ATP的主要来源－细胞呼吸

nullnull ATP的主要来源——细胞呼吸null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”。1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？讨论2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗?3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？问题探讨 问题探讨 1.两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；都能产生二氧化碳等产物，并且都释放出能量。 2.不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。 3.在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。null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，生成二氧化碳或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。 null探究：酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌:单细胞真菌营养方式：异养呼吸方式：兼性厌氧型null 酵母菌是 （真核或原核）生物，它与细菌最大的区别是 ，同时还具有 等细胞器。真核有成型的细胞核线粒体三、探究酵母菌 细胞呼吸的方式三、探究酵母菌 细胞呼吸的方式（一）提出问题（二）做出假设（三）实验关注的问题怎样控制有氧和无氧条件？ 怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？ 怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活？ 酵母菌的细胞呼吸方式有几种，每种方式的条件和产物有什么区别?（四）进行实验（五）结果（六）结论和应用null实验课题 探究酵母菌细胞呼吸的方式一、实验原理 1、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CO2 ，无氧呼吸产生酒精和CO2 。 2、 CO2的检测 （1）CO2使澄清石灰水变浑浊 （2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄 3、酒精的检测 橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿 色。二、实验假设 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。null三、实验用具（略）1、NaOH的作用是什么？2、如何控制无氧的条件？3、澄清的石灰水有什么作用？4、如何说明CO2产生的多少？通气null四、实验结果预测1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰水变浑浊。 2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应。 3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多null五、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 （1）取2支试管编号 （2）各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管 （3）分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、 混匀.Ａ试管密封，Ｂ试管不密封．六、观测、记录变混浊程度深/短无变化变混浊程度浅／长出现灰绿色七.实验结果质量分数为10% 的NaOH溶液酵母菌 培养液澄清 石灰水空气酵母菌 培养液澄清 石灰水ABA、B中酵母菌培养液： 10克新鲜酵母加240mL 质量分数为5%的葡萄糖溶液大约30℃环境培养8-10小时B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。装置一装置二装置一现象？结论：有氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生了二氧化碳结论：无氧条件下，酵母菌细胞 呼吸产生了二氧化碳装置二现象？七.实验结果CO2的放出情况：A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的CO2更多酒精产生的情况：A组没有酒精的产生，B组产生了酒精。（四）实验结果所说明的问题（四）实验结果所说明的问题1 . A、B组都有CO2的产生说明了—— 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活2 . 从CO2 产生的多少及有无酒精产生的情况， 说明了—— 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同，所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。3 .从A、B组的产物来看，说明了—— 酵母菌进行有氧呼吸的产物有CO2 （还有水）；无氧呼吸的产物有CO2和酒精。探究 探究 重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（两者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。null细胞呼吸的方式酶酶细胞呼吸的概念：细胞呼吸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，释放出能量的过程。实验推论：null细胞呼吸的类型有氧呼吸和无氧呼吸null线粒体结构：null1分子C6H12O62分子CH3COCOOH4[H]酶6H2O20[H]酶酶12H2O6CO2（一）（二）1、有氧呼吸过程:（三）细胞质基质线粒体内膜线粒体ATP：30.54KJX38=1161KJ约占40%释放总能量2870KJ/moL葡萄糖一、细胞呼吸的类型nullC6H12O6(葡萄糖)2丙酮酸（C3H4O3) 6CO2 6O2 12H2O有氧呼吸的过程产物 H2O 和 CO2 中的O来自葡萄糖还是氧气？主动运输null（2）有氧呼吸概念： 有氧呼吸是指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解产生二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。（1）有氧呼吸反应式：null有氧呼吸的三个阶段细胞质 基质线粒体线粒体丙酮酸、少量ATP、[H]CO2、少量ATP、[H]H2O、大量ATP 需酶、不需O2需酶、不需O2需酶、需O2null2、无氧呼吸过程:1分子C6H12O6酶细胞质基质释放总能量196.65KJ/moL葡萄糖其中ATP：30.54X2=61.08KJnull第一阶段：糖酵解第二阶段：三羧酸循环第三阶段：氧化磷酸化(细胞质基质)(线粒体基质)(线粒体内膜) 在细胞内，1 mol的葡萄糖彻底氧化分解后产生2870 KJ的能量，其中有1161 KJ的能量储存在ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。请你计算一下，有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？这些能量大约能使多少个ADP转化为ATP?一部分以热能形式散失(约60%)； 另一部分转移到ATP中(约40%)。null 无氧呼吸是指细胞无氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。（2）无氧呼吸概念：（1）无氧呼吸反应式：null3、无氧呼吸： (1)进行场所：细胞质基质 (2)过程： (3)总反应式： (4)概念: 是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成为不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程。C6H12O6酶酶196.65KJ/mol61.08KJ2ATPnull植物少数高等植物的某些器官 如：马铃薯的块茎、甜菜块 根、玉米的胚等人体在剧烈运动时或刚进入高原环境乳酸酒精、 二氧化碳如：酵母菌在缺乏氧气时如：乳酸菌水淹、种子萌发初期、苹果贮藏过久等情况下某些微生物微生物生物常见的无氧呼吸：产生乳酸的无氧呼吸产生乳酸的无氧呼吸葡萄糖举例葡萄糖产生酒精的无氧呼吸举例人和高等动物的肌细胞水稻根部细胞乳酸菌 ……甜菜块根、马铃薯块茎、玉米胚苹果果实内部细胞酵母菌……null二、有氧呼吸与无氧呼吸的比较主要在线粒体内需氧分子参加CO2 和 H2O较多能量细胞质基质不需氧分子参加较少能量1·第一阶段相同。 2·都是在酶的催化下进行的； 3·都有有机物的分解和能量释放。相同：不同：null有氧呼吸和无氧呼吸的联系和区别葡萄糖丙酮酸有氧CO2+H2O+大量能量无氧2CO2 +能量2C2H5OH+2C3H6O3（乳酸）+能量第一阶段第二、三阶段酶酶酶旁栏思考题旁栏思考题 一般来说，如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多，会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下，随着发酵产物（如酒精）的增多，营养物质的减少以及pH发生变化等的影响，它的繁殖速率逐渐下降，死亡率逐渐上升，酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶，最终情况也是这样。null场 所主要在线粒体内细胞质基质是否需氧需不需分解产物C2H5OH + CO2 或 C3H6O3释放能量2870KJ、38ATP196.65KJ、2ATP有氧呼吸无氧呼吸4、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别：CO2 和 H2Onull有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系nullC6H12O6 能量（少）12H2O + 能量(多）酶酶 能量（少）酶细胞质基质散失散失散失34ATP①②③[H]少2丙酮酸2ATP6CO26H2O[H] 多2ATP6O2null请写出以下的反应式null 2、供原料：为其他化合物的合成提供原料。注意： 呼吸作用是三大类营养物质转化的枢纽。 三、细胞呼吸的意义-----用于各种耗能的生命活动：细胞分裂 （染色体的复制和移动等） 、植株生长、 主动运输、肌肉收缩、神经冲动及冲动的 传导、新 物质的合成、分泌、生物发光或 生物放电）； 注意： 不消耗ATP的过程有：-----可用于维持体温 自由扩散、协助扩散、渗透作用、 吸胀作用、蒸腾作用 1、供能： 热能形成ATPnull四、影响细胞呼吸的外界因素：细胞呼吸原理应用：null①在一定温度范围内，随温度的升高，细胞呼吸作用增 强； ②在最适温度（a点所对应的温度），细胞呼吸作用最强； ③温度高于最适温度，酶的活性下降（甚至变性失活），细胞呼吸作用受抑制。呼吸速率温度℃a 1、影响细胞呼吸的外界因素：nullBAC2、影响细胞呼吸的外界因素：只进行无氧呼吸，释放较多CO2。CO2释放急剧减少-----氧气增多，无氧呼吸受抑制，有氧呼吸还很弱CO2释放量不断上升-----氧气增多，促进有氧呼吸null影响细胞呼吸的外界因素1）温度2）O2的浓度3） CO2的浓度从化学平衡的角度分析，当外界环境中的CO2的浓度增加时，呼吸速率会下降。温度呼吸速率O2（%）呼吸速率00Aabcnull5、细胞呼吸原理的应用： ——分析细胞呼吸原理的应用 影响呼吸作用速率的外界因素： 温度、CO2 、O2、水分、PH、呼吸底物 呼吸作用与农业生产: 作物栽培、粮食贮藏、果蔬保鲜 呼吸作用与人类生活： 伤口处理、运动健身、酿酒制醋制味精null3、影响细胞呼吸的外界因素：水是细胞呼吸化学反应的介质，并参与细胞呼吸的化学反应，所以水份供应不足会影响细胞呼吸的正常进行null1、在细胞呼吸过程中,有CO2放出,则可判定此过程 ( ) A.一定是无氧呼吸 B.一定是有氧呼吸 C.一定不是酒精发酵 D.一定不是乳酸发酵 2、让一只小白鼠吸入有放射性的O2,该白鼠体内最先出现含O的化合物是 ( ) A.二氧化碳 B.水 C. 丙酮酸 D.乳酸 3、甲酵母菌进行发酵,乙酵母菌进行有氧呼吸,若它们消耗等量的葡萄糖,则甲,乙酵母菌释放的二氧化碳的体积比是 ( ) A. 3:1 B. 2:1 C.1:3 D. 1:6 DBCnull4、在生产实践中，贮存种子的最佳组合条件是 （ ） A．低温、干燥、低氧 B．低温、湿度适中、低氧 C．高温、干燥、高氧 D．高温、湿度适中、高氧 如果是贮存蔬菜、水果？A总之：保存果实、种子、蔬菜等，降低呼吸作用null二、简答题 将酵母菌研磨、离心后，得到上清液（含细胞质基质） 和沉淀物（含细胞器）。把等量的上清液、沉淀物 和未曾离心的均浆分别防入甲、乙、丙3个试管中， 进行四项独立实验（见右图） （1）向3个试管中分别加入等量的葡萄糖，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙 （2）向3个试管中分别加入等量的丙酮酸，各试管的最终产物 是：甲 乙 丙 （3）在隔绝空气的情况下，重复实验（1），各试管的最终产物 是：甲 乙 丙 丙酮酸无反应CO2和H2O无反应CO2和H2OCO2和H2O酒精和CO2无反应酒精和CO2练习 练习 基础题 1.C。  2.B。 3.有氧呼吸与无氧呼吸的第一个阶段完全相同：都不需要氧；都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构，可以作出这样的推测：在生物进化史上先出现无氧呼吸而后才出现有氧呼吸，即有氧呼吸是由无氧呼吸发展变化而形成的。先出现原核细胞而后出现真核细胞，即真核细胞是由原核细胞进化而来的。 4.不能。因为绿色植物在光合作用中也能形成ATP。拓展题 拓展题 人与鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是细胞呼吸。在这些生物的细胞呼吸过程中，葡萄糖等分子中稳定的化学能释放出来：除一部分储存在ATP中外，其余的则转化成热能，可以直接用于提升体温；ATP水解释放出的能量，除了维持各项生命活动外，有一部分也能转化成热能，用于提升体温。而维持体温的相对稳定，还需复杂的调节机制。nullATP 合成酶ATP 合成酶