53ATP的主要来源——细胞呼吸(1).ppt

本节聚焦本节聚焦1 什么是细胞呼吸什么是细胞呼吸?它与它与ATP的形成有什的形成有什么关系么关系?2 有氧呼吸与无氧呼吸各什么特点？有氧呼吸与无氧呼吸各什么特点？3细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些细胞呼吸原理在生产和生活中有哪些应用应用?1、细胞呼吸的概念、细胞呼吸的概念细胞呼吸是指细胞呼吸是指 在细胞内在细胞内,经过由经过由酶酶催化的一系列催化的一系列 ，生成生成 或其他产物，释或其他产物，释放出放出 并生成并生成 的过程。的过程。一、细胞呼吸的方式一、细胞呼吸的方式细胞呼吸一定需要氧气吗？细胞呼吸一定需要氧气吗？2、探究酵母菌呼吸的方式、探究酵母菌呼吸的方式 酵母菌是一种酵母菌是一种 。在有氧气和。在有氧气和无氧气的条件下都能生存，属于无氧气的条件下都能生存，属于 型型生物。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的生物。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，可以确定酵母菌细条件下细胞呼吸的产物，可以确定酵母菌细胞呼吸的方式。胞呼吸的方式。兼性厌氧兼性厌氧单细胞真菌单细胞真菌实验：探究实验：探究酵母菌酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式实验材料实验材料 酵母菌酵母菌 酵母菌是酵母菌是异养异养兼性厌氧型兼性厌氧型生物，生物，培养时必须提供有机物。培养时必须提供有机物。课本课本P91酵母菌培养液酵母菌培养液配制成配制成 葡萄糖溶液葡萄糖溶液实验：探究实验：探究酵母菌酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式实验原理实验原理酵母菌通过细胞呼吸可酵母菌通过细胞呼吸可产生产生酒精酒精。酵母菌通过细胞呼吸可产生酵母菌通过细胞呼吸可产生二氧化碳二氧化碳。课本课本P91澄清石灰水和或溴麝香草酚蓝水溶液可用澄清石灰水和或溴麝香草酚蓝水溶液可用于检测于检测COCO2 2。溶有重铬酸钾的浓硫酸溶有重铬酸钾的浓硫酸可用于检测酒精。可用于检测酒精。实验：探究实验：探究酵母菌酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式实验假设：实验假设：提出问题：提出问题：实验方案设计：实验方案设计：酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精酵母菌在什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精?酵母菌在不同条件下产生的酵母菌在不同条件下产生的CO2是否一样多是否一样多?酵母菌在酵母菌在无氧无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精条件下使葡萄糖发酵产生酒精酵母菌在不同条件下产生的酵母菌在不同条件下产生的CO2不一样不一样， 有氧呼吸比无氧呼吸多有氧呼吸比无氧呼吸多实验：探究实验：探究酵母菌酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式实验方案设计：实验方案设计：控制有氧和无氧的条件控制有氧和无氧的条件鉴定酒精产生的方法鉴定酒精产生的方法鉴定鉴定CO2产生的方法产生的方法比较比较CO2多少的方法多少的方法保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法通气或密封瓶口放置一段时间通气或密封瓶口放置一段时间酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间颜色变化时间葡萄糖溶液培养、适宜的温度、葡萄糖溶液培养、适宜的温度、pH、空气、空气自变量自变量因因变变量量无关变量无关变量实验：探究实验：探究酵母菌酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式实验现象：实验现象：实验结论：实验结论：有氧装置有氧装置中，第三个锥形瓶：中，第三个锥形瓶：石灰水混浊程度石灰水混浊程度高高溴麝香草酚蓝变色时间溴麝香草酚蓝变色时间短短无氧装置无氧装置中，第二个锥形瓶：中，第二个锥形瓶：酵母菌滤液：酵母菌滤液： 加入重铬酸钾，颜色仍为加入重铬酸钾，颜色仍为橙色橙色石灰水混浊程度石灰水混浊程度低低溴麝香草酚蓝变色时间溴麝香草酚蓝变色时间长长酵母菌滤液：酵母菌滤液： 加入重铬酸钾，颜色变为加入重铬酸钾，颜色变为灰灰绿色绿色在在无氧无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少酒精和少量量CO2酵母菌在酵母菌在有氧和无氧有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。条件下都能进行细胞呼吸。在在有氧有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量大量CO2C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 6CO2 + 12H2O + 能量能量酶酶 有氧呼吸是细胞在有氧呼吸是细胞在有氧有氧的条件下，通过的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底彻底氧化分解氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多生成许多ATP的过程。的过程。二、有氧呼吸二、有氧呼吸2、过程：、过程：3、反应式：、反应式：4、概念：、概念：1、主要场所：、主要场所：线粒体线粒体发生场所：发生场所：反应条件：反应条件：物质变化：物质变化：能量去向：能量去向：氧气、呼吸酶氧气、呼吸酶有机物有机物彻底彻底分解成无机物分解成无机物ATP和和热能热能细胞质基质、线粒体（主要）细胞质基质、线粒体（主要）（三个阶段）（三个阶段）二、有氧呼吸二、有氧呼吸4、小结：、小结：三、无氧呼吸三、无氧呼吸1、过程：、过程：2、反应式：、反应式：3、概念：、概念：细胞在细胞在缺氧的缺氧的条件下，通过多种酶的催条件下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物分解成化作用，把糖类等有机物分解成尚未彻底氧尚未彻底氧化化的产物，同时释放出的产物，同时释放出少量能量，少量能量，生成生成少量少量ATP的过程。的过程。三、无氧呼吸三、无氧呼吸发生场所：发生场所：反应条件：反应条件：物质变化：物质变化：能量去向：能量去向：缺氧或无氧、酶缺氧或无氧、酶有机物有机物不彻底不彻底分解分解ATP和和热热细胞质基质细胞质基质（只在第一阶段）（只在第一阶段）4、小结：小结：四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较四、有氧呼吸与无氧呼吸的比较1、为生物体的生命活动提供能量。、为生物体的生命活动提供能量。2、为体内其他化合物的合成提供、为体内其他化合物的合成提供 原料。原料。如如丙酮酸丙酮酸五、细胞呼吸的意义与应用五、细胞呼吸的意义与应用意意 义义应应 用用阅读阅读“学案学案”第五部分，讨论并回第五部分，讨论并回答答五、细胞呼吸的意义与应用五、细胞呼吸的意义与应用应应 用用拓展拓展:通过本节学习，你能否总结出哪些通过本节学习，你能否总结出哪些条件会影响细胞呼吸的速率？条件会影响细胞呼吸的速率？ v温度温度vO2浓度浓度vCO2浓度浓度v细胞的含水量细胞的含水量v呼吸酶的活性呼吸酶的活性体外：体外：物质物质热能热能+ O2燃烧燃烧有机物有机物能量能量+ O2分解分解体内：体内：CO2 +H2O+细胞呼吸细胞呼吸问题探论：问题探论： I呼吸作用与物质的燃烧有什么异同点呼吸作用与物质的燃烧有什么异同点?不同点：不同点：物质的体外燃烧物质的体外燃烧高温、反应剧烈、能量高温、反应剧烈、能量迅速全部释放。迅速全部释放。物质的体内分解物质的体内分解 ？相同点：都能分解物质，释放能量。相同点：都能分解物质，释放能量。无机物无机物+细胞内细胞内 + + 有机物有机物+ + 水水 二氧化碳能能 量量细胞呼吸（化学本质）细胞呼吸（化学本质）多细胞动物的呼吸现象和细胞呼吸多细胞动物的呼吸现象和细胞呼吸氧气氧气呼吸（物理现象）呼吸（物理现象）呼吸器官呼吸器官血液循环血液循环血液循环血液循环呼吸器官呼吸器官二氧化碳气体运输气体运输+ +1、种子入仓储存前一半要晒干或烘干，现有含、种子入仓储存前一半要晒干或烘干，现有含水量为（水量为（1）10、（、（2）12、（、（3）14、（4）16的四种小麦种子，分别贮存于条件的四种小麦种子，分别贮存于条件相同的相同的4个粮仓中。在贮存过程中，种子中的有个粮仓中。在贮存过程中，种子中的有机物损耗最少的是（机物损耗最少的是（ ）A（1） B（2） C（3） D（4）2、蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为、蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为（ ）A低温、干燥、低氧低温、干燥、低氧 B低温、湿度适中、低氧低温、湿度适中、低氧C高温、干燥、高氧高温、干燥、高氧 D高温、湿度适中、高氧高温、湿度适中、高氧AA实验：探究实验：探究酵母菌酵母菌细胞呼吸的方式细胞呼吸的方式单单细胞细胞真菌真菌属属真核真核生物生物实验材料实验材料 酵母菌酵母菌细胞壁细胞壁 细胞膜细胞膜 细胞核细胞核 细胞质细胞质有氧呼吸装置：有氧呼吸装置：无氧呼吸装置：无氧呼吸装置：10NaOH溶液溶液吸收通入空气中的吸收通入空气中的CO2（避免影响产生的（避免影响产生的CO2含量的结果）含量的结果）葡萄糖溶液酵母菌葡萄糖溶液酵母菌（培养酵母菌）（培养酵母菌）第一个第一个 锥形瓶：锥形瓶：第二个第二个 锥形瓶：锥形瓶：第三个第三个 锥形瓶：锥形瓶：澄清的石灰水澄清的石灰水 或者或者根据混浊程度进行比较根据混浊程度进行比较CO2的产生量的产生量橡皮球、气泵橡皮球、气泵（保持通入空气）（保持通入空气）葡萄糖溶液酵母菌葡萄糖溶液酵母菌封口放置一段时间后，再与第二个封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接锥形瓶连接（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）第一个第一个 锥形瓶：锥形瓶：第二个第二个 锥形瓶：锥形瓶：溴麝香草酚蓝水溶液溴麝香草酚蓝水溶液蓝蓝绿绿黄，根据溶液颜色的变化时间长短比较黄，根据溶液颜色的变化时间长短比较澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液根据混浊程度、根据混浊程度、颜色的变化时间颜色的变化时间进行比较进行比较CO2的产生量的产生量酵母菌培养液的滤液酵母菌培养液的滤液 溶有重铬酸钾的浓硫酸溶有重铬酸钾的浓硫酸（橙色）（橙色）（灰绿色）（灰绿色）（橙色）（橙色）实验开始：实验开始：A装置（装置（35C)实验开始：实验开始：B装置（装置（35C)实实验验进进行行3小小时时A装置装置（35C)B装置装置（35C)实实验验进进行行3小小时时A装置装置（35C) B装置装置（3535C)C)溴麝香草酚溴麝香草酚蓝水溶液遇蓝水溶液遇CO2的变色的变色过程过程A装装置置用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精溶有重铬酸溶有重铬酸钾的浓硫酸钾的浓硫酸+ A装置的装置的酵母菌滤液酵母菌滤液+ B装置的装置的酵母菌滤液酵母菌滤液灰绿色灰绿色不变灰绿色不变灰绿色线粒体的结构示意图线粒体的结构示意图外膜外膜内膜内膜基质基质嵴嵴葡萄糖葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸丙酮酸 H H2OO2O2CO2 H O2H2O少量少量ATP少量少量ATP大量大量ATP 细胞质基质细胞质基质酶酶O2线线粒粒体体第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段场所场所反应物反应物生成物生成物产生产生ATP数量数量是否需氧是否需氧细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜葡萄糖葡萄糖丙酮酸和丙酮酸和H少量少量 否否 丙酮酸和水丙酮酸和水CO2和和H少量少量 否否 H和和 O2H2O大量大量 是是 特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。请计算有氧呼吸的能量转换效率：请计算有氧呼吸的能量转换效率：1mol的葡萄糖彻底氧化分的葡萄糖彻底氧化分解，共释放解，共释放2870kJ1161kJ储存在储存在ATP40.51709kJ以以热量热量散失散失59.5能使多少个能使多少个ADP转化为转化为ATP？38mol葡萄糖葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸丙酮酸 H ATPO2酒精酒精 C2H5OH酶酶1 C3H6O3乳酸乳酸 酶酶2 CO2酶酶 细胞质基质细胞质基质第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段场所场所反应物反应物生成物生成物产生产生ATP数量数量是否需氧是否需氧细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质葡萄糖葡萄糖丙酮酸和丙酮酸和H少量少量 否否 丙酮酸丙酮酸酒精酒精+CO2无无 否否 特点：反应条件温和，分步反应，逐步放能。特点：反应条件温和，分步反应，逐步放能。请计算无氧呼吸的能量转换效率：请计算无氧呼吸的能量转换效率：1mol的葡萄糖不彻底氧化的葡萄糖不彻底氧化分解生成乳酸，共释放分解生成乳酸，共释放196.65kJ61.08kJ储存在储存在ATP31.1135.57kJ以以热量热量散失散失68.9乳酸乳酸能使多少个能使多少个ADP转化为转化为ATP？2molC C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) )+ + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OHOH( (酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵发酵微生物的无氧呼吸微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）（酒精发酵、乳酸发酵）葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸有氧有氧从细胞质进入线粒体从细胞质进入线粒体无氧无氧COCO2 2+H+H2 2O+O+能量（大量）能量（大量）C C2 2H H5 5OHOH（酒精酒精）+CO+CO2 2+ +能量（少量）能量（少量）C C3 3H H6 6O O3 3（乳酸乳酸）+ +能量（少量）能量（少量）细胞质细胞质细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 缺氧的情况下，植物缺氧的情况下，植物组织进行无氧呼吸，产生组织进行无氧呼吸，产生酒精，不利其生长。酒精，不利其生长。 细胞呼吸要消耗有机物，使细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，对有机物积累减少。因此，对粮食粮食储藏储藏和和果蔬保鲜果蔬保鲜来说，又要设法来说，又要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。物的消耗。 细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 有氧运动是指人体细胞充分获得氧有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。通过有氧呼吸可以获得较多的能量。 无氧运动中，肌细胞无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量，会引起人有来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。肌肉酸胀乏力的感觉。细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 缺氧的情况下，厌缺氧的情况下，厌氧病菌大量繁殖，不利氧病菌大量繁殖，不利于伤口痊愈。于伤口痊愈。