四川省成都市高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.3 ATP的主要来源——细胞呼吸课件 新人教版必修1.ppt

在生命系统中 主要的能源物质 最终的能量来源 主要的贮能物质 直接的能源物质 糖类 脂肪 太阳能 ATP ADP转化成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 酶 第3节ATP的主要来源 细胞呼吸 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 也称为呼吸作用 呼吸 机体与环境之间O2和CO2交换的过程 单细胞真菌兼性厌氧菌 探究细胞呼吸的方式 一 提出问题 二 作出假设 进行有氧呼吸产生水和CO2 无氧呼吸产生酒精和CO2 探究酵母菌细胞呼吸的方式 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CO2的产生 如何比较CO2产生的多少 3 怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活 探究酵母菌细胞呼吸的方式 CO2的检测方法 1 CO2使澄清石灰水变浑浊 2 CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄酒精的检测橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应 变成灰绿色 有氧呼吸 四 进行实验 无氧呼吸 变混浊 快 无变化 变混浊 慢 出现灰绿色 五 实验现象 六 实验结果 1 CO2的放出情况 A B两组都有CO2的产生 但A组产生的CO2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 七 实验结果所说明的问题 1 A B组都有CO2的产生说明了 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活 2 从CO2产生的多少及有无酒精产生的情况 说明了 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用 但呼吸作用方式不同 所以酵母菌是兼性厌氧型微生物 3 从A B组的产物来看 说明了 酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2 还有水 无氧呼吸的产物有CO2和酒精 有氧呼吸 有氧呼吸的过程图解 有氧呼吸 1 有氧呼吸过程 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH 4 H 少量能量 丙酮酸 2ATP 场所 细胞质基质 丙酮酸彻底分解 酶 6CO2 20 H 少量能量 场所 线粒体基质 2CH3COCOOH 丙酮酸 H 的氧化 酶 12H2O 大量能量 34ATP 场所 线粒体内膜 24 H 6O2 6H2O 有氧呼吸 2ATP 总反应式 2 主要场所 线粒体 3 能量去向 一部分以热能形式散失 约60 另一部分转移到ATP中 约40 4 总反应式 5 概念 有氧呼吸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 产生二氧化碳和水 释放能量 生成大量ATP的过程 有氧呼吸 有氧呼吸 有氧呼吸三个阶段的比较 1 能量 都有能量的释放 但以第三阶段释放的能量最多 2 场所 第一阶段在细胞质基质中 第二阶段发生在线粒体基质中 第三阶段发生在线粒体内膜上 3 氧气 只有第三阶段才需要氧气 作用是氧化 H 生成水 问题探讨 1 呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点 2 呼吸作用与物质在体外燃烧有什么区别吗 物质分解的过程 产物都相同 并且都能释放等量的能量 有 细胞呼吸是在温和的条件下进行的 能量的释放是在一系列的反应过程中逐步释放的 释放的能量部分的以热能的形式散失 部分转移贮存到ATP中 无氧呼吸的过程 葡萄糖 丙酮酸 H 酒精 CO2 乳酸 酶 无氧呼吸 1 过程 与有氧呼吸第一阶段相同 葡萄糖的初步分解 C6H12O6 酶 2CH3COCOOH 4 H 少量能量 丙酮酸 场所 细胞质基质 丙酮酸不彻底分解 场所 细胞质基质 C6H12O6 酶 酶 2C3H6O3 乳酸 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 甜菜块根等 无氧呼吸 2CH3COCOOH 4 H 少量能量 2CH3COCOOH 4 H C6H12O6 酶 少量能量 2C3H6O3 乳酸 丙酮酸不彻底分解 场所 细胞质基质 C6H12O6 酶 C6H12O6 2C2H5OH 酒精 2CO2 少量能量 例 大多数植物 水淹情况下 苹果 酵母菌 酶 无氧呼吸 2CH3COCOOH 4 H 少量能量 B 酒精发酵 2CH3COCOOH 4 H 酶 2C2H5OH 酒精 2CO2 2 实例 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 3 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 有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系 有氧呼吸与无氧呼吸的比较 共同点 实质 过程 葡萄糖 丙酮酸 CO2 H2O 能量 大量 C2H5OH CO2 能量 少量 C3H6O3 能量 少量 氧化分解有机物 释放能量 都有丙酮酸 中间产物 的生成 有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系 主要在线粒体内 需氧分子参加 CO2 H2O 较多 细胞质基质 不需氧 CO2 C2H5OHC3H6O3 较少 细胞呼吸原理的应用 1 在酿酒业上的应用 先通气 让酵母菌进行有氧呼吸 使其数量增加 然后隔绝空气 使其发酵 产生酒精 2 在农业生产上 中耕松土 促进根系的有氧呼吸 有利于根系的生长及对矿质离子的吸收 3 在医学上 利用氧气驱蛔 抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖 4 在物质的储存时 控制氧气的浓度 抑制其呼吸作用 减少有机物的消耗 选用 创可贴 等敷料包扎伤口 既为伤口敷上了药物 又为伤口创造了疏松透气的环境 避免厌氧病原菌的繁殖 从而有利于伤口的痊愈 酵母菌是兼性厌氧微生物 酵母菌在适宜的通气 温度和pH等条件下 进行有氧呼吸并大量繁殖 在无氧条件下则进行酒精发酵 醋酸杆菌是一种好氧细菌 在氧气充足和具有酒精底物的条件下 醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸 谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌 在有氧条件下 谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质 如尿素 硫酸铵 氨水 合成为谷氨酸 谷氨酸经过人们的进一步加工 就成为谷氨酸钠 味精 细胞呼吸原理的应用 对于板结的土壤及时进行松土透气 可以使根细胞进行充分的有氧呼吸 从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收 此外 松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖 这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解 从而有利于植物对无机盐的吸收 水稻的根系适于在水中生长 这是因为水稻的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气腔运送到根部各细胞 而且与旱生植物相比 水稻的根也比较适应无氧呼吸 但是 水稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸 所以稻田需要定期排水 如果稻田中的氧气不足 水稻根的细胞就会进行酒精发酵 时间长了 酒精就会对根细胞产生毒害作用 使根系变黑 腐烂 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 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 相反 百米冲刺等无氧运动 是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动 无氧运动中 肌细胞因氧不足 要靠乳酸发酵来获取能量 因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢 所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉 影响呼吸作用的外界因素 1 温度 温度通过影响酶的活性来影响呼吸速率 2 O2的浓度 在一定范围内 随O2浓度的增大 有氧呼吸增强 达到一定浓度以后 由于受线粒体的限制 呼吸作用强度不再增大 O2的存在抑制了无氧呼吸的进行 3 CO2浓度 过大抑制呼吸作用的进行 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O2 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 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CO2和吸收的O2个数之比是 A 3 1B 1 2C 4 3D 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CO2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 4 右图表示在储存蔬菜 水果时 大气中O2的浓度对植物组织内CO2产生的影响 试分析 释放的相对值 CO2 1 A点表示植物组织 释放CO2较多 这些CO2是 的产物 2 由A到B CO2的释放量急剧减小 其原因是 3 由B到C CO2的释放量又不断增加 其主要原因是 到C点以后CO2的释放量不再增加 其主要原因是 随O2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 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CO2B 一定产生CO2C 不形成ATPD 物质氧化分解不彻底 D 7 一运动员正在进行长跑训练 从他的大腿肌肉细胞中检测到3种化学物质 其浓度变化如右图所示 图中P Q R三曲线依次代表 B 锻炼时间 分 A O2 CO2 乳酸B 乳酸 CO2 O2C CO2 O2 乳酸D CO2 乳酸 O2 8 右图表示北方的一个贮存白菜的地窖 随着O2的消耗 CO2浓度变化的情况 请据图回答 1 A B段O2的消耗量很大 CO2浓度上升也很快 白菜在进行 呼吸 2 段O2浓度接近 而CO2浓度仍在上升 白菜在进行 呼吸 3 段O2浓度已很低 CO2浓度几乎不上升 原因是 有氧 无氧 氧气浓度很低 有氧呼吸十分微弱 而无氧呼吸仍处于抑制状态 4 从哪点开始 O2浓度的高低成为限制有氧呼吸的因素 5 为了有利于较长时间地贮存大白菜 应把地窖的氧气控制在 段范围内 B点 B C