人教版高中生物必修一分子与细胞教学课件 第5章第3节ATP的主要来源--细胞呼吸

第5章细胞的能量供应和利用第3节ATP的主要来源——细胞呼吸1．说出线粒体的结构和功能。2．说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。3．说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。学习目标外膜内膜嵴基质含有与有氧呼吸有关的酶一、有氧呼吸1、主要场所---线粒体思考1？线粒体哪些结构是与它的功能相适应？2、有氧呼吸的过程示意图？思考能量的去向有氧呼吸的三个阶段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+2ATP（丙酮酸）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+2ATP场所：线粒体基质②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+34ATP场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量丙酮酸、水CO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜对比3、总反应式：4、有氧呼吸概念：细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解许多ATP38个ATP①主要场所：线粒体②过程：能量去向：一部分以热能形式散失另一部分转移到ATP中③总反应式：④有氧呼吸概念：细胞在____的参与下，通过_______的催化作用，把_______等有机物_______________，产生_____和_____，释放______,生成_________的过程。C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸小结(1709kJ/mol,约60%)(1161kJ/mol,约40%)氧多种酶葡萄糖CO2H2O能量彻底氧化分解许多ATP38个ATP分三个阶段1、概念：无氧呼吸一般是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底氧化的产物，同时释放出少量能量的过程。葡萄糖丙酮酸无O22、过程：酒精+CO2+少量能量酶乳酸+少量能量酶二、无氧呼吸3、场所：细胞质基质酶4、无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶例：高等动物的肌细胞、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中5、无氧呼吸的意义高等植物在水淹的情况下，可以进行短暂的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件。人在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要。三、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点相同点场所条件产物能量变化联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需O2(O2用于第三阶段和氢反应生成水)酶不需分子氧(故无氧呼吸产物中无水)、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量，合成38ATP释放少量能量，合成2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成ATP动物无氧呼吸不产生酒精；无氧呼吸在有氧存在时受到抑制。四、细胞呼吸原理的应用细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。1.发酵技术2.农业生产3.粮食储藏和果蔬保鲜1.发酵技术生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气2.农业生产细胞呼吸为植物吸收营养物质、细胞的分裂、植株的生长和发育等提供能量和各种原料，因此，在农业生产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。例：水稻生产中的适时露田和晒田等措施的实质就是为了改善土壤通气条件以增强根系的细胞呼吸。3.粮食储藏和果蔬保鲜细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等。粮食储藏果蔬保鲜粮食储藏粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。例：稻谷等种子含水量超过14.5％时，呼吸速率就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。果蔬保鲜为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。例：苹果、梨、柑、橘等果实在0～1℃时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜6～8个月。农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身产生的二氧化碳抑制细胞呼吸的原理。*分析如何控制储存室的环境因素，即贮藏条件。农作物种粒、蔬菜或水果都是有生命的，不断地进行着呼吸作用。如果呼吸速率快，会引起有机物的大量消耗，造成储存量减少而且影响品质；呼吸作用放出的水，又会造成储存环境湿度过大；呼吸放出的热量，会使储存环境温度升高；高温、高湿的环境会使储存室中的有害细菌、霉菌大量滋生繁殖，导致作物种子、蔬菜或水果腐烂变质；同时高温、高湿的环境反过来又会进一步加快呼吸作用的速率，造成恶性循环。因此为了能达到长期储存的目的，人们总是希望储存物的有氧呼吸或无氧呼吸都减弱一些。大家都知道，呼吸作用是受控状态下对葡萄糖的氧化分解过程，而酶是调控这一过程的关键因素之一，同时酶又受到诸多因素的影响。因此，凡能影响呼吸作用过程中酶的各种因素，就必然会影响呼吸作用的速率。哪些因素会降低呼吸作用呢？其一是储存湿度，即作物种子含水量这个因素。我们知道，当生物体中自由水与结合水的比例升高时，其代谢速率就会相应增强，因此对作物种子而言，入库前的晾晒是必须的，而且种子含水量要低于一定标准时才准入库。有关部门规定的安全水分标准：在长江下游地区，小麦种子含水量是12.5%以下，稻谷是14.5%以下；广东省，稻谷是13.5%以下，因为南方高温多湿，要求更高一些。实验发现，稻谷等种子含水量超过14.5%时呼吸速率即会骤然上升。其二是储存温度因素。酶活性在一定温度范围内，是随着温度的升高而增强的，因此降低储存室的温度也是行之有效的方法之一。其三是氧气浓度。氧气是有氧呼吸的原料，二氧化碳是呼吸作用的产物，根据化学平衡原理，降低反应物浓度或增加产物浓度都会降低呼吸作用的速率。如番茄储存过程中可抽去空气，补充氮气，把氧浓度调节到3-6%左右，这样，番茄可贮藏1个月甚至3个月以上。这里有一个问题必须提一提，有的同学认为：把氧气浓度减得越低，呼吸作用速率就越低，这种看法对吗？不完全对，当环境中无氧气时，有些植物细胞可进行无氧呼吸，而氧气的存在可以起到抑制无氧呼吸的作用，因此氧气应调节到一个合适浓度，在这个浓度下，氧气浓度无论对无氧呼吸还是有氧呼吸都可起抑制作用。当然，为了长期储存作物种粒、蔬菜或水果，还应注意防治害虫、消毒灭菌、保鲜保质等诸多问题。综上，大致归纳出储存环境的三点最基本要求是低温、低湿（干燥）、低氧。知识总结细胞呼吸的概念细胞呼吸类型有氧呼吸无氧呼吸细胞呼吸主要场所过程概念VS1、场所3、物质变化4、能量变化2、条件探究酵母菌的细胞呼吸方式能量的去向总反应式概念过程总反应式场所意义有氧无氧呼吸的比较应用右图表示大气中氧的浓度对植物组织内产生的影响，试据图回答：（1）A点表示植物组织释放的CO2较多，这些是___的产物；（2）由A到B，CO2的释放量急剧减少，其原因是__；（3）由B到C，CO2的释放量又不断增加，其主要原因是__；（4）为了有利于储藏蔬菜或水果，储藏室内的氧气应调节到图中的哪一点所对应的浓度？_____________采取这一措施的理由是____________。。无氧呼吸氧气增加，无氧呼吸受到抑制氧气充足时有氧呼吸加强，释放量增多B点所对应的浓度这时有氧呼吸已明显降低，同时又抑制了无氧呼吸，水果和蔬菜组织内糖类等有机物分解得最慢。