生物ATP的主要来源——细胞呼吸人教必修实用教案

1、复 习 提 问生物体生命活动的主要能源物质、直接生物体生命活动的主要能源物质、直接(zhji)(zhji)能源物质、最终来源各是什么？能源物质、最终来源各是什么？把光能转化为高等动物肌肉把光能转化为高等动物肌肉(jru)(jru)收缩的机械能需要经历收缩的机械能需要经历那些过程？那些过程？光能光能糖类等糖类等有机物有机物ATP肌肉收缩肌肉收缩（1 1）（2 2）（3 3）第1页/共32页第一页，共32页。一、细胞一、细胞(xbo)呼吸也称呼吸作用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是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解(fnji)(fnji)，生成生成CO2CO2或其他物质，

2、释放出能量并生成或其他物质，释放出能量并生成ATPATP的过程。的过程。注意：呼吸注意：呼吸(hx)和呼吸和呼吸(hx)作用的区别作用的区别氧化分解有机物，释放能量氧化分解有机物，释放能量实质：实质：第第3 3节节 ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸二、细胞呼吸的方式：二、细胞呼吸的方式：探究探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌细胞呼吸的方式第2页/共32页第二页，共32页。细胞内细胞内 + + 有机物有机物+ + 水水 COCO2 2能能 量量呼吸作用呼吸作用(h x zu yn)（本质）（本质）呼吸呼吸(hx)现象和呼现象和呼吸吸(hx)作用作用O2O2呼吸呼吸(hx)（现象）（现

3、象）呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官COCO2 2气体运输气体运输+ +第3页/共32页第三页，共32页。甜酒甜酒(tin ji)淀粉(dinfn)酵母菌葡萄糖酵母菌 细胞细胞(xbo)(xbo)呼呼吸吸酒精+CO2+水第4页/共32页第四页，共32页。设计设计(shj)实实验验酒精和酒精和CO2CO2是酵母菌在什么是酵母菌在什么(shn me)(shn me)条件产生的（有氧？无条件产生的（有氧？无氧？）氧？）提出问题提出问题进行进行(jnxng)实验实验验证假设、形成结论验证假设、形成结论CO2有氧有氧产生产生无氧无氧COCO2 2和酒精和酒精产生产生作出假

4、设作出假设第5页/共32页第五页，共32页。3.设计设计(shj)实验实验实验(shyn)思路？分析(fnx)变量自变量:因变量:无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物细胞呼吸的产物 有氧有氧无氧无氧影响实验结果的可变因素影响实验结果的可变因素 酒精、酒精、COCO2 2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第6页/共32页第六页，共32页。 CO2CO2的检测的检测(jin c)(jin c)：1.1.通入澄清通入澄清(chngqng)(chngqng)的石灰水：澄清的石灰水：澄清(chngqng)(chngqng)浑浊浑浊2.2.溴麝香草酚

5、蓝水溶液：蓝溴麝香草酚蓝水溶液：蓝 绿绿黄黄 酒精酒精(jijng)的的检测：检测：橙色的重铬酸钾溶液在橙色的重铬酸钾溶液在酸性酸性下与酒精下与酒精发生反应：发生反应： 橙色橙色灰绿色灰绿色思考: 有氧和无氧有氧和无氧条件下条件下COCO2 2和酒精和酒精产生的量的多少产生的量的多少如何判断？如何判断？第7页/共32页第七页，共32页。材料材料(cilio)用具用具mlml的平底烧瓶（或锥形瓶），玻的平底烧瓶（或锥形瓶），玻璃弯管，带孔的橡胶璃弯管，带孔的橡胶(xingjio)(xingjio)塞，塞，天平，天平，量筒，烧杯，试管，气泵、漏斗、量筒，烧杯，试管，气泵、漏斗、滤纸、玻璃棒、铁架台

6、等滤纸、玻璃棒、铁架台等酵母粉，石灰水，氢氧化钠液，酵母粉，石灰水，氢氧化钠液，3的的葡萄糖溶液，重铬酸钾溶液（用于检测葡萄糖溶液，重铬酸钾溶液（用于检测(jin c)酒精）酒精）第8页/共32页第八页，共32页。对比对比(dub)实实验验设置设置(shzh)两个或两个以上的实验组，通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验对象的关系，这样的实验叫做对比实验第9页/共32页第九页，共32页。4.4.进行进行(jnxng)(jnxng)试试验验实验(shyn)现象：条件条件澄清石灰水澄清石灰水/

7、/出现的时间出现的时间重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有氧有氧无氧无氧变混浊变混浊(hnzhu)快快无变化无变化变混浊慢变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色5.5.分析结果得出结论分析结果得出结论酵母菌酵母菌有氧条件下产生有氧条件下产生大量大量COCO2 2无氧条件下产生无氧条件下产生酒精和少量酒精和少量COCO2 2呼吸作用的类型呼吸作用的类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸第10页/共32页第十页，共32页。初 始 相同(xin tn)时间后有氧装置(zhungzh)无氧装置(zhungzh)第11页/共32页第十一页，共32页。用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测(jin

8、c)酒精酒精溶有重铬酸钾溶有重铬酸钾(zhn (zhn sun ji)sun ji)的的浓硫酸浓硫酸+ +有氧装置有氧装置(zhungzh)(zhungzh)的酵母菌滤液的酵母菌滤液+ +无氧装置的无氧装置的酵母菌滤液酵母菌滤液灰绿色灰绿色不变灰绿色不变灰绿色第12页/共32页第十二页，共32页。探究：如何改进装置可以知道不是探究：如何改进装置可以知道不是(b shi)空气中的二氧化碳在起作用呢？空气中的二氧化碳在起作用呢？第13页/共32页第十三页，共32页。再探究再探究(tnji)有人认为有人认为(rnwi)：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液

9、的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这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？种错误观点？ 葡萄糖葡萄糖 水溶液水溶液 葡萄糖葡萄糖 水溶液水溶液第14页/共32页第十四页，共32页。线粒体的结构线粒体的结构(jigu)(jigu)示意图示意图外膜外膜内膜内膜基质基质(j (j zh)zh)嵴嵴三、有氧呼吸三、有氧呼吸(hx)(hx)1 1、场所：、场所：主要在线粒体主要在线粒体2 2、有氧呼吸最常利用的物质、有氧呼吸最常利用的物质-葡萄糖葡萄糖(C(C6 6H H1212O O6 6) )第15页/共32页第十五页，共32页。实验实验(shyn)细胞质基质线粒体细胞质

10、基质线粒体葡萄糖葡萄糖现象：不发光现象：不发光 发光发光细胞质基质首先把葡萄糖分解的场所首先把葡萄糖分解的场所(chn su)是细是细胞质基质胞质基质第16页/共32页第十六页，共32页。C C6 6H H1212O O6 66CO6CO2 2少量能量ATPATP热量酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O大量能量ATPATP热热量量线粒体少量能量ATPATP热热量量4H4H6O6O2 2酶细胞质基质(j zh)(j zh)2 2丙酮酸丙酮酸酶第17页/共32页第十七页，共32页。有氧呼吸有氧呼吸(hx)(hx)的三个阶段的三个阶段葡萄糖的初步(chb)分解C6H12O6酶2

11、CH3COCOOH +4 H +能量(nngling)(少量) （丙酮酸） 场所：细胞质基质丙酮酸彻底分解酶6CO2 + +20 H + +能量能量( (少量少量) )场所：线粒体基质2CH3COCOOH（丙酮酸）H的氧化酶12H2O + +能量能量（大量大量） 场所：线粒体内膜24H + + 6O2+6H2O第18页/共32页第十八页，共32页。H H2 2O H O H H2O O2 HH2 2O OC6H12O6 丙酮酸CO2丙酮酸H HH H2 2O OH HH H2 2O OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+ 12H2*O +能量能量酶酶C：H：O：C C、

12、HH、OO的来龙去脉的来龙去脉(li lng q mi)(li lng q mi)：C6H12O6 丙酮酸H2OCO2第19页/共32页第十九页，共32页。 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(hchng)多少分子ATP ？ 3.细胞呼吸过程中，转变为热能的能量是一种浪费吗？第20页/共32页第二十页，共32页。热能热能(rn(rnng)ng)葡萄糖葡萄糖COCO2 2+H+H2O

13、O能量能量(nn(nngligling)ng)ADPADPPiPiATPATP用于各项用于各项生命生命(shngmn(shngmng)g)活动活动2870kJ2870kJ约约4040（体温的来源）（体温的来源） 1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol2870kJ/mol的能量，的能量，其中一部分以其中一部分以热能热能形式散失形式散失( (约约60%)60%)； 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(1161kJ/mol(1161kJ/mol，约，约40%)40%)储存，约形成储存，约形成3838个个ATPATP。第21页/共32页第二十

14、一页，共32页。你能找出图中的错误(cuw)吗？第22页/共32页第二十二页，共32页。主要主要(zhyo)(zhyo)场所：场所：线粒体线粒体能量能量(nngling)(nngling)去向：去向： 一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失(snsh) (snsh) 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中总反应式：总反应式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：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。C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+ 12H+ 12H2 2O +O +能量能量酶

15、酶有氧呼吸小结有氧呼吸小结(1709kJ/mol,(1709kJ/mol,约约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约约40%)40%)氧氧多种酶多种酶葡萄糖葡萄糖COCO2 2H H2 2O O能量能量彻底氧化分解彻底氧化分解许多许多ATPATP3838个个ATPATP第23页/共32页第二十三页，共32页。有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释能释能第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸有氧呼吸(hx)(hx)三个阶段三个阶段的比较的比较细胞质基质(j (j zh)zh)主要(zhyo)(zhyo)是葡萄糖丙酮酸HH少量丙酮酸

16、,H,H2 2O O COCO2 2、HH少量HH、O O2 2H H2 2O O大量线粒体基质线粒体内膜对比对比第24页/共32页第二十四页，共32页。四、无氧呼吸四、无氧呼吸(hx)(hx)葡萄糖的初步葡萄糖的初步(chb)(chb)分解分解C6H12O6酶酶+ 4H + 能量能量(nngling)场所：细胞质基质场所：细胞质基质1 1、与有氧呼吸第一阶段相同与有氧呼吸第一阶段相同（少量）（少量）2C2C3 3H H4 4O O3 3（丙酮酸）（丙酮酸） 第25页/共32页第二十五页，共32页。酶酶+ 2CO2+ 2CO2+能量能量(nngling)(nngling)2C2C3 3H H4

17、 4O O3 3（1 1） 酒精酒精(jijng)(jijng)发酵发酵（少量（少量(sholing)(sholing)）C2H5OH（酒精）（酒精） 例：例：大多数植物、酵母菌大多数植物、酵母菌细胞质基质细胞质基质丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解2 2、（2 2）乳酸发酵）乳酸发酵细胞质基质细胞质基质2C2C3 3H H4 4O O3 3酶酶C3H6O3（乳酸）（乳酸） + + 能量能量（少量）（少量） 例：例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚乳等）（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚乳等）第26页/共32页第二十六页，共32页

18、。3 3、无氧呼吸、无氧呼吸(hx)(hx)总反应式：总反应式：C6H12O6酶酶2C3H6O32C3H6O3少量少量(sholing)(sholing)能量能量2C2H5OH2C2H5OH2CO22CO2少量少量(sholing)(sholing)能量能量C6H12O6酶酶5 5、无氧呼吸的主要场所：、无氧呼吸的主要场所：4 4、能量去向：、能量去向： 1mol1mol葡萄糖分解成乳酸，共释放葡萄糖分解成乳酸，共释放196.65kJ/mol196.65kJ/mol，其，其中一部分以热能形式散失中一部分以热能形式散失( (约约69%)69%)； 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中(6

19、1.08kJ/mol,(61.08kJ/mol,约约31%)31%)储存，形成储存，形成2 2个个ATPATP。细胞质基质细胞质基质细胞在细胞在无氧无氧的条件下，通过的条件下，通过酶酶的催化作用，把糖类等有机物分解为的催化作用，把糖类等有机物分解为不彻不彻底底的氧化产物，同时释放出的氧化产物，同时释放出少量少量能量的过程。能量的过程。6 6、无氧呼吸的定义、无氧呼吸的定义 有氧呼吸和无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸 有那些主要区别？有那些主要区别？第27页/共32页第二十七页，共32页。五、影响五、影响(yngxing)呼吸作用的因素及在农业上呼吸作用的因素及在农业上的应用的应用 1 1、温度、温度

20、(wnd)(wnd)：主要是影响酶的活性：主要是影响酶的活性应用：蔬菜和水果储存应降温；大棚栽培植物应用：蔬菜和水果储存应降温；大棚栽培植物(zi pi zh w)有昼夜温差有昼夜温差 2 2 氧气氧气：直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧气的：直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用存在对无氧呼吸有抑制作用应用：应用：蔬菜和水果储存；氧浓度控制在呼吸作用最低点。施蔬菜和水果储存；氧浓度控制在呼吸作用最低点。施肥后，中耕松土，提高肥效肥后，中耕松土，提高肥效 4 4 水水：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强：在一定范围内含水越多，呼吸作用越强 3 3 二氧化碳二氧化碳：使呼吸酶活性下降；：使呼吸酶活性下降； 在在COCO2 2浓度上升到浓度上升到1 110%10%以上时呼吸作用明显被抑制以上时呼吸作用明显被抑制应用：应用：北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜北方地窖，蔬菜保鲜，保鲜袋中自体保鲜应用：应用：种子储存应晒干，降低呼吸作用种子储存应晒干，降低呼吸作用第28页/共32页第二十八页，共32页。粮食粮食(ling shi)储藏储藏 粮食储藏(chcng)时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。 例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加 ，释放出的热量和