ATP的主要来源—细胞呼吸上课课件.ppt

1、项目内容要求考点1.有氧呼吸和无氧呼吸概念和过程 重难点1.细胞呼吸的基本类型、过程2.细胞呼吸的意义和应用10月月7日，日，2013年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典揭晓，美国科年度诺贝尔生理学或医学奖在瑞典揭晓，美国科学家詹姆斯学家詹姆斯E罗斯曼和兰迪罗斯曼和兰迪谢克曼、德国科学家托马斯谢克曼、德国科学家托马斯聚德霍聚德霍夫共享奖项。他们的研究揭示了细胞如何组织其转运系统夫共享奖项。他们的研究揭示了细胞如何组织其转运系统“囊囊泡转运泡转运”的奥秘的奥秘。或或细胞呼吸的概念：细胞呼吸的概念：实质：氧化分解有机物释放能量实质：氧化分解有机物释放能量根据是否需要根据是否需要氧氧分为分为：有氧呼吸有氧

2、呼吸无氧呼吸无氧呼吸（主要形式主要形式）现在地球上绝大多数生物的呼吸方式以哪种为主？为什么？现在地球上绝大多数生物的呼吸方式以哪种为主？为什么？思考：思考：有氧呼吸有氧呼吸因为细胞呼吸的目的是为细胞生命活动提供能量，因为细胞呼吸的目的是为细胞生命活动提供能量，有有氧呼吸比无氧呼吸放能效率高得多氧呼吸比无氧呼吸放能效率高得多，所以有氧呼吸得到较，所以有氧呼吸得到较大发展，成为主要方式。大发展，成为主要方式。对比对比C C6 6H H1212O O6 62C2C3 3H H4 4O O3 3酶酶6CO6CO2 24H4H能量能量2ATP2ATP热热能量能量2ATP2ATP热热酶酶6H6H2 2O

3、O20H20H12H12H2 2O O6O6O2 2酶酶能量能量34ATP34ATP热热线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质一、有氧呼吸一、有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸 场场 所所 反应物反应物 产产 物物 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三个阶段的比较有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸COCO2 2、HH少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体线粒体线粒体对比对比线粒体线粒体 一部分以热能形式散失一部分以热能形式散失 另一部分转移到另一部分转移到ATPATP中中有氧呼吸概念：有氧呼吸概

4、念：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%) C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 + 6H + 6H2 2O 6COO 6CO2 2+ 12H+ 12H2 2O +O +能量能量酶酶3838个个ATPATP葡萄糖葡萄糖无无O O2 2过程：过程：酒精酒精+CO+CO2 2+ +少量能量少量能量酶酶（大部分高等植物、大部分高等植物、酵母菌酵母菌）乳酸乳酸+ +少量能量少量能量酶酶（马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物（马铃薯块茎、玉米胚、脊椎动物肌细胞、肌细胞、乳

5、酸菌乳酸菌）C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) ) + + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵发酵微生物的无氧呼吸微生物的无氧呼吸 （酒精发酵、乳酸发酵）（酒精发酵、乳酸发酵）三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较三、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、线粒体细胞质基质细胞质基质需分子氧、需酶

6、需分子氧、需酶不需分子氧、需酶不需分子氧、需酶COCO2 2、H H2 2O O酒精和酒精和COCO2 2或乳酸或乳酸释放大量能量，合成释放大量能量，合成38ATP(38ATP(三个阶段都有三个阶段都有）释放少量能量，合成释放少量能量，合成2ATP2ATP（第一阶段有）（第一阶段有）从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATP知识总结知识总结呼吸作用的概念呼吸作用的概念呼吸作呼吸作用类型用类型有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼呼吸吸作作用用葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解丙酮酸彻底分解丙酮酸

7、彻底分解HH的氧化的氧化丙酮酸不丙酮酸不彻底分解彻底分解乳酸发酵乳酸发酵酒精发酵酒精发酵葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解VSVS思考：有氧呼吸中氧元素的来源和去路思考：有氧呼吸中氧元素的来源和去路 特别提醒特别提醒 有有氧呼吸与线粒体氧呼吸与线粒体 (1)(1)有氧呼吸的场所并非只是线粒体：有氧呼吸的场所并非只是线粒体： 真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。真核细胞有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。 原核细胞无线粒体，在细胞膜上和细胞质中进行有原核细胞无线粒体，在细胞膜上和细胞质中进行有氧呼吸（硝化细菌、蓝藻）。氧呼吸（硝化细菌、蓝藻）。 (2)(2)无线粒体的真核细胞无线粒体的真核

8、细胞( (生物生物) )只能进行无氧呼吸，如只能进行无氧呼吸，如 哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。哺乳动物成熟红细胞和蛔虫等。典例导悟典例导悟下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是下列有关呼吸作用的叙述中，错误的是( () )A A蛔虫进行无氧呼吸蛔虫进行无氧呼吸B B哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸哺乳动物的红细胞只能进行无氧呼吸C C长跑时，人体产生的长跑时，人体产生的COCO2 2是有氧呼吸和无氧呼吸的是有氧呼吸和无氧呼吸的共同产物共同产物D D发酵和无氧呼吸并不是同一概念发酵和无氧呼吸并不是同一概念答案C自主梳理自主梳理1ATP产生速率与产生速率与O2供给量之间的关系供给量之间的关系(1)A(

9、1)A点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分点表示在无氧条件下，细胞可进行无氧呼吸分解有机物，产生少量解有机物，产生少量ATPATP。(2)AB(2)AB段表示随段表示随O O2 2供应量增多，有氧呼吸明显加强，供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATPATP的产生速的产生速率随之增加。率随之增加。(3)BC(3)BC段表示段表示O O2 2供应量超过一定范围后，供应量超过一定范围后，ATPATP的产生速的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是率不再加快，此时的限制因素可能是酶、酶、ADPADP、磷酸、磷酸等。等。2.2.

10、呼吸作用类型的判断呼吸作用类型的判断(3)若有若有H2O产生，则一定有有氧呼吸。产生，则一定有有氧呼吸。且有氧呼吸分解的底物为葡萄糖且有氧呼吸分解的底物为葡萄糖3影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用影响细胞呼吸的环境因素及其在实践中的应用(1)(1)呼吸速率与温度的关系呼吸速率与温度的关系温度对呼吸速率的影响是通过影响酶的活性实现的温度对呼吸速率的影响是通过影响酶的活性实现的。最适温度时，细胞呼吸最强；超过最适温度呼吸酶活性降最适温度时，细胞呼吸最强；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；低于最适温度酶活低，甚至变性失活，细胞呼吸受抑制；低于最适温度酶活性下降，细胞呼吸

11、受抑制。性下降，细胞呼吸受抑制。生产上常利用这一原理在生产上常利用这一原理在低温低温下储存蔬菜、水果，下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降低温度，降低细胞在大棚蔬菜的栽培过程中，夜间适当降低温度，降低细胞呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。呼吸，减少有机物的消耗，提高产量。(2)(2)呼吸速率与呼吸速率与O O2 2浓度的关系浓度的关系O O2 2浓度低时，无氧呼吸占优势；随浓度低时，无氧呼吸占优势；随O O2 2浓度增大，无氧浓度增大，无氧呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当呼吸逐渐被抑制，有氧呼吸不断加强；但当O O2 2浓度达到浓度达到一定值后，随一定值后，随O O2 2

12、浓度增大，有氧呼吸不再加强浓度增大，有氧呼吸不再加强 ( (受呼吸受呼吸酶数量和活性等因素的限制酶数量和活性等因素的限制) )。生产上常利用生产上常利用适当降低氧气浓度适当降低氧气浓度等能够抑制细胞呼吸等能够抑制细胞呼吸减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间；减少有机物消耗的原理来延长蔬菜、水果的保鲜时间；中耕松土增加根的有氧呼吸；中耕松土增加根的有氧呼吸；在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的在医疗上选用透气的消毒纱布或松软的“创可贴创可贴”包包扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。扎伤口，可抑制厌氧病原菌的繁殖。(3)(3)呼吸速率与含水量的关系呼吸速率与含水量的关系 在一定范围内，细胞呼吸

13、速率随含水量的增加在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。而加快，随含水量的减少而减慢。在作物种子储藏时，将种子风干，降低自由水在作物种子储藏时，将种子风干，降低自由水含量，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。含量，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。实验课题实验课题 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式实验原理实验原理1 1、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和呼吸产生水和COCO2 2 ，无氧呼吸产生酒精和，无氧呼吸产生酒精和COCO2 2 。2 2、 COCO2 2的检测方法的检测方法（1

14、 1）COCO2 2使澄清石灰水变浑浊使澄清石灰水变浑浊（2 2） COCO2 2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3 3、酒精的检测、酒精的检测橙色的重酪酸钾溶液在橙色的重酪酸钾溶液在酸性酸性下与酒精发生反应，变下与酒精发生反应，变成灰绿色。成灰绿色。二二 作出假设作出假设一一 提出问题提出问题三三 设计实验设计实验四四 进行实验进行实验五五 分析实验现象，得出结论分析实验现象，得出结论六六 表达和交流表达和交流思考思考1 1、本实验的自变量是什么？、本实验的自变量是什么？2 2、因变量是什么？、因变量是什么？3 3、设几组实验？属于对照实验还是对比实验？、

15、设几组实验？属于对照实验还是对比实验？ （2 2个）（对比实验）个）（对比实验）4 4、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活、怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活（怎样控制无关变量）（怎样控制无关变量） ？ 配制配制适宜的适宜的酵母菌培养液酵母菌培养液，酵母菌属，酵母菌属异养异养型生型生物，培养液中必须含有现成的有机物。物，培养液中必须含有现成的有机物。 温度控制在温度控制在25352535三三 设计实验：设计实验：（有无氧气）（有无氧气） ( (是否有是否有CO2CO2和酒精产生和酒精产生) )（相同且适宜）（相同且适宜）5、怎样控制有氧和无氧的条件？、怎样控制有氧和无氧的条件？6、

16、怎样鉴定有无酒精产生？有无、怎样鉴定有无酒精产生？有无CO2产产生？如何比较产生的生？如何比较产生的CO2多少？多少？A A组组B B组组控制有氧和无氧的条件控制有氧和无氧的条件通入通入O2检验是否有检验是否有CO2气体产气体产生。生。检验是否有检验是否有CO2气体产气体产生。生。 鉴定有无二氧化碳产生鉴定有无二氧化碳产生 1 1、二氧化碳可使二氧化碳可使澄清的石灰水澄清的石灰水变混浊；变混浊；2 2、也可使、也可使溴麝香草酚蓝水溶液溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。由蓝变绿再变黄。 鉴定有无酒精产生鉴定有无酒精产生 橙色橙色的重铬酸钾的重铬酸钾(K(K2 2CrCr2 2O O7 7) )溶

17、液，在酸溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿灰绿色色酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰澄清石灰水水无氧情况下的实验装置无氧情况下的实验装置BB瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。想一想这是为什么？瓶。想一想这是为什么？（B瓶中有一定量瓶中有一定量O2，待其被消耗完。），待其被消耗完。）酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水有氧情况下的实验装置有氧情况下的实验装置这样连接行吗？这样连接行吗？通入空气通入空气A有氧情况下的实验装置有氧情况下的实验装置10%NaOH10%NaOH酵母菌培

18、养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水NaOH的作用是什么？的作用是什么？A通入空气通入空气除去空气中除去空气中CO2步骤一：配制酵母菌培养液步骤一：配制酵母菌培养液20g20g酵母菌酵母菌+240mL5%+240mL5%葡萄糖溶液葡萄糖溶液A A组组B B组组实验步骤实验步骤 步骤二：组装有氧呼吸和无氧呼吸装置，步骤二：组装有氧呼吸和无氧呼吸装置，放置在放置在25-35 环境下培养环境下培养8-9小时。小时。A A实验组实验组( (有氧情况下有氧情况下) )10%NaOH10%NaOH酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水B B实验组实验组( (无氧情况下无氧情况下) )酵母菌培养液酵母

19、菌培养液澄清石灰澄清石灰水水步骤三：鉴定是否有步骤三：鉴定是否有COCO2 2产生产生; ;鉴定是否有鉴定是否有酒精产生酒精产生0.5mL0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液重铬酸钾的浓硫酸溶液A A组组B B组组橙色橙色实验步骤实验步骤橙色橙色条件条件 澄清石灰水澄清石灰水/ /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快变混浊快不出现灰绿色不出现灰绿色变混浊慢变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色四四 进行实验、观察、记录进行实验、观察、记录 酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞 呼吸，均能产生呼吸，均能产生二氧化碳二氧化碳 在有氧

20、的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产 生大量的生大量的二氧化碳二氧化碳。 在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产 生生酒精酒精和少量的和少量的二氧化碳二氧化碳。五五 分析实验现象，得出结论分析实验现象，得出结论B B瓶封口放置一段时间瓶封口放置一段时间, ,待待酵母菌将酵母菌将B B瓶中的氧消耗瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶水的锥形瓶进入进入A A瓶的空气瓶的空气先经过先经过NaOHNaOH的锥形瓶，除去空气中的的锥形瓶，除去空气中的COCO2 2注意：注意：1. 1.实验中的关键步骤实验中的关

21、键步骤2.2.该实验是对比实验，有氧和无氧条件的实验都为实验组该实验是对比实验，有氧和无氧条件的实验都为实验组（1 1） 只进行有氧呼吸；只进行有氧呼吸；（2 2） 只进行无氧呼吸；只进行无氧呼吸；（3 3） 有氧呼吸、无氧呼吸都有。有氧呼吸、无氧呼吸都有。探究酵母菌细胞呼吸类型的装置探究酵母菌细胞呼吸类型的装置1 1左移，左移，2 2不动，不动，1 1不动，不动，2 2右移，右移，1 1左移，左移，2 2右移，右移，预测结果及结论：预测结果及结论：红色液滴红色液滴红色液滴红色液滴在上述这个装置中，在上述这个装置中，1 1、若把酵母菌改为乳酸菌，液滴移动有何变化？、若把酵母菌改为乳酸菌，液滴移

22、动有何变化？2 2、若采用以上装置研究绿色植物的细胞呼吸，在、若采用以上装置研究绿色植物的细胞呼吸，在 外界条件上应特别注意什么？外界条件上应特别注意什么？ (1)(1)为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应将装置进行灭菌，所测的种子进行消毒处理。置进行灭菌，所测的种子进行消毒处理。 (2)(2)对照组的设置：为防止气压、温度等物理膨胀对照组的设置：为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测定的生物灭活生物灭活( (将种子煮熟将种子煮熟) )，其他条件均不变。，其他条件均不变。 (3)(3

23、)若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速若选用绿色植物作实验材料，测定细胞呼吸速率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合率，需将整个装置进行遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。作用会干扰呼吸速率的测定。特别提醒：特别提醒：在一个普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖在一个普通的锥形瓶中，加入含有酵母菌的葡萄糖溶液，如图所示，则下列有关坐标中，正确的是溶液，如图所示，则下列有关坐标中，正确的是()ABC D答案答案B B 三维设计答案（三维设计答案（5151）(1)(1)缺少对照组应再取一支试管，滴加缺少对照组应再取一支试管，滴加2 2滴蒸馏水，其滴蒸馏水，其余条件都相同，观察不到气泡产生余条件都相同，观察不到气泡产生(2)(2)无关变量无关变量( (或温度或温度) )不适宜应把不适宜应把1212支试管放入支试管放入3737的的水浴中保温相同时间水浴中保温相同时间(3)(3)检测结果的试剂不合适应该是取出试管恢复至室温检测结果的试剂不合适应该是取出试管恢复至室温后各加入等量的碘液后各加入等量的碘液