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第三节 ATP 的主要来源 -细胞呼吸,合成ATP时所需能量的主要来源,动物和人等,绿色植物,能量,呼 吸 作 用,呼 吸 作 用,光 合 作 用,ADP + Pi +,ATP,ATP合成酶,回顾ATP的合成,一、细胞呼吸,细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并生成ATP的过程。,“氧化分解”需要氧气的参与吗？ 无氧条件下能够进行细胞呼吸吗？ “其他的产物”具体指什么呢？,一、探究酵母菌细胞呼吸的方式,知识积累：对于酵母菌细胞你了解多少呢？请谈谈你的所见所闻。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,能用来发酵造酒，制作面包。,营养条件好时，可进行出芽生殖，营养条件不好时，可通过减数分裂进行有性生殖。,异养型真菌。酵母菌自身不能直接合成有机物，必须摄取现成的有机物来维持生活的营养。,单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存 ，属于兼性厌氧菌。,1、酒精和CO2是酵母菌在什么条件下产生的？（有氧或无氧） 2、哪种条件下呼吸作用产生的CO2比较多？,探究酵母菌细胞呼吸的方式,提出问题：想一想关于酵母菌细胞呼吸的方式，你有哪些不清楚的地方，提出要探究的问题？,发面过程中，酵母菌在有氧或无氧的条件进行呼吸作用产生CO2。,联系生活实际，尝试作出你的假设：,发面前,发面后,探究酵母菌细胞呼吸的方式,酵母菌密封发酵过程中无氧条件进行呼吸作用产生酒精。,联系生活实际，尝试作出你的假设：,探究酵母菌细胞呼吸的方式,1、在有氧条件下细胞呼吸产生CO2； 在无氧条件下产生CO2和酒精。 2、在有氧条件下细胞呼吸产生的CO2比无氧条件多。,作出假设：针对提出的问题，你作出怎样的假设？,探究酵母菌细胞呼吸的方式,氧气有无,CO2和酒精产生、CO2产生量,影响实验结果的可变因素,设计实验,探究酵母菌细胞呼吸的方式,自变量:,因变量:,无关变量:,设置2组实验： 有氧呼吸组、无氧呼吸组,设置两个或者两个以上的实验组，通过对结果的对比分析进一步探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。,对比实验,（有氧呼吸组，无氧呼吸组）,（产物是否含酒精或CO2 、 CO2产生量 ）,（有氧或无氧）,（细胞呼吸）,1、如何控制有氧和无氧的条件？ 2、怎样对产物CO2进行检测？如何比较两种条件下产物CO2的多少？ 3、怎样鉴定有无酒精产生？ 4、怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活？,设计实验,探究酵母菌细胞呼吸的方式,探究酵母菌细胞呼吸的方式,酒精 酸性重铬酸钾 由橙色变灰绿色,葡萄糖溶液作为培养液；温度控制在2535。,怎样鉴定有无酒精产生？,怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？,了解实验装置,有氧呼吸组 无氧呼吸组,实验现象：你观察到怎样的现象？,探究酵母菌细胞呼吸的方式,澄清石灰水变浑浊；浑浊程度大,澄清石灰水变浑浊；浑浊程度小,1、酵母菌有氧、无氧条件下呼吸均产生CO2。 2、有氧条件下呼吸产生大量CO2，无氧条件下呼吸产生少量CO2。,实验现象：你观察到怎样的现象？,探究酵母菌细胞呼吸的方式,酸性重铬酸钾溶液不变色,酸性重铬酸钾溶液由橙色变灰绿色,有氧条件下无酒精产生， 无氧条件下产生酒精。,有氧条件优化： 添加一瓶澄清石灰水验证CO2吸收；通入纯氧气。,优化设计：,设计的装置中可能存在哪些不足呢？应该怎样完善？,无氧条件优化： 石蜡油封住液面；通入纯氮气；葡萄糖水溶液煮沸冷却后再加入酵母菌。,实验结论,探究酵母菌细胞呼吸的方式,1、有氧条件下，酵母菌细胞的呼吸作用产生大量CO2。 2、无氧条件下，酵母菌细胞的呼吸作用产生少量CO2和酒精。,有氧呼吸,无氧呼吸,再探究：,有同学提前预习了有氧呼吸与无氧呼吸的知识，知道有氧呼吸和无氧呼吸能够产生能量，本装置中要如何改进以检测能量的产生？ （已知能量大部分以热能形式散失）,再探究：,有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，你如何改进实验方案以证明该反应与酵母菌有关？ 有氧呼吸组与无氧呼吸组均各再设置一组空白对照。,葡萄糖水溶液,葡萄糖水溶液,下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析,（1）A瓶加入的试剂是 ，其目的是 。 （2）C瓶和E瓶加入的试剂是 ，其作用是 。 （3）图中装置有无错误之处，如果有请在相应的图中加以改正。 （4）经过A瓶的处理，可能还不能保证进入B瓶的气体中不含有二氧化碳，如何处理就可以知道进入B瓶的气体中肯定不含有二氧化碳了？ （5）D瓶应封口放置一段时间后再连通盛E瓶，为什么 ？ 。 （6）如果乙装置可以产生酒精，如何检测 。在生活中有那些应用： 。,Na0H,排除空气中CO2对实验结果的干扰,澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液),检测C02的产生,酵母菌会将瓶中的氧气消耗完,取酵母菌培养液的滤液与橙色的重铬酸钾在酸性条件下反应,可用来检测汽车司机是否喝了酒,2.实验过程反思：,有氧呼吸装置,改进,细胞呼吸,有氧呼吸,无氧呼吸,包括,细胞呼吸的方式,二、有氧呼吸：,1、场所：,细胞质基质、线粒体（主要）,线粒体的结构示意图,外膜,内膜,基质,嵴,含有多种与有氧呼吸有关的酶,细胞,C6H12O6,能量（少量）,2丙酮酸 （2C3H4O3 ）,4H,酶,6H2O,能量（少量）,20H,酶,6CO2,12H2O+能量（大量）,酶,细胞质基质,第一阶段,第三阶段,第二阶段,C6H12O6,（线粒体基质）,（线粒体内膜）,有氧呼吸的具体过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,丙酮酸(C3H4O3)+ H + 能量（少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,CO2 + H + 能量（少量）,场所：线粒体基质,丙酮酸,H的氧化,酶,H2O + 能量（大量）,场所：线粒体内膜,H + O2,+ H2O,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,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,有氧呼吸的总反应式,1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP，其余以热能形式散失。,能量的转移和利用,体温调节等,吸收、分泌,肌肉收缩,生物合成,神经传导,叶绿素吸收光能,葡萄糖 分解,ATP,ADP,能量,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。,氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,大量ATP,有氧呼吸的概念,有氧呼吸 VS 燃烧,氧化 方式,有氧呼吸,有机物燃烧,?,呼吸 细胞呼吸,CO2,O2,CO2,O2,CO2,O2,O2,O2,CO2,CO2,空气鼻,肺泡,细 胞,空气中的氧气参与组织细胞 的需氧呼吸至少穿过几层膜？,毛细血管,O2,无氧呼吸是如何进行的?,三、无氧呼吸的过程,葡 萄 糖,丙 酮 酸,H,乙醇脱氢酶,乳酸脱氢酶,酒精 + CO2,乳酸,酶,场所:,细胞质基质,C6H12O6,酶,C2H5OH（酒精）+ CO2 + 能量（少）,C6H12O6,酶,C3H6O3（乳酸） + 能量（少）,1）产生酒精（大多数植物，酵母菌）,2）产生乳酸（动物、乳酸菌、玉米胚、马铃薯块茎和甜菜块根等）,无氧呼吸的方式,乳酸发酵,酒精发酵,2,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的氧化产物，同时释放少量能量的过程。,无氧呼吸概念,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,较 多,较 少,两者第一阶段相同,都分解有机物、释放能量,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,二氧化碳和水,酒精和二氧化碳或乳酸,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,四、细胞呼吸原理的应用,用透气纱布或“创可贴”包扎伤口： 增加通气量，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸。,食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆 菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。（均为好氧菌）,土壤松土：促进根细胞有氧呼吸，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量,稻田定期排水：抑制根细胞无氧呼吸产生酒精，防止根细胞酒精中毒而烂根。,农业生产上通过控制温度、合理密植、适时去除衰老枝叶，减少呼吸消耗，以最大限度地提高产量。 工业上利用乳酸菌制作酸奶，泡菜等。,提倡慢跑： 促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。,制酸奶、泡菜,乳酸菌,五、影响呼吸作用的因素及应用,影响因素,内因 遗传因素,外因 环境因素,不同植物呼吸速率不同 （阳生植物阴生植物）； 同一植物不同发育时期不同 （幼苗期成熟期） 同一植物不同器官呼吸速率与不同 （生殖器官营养器官）；,氧气,温度,CO2,H2O,1、氧气,有氧呼吸,无氧呼吸,两者都有,应用,中耕松土,低氧仓储粮食、水果和蔬菜,无氧发酵过程需要严格控制无氧环境,2、温度：,a.温室栽培中增大昼夜温差(降底夜间温度)以减少夜间呼吸消耗有机物。,b.食物的储存保鲜通常采用低温法,通过影响酶的活性来影响呼吸速率。,应用,CO2是细胞呼吸的产物，当环境中CO2浓度增加时，呼吸速率便会减慢。,贮藏新鲜水果和蔬菜时抽出空气，通入N2或CO2,3、CO2：,应用：,在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，自由水含量高呼吸速率大，自由水含量低呼吸速率弱。 当含水量过多时，呼吸速率减慢甚至死亡。,呼吸速率,含水量,4、H2O：,种子的储存要风干；合理灌溉。,应用：,1.据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况 在以C6H12O6为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：,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,细胞只进行产生酒精和CO2的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积增大,细胞只进行有氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不发生变化，但若将CO2吸收，可引起气体体积减小,六、细胞呼吸相关计算,酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸共存时呼吸强度大小(消耗葡萄糖速率),1在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 ( ),A. a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 Bb条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 Cc条件下，无氧呼吸最弱 Dd条件下，产生的CO2全部来自线粒体,【答案】 D,2.下图是有氧呼吸的过程图解，请依图回答：,(1)写出长方框内1、2、3所依次代表的物质名称： 、 _、 。 (2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少 、 _、 。 (3)有氧呼吸的主要场所是 _，进入该场所的呼吸底物是_。 (4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_,葡萄糖丙酮酸二氧化碳,H2O,丙酮酸,CO2,少,少,大量,线粒体,丙酮酸,6,
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