ATP的主要来源细胞呼吸公开课

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,2020/11/4,*,生物体生命活动所需能量的直接来源,是什么?,这种物质是如何形成的？,动物和人,绿色植物,能 量,ADP+Pi+,ATP,酶,思考题,ATP,2020/11/4,1,第五章,细胞的能量供应和利用,第3节,ATP的主要来源细胞呼吸,2020/11/4,2,一、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ATP的过程。,二、细胞呼吸的方式,有氧呼吸,无氧呼吸,2020/11/4,3,三、探究酵母菌 细胞呼吸的方式,（一）提出问题,（二）做出假设:,（三）设计实验,特别关注的问题,1. 怎样控制有氧和无氧条件？,2. 怎样鉴定酒精和CO,2,的产生？如何比较,CO,2,产生的多少？,3. 怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生,活？,酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。,2020/11/4,4,1、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 的环境,下培养8-10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毫升重铬酸钾-浓硫酸溶液，轻轻振荡、混匀,实验步骤,2020/11/4,5,实验操作,见教材92页“设计实验”中的有关“参考资料”,注意事项,该实验是比较酵母菌在有氧和无氧条件的呼吸作用，因此该实验是互为对照实验。作为对照实验，在实验设计时的注意事项是什么？,控制实验变量。该实验的变量是有无氧气。根据“参考资料”中的图可知，图A应为有氧条件，图B为无氧条件。,2020/11/4,6,有氧呼吸,2020/11/4,7,无氧呼吸,2020/11/4,8,（四）实验结果,1 . CO,2,的放出情况：,A、B两组都有CO,2,的产生，但A组产生的,CO,2,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。,2020/11/4,9,实验结论,酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸,（兼性厌氧菌）。,在,有氧,条件下，通过细胞呼吸产生,大量,的CO,2,和H,2,O;,在,无氧,条件下,通过细胞呼吸产生,酒精,和,少量,的CO,2,。,二、细胞呼吸的方式,有氧呼吸,无氧呼吸,细胞呼吸,2020/11/4,10,线粒体“动力工厂”（有氧呼吸的主要场所）,外膜,内膜,嵴,外膜、内膜、嵴、基质（含少量DNA和有关酶）,功能：,结构:,有氧呼吸的主要场所,（一）有氧呼吸,1、有氧呼吸的主要场所-线粒体,2、有氧呼吸最常利用的物质-葡萄糖,2020/11/4,11,有氧呼吸的过程图解,(一)、有氧呼吸,2020/11/4,12,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）,2020/11/4,13,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,H2O,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,2020/11/4,14,场所：,细胞质基质、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,+6H,2,O+6O,2,6CO,2,+ 12H,2,O +能量,酶,有氧呼吸小结,(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,2020/11/4,15,无氧呼吸的过程,葡 萄 糖,丙 酮 酸,H,少量能量,乙醇,脱氢酶,乳酸,脱氢酶,酒精 + CO,2,乳酸,酶,2020/11/4,16,1、酒精发酵：,C,6,H,12,O,6,酶,2、乳酸发酵：,C,6,H,12,O,6,五、无 氧 呼 吸,2,CH,3,CH,2,OH,（酒精）+2CO,2,+,能量,2,C,3,H,6,O,3,（乳酸）+,能量,酶,酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型,乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型,问题思考,：无氧呼吸有何意义和危害？,场所：,细胞质基质,2020/11/4,17,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,2020/11/4,18,有氧呼吸和无氧呼吸的区别,比较项目,有氧呼吸,无氧呼吸,呼吸场所,是否需氧,物质代谢,能量代谢,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,必需有氧的参与,氧能抑制无氧呼吸,将有机物彻底分解成,CO,2,和H,2,O,有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）,1mol,2870,(kj),1161,ATP,热能,(38mol),葡萄糖,1mol,葡萄糖,196.65,（kj）,61.08,ATP,(2mol),热能,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,2020/11/4,19,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,需分子氧、酶,不需分子氧、需酶,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,2020/11/4,20,1、呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。,四、呼吸作用的意义：,2、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。,2020/11/4,21,影响细胞呼吸的因素,1、温度,呼吸作用在最适,温度（）,时最强；,2、氧气,在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。,（5%）保存,2020/11/4,22,细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）,1、若只产生,CO,2,，不消耗,O,2,，则只进行无氧呼吸（如,A,点）。,2、若产生的,CO,2,的摩尔数比吸收,O,2,的摩尔数多，则两种呼吸同时并存（图中,AC,段）。,O,2,%,CO,2,释放量,A,B,C,D,CO,2,的总量,5 10 15 20 25,无氧呼吸,有氧呼吸,2020/11/4,23,细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）,3、若产生CO,2,的摩尔数与吸收O,2,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（CO,2,释放量表示），此时CO,2,的总释放量最低。D点表示O,2,浓度超过一定值（10%）以上时。无氧呼吸消失，说明有O,2,存在时，无氧呼吸受到抑制。,O,2,%,CO,2,释放量,有氧呼吸,无氧呼吸,A,B,C,D,CO,2,的总量,5 10 15 20 25,2020/11/4,24,3、CO,2,4、水,从化学平衡角度析，CO,2,浓度增加，呼吸速率下降,呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加强,2020/11/4,25,六、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,4,.,医学上,2020/11/4,26,1.发酵技术,生产啤酒、果酒和白酒等,（eg:建瓯红酒）,生产乳酸类、柠檬酸类饮料,生产味精、酱油和醋,应用于垃圾、废水的处理,利用发酵产生沼气,2020/11/4,27,2.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。,2020/11/4,28,3.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,2020/11/4,29,粮食储藏,粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，降低氧浓度、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。,2020/11/4,30,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01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68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。,2020/11/4,31,4 . 在医学上,利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧,型细菌的繁殖,2020/11/4,32,18,12,6,0,现有一瓶混有酵母菌和葡萄糖的培养液，通入不同浓度的氧气时，其产生的酒精和CO,2,的量如图所示。问：在O,2,浓度为a时,A、酵母菌只进行发酵,B、67的葡萄糖用于,无氧呼吸,C、33的葡萄糖用于,无氧呼吸,D、酵母菌停止无氧呼吸,a O,2,%,CO,2,酒精,名校学案P47,2020/11/4,33,课 堂 练 习,1.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,二,2020/11/4,34,2. 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,3. 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,2020/11/4,35,4.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,2020/11/4,36,5.陆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,6.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,2020/11/4,37,