ATP的主要来源 细胞呼吸ppt课件.pptx

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1、第5章 细胞的能量供应和利用第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,人教版必修1,动物、人、真菌、多数细菌等,绿色植物,能 量,呼吸作用,呼吸作用,光合作用,ADP +Pi+,ATP,酶,糖类、脂肪等有机物氧化分解,问题探讨,1、呼吸作用与物质燃烧的比较： 共同点：都是物质的氧化分解过程；都产生CO2等产物、释放能量。 不同点： （1）燃烧是一种剧烈氧化的形式 （2）呼吸作用是细胞内有机物的氧化分解形式,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,实质：,氧化分解有机物，释放能量,淀粉,酵母菌,酒精,葡萄糖,细胞呼吸,酵母菌,酵

2、母菌,1.单细胞的真核生物2.兼性厌氧菌3.生长周期短，繁殖速度快。,讨论,、酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么条件下产生的呢？,、我们吃的面包和馒头为什么比较松软？这与酵母菌有什么关系？酵母菌发挥这种作用需要什么条件呢？,酵母菌有氧、无氧条件下进行的呼吸作用的产物分别是什么？,酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,实验思路？,分析变量,自变量:,因变量:,无关变量:,细胞呼吸的条件,细胞呼吸的产物,有氧,无氧,影响实验结果的可变因素,酒精、CO2,分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或

3、二氧化碳,探究酵母菌细胞呼吸的方式,思考并解决下列问题：(1)怎样鉴定有无CO2产生？(2)怎样鉴定有无酒精产生？,CO2的检测：,1.通入澄清的石灰水：澄清浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝 绿黄,酒精的检测：,橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应： 橙色灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,探究酵母菌细胞呼吸的方式,步骤一：酵母菌培养液的配制,取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。,步骤二：A实验组(有氧情况下),探究酵母菌细胞呼吸的方式,接橡皮球（或气泵）,步骤三：B实验组(无氧情况

4、下),酵母菌培养液,澄清石灰水,探究酵母菌细胞呼吸的方式,用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精,溶有重铬酸钾的浓硫酸,+ A装置的酵母菌滤液,+ B装置的酵母菌滤液,灰绿色,不变灰绿色,步骤四：鉴定是否有酒精产生,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,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,酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸，均能产生二氧化碳在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。,探究酵母菌细胞呼吸的方式,1、10

5、%NaOH处理的目的是什么？ 吸收空气中的CO22、为什么将葡糖糖溶液先煮沸、再冷却后加入锥形瓶？ 煮沸可将葡糖糖溶液中的细菌杀死，排除其他 细菌影响；煮沸可排除溶液中的氧。 冷却，避 免将酵母菌杀死3、B瓶封口放置一段时间后，再连通锥形瓶3试分析原因 保证瓶内原有氧气被消耗4、若要比较甲乙两组实验产能的多少，如何改进实验装置？ 在A.B瓶中插入温度计,5、怎样鉴定有无酒精产生？,这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒,橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色,具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾

6、会变成灰绿色的硫酸铬,6、有同学认为，在有氧呼吸实验装置中的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？,7、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，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？,葡萄糖 水溶液,葡萄糖 水溶液,细胞呼吸,有氧呼吸,无氧呼吸,包括,细胞呼吸的方式,酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2,有氧呼吸的过程,第一阶段： C6H12O6,第二阶段： 2 C3H4O3 + 6H2O,酶,

7、第三阶段： 24H + 6O2,总反应式：,2CH3COCOOH + 4H + 能量,6CO2 + 20H + 能量,酶,12H2O + 能量,酶,（大量）,丙酮酸彻底分解,H的氧化,（丙酮酸C3H4O3),葡萄糖的初步分解,有氧呼吸的过程图解,有氧呼吸,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸怎样进行,1C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量,2870kJ,1161kJ,1709kJ,酶,有氧呼吸,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,对比,1、哪个阶段产生CO2

8、？,2、哪个阶段有氧气参与反应？,3、哪个阶段产生ATP最多？,4、ATP产生的场所？,有氧呼吸过程中,5、分解1摩尔的葡萄糖需多少摩尔O2和产生多少摩尔CO2？,细胞质基质、线粒体（主要）,都是6摩尔,第二阶段,第三阶段,第三阶段,有氧呼吸的概念,细胞在氧气的参与下，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，生成许多ATP的过程,计算： 1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成_mol的ATP， 其能量转换效率是_,38,40.5%,无氧呼吸的过程,葡 萄 糖

9、,丙 酮 酸,H,酒精 + CO2,乳酸,酶,1、酒精发酵： C6H12O6,酶,2、乳酸发酵： C6H12O6,无 氧 呼 吸,2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量,2C3H6O3（乳酸）+ 能量,酶,酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型,乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型,问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？,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，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,b.高等动物和人体在剧烈运动时，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

10、足人体的需要,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,无氧呼吸的概念,细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程,无氧呼吸的特点,氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行,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,无氧呼吸没有H2O产生，乳酸发酵没有CO2产生,有氧呼吸和无氧呼吸的区别,主要在线粒体内,细

11、胞质基质,必需有氧的参与,氧能抑制无氧呼吸,将有机物彻底分解成CO2和H2O,有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,一种生物能否进行有氧呼吸与什么相关？不在于是否有线粒体而在于这种生物体内是否含有与有氧呼吸相关的酶例如：原核生物没有线粒体，但仍然有可能进行有氧呼吸（硝化细菌）场所：细胞质基质个别动物没有线粒体，如寄生在动物肠道内的蛔虫，只能进行无氧呼吸,2用含O18的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子的转移途径是（ ） A葡萄糖丙酮酸水 B葡萄糖丙酮酸氧 C葡萄糖氧水 D葡萄糖丙酮酸二氧化碳,1、让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体

12、内最先出现的含有18O的化合物是 A.二氧化碳 B.水 C.丙酮酸 D.乳酸,3下列有关有氧呼吸的叙述中，正确的是（） A此过程的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生少量H和ATP B此过程的第二阶段是丙酮酸分解成水和二氧化碳，产生少量的ATP C此过程的第三阶段是葡萄糖氧化成水和二氧化碳，产生大量的ATP D此过程必须有氧分子参与，始终在线粒体中进行,1 、适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是（ ）,训练迁移,A,B,C,D,加入葡萄糖和水,加入葡萄糖,加入水,加入葡萄糖和水并不断搅拌,A,10 2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

13、）。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，乙管内的最终物是_，甲管是_，丙管是_。（3）实验3，在隔绝空气的情况下分别加入葡萄糖，丙管内的最终产物是_，甲管是_，乙管是_。（4）向3支试管分别加入荧光素（能发光的物质），重复实验（1），则丙管_，甲管_， 乙管_,二氧化碳和水,酒精和CO2,葡萄糖,二氧化碳和水,酒精和CO2,二氧化碳和水,发光最强,次之,基本无荧光,酒精和CO2,酒精和CO2,葡萄糖,影响

14、呼吸作用的因素,内部因素遗传因素（决定酶的数量和种类） 1、不同种类植物呼吸速率不同，一般情况下， 水生植物旱生植物，阳生植物阴生植物 2、同一植物不同器官呼吸速率不同 生殖器官营养器官3、同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同 幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速 率下降,呼吸作用在最适温度（2535）时最强；超过最适温度，呼吸酶活性降低甚至变性失活，呼吸作用受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸作用受抑制。,生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，抑制呼吸作用，减少有机物的消耗，可达到提高产量的目的。,1温度,CO2释放量相对值,O2（%）,无

15、氧呼吸,有氧呼吸,细胞呼吸,在氧气浓度为零时，只进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以下时，既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸；氧气浓度为10%以上时，只进行有氧呼吸。,生活中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜水果的保鲜时间。,2 4 6 8 10,2氧气浓度,例1.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

16、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,（4）为了有利于贮藏蔬莱或水果，贮藏室内的氧气应调节到图中哪一点所对应的氧浓度？ 。采取这一措施的理由是?,B点,B点所对应的氧的含量，这时的有氧呼吸明显较低，同时又抑制了无氧呼吸。,CO2是呼吸作用产生的，从化学平衡角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降。,在密闭的地窖中，氧气浓度低，CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜水果。,3二氧化碳浓度,4含水量 呼吸作用的各种化学反应都是在水中进行的，自由水含量增加，代谢加

17、强。,种子的贮藏，必须降低含水量，使种子处于风干状态，从而使呼吸作用降至最低，以减少有机物消耗。,应用：低温保鲜；增大昼夜温差,（1）温度,（3）水,酶数量的限制,长时间无氧呼吸供能不足,应用：种子晒干保存,（2）CO2,过高CO2抑制细胞呼吸,应用：增加CO2的浓度保鲜,影响细胞呼吸的外部因素,影响细胞呼吸的外界因素,1、温度、水分、二氧化碳浓度和pH值都能影响生物的细胞呼吸,下列关于外界因素对细胞呼吸影响的说法错误的是：A、温度主要通过影响酶活性来影响细胞呼吸的进行B、细胞呼吸有最适pH，在最适pH之前，pH越高，细胞呼吸越强，在最适pH之后，随pH升高，细胞呼吸减弱C、二氧化碳浓度升高会

18、抑制细胞呼吸的进行D、细胞内的结合水/自由水的值越大细胞呼吸越强,D,2、O2浓度对细胞呼吸的影响,氧气浓度对细胞呼吸的影响,一定范围内，氧气浓度升高有利于有氧呼吸的进行；但氧气的存在对很多厌氧生物的无氧呼吸有很强的抑制作用,对于酵母菌和植物器官，在氧气充足的情况下进行有氧呼吸，没有氧气的情况下进行无氧呼吸，在较低氧气浓度下，两种呼吸方式同时进行,细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）,1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（A点）,2、若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存（图中AC段）,3、若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以

19、后）,4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸CO2释放量相等，此时CO2的总释放量最低，有机物消耗最少，最有利于储存,O2%,CO2释放量,A,B,C,D,5 10 15 20 25,5、D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时。无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制,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

20、吸作用，减少有机物的消耗,粮食储藏和果蔬保鲜,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:低温，低氧，干燥果蔬保鲜：低温，低氧，低湿,我们购买罐头食品时发现有这样的说明：若真空安全钮鼓起请勿购买。请问这是什么原因？,这说明罐头食品在生产时灭菌不彻底，微生物在无氧条件下发生无氧呼吸产生了CO2 使真空安全钮鼓起说明食物可能变质,呼吸作用计算问题,C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 +12H2O + 能量 C6H12O6 2 C2H5OH（酒精）+ 2 CO2 + 能量1、无O2吸收，无CO2释

21、放，进行产生乳酸的无氧呼吸 2、无O2吸收，有CO2释放，进行产生酒精的无氧呼吸3、有O2吸收= CO2释放，进行有氧呼吸4、 CO2释放量 O2吸收量，进行有氧和无氧呼吸当有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等时， CO2和 O2的比例关系， CO2/ O2=4/3,酶,酶,2C3H6O3（乳酸）+ 能量,C6H12O6,酶,1、A中有CO2产生，可以说明,2、B中有CO2产生，可以说明,3、AB中有CO2产生，则,植物细胞,该细胞正在进行无氧呼吸,该细胞正在进行有氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼吸在同时进行,A,B,探究一:酵母菌细胞呼吸的类型,要通过实验探究酵母菌的细胞呼吸类型,还要同时设计另一个实验,

22、简要说出思路?,结果预测和结论:,O2浓度对细胞呼吸的影响,只有无氧呼吸,有氧呼吸和无氧呼吸同时进行,只有有氧呼吸,不同氧气浓度下无氧呼吸的强度,11,DE=3CD,探究三:如果纵坐标表示某种物质的物质的量，请在下列两个坐标中画出无氧呼吸释放二氧化碳量和葡萄糖消耗总量的曲线。,单位:mol,ABCD分别是什么样的条件,?,在一定范围内，随着氧分压增大CO2的释放量减少,（1）AB段表示；原因是。,（3）苹果在储藏过程中，最好选择图中_点所对应的 氧分压，原因是_。,（2）BC段表示_ 原因是_,氧分压增大，无氧呼吸受到抑制，而有氧呼吸又很弱,随着氧分压增大，CO2的释放量增大,氧分压增大，无氧

23、呼吸逐渐减弱，有氧呼吸加强,B,在B点总呼吸强度最弱，有机物的消耗最少,（4）无氧呼吸时间过长，植物也会死亡 ，原因是_。,无氧呼吸产生酒精会使细胞的蛋白质变性；无氧呼吸产生能量少,1右图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。下列相关叙述正确的是( )A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官B氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,B,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之比是 A.3:1 B.1:

24、2 C.4:3 D.2:3,C,3、下列生物的呼吸全过程都在细胞质基质中进行的是 A 酵母菌 B 小麦 C 乳酸菌 D 玉米4、玉米胚进行无氧呼吸时，产生的物质是： A 乳酸 B 酒精 C 乳酸和CO2 D 酒精和CO2,5、关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ( ) A.不产生CO2 B.一定产生CO2 C.不形成ATP D.物质氧化分解不彻底,C,A,D,6.一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、O2 C. CO2、O2、乳酸 D.CO2、

25、乳酸、O2,7、下图表示氧气浓度对培养液中草履虫、乳酸菌、酵母菌呼吸作用的影响，呼吸曲线a、b、c分别代表了,A 酵母菌、草履虫、乳酸菌B 酵母菌、乳酸菌、草履虫C 乳酸菌、酵母菌、草履虫D 草履虫、酵母菌、乳酸菌,A,8经测定，蚕豆种子在发芽的早期，二氧化碳的释放量比氧气的吸收量大34倍，这说明此时的蚕豆是（ ）A 只进行有氧呼吸 B 无氧呼吸比有氧呼吸占优势 C 只进行无氧呼吸 D 有氧呼吸比无氧呼吸占优势 9有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是（ ）。 都在线粒体中进行 都需要酶 都需要氧 都产生ATP 都经过生成丙酮酸的反应 A B C D,10、陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为 产生的

26、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. ,简答题,1、根据右图回答问题：（1）从A B C的反应叫 ，此反应中1摩尔葡萄糖能释放 千焦能量，其中有 千焦转移到ATP中。另外B C过程是在细胞的 中进行的。（2）从A B D 的反应是在 条件下，在细胞的细胞质基质中进行的，其反应式为： （3）从A B E，此反应中1摩尔葡萄糖释放 千焦的能量，其中有 千焦转移到ATP分子中。,葡萄糖,丙酮酸,CO2+H2O,C,酒精,乳酸,E,D,A,B,有氧呼吸,2870,1161,线粒体,无氧,C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 能量,196.65,61.08,