ATP的主要来源——细胞呼吸一轮复习PPT课件

1、ATP的主要来源细胞呼吸,吸,A,T,P,的,主,要,来,源,细,胞,呼,第5章细胞的能量供应和利用第3节,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,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”。,问题探讨,1、呼吸作用与物质燃烧的比较：共同点：都是物质的氧化分解过程；都产生CO2等产物、释放能量。不同点：（1）燃烧是一种剧烈氧化的形式（2）呼吸作用是细胞内有机物的氧化分解形式,呼吸：机体与环境之间O2和CO2交换的过程。,呼吸作用也称细胞呼吸,对比,2、呼吸和呼吸作用的区别,呼

2、吸作用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。也叫细胞呼吸,二、细胞呼吸的类型,细胞呼吸,1、有氧呼吸场所,C6H12O6,能量（少量）,2丙酮酸,4H,酶,2、有氧呼吸(以消耗葡萄糖为例）的过程(三个阶段）,第一阶段：细胞质基质,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,能量（少量）,2丙酮酸,4H,酶,6CO2,第二阶段：线粒体基质,丙酮酸彻底分解,C6H12O6,能量（少量）,2丙酮酸,4H,酶,6H2O,能量（少量）,20H,酶,6CO2,12H2O,第三阶段：线粒体内膜,H的氧化,+能量（大量）,2.有氧呼吸过程,葡萄糖的初步分解,C6H

3、12O6,酶1,2丙酮酸(C3H4O3)+4H+能量（少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶2,6CO2+20H+能量（少量）,场所：线粒体基质,2丙酮酸,H的氧化,酶3,12H2O+能量（大量）,场所：线粒体内膜,24H+6O2,+6H2O,2ATP,2ATP,34ATP,总反应式：,24H+6O212H2O+能量（大量）,2丙酮酸+6H2O6CO220H能量（少量）,酶,酶,有氧呼吸中氧元素的转移途径：,讨论,1.追踪18O2的去向:2.追踪C6H1218O6的去向:3.追踪H218O的去向:,O2H2O,葡萄糖丙酮酸CO2,H2OCO2,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡

4、萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸、H2O,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,对比,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。,(1709kJ/1mol葡萄糖,约60%),(1161kJ/1mol葡萄糖,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,大量ATP,38molATP,1.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是（）A.葡萄糖丙酮酸氧B.葡萄糖丙酮酸氧C.葡萄糖氧水D.葡萄糖丙酮酸二氧化碳,

5、变题：用含18O的氧气供应植物细胞呼吸，则18O可能出现在哪些物质中？,考点：有氧呼吸的过程。,D,答：水、CO2、葡萄糖、纤维素。,2.在四支试管中分别含有下列不同的化学物质和活性酵母细胞制备物，经一定时间的保温后，能产生的CO2的是A.葡萄糖细胞膜已经破裂的细胞B.葡萄糖线粒体C.丙酮酸细胞膜已经破裂的细胞D.丙酮酸线粒体,考点：有氧呼吸各步骤的场所。,ACD,3.把青蛙和小白鼠从25的温室中移到5的环境中，这两种生物的需氧量变化是（）A.两种动物的需氧量都减少B.两种动物的需氧量都增加C.前者需氧量减少，后者需氧量增加D.前者需氧量增加，后者需氧量减少,考点：热能的意义。,C,暂时缺氧状

6、态下的活细胞，还能进行细胞呼吸吗？,与生活联系,高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。,苹果放久了为什么会有酒味？,动物能否进行无氧呼吸？,C6H12O6,4H,2C2H5OH+2CO2,酶,酶,2C3H6O3,2丙酮酸,酶,少量能量,第一阶段,(细胞质基质),第二阶段,(细胞质基质),3、无氧呼吸的过程,乳酸,酒精,大多数植物、酵母菌,高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚,C6H12O6,酶,2C3H6O3（乳酸）+少量能量,A.乳酸发酵,例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、

7、甜菜块根、玉米胚等）,C6H12O6,酶,2C2H5OH（酒精）+2CO2+少量能量,B.酒精发酵,例：大多数植物（苹果储存久了、高等植物水淹）、酵母菌,反应式,一般是指细胞在_的条件下，通过_的催化作用，把_等有机物分解为_的产物，同时释放出_的过程。,缺氧,酶,不彻底氧化,少量能量,葡萄糖,同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？,葡萄糖中的大部分能量存留在酒精或乳酸中。,生物体处于长期缺氧的状态能否生存？为什么？,无氧呼吸释放能量少；酒精和乳酸大量积累对生物体有害,有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系,细胞质基质、线粒体（主要）,细胞质基质,需氧、酶等,不需氧、需酶,大量,少量,两者第

8、一阶段完全相同,都分解有机物，释放能量，合成ATP,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,拓展：一些特殊的细胞和生物的呼吸作用的场所,真核生物：如哺乳动物的成熟红细胞进行的是无氧呼吸；一些寄生虫如：蛔虫进行无氧呼吸,原核生物：蓝藻进行有氧呼吸，场所是细胞质基质；大多数的细菌也是有氧呼吸场所也是细胞质基质,1.右图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2、酶3依次分别存在于()A.线粒体、线粒体和细胞质基质B.线粒体、细胞质基质和线粒体C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体,2、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是、分解有机物、释放能量、需要酶催化、有机物分解不彻底

9、,D,请写出各个字母代表的物质是什么？,A丙酮酸B是CO2C是还原HD是O2E是酒精,3、生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下：,（1）图中A是_，其产生的部位是_。,丙酮酸,细胞质基质,（2）反应中，必须在有氧条件下进行_，可在人体细胞中进行的是_。,（3）粮食贮藏过程中有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为_。（4）如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的CO2，所消耗的葡萄糖之比为_。,种子在有氧呼吸过程中产生了水,13,二、细胞呼吸类型的判断及有关计算,A:细胞呼吸类型的判断：在以葡萄糖为呼吸底物的情况下，CO2的释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据。,我们来归纳为二看原则：一看O2

10、的消耗,（1）没有消耗,是无氧呼吸,有CO2生成，是产生酒精的无氧呼吸,没有CO2生成，是产生乳酸的无氧呼吸,（2）有消耗进行二看,看O2与CO2生成量的关系,二、看O2与CO2生成量的关系,（1）O2=CO2，只有有氧呼吸,（2）O2CO2的情况,-,49,在25下10min内，如果甲装置中墨滴左移30mm，乙装置中墨滴左移200mm，这说明该小麦种子发芽过程中所消耗的能源物质除糖类外还应有_，理由是_。,脂肪,脂肪中氢百分含量较高，吸收的O2大于释放的CO2。,4、细胞呼吸意义,1、为生命活动提供能量,2、为体内其他化合物合成提供原料,呼吸作用,能量,热能散失,能量转移,ATP,能量,细胞

11、分裂,生长发育,矿质元素吸收,肌肉收缩,神经冲动的传导,C6H12O6,CO2H2O,（1）用透气纱布或“创可贴”包扎伤口：增加通气量，抑制破伤风杆菌的无氧呼吸。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（3）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。,（2）酿酒时,三、细胞呼吸原理的应用,（4）土壤松土促进根细胞呼吸作用，有利于主动运输，为矿质元素吸收供应能量（5）稻田定期排水：促进水稻根细胞有氧呼吸。（6）提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸,防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。,提问:我们已经知道呼吸作用是会消耗能量

12、,有氧呼吸比无氧呼吸消耗更多的能量,那么在水果,蔬菜的保鲜过程需要什么的条件才能够保鲜的时间更久呢?,（一）内部因素遗传因素1.不同的植物种类，呼吸速率各有不同，如旱生植物小于水生植物；2.同一植物的不同器官或组织，呼吸速率也有明显的差异，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细胞呼吸速率不同，如幼苗期细胞大于成熟期细胞,（决定酶的种类和数量）,四、影响细胞呼吸的外界因素,(1)温度：植物最适30-35,应用：贮存水果时，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，温室栽培中增大昼夜温差，以减少呼吸消耗有机物,（2）O2的浓度在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓

13、度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸（如图）。生产中常利用降低氧气浓度能抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。但是，在完全无氧的情况下，无氧呼吸强，分解的有机物也较多，同时产生酒精，一样不利于蔬菜、水果的保质、保鲜，所以一般采用低氧（5%）保存，此时有氧呼吸较弱，而无氧呼吸又受到抑制。,1、若只产生CO2，不消耗O2，,2、若产生的CO2比吸收的O2多，,3、若产生CO2与吸收的O2相等，,4、B点：无氧呼吸与有氧呼吸速率相等，此时CO2的总释放量最低。,O2%,CO2释放量,A,B,D,0510152025,呼吸类型的判断,则

14、只进行无氧呼吸（A点）,则两种呼吸同时存在。（AC段）,则只进行有氧呼吸。（图中C点以后）,D点：O2浓度超过一定值时，无氧呼吸消失。,无土栽培通入空气，农耕松土等都是为了增加氧气的含量，加强根部的有氧呼吸,保证能量供应，促进矿质元素的吸收。（3）CO2浓度从化学平衡的角度分析，CO2浓度增加，呼吸速率下降（如图）。在密闭的地窖中，氧气浓度低,CO2浓度较高，抑制细胞的呼吸作用，使整个器官的代谢水平降低，有利于保存蔬菜、水果。,(4)水分,自由水含量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强。,应用：粮油种子贮藏前风干、晾晒：减少水分，呼吸作用干种子萌发前浸泡：含水量增高，呼吸作用。,降低细胞,提高细胞,

15、1、亚麻2、玉米3、小麦,提问:我们已经知道呼吸作用是会消耗能量,有氧呼吸比无氧呼吸消耗更多的能量,那么在水果,蔬菜的保鲜过程需要什么的条件才能够保鲜的时间更久呢?,贮藏蔬菜和水果，适当降低温度和氧气浓度，增加CO2的浓度,3、贮藏种子，必须降低含水量,2、贮藏蔬菜和水果，适当降低温度和氧气浓度，增加CO2的浓度,1、中耕松土，保证根的正常呼吸作用，促进矿质元素的吸收,小结：呼吸作用在农业生产中的应用,4、把植物体下部变黄的枝叶去掉，减少养分的消耗，使有机物向人们需要的器官积累,呼吸作用的概念,呼吸作用类型,有氧呼吸,无氧呼吸,呼吸作用,葡萄糖的初步分解,丙酮酸彻底分解,H的氧化,丙酮酸不彻底

16、分解,乳酸发酵,酒精发酵,葡萄糖的初步分解,VS,1.场所,3.物质变化,4.能量变化,2.条件,-,63,如图所示为不同距离的跑步过程中，有氧呼吸和无氧呼吸供能的百分比。下列说法中正确的是（）,A跑步距离越长，无氧呼吸供能所占比例越大B1500米跑时，有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖的量相当C100米跑时，所需ATP主要由有氧呼吸产生D马拉松跑时，肌肉细胞呼吸释放的CO2与吸收的O2之比为11,D,-,64,稻田长期浸水，会导致水稻幼根变黑腐烂。测得水稻幼根从开始浸水到变黑腐烂时细胞呼吸速率的变化曲线如图。下列叙述正确的是（）,A阶段幼根细胞的有氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆降低B阶段幼根细胞的有

17、氧呼吸速率和无氧呼吸速率皆升高C阶段幼根因无氧呼吸的特有产物丙酮酸积累过多而变黑腐烂D从理论上讲，为避免幼根变黑腐烂，稻田宜在阶段前适时排水,D,-,65,如图表示某植物的非绿色器官在不同氧气浓度下进行细胞呼吸过程中O2的吸收量与CO2释放量的关系，其中说法正确的是,答案：C,-,66,从乙图中可以看出，细胞呼吸的最适温度是_点对应的温度。AB段说明_。,丙图表示酵母菌的呼吸情况，则曲线表示_呼吸类型。如果在瓶中培养酵母菌时，测定出瓶中放出CO2的体积与吸收O2的体积比为54，这是因为有_的酵母菌在进行曲线所示的呼吸类型（假设酵母菌进行两种细胞呼吸的速率相等）。由乙、丙两图可知，贮存水果时应选

18、择_（低温、室温、高温，无氧、低氧、高氧）的条件。,-,67,B在一定温度范围内，细胞呼吸速率随温度升高而增大有氧3/7低温、低氧,-,68,“探究酵母菌细胞呼吸方式”,酵母菌,淀粉,酵母菌,酒精,葡萄糖,细胞呼吸,酵母菌,酵母菌,1、兼性厌氧菌2、生长周期短，繁殖速度快。3、单细胞的真核细胞,-,71,一、实验目的,1.探究酵母菌是否既能有氧呼吸又能无氧呼吸2.探究酵母菌有（无）氧呼吸能否产生酒精3.探究酵母菌有（无）氧呼吸是否产生CO24.探究酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸哪种方式产生的CO2更多,-,72,二、实验原理,1.酵母菌的生存特点2.有氧呼吸和无氧呼吸的反应过程（反应式）。3.产物检

19、测：（1）检测CO2使澄清石灰水变浑浊（根据浑浊程度检测CO2产生的多少）溴麝香草酚蓝水溶液：蓝变绿再变黄（根据其变黄色时间的长短，检测CO2产生的多少）（2）检测酒精：酒精+重铬酸钾（浓硫酸溶液）：橙色灰绿色,酵母菌有氧、无氧条件下进行的呼吸作用的产物分别是什么？,酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。,三、实验探究过程,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,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,探究酵母菌细

20、胞呼吸的方式,思考并解决下列问题：(1)怎样鉴定有无CO2产生？(2)怎样鉴定有无酒精产生？,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：,橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：橙色灰绿色,探究酵母菌细胞呼吸的方式,探究酵母菌细胞呼吸的方式,步骤一：酵母菌培养液的配制,取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入锥形瓶A（500mL）和锥形瓶B（500mL）中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖溶液。,步骤二：A实验组(有氧情况下),探究酵母菌细胞呼吸的方式,接橡皮球（或气泵）,第一个瓶子的作用是：去除空气中的CO2,步骤三：B实验组(无氧情况下),酵母菌培养液,澄清石灰水,探究酵母菌细胞呼吸的方式