ATP的主要来源-细胞呼吸

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的过程酵母菌：单细胞真菌，真核生物，有细胞壁和液泡。营养条件好时可进行出芽生殖（无性生殖）营养条件不好时可通过减数分裂进行有性生殖讨论２、酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么条件下产生的呢？１、我们吃的面包和馒头为什么比较松软？这与酵母菌有什么关系？酵母菌发挥这种作用需要什么条件呢？若用30度的温水将买来的干酵母粉化开，用它发一块面团，几小时后，面团会逐渐膨大，用手掰开，会发现面团里面像蜂窝一样，有许多空隙米酒制作方法1、将糯米用清水淘干净，泡1小时后，沥干2、在蒸笼内铺好纱布，将沥干的糯米倒在上面，用旺火蒸一小时后，倒入盆内，降温到30度，再倒入适量的凉开水拌匀，将酒曲研成粉末放入盆内3、将拌匀的糯米倒入缸内，用手在中间掏个小窝，再用木盖把酒缸盖紧，用棉絮包好，几天变成米酒提出问题酵母菌在有氧条件下产生的气体是CO2吗？酒精和CO2是酵母菌在什么条件下产生的？作出假设酵母菌在有氧条件下产生CO2酵母菌在无氧条件下产生酒精和CO2设计实验明确实验目的，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？实验材料：新鲜食用酵母菌20g实验试剂：葡萄糖溶液氢氧化钠溶液澄清石灰水橙色的重铬酸钾溶液、浓硫酸实验仪器：橡皮球、锥形瓶、连通管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：A、B两组都有CO2的产生，但A组产生的CO2更多2.酒精产生的情况：A组没有酒精的产生，B组产生了酒精1、使用1瓶处理的目的是什么？2、为什么将葡糖糖溶液先煮沸、再冷却后加入锥形瓶？煮沸可将葡糖糖溶液中的细菌杀死，排除其他细菌影响；煮沸可排除溶液中的氧。冷却，避免将酵母菌杀死3、B瓶封口放置一段时间后，再连通锥形瓶3试分析原因保证瓶内原有氧气被消耗4、若要比较甲乙两组实验产能的多少，如何改进实验装置？5、怎样鉴定有无酒精产生？这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒．橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色．具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬．6、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？7、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？葡萄糖水溶液葡萄糖水溶液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，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]的氧化（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有氧呼吸怎样进行1C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量2870kJ1161kJ1709kJ酶有氧呼吸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？一种生物能否进行有氧呼吸与什么相关？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）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），重复实验（1），则丙管__________，甲管__________，乙管__________。二氧化碳和水酒精和CO2葡萄糖二氧化碳和水酒精和CO2二氧化碳和水发光最强次之基本无荧光酒精和CO2酒精和CO2葡萄糖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）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影响细胞呼吸的外界因素1、温度、水分、二氧化碳浓度和pH值都能影响生物的细胞呼吸。下列关于外界因素对细胞呼吸影响的说法错误的是：A温度主要通过对酶活性的影响来影响细胞呼吸的进行。B细胞呼吸有最适pH，在最适pH之前，pH越高，细胞呼吸越强，在最适pH之后，随pH升高，细胞呼吸减弱。C二氧化碳浓度升高会抑制细胞呼吸的进行。D细胞内的结合水/自由水的值越大细胞呼吸越强。D2、O2浓度对细胞呼吸的影响氧气浓度对细胞呼吸的影响强度类型一定范围内，氧气浓度升高有利于有氧呼吸的进行；但氧气的存在对很多厌氧生物的无氧呼吸有很强的抑制作用对于酵母菌和植物器官，在氧气充足的情况下进行有氧呼吸，没有氧气的情况下进行无氧呼吸，在较低氧气浓度下，两种呼吸方式同时进行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