人教版必修1ATP的主要来源——细胞呼吸课件(43张).ppt

一、细胞呼吸的方式,三、影响细胞呼吸的因素及应用,二、细胞呼吸的过程,ATP的主要来源细胞呼吸,一、细胞呼吸的方式三、影响细胞呼吸的因素及应用二、细胞呼吸的,酵母菌的应用,馒头、面包发酵,用30的温水把买来的干酵母粉化开，用它发一块面团，几个小时后，面团便会逐渐膨大。用手抠开里面，会发现面团里变成蜂窝状，有许多空隙。,酒的的酿造,1.酵母菌,（一）探究：酵母菌细胞的呼吸方式,一、细胞的呼吸方式,酵母菌的应用馒头、面包发酵 用30的温水把买来的干酵,酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是在无氧条件下产生的？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？,酵母菌在有氧条件下产生的气体是二氧化碳吗？酒精和二氧化碳是酵母菌在什么条件下产生的？,2.提出问题,3.作出假设,酵母菌在有氧条件下产生二氧化碳,酵母菌在无氧条件下产生二氧化碳和酒精,一、细胞的呼吸方式,酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧还是在无氧条件下产生的？酵,4.设计并进行实验,（1）实验目的,探究酵母菌是否既能有氧呼吸又能无氧呼吸探究酵母菌有（无）氧呼吸能否产生酒精探究酵母菌有（无）氧呼吸是否产生CO2探究酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸哪种方式产生的CO2更多,一、细胞的呼吸方式,4.设计并进行实验（1）实验目的 探究酵母菌是否既能有氧呼,新鲜酵母（或干酵母），质量分数为5的葡萄糖溶液。,玻璃棒，玻璃导管，试管，研钵，烧杯，量筒，500mL广口瓶或锥形瓶，胶塞，滴管。,质量分数为10的NaOH溶液，澄清的石灰水（或Ba(OH)2溶液），蒸馏水，浓硫酸，重铬酸钾晶体，色拉油，溴麝香草酚蓝溶液。,（2）材料,（3）用具,（4）试剂,4.设计并进行实验,一、细胞的呼吸方式,新鲜酵母（或干酵母），质量分数为5的葡萄糖溶液。玻璃棒，玻,（5）实验原理,、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，可以将葡萄糖氧化分解形成二氧化碳和水，并释放能量。在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，能将葡萄糖转变成酒精和二氧化碳。,酵母菌有氧呼吸：,酵母菌无氧呼吸：,4.设计并进行实验,一、细胞的呼吸方式,（5）实验原理、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，可以将葡,、检验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2的量的多少,将酵母菌两种呼吸方式产生的气体分别通入澄清的石灰水，根据产生的碳酸钙沉淀的多少（浑浊度），即可判断两种方式产生的CO2的量的多少，辨别酵母菌的呼吸类型。反应式如下：,可考虑用Ba(OH)2代替Ca(OH)2，现象将更明显。,CO2+Ba(OH)2BaCO3+H2O,CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O,（5）实验原理,4.设计并进行实验,一、细胞的呼吸方式,、检验酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产生的CO2的量的多少将酵,将酵母菌两种呼吸方式产生的气体分别通入溴麝香草酚蓝溶液，根据溶液颜色的变化，判断两种方式产生的CO2的量的多少。,溴麝香草酚蓝溶液在pH6.07.6的环境中，其颜色随着pH值的降低，将发生由蓝绿黄绿黄的颜色变化。,有氧呼吸释放的CO2多，生成的H2CO3多，使溴麝香草酚蓝溶液由蓝绿黄绿黄的时间短；无氧呼吸释放的CO2相对较少，溴麝香草酚蓝溶液由蓝绿黄绿黄的时间较长。,根据溴麝香草酚蓝溶液颜色变化的时间长短，可以比较酵母菌两种呼吸方式中CO2释放量的多少。,（5）实验原理,4.设计并进行实验,一、细胞的呼吸方式,将酵母菌两种呼吸方式产生的气体分别通入溴麝香草酚蓝溶液，根,、检验酵母菌无氧呼吸产生酒精,酵母菌无氧呼吸产生的酒精，在酸性条件下很容易与重铬酸钾反应生成灰绿色的硫酸铬。稀的重铬酸钾溶液为透明的橙色。化学反应式为：,3C2H5OH2K2Cr2O78H2SO4=3CH3COOH2K2SO42Cr4（SO4)311H2O,颜色变化：,（5）实验原理,4.设计并进行实验,一、细胞的呼吸方式,、检验酵母菌无氧呼吸产生酒精 酵母菌无氧呼吸产生的酒,（6）实验步骤,、制备酵母液,取两份新鲜酵母，每份20g，分别放入两个编好号的500mL广口瓶或锥形瓶中，再向瓶中分别加入240mL质量分数为5的葡萄糖溶液，制成酵母发酵液，简称酵母液。,4.设计并进行实验,一、细胞的呼吸方式,（6）实验步骤、制备酵母液 取两份新鲜酵母，每份20,质量分数为10的NaOH溶液,酵母菌培养液,澄清的石灰水（或Ba(OH)2溶液）,装置甲,、实验装置,一、细胞的呼吸方式,质量分数为10酵母菌培养液澄清的石灰水装置甲（或橡皮球）A,酵母菌培养液,澄清的石灰水（或Ba(OH)2溶液）,装置乙,B1,B2,、实验装置,一、细胞的呼吸方式,酵母菌培养液澄清的石灰水装置乙B1B2、实验装置一、细胞的,、检测,使用石灰水（或Ba(OH)2溶液）检测CO2的生成,在室温25、湿度55%条件下，10min时，可见装置甲中石灰水变混浊，装置乙中石灰水刚冒出气泡；20min时，装置乙中石灰水变混浊。,一、细胞的呼吸方式,、检测使用石灰水（或Ba(OH)2溶液）检测CO2的生成,实验现象：,可观察到装置甲与装置乙中的酵母液均有气体产生，并使石灰水变浑浊，但装置甲中石灰水的混浊程度（沉淀）多于装置乙，装置甲中石灰水变混浊的时间早于装置乙。,比较单位时间内两种装置中石灰水混浊的程度。,说明：装置甲产生较多的CO2，装置乙产生较少的CO2，装置丙没有产生CO2,一、细胞的呼吸方式,实验现象：可观察到装置甲与装置乙中的酵母液均有气体产,使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成,溴麝香草酚蓝溶液的配制：在锥形瓶中加入5mL质量浓度为10-4 g/mL的溴麝香草酚蓝溶液、100mL蒸馏水、1滴质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液。此时溶液为蓝色。,注意：仍使用装置甲和装置乙，但要将瓶中的石灰水换成溴麝香草酚蓝溶液，按装置图将反应容器连接好，装置甲和装置乙要同时连通溴麝香草酚蓝溶液。,一、细胞的呼吸方式,使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成溴麝香草酚蓝溶液的配制,使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成,一、细胞的呼吸方式,使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成一、细胞的呼吸方式,2ml溴麝香草酚蓝溶液,蓝色,1ml蒸馏水,1ml A2锥形瓶中酵母菌培养液,1ml B1锥形瓶中酵母菌培养液,使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成,一、细胞的呼吸方式,1232ml蓝色1ml蒸馏水1ml A2锥形瓶中酵母菌培养液,实验现象：在室温25、湿度55%条件下，20min时可见以下现象。,装置甲：,装置乙：,溴麝香草酚蓝溶液在130s时由蓝色变成绿色；190s时变成黄绿色；270s时变成黄色。,溴麝香草酚蓝溶液需330s才变成黄色。,使用溴麝香草酚蓝溶液检测CO2的生成,一、细胞的呼吸方式,实验现象：在室温25、湿度55%条件下，20min时可见以,取3支试管，按装置标号分别给试管标上1、2、3号。,向1、2、3号试管中各加入0.1g重铬酸钾晶体，然后分别向3支试管中小心地加入0.5mL浓硫酸，振荡试管使晶体溶解，待溶液冷却后备用。,将装置甲和装置乙中的酵母液和装置丙中的葡萄糖液取出，分别过滤，将滤液盛在3支干净的试管中。,各取出2 mL滤液，分别加入1、2、3号试管中，振荡试管。,检测酒精的生成,一、细胞的呼吸方式,取3支试管，按装置标号分别给试管标上1、2、3号。A2锥形瓶,实验现象：看单位时间内溶液颜色的变化。,1号试管的溶液（即装置甲的溶液）橙色略有变化，即有一点灰绿色出现。为什么？,2号试管的溶液（即装置乙的溶液）由橙色变为灰绿色（在橙色背景中可能显青黄色）。,3号试管的溶液（即装置丙的溶液）仍为橙色。,一、细胞的呼吸方式,实验现象：看单位时间内溶液颜色的变化。1号试管的溶液（即装置,5.实验结果及结论,甲组实验,乙组实验,实验现象,实验结论,澄清石灰水变得浑浊,澄清石灰水变浑浊，但与有氧条件相比，浑浊程度不高。,酵母菌培养液的滤液不能使重铬酸钾的浓硫酸溶液变色,酵母菌培养液的滤液能使重铬酸钾的浓硫酸溶液变成灰绿色,有氧条件下，酵母菌将葡萄糖氧化分解，生成大量CO2,无氧条件下，酵母菌将葡萄牙氧化分解，生成酒精和少量CO2,溴麝香草酚蓝溶液在短时间内时由蓝色-绿色-黄绿色-黄色。,溴麝香草酚蓝溶液在最终变成黄色时所用的时间相比而言过长。,一、细胞的呼吸方式,5.实验结果及结论甲组实验乙组实验实验实验澄清石灰水变得浑浊,6.得出结论,（1）细胞呼吸有两种方式：有氧呼吸和无氧呼吸。,（2）在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量 的二氧化碳和水；在无氧条件下，酵母菌通过 细胞呼吸产生酒精，还产生少量的二氧化碳。,一、细胞的呼吸方式,6.得出结论（1）细胞呼吸有两种方式：有氧呼吸和无氧呼吸。（,自变量,因变量,无关变量,对照类型,有氧气和无氧条件,葡萄糖在有氧和无氧条件下的分解情况,葡萄糖溶液的浓度和量、酵母菌的量、室温、空气湿度等等,相互对照,实验对象,酵母液,7.分析实验,一、细胞的呼吸方式,自变量因变量无关变量对照类型有氧气和无氧条件葡萄糖在有氧和无,酵母菌细胞的呼吸方式：,有氧呼吸,无氧呼吸,场所在哪？,酵母菌细胞的呼吸方式：有氧呼吸无氧呼吸场所在哪？,1.探究：酵母菌有氧呼吸的场所,提出问题,作出假设,设计实验,酵母菌有氧呼吸的场所在线粒体内吗？,酵母菌有氧呼吸的场所在线粒体内。,二、细胞呼吸的过程,（一）有氧呼吸,1.探究：酵母菌有氧呼吸的场所提出问题作出假设设计实验酵母菌,分布：,结构：,成分：,功能：,普遍存在于动植物细胞中。新陈代谢旺盛的细胞含量多。,两层膜（外膜、内膜）、嵴、基质。,含有与有氧呼吸有关的酶，少量DNA等。,有氧呼吸的主要场所，提供能量约占细胞需能的95%。,2.线粒体,二、细胞呼吸的过程,分布：结构：成分：功能：普遍存在于动植物细胞中。新陈代谢旺盛,3.有氧呼吸的过程,有氧呼吸最常用的物质是葡萄糖，其化学反应可以简写成：,有氧呼吸的全过程十分复杂，但可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。,二、细胞呼吸的过程,3.有氧呼吸的过程 有氧呼吸最常用的物质是葡萄糖，其化,第一阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的H，并释放出少量的能量。,这一阶段不需要氧的参与，是在细胞质基质中进行。,C6H12O6,2C3H4O3+,4H,+少量能量,3.有氧呼吸的过程,二、细胞呼吸的过程,第一阶段是，1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生,第二阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H，并释放出少量的能量。,这一阶段不需要氧的参与，是在线粒体基质中进行。,3.有氧呼吸的过程,二、细胞呼吸的过程,第二阶段是，丙酮酸和水彻底分解成二氧化碳和H，并,第三阶段是，上述两个阶段产生的H，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水，同时释放出大量的能量。,这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行。,3.有氧呼吸的过程,二、细胞呼吸的过程,第三阶段是，上述两个阶段产生的H，经过一系列的化,？molATP,C6H12O6,+6H2O,+6O2,酶,6CO2+,12H2O+,大量能量,1mol葡萄糖,氧化分解,1161KJ,1709KJ,有氧呼吸产生的大部分能量都以热能的形式散失，用于维持人的体温。只有少部分的能量储存在ATP中，有氧呼吸的能量转换效率：约40,ATP,热能,1161kJ,每合成（或水解）1mol ATP分子所消耗（或释放）的能量为30.54kJ/mol,38,2870kJ,1mol的葡萄糖彻底氧化分解生产多少ATP?,P94,二、细胞呼吸的过程,？molATPC6H12O6+6H2O+6O2酶6C,提示有氧呼吸。因为细胞呼吸的目的是为细胞生命活动提供能量，有氧呼吸比无氧呼吸放能效率高得多，所以有氧呼吸得到较大发展，成为主要方式。,（1）现在地球上绝大多数生物的呼吸方式以哪种为主？为什么？,5.拓展问？,二、细胞呼吸的过程,提示有氧呼吸。因为细胞呼吸的目的是为细胞生命活动提供能,提示细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。因为有氧呼吸的两个阶段都在线粒体内进行。,提示都产生H和释放少量能量，都不需要氧的参与。,提示可使能量逐步释放，对保持生物体的体温稳定有重要意义。,（2）参与有氧呼吸的酶分布场所有哪些？为什么说线粒体 是有氧呼吸的主要场所？,（3）有氧呼吸第一、二阶段的相同点有哪些？,（4）呼吸作用分阶段进行有什么意义？,4.拓展问？,二、细胞呼吸的过程,提示细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。提示都产,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸、H,少量,H、O2,线粒体基质,丙酮酸、H2O,H、CO2,少量,线粒体内膜,H2O,大量,5有氧呼吸三个阶段比较表,二、细胞呼吸的过程,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细胞质,有氧呼吸的过程场 所:_条 件:_生成物:_反应式：,细胞质基质和线粒体,有氧和多种酶,水和二氧化碳或乳酸,6.小结,二、细胞呼吸的过程,有氧呼吸的过程细胞质基质和线粒体有氧和多种酶水和二氧化碳或乳,第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。,1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，产生少量的H，并释放出少量的能量。,1.无氧呼吸的全过程,二、细胞呼吸的过程,第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。1分子的葡萄糖,第二阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。,2C3H4O3,2C3H6O3（乳酸）,动物,植物,细胞质基质,1.无氧呼吸的全过程,特别提醒：不是所有的植物细胞进行无氧呼吸时都产 生酒精和二氧化碳,二、细胞呼吸的过程,4H,第二阶段是，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和,1mol葡萄糖,196.65kJ,61.08kJ,135.57kJ,2ATP,热能,无氧呼吸分解葡萄糖释放的总能量少，而且能量转换效率也只有31。,无氧氧化分解,1.无氧呼吸的全过程,225.94kJ,二、细胞呼吸的过程,4H,乳酸,C6H12O6 2C3H4O3+4H+少量能量酶细胞,2.有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较,需要O2、酶和适宜的温度,不需要O2，需要酶和适宜的温度,第一阶段在细胞质基质中，第二、三阶段在线粒体中,全过程都在细胞质基质中,CO2和H2O,CO2和酒精或乳酸,二、细胞呼吸的过程,有氧呼吸无氧呼吸不反应呼吸分解2.有氧呼吸和无氧呼吸过程的比,1mol葡萄糖释放能量2870 kJ，其中1161kJ转移至ATP中，生成38molATP,1mol葡萄糖释放能量196.65kJ(生成乳酸)或225.94kJ(生成酒精)，其中均有61.08kJ转移至ATP中，生成2molATP,有机物彻底分解，能量完全释放,有机物没有彻底分解，能量没完全释放,其实质都是：分解有机物，释放能量，生成ATP供生命活动需要,第一阶段完全相同实质相同：分解有机物，释放能量意义相同：为生命活动提供能量，为物质转化提供原料无氧呼吸进化为有氧呼吸,2.有氧呼吸和无氧呼吸过程的比较,二、细胞呼吸的过程,有氧呼吸无氧呼吸不释放特点相同点相互 1mol葡萄糖释放能,（一）影响因素,（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）同一植物在不同的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。,（3）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。,遗传因素(决定酶的种类和数量),三、影响细胞呼吸的因素及应用,1.内因,（一）影响因素（1）不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小,2.外因,环境因素,1.温度,2.氧气,3.水分,4.CO2,三、影响细胞呼吸的因素及应用,C6H12O6,2.外因环境因素1.温度2.氧气3.水分4.CO2三、影,2.低温、低氧、适宜湿度,3.去除作物变黄的叶片,1.风干种子,降低种子含水量，减弱种子细胞 呼吸作用，延长保存时间；,蔬果保鲜；,减少有机物的消耗以提高作物产量；,（二）细胞呼吸原理的应用,三、影响细胞呼吸的因素及应用,4.大田中施用农家肥,利用微生物的分解作用，产生二氧化碳，增强光合作用效率。,2.低温、低氧、适宜湿度3.去除作物变黄的叶片1.风干种子,