2015-2016學(xué)年高中生物第5章第3節(jié)ATP的主要來源-細(xì)胞呼吸課件新人教版必修.ppt

第4課時(shí) ATP的主要來源細(xì)胞呼吸,1.說出細(xì)胞呼吸的概念,了解細(xì)胞呼吸與細(xì)胞供能的關(guān)系。 2.探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式。 3.闡明有氧呼吸和無氧呼吸的過程。 4.說明細(xì)胞呼吸的原理和意義。 5.探討細(xì)胞呼吸在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。,有機(jī)物在_內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解,生成二氧化碳或其他產(chǎn)物,釋放出能量并生成ATP的過程,叫_。ATP分子的_中能量的主要來源是細(xì)胞呼吸。,一、細(xì)胞呼吸,細(xì)胞,高能磷酸鍵,CO2,細(xì)胞呼吸,二、細(xì)胞呼吸的方式,1.酵母菌在有氧和無氧的條件下都能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下,細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的_;在無氧條件下,酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生_,還能產(chǎn)生少量的_。 2.科學(xué)家通過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí),細(xì)胞呼吸可分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。,CO2和H2O,酒精,1.概念:有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式,是指細(xì)胞在氧的參與下,通過多種酶的催化作用,把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生_,釋放能量,生成許多_的過程。 2.有氧呼吸的主要場(chǎng)所是_,線粒體的基本結(jié)構(gòu)包括外膜、內(nèi)膜、嵴、基質(zhì),內(nèi)膜上和基質(zhì)中含有許多種與有氧呼吸有關(guān)的酶。 3.過程:有氧呼吸的過程可概括地分為三個(gè)階段。第一階段是葡萄糖分解形成丙酮酸,產(chǎn)生少量的H,并且釋放少量的能量;第二階段是_徹底分解形成 _和H,并且釋放少量的能量;第三階段是第一、二階段產(chǎn)生的H與氧結(jié)合生成H2O,并且釋放大量的能量。第一階段在 _中進(jìn)行,第二階段在 _ 中進(jìn)行。第三階段在 線粒體內(nèi)膜 上進(jìn)行。每個(gè)階段的反應(yīng)都有相應(yīng)的酶催化。,ATP,三、有氧呼吸,線粒體,CO2和H2O,丙酮酸和水,CO2,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),線粒體基質(zhì),1.概念:是指細(xì)胞在無氧條件下,通過多種酶的催化作用,把糖類等有機(jī)物分解成為 _的氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放出能量的過程。 2.過程及場(chǎng)所:無氧呼吸過程可概括地分為兩個(gè)階段,這兩個(gè)階段需要不同的酶催化,都在 _中進(jìn)行。第一個(gè)階段與有氧呼吸的第一個(gè)階段完全相同;第二個(gè)階段是丙酮酸在不同酶的作用下,分解成酒精和二氧化碳,或者轉(zhuǎn)化成 _。,四、無氧呼吸,乳酸,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),不徹底,1.細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)是什么?,分解有機(jī)物,釋放能量。,答案：,2. 線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所,線粒體中發(fā)生的生命活動(dòng)是否能用下面的反應(yīng)式表示?為什么?,答案：,不能,因?yàn)樵摲磻?yīng)式是有氧呼吸的總反應(yīng)式,有氧呼吸包括三個(gè)階段,其中第一階段發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中,第二階段發(fā)生在線粒體基質(zhì)中,第三階段發(fā)生在線粒體內(nèi)膜上。所以線粒體中發(fā)生的生命活動(dòng)不能用該反應(yīng)式表示。,C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量,3.有氧呼吸過程中哪幾個(gè)階段有H及ATP產(chǎn)生? ATP產(chǎn)生最多的是哪一個(gè)階段?,答案：,有氧呼吸過程中第一和第二階段都產(chǎn)生H,第一階段產(chǎn)生少,第二階段產(chǎn)生多。有氧呼吸的三個(gè)階段都產(chǎn)生ATP,第三個(gè)階段產(chǎn)生最多。,4.細(xì)胞呼吸的原理在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用,試列舉幾項(xiàng)。,答案：,促進(jìn)呼吸,如疏松土壤、稻田定期排水、提倡慢跑等;抑制呼吸,如干燥、低溫、低氧條件下貯藏種子,提高大棚蔬菜晝夜溫差,透氣消毒紗布包扎傷口,抑制細(xì)菌無氧呼吸等;酵母菌釀酒,先通氣,后密封。先讓酵母菌有氧呼吸,大量繁殖,再無氧呼吸產(chǎn)生酒精。,1.在配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)為什么要用新鮮的食用酵母菌?能否用蒸餾水代替葡萄糖溶液?,知識(shí)點(diǎn)一：探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,新鮮酵母菌生命力強(qiáng)、代謝旺盛、細(xì)胞分裂快,實(shí)驗(yàn)效果明顯;不能用蒸餾水代替葡萄糖溶液,因?yàn)槠咸烟鞘墙湍妇M(jìn)行細(xì)胞呼吸的能源物質(zhì)。,答案：,2.以下甲、乙兩裝置可用來分別探究酵母菌的何種呼吸方式?A瓶中的NaOH溶液和C、E瓶中的澄清的石灰水的用途分別是什么?,甲裝置用來探究酵母菌的有氧呼吸,乙裝置用來探究酵母菌的無氧呼吸。NaOH溶液可用來洗除空氣中的CO2,排除空氣中的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。澄清的石灰水用來檢驗(yàn)呼吸作用的產(chǎn)物CO2的存在,CO2能使澄清的石灰水變混濁。,答案：,3.如何保證上題圖乙中進(jìn)入石灰水的CO2全部來自酵母菌的無氧呼吸?,實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)將D瓶密封后放置一段時(shí)間,以消耗完瓶中的氧氣,然后再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶,確保通入石灰水的CO2是由酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的。,答案：,4.請(qǐng)敘述探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式的實(shí)驗(yàn)原理。,答案：,酵母菌是單細(xì)胞真菌,在有氧和無氧的條件下都能生存,屬于兼性厭氧菌。因此便于用來研究細(xì)胞呼吸的不同方式;CO2可使澄清石灰水變混濁,也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)水溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短,可以檢測(cè)酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況;橙色重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與乙醇(俗稱酒精)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),變成灰綠色,從而檢測(cè)酒精的產(chǎn)生。,知識(shí)總結(jié) 本知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容是個(gè)探究性實(shí)驗(yàn),其自變量是酵母菌是否接觸到氧氣,因變量是酵母菌的呼吸方式,可通過檢測(cè)產(chǎn)物的種類和一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生CO2的量來判定。由于酵母細(xì)胞有氧呼吸和無氧呼吸的產(chǎn)物都有CO2,所以在進(jìn)行有氧呼吸的實(shí)驗(yàn)中可用一定濃度的NaOH溶液洗去空氣中的CO2,從而排除空氣中的CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。對(duì)兩套實(shí)驗(yàn)裝置的理解是本實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn),另外要熟記實(shí)驗(yàn)原理中對(duì)產(chǎn)物鑒定的方法及顏色變化。,知識(shí)點(diǎn)二：細(xì)胞呼吸過程及影響因素,答案：,根據(jù)是否有O2參與,可將細(xì)胞呼吸分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。實(shí)質(zhì)是分解有機(jī)物,釋放能量,生成ATP供生命活動(dòng)所需。意義是為生命活動(dòng)提供能量,為物質(zhì)轉(zhuǎn)化提供原料。,1.細(xì)胞呼吸有哪兩種方式?其分類依據(jù)是什么?請(qǐng)敘述細(xì)胞呼吸的實(shí)質(zhì)和意義。,2.請(qǐng)嘗試設(shè)計(jì)表格,比較有氧呼吸的三個(gè)階段。,場(chǎng)所,反應(yīng)物,生成物,產(chǎn)生能量的多少,與氧的關(guān)系,第一階段,第二階段,第三階段,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 葡萄糖 (C6H12O6) 丙酮酸+H 少量 不參與,線粒體基質(zhì) 丙酮酸+水 (C3H4O3)+H2O CO2+H 少量 不參與,線粒體內(nèi)膜 H+O2 H2O 大量 參與,3.請(qǐng)敘述有氧呼吸和無氧呼吸在發(fā)生場(chǎng)所和產(chǎn)物兩方面的區(qū)別。,4.影響呼吸速率的因素有哪些?,答案：,有氧呼吸和無氧呼吸比較,發(fā)生場(chǎng)所前者是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體,后者是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)。產(chǎn)物前者是CO2和H2O,后者是乳酸或CO2和酒精。,答案：,內(nèi)因:就呼吸速率的大小而言,一般是陸生植物水生植物,陰生植物成熟期,生殖器官營(yíng)養(yǎng)器官,幼嫩組織衰老組織。 外因:如溫度、CO2濃度、O2的濃度、H2O等。,知識(shí)總結(jié) 細(xì)胞呼吸過程是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容,其中有兩種物質(zhì)特別要注意,一種是丙酮酸,它是細(xì)胞呼吸過程中非常重要的中間產(chǎn)物,線粒體不能利用葡萄糖,但可利用丙酮酸,所以不能認(rèn)為有氧呼吸的反應(yīng)式所代表的整個(gè)過程都發(fā)生在線粒體中,這也可以解釋為什么線粒體是有氧呼吸的主要場(chǎng)所;另一種物質(zhì)是水,在有氧呼吸過程中,水既是產(chǎn)物,也是反應(yīng)物,在線粒體中,有氧呼吸的第二階段有水一起參與反應(yīng),第三階段有水生成。,例1 釀酒就是采用一種釀酒酵母對(duì)大米或其他谷類作物進(jìn)行酒精發(fā)酵,一般采用的方法:開始幾天在酒缸中裝入大米,水分和酒曲(含酵母菌),敞開容器蓋,目的是使酵母菌進(jìn)行 _呼吸,獲得足夠的能量進(jìn)行大量_,從而獲得足夠數(shù)量的酵母菌。幾天后,將容器蓋密封起來,此時(shí)在容器中發(fā)生的生理作用的反應(yīng)式是_,酵母菌進(jìn)行的細(xì)胞呼吸方式是_。,無氧呼吸,有氧,繁殖,C6H12O6 2C2H5OH(酒精) +2CO2+少量能量,【解析】酵母菌細(xì)胞有兩種呼吸方式,在有氧條件下進(jìn)行有氧呼吸,在無氧條件下進(jìn)行產(chǎn)生酒精和二氧化碳的無氧呼吸。民間釀酒的原理就是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生酒精。為達(dá)到一定的菌體數(shù)量,可在酵母菌無氧發(fā)酵前創(chuàng)造有氧環(huán)境,使酵母菌在有氧條件下大量繁殖。,C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量,C6H12O6 2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量,技巧歸納 釀酒業(yè)利用了酵母菌細(xì)胞兼性厭氧的特點(diǎn),在有氧環(huán)境中進(jìn)行有氧呼吸,在無氧環(huán)境中進(jìn)行無氧呼吸。酵母菌細(xì)胞在進(jìn)行有氧呼吸過程中,一方面大量繁殖以滿足無氧發(fā)酵菌種的需求,另一方面產(chǎn)生了大量的水,淹沒了發(fā)酵原料,從而自然地創(chuàng)造了無氧環(huán)境。生物界無氧呼吸的方式有兩種,產(chǎn)物是乳酸或產(chǎn)物是酒精和二氧化碳。一種生物若進(jìn)行無氧呼吸,只有其中的一種方式,如屬于前者的有動(dòng)物、馬鈴薯的塊莖、甜菜的塊根等,屬于后者的有大多數(shù)植物、酵母菌等。,例2 下圖表示生物體內(nèi)呼吸作用的過程,圖中ad表示某種物質(zhì),表示相關(guān)生理過程,據(jù)圖回答:,(1)過程,能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是_;在線粒體中進(jìn)行的是_;在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的是_;釋放能量最多的是_。 (2)圖中a物質(zhì)表示_,b表示_,c表示_。,丙酮酸,水,水,【解析】ad依次為丙酮酸,水,水,CO2;依次為有氧呼吸第一階段,有氧呼吸第二階段,有氧呼吸第三階段,無氧呼吸,無氧呼吸。,解題技巧歸納,技巧歸納 解此題的關(guān)鍵是掌握細(xì)胞呼吸各階段物質(zhì)和能量的變化過程,分清有氧呼吸和無氧呼吸的場(chǎng)所、過程,理解人體獲得能量的主要途徑是有氧呼吸,釋放的能量可用于ATP的形成和維持體溫。題中b、c都表示水,所以,要特別注意有氧呼吸是有水生成的反應(yīng),也是有水參與的反應(yīng),在第二階段,水和丙酮酸反應(yīng)生成CO2和H,同時(shí)釋放少量的能量。,1.關(guān)于有氧呼吸的特點(diǎn)(與無氧呼吸相比),下列表述中不正確的是( )。 A.需要多種酶參與 B.分解有機(jī)物不徹底 C.釋放二氧化碳 D.生成大量ATP,B,解析,無氧呼吸和有氧呼吸過程中都需要有多種酶的催化,都能生成ATP。但有氧呼吸能把有機(jī)物徹底氧化分解,產(chǎn)生二氧化碳和水,并釋放大量能量;而無氧呼吸的物質(zhì)氧化分解不徹底,釋放的能量較少。,2.若在酵母菌酒精發(fā)酵后期通入氧氣,與不通氧氣相比,酒精的產(chǎn)生量會(huì)( )。,B,A.增加 B.減少 C.不變 D.先增加后減少,酵母菌酒精發(fā)酵后期通入氧氣會(huì)抑制無氧呼吸,從而使得酒精的產(chǎn)生量減少。,解析,3.用含18O葡萄糖跟蹤有氧呼吸過程中的氧原子,18O的轉(zhuǎn)移途徑是( )。 A.葡萄糖丙酮酸水 B.葡萄糖丙酮酸氧 C.葡萄糖