细胞呼吸优质课生物必修一

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,拉瓦锡等在研究人的呼吸作用,18,世纪，法国化学家拉瓦锡,把呼吸作用比作碳和氢的“,缓慢燃烧过程,”。,问题探讨,：,呼吸现象和呼吸作用,细胞内,+,有机物,+,水,CO,2,能 量,呼吸作用（本质）,O,2,O,2,呼吸（现象）,呼吸器官,血液循环,血液循环,呼吸器官,CO,2,气体运输,+,类型,有氧呼吸,无氧呼吸,一、细胞呼吸,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。,无氧呼吸：,指细胞在,无氧,条件下，通过酶的催化作用，,把,葡萄糖,等有机物分解成为,不彻底氧化产物,，,同时释放出,少量能量,的过程。,酶,不彻底氧化产物,+,有机物,无氧,少量能量,原始大气中不含游离的氧，于是原始的微生物,适应了无氧环境，于是产生了无氧呼吸。,有氧呼吸：,细胞在有,氧,的参与下，通过酶的催化,作用，把,葡萄糖,等有机物,彻底氧化分解,，产,生,CO,2,和,H,2,O,，同时释放出大量能量的过程。,酶,+O,2,CO,2,+H,2,O,+,有机物,大量能量,酶,不彻底氧化产物,+,有机物,无氧,少量能量,有氧呼吸的主要场所,线粒体,外膜,内膜,嵴,、有氧呼吸发生的场所在哪里,?,、,有氧呼吸分为三个阶段，每一阶段分别生成了什么物质？最终的产物是什么,?,、哪些阶段生成,H,？哪些阶段释放能量？释放能量最多的是哪一阶段？,、是不是每个阶段都需要,的参与呢？,二、有氧呼吸,线粒体,细胞质基质,C,6,H,12,O,6,酶,少量能量,(ATP),4H,2,丙酮酸,(C,3,H,4,O,3,),第一阶段,细胞质基质,酶,6H,2,O,6CO,2,少量能量,20H,(ATP),6O,2,6O,2,大量能量,(ATP),酶,12H,2,O,第二阶段,:,线粒体基质,第三阶段,:,线粒体内膜,有氧呼吸过程,葡萄糖,酶,少量能量,酶,丙酮酸,H,O,2,CO,2,H,2,O,少量能量,大量能量,酶,H,H,2,O,线粒体基质,细胞质基质,线粒体内膜,有氧呼吸过程,有氧呼吸过程,1.,有氧呼吸过程,葡萄糖的初步分解,C,6,H,12,O,6,酶,2CH,3,COCOOH+4 H+,能量,（丙酮酸）（少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO,2,+20 H+,能量,（少量）,场所：线粒体基质,2CH,3,COCOOH,（丙酮酸）,H,的氧化,酶,12H,2,O+,能量,（大量）,场所：线粒体内膜,24H+6O,2,+6H,2,O,有氧呼吸,H,2,O H,H,2,O,O,2,H,2,O,C,6,H,12,O,6,丙酮酸,CO,2,丙酮酸,H H,2,O,H H,2,O,C,6,H,12,O,6,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6,*,O,2,6CO,2,+12H,2,*,O+,能量,酶,C,：,H,：,O,：,C,、,H,、,O,的来龙去脉：,C,6,H,12,O,6,丙酮酸,H,2,O,CO,2,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,6CO,2,+12H,2,O+,能量,酶,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，产生出二氧化碳和水，释放大量能量,生成许多,ATP,的过程。,概念：,有氧呼吸的反应式及概念,有氧呼吸三个阶段都释放能量,那么这些能量释放出来以后,有哪些去路,?,热能,葡萄糖,CO,2,+H,2,O,能量,ADP,Pi,ATP,用于各项生命活动,2870kJ,约,40,（体温的来源）,1mol,葡萄糖,2870kJ,有氧呼吸,热能散失,38ATP(1161kJ),有氧呼吸的能量去路,细胞质基质,线粒体,线粒体,葡萄糖,H,、,O,2,CO,2,、,H,H,2,O,少量能量,少量能量,大量能量,第一阶段,第二阶段,第三阶段,丙酮酸、,H,2,O,丙酮酸、,H,有氧呼吸各个阶段的比较：,思考：,有氧呼吸各个阶段的反应物和生成物、场所等分别是什么？,有氧呼吸的生成物,CO,2,和,H,2,O,分别产生于有氧呼吸的第几阶段？,有氧呼吸的生成物,CO,2,中的,C,和,O,分别来自哪里？有氧呼吸的生成物,H,2,O,中的,O,从何而来？,有氧呼吸过程中哪几个阶段有,H,产生？最多的是哪一个阶段？其去向？,有氧呼吸过程中哪几个阶段有,ATP,产生？最多的是哪一个阶段？,有氧呼吸过程中物质变化和能量变化的特点是什么？,C,6,H,12,O,6,能否进入线粒体参与有氧呼吸？,细胞质基质,线粒体,完整活细胞,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,苹果储藏久了为什么会有酒味呢？,无氧呼吸的场所在哪里呢,?,反应是如何进行的呢？,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,2CH,3,COCOOH+4 H+,能量,（丙酮酸）（少量）,场所：细胞质基质,三、无氧呼吸,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,C,6,H,12,O,6,酶,2CH,3,COCOOH,（丙酮酸）,酶,2C,3,H,6,O,3,（乳酸）,+,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、,玉米胚细胞等,）,C,6,H,12,O,6,2CH,3,COCOOH,（丙酮酸）,酶,2C,2,H,5,OH,（酒精）,+,2CO,2,+,能量,B.,酒精发酵,例：大多数植物、酵母菌,酶,无氧呼吸过程,细胞质基质,C,6,H,12,O,6,酶,少量能量,(ATP),4H,2,丙酮酸,(2C,3,H,4,O,3,),第一阶段,细胞质基质,酶,酶,(C,2,H,5,OH),酒精,+CO,2,+,少量能量,(C,3,H,6,O,3,),乳酸,第二阶段,细胞质基质,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,无氧呼吸的反应式及概念,无氧呼吸是指细胞在,无氧,条件下，通过,多种酶,的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解为,不彻底的氧化产物,，同时释放出,少量能量,生成少量,ATP,的过程。,你能参照有氧呼吸的概念给无氧呼吸一个定义吗？,有氧呼吸的能量去路,1mol,葡萄糖分解成乳酸，共释放，,其中一部分以热能形式散失,(,约,69%),；,另一部分转移到,ATP,中,(61.08kJ/mol,约,31%),储存，形成,2,个,ATP,。,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,无氧呼吸中葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中,a.,高等植物在,水淹,的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸,b.,高等动物和人体在剧烈运动时，,骨骼肌细胞,内就会出现无氧呼吸。肌肉,酸,胀。,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。,无氧呼吸实例,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,。,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，肌肉细胞则以,无氧呼吸的方式供给能量,，满足人体的需要。,无氧呼吸的意义,酵母菌、乳酸菌等,微生物,的无氧呼吸，叫做发酵,（酒精发酵、乳酸发酵）,发酵,所有的发酵都是无氧呼吸么？,问题：,1,、无氧呼吸可以分为几个阶段？各个阶段的,反应怎样？,2,、无氧呼吸的化学反应有几种？,3,、无氧呼吸和有氧呼吸相比有哪些共同点和,不同点？,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,你能设计一个图表比较有氧呼吸与无氧呼吸异同点吗？,先细胞质基质、后线粒体,细胞质基质,酶、第三阶段需要,O,2,酶、不需要,O,2,CO,2,+H,2,O,C,2,H,5,OH+CO,2,C,3,H,6,O,3,释放大量的能量，形成,38ATP,释放少量的能量，形成,2ATP,从葡萄糖到丙酮酸这一阶段完全相同,分解有机物，释放能量，合成,ATP,为生物体的各项生命活动提供能量,酶,酶,有氧呼吸与无氧呼吸的比较表（供参考）,呼吸作用的意义：,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。,细胞呼吸原理的应用,破伤风疫苗,创可贴,植物松土,提倡慢跑,水稻露、晒田,发酵生产,四、细胞呼吸原理的应用,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,应用于垃圾、废水的处理,利用发酵产生沼气,4.1,发酵技术,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,;,也可以通过,降低呼吸作用，减少有机物消耗,。,例：农业的,中耕松土,，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。,例：温室大棚，白天适当增加温度有利于光合作用的进行。夜间不能进行光合作用，但是细胞呼吸要消耗掉一部分光合作用累计的有机物。可通过减低夜间温度来降低细胞呼吸消耗。这就是农业生产上通过适当,增大昼夜温差,提高农业产量的原因。,4.2,农业生产,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。,粮食储藏和果蔬保鲜,如何利用呼吸作用的原理进行水果和蔬菜的贮藏和保鲜？,低温、,低氧,、高二氧化碳（或充氮气）,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。,粮食储藏,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。,果蔬保鲜,易错题：,下列有关粮食、水果的保存正确的是（）,A.粮食、水果应该在无氧条件下保存，以抑制有氧呼吸消耗有机物,B.低温抑制酶的活性，从而抑制细胞呼吸，保存粮食、水果在零下低温的效果应该强于零上低温,C.水分会促进细胞呼吸，粮食、水果应该保存在干燥的环境中,D.粮食、水果释放CO,2,最少时对应的,O,2,浓度是二者保存的最适,O,2,浓度,D,1,、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,2,2,、高等植物呼吸作用只发生在,(),A,活细胞,B,含有叶绿体的细胞,C,不含叶绿体的细胞,D,气孔周围的细胞,A,二、细胞呼吸的方式,探究活动,探究酵母菌细胞呼吸的方式,细胞呼吸时否需要氧？生物在有氧和无氧条,件下是否都能进行细胞呼吸呢？,讨论：,1,、酵母菌细胞呼吸的方式有几种？,2,、发生条件和产物分别是什么？,3,、如何设计实验证明你的假设？,探究酵母菌细胞呼吸的方式,一、实验原理,1,、酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧的条件下都可以生存,属于兼性厌氧菌。,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,重铬酸钾,溶液在,酸性条件,下与酒精发生反应，变成,灰绿色,。,二、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、设计实验,1,、配制