细胞呼吸的原理与应用课件.pptx

1、细胞呼吸的原理和应用复复 习习 提提 问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？光能光能糖类等有机物糖类等有机物ATPATP肌肉收缩肌肉收缩（1 1）（2 2）（3 3）主要能源是糖类、直接能源是主要能源是糖类、直接能源是ATPATP、最终能源是太阳能、最终能源是太阳能一、细胞呼吸的概念：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。【注意注意】呼吸呼吸呼吸作用呼吸作用氧化分解有机物，释放能量氧化分解有机物，释放能量实质：实质：细胞内细胞内 +有机

2、物有机物+水水 CO2能能 量量呼吸作用（本质）呼吸作用（本质）呼吸现象和呼吸作用O2O2呼吸（现象）呼吸（现象）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CO2气体运输气体运输+细胞呼吸是否一定需要氧呢？酵母菌细胞的呼吸方式酵母菌细胞的呼吸方式酵母菌是一种酵母菌是一种单细胞真菌单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于能生存，属于兼性厌氧菌兼性厌氧菌。事例事例1 1：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都：馒头和面包里面都有一个个的小孔，都很松软很松软，是因为发面时加入酵母菌，是因为发面时加入酵母菌，酵母菌细胞酵母菌细胞呼吸产生了呼吸产生了COC

3、O2 2 ，COCO2 2受热膨胀。受热膨胀。事例事例2 2：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生：酿酒过程中，酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精了酒精。设计实验 酵母菌细胞呼吸的方式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有氧有氧产生产生无氧无氧CO2和酒精和酒精产生产生作出假设实验思路？实验思路？分析变量分析变量自变量自变量:因变量因变量:无关变量无关变量: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分别给酵母菌提供分别给酵母菌提供有氧和无氧有氧和无氧的条件，的条件，一段时间后检测其产物是否含一段时间后检测其产物是否含酒精或酒精或

4、二氧化碳二氧化碳 CO2的检测：的检测：1.通入澄清的石灰水：2.使溴麝香草酚蓝水溶液：酒精的检测：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.实验原理实验原理1.实验材料：实验材料：酵母菌酵母菌酵母菌培养液的配置（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

5、，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%NaOH10%NaOH的作用是：的作用是：吸收空气中的吸收空气中的COCO2 2澄清的石灰水作用是：澄清的石灰水作用是：检测检测COCO2 2的产生的产生有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸（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根据石灰水的浑浊程度瓶口密封放置一段时间瓶口密封放置一段时间,可以让酵母菌可以让酵母菌消耗完瓶中原有氧气消耗完瓶中原有氧气,造成无氧环境造成无氧环境.有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸条件澄清石

6、灰水/出现的时间重铬酸钾-浓硫酸溶液有氧无氧变混浊快变混浊快不变灰绿色不变灰绿色变混浊慢变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色初初 始始相同时间后相同时间后有有氧装置氧装置无无氧装置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.实验现象实验现象4.实验结论实验结论细胞呼吸的方式有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸对于对于绝大多数绝大多数生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的生物来说，有氧呼吸是细胞呼吸的主主要要形式，这一过程必须有形式，这一过程必须有氧氧的参与。的参与。有氧呼吸有氧呼吸的主的主要场所是要场所是线粒体线粒体。一般地说，一般地说，线粒体线粒体均匀地分布均匀地分布在细

7、胞质中。但是，活细胞中在细胞质中。但是，活细胞中的线粒体往往可以定向地运动的线粒体往往可以定向地运动到代谢比较到代谢比较旺盛旺盛的部位。的部位。外膜内膜基质嵴三、有氧呼吸三、有氧呼吸1、场所：、场所：主要在线粒体主要在线粒体C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶酶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（该反应中产生的能量包括ATP和和热能热能）有氧呼吸的过程有氧呼吸的全过程十分复杂。可以概括地分为有氧呼吸的全过程十分复杂。可以概括地分为

8、三个阶三个阶段段，每个阶段的化学反应都有相应的，每个阶段的化学反应都有相应的酶酶催化催化。CO2H2O酶酶2丙酮酸丙酮酸少量少量能量能量 H+葡萄糖葡萄糖酶酶12丙酮酸丙酮酸少量能量少量能量H+O2H2O酶酶3大量能量大量能量H+第第1 1阶段：阶段：第第2 2阶段：阶段：第第3 3阶段：阶段：（细胞质基质）（细胞质基质）（线粒体基质）（线粒体基质）（线粒体内膜）（线粒体内膜）C6H12O6(葡萄糖葡萄糖)酶酶H丙酮酸丙酮酸能量能量散失散失ATP能量能量散失散失ATP CO2 H2O 酶酶 H O2 H2O酶酶散失散失ATP能量能量有氧呼吸的全过程图解：有氧呼吸的全过程图解：有氧呼吸的概念有氧

9、呼吸是指细胞在有氧呼吸是指细胞在氧氧的参与下，通过多种的参与下，通过多种酶酶的催化的催化作用，把葡萄糖等有机物作用，把葡萄糖等有机物彻底彻底氧化分解，产生氧化分解，产生二氧化二氧化碳碳和和水水，释放，释放能量能量，生成大量，生成大量ATP的过程。的过程。同有机物在体外燃烧相比，同有机物在体外燃烧相比，有氧呼吸有什么不同的特点？有氧呼吸有什么不同的特点？酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量3.总反应式：总反应式：C6H12O6酶酶2丙酮酸丙酮酸 H 能量能量(少量少量)2ATP 【H】+O2 H2O+能量能量（大量（大量)28ATP 酶酶 C3H4O3+H2O CO

10、2H能量能量(少量少量)2ATP 酶酶思考:此过程原子转移途径?H2O H H2O O2 H2OC6H12O6 丙酮酸CO2丙酮酸丙酮酸H H2OH H2OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+12H2*O+能量能量酶酶C：H：O：C、H、O的来龙去脉：的来龙去脉：C6H12O6 丙酮酸H2OCO23、有氧呼吸的总反应式：、有氧呼吸的总反应式：热能热能葡萄糖葡萄糖COCO2 2+H+H2O O能量能量ADPADPPiPiATPATP用于各项用于各项生命活动生命活动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

11、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(977.28kJ/mol(977.28kJ/mol，约，约40%)40%)储存，约形成储存，约形成3232个个ATPATP。4、有氧呼吸的能量转化值：、有氧呼吸的能量转化值：1、有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？、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？、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、如果你在思考上述问题的时候，消

12、耗了2摩尔葡萄糖，那么有多少能量转移到了摩尔葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？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：、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：产生产生COCO2 2的阶段（）的阶段（）产生产生H H2 2O O的阶段（）的阶段（）氧气参与的阶段（）氧气参与的阶段（）产生产生ATPATP的阶段（的阶段（）产生产生ATPATP最多的阶段（）最多的阶段（）二二三三三三一、二、三一、二、三三三主要场所：主要场所：线粒体线粒体能量去向：能量去向：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中中总反应式：总反应式：有氧呼吸概念：有

13、氧呼吸概念：细胞在细胞在_的参与下，通过的参与下，通过_的催化作用，把的催化作用，把_等等有机物有机物_，产生，产生_和和_，释放，释放_,_,生生成成_的过程。的过程。C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量酶酶(约约60%)60%)(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ATPATP3232个个ATPATP请思考请思考尝试运用所学知识，解释以下现象：尝试运用所学知识，解释以下现象：现象现象1 1：长久较封闭放置的

14、苹果，有时会有酒香味。：长久较封闭放置的苹果，有时会有酒香味。现象2 2：洪灾容易导致农田被淹，引发农作物死亡。现象3 3：剧烈运动后，容易产生肌肉酸痛的现象。除除酵母菌酵母菌以外，还有许多种以外，还有许多种细菌细菌和和真菌真菌能够进行无氧能够进行无氧呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等呼吸。此外，马铃薯块茎、苹果果实等植物植物器官的细器官的细胞以及胞以及动物动物骨骼肌的肌细胞等，除了能够进行有氧呼骨骼肌的肌细胞等，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最常利用的物质也是葡萄糖葡萄糖。C6H12O6 2丙酮

15、酸丙酮酸 +4 H+2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2酶酶酶酶2C3H6O3（乳酸）（乳酸）酶酶第一阶段：第一阶段：第二阶段：第二阶段：能2ATP2ATP热热与有氧呼吸第一阶段完全相同细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量（少量）酶无氧呼吸的反应式无氧呼吸的反应式 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 AT

16、P的过程。无氧不彻底乳酸或酒精和二氧化碳 少量少量化学能未被完化学能未被完全释放，产物全释放，产物中存在能量中存在能量C6H12O6 2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2 +少量能量少量能量酶酶C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+少量能量少量能量酶酶C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+大量能量大量能量酶酶同样质量的葡萄糖氧化分解，为什么无氧呼吸释放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？的能量比有氧呼吸少？无氧呼吸无氧呼吸氧化分解有机物氧化分解有机物不彻底不彻底，尚有大量的能量，尚有大量的能量储存在酒精或乳酸中。储存在酒精或乳酸中。呼

17、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丙酮酸有有O2线粒体线粒体无无O2 细胞

18、质基质细胞质基质共同进行分别进行 细胞细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，枢纽，细胞细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.发酵技术发酵技术 2.农业生产农业生产 3.粮食储藏和果蔬保粮食储藏和果蔬保 4、医学上、医学上酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜的通气、温度和酵母菌在适宜的通气、温度和pH等条件等条件下，进行有氧呼吸并大量繁殖；在无氧条件下则进行酒精发酵。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。醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气在氧气充足和具有

19、酒精底物的条件下，醋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酸杆菌大量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。成醋酸。1.发酵技术发酵技术发酵微生物在无氧条件下的呼吸。微生物在无氧条件下的呼吸。（1）酒精发酵：）酒精发酵：酵母菌酵母菌C6H12O6 2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2 +能量能量酶酶（2）乳酸发酵：）乳酸发酵：乳酸菌乳酸菌C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+能量能量酶酶1.含义：含义：2.类型：类型：2.2.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜 细胞呼吸细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。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

20、说，就要设法降因此，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。低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。粮食储藏粮食储藏果果蔬保鲜蔬保鲜 为了为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。粮食粮食储藏时，降低温度和保持干燥，抑储藏时，降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。制细胞呼吸，延长保存期限。低温低氧低温低氧选用“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 4、医学、医学较深的伤

21、口里缺少氧气，破伤风芽孢杆菌适合在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这种环境中生存并大量繁殖。所以，伤口较深或。所以，伤口较深或被锈钉扎伤后，患者应及时请医生处理。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，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。氧条件下进行的高速运动。无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳无氧运动中，肌

22、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梢，所以人会有肌肌细胞周围的神经末梢，所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。肉酸胀乏力的感觉。细胞呼吸原理的应用实例细胞呼吸原理的应用实例(先连线，然后先连线，然后每人选每人选两个实例进行简单概述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(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

23、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。(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。O O2 2浓度浓度(2)曲线分析：在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加

24、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。COCO2 2浓度浓度二、影响二、影响细胞呼吸的因素和应用细胞呼吸的因素和应用1.1.内因：遗传因素内因：遗传因素2.2.外因：环境因素外因：环境因素温度、温度、O2浓度、水、浓度、水、CO2浓度等。浓度等。1、科学概念:尺子振动的频率受尺子延伸到桌子外的那部分长度的影响。这部分的长度会引起音高的变化；越长音高越低，越短音高越高。2、过程与方法：探索和描述尺子伸出桌外不同长度在振动时发出的声音的变化情况，通过柱状图的分析，将尺子不同长度的振动与其声音联系起来。3、科学概念：知道水蒸气遇冷会凝结成小水珠。4、过程与方法：思考小水珠从哪里来？尝试通过探究水珠与冰块的关系体验科学探究的全过程。5、观察体验玻璃杯外壁的小水珠从无到有的过程，思考水珠从哪里来？6、实验验证玻璃杯外壁的小水珠不是杯内的冰融化形成的；7、科学探究玻璃杯外壁的小水珠与杯内的冰有关。