myATP的主要來(lái)源細(xì)胞呼吸公開(kāi)課

第3節(jié)

ATP的主要來(lái)源——細(xì)胞呼吸拉瓦錫等在研究人的呼吸作用18世紀(jì)，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)燃燒需要氧氣，并且把呼吸作用比作碳和氫的“緩慢燃燒過(guò)程”。問(wèn)題探討：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劇烈嗎？３、在無(wú)氧條件下，細(xì)胞還能夠通過(guò)呼吸作用釋放能量嗎？都是有機(jī)物氧化分解放出能量的過(guò)程,都能產(chǎn)生二氧化碳等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。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(lái)，細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)也就會(huì)遭到徹底的破壞。能。但是無(wú)氧呼吸釋放的能量比有氧呼吸要少。問(wèn)題探討：呼吸運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞呼吸生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，釋放出能量并且生成ATP的過(guò)程，叫做細(xì)胞呼吸。一、細(xì)胞呼吸的概念酵母菌：一種單細(xì)胞的真菌（真核生物），在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。二、酵母菌細(xì)胞呼吸的方式探究單細(xì)胞真核生物生長(zhǎng)周期短，增殖速度快可以用酵母菌作為實(shí)驗(yàn)材料研究

實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)、形成結(jié)論作出假設(shè)酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無(wú)氧條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。實(shí)驗(yàn)步驟：①酵母菌能使葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精，是在有氧條件下還是在無(wú)氧條件下進(jìn)行的？②酵母菌細(xì)胞呼吸會(huì)產(chǎn)生CO2，在不同條件下產(chǎn)生的是否一樣多？1提出問(wèn)題2作出假設(shè)酵母菌在有氧條件下可以產(chǎn)生CO2，無(wú)氧條件下除產(chǎn)生CO2外，還產(chǎn)生酒精。3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思路？分析變量自變量:因變量:無(wú)關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物有氧無(wú)氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素酒精、CO2分別給酵母菌提供有氧和無(wú)氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含酒精或二氧化碳?CO2的檢測(cè)：1通入澄清的石灰水：澄清→渾濁2溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)→綠→黃?酒精的檢測(cè)：橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性下與酒精發(fā)生反應(yīng)：橙色→灰綠色思考:有氧和無(wú)氧條件下CO2和酒精產(chǎn)生的量的多少如何判斷？材料用具５００ml的平底燒瓶（或錐形瓶），玻璃彎管，帶孔的橡膠塞，天平，量筒，燒杯，試管，氣泵、漏斗、濾紙、玻璃棒、鐵架臺(tái)等酵母粉，石灰水，氫氧化鈉液，3％的葡萄糖溶液，重鉻酸鉀溶液（用于檢測(cè)酒精）1、NaOH的作用是什么？2、澄清的石灰水有什么作用？3、如何說(shuō)明CO2產(chǎn)生的多少？4、如何控制無(wú)氧的條件？5、怎樣檢測(cè)酒精的產(chǎn)生？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(wú)氧呼吸裝置圖，放置在25-35℃、環(huán)境下培養(yǎng)8-10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）重酪酸鉀--濃硫酸溶液，輕輕震蕩、混勻觀測(cè)、記錄4進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：條件澄清石灰水/出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀--濃硫酸溶液有氧無(wú)氧變混濁／快無(wú)變化變混濁／慢出現(xiàn)灰綠色5分析結(jié)果得出結(jié)論酵母菌有氧條件下產(chǎn)生大量CO2無(wú)氧條件下產(chǎn)生酒精和少量CO2呼吸作用的類(lèi)型有氧呼吸無(wú)氧呼吸實(shí)驗(yàn)開(kāi)始：A裝置（35°C實(shí)驗(yàn)開(kāi)始：B裝置（35°C初始相同時(shí)間后有氧裝置無(wú)氧裝置溴麝香草酚藍(lán)水溶液遇CO2的變色過(guò)程A裝置藍(lán)，綠，黃用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測(cè)酒精溶有重鉻酸鉀的濃硫酸有氧裝置的酵母菌濾液無(wú)氧裝置的酵母菌濾液灰綠色不變灰綠色探究：如何改進(jìn)裝置可以知道不是空氣中的二氧化碳在起作用呢？再探究有人認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)裝置中酒精和二氧化碳的產(chǎn)生是葡萄糖水溶液的純化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌無(wú)關(guān)，你如何駁斥這種錯(cuò)誤觀點(diǎn)？

葡萄糖水溶液

葡萄糖水溶液適宜的溫度條件下，在下列裝置中都加入活酵母，其中適于產(chǎn)生酒精的裝置是（）ABCD加入葡萄糖和水加入葡萄糖加入水加入葡萄糖和水并不斷攪拌A（1）A瓶加入的試劑是_____，目的是___________________NaOH使進(jìn)入B瓶的空氣先經(jīng)過(guò)NaOH處理，排除空氣中CO2對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾（2）C瓶和E瓶加入的試劑是__________________________________，其作用是__________________澄清石灰水（或溴麝香草酚藍(lán)水溶液）檢測(cè)CO2的產(chǎn)生（3）圖中裝置有無(wú)錯(cuò)誤之處？請(qǐng)指出。（4）D瓶應(yīng)封口一段時(shí)間后，再連通E瓶，其原因是（4）D瓶應(yīng)封口一段時(shí)間后，再連通E瓶，其原因是D瓶應(yīng)封口放置一段時(shí)間后，酵母菌會(huì)將瓶中的氧氣消耗完。再連通E瓶，就可以確保通入澄清石灰水（或溴麝香草酚藍(lán)水溶液）的CO2是酵母菌的無(wú)氧呼吸所產(chǎn)生的線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜內(nèi)膜基質(zhì)嵴三、有氧呼吸1、場(chǎng)所：主要在線粒體2、有氧呼吸最常利用的物質(zhì)----葡萄糖C6H12O6實(shí)驗(yàn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體葡萄糖葡萄糖現(xiàn)象：不發(fā)光發(fā)光細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)首先把葡萄糖分解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)C6H12O6①6CO2少量能量ATP熱量酶6H2O20[H]12H2O大量能量ATP熱量線粒體③少量能量ATP熱量4[H]6O2酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)②2丙酮酸酶有氧呼吸的三個(gè)階段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH4能量少量（丙酮酸）場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)①丙酮酸徹底分解酶6CO220能量少量場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)②2CH3COCOOH（丙酮酸）的氧化酶12H2O能量（大量）場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜③246O26H2O有氧呼吸過(guò)程動(dòng)畫(huà)：H2O→→H2OO2→H2OC6H12O6→丙酮酸→CO2丙酮酸→[H]→H2O[H]→H2OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O26CO2+12H2*O+能量酶C：H：O：C、H、O的來(lái)龍去脈：C6H12O6→丙酮酸H2OCO2已知：1mol葡萄糖在體外燃燒可以產(chǎn)生2870J能量，而經(jīng)過(guò)細(xì)胞有氧呼吸則可以使1161J能量?jī)?chǔ)存在ATP中；ADP轉(zhuǎn)化為ATP需要吸收3054J能量。試計(jì)算：1有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？？3細(xì)胞呼吸過(guò)程中，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿哪芰渴且环N浪費(fèi)嗎？熱能葡萄糖CO2H2O能量ADP＋PiATP用于各項(xiàng)生命活動(dòng)2870J約40％（體溫的來(lái)源）1mol葡萄糖徹底氧化分解，共釋放2870J/mol的能量，其中一部分以熱能形式散失約60%；另一部分轉(zhuǎn)移到ATol，約40%儲(chǔ)存，約形成38個(gè)ATP。①主要場(chǎng)所：線粒體②能量去向：一部分以熱能形式散失另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中③總反應(yīng)式：④有氧呼吸概念：細(xì)胞在____的參與下，通過(guò)_______的催化作用，把_______等有機(jī)物_______________，產(chǎn)生_____和_____，釋放_(tái)_____,生成_________的過(guò)程。

C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸小結(jié)1709J/mol,約60%1161J/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

場(chǎng)所

反應(yīng)物

產(chǎn)物

釋能第一階段第二階段第三階段有氧呼吸三個(gè)階段的比較細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)主要是葡萄糖丙酮酸少量丙酮酸,H2OCO2、少量、O2H2O大量線粒體基質(zhì)線粒體內(nèi)膜對(duì)比四、無(wú)氧呼吸葡萄糖的初步分解C6H12O6酶4能量場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)1、與有氧呼吸第一階段相同（少量）2C3H4O3（丙酮酸）酶2CO2能量2C3H4O3（1）酒精發(fā)酵（少量）2C2H5OH（酒精）例：大多數(shù)植物、酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸不徹底分解2、（1）乳酸發(fā)酵細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C3H4O3酶2C3H6O3（乳酸）能量（少量）例：高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳等）（丙酮酸）（丙酮酸）3、無(wú)氧呼吸總反應(yīng)式：C6H12O6酶2C3H6O3＋少量能量2C2H5OH＋2CO2＋少量能量C6H12O6酶5、無(wú)氧呼吸的主要場(chǎng)所：4、能量去向：1mol葡萄糖分解成乳酸，，其中一部分以熱能形式散失約69%；另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中,約31%儲(chǔ)存，形成2個(gè)ATP。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì):細(xì)胞在無(wú)氧的條件下，通過(guò)酶的催化作用，把糖類(lèi)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(guò)程。6、無(wú)氧呼吸的定義有氧呼吸和無(wú)氧呼吸

有那些主要區(qū)別？三、有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的關(guān)系比較項(xiàng)目有氧呼吸無(wú)氧呼吸區(qū)別進(jìn)行部位是否需要氧最終產(chǎn)物可利用能聯(lián)系先細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后線粒體始終在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中需要不需要CO2H2O酒精、二氧化碳或乳酸1161J從葡萄糖到2分子丙酮酸這一步驟相同，都是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行五、影響呼吸作用的因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用1、溫度：主要是影響酶的活性應(yīng)用：蔬菜和水果儲(chǔ)存應(yīng)降溫；大棚栽培植物有晝夜溫差2氧氣：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。氧氣的存在對(duì)無(wú)氧呼吸有抑制作用應(yīng)用：蔬菜和水果儲(chǔ)存；氧濃度控制在呼吸作用最低點(diǎn)。施肥后，中耕松土，提高肥效4水：在一定范圍內(nèi)含水越多，呼吸作用越強(qiáng)3二氧化碳：使呼吸酶活性下降；在CO2濃度上升到1—10%以上時(shí)呼吸作用明顯被抑制應(yīng)用：北方地窖，蔬菜保鮮，保鮮袋中自體保鮮應(yīng)用：種子儲(chǔ)存應(yīng)曬干，降低呼吸作用細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用破傷風(fēng)疫苗創(chuàng)可貼植物松土提倡慢跑水稻露、曬田發(fā)酵生產(chǎn)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(guò)145％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)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?。例：蘋(píng)果、梨、柑、橘等果實(shí)在0～1℃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6～8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。1呼吸