生物《ATP的主要來源—細(xì)胞呼吸》課件

1、生物ATP的主要來源細(xì)胞呼吸課件問題探討18世紀(jì)，法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)燃燒時(shí)需氧氣，并把呼吸作用比作“緩慢燃燒過程”。后來人們發(fā)現(xiàn)呼吸作用的實(shí)質(zhì)是有機(jī)物氧化分解，并釋放能量。討論：1.呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么共同點(diǎn)？2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么快嗎？3.在無氧條件下，細(xì)胞還能夠通過呼吸作用釋放 能量嗎？細(xì)胞呼吸的概念 細(xì)胞呼吸是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放能量并且生成ATP的過程。(又叫生物氧化)實(shí)質(zhì)：氧化分解有機(jī)物釋放能量復(fù)習(xí)提問： 在ADP轉(zhuǎn)化為ATP的過程中，所需要的能量主要來自于哪里？ 酵母菌：?jiǎn)渭?xì)胞真菌,在有氧和無氧條件下都能生存。實(shí)

2、驗(yàn)課題 探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式一、實(shí)驗(yàn)原理1、酵母菌是單細(xì)胞真菌屬于兼性厭氧菌。進(jìn)行有氧呼吸產(chǎn)生水和CO2 ，無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2 。2、 CO2的檢測(cè)方法（1）CO2使澄清石灰水變渾濁（2）CO2使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃3、酒精的檢測(cè)橙色的重酪酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。二、實(shí)驗(yàn)假設(shè) 酵母菌在有氧情況下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2，在無氧情況下進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生CO2和酒精。三、實(shí)驗(yàn)用具（略）1、NaOH的作用是什么？2、酵母菌進(jìn)行什么呼吸？3、澄清的石灰水有什么作用？4、如何說明CO2產(chǎn)生的多少？5、如何控制無氧的條件？四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)1、酵母菌在有氧和無氧情況

3、下均產(chǎn)生了CO2，能使澄清石灰水變渾濁。2、酵母菌在有氧情況下，沒有酒精生成，不能使重鉻酸鉀溶液發(fā)生顯色反應(yīng)；在無氧情況下，生成了酒精，使重鉻酸鉀溶液發(fā)生灰綠色顯色反應(yīng)。3、酵母菌的有氧呼吸比無氧呼吸釋放的CO2要多三、實(shí)驗(yàn)用具（略）五、實(shí)驗(yàn)步驟1、配制酵母菌培養(yǎng)液（等量原則）置于A、B錐形瓶2、組裝有氧呼吸和無氧呼吸裝置圖，放置在25-35 、環(huán)境下培養(yǎng)8-9小時(shí)。3、檢測(cè)CO2的產(chǎn)生4、檢測(cè)酒精的產(chǎn)生（1）取2支試管編號(hào)（2）各取A、B錐形瓶酵母菌培養(yǎng)液的濾液2毫升注入試管（3）分別滴加0.5毫升重酪酸鉀-濃硫酸溶液，輕輕震蕩、混勻.試管密封，試管不密封六、觀測(cè)、記錄條件澄清石灰水/出現(xiàn)的

4、時(shí)間重鉻酸鉀-濃硫酸溶液有氧無氧變混濁快無變化變混濁慢出現(xiàn)灰綠色七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下，通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的CO2，在無氧條件下通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的CO2。細(xì)胞呼吸有氧呼吸無氧呼吸包括1 細(xì)胞呼吸的方式2、有氧呼吸有氧呼吸過程有氧呼吸過程葡萄糖的初步分解C6H12O6酶丙酮酸(C3H4O3)+ H + 能量 （少量） 場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸徹底分解酶CO2 +H + 能量 （少量）場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)丙酮酸H的氧化酶H2O + 能量 （大量）場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜 H + O2+ H2O有氧呼吸三個(gè)階段的比較（1）C6H12O6酶2CH3COCOO

5、H + 4H + 能量(2ATP)（2）2CH3COCOOH+6H2O6CO2+20H+能量(2ATP)酶（3）24H + 6O212H2O + 能量(34ATP)酶1.能量：都有能量的釋放，但以第三階段釋 放的能量最多 2.場(chǎng)所：第一階段在細(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。 3.氧氣：只有第三階段才需要氧氣，作用是 氧化H,生成水 2.2主要場(chǎng)所：線粒體2.3能量去向：一部分以熱能形式散失(約60%)；另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中(約40%)。2.4總反應(yīng)式：C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 能量 酶2.5概念： 有氧呼吸是指細(xì)胞

6、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)生二氧化碳和水，釋放能量，生成許多ATP的過程。場(chǎng)所：A細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) b線粒體基質(zhì) c線粒體內(nèi)膜能量去向： 一部分以熱能形式散失 另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中總反應(yīng)式：有氧呼吸概念：細(xì)胞在_的參與下，通過_的催化作用，把_等有機(jī)物_，產(chǎn)生_和_，釋放_(tái),生成_的過程。C6H12O6+6O2 6CO2+ 6H2O +能量酶(1709kJ/mol,約60%)(1161kJ/mol,約40%)氧多種酶葡萄糖CO2H2O能量徹底氧化分解許多ATP38個(gè)ATP有氧呼吸小結(jié)1、為什么說駱駝儲(chǔ)存脂肪能適應(yīng)缺水環(huán)境？2、花生種子與等量的小麥種子比較

7、，在萌發(fā) 時(shí)耗氧量較多的是？3、有氧呼吸必須有線粒體參與才能進(jìn)行嗎？討論:4、從生物膜系統(tǒng)的角度考慮，有線粒體參 與的有氧呼吸有何優(yōu)勢(shì)？C6H12O64 H 2C2H5OH + 2CO2酶酶2C3H6O32CH3COCOOH酶2ATP動(dòng)物：乳酸植物：酒精玉米胚馬鈴薯塊莖乳酸乳酸發(fā)酵：酒精發(fā)酵：無氧呼吸全過程3 無氧呼吸3.1 過程與有氧呼吸第一階段相同葡萄糖的初步分解C6H12O6酶丙酮酸+ H + 能量 （少量） 場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)菌、真菌、馬鈴薯塊莖、蘋果果實(shí)、動(dòng)物骨骼肌細(xì)胞丙酮酸不徹底分解場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) C6H12O6酶丙酮酸酶2C3H6O3（乳酸）+ 少量能量 例：高等動(dòng)物、乳酸菌、

8、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根等）C6H12O6酶2C2H5OH（酒精）+ 2CO2 例：大多數(shù)植物、酵母菌酶+ 少量能量2C3H6O3（乳酸）2C2H5OH（酒精）+ 2CO23.2 實(shí)例a.高等植物在水淹的情況下，可以進(jìn)行短時(shí)間的無氧呼吸。產(chǎn)生酒精和二氧化碳.b.高等動(dòng)物和人體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)就會(huì)進(jìn)行無氧呼吸。肌肉酸脹是由于產(chǎn)生了乳酸.c.酵母菌在缺氧的條件下，可以將有機(jī)物分解成酒精和二氧化碳。3.3 概念 無氧呼吸是指細(xì)胞在無氧條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。2、為什么骨骼肌中含有大量的肌糖元？3、無氧呼吸產(chǎn)

9、生的酒精、乳酸在細(xì)胞中大量積累時(shí)，對(duì)細(xì)胞有毒害作用，利用有機(jī)物獲得ATP效率低，為什么在進(jìn)化中沒有被淘汰呢？1、缺氧條件下，哪些生物的無氧呼吸產(chǎn)物是酒精，哪些生物的無氧呼吸產(chǎn)物是乳酸？討論:1、依然有生存環(huán)境：如腸道寄生蟲2、大多數(shù)生物以有氧呼吸為主，仍保留無氧 呼吸能力恰好是對(duì)不利環(huán)境的適應(yīng)表現(xiàn)3、人工選擇：為滿足生產(chǎn)生活需要，一些優(yōu)良的酒曲、菌種等被保留下來3.4 有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸與無氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸無氧呼吸呼吸場(chǎng)所是否需氧分解產(chǎn)物釋放能量細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體內(nèi)需氧CO2、H2O較多細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)不需氧CO2、C2H5OH或C3H6O3較少2870KJ、38ATP

10、196.65KJ、2ATP呼吸： 機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。細(xì)胞呼吸也稱呼吸作用 是指有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，生成CO2或其他物質(zhì)，釋放出能量并生成ATP的過程。呼吸和呼吸作用的區(qū)別知識(shí)總結(jié)呼吸作用的概念呼吸作用類型有氧呼吸無氧呼吸呼吸作用葡萄糖的初步分解丙酮酸徹底分解H的氧化丙酮酸不徹底分解乳酸發(fā)酵酒精發(fā)酵葡萄糖的初步分解VS 5 細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用。 1.發(fā)酵技術(shù) 生產(chǎn)啤酒、果酒和白酒等生產(chǎn)乳酸類、檸檬酸類飲料生產(chǎn)味精、醬油和醋生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白應(yīng)用于垃圾、廢水的處理利用發(fā)酵產(chǎn)生沼氣 珠

11、江啤酒廠 細(xì)胞呼吸為植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)胞的分裂、植株的生長(zhǎng)和發(fā)育等提供能量和各種原料，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，要設(shè)法適當(dāng)增強(qiáng)細(xì)胞呼吸，以促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。 例：水稻生產(chǎn)中的適時(shí)露田和曬田等措施的實(shí)質(zhì)就是為了改善土壤通氣條件以增強(qiáng)根系的細(xì)胞呼吸。 細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積累減少。因此，對(duì)糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮來說，又要設(shè)法降低細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度，盡可能減少有機(jī)物的消耗等。 糧食儲(chǔ)藏 果蔬保鮮水果的低溫保鮮糧食儲(chǔ)藏 糧食儲(chǔ)藏時(shí)，要注意降低溫度和保持干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長(zhǎng)保存期限。 例：稻谷等種子含水量超過14.5時(shí)，呼吸速率就會(huì)驟然增加 ，釋放出的熱量和水分，會(huì)導(dǎo)致糧食霉變。果蔬保鮮 為了抑制細(xì)

12、胞呼吸，果蔬儲(chǔ)藏時(shí)采用降低氧濃度、沖氮?dú)饣蚪档蜏囟鹊确椒ā?例：蘋果、梨、柑、橘等果實(shí)在01時(shí)可儲(chǔ)藏幾個(gè)月不壞；荔枝一般只能短期保鮮，但采用低溫速凍等方法可保鮮68個(gè)月。 農(nóng)村廣泛采用密閉的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身產(chǎn)生的二氧化碳抑制細(xì)胞呼吸的原理四、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用選用“創(chuàng)可貼”等敷料包扎傷口，既為傷口敷上了藥物，又為傷口創(chuàng)造了疏松透氣的環(huán)境、避免厭氧病原菌的繁殖，從而有利于傷口的痊愈。 酵母菌是兼性厭氧微生物。酵母菌在適宜的通氣、溫度和pH等條件下，進(jìn)行有氧呼吸并大量繁殖；在無氧條件下則進(jìn)行酒精發(fā)酵。醋酸桿菌是一種好氧細(xì)菌。在氧氣充足和具有酒精底物的條件下，醋酸桿菌大量繁殖并將酒

13、精氧化分解成醋酸。谷氨酸棒狀桿菌是一種好氧細(xì)菌。在有氧條件下，谷氨酸棒狀桿菌能將葡萄糖和含氮物質(zhì)（如尿素、硫酸銨、氨水）合成為谷氨酸。谷氨酸經(jīng)過人們的進(jìn)一步加工，就成為谷氨酸鈉味精。對(duì)于板結(jié)的土壤及時(shí)進(jìn)行松土透氣，可以使根細(xì)胞進(jìn)行充分的有氧呼吸，從而有利于根系的生長(zhǎng)和對(duì)無機(jī)鹽的吸收。此外，松土透氣還有利于土壤中好氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，這能夠促使這些微生物對(duì)土壤中有機(jī)物的分解，從而有利于植物對(duì)無機(jī)鹽的吸收。水稻的根系適于在水中生長(zhǎng)，這是因?yàn)樗镜那o和根能夠把從外界吸收來的氧氣通過氣腔運(yùn)送到根部各細(xì)胞，而且與旱生植物相比，水稻的根也比較適應(yīng)無氧呼吸。但是，水稻根的細(xì)胞仍然需要進(jìn)行有氧呼吸，所以稻田需

14、要定期排水。如果稻田中的氧氣不足，水稻根的細(xì)胞就會(huì)進(jìn)行酒精發(fā)酵，時(shí)間長(zhǎng)了，酒精就會(huì)對(duì)根細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用，使根系變黑、腐爛。較深的傷口里缺少氧氣，破傷風(fēng)芽孢桿菌適合在這種環(huán)境中生存并大量繁殖。所以，傷口較深或被銹釘扎傷后，患者應(yīng)及時(shí)請(qǐng)醫(yī)生處理。有氧運(yùn)動(dòng)是指人體細(xì)胞充分獲得氧的情況下所進(jìn)行的體育鍛煉。人體細(xì)胞通過有氧呼吸可以獲得較多的能量。相反，百米沖刺等無氧運(yùn)動(dòng)，是人體細(xì)胞在缺氧條件下進(jìn)行的高速運(yùn)動(dòng)。無氧運(yùn)動(dòng)中，肌細(xì)胞因氧不足，要靠乳酸發(fā)酵來獲取能量。因?yàn)槿樗崮軌虼碳ぜ〖?xì)胞周圍的神經(jīng)末梢，所以人會(huì)有肌肉酸脹乏力的感覺。1 . 在釀酒業(yè)上的應(yīng)用：先通氣，讓酵母菌進(jìn)行有 氧呼吸，使其數(shù)量增加；然后隔

15、絕空氣，使其 發(fā)酵，產(chǎn)生酒精。2 . 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上：中耕松土，促進(jìn)根系的有氧呼 吸，有利于根系的生長(zhǎng)及對(duì)礦質(zhì)離子的吸收3 . 在醫(yī)學(xué)上：利用氧氣驅(qū)蛔、抑制破傷風(fēng)等厭氧 型細(xì)菌的繁殖4 . 在物質(zhì)的儲(chǔ)存時(shí)：控制氧氣的濃度，抑制其呼 吸作用，減少有機(jī)物的消耗。 5 細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用 1 .溫度：溫度通過影響酶的活性來影響呼吸速率。 2 .O2的濃度： 在一定范圍內(nèi)，隨O2濃度的增大，有氧呼吸增強(qiáng)，達(dá)到一定濃度以后，由于受線粒體的限制，呼吸作用強(qiáng)度不再增大。 O2的存在抑制了無氧呼吸的進(jìn)行。 2濃度過大抑制呼吸作用的進(jìn)行 6 影響呼吸作用的外界因素CO2釋放總量有氧呼吸無氧呼吸O2 吸收量CO2釋

16、放量abc1.呼吸作用能為生物體的生命活動(dòng)提供能量。2.呼吸過程能為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。 7 呼吸作用的意義1.呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么共同點(diǎn)？?jī)烧叩墓餐c(diǎn)是：都是物質(zhì)的氧化分解過程；都能產(chǎn)生CO2等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。2.呼吸作用能夠像燃料在體外燃燒那么劇烈嗎？不能。否則，組成細(xì)胞的化合物會(huì)迅速而徹底地氧化分解，能量會(huì)迅速地全部釋放出來，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。問題探討在無氧條件下，細(xì)胞能夠通過無氧呼吸來釋放能量。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。 3.在無氧條件下，細(xì)胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎？3.在有氧呼吸過程中,氧氣的作用是 和 兩種類型，一般

17、情況下供給肌肉活動(dòng)的能量是通過 呼吸提供，其能源物質(zhì)主要是 。 與氫結(jié)合生成水，釋放能量。有氧呼吸無氧呼吸有氧葡萄糖2.人在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),骨骼肌處于暫時(shí)缺氧狀態(tài)，可以通過無氧呼吸獲取能量,此時(shí)葡萄糖被分解為線粒體乳酸課堂練習(xí) 5.有氧呼吸分三個(gè)階段,三個(gè)階段的共同特點(diǎn)是都有能量的釋放,但釋放能量最多的是_;在線粒體中進(jìn)行的是第_階段;第_階段需要O2,氧的作用是_;第_階段產(chǎn)生H最多；丙酮酸是第_階段的產(chǎn)物。第三階段二、三一三氧化H二6.右圖表示在儲(chǔ)存蔬菜、水果時(shí)，大氣中O2的濃度對(duì)植物組織內(nèi)CO2產(chǎn)生的影響，試分析：釋放的相對(duì)值CO2 （1）A點(diǎn)表示植物組織釋放CO2較多，這些CO2是_的產(chǎn)物。 （2）由A到B， CO2的釋放量急劇減小，其原因是_。 （3）由B到C， CO2的釋放量又不斷增加，其主要原因是_； 到C點(diǎn)以后CO2的釋放量不再增加，其主要原因是_。隨O2的增加，無氧呼吸受到抑制隨氧濃度增大，有氧呼吸不斷加強(qiáng)無氧呼吸 受線粒體數(shù)量限制，有氧呼吸不再加強(qiáng)7. 現(xiàn)有甲酵母菌進(jìn)行有氧呼吸,乙酵母菌進(jìn)行發(fā) 酵,若它們消耗等量的葡萄糖,則它們放出CO2 和