高级必修第章第节ATP的主要来源——细胞呼吸PPT课件

.,1,第3节ATP的主要来源细胞呼吸,本节聚集：1.什么是细胞呼吸？它与ATP的形成有什么关系？2.有氧呼吸与无氧呼吸各有什么特点？3.细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用？,.,2,18世纪，法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气，并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。后来人们发现，呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。,问题探讨：,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剧烈吗？、在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？,都是有机物氧化分解都能产生二氧化碳都释放出能量。,不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。,能。但是无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少。,.,3,呼吸运动与呼吸作用有何区别？,呼吸作用的实质是细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。,呼吸运动是宏观的气体交换的过程。,.,4,有机物在活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。,一、细胞呼吸概念,二、细胞呼吸方式,实质：,活细胞内有机物的氧化分解，并且释放能量。,.,5,酵母菌：,一种单细胞的真菌（_生物），在有氧和无氧条件下都能生存，属于_菌,进行出芽生殖和孢子生殖,实际上人们几乎天天都在享受着酵母菌的好处。你能举例吗？,我们每天吃的面包和馒头就是有酵母菌的参与制成的；我们喝的啤酒，也离不开酵母菌的贡献。,实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式,代谢类型：,异养兼性厌氧型,真核,兼性厌氧,.,6,提出问题：,作出假设：,（1）酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精?,（2）酵母菌在有氧和无氧的条件下产生的CO2是否一样多?,（1）酵母菌在无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精。,（2）酵母菌有氧呼吸比无氧呼吸产生的CO2多。,实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式,.,7,1.我们需为酵母菌提供呼吸作用的原料主要是什么？2.自变量?如何控制有氧和无氧的条件？因变量？3.怎样鉴定有无CO2产生？如何比较CO2产生的多少？4.怎样鉴定有无酒精产生？5.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？,葡萄糖是细胞生命活动所需要的主要能源物质。,澄清石灰水是否变浑浊,将实验装置放到2535的环境中。,橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色,溴麝香草芬蓝水溶液是否变黄,设计实验：,对比实验：见P92图,变黄的时间长短,浑浊快慢和浑浊程度,实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式,有无O2,呼吸产物的种类,酸性重铬酸钾,.,8,进行实验：,1、配制酵母菌培养液。取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别装入A、B锥形瓶中，然后注入等量的5%的葡萄糖溶液。,2、控制有氧和无氧条件。连接装置图，放置在25-35的环境中培养8-10h。,除去空气中的CO2,检测CO2,注：瓶应封口放置一段时间，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,甲：有氧装置,乙：无氧装置,让酵母菌进行有氧呼吸将O2消耗完，从而进行无氧呼吸,浓度过大，酵母菌失水死亡。,煮沸冷却：,除去O2和微生物，避免影响实验结果。,.,9,3、检测CO2的产生，记录实验现象，得出实验结论。,实验现象：甲乙两装置中石灰水都变_，且甲中浑浊程度_。实验结论：酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生_，且有氧呼吸比无氧呼吸产生的CO2更_。,浑浊,高且快,CO2,多,.,10,4、检测酒精的产生，记录实验现象，得出实验结论。,实验现象：1号试管_，2号试管中溶液由橙色变为_。实验结论：,从A、B锥形瓶中各取2ml滤液分别注入编号为1、2的2支试管中，分别滴加溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸中，振荡，观察变化。,不变色,灰绿色,酵母菌有氧呼吸_，无氧呼吸_。,不产生酒精,产生酒精,.,11,做馒头时，酵母菌的细胞呼吸的方式主要是什么？酿酒时，酵母菌的细胞呼吸方式又是什么呢？,做馒头时，酵母菌主要进行有氧呼吸。酿酒时，酵母菌主要进行无氧呼吸。,酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。酵母菌有氧呼吸产生大量CO2和水；无氧呼吸产生酒精，并产生少量CO2。,结论、交流和应用：,应用：重铬酸钾可以检测有无酒精存在。想一想，这一原理在日常生活中可以有什么用处？,这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒具体做法：让司机呼出的气体直接接触到载有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,.,12,二、细胞呼吸的方式,（一）有氧呼吸,（二）无氧呼吸,阅读教材P93-94有氧呼吸的有关内容，思考下列问题：,1、有氧呼吸最常利用的能源物质是什么？2、有氧呼吸分为几个阶段？每个阶段的场所在哪里？3、哪些阶段生成H？哪些阶段释放能量？释放能量最多的是哪一阶段？4、是不是每个阶段都需要的参与呢？,.,13,细胞质基质,线粒体,有氧呼吸的主要场所,线粒体,有氧呼吸的场所,（一）有氧呼吸,细胞质基质中,线粒体基质中,线粒体内膜上,.,14,葡萄糖,酶,少量能量,酶,丙酮酸,H,O2,CO2,H2O,少量能量,大量能量,酶,H,H2O,1、有氧呼吸的过程:,有氧呼吸过程的图解,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,少量能量,少量能量,大量能量,C6H12O6,C3H4O3,还原性氢,最常利用,.,15,H2OHH2O,O2H2O,C6H12O6丙酮酸CO2,C、H、O的来龙去脉：,2、有氧呼吸过程的总反应式:,非常重要,.,16,3、有氧呼吸过程特点：,_均释放能量，但_释放的能量最多。,_均产生H，_消耗H。,只有_阶段才需要氧气,_阶段产生CO2。,第一阶段在_中进行，二三阶段都在_中进行。,吸收的O2量与释放的CO2量_.,消耗水和产生水的阶段分别是_和_.,细胞质基质,线粒体,每一阶段,第三阶段,第一、二阶段,第三阶段,相等,第三,第二阶段,第三阶段,第二,物质的量或体积的多少,.,17,有氧呼吸三个阶段都释放能量,那么这些能量释放出来以后,有哪些去路?,.,18,能量,ADPPi,ATP,1161kJ,1709kJ,能量转换效率：,1161/2870100=40,有氧呼吸的能量去路：,1161/30.54=38mol,4、有氧呼吸过程的能量转换:,葡萄糖等有机物中稳定的化学能转变成ATP中活跃的化学能（小部分）和热能（大部分）,40,60,第一阶段：2mol第一阶段：2mol第一阶段：34mol,.,19,5、有氧呼吸概念：,细胞在_的参与下，通过_的催化作用，把糖类等有机物_氧化分解，产生出_和_，释放能量，生成大量_的过程。,O2,多种酶,彻底,CO2,H2O,ATP,酶,酶,.,20,反馈练习,1.在有氧呼吸过程中，CO2的产生和氧气的参与分别发生在（）A.第一阶段和第二阶段B.第二阶段和第三阶段C.第一阶段和第三阶段D.都在第三阶段,B,2.给某动物呼吸提供放射性同位素18O的O2，则该动物体内首先出现18O的物质是()A.葡萄糖B.二氧化碳C.水D.丙酮酸,C,.,21,刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉发酸,为什么?,.,22,（二）无氧呼吸,阅读教材P94-95无氧呼吸的有关内容，思考下列问题：,1、无氧呼吸最常利用的能源物质是什么？2、无氧呼吸分为几个阶段？每个阶段的场所在哪里？3、哪些阶段生成H？哪些阶段释放能量？,.,23,葡萄糖,酶,+H+能量,细胞质基质,（少量）,2丙酮酸,（二）无氧呼吸,第一阶段：,第二阶段：,细胞质基质,与有氧呼吸第一阶段完全相同:葡萄糖的分解。,：丙酮酸不彻底分解,酶,C3H6O3(乳酸),A.乳酸,例：人和高等动物（肌细胞）、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）、乳酸菌等,丙酮酸,C2H5OH(酒精)+CO2,B.酒精,例：大多数植物(如苹果)、酵母菌等,酶,发酵(乳酸菌),发酵(酵母菌),丙酮酸,C6H12O6少量能量C6H12O6少量能量,2C3H6O3（乳酸）,2C2H5OH（酒精）,2CO2,2、无氧呼吸总反应式:,1、无氧呼吸过程：,+H,+H,不释放能量,酶,酶,非常重要,最常利用,.,24,3、无氧呼吸过程特点：,第一和第二阶段都在_中进行。,只有_阶段产生H，而_阶段消耗H。,只有_阶段产生少量能量，而第二阶段不产生能量，大量的能量储存在产物_和_中。,无氧呼吸不消耗水，也不_水，产生乳酸的无氧呼吸不产生_和_，产生的酒精量与释放的CO2量_.。,产生,二氧化碳,细胞质基质,第一,第二,第一,酒精,乳酸,酒精,5、无氧呼吸概念：,4、无氧呼吸过程能量转换：,葡萄糖等有机物不彻底氧化分解将稳定的化学能转变成ATP中活跃的化学能（小部分）和热能（大部分）,细胞在_的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为_的氧化产物，释放出能量,生成_的过程。,无O2,不彻底,少量ATP,相等,.,25,小结：,葡萄糖,丙酮酸,细胞质基质,线粒体,细胞质基质,酶,酶,酶,（1）为什么无氧呼吸释放能量少？（2）为什么人和动物无氧呼吸不产生酒精和CO2？,葡萄糖没有彻底氧化分解，大部分能量保留在产物酒精和乳酸中,因为人和动物体内没有催化丙酮酸水解成酒精和CO2的酶。,.,26,三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较：,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,氧气、多种酶,无氧、需多种酶,葡萄糖彻底分解、产生CO2和H2O,葡萄糖不彻底分解、形成乳酸或酒精和CO2,释放出大量能量,释放出少量能量,第一阶段的反应完全相同，都是葡萄糖的氧化分解，并且都在细胞质基质内进行。,有机物的氧化分解，释放能量、生成ATP,.,27,1.苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸的产物分别是（）A.乳酸、酒精和二氧化碳B.都是酒精和二氧化碳C.都是乳酸D.酒精和二氧化碳、乳酸,D,2.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都产生丙酮酸A.B.C.D.,D,反馈练习,.,28,3.下图表示某绿色植物细胞内部分物质的转变过程，有关叙述正确的是（）,A.该过程只能在有光的条件下进行，无光时不能进行B.图中（一）、（二）两阶段产生H的场所都是线粒体C.图中（三）阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖D.图中、两物质依次是H2O和O2,D,.,29,4.下图是人体细胞无氧呼吸过程示意图，下列相关叙述不正确的是（）,A.反应只发生在细胞质基质B.a阶段除了产生ATP还释放热能C.a、b两个阶段均产生HD.1mol葡萄糖经乳酸发酵只产生2molATP,C,.,30,（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:,2、既不释放CO2也不消耗O2:,3、CO2释放量等于O2消耗量:,4、CO2释放量大于O2消耗量:,若CO2:O2=4:3,若CO2:O24:3，,若CO2:O24:3,只进行产生酒精的无氧呼吸,只进行产生乳酸的无氧呼吸,只进行有氧呼吸(或同时进行产生乳酸的无氧呼吸),有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸同时进行。,有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等,无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸,有氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于无氧呼吸,四、细胞呼吸类型的判断,狂K重点P40,（补充）,（补充）,.,31,在以葡萄糖为呼吸底物的状况下，CO2释放量和酒精生成量也是判断细胞呼吸类型的依据：,1、酒精量=CO2量:,只进行产生酒精的无氧呼吸,2、酒精量CO2量:,既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸,（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。,因为脂肪H多O少，消耗的O2含量就多,所以释放的能量也多。,（补充）,在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是（）A.a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸B.b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多C.c条件下，无氧呼吸最弱D.d条件下，产生的CO2全部来自线粒体,D,反馈练习,.,33,（1）测定装置,被研究的生物,等量的灭活的生物,（2）对照实验的设计,五、测定细胞呼吸的装置,若装置一中红色液滴向左移动了5cm,装置二向左移动1cm，那么细胞呼吸消耗的氧气是多少？,？,右,狂K重点P41,吸收细胞产生的CO2,误差因素：气压、气温、装置气密性,对照实验：将生物材料灭活，其他条件不变。,若生物材料是绿色植物，应该放在黑暗处，防止光合作用的干扰.,4,6,小麦种子、酵母菌培养液,若生物材料是种子，应对种子进行消毒，防止微生物的呼吸对实验的干扰。,1、细胞呼吸氧气消耗量（呼吸速率）的测定,.,34,A,B,2、判断酵母菌细胞呼吸的类型,实验现象和结论:,左移,不移,只有有氧呼吸,右移,不移,只有无氧呼吸,左移,右移,有氧呼吸、无氧呼吸,O2消耗量,O2消耗量与CO2释放量的差值,呼吸底物是葡萄糖,左移,呼吸底物是脂肪（花生种子）,狂K重点P41,左移,不移,不移,产乳酸的无氧呼吸（乳酸菌培养液）,.,35,六、细胞呼吸的意义,（1）为生物体的生命活动提供能量。,肌肉收缩、神经传导和生物发电、物质合成、主动运输、胞吐和胞吐,（2）为其他化合物的合成提供中间产物。,丙酮酸通过一系列转化可以变成氨基酸。,.,36,1温度:通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸强度.与温度影响酶促反应速率的曲线一致.,七、细胞呼吸的影响因素及实践应用,影响呼吸速率（强度）的外界因素：温度、O2浓度、CO2浓度、水分,应用：,贮藏蔬菜、水果、粮食、种子时，应_温度,从而减少呼吸消耗，延长保鲜时间；温室栽培中可_昼夜温差（降低夜间温度,提高白天温度），以减少夜间呼吸消耗，增加白天光合产物的合成，从而增加有机物的积累。,降低,增大,狂K重点P40,.,37,以酵母菌(植物非绿色部分)产生CO2的量与O2浓度的关系为例,2氧气浓度,(1)对于有氧呼吸:氧是有氧呼吸的原料之一,在一定范围内,随着O2浓度增加,有氧呼吸强度也增加,但O2浓度达到一定值时有氧呼吸强度将不再随O2浓度增加而增加（受呼吸酶数量限制）.,(2)对于无氧呼吸:随O2浓度增加而受抑制,O2浓度越高,抑制作用越强,O2浓度达一定值时,被完全抑制.,狂K重点P40,呼吸酶数量有限或温度等的影响,考考你：氧气浓度与酵母菌细胞呼吸之间关系的曲线图解读,1）曲线ADB：_呼吸释放的CO2量,2）曲线ODCE：_呼吸释放的CO2量,3）曲线AFCE：_呼吸释放的CO2量，AF段无氧呼吸产生CO2量_有氧呼吸，FC段有氧呼吸产生CO2量_无氧呼吸；4）A点：只进行_呼吸且无氧呼吸强度_；5）B点：无氧呼吸终止点，氧气浓度再增大，只进行_呼吸；6）C点：该点再向右的CE段产生的CO2全部为_呼吸产生；7）D点：无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2量_，但葡萄糖消耗速率不同,无氧呼吸_有氧呼吸；,无氧,有氧,细胞,无氧,最大,有氧,有氧,相同,大于,最小,大于,大于,最佳,最少,8）F点：细胞呼吸产生的CO2总量_，即细胞呼吸消耗的有机物_,该点的氧气浓度一般作为贮存水果、蔬菜、粮食的_氧气浓度(该条件下既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸)。,（2）OAFC的面积表示的含义是什么？,无氧呼吸释放的CO2量,酵母菌细胞呼吸消耗的有机物中的C都形成CO2,（1）为何根据CO2释放总量能判断细胞呼吸消耗有机物的多少？,狂K重点P40,贮藏蔬菜、水果、粮食、种子时，应_氧气浓度，从而减少呼吸消耗；农作物的中耕松土、黏土掺沙,是为了_氧气浓度，增大有氧呼吸强度，增加能量供应，使植物更好的吸收无机盐，生长的更好；高压氧驱蛔虫、透气的纱布包扎伤口，是为了通过_氧浓度抑制无氧呼吸，减少因此带来的伤害。,应用：,2氧气浓度,降低,提高,提高,.,40,3CO2浓度:,CO2是细胞呼吸的最终产物。当外界环境中的CO2浓度增加时，呼吸速率便会变慢.,应用：在蔬菜、水果保鲜中，_CO2浓度（或充入N2）可抑制细胞呼吸，减少有机物消耗。,增加,.,41,应用:粮食种子在贮藏时,必须_含水量,使种子呈风干状态,从而降低细胞呼吸强度,减少有机物消耗;同时防止微生物大量繁殖而使种子变质.,4水水既是有氧呼吸的原料,也是产物,细胞呼吸过程必须在有水的环境中才能完成.一定范围内随含水量的增加细胞呼吸加强.,降低,影响呼吸速率的主要的外界（环境）因素：,温度、O2浓度,粮食储藏：果蔬保鲜：,（零上）低温、低氧、干燥,（零上）低温、低氧、一定湿度,1、恒温条件下，测得某密闭容器中苹果细胞呼吸强度（用CO2的释放量来表示）随氧气浓度的变化情况如下图，下列有关说法错误的是（）,A.该温度下，苹果只进行无氧呼吸时释放的CO2比只进行有氧呼吸时多B.氧气浓度为6%时，苹果只进行有氧呼吸C.氧气浓度大于18%后，氧气不再是有氧呼吸的限制因素D.随着氧气浓度的增加，CO2的释放量先减少，后增加，最后趋于稳定,B,反馈练习,.,43,2、下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c时，无氧呼吸最弱C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D氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等,C,小焦P42，13题,.,44,八、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,.,45,1.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（酸酸乳、爽歪歪、娃哈哈等）生产味精、酱油和醋利用发酵产生沼气,.,46,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。（先通气后密封）,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