《细胞呼吸作用》PPT课件.ppt

2011届高三生物第一轮复习,第3节ATP的主要来源细胞呼吸,下列转变需经哪些生理过程才能实现,光合作用,呼吸作用,ATP水解,？,一、细胞呼吸：,想一想：呼吸与细胞呼吸是同一个概念吗？,概念：细胞呼吸是指生物体内的有机物在活细胞中经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量的过程（又叫生物氧化）。,为什么萌发后的种子空瘪了？,二.细胞呼吸的类型,细胞呼吸,（一）有氧呼吸,第1阶段：葡萄糖的初步（无氧）分解,C6H12O6,2CH3COCOOH+4H+能量（丙酮酸）（少量）,场所：细胞质基质,第2阶段：丙酮酸彻底分解,6CO2+20H+能量（少量）,场所：线粒体基质,第3阶段：H的氧化,12H2O+能量（大量）,场所：线粒体内膜,24H+6O2,1.有氧呼吸的过程,先细胞质基质、后线粒体,彻底分解1mol的葡萄糖共释放2870KJ的能量。一部分转移到ATP中储存(1161KJ，约40%)；另一部分以热能形式散失(约60%)。,有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量的过程。,2.总反应式,3.反应场所,4.能量去向,5.概念,（二）无氧呼吸,1.过程,第一阶段:葡萄糖的初步分解:,C6H12O6,2CH3COCOOH+4H+能量（丙酮酸）（少量）,场所：细胞质基质,与有氧呼吸第一阶段相同,第二阶段:丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,2C2H5OH（酒精）,+2CO2,A.酒精类型,例：大多数植物、酵母菌,(2)2CH3COCOOH（丙酮酸）,酒精的鉴定及应用,+4H,第二阶段:丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,2C3H6O3（乳酸）,B.乳酸类型,例：高等动物、人、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根等）,2CH3COCOOH（丙酮酸）,+4H,3.无氧呼吸概念,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。,为什么释放出少量能量？（酒精类型：225.94；乳酸类型：196.65KJ）其中61.08KJ转移在中,？,2.无氧呼吸总的反应式,C6H12O6,2C2H5OH（酒精）,+2CO2+少量能量,C6H12O6,2C3H6O3（乳酸）,+少量能量,先细胞质基质后线粒体,细胞质基质,CO2和水,CO2和酒精或乳酸,较多,较少,需要酶和,需酶不需,呼吸阶段的第一阶段完全相同,都是氧化分解有机物，释放能量,三、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别与联系：,根据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况,在以C6H12O6为呼吸底物情况下，CO2释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下：（1）无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，如马铃薯块茎的无氧呼吸。（2）不消耗O2，但产生CO2，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下容器内气体体积可增大，如酵母菌的无氧呼吸。（3）当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2用NaOH溶液吸收，可引起气体体积减少。（4）当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。欲判断哪种占优势，可作如下分析：若VCO2/VO2=4/3,无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖；若VCO2/VO24/3,无氧呼吸占优势。（5）有H2O生成一定有有氧呼吸；有CO2生成一定不是乳酸发酵。,四、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,呼吸作用,能量,热能散失,能量转移,ATP,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,C6H12O6,CO2H2O,2870kj,1161kj,1709kj,五.影响细胞呼吸的因素内部因素:遗传因素(决定酶的种类和数量)1、不同种类的植物呼吸速率不同。如：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。2、同一植物的不同器官呼吸速率不同。如：生殖器官大于营养器官。3、同一植物在不同生长发育时期呼吸速率不同。如：幼苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。,环境因素(温度，氧浓度，二氧化碳浓度，水）温度：温度通过影响酶的活性来影响细胞呼吸。植物呼吸作用的最适温度一般在2535，最高温度在3545。,氧气浓度：（氧分压）氧浓度为0时只进行无氧呼吸，在一定范围内随氧浓度增大，有氧呼吸逐渐增强，无氧呼吸逐渐减弱。当达到一定浓度（A)时，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。,CO2释放的总量,无氧呼吸,有氧呼吸，即O2的吸收量,是CO2释放量曲线与O2吸收量曲线围起来的面积，代表无氧呼吸过程中CO2的释放量。,A,A点之前无氧呼吸和有氧呼吸同时进行，A点之后，无氧呼吸消失，只进行有氧呼吸。,二氧化碳浓度：CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO2浓度升高到1%10%时，呼吸作用明显被抑制。(如图),水：在一定范围内，呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。,六.细胞呼吸的应用,目的：种子贮存的过程中，在不降低种子生活力的前提下，为尽量减少有机物的消耗，常常通过一些措施使细胞呼吸减弱。措施：(1)将种子风干。通过风干，使种子的自由水含量大量减少，从而使其新陈代谢（主要是细胞呼吸）受到抑制，减少储存过程中有机物的消耗。,种子贮存,(2)将种子装袋密封，袋上打适量小孔。密封可使种子贮存袋内的二氧化碳含量升高、氧气含量适度降低，使细胞呼吸受到一定程度的限制，减少呼吸消耗；预留小孔，确保内部二氧化碳含量不致过高、氧气含量不致过低，避免种子因氧含量太低而进行无氧呼吸，防止无氧呼吸产物的积累影响种子的生活力。(3)适当降低贮存温度。降低温度可使酶活性下降，使细胞呼吸暂时减弱，有利于有机物消耗的减少。(4)适当降低贮存环境的湿度。种子在贮存过程中，若湿度太大，种子容易吸潮增强细胞呼吸，也有利于霉菌生活，容易导致种子发霉变质。,目的：既要减少营养物质的消耗，又要防止水分含量的降低和无氧呼吸产物的出现，以免影响水果、蔬菜的“新鲜”。措施：(1)适度降低贮存温度。与种子贮存一样，也是通过降低温度减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗。与种子贮存不同的是，种子在风干状态下对低温的耐受性强，不容易受冻伤，水果和蔬菜在新鲜状态下，自由水含量高，温度太低易受冻害，因此，降低温度应以不使水果、蔬菜受冻害为前提。(2)让贮存环境保持一定湿度。在湿度太小的环境中，水果与蔬菜容易失水，使“新鲜”程度下降。(3)用保鲜袋（膜）进行包装。控制袋（膜）内氧气含量，以适度抑制细胞呼吸的进行，减少有机物的消耗，但应避免因氧含量太低而导致其进行无氧呼吸，因为水果、蔬菜在无氧呼吸时易产生酒精，导致品质下降、变味。,水果、蔬菜保鲜,通过中耕松土，可改善土壤通气状态，促进根系的有氧呼吸，保证根系吸收矿质养分所需的能量，可有效避免根系因无氧呼吸造成的酒精中毒。另外，在进行中耕松土时，还可去除杂草，避免养分流向人们不需要的方向，促进养分朝着人们需要的方向（农作物）流动。,作物栽培,目的：以获得高产、优质的收获物为目的。措施：如增加作物对养分的吸收、减少有机物的消耗及其增加无土栽培营养液中的氧含量等。,中耕松土,通过适当降低温室大棚内夜晚的温度，可减少作物呼吸消耗，以达到积累更多有机物目的。,温室大棚夜晚降温,通过稻田晾晒，使稻田间歇缺水，一方面可促进根系生长，形成更加发达的根系，增大根系的吸收面积；另一方面，会改善土壤的通气状态，促进根系的细胞呼吸，达到促进矿质养分吸收的目的，还有利于被土壤胶体固定的养分的释放，有利根系的吸收。这些措施都有利于水稻的增产。,稻田晾晒,氧气在水中的溶解度很低，往往成为限制作物生长的因素，为了保证无土栽培植物根系进行有氧呼吸对氧气的需要，一是利用通气设备，向营养液中不断通入空气，增加溶氧；也可通过抽水装置促使营养液能够不断流动，通过营养液的流动促进溶氧增加,向无土栽培营养液中通气或让营养液始终循环流动。,包扎伤口,选用透气消毒纱布，目的是抑制厌氧细菌的无氧呼吸。,防止破伤风感染伤口,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,重铬酸钾(K2Cr2O7)可以检测有无酒精存在。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（两者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。,怎样检测汽车司机是否喝了酒？,1.(双选）刚进入西藏的湖南援藏干部，对高原缺氧环境所产生的生理反应是（）A.造血功能增强，红细胞数增多B.呼吸频率加快C.细胞大多以无氧呼吸获得能量D.心率加快,BD,2.同样消耗1mol的葡萄糖，有氧呼吸产生的ATP比无氧呼吸产生的ATP多（）A.20倍B.19倍C.3436molD.12.7%,B,3.在水稻叶肉细胞的细胞基质、线粒体基质、叶绿体基质中产生的代谢产物分别是（）A.CO2；丙酮酸；葡萄糖B.丙酮酸；葡萄糖；CO2C.丙酮酸；CO2；葡萄糖C.葡萄糖；丙酮酸；CO2,C,4.图示存放水果时，空气中的氧气浓度(x)与水果释放的CO2相对量(y)之间的关系曲线，你认为储存水果应选择的最佳氧气浓度是（）A.aB.bC.cD.d,abcd,x,y,B,5.研磨酵母菌后离心处理，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀（含细胞器）。将等量的上清液、沉淀和未经处理的匀浆，依次置入甲、乙、丙3支试管中，分别进行3项独立的实验，请分析实验的结果。（1）向3支试管分别滴加等量的葡萄糖后，丙管内的最终产物是_，甲管是_，乙管是_。,（2）向3支试管分别滴加等量的丙酮酸后，乙管内的最终产物是_，甲管是_，丙管是_。（3）向3支试管分别加入荧光素（能发光的物质），重复实验（1），则发光情况为：丙管：_，甲管：_，乙管：_。,二氧化碳和水,二氧化碳和酒精,葡萄糖,二氧化碳和水,丙酮酸,二氧化碳和水,发光最强,次之,基本无荧光,6.如下图为酵母菌无氧呼吸实验装置图，请据图回答：,（1）为什么要用煮沸又冷却的葡萄糖溶液？_。（2）盛有清水的试管在此发酵实验中有何作用？_。,煮沸的目的是为了排尽圆底烧瓶中原有的氧气，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环境下失活，为酵母菌提供发挥最高活性而需要的适宜温度,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）容器中溶液A一般是指_，发酵实验过程中，两试管分别发生什么现象？盛水试管：_；溶液A试管：_。（4）随着时间的推移，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_。（6）如用乳酸菌代替酵母菌，溶液A有何现象发生？请说明理由（用有关方程式表示）。_。,澄清石灰水,有气泡溢出,溶液变混浊,葡萄糖耗尽,酒精,酵母菌发酵可以产生二氧化碳,无混浊现象,C6H12O6,酶,2C3H6O3（乳酸）,+少量能量,