,6,+,6O,2,6H,2,O+,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,4.,运动与损伤护理,应 用,拓展,:,通过本节学习你能否总结出哪些条件会影响细胞呼吸的速率？,四、影响呼吸作用的因素及应用,1,、温度,（影响呼吸酶的活性）,2,、水,（,在一定的范围内，含水量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强）,3,、氧气,（,O2,直接影响呼吸速率和呼吸的性质。）,4,、二氧化碳含量,（,CO2,是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用。）,1.,（,1,）标号,至,是,1,分子葡萄糖,ATP,2,分子,C,ATP,ATP,A,B,丙酮酸,H,H,O,2,H,2,O,CO,2,+H,2,O,三个阶段中不同化学,反应所需的酶,（,2,）,.,图中的英文字母,A,、,B,、,C,表示：,巩固练习,2,、人体内代谢终产物,CO,2,形成的主要场所是（ ）。,A,、血浆内,B,、线粒体,C,、肺泡,D,、细胞质基质,B,3,、蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为（ ）,A,低温、干燥、低氧,B,低温、湿度适中、低氧,C,高温、干燥、高氧,D,高温、湿度适中、高氧,A,4,、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到,3,种化学物质，其浓度变化如下图。图中,P,、,Q,、,R,三曲线依次代表,A,、,O,2,、,CO,2,、,乳酸,B,、乳酸、,CO,2,、,O,2,C,、,CO,2,、,O,2,、,乳酸,D,、,CO,2,、,乳酸、,O,2,5.,右图是种子萌发成幼苗时糖类含量的变化，请据图回答：,（,l,）导致,AB,段淀粉下降的原因是,_,。,（,2,）葡萄糖在,D,点之前含量增加，葡萄糖的来 源是,_,。,（,3,）在,B,点后淀粉含量开始增加，其原因是,_,。,萌发时呼吸旺盛，,淀粉分解，为萌发提供物质和能量,淀粉的水解,幼苗开始进行光合作用产物为淀粉,6.,如图所示的曲线，表示的是一个贮藏白菜的地窖，随着氧气的消耗，二氧化碳浓度变化的情况。请回答：,(1)A,B,段,O,2,的消耗量很大，,CO,2,浓度上升也很快，白菜在进行,_,呼吸。,(2)C,D,段,O,2,浓度接近于,0,，而,CO,2,浓度仍在上升，白菜在进行,_,呼吸。,(3)B,C,段,O,2,浓度已很低，,CO,2,浓度几乎不上升，,原因是,_,。,。,(4),为了有益较长时间地贮,藏大白菜，应把地窖里的,O,2,浓度控制在,_,段,范围内。,有氧,无氧,有氧呼吸进行得很慢,而无氧呼吸尚被氧气所抑制,将酵母菌细胞进行研磨，得到细胞研磨液匀浆。将其中一部分匀浆进行离心，得到上清液（细胞质基质）和沉淀，从沉淀中分离出线粒体，再分别进行下列试验：,探究性分析：,注：上清液,（细胞质基质）,根据上述材料，你认为有氧呼吸的,场所,在何处？,B,（通入空气）,NaOH,溶液,澄清石灰水,（实验操作）,A,瓶,（实验现象）,B,瓶,加入匀浆和葡萄糖,变浑浊,只加入上清液（或线粒体）和葡萄糖,没有变浑浊,加入上清液、线粒体和,葡萄糖,变浑浊,注：上清液,（细胞质基质）,分析上述材料，找出分解葡萄糖的场所以及其分解产物？,（实验操作）,A,瓶加入,（实验现象）,上清液、丙酮酸和,H,不浑浊，且,A,瓶中,无其它物质生成,线粒体、丙酮酸和,H,变浑浊,线粒体、丙酮酸,变浑浊,（实验操作）,A,瓶加入,（实验现象）,上清液和葡萄糖,石灰水无变化，,A,瓶中检测到丙酮酸和,H,线粒体和葡萄糖,石灰水无变化,葡萄糖没有被分解,B,（通入空气）,NaOH,溶液,澄清石灰水,分析上述材料，找出第一阶段产物继续反应的的场所、利用的物质以及其部分分解产物？,如,在,A,瓶插一根温度计，发现在前面的实验过程中，如果发生了相应的化学变化，温度计的温度都会有一定程度的上升。,分析上述材料，,温度计,温度上升的可能原因是,什么？,通过有氧呼吸，,1mol,的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放出,2870KJ,的能量，其中,1161KJ,储存,ATP,中,，其余的能量则以,热能,的形式散失掉了。,有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？ 它与有机物的体外燃烧有什么不同,的特点？,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,（通入空气）,无氧,酒精会使酸化的的重铬酸钾（橙色）变成灰绿色,有氧呼吸装置：,无氧呼吸装置：,10,NaOH,溶液,吸收通入空气中的,CO,2,（避免影响产生的,CO2,含量的结果）,葡萄糖溶液酵母菌,（培养酵母菌）,第一个 锥形瓶：,第二个 锥形瓶：,第三个 锥形瓶：,澄清的石灰水,根据混浊程度进行比较,CO,2,的产生量,橡皮球、气泵,（保持通入空气）,葡萄糖溶液酵母菌,封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接,。,（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）,第一个 锥形瓶：,第二个 锥形瓶：,或者 溴麝香草酚蓝水溶液,根据溶液颜色的变化时间长短比较,澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,根据混浊程度、,颜色的变化时间,进行比较,CO,2,的产生量,酵母菌培养液的滤液 溶有重铬酸钾的浓硫酸,（橙色）,（灰绿色）,（橙色）,实验开始：,A,装置（,35C),实验开始：,B,装置（,35C),实验进行,3,小时,A,装置,（,35C),B,装置（,35C),实验进行,3,小时,A,装置,（,35C),B,装置,（,35,C),溴麝香草酚蓝水溶液遇,CO,2,的变色过程,A,装置,用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精,溶有重铬酸钾的浓硫酸,+,A,装置的,酵母菌滤液,+,B,装置的,酵母菌滤液,灰绿色,不变灰绿色,线粒体的结构示意图,外膜,内膜,基质,嵴,葡萄糖,C,6,H,12,O,6,C,3,H,4,O,3,C,3,H,4,O,3,丙酮酸, H ,H,2,O,O,2,O,2,CO,2, H ,O,2,H,2,O,少量,ATP,少量,ATP,大量,ATP,细胞质基质,酶,O,2,线,粒,体,酶, H ,酶,请计算有氧呼吸的能量转换效率：,1mol,的葡萄糖彻底氧化分解，共释放,2870kJ,1161kJ,储存在,ATP,40.5,1709kJ,以,热量,散失,能使多少个,ADP,转化为,ATP,？,38mol,59.5,有氧呼吸的过程,第一阶段：,C,6,H,12,O,6,（丙酮酸）,第二阶段：,2CH,3,COCOOH + 6H,2,O,酶,第三阶段：,24,H, + 6O,2,C,6,H,12,O,6,+ 6,O,2,+ 6H,2,O,6C,O,2,+ 12H,2,O,+,能量,酶,总反应式：,2CH,3,COCOOH + 4,H,+,能量,6CO,2,+ 20,H,+,能量,酶,12H,2,O +,能量,酶,（大量）,葡萄糖,C,6,H,12,O,6,C,3,H,4,O,3,C,3,H,4,O,3,丙酮酸, H ,ATP,O,2,酒精,C,2,H,5,OH,酶1,C,3,H,6,O,3,乳酸,酶2,CO,2,酶,细胞质基质,请计算无氧呼吸的能量转换效率：,1mol,葡萄糖不彻底氧化分解生成乳酸，共释放,196.65kJ,61.08kJ,储存在,ATP,31.1,135.57kJ,以,热量,散失,68.9,能使多少个,ADP,转化为,ATP,？,2mol,无氧呼吸总反应式,C,6,H,12,O,6,酶,2 C,3,H,6,O,3,(,乳酸,),+,少量能量,C,6,H,12,O,6,2 C,2,H,5,OH,(,酒精,),+ 2CO,2,+,少量能量,酶,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、玉米胚细胞等）,例：大多数植物、酵母菌,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,发酵,微生物的无氧呼吸,（酒精发酵、乳酸发酵）,无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。,细胞呼吸原理的应用,细胞呼吸原理的应用,缺氧的情况下，植物组织进行无氧呼吸，产生酒精，不利其生长。,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，要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗,。,粮食储存：低温、低氧、干燥,水果蔬菜保鲜：低温、低氧、中等湿度,细胞呼吸原理的应用,细胞呼吸原理的应用,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。,无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。,细胞呼吸原理的应用,缺氧的情况下，厌氧病菌大量繁殖，不利于伤口痊愈。,