全国青年教师素养大赛一等奖ppt课件5-3-ATP的主要来源-细胞呼吸.ppt

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1、什么是ATP？ATP的主要来源是什么？,第五章 细胞的能量供应和利用,第三节 ATP的主要来源-细胞呼吸,什么是细胞呼吸？细胞呼吸和我们平时说的“呼吸”有什么区别?,呼吸运动,呼吸运动也称气体交换或呼吸，是指机体同外界环境进行气体交换的整个过程,外呼吸,内呼吸,第三节 ATP的主要来源-细胞呼吸,一、细胞呼吸的概念,生物体内的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，释放出能量并且生成ATP的过程，叫做细胞呼吸。,二、细胞呼吸的方式,（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式,问题情境：酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式

2、。,加入酵母菌和面作成的馒头、面包松软多孔，是因为发酵产生气体所致，那么，产生的气体是什么呢？在什么情况下产生的？葡萄美酒中酒精又是怎么产生的？,酵母菌可用于发面,酵母菌可用于酿酒,3.设计实验,2.做出假设,1.提出问题,4.进行试验,5.分析结果 得出结论,6.表达交流,科学探究的方法,交流有关酵母菌的知识，想一想关于酵母菌的细胞呼吸方式，自己有哪些不清楚的地方，尝试提出要探究的问题：问题：酵母菌采取何种细胞呼吸方式?问题：酵母菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸的产物分别是什么?问题：酵母菌在有氧和无氧条件下，细胞呼吸产生的CO2是否一样多?,（一）提出问题,学生根据已有知识和生活经验，针对所

3、提出的问题作出假设，如：酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存，所以我们认为酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸。：酵母菌可用于发面、酿酒，所以我们认为酵母菌有氧呼吸的产物中有CO2；无氧呼吸的产物可能是酒精。：酵母菌在无氧条件下分解有机物的效率低，产生的CO2应该较少。,（二）作出假设,1.本实验的自变量、因变量、无关变量是什么？怎样控制有氧和无氧条件?2.如何对产物进行检测?如何比较两种条件下产物量的多少?3.试验装置设计中需要注意什么问题?,实验设计中需要解决的问题,（三）设计实验,1.本实验的自变量如何设置？怎样控制有氧和无氧条件?,有氧条件,无氧条件,（1）CO2的检测 根据石灰水浑浊程

4、度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间，可以检测酵母菌培养液中CO2产生情况。,溴麝香草酚蓝水溶液：蓝 绿黄,2、怎样知道呼吸作用是否进行了？如何检测呼吸作用的产物呢？,选择石灰水检测CO2，装置怎样连接？,增设如图C的对照实验,此对照实验中B瓶中只加入了等量的葡萄糖培养液,或用加热杀死后的酵母菌代替。,如何排除空气中CO2的干扰,得出无氧呼吸也能产生CO2的结论？,橙色灰绿色,2、酒精的检验 酒精在酸性条件下会与橙色的重铬酸钾反应生成灰绿色的硫酸铬。,查是否酒驾：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，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬,鉴定是否有酒精产生,各滴加

5、0.5ml重铬酸钾的浓硫酸溶液,A组,B组,橙色,橙色,分别加入2ml有氧呼吸和无氧呼吸的培养液,（四）进行实验,实验结果,结论是什么？,酵母菌既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸，且有氧呼吸产生的CO2多,无氧呼吸会产生酒精，有氧呼吸不产生酒精,结论是什么？,实验结果,实验结果记录,混浊（）,混浊（）,黄（短）,黄（长）,无明显变化,灰绿,2、有氧呼吸产生大量CO2，无氧呼吸产生少量CO2。,实验结论：,1、酵母菌既可以进行有氧呼吸，又可以进行无氧呼吸。有氧呼吸的产物有CO2，无氧呼吸产生CO2和酒精。,呼吸作用还有其他产物吗？,为什么要等米饭冷却了才加酒曲？,为什么不能将米饭装满整个容器？,

6、能否设计一个实验，验证呼吸作用是否会产生水？,加热杀死的酵母菌,B,再探究：,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？,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，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,细胞呼吸的方式,酶,酶,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的氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量的过程。,实验推论：,第三节 ATP的主要来源-细胞呼吸,一、细胞呼吸的概念,二、细胞呼吸的方式

7、,（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式,（二）有氧呼吸,1、有氧呼吸的主要场所：,线粒体,2、有氧呼吸的过程,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,+4H+能量,场所：细胞质基质,（少量）,2C3H4O3,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2+20H+能量,场所：线粒体基质,H的氧化,酶,12H2O+能量,场所：线粒体内膜,24H+6O2,+6H2O,（大量）,（少量）,2C3H4O3,（丙酮酸）,C6H12O6(葡萄糖),丙酮酸,CO2,O2,H2O,大量能量,有氧呼吸的过程,细胞质基质,线粒体,第一阶段,第二阶段,第三阶段,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸、H、ATP,少量,H、O2,线粒体基质,丙酮酸

8、、H2O,H、CO2、ATP,少量,线粒体内膜,H2O、ATP,大量,有氧呼吸总反应式：,C6H12O6+6H2O+6O2,酶,6CO2+12H2O+能量,C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量 以上反应式中的能量能否写成ATP？,能量（2870kJ）,1161kJ,其余以热能形式散失,ATP,酶,已知：1mol葡萄糖在体外燃烧可以产生2870 kJ能量，而经过细胞有氧呼吸则可以使1161 kJ能量储存在ATP中；ADP转化为ATP需要吸收30.54 kJ能量。试计算：1.有氧呼吸的能量转换效率是多少？2.1分子葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少分子ATP？3.细胞呼吸过

9、程中，转变为热能的能量是一种浪费吗？,1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol的能量，其中一部分以热能形式散失(约60%)；另一部分转移到ATP中(1161kJ/mol，约40%)储存，约形成38molATP。,有氧呼吸概念：细胞在氧气的参与下，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。,第三节 ATP的主要来源-细胞呼吸,一、细胞呼吸的概念,二、细胞呼吸的方式,（一）探究酵母菌细胞呼吸的方式,（二）有氧呼吸,1、有氧呼吸的场所：,细胞质基质和线粒体,2、有氧呼吸的过程,3、有氧呼吸的概念,（三）无氧呼吸,（三）无氧呼吸,葡萄糖的初步

10、分解,C6H12O6,酶,+4H+能量,场所：细胞质基质,1、,与有氧呼吸第一阶段相同,（少量）,2C3H4O3,丙酮酸不彻底分解,酶,2C3H6O3,场所：细胞质基质,（1）乳酸发酵,2、,（少量）,2C3H4O3,（乳酸）,+能量,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）,什么是发酵？,+2CO2+能量,2C3H4O3,（2）酒精发酵,（少量）,C2H5OH,（酒精）,例：大多数植物、酵母菌,丙酮酸不彻底分解,2、,场所：细胞质基质,3、无氧呼吸总反应式：,C6H12O6,酶,2C3H6O3少量能量,2C2H5OH2CO2少量能量,C6H12O6,酶,4、无氧呼吸

11、的主要场所：,细胞质基质,5、能量去向：,1mol葡萄糖分解成乳酸，共释放196.65kJ/mol，其中一部分以热能形式散失(约69%)；另一部分转移到ATP中(61.08kJ/mol,约31%)储存，形成2个ATP。,在无氧呼吸中，无论是乳酸发酵、还是酒精发酵，都只在第一阶段释放少量能量，生成少量ATP，其余大部分能量则存留在乳酸或酒精中。,无氧呼吸一般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成为不彻底的氧化产物，产生乳酸或者酒精和二氧化碳，释放能量，生成少量ATP的过程。,6、无氧呼吸的概念,7、进行无氧呼吸的生物或器官组织,a.高等植物在水淹、缺氧的情况下，可以进行短

12、时间的无氧呼吸，产生酒精和二氧化碳。,玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根,缺氧时，可产生乳酸；,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，在肌肉内产生乳酸，引起肌肉酸胀。,c.酵母菌,有氧呼吸二氧化碳和水；,无氧呼吸酒精和二氧化碳。,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,二氧化碳和水,酒精和二氧化碳或乳酸,较 多,较 少,两者第一阶段相同,都分解有机物、释放能量,五、细胞呼吸原理的应用,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

13、、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。,珠江啤酒厂,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

14、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

15、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。,六、影响细胞呼吸的外部因素,（1）温度：,细胞呼吸的过程受酶催化，酶的活性受温度影响，故温度影响细胞呼吸的强度。温度过高或过低，细胞呼吸强度都会下降（或减弱）。,（2）氧气：,有氧呼吸需氧，无氧呼吸不需氧；有氧存在时，无氧呼吸会受到抑制。,（3）二氧化碳：,当外界二氧化碳浓度增大时，呼吸速率减慢，有氧呼吸受到抑制。,如何利用呼吸作用的原理进行水果和蔬菜的贮藏和保鲜？,低温、低氧、高二氧化碳（或充氮气）,1、生物的生命活动所需要的能量主要来自：、糖类的氧化分解、脂类的氧化分解、蛋白质的氧化分解、

16、核酸的氧化分解,练习：,、人体进行有氧呼吸的主要场所是、肺细胞、血细胞、线粒体、细胞质基质,、有氧呼吸最常用的物质是、淀粉、糖原、葡萄糖、ATP,、在线粒体内进行的有氧呼吸的过程是、第一、二阶段、第一、三阶段、第二、三阶段、第一、二、三阶段,、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是、分解有机物、释放能量、需要酶催化、有机物分解不彻底,、同样消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率比无氧呼吸能量转化效率多、20倍、19倍、倍多、12.7个百分点,9、把小白鼠和青蛙从25的室温中移至5的环境中，这两种动物的需氧量会发生什么变化A、两种动物的耗氧量都减少B、两种动物的耗氧量都增加C、青蛙耗氧量减少，小白鼠耗氧量增加D、青蛙耗氧量增加，小白鼠耗氧量减少,10、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表 A、O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2 C、CO2、O2、乳酸 D、CO2、乳酸、O2,11、将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片(甲)，另一枝保留两张叶片(乙、丙)，叶片置玻璃盒中密封，在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2，装置如图。一段时间后，可以检测到放射性的叶片是 A、仅在甲中 B、仅在甲和乙中 C、仅在甲和丙中 D、在甲、乙和丙中,