细胞呼吸的原理和应用PPT

第5章细胞的能量供应和利用第3节细胞呼吸的原理和应用人教版必修1本节重点1.细胞呼吸的概念及其与ATP形成的关系2.有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点3.细胞呼吸的原理在生产和生活中的应用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）注意：区别呼吸(运动)与细胞呼吸?实质：氧化分解有机物，释放能量�线粒体的结构示意图外膜内膜基质嵴二、有氧呼吸1、场所：主要在线粒体2、有氧呼吸最常利用的底物：----葡萄糖(C6H12O6)�探究活动一：在适宜温度条件下将酵母菌研磨液经离心分离后分别注入4支试管,都通入氧气，各种酶的活性不变：葡萄糖线粒体葡萄糖含量不变1葡萄糖细胞质基质和线粒体葡萄糖减少出现丙酮酸，有气泡3葡萄糖细胞质基质葡萄糖减少丙酮酸产生2丙酮酸线粒体有气泡产生4CO2第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)C6H12O6①6CO2少量能量ATP热量酶6H2O20[H]12H2O大量能量ATP热量③少量能量ATP热量4[H]6O2酶细胞质基质②2丙酮酸酶线粒体基质线粒体内膜探究二、有氧呼吸的过程第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)有氧呼吸的三个阶段C6H12O6酶2丙酮酸+4[H]+(少量)能量场所：细胞质基质①酶6CO2+20[H]+(少量)能量场所：线粒体基质②2丙酮酸酶12H2O+（大量）能量场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)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对比第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)总反应式：C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶生物学方程式的写法：1、必须用箭头2、酶促反应的箭头上必须写酶。箭头下有时可以写反应条件。3、一般需要配平。4、牵扯到能量的方程式必须写能量，不能写ATP。第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)C6H12O6+6H2O+6O2酶6CO2+12H2O+能量思考:上述反应生成物中的CO2和H2O中的O分别来自反应物中的什么物质?4、原子的来源和去路：第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)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：977.28kj能量存于ATP中，其余以热能散失。有氧呼吸注：能量去向：一部分以热能形式散失；一部分转移到ATP中；第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)在细胞质基质中进行的是：在线粒体中进行的是：有水参与的阶段是：有氧参与的阶段是：有水生成的阶段是：有二氧化碳生成的阶段是：放出少量能量的阶段是：放出大量能量的阶段是：放出少量[H]的阶段是：放出大量[H]的阶段是：第一阶段第二阶段第三阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第二、三阶段第一、二阶段第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)细胞在氧的参与下，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，释放能量并生成大量ATP的过程。有氧呼吸第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)发酵：微生物的无氧呼吸第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)(二)无氧呼吸1、场所：2、过程第一个阶段与有氧呼吸的第一个阶段完全相同。第二个阶段是，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。细胞质基质第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)葡萄糖4［H］2丙酮酸2CO22酒精2乳酸无氧呼吸的过程：少量能量2ATP丙酮酸与[H]反应不同酶伴随热能产生，但不转化为ATP酶反应式：C6H12O6C6H12O6酶酶2CO2+2C2H5OH+少量能量2C3H6O3+少量能量例：动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）例：大多数植物细胞、酵母菌、果实225KJ196.65KJ为什么无氧呼吸产生能量少？氧化分解不彻底,部分能量仍储存在酒精和乳酸中酒精乳酸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196.65kj能量：61.08kj能量存于ATP中，其余以热能散失。无氧呼吸无氧呼吸的概念在没有氧气参与的情况下，葡萄糖等有机物经过不完全分解，释放少量能量的过程。无氧呼吸的特点氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行探究活动三（三）有氧呼吸与无氧呼吸的联系有氧呼吸无氧呼吸不同点场所条件产物能量变化相同点联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需氧气、酶不需氧气、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量，合成38molATP释放少量能量，合成2molATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同分解有机物，释放能量，合成ATP•低温贮存•利用N2或CO2降低O2的浓度降低细胞呼吸，延长保存期限。•降低湿度贮存农产品的贮存和保鲜有哪些方法注：农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。细胞呼吸原理应用�透气性好，细胞呼吸正常，并能抑制破伤风杆菌等厌氧病菌的繁殖第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)花盆里的土壤板结后，空气不足，会影响根系生长，需要及时松土透气，以保证根系细胞呼吸对氧气的需要第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)�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无氧呼吸产生酒精发酵，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。第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)�人在剧烈运动时，以无氧呼吸为主，这时会产生大量的乳酸，积累在骨骼肌处，使人感到酸胀乏力；若进行慢跑，则以有氧呼吸供能，这时产生的是CO2和水不会产生酸胀乏力感。第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)想一想：什么叫呼吸速率？影响它的主要因素是什么？呼吸速率是指单位数量的活体组织，在单位时间内，消耗的O2量或释放的CO2量。（也可用葡萄糖消耗量表示，但不好测量）第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)三、影响呼吸作用的因素第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)（一）影响细胞呼吸的内部因素(1)不同种类的植物呼吸速率不同，如一般情况下，旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。(2)同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。(3)同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)1、温度主要是影响酶的活性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。氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用（5%）保存应用：蔬菜和水果储存：降温；保持昼夜温差（二）影响呼吸作用的外部因素及应用第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)3、CO24、水从化学平衡角度析，CO2浓度增加，呼吸速率下降在一定范围内含水越多，呼吸作用越强应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)1、上图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下的CO2释放和O2吸收量的变化,请据图回答问题:⑴在外界氧浓度为10%以下时,该器官的呼吸作用方式是:______________________________________________。⑵无氧呼吸强度与氧气浓度之间的关系_______________________________________________。51015无氧呼吸和有氧呼吸同时存在无氧呼吸随氧浓度的升高而逐渐减弱O2浓度A气体交换相对值BCO2吸收量=CO2释放量有氧呼吸曲线CO2释放量合成曲线无氧呼吸曲线第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)B点：CO2释放量最少，说明细胞呼吸最弱⑶分别解释B、C两点的特点CO2释放O2吸收O2浓度A气体交换相对值BBC51015C点：CO2释放总量与有氧呼吸CO2释放量相同，说明细胞只进行有氧呼吸第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)第5章第3节细胞呼吸的原理和应用(共50张PPT)⑷AB段表示CO2释放量减少，其原因是：_____⑸图中阴影部分的面积代表：__________________________________________________________________CO2释放O2吸收O2浓度A气体交换相对值BBC51015氧浓度逐渐升高到5%时，无氧呼吸逐渐被抑制，而有氧呼吸十分微弱。不同氧浓度下的无氧呼吸强度⑹当外界氧的浓度为4-5%时，该器官CO2的释放量相对值为0.6,而氧气的吸收量为0.4.此时无氧呼吸消耗葡萄糖的相对值约相当于有氧呼吸的______倍.CO2释放O2吸收O2浓度A气体交换相对值BBC510151.5酶C6H12O6酶2CO2+2C2H5OH+少量能量0.461X210.2YX=0.4/6Y=0.2/2Y:X=1.5C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量CO2释放O2吸收O2浓度A气体交换相对值BBC51015蔬菜和水果在条件下储存种子应在储存。低温、低氧、湿度适中低温、低氧、干燥低温以不破坏植物组织为标准，一般为零上低温（7）图中哪一点适合果实的储存？B四：实验技能提升一、探究酵母菌细胞呼吸的方式1．实验原理(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。酵母菌进行有氧呼吸能产生大量的CO2，在进行无氧呼吸时能产生酒精和CO2。(2)CO2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。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。(3)橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下可与乙醇发生化学反应，变成灰绿色。对比实验设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来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探究：如何改进装置可以知道不是空气中的二氧化碳在起作用呢？4.进行试验实验现象：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／快无变化变混浊／慢出现灰绿色5.分析结果得出结论酵母菌有氧条件下产生大量CO2无氧条件下产生酒精和少量CO2呼吸作用的类型有氧呼吸无氧呼吸►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