()ATP的主要来源细胞呼吸

第3节ATP的主要来源—细胞呼吸动物、人、真菌、多数细菌等绿色植物能量ADP+Pi+ATP酶糖类、脂肪等有机物氧化分解光合色素吸收、转化光能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氧化分解，生成二氧化碳或其他产物，释放能量并且生成ATP的过程。有机物的燃烧：高温有氧条件下，有机物中的能量迅速释放出来，产生剧烈的发光发热现象。细胞内有机物的分解则是在温和的条件下，在酶的催化下缓慢释放能量的过程。探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌明确实验目的，科学设计实验根据实验需要，理清实验步骤１、怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活？（配制培养液）２、怎样控制有氧和无氧环境？自变量、因变量、无关变量设置对照实验3.怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？设计实验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。进行有氧呼吸产生水和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO22、CO2的检测方法（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。三、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.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要多五、观测、记录条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色1.CO2的放出情况：甲、乙两组都有CO2的产生，但甲组产生的CO2更多2.酒精产生的情况：甲组没有酒精的产生，乙组产生了酒精1、有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？六、表达与交流2、有人认为：实验装置中酒精和二氧化碳的产生是葡萄糖水溶液的纯化学反应，与酵母菌无关，你如何驳斥这种错误观点？细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸包括细胞呼吸的方式酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下，通过细胞呼吸产生大量的CO2和水，在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。有氧呼吸的过程第一阶段：C6H12O6第二阶段：2C3H4O3+6H2O酶第三阶段：24[H]+6O2C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶总反应式：2CH3COCOOH+4[H]+能量6CO2+20[H]+能量酶12H2O+能量酶（大量）丙酮酸彻底分解[H]与O2结合生成水（丙酮酸C3H4O3)葡萄糖的初步分解有氧呼吸的过程图解有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸的主要场所：C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能34ATP热线粒体细胞质基质②①③有氧呼吸的过程1C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量2870kJ1161kJATP1709kJ热能酶有氧呼吸过程中元素及能量转移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H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜对比1、哪个阶段产生CO2？2、哪个阶段有氧气参与反应？3、哪个阶段产生ATP最多？4、ATP产生的场所？有氧呼吸过程中5、分解1摩尔的葡萄糖需多少摩尔O2和产生多少摩尔CO2？细胞质基质、线粒体（主要）都是6摩尔第二阶段第三阶段第三阶段有氧呼吸的概念细胞在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。计算：1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成____mol的ATP，其能量转换效率是______。3840.5%无氧呼吸的过程葡萄糖丙酮酸[H]少量能量乙醇脱氢酶乳酸脱氢酶酒精+CO2乳酸酶1、酒精发酵：C6H12O6酶2、乳酸发酵：C6H12O6无氧呼吸2CH3CH2OH（酒精）+2CO2+能量2C3H6O3（乳酸）+能量酶酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？实例a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸，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b.高等动物和人体在剧烈运动时，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c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳无氧呼吸的概念细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。无氧呼吸的特点氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行有氧呼吸与无氧呼吸的比较共同点实质：过程：葡萄糖丙酮酸有氧无氧CO2+H2O+能量（大量）C2H5OH+CO2+能量（少量）C3H6O3+能量（少量）氧化分解有机物，释放能量都有丙酮酸（中间产物）的生成无氧呼吸没有H2O产生，乳酸发酵没有CO2产生有氧呼吸和无氧呼吸的区别比较项目有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所是否需氧物质代谢能量代谢主要在线粒体内细胞质基质必需有氧的参与氧能抑制无氧呼吸将有机物彻底分解成CO2和H2O有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸）1mol2870(kj)1161ATP热能(38mol)葡萄糖1mol葡萄糖196.65（kj）61.08ATP(2mol)热能同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？不在于是否有线粒体，而在于这种生物体内是否含有与有氧呼吸相关的酶例如：原核生物没有线粒体，但仍然有可能进行有氧呼吸（硝化细菌、蓝藻等）场所：细胞质基质个别动物没有线粒体，如寄生在动物肠道内的蛔虫，只能进行无氧呼吸哺乳动物成熟红细胞无细胞核、细胞器，只能进行无氧呼吸。一种生物能否进行有氧呼吸与什么相关？1、让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的化合物是（）A.二氧化碳B.水C.丙酮酸D.乳酸2、用含O18的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子的转移途径是（）A．葡萄糖→丙酮酸→水B．葡萄糖→丙酮酸→氧C．葡萄糖→氧→水D．葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳反馈练习3、下列有关有氧呼吸的叙述中，正确的是（）A．此过程的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生少量［H］和ATPB．此过程的第二阶段是丙酮酸分解成水和二氧化碳，产生少量的ATPC．此过程的第三阶段是葡萄糖氧化成水和二氧化碳，产生大量的ATPD．此过程必须有氧分子参与，始终在线粒体中进行1、适宜的温度条件下，在下列装置中都加入活酵母，其中适于产生酒精的装置是（）训练迁移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断搅拌A2、研磨酵母菌后离心处理，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀（含细胞器）。将等量的上清液，沉淀和未经处理的匀浆，依次置入甲、乙、丙3支试管中，分别进行3项独立的实验，请分析实验的结果。（1）向3支试管分别滴加等量的葡萄糖后，丙管内的最终产物是__________，甲管是__________，乙管是__________。（2）向3支试管分别滴加等量的丙酮酸后，乙管内的最终产物是__________，甲管是_____________，丙管是_________。（3）实验3，在隔绝空气的情况下分别加入葡萄糖，丙管内的最终产物是__________，甲管是__________，乙管是________。（4）向3支试管分别加入荧光素（能发光的物质）和荧光素酶，重复实验（1），则丙管__________，甲管__________，乙管__________。CO2和水酒精和CO2葡萄糖CO2和水酒精和CO2CO2和水发光最强次之基本无荧光酒精和CO2酒精和CO2葡萄糖1、不同种类植物呼吸速率不同，一般情况下，水生植物旱生植物，阳生植物阴生植物2、同一植物不同器官呼吸速率不同生殖器官营养器官3、同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降影响呼吸作用的因素内部因素——遗传因素（决定酶的数量和种类）温度呼吸速率应用：低温保鲜；增大昼夜温差（1）温度（3）水细胞含水量呼吸速率酶数量的限制环境中水含量呼吸速率长时间无氧呼吸供能不足应用：种子晒干保存（2）CO2过高CO2抑制细胞呼吸应用：增加CO2的浓度保鲜影响细胞呼吸的外部因素O2浓度呼吸速率（4）O2浓度事实上，多种生物既能进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸O2浓度呼吸速率酶数量的限制O2浓度呼吸速率应用：低氧抑制细胞呼吸，利于果蔬保存影响细胞呼吸的外部因素有氧呼吸无氧呼吸O2浓度10%左右细胞呼吸细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（如A点）。2、若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存（图中AC段）。3、若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时。无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。O2%CO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABCDCO2的总量510152025O2浓度对细胞呼吸的影响1、判断细胞呼吸的方式氧气浓度为B时：。氧气浓度为B到G（不包括B点和G点）时：。氧气浓度大于G（包括G点）时。2、绿色区域代表的含义是：。3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的比值为，若有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖，CD和DE的长度之比为：。只有无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸同时进行只有有氧呼吸不同氧气浓度下无氧呼吸的强度1∶1DE=3CD反馈练习细胞呼吸原理的应用1.在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。2.在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收3.在医学上：利用氧气抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖4.在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。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:低温，低氧，干燥果蔬保鲜：低温，低氧，低湿我们购买罐头食品时发现有这样的说明：若真空安全钮鼓起请勿购买。请问这是什么原因？这说明罐头食品在生产时灭菌不彻底，微生物在无氧条件下发生无氧呼吸产生了CO2使真空安全钮鼓起说明食物可能变质呼吸作用计算问题C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6H12O62C2H5OH（酒精）+2CO2+能量1、无O2吸收，无CO2释放，进行产生乳酸的无氧呼吸2、无O2吸收，有CO2释放，进行产生酒精的无氧呼吸3、有O2吸收=CO2释放，进行有氧呼吸4、CO2释放量O2吸收量，进行有氧和无氧呼吸当有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等时，CO2和O2的比例关系，CO2/O2=4/3酶酶2C3H6O3（乳酸）+能量C6H12O6酶条件有氧呼吸消耗O2量有氧呼吸产生CO2量有氧呼吸消耗葡萄糖量无氧呼吸产生