细胞呼吸的原理与应用课件

1、细胞呼吸的原理和应用复 习 提 问生物体生命活动的主要能源物质、直接能源物质、最终能源物质各是什么？把光能转化为高等动物肌肉收缩的机械能需要经历那些过程？光能糖类等有机物ATP肌肉收缩（1）（2）（3）主要能源是糖类、直接能源是ATP、最终能源是太阳能一、细胞呼吸的概念：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。【注意】呼吸呼吸作用氧化分解有机物，释放能量实质：细胞内 + 有机物+ 水 CO2能 量呼吸作用（本质）呼吸现象和呼吸作用O2O2呼吸（现象）呼吸器官血液循环血液循环呼吸器官CO2气体运输+细胞呼吸是否一定需要氧呢？探究酵母菌细胞的呼吸

2、方式实验原理酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。事例1：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软，是因为发面时加入酵母菌，酵母菌细胞呼吸产生了CO2 ， CO2受热膨胀。 事例2：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。 设计实验 酵母菌细胞呼吸的方式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如温度、酵母菌活性 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CO2的检测：1.通入澄清

3、的石灰水：2.使溴麝香草酚蓝水溶液：酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：澄清浑浊蓝绿黄橙色灰绿色2.实验原理1.实验材料：酵母菌酵母菌培养液的配置（p91）+酒精溶有重铬酸钾的浓硫酸灰绿色实验步骤1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶;2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35 、环境下培养8-9小时;3、检测CO2的产生;4、检测酒精的产生;取2支试管编号,各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管,分别滴加0.5毫升重酪酸钾-浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀，试管密封，试管不密封。（1）以上锥形瓶中的溶液在实验中的作用分别是什么？10%NaOH的作用是：

4、吸收空气中的CO2澄清的石灰水作用是：检测CO2的产生有氧呼吸无氧呼吸（2）如何说明CO2产生的多少？（3） B瓶应封口放置一段时间后，在连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？根据石灰水的浑浊程度瓶口密封放置一段时间,可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气,造成无氧环境.有氧呼吸无氧呼吸条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧变混浊快不变灰绿色变混浊慢出现灰绿色初 始相同时间后有氧装置无氧装置酵母菌有氧条件下产生大量CO2和水无氧条件下产生酒精和少量CO23.实验现象4.实验结论细胞呼吸的方式有氧呼吸 无氧呼吸有氧呼吸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

5、的参与。有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般地说，线粒体均匀地分布在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较旺盛的部位。外膜内膜基质嵴三、有氧呼吸1、场所：主要在线粒体C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶1、有氧呼吸总反应式：1mol葡萄糖彻底氧化分解，释放2870KJ的能量，其中977.28KJ储存在ATP中，其余以热能形式散失。能量转化率约为40%。（该反应中产生的能量包括ATP和热能）有氧呼吸的过程有氧呼吸的全过程十分复杂。可以概括地分为三个阶段，每个阶段的化学反应都有相应的酶催化。CO2H2O酶2丙酮酸少量能量 H+葡萄糖酶12丙酮酸少量能量H+

6、O2H2O酶3大量能量H+第1阶段：第2阶段：第3阶段：（细胞质基质）（线粒体基质）（线粒体内膜）C6H12O6(葡萄糖)酶H丙酮酸能量散失ATP能量散失ATP CO2 H2O 酶 H O2 H2O酶散失ATP能量有氧呼吸的全过程图解：有氧呼吸的概念有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，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，生成大量ATP的过程。同有机物在体外燃烧相比，有氧呼吸有什么不同的特点？酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量3. 总反应式：C6H12O6酶2丙酮酸 H 能量(少量)2ATP 【H】+O2 H2O+能量（大量)28A

7、TP 酶 C3H4O3+H2O CO2H能量(少量)2ATP 酶思考:此过程原子转移途径?H2O H H2O O2 H2OC6H12O6 丙酮酸CO2丙酮酸H H2OH H2OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+ 12H2*O +能量酶C：H：O：C、H、O的来龙去脉：C6H12O6 丙酮酸H2OCO23、有氧呼吸的总反应式：热能葡萄糖CO2+H2O能量ADPPiATP用于各项生命活动2870kJ约40（体温的来源） 1mol葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ/mol的能量，其中一部分以热能形式散失(约60%)； 另一部分转移到ATP中(977.28kJ/mol，约

8、40%)储存，约形成32个ATP。4、有氧呼吸的能量转化值：思考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？第二阶段第三阶段64 4、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：产生CO2的阶段（）产生H2O的阶段（）氧气参与的阶段（）产生ATP的阶段（ ）产生ATP最多的阶段（）二三三一、二、三三主要场所：线粒体能量去向： 一部分以热能形式散失 另一部分转移到ATP中总反应式：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。C6H1

9、2O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O +能量酶有氧呼吸小结(约60%)(约40%)氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解许多ATP32个ATP氧吸呼无请思考尝试运用所学知识，解释以下现象：现象1：长久较封闭放置的苹果，有时会有酒香味。 现象2：洪灾容易导致农田被淹，引发农作物死亡。一、无氧呼吸现象3：剧烈运动后，容易产生肌肉酸痛的现象。细胞进行无氧呼吸的情况是怎样的？除酵母菌以外，还有许多种细菌和真菌能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物器官的细胞以及动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼吸，在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。一般无氧呼吸最常利用的物质也是葡萄糖。C6

10、H12O6 2丙酮酸 + 4 H+2C2H5OH（酒精）+2CO2酶酶2C3H6O3（乳酸）酶第一阶段：第二阶段：能2ATP热与有氧呼吸第一阶段完全相同细胞质基质细胞质基质一、无氧呼吸不释放能量C6H12O6 2C2H5OH+ 2CO2+ 能量（少量）酶无氧呼吸的反应式 酒精发酵实例：酵母菌、大多数高等植物实例：人和动物细胞乳酸菌、某些植物的特殊器官马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚、 乳酸发酵C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量（少量）酶4.概念指细胞在 的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物 氧化分解，产生 ，释放 能量，生成 ATP的过程。无氧不彻底乳酸或酒精和二氧化碳 少

11、量少量化学能未被完全释放，产物中存在能量C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+2CO2 + 少量能量酶C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量酶C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 大量能量酶同样质量的葡萄糖氧化分解，为什么无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸少？无氧呼吸氧化分解有机物不彻底，尚有大量的能量储存在酒精或乳酸中。呼吸类型有氧呼吸无氧呼吸不同点进行场所进行条件分解产物放能情况反应式相同点细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较细胞质基质、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

12、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+少量能量第一阶段完全相同;分解有机物，释放能量C6H12O6 细胞质基质2C2H5OH+2CO2+能量两种细胞呼吸的联系6CO2+12H2O+能量2C3H6O3+能量2丙酮酸有O2线粒体无O2 细胞质基质共同进行分别进行 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 4、医学上五、细胞呼吸原理的应用酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜

13、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，醋酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。1.发酵技术发酵微生物在无氧条件下的呼吸。（1）酒精发酵：酵母菌C6H12O6 2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 + 能量酶（2）乳酸发酵：乳酸菌C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）+ 能量酶1.含义：2.类型：2.粮食储藏和果蔬保鲜 细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，就要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。粮食储藏果蔬保鲜 为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧

14、浓度、冲氮气或降低温度等方法。 粮食储藏时，降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。低温低氧选用“创可贴”等敷料包扎伤口，既为伤口敷上了药物，又为伤口创造了疏松透气的环境、避免厌氧病原菌的繁殖，从而有利于伤口的痊愈。 4、医学较深的伤口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。相反，百米冲刺等无氧运动，是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末

15、梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。 细胞呼吸原理的应用实例(先连线，然后每人选两个实例进行简单概述)包扎伤口用透气消毒纱布或松软创可贴用酵母菌酿酒用醋酸杆菌生产食醋用谷氨酸棒状杆菌生产味精松土稻田排水慢跑a.促进无氧呼吸b.抑制无氧呼吸c.促进有氧呼吸 影响呼吸效率的因素？(2)曲线分析：最适温度时，细胞呼吸最强。 在一定范围内，呼吸强度随温度的升高而 增强。超过最适温度呼吸酶活性降低，甚 至变性失活，细胞呼吸受抑制。低于最适 温度呼吸酶活性下降，细胞呼吸受抑制。温度 (1)机理：温度通过影响与细胞呼吸有关酶的活性来影响呼吸速率。(3)应用： 低温储存食品； 大棚栽培作物在夜间和阴天适当降温。

16、(2)曲线分析： O2浓度0时，只进行无氧呼吸； 0O2浓度10%时，同时进行有氧呼 吸和无氧呼吸； O2浓度10%时，只进行有氧呼吸； O2浓度5%时，有机物消耗最少。 (1)机理：O2是有氧呼吸所必需的，且O2对无氧呼吸过程有抑制作。(3)应用： 中耕松土促进植物根部有氧呼吸； 酿酒时先通氧气再密封，造成无氧环境； 低氧仓储粮食、水果和蔬菜。O2浓度(2)曲线分析：在一定范围内， 细胞呼吸速率随含水量的增加 而加快，当含水过多时，呼吸 速率减慢，甚至死亡。(1)机理：水作为有氧呼吸的原料和环境影响细胞呼吸的速率。(3)应用： 粮食在收仓前要进行晾晒处理； 干种子萌发前进行浸泡处理。水(1)机理：CO2是细胞呼吸的产物，对细胞呼吸具有抑制作用。(3)应用：适当增加CO2浓度，有利于水果和蔬菜的保鲜， 抑制细胞呼吸，减少有机物的消耗。(2)曲线分析：CO2浓度作为呼吸 抑制剂，抑制细胞呼吸，CO2 浓度越高，抑制作用越明显。CO2浓度二、影响细胞呼吸的因素和应用1.内因：遗传因素2.外因：环境因素温度、O2浓度、水、CO2浓度等。1、科学概念:尺子振动的频率受尺子延