细胞呼吸(市优质课)

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复习提问生物体生命活动的主要能源物质是什么?生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么?葡萄糖ATP那么:葡萄糖中储存的能量如何转化为生命活动所需要的直接能量ATP的呢?第3节ATP的主要来源——细胞呼吸18世纪,法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧时需氧气,并把呼吸作用比作“缓慢燃烧过程”。后来人们发现呼吸作用的实质是有机物氧化分解,并释放能量。讨论:1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点?2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么快吗?3.在无氧条件下,细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗?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,释放出能量并生成ATP的过程。一、细胞呼吸(呼吸作用)区别呼吸(运动)与细胞呼吸?呼吸:机体与环境之间O2和CO2交换的过程。细胞呼吸也称呼吸作用是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,生成CO2或其他物质,释放出能量并生成ATP的过程。对比呼吸和呼吸作用的区别提出问题:细胞呼吸是否需要氧气?生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢?若用300C的温水把买来的一包鲜酵母化开,用它发一块面团,几个小时后,面团便会渐渐膨大。用手抠开里面,你会发现面团里面变成蜂窝一样,有许多空隙,并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味。所以我们吃的面包和馒头比较松软,味道也好。我们喝的啤酒、白酒、医院里的酒精、化妆品中的甘油,都是用酵母菌生产的。酵母菌的细胞里含有丰富的蛋白质和维生素,所以也可以做成高级营养品添加到食品中,或用作饲养动物的高级饲料。小资料二、探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌:一种单细胞的真菌(真核生物),在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。以出芽生殖的方式产生后代。液泡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?思考⒈提出问题设计实验酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的(有氧?无氧?)提出问题进行实验验证假设、形成结论CO2有氧产生无氧CO2和酒精产生作出假设3.设计实验实验思路?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二氧化碳实验组组A:有氧条件组B:无氧条件(对比实验)②怎样鉴定有无酒精产生?③这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒.①怎样鉴定有无二氧化碳产生?二氧化碳可使澄清的石灰水变混浊;也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。根据混浊程度或变成黄色的时间长短检测产生二氧化碳的多少橙色的重铬酸钾(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,重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬.二探究酵母菌细胞呼吸的方式步骤一:配制酵母菌培养液10g酵母菌+240mL5%葡萄糖溶液A组B组实验步骤二探究酵母菌细胞呼吸的方式步骤二:A实验组(有氧情况下)实验步骤二探究酵母菌细胞呼吸的方式步骤二:B实验组(无氧情况下)实验步骤二探究酵母菌细胞呼吸的方式步骤三:鉴定是否有CO2产生;鉴定是否有酒精产生0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液A组B组橙色实验步骤条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧(A)无氧(B)变混浊/快无变化变混浊/慢出现灰绿色⒌实验现象及分析4、进行实验二探究酵母菌细胞呼吸的方式①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②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。③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。分析实验结果二探究酵母菌细胞呼吸的方式⒍实验结论酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生了大量的CO2和H2O;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CO2。科学家通过大量的实验证实,细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。三、细胞呼吸的类型对于绝大多数生物来说,有氧呼吸是细胞呼吸的主要形式,这一过程必须有氧参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。有氧呼吸最常利用的物质是葡萄糖。㈠有氧呼吸⒈主要场所:线粒体含有与有氧呼吸有关的酶线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构?外膜内膜嵴基质细胞膜线粒体有氧呼吸的过程C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)[H]酶C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+能量(少量)⒉有氧呼吸的过程:(三个阶段)㈠有氧呼吸C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)[H]能量(少量)[H]6CO26H2O酶酶2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量(少量)酶⒉有氧呼吸的过程:C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)[H]能量(少量)[H]O212H2O+能量(大量)6CO26H2O酶酶酶24[H]+6O212H2O+能量(大量)酶⒉有氧呼吸的过程:酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量3.总反应式:C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+能量(少量)24[H]+6O212H2O+能量(大量)酶2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]+能量(少量)酶第一阶段:第二阶段:第三阶段:细胞质基质线粒体基质线粒体内膜熟记!1moLC6H12O6能量(2870kJ)1161kJ其余以热能形式散失ATP(38moL)约40%以上反应式中的能量能否写成ATP?有氧呼吸1场所:2条件:3物质变化:4能量变化:细胞质基质、线粒体(主要)O2、酶有机物、O2、H2O→CO2、H2O2870kj能量:1161kj能量存于ATP中,其余以热能散失。有氧呼吸①有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段?②呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段?③如果你在思考上述问题的时候,消耗了2摩尔葡萄糖,那么有多少能量转移到了ATP中?第二第三1161kJx2思考:④下列分别属于有氧呼吸的第几阶段:①产生CO2的阶段()②产生H2O的阶段()③氧气参与的阶段()④产生ATP的阶段()⑤产生ATP最多的阶段()二三三三一、二、三1、什么叫无氧呼吸?细胞在无氧或缺氧的条件下,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,同时释放出少量能量的过程。㈡无氧呼吸2、场所:细胞质基质2、过程:分两个阶段第一个阶段:第二个阶段:C6H12O6能量(少量)2丙酮酸(2C3H4O3)4[H]2C2H5OH(酒精)+2CO2﹢能量(少量)酶酶2C3H6O3(乳酸)﹢能量(少量)酶C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量(少量)酶4、无氧呼吸的反应式①植物细胞缺氧:水淹、苹果储存时间太长⑴酒精发酵(发酵用于微生物)②酵母菌:兼性厌氧型C6H12O62C3H6O3(乳酸)+能量(少量)酶⒉无氧呼吸的反应式③乳酸菌:酸菜、泡菜⑵乳酸发酵①人和动物细胞缺氧:剧烈运动②某些植物的特殊器官:马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚。1场所:2条件:3物质变化:4能量变化:细胞质基质酶、缺氧或无氧有机物→不彻底氧化产物196.65能量:61.08kj能量存于ATP中,其余以热能散失。无氧呼吸葡萄糖丙酮酸6CO2+12H2O+能量(大量)2C2H5OH+2CO2+能量(少量)2C3H6O3+能量(少量)或酶酶(三)有氧呼吸与无氧呼吸的关系:细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较呼吸类型有氧呼吸无氧呼吸进行场所进行条件分解产物放能情况不同点反应式相同点细胞质基质、线粒体细胞质基质O2、酶缺氧或无氧、酶H2O、CO2C2H5OH、CO2或C3H6O3释放大量能量,形成大量ATP释放少量能量,形成少量ATPC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+大量能量C6H12O6酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量C6H12O62C3H6O3+少量能量①第一阶段完全相同;②分解有机物,释放能量酶1、呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。四、呼吸作用的意义:2、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。探究一:细胞呼吸消耗氧气的测定装置及相关实验设计(1)测定装置被研究的生物灭活的生物(2)对照实验的设计五、相关实验(一)、在以葡萄糖为呼吸底物的状况下,CO2释放量和O2消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据1、释放CO2不消耗O2,只进行产生酒精的无氧呼吸2、既不释放CO2也不消耗O2,只进行产生乳酸的无氧呼吸3、CO2释放量等于O2消耗量,只进行有氧呼吸4、CO2释放量等于O2消耗量,有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸同时进行①若CO2:O2=4:3,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等②若CO2:O2>4:3,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸③若CO2:O2<4:3,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸(二)、若细胞CO2释放量小于O2消耗量,说明细胞呼吸的底物不是糖类,可能是脂肪。AB探究二: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,简要说出思路?结果预测和结论:结果预测(红色液滴移动情况)相应结论装置A装置B123左移不动只有有氧呼吸右移不动只有无氧呼吸左移右移两种呼吸类型都有探究三:酵母菌细胞呼吸的场所细胞内有氧呼吸第二阶段为丙酮酸的分解,其反应式为:为探究该反应发生的场所做如下实验:步骤一、用处理新鲜肝脏,使其分散成单个细胞;步骤二、离心得到细胞质基质和线粒体基质,分装在编号为1、2的两支试管中;步骤三、;步骤四、。预测实验现象及结论:1现象:结论:。2现象:结论:。3现象:结论:。2C3H4O3+6H2O6CO2+20[H]酶胰蛋白酶取等量且少量的试管1和试管2中的溶液分别置于A、B两支试管中,再取等量的丙酮酸加入A、B两支试管中一段时间后向两支试管中加入四滴澄清的石灰水并观察现象A出现浑浊B没有B出现浑浊A没有AB都出现浑浊该反应发生在细胞质基质该反应发生在线粒体基质该反应在两个场所中均有发生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练习:六、影响细胞呼吸的因素1、温度呼吸作用在最适温度(25℃~35℃)时最强;2、氧气在氧气浓度为零时,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。(5%)保存1、判断细胞呼吸的方式氧气浓度为B时:。氧气浓度为B到G(不包括B点和G点)时:。氧气浓度大于G(包括G点)时。2、绿色区域代表的含义是:。3、如果DE=3CD,那么有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的比值为,若有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖,CD和DE的长度之比为:。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1∶1DE=3CD练习:条件有氧呼吸消耗O2量有氧呼吸产生CO2量有氧呼吸消耗葡萄糖量无氧呼吸产生CO2量无氧呼吸消耗葡萄糖量CO2产生总量葡萄糖消耗总量A条件60B条件124C条件318D条件02单位:mol610611224216121226500424ABCD分别是什么样的条件5、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。1/2CD+1/6DE3、CO24、水从化学平衡角度析,CO2浓度增加,呼吸速率下降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,代谢加强六细胞呼吸原理的应用细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽,细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.发酵技术2.农业生产3.粮食储藏和果蔬保鲜4、医学上1.发酵技术生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋生产单细胞蛋白应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气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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