山西省懷仁縣巨子學校高中生物 ATP的主要來源 細胞呼吸1課件 新人教版必修1.ppt

第五章細胞的能量供應和利用 第3節(jié)atp的主要來源 細胞呼吸 制作者 何永斌 教學目標 1 說出線粒體的結(jié)構(gòu)和功能 2 說出有氧呼吸與無氧呼吸的異同點 3 說出細胞呼吸原理 在生產(chǎn)和生活中有哪些應用 4 進行酵母菌細胞呼吸方式的探究 復習提問 生物體生命活動的主要能源物質(zhì)是什么 生物體新陳代謝所需能量的直接來源是什么 葡萄糖 atp 那么 葡萄糖是如何轉(zhuǎn)化為生命活動所需要的直接能源atp的呢 拉瓦錫 a l lavoisier 的研究 體外 物質(zhì) 熱能 o2 燃燒 有機物 能量 o2 分解 體內(nèi) co2 h2o 細胞呼吸 問題探論 i 呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么異同點 不同點 物質(zhì)的體外燃燒 高溫 反應劇烈 能量迅速全部釋放 物質(zhì)的體內(nèi)分解 溫和的不劇烈 相同點 都能分解物質(zhì) 釋放能量 無機物 一 細胞呼吸的概念 生物體內(nèi)糖類 脂類和蛋白質(zhì)等有機物在活細胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解 最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物 并且釋放能量 生成atp的總過程 叫做細胞呼吸 又稱為呼吸作用 細胞呼吸一定需要氧氣嗎 一 探究酵母菌呼吸的方式 酵母菌是一種單細胞真菌 屬真核生物 在有氧氣和無氧氣的條件下都能生存 屬于兼性厭氧型生物 通過定性測定酵母菌在有氧和無氧的條件下細胞呼吸的產(chǎn)物 可以確定酵母菌細胞呼吸的方式 二 細胞呼吸的方式 實驗的原理 1 酵母菌可以利用培養(yǎng)液中的葡萄糖氧化分解形成atp2 實驗過程中形成的co2可以用澄清的石灰水或溴麝香草酚藍水溶液來檢驗 co2 澄清的石灰水變渾濁co2 溴麝香草酚藍水溶液有藍色變?yōu)辄S色3 酒精可以使酸化的重鉻酸鉀 橙色 變?yōu)榛揖G色 第一步 配制酵母菌培養(yǎng)液 第二步 用a b兩個錐形瓶裝入配制好的等量酵母菌培養(yǎng)液 第三步 按圖裝置連接 進行實驗 實驗 探究酵母菌細胞呼吸的方式 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 有氧裝置中 第三個錐形瓶 石灰水混濁程度高 溴麝香草酚藍變色時間短 無氧裝置中 第二個錐形瓶 酵母菌濾液 加入重鉻酸鉀 顏色仍為橙色 石灰水混濁程度低 溴麝香草酚藍變色時間長 酵母菌濾液 加入重鉻酸鉀 顏色變?yōu)榛揖G色 在無氧條件下酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量co2 酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸 在有氧條件下酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量co2 有氧呼吸是細胞在有氧的條件下 通過多種酶的催化作用 把葡萄糖等有機物徹底氧化分解 產(chǎn)生二氧化碳和水 釋放能量 生成許多atp的過程 二 細胞呼吸的方式 有氧呼吸 無氧呼吸 2 有氧呼吸全過程 3 反應式 4 概念 1 主要場所 線粒體 1 有氧呼吸 2 無氧呼吸 2 過程 3 反應式 4 概念 細胞在缺氧的條件下 通過多種酶的催化作用 把糖類等有機物分解成尚未徹底氧化的產(chǎn)物 同時釋放出少量能量 生成少量atp的過程 1 蘋果儲存久了 會有什么氣味散發(fā)出來 2 劇烈運動后上肢和下肢骨骼肌會產(chǎn)生什么感覺 1 場所 細胞質(zhì)基質(zhì) 反應的條件 無氧環(huán)境 3 有氧呼吸與無氧呼吸的比較 有氧呼吸 無氧呼吸 不同點 相同點 場所 條件 產(chǎn)物 能量變化 聯(lián)系 實質(zhì) 細胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體 細胞質(zhì)基質(zhì) 需氧氣 多種酶 不需氧氣 需多種酶 co2 h2o 酒精和co2或乳酸 釋放大量能量 合成38atp 釋放少量能量 合成2atp 從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同 以后階段不同 分解有機物 釋放能量 合成atp 1 為生物體的生命活動提供能量 2 為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料 三 細胞呼吸的意義與應用 意義 應用 閱讀 教材 p95討論并回答 細胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機物之間轉(zhuǎn)化的樞紐 細胞呼吸原理在生產(chǎn)實踐中有廣泛的應用 1 發(fā)酵技術(shù)2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)3 糧食儲藏和果蔬保鮮4 運動與損傷護理 應用 拓展 通過本節(jié)學習 你能否總結(jié)出哪些條件會影響細胞呼吸的速率 四 影響呼吸作用的因素及應用 1 內(nèi)因 1 不同種類的植物呼吸速率不同 如旱生植物小于水生植物 陰生植物小于陽生植物 2 同一植物在不同的生長發(fā)育時期呼吸速率不同 如幼苗期 開花期呼吸速率升高 成熟期呼吸速率下降 3 同一植物的不同器官呼吸速率不同 如生殖器官大于營養(yǎng)器官 2 外因 1 溫度 通過影響呼吸酶的活性來影響呼吸速率 與溫度影響酶催化效率的曲線特征一致 如圖所示 生產(chǎn)上常利用這一原理在低溫下儲存蔬菜 水果 在大棚蔬菜的栽培過程中夜間適當降溫 來降低細胞呼吸 減少有機物的消耗 2 o2濃度 對于無氧呼吸 隨氧氣濃度增加而受抑制 氧氣濃度越高 抑制作用越強 氧氣濃度達到一定值時 被完全抑制 如圖所示 對于有氧呼吸 氧氣是有氧呼吸的原料之一 在一定范圍內(nèi) 隨著氧氣濃度的增加 有氧呼吸速率增強 但當氧氣濃度增加到一定值時 有氧呼吸速率不再增加 如圖所示 絕大多數(shù)植物的非綠色器官或酵母菌的呼吸速率受氧氣濃度的影響 如圖所示 除了溫度 氧氣外 二氧化碳對有氧呼吸有抑制作用 生物含水量的多少影響呼吸作用 在一定范圍內(nèi) 呼吸作用強度隨含水量的增加而增加 1 1 標號 至 是 丙酮酸 h h o2 h2o co2 h2o 三個階段中不同化學反應所需的酶 2 圖中的英文字母a b c表示 鞏固練習 2 人體內(nèi)代謝終產(chǎn)物co2形成的主要場所是 a 血漿內(nèi)b 線粒體c 肺泡d 細胞質(zhì)基質(zhì) b 3 蔬菜和水果長時間儲藏 保鮮所需要的條件為 a 低溫 干燥 低氧b 低溫 濕度適中 低氧c 高溫 干燥 高氧d 高溫 濕度適中 高氧 a 4 一運動員正在進行長跑鍛練 從他的大腿肌細胞中檢測到3種化學物質(zhì) 其濃度變化如下圖 圖中p q r三曲線依次代表a o2 co2 乳酸b 乳酸 co2 o2c co2 o2 乳酸d co2 乳酸 o2 5 右圖是種子萌發(fā)成幼苗時糖類含量的變化 請據(jù)圖回答 l 導致ab段淀粉下降的原因是 2 葡萄糖在d點之前含量增加 葡萄糖的來源是 來源 zxxk com 3 在b點后淀粉含量開始增加 其原因是 萌發(fā)時呼吸旺盛 淀粉分解 為萌發(fā)提供物質(zhì)和能量 淀粉的水解 幼苗開始進行光合作用產(chǎn)物為淀粉 6 如圖所示的曲線 表示的是一個貯藏白菜的地窖 隨著氧氣的消耗 二氧化碳濃度變化的情況 請回答 1 a b段o2的消耗量很大 co2濃度上升也很快 白菜在進行 呼吸 2 c d段o2濃度接近于0 而co2濃度仍在上升 白菜在進行 呼吸 3 b c段o2濃度已很低 co2濃度幾乎不上升 原因是 4 為了有益較長時間地貯藏大白菜 應把地窖里的o2濃度控制在 段范圍內(nèi) 有氧 無氧 有氧呼吸進行得很慢 而無氧呼吸尚被氧氣所抑制 將酵母菌細胞進行研磨 得到細胞研磨液勻漿 將其中一部分勻漿進行離心 得到上清液 細胞質(zhì)基質(zhì) 和沉淀 從沉淀中分離出線粒體 再分別進行下列試驗 探究性分析 注 上清液 細胞質(zhì)基質(zhì) 根據(jù)上述材料 你認為有氧呼吸的場所在何處 注 上清液 細胞質(zhì)基質(zhì) 分析上述材料 找出分解葡萄糖的場所以及其分解產(chǎn)物 分析上述材料 找出第一階段產(chǎn)物繼續(xù)反應的的場所 利用的物質(zhì)以及其部分分解產(chǎn)物 如在a瓶插一根溫度計 發(fā)現(xiàn)在前面的實驗過程中 如果發(fā)生了相應的化學變化 溫度計的溫度都會有一定程度的上升 分析上述材料 溫度計溫度上升的可能原因是什么 通過有氧呼吸 1mol的葡萄糖徹底氧化分解成二氧化碳和水 釋放出2870kj的能量 其中1161kj儲存atp中 其余的能量則以熱能的形式散失掉了 有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率大約是多少 它與有機物的體外燃燒有什么不同的特點 變混濁 快 無變化 變混濁 慢 出現(xiàn)灰綠色 通入空氣 無氧 酒精會使酸化的的重鉻酸鉀 橙色 變成灰綠色 有氧呼吸裝置 無氧呼吸裝置 10 naoh溶液 吸收通入空氣中的co2 避免影響產(chǎn)生的co2含量的結(jié)果 葡萄糖溶液 酵母菌 培養(yǎng)酵母菌 澄清的石灰水 根據(jù)混濁程度進行比較co2的產(chǎn)生量 橡皮球 氣泵 保持通入空氣 葡萄糖溶液 酵母菌 封口放置一段時間后 再與第二個錐形瓶連接 使酵母菌消耗瓶內(nèi)的氧氣 造成無氧環(huán)境 或者溴麝香草酚藍水溶液 根據(jù)溶液顏色的變化時間長短比較 澄清的石灰水或溴麝香草酚藍水溶液 根據(jù)混濁程度 顏色的變化時間進行比較co2的產(chǎn)生量 灰綠色 橙色 實驗開始 a裝置 35 c 實驗開始 b裝置 35 c 實驗進行3小時 a裝置 35 c b裝置 35 c 實驗進行3小時 a裝置 35 c b裝置 35 c 溴麝香草酚藍水溶液遇co2的變色過程 a裝置 用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測酒精 溶有重鉻酸鉀的濃硫酸 a裝置的酵母菌濾液 b裝置的酵母菌濾液 灰綠色 不變灰綠色 線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì) 嵴 丙酮酸 h h2o o2 o2 co2 h o2 h2o 細胞質(zhì)基質(zhì) 酶 o2 線粒體 酶 h 酶 細胞質(zhì)基質(zhì) 線粒體基質(zhì) 線粒體內(nèi)膜 葡萄糖 丙酮酸和 h 少量 否 有氧呼吸的三個階段 丙酮酸和水 co2和 h 少量 否 h 和o2 h2o 大量 是 特點 反應條件溫和 多步反應 逐步放能 請計算有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率 1mol的葡萄糖徹底氧化分解 共釋放2870kj 40 5 1709kj以熱量散失 59 5 能使多少個adp轉(zhuǎn)化為atp 38mol 過程特點 1 第一步在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行 第二 三步在線粒體中進行 2 每一步都產(chǎn)生atp 但第三步產(chǎn)生的atp最多 3 第一 二步均產(chǎn)生還原性的氫 在第三步中全被消耗 4 有氧呼吸只在第三步才需要o25 在有氧呼吸的過程中吸收的o2與釋放的co2量相等 6 吸收的o2反應后氧元素全部到到了生成物中的h2o 丙酮酸 h o2 酒精 c2h5oh 酶1 c3h6o3 乳酸 酶2 co2 酶 細胞質(zhì)基質(zhì) 細胞質(zhì)基質(zhì) 細胞質(zhì)基質(zhì) 葡萄糖 丙酮酸和 h 少量 否 無氧呼吸的兩個階段 丙酮酸 酒精 co2 無 否 特點 反應條件溫和 分步反應 逐步放能 請計算無氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率 1mol葡萄糖不徹底氧化分解生成乳酸 共釋放196 65kj 31 1 135 57kj以熱量散失 68 9 能使多少個adp轉(zhuǎn)化為atp 2mol 無氧呼吸總反應式 c6h12o6 酶 2c3h6o3 乳酸 少量能量 c6h12o6 2c2h5oh 酒精 2co2 少量能量 酶 例 高等動物 乳酸菌 高等植物的某些器官 馬鈴薯塊莖 甜菜塊根 玉米胚細胞等 例 大多數(shù)植物 酵母菌 同樣是分解葡萄糖 為何無氧呼吸只能釋放少量能量 無氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中 細胞呼吸原理的應用 細胞呼吸原理的應用 缺氧的情況下 植物組織進行無氧呼吸 產(chǎn)生酒精 不利其生長 細胞