第3节-ATP的主要来源——细胞呼吸.ppt

合成ATP时所需能量的主要来源动物和人等绿色植物能量ADP+Pi+ATPATP合成酶回顾ATP的合成zxxkw一、细胞呼吸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，释放能量并生成ATP的过程。○“氧化分解”需要氧气的参与吗？○无氧条件下能够进行细胞呼吸吗？○“其他的产物”具体指什么呢？想一想，在体外有哪些过程可以释放能量？燃烧爆炸2、导入新课拉瓦锡等在研究人的呼吸作用拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。细胞呼吸与有机物燃烧的区别比较项目有机物燃烧细胞呼吸相同本质不同条件释放能量结果储存在ATP中，多数以热能形式散失有机物氧化分解，释放能量点燃条件温和，酶催化快速连续释放逐步释放发光发热第3节ATP的主要来源——细胞呼吸一、细胞呼吸及其意义三、无氧呼吸四、细胞呼吸原理的应用二、有氧呼吸一种单细胞的真菌（真核生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌：探究单细胞真核生物生长周期短增殖速度快兼性厌氧型选择原因：出芽生殖1、酒精和CO2是酵母菌在什么条件下产生的？（有氧或无氧）2、哪种条件下呼吸作用产生的CO2比较多？探究酵母菌细胞呼吸的方式提出问题：想一想关于酵母菌细胞呼吸的方式，你有哪些不清楚的地方，提出要探究的问题？•发面过程中，酵母菌在有氧或无氧的条件进行呼吸作用产生CO2。联系生活实际，尝试作出你的假设：发面前发面后探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌密封发酵过程中无氧条件进行呼吸作用产生酒精。联系生活实际，尝试作出你的假设：探究酵母菌细胞呼吸的方式•1、在有氧条件下细胞呼吸产生CO2；•在无氧条件下产生CO2和酒精。•2、在有氧条件下细胞呼吸产生的CO2比无氧条件多。作出假设：针对提出的问题，你作出怎样的假设？探究酵母菌细胞呼吸的方式实验设计探究酵母菌细胞呼吸的方式（一）、实验原理1、酵母菌2、CO2的检测方法3、酒精的检测是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO2。1）CO2使澄清石灰水变浑浊橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄通气A（二）实验步骤1、配制酵母菌培养液2、设计CO2检测装置通气通气放置一段时间检测CO2检测CO2排除空气中CO2的影响在25-35℃、环境下培养8-10小时。控制变量有氧呼吸装置无氧呼吸装置设置两个或者两个以上的实验组，通过对结果的对比分析进一步探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。对比实验（有氧呼吸组，无氧呼吸组）（产物是否含酒精或CO2、CO2产生量）（有氧或无氧）（细胞呼吸）如何控制有氧条件？如何控制无氧条件？怎样鉴定CO2产生？如何比较CO2的产生？怎样鉴定有无酒精产生？怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？探究酵母菌细胞呼吸的方式酒精＋酸性重铬酸钾→由橙色变灰绿色葡萄糖溶液作为培养液；温度控制在25～35℃。怎样鉴定有无酒精产生？怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？持续通入用10%NaOH溶液处理的空气。B瓶静置一段时间再连接澄清石灰水CO2＋Ca(OH)2→CaCO3（澄清变浑浊浑浊）；单位时间内澄清石灰水浑浊程度。CO2＋溴麝香草酚蓝水溶液→由蓝变绿再变黄；溴麝香草酚蓝水溶液变黄色时间长短。有氧呼吸装置图无氧呼吸装置图五、结果记录条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化出现灰绿色变混浊／慢实验结论探究酵母菌细胞呼吸的方式1、有氧条件下，酵母菌细胞的呼吸作用产生大量CO2。2、无氧条件下，酵母菌细胞的呼吸作用产生少量CO2和酒精。C6H12O6+O2CO2C6H12O6CO2+酒精有氧呼吸无氧呼吸•下图为“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验装置图，请据图分析（1）A瓶加入的试剂是，其目的是。（2）C瓶和E瓶加入的试剂是，其作用是。（3）图中装置有无错误之处，如果有请在相应的图中加以改正。（4）经过A瓶的处理，可能还不能保证进入B瓶的气体中不含有二氧化碳，如何处理就可以知道进入B瓶的气体中肯定不含有二氧化碳了？（5）D瓶应封口放置一段时间后再连通盛E瓶，为什么？。（6）如果乙装置可以产生酒精，如何检测。在生活中有那些应用：。Na0H排除空气中CO2对实验结果的干扰澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)检测C02的产生酵母菌会将瓶中的氧气消耗完取酵母菌培养液的滤液与橙色的重铬酸钾在酸性条件下反应可用来检测汽车司机是否喝了酒“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别和联系？区别：“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。联系：“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础，没有呼吸过程吸入的氧气，就不能进行呼吸作用；而“呼吸作用”是“呼吸”的继续。细胞内呼吸作用高等动物的有氧呼吸O2O2呼吸（现象）呼吸器官血液循环血液循环CO2呼吸器官CO2气体运输CO2O2O2O2CO2CO2空气→鼻肺泡细胞空气中的氧气参与组织细胞的需氧呼吸至少穿过几层膜？毛细血管O2细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸包括细胞呼吸的方式二、有氧呼吸：1、场所：细胞质基质、线粒体（主要）线粒体的结构示意图外膜内膜基质嵴含有多种与有氧呼吸有关的酶细胞C6H12O6能量（少量）2丙酮酸（2C3H4O3）4[H]酶6H2O能量（少量）20[H]酶6CO212H2O+能量（大量）酶6O2细胞质基质第一阶段第三阶段第二阶段C6H12O6（线粒体基质）（线粒体内膜）有氧呼吸的具体过程葡萄糖的初步分解C6H12O6酶丙酮酸(C3H4O3)+[H]+能量（少量）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶CO2+[H]+能量（少量）场所：线粒体基质②丙酮酸[H]的氧化酶H2O+能量（大量）场所：线粒体内膜③[H]+O2+H2O242662024612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H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜能量的转移和利用体温调节等吸收、分泌肌肉收缩生物合成神经传导ATPADP能量PiPi细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解大量ATP有氧呼吸的概念有氧呼吸过程动画：+H2O+C6H12O6+H2O+O2酶CO2大量能量有氧呼吸的总反应式1mol葡萄糖释放2870KJ，有1161KJ转移至ATP，其余以热能形式散失。66612呼吸作用中的元素转移探究有氧呼吸中的C元素转移用14C标记C6H12O6；O元素转移用18O标记H218O，18O2。C转移：C6H12O6→丙酮酸→CO2C6H12O6→丙酮酸→[H]→H2OH转移H2O→[H]→H2O→CO2H2OC6H12O6→丙酮酸O转移：O2→H2O三、无氧呼吸无氧呼吸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，同时释放出少量能量的过程。场所：细胞质基质。1、无氧呼吸过程可分为两个阶段第一阶段：葡萄糖的初步分解，与有氧呼吸第一阶段完全相同。C6H12O62C3H4O3+4[H]+少量能量酶1反应式：C3H4O3C2H5OH+CO2乙醇脱氢酶C3H6O3乳酸脱氢酶第二阶段：丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或转化成乳酸。乳酸发酵酒精发酵微生物的无氧呼吸也可以称发酵。2、无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C2H5OH+2CO2+能量酶C6H12O62C3H6O3+能量1mol葡萄糖释放能量225.94KJ，有61.08KJ转移至ATP中（合成2molATP）。1mol葡萄糖释放能量196.65KJ，有61.08KJ转移至ATP（合成2molATP）。（1）酒精发酵：（2）乳酸发酵：类型项目有氧呼吸无氧呼吸区别场所条件产物释能联系细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质需氧、酶等不需氧、需酶较多较少①两者第一阶段相同②都分解有机物、释放能量有氧呼吸与无氧呼吸的比较二氧化碳和水酒精和二氧化碳或乳酸有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系细胞呼吸影响因素及应用三、影响细胞呼吸的因素1、内因：①遗传特性如：旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物②生长发育时期③器官类型如：幼苗期大于成熟期如：生殖器官大于营养器官411.温度：1）影响实质：Ⅱ.外因2）曲线3）应用植物最适25-35℃低储藏（果蔬）适当降低温度，可降低与细胞呼吸有关酶的活性，而延长保存时间大棚生产冬季保温适当降低夜温/增大昼夜温差降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量温度呼吸速率影响呼吸酶的活性42（1）对无氧呼吸的影响：2.氧气无氧呼吸强度氧气浓度呼吸速率随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加（2）对有氧呼吸的影响：有氧呼吸强度氧气浓度绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌同进存在两种呼吸方式，因而受氧气浓度的影响，两种呼吸及总呼吸速率的存在一定的变化。曲线如图所示：（2）两种呼吸及总呼吸速率的变化曲线：无氧呼吸消失点：有氧呼吸无氧呼吸CO2释放总量C、D总呼吸强度储存果、蔬、粮最佳点：3）需氧发酵：Ⅱ应用：2）中耕松土稻田排水1）透气消毒纱布或松软“创可贴”包扎伤口3）低氧贮藏增加根的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收可抑制破伤风杆菌等厌氧病菌的繁殖；2）利用氧气驱蛔促进1）无土栽培需不断通气抑制先通气，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。（不能无氧）E点对应的O2浓度亚麻玉米小麦443.CO2①CO2浓度高会抑制有氧呼吸，②同时CO2浓度增高，会降低细胞内PH值，使呼吸酶的活性降低。低浓度的CO2在一定程度上促进细胞呼吸。4、水①水是原料，也是产物，细胞呼吸过程必须在细胞内的水环境中才能完成。②在一定范围内呼吸作用强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。干种子含水量范围：10%~14%5、其他机械损伤呼吸速率加快，保存时间缩短，易腐烂变质PH影响酶的活性，影响细胞膜的通透性改良盐碱地控制微生物发酵的PH值1、无氧呼吸产生的乳酸或酒精对细胞有害吗？例如，用酵母菌使葡萄汁发酵产生葡萄酒，当酒精含量达到12%~16%时，发酵就停止了，为什么？还有其他例子吗？2、有氧时，能进行无氧呼吸吗？1、答：一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。2、答：在有氧条件下也可以进行无氧呼吸。对于厌氧生物，由于体内缺少有氧呼吸所需的酶，在有氧时也进行无氧呼吸（当然，对于严格厌氧型生物，接触氧气就会死亡）。对于兼性厌氧型生物，如酵母菌，在氧气不足的情况下也会进行无氧呼吸，产生酒精。对于人，在剧烈运动或某些疾病（如镰刀性贫血症）作用下，有氧呼吸所提供的能量不足，则肌细胞会进行无氧呼吸，产生乳酸。可见，虽然大多数情况下氧气的存在会抑制无氧呼吸地进行，但在必要时无氧呼吸还是会启动，因为那些生物体内有相关的酶。但无氧时，不能进行有氧呼吸。四、细胞呼吸原理的应用用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风芽孢杆菌的无氧呼吸。早期通气——促进酵母菌有氧呼吸，利于菌种繁殖后期密封发酵罐—促进酵母菌无氧呼吸，利于产生酒精（2）酿酒时食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。（均为好氧菌）土壤松土：促进根细胞有氧呼吸，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量稻田定期排水：抑制根细胞