ATP的主要来源——细胞呼吸27236学习资料.ppt

ATP的主要来源细胞呼吸ppt27236拉瓦锡等在研究人的呼吸作用拉瓦锡等在研究人的呼吸作用拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。一、细胞呼吸的方式一、细胞呼吸的方式1 1、细胞呼吸是否需要氧气？、细胞呼吸是否需要氧气？2 2、生物在有氧和无氧条件下是、生物在有氧和无氧条件下是否都能进行细胞呼吸呢？否都能进行细胞呼吸呢？酵母菌酵母菌酵母菌属于酵母菌属于真菌真菌，单细胞单细胞生物。通常生物。通常以以出芽出芽生殖的方式生殖的方式繁殖。生产上常用繁殖。生产上常用的有面包酵母、酿的有面包酵母、酿酒酵母、葡萄酒酵酒酵母、葡萄酒酵母。母。8探究酵母菌细胞呼吸方式探究酵母菌细胞呼吸方式1 1、提出问题提出问题 酵母菌是在什么条件下，使葡萄糖发酵产生酒精酵母菌是在什么条件下，使葡萄糖发酵产生酒精？酵母菌在有氧条件下与无氧条件下进行呼吸作酵母菌在有氧条件下与无氧条件下进行呼吸作用所产生的用所产生的COCO2 2是否一样多？是否一样多？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物是什么？92 2、作出假设、作出假设3 3、设计实验、设计实验在无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精。在无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精。在有氧条件下产生的在有氧条件下产生的COCO2 2比在无氧条件下多。比在无氧条件下多。想一想想一想 怎样控制有氧和无氧的条件？怎样控制有氧和无氧的条件？怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有怎样鉴定有无酒精产生？怎样鉴定有无无COCO2 2产生？如何比较产生？如何比较COCO2 2产生的多少？产生的多少？怎样保证酵母菌在整个实验过程中能怎样保证酵母菌在整个实验过程中能正常生活？正常生活？10装置一现象？装置一现象？结论结论：有氧有氧条件下，酵母菌条件下，酵母菌细胞呼吸产生了二氧细胞呼吸产生了二氧化碳化碳探究探究 酵母菌细胞呼吸方式酵母菌细胞呼吸方式质量分数为质量分数为10%的的NaOH溶液溶液酵母菌酵母菌培养液培养液澄清澄清石灰水石灰水空气空气A、B中酵母菌培养液：中酵母菌培养液：10克新鲜酵母加克新鲜酵母加240mL质量分数为质量分数为5%的葡萄糖溶液的葡萄糖溶液大约大约30环境培养环境培养8-10小时小时装置一装置一A11酵母菌酵母菌培养液培养液澄清澄清石灰水石灰水B B瓶应封口放置一段时间瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。灰水的锥形瓶。装置二装置二B装置二现象？装置二现象？结论：结论：无氧无氧条件下，酵母菌条件下，酵母菌细胞呼吸产生了二氧细胞呼吸产生了二氧化碳化碳 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸细胞呼吸有氧呼吸 无氧呼吸C6H12O6 2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2 +能量能量酶结论：结论：C C6 6H H1212O O6 66H6HO O6O6O 6CO6CO2 2 12H12HO O能量能量13一、细胞呼吸类型（方式）：一、细胞呼吸类型（方式）：有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸O2CO2自主构建自主构建有氧呼吸的场所是什么有氧呼吸的场所是什么有氧呼吸有氧呼吸分为哪几个阶段分为哪几个阶段哪个阶段会产生哪个阶段会产生H H的去向如何的去向如何每个阶段都释放能量吗每个阶段都释放能量吗 各阶段释放各阶段释放能量的量有何不同能量的量有何不同有机物中储存的能量去向如何有机物中储存的能量去向如何各个阶段发生了什么化学反应各个阶段发生了什么化学反应思考思考：1.有氧呼吸可以分为几个阶段？有氧呼吸可以分为几个阶段？2.每个阶段的反应场所？每个阶段的反应场所？3.每个阶段所产生的产物是什么？每个阶段所产生的产物是什么？4.第几阶段消耗了第几阶段消耗了H2O、O2？5.第几阶段产生了第几阶段产生了CO2？有氧呼吸有氧呼吸16有氧呼吸有氧呼吸 （1）、）、有氧呼吸的有氧呼吸的原料原料，一般来说一般来说葡萄糖葡萄糖是常用的。是常用的。思考：思考：还有哪些物质可作为有氧呼吸的原料？外膜外膜内膜内膜嵴嵴外膜、外膜、嵴、嵴、内膜、内膜、基质基质结构结构:有氧呼吸有氧呼吸基质基质（含与有氧呼吸有关的酶）（含与有氧呼吸有关的酶）功能：功能：有氧呼吸的有氧呼吸的主要场所主要场所（细胞的动力车间）（细胞的动力车间）（2）有氧呼吸的）有氧呼吸的主要场所主要场所线粒体线粒体18（3）、）、有氧呼吸的有氧呼吸的过程过程如何？如何？C6H12O6能量能量（少）（少）2 丙酮酸丙酮酸4H酶酶细细胞胞质质基基质质6O212H2O+能量能量(多）多）酶酶线粒体线粒体 2 丙酮酸丙酮酸 进入进入6H2O能量能量（少（少）20H6CO2酶酶C C6 6H H1212O O6 62 2丙酮酸丙酮酸酶酶4H4H 能能2ATP2ATP热热线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质第一阶段：葡萄糖的初步分解第一阶段：葡萄糖的初步分解C C6 6H H1212O O6 6酶酶+4H4H+能量能量场所：细胞质基质2C2C3 3H HO O（少量少量）C C6 6H H1212O O6 62 2丙酮酸丙酮酸酶酶6CO6CO2 24H4H 能能2ATP2ATP热热能能2ATP2ATP热热酶酶6H6H2 2O O20H20H 线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质丙酮酸彻底分解丙酮酸彻底分解酶酶6CO6CO2 2+20H20H+能量能量线粒体基质第二阶段：第二阶段：2C2C3 3H HO O+6H6H2 2O O（少量少量）C C6 6H H1212O O6 62 2丙酮酸丙酮酸酶酶6CO6CO2 24H4H 能能2ATP2ATP热热能能2ATP2ATP热热酶酶6H6H2 2O O20H20H 12H12H2 2O O6O6O2 2酶酶能能34ATP34ATP热热线粒体线粒体细胞质基质细胞质基质HH的氧化的氧化酶酶12H12H2 2O +O +能量能量场所：线粒体内膜第三阶段：第三阶段：24H+6O24H+6O2 2 （大量（大量）有氧呼吸总反应式C C6 6H H1212O O6 66H6HO O6O6O 6CO6CO2 2 12H12HO O能量能量酶酶22二二:C3H4O3+H2O CO2 +H+酶酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量能量、有氧呼吸的总反应式：有氧呼吸的总反应式：一一:C6H12O6 C3H4O3+H+三三:H+O2 H2O+酶酶酶酶酶酶246620246122(38ATP)能量能量能量能量能量能量（2ATP）(2ATP)(34ATP)有氧呼吸中氧元素的转移途径：有氧呼吸中氧元素的转移途径：讨论讨论 1.追踪18O2的去向:2.追踪C6H1218O6的去向:3.追踪H218O的去向:O2H2O葡萄糖丙酮酸CO2H2OCO2产物二氧化碳中的碳和氧来自产物二氧化碳中的碳和氧来自哪些反应物？哪些反应物？产物中的水中的氢和氧来自哪产物中的水中的氢和氧来自哪些反应物？些反应物？24想一想想一想总反应式总反应式：C6H12O66O2 6CO212H2O能量能量 酶酶6H2O 有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：细细 胞胞 在在 _的的 参参 与与 下下，通通 过过_的的催催化化作作用用，把把葡葡萄萄糖糖等等有有机机物物_产产生生_，释放能量，生成释放能量，生成_的过程的过程。氧氧多种酶多种酶彻底氧化分解彻底氧化分解二氧化碳和水二氧化碳和水许多许多ATPATP抢答题抢答题.看谁最快看谁最快1、哪个阶段产生、哪个阶段产生CO2？2、哪个阶段有氧气参与反应？、哪个阶段有氧气参与反应？3、哪个阶段产生能量最多？、哪个阶段产生能量最多？7、能产生、能产生ATP的场所是？的场所是？在有氧呼吸过程中在有氧呼吸过程中细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体、哪个阶段产生水？、哪个阶段产生水？、哪个阶段有水参与？、哪个阶段有水参与？6 6、哪个阶段产生哪个阶段产生HH最多最多?第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段C6H12O6酶酶C3H4O3 HH2O酶酶CO2HO2酶酶H2O少量能量少量能量少量能量少量能量大量能量大量能量细细胞胞质质基基质质线线粒粒体体内内膜膜线粒体基质线粒体基质小结小结 H能量能量酶酶29小结：小结：过程过程场所场所反应物反应物产物产物释放释放能量能量第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段、有氧呼吸各阶段过程比较、有氧呼吸各阶段过程比较细胞质细胞质基质基质主要是葡主要是葡萄糖萄糖丙酮酸、丙酮酸、少量少量HH少量少量能量能量线粒体线粒体丙酮酸和丙酮酸和水水COCO2 2大量大量HH少量少量能量能量线粒体线粒体HH、O O2 2H H2 2O O大量大量能量能量30、能量转化率、能量转化率 1mol1mol葡萄糖彻底氧化分解释放葡萄糖彻底氧化分解释放2870kj2870kj的能量，其中只有的能量，其中只有1161kJ1161kJ转移到转移到ATPATP中，中，还有还有1709kJ1709kJ以热能的形式散失掉了。据此以热能的形式散失掉了。据此你可得出哪些结论？你可得出哪些结论？有氧呼吸产生的能量绝大部有氧呼吸产生的能量绝大部分以热能形式散失了；分以热能形式散失了；有氧呼吸的能量转换效率只有：有氧呼吸的能量转换效率只有：11612870=40.45。形成形成38个个ATP。2、无氧呼吸、无氧呼吸（1）过程：）过程：（3）反应式：）反应式：（4）概念：）概念：细胞在细胞在缺氧的缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，条件下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物分解成把糖类等有机物分解成尚未彻底氧化尚未彻底氧化的产物，同时的产物，同时释放出释放出少量能量，少量能量，生成生成少量少量ATP的过程。的过程。1.1.苹果储存久了，会有什么气味散发出来？苹果储存久了，会有什么气味散发出来？2.2.剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌会产生什么感觉？剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌会产生什么感觉？（2 2）场所：场所：细胞质基质细胞质基质自主构建自主构建无氧呼吸的场所是什么无氧呼吸的场所是什么无氧呼吸无氧呼吸分为哪几个阶段分为哪几个阶段各阶段发生了什么样的反应各阶段发生了什么样的反应每个阶段都释放能量吗每个阶段都释放能量吗 各阶段释放各阶段释放能量是大量还是少量能量是大量还是少量无氧呼吸产生的产物有哪些无氧呼吸产生的产物有哪些33三、无氧呼吸三、无氧呼吸1 1、无氧呼吸的概念、无氧呼吸的概念 一般是指细胞在一般是指细胞在无氧无氧条件下，通过酶条件下，通过酶的催化作用，把的催化作用，把葡萄糖等有机物葡萄糖等有机物分解成为分解成为不彻底不彻底氧化产物氧化产物，同时释放出，同时释放出少量能量少量能量的的过程。过程。2 2、无氧呼吸的场所：、无氧呼吸的场所：细胞质基质细胞质基质343 3、无氧呼吸的类型：、无氧呼吸的类型：以酒精和二氧化碳为呼吸产物的无以酒精和二氧化碳为呼吸产物的无氧呼吸：氧呼吸：C6H12O6 2C2H5OH（酒精）（酒精）+2CO2 +能量能量酶反应式：反应式：常见常见例子：例子：苹果、水稻等绝大多数苹果、水稻等绝大多数高等植物在高等植物在缺氧时可进行这样的反应；缺氧时可进行这样的反应；酵母菌酵母菌在缺氧时也可进行这样的反在缺氧时也可进行这样的反应。应。35以乳酸为呼吸产物的无氧呼吸：以乳酸为呼吸产物的无氧呼吸：反应式：反应式：C6H12O6 2C3H6O3（乳酸）（乳酸）+能量能量 酶常见常见例子：例子：高等动物和人高等动物和人在剧烈运动时骨胳肌细在剧烈运动时骨胳肌细胞会进行这样的呼吸；胞会进行这样的呼吸；某些高等植物的某些器官在缺氧时也某些高等植物的某些器官在缺氧时也可进行这样的呼吸，可进行这样的呼吸，如如马铃薯块茎、甜菜马铃薯块茎、甜菜块根等块根等；某些微生物，如某些微生物，如乳酸菌也进行这样的乳酸菌也进行这样的呼吸呼吸。364、无氧呼吸的过程、无氧呼吸的过程第一个阶段第一个阶段:与有氧呼吸的第一阶段完全相同。与有氧呼吸的第一阶段完全相同。第二个阶段第二个阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下，分丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸酸37无氧呼吸的无氧呼吸的过程过程如何？如何？C6H12O6能量能量（少）（少）2 丙酮酸丙酮酸4H酶酶细细胞胞质质基基质质线粒体线粒体2CO2+C2H5OH+能量能量（酒精）（酒精）2C3H6O3+能量能量（乳酸）（乳酸）酶酶385 5、不同类型的无氧呼吸过程比较：、不同类型的无氧呼吸过程比较：C6H12O6丙酮酸丙酮酸酶酶酶酶2CO2+C2H5OH+能量能量2C3H6O3+能量能量第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段无氧呼吸总反应式无氧呼吸总反应式C 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例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯例：高等动物、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）块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌例：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？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？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细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质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）40葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸12H2O+6CO2+能量能量2C2H5OH+2CO2+能量能量2C3H6O3+能量能量或或 酶酶6、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系：、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系：酶酶在有氧时在有氧时在无氧时在无氧时相同阶段相同阶段不同阶段不同阶段（有氧呼吸）（有氧呼吸）（无氧呼吸）（无氧呼吸）417 7、细胞呼吸的实质：、细胞呼吸的实质：428、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别（即不同点）、有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别（即不同点）类型类型比较项目比较项目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸场所场所是否需氧是否需氧分解产物分解产物释放能量释放能量细胞质基质细胞质基质和线粒体和线粒体细胞质基质细胞质基质需要氧需要氧不需要氧不需要氧二氧化碳和水二氧化碳和水CO2和酒精和酒精或乳酸或乳酸较多，形成较多，形成ATP多多较少，形成较少，形成ATP少少43细胞呼吸原理的应用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.发酵技术发酵技术 2.农业生产农业生产 3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜441.发酵技术生产啤酒、果酒和白酒等生产啤酒、果酒和白酒等生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产乳酸类、柠檬酸类饮料生产味精、酱油和醋生产味精、酱油和醋应用于垃圾、废水的处理应用于垃圾、废水的处理利用发酵产生沼气利用发酵产生沼气 452.2.农业生产农业生产 细胞呼吸为植物吸收营养物质、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，以产上，要设法适当增强细胞呼吸，以促进作物的生长发育。促进作物的生长发育。例：水稻生产中的适时露田和晒例：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。气条件以增强根系的细胞呼吸。463.3.粮食储藏和果蔬保鲜粮食储藏和果蔬保鲜 细胞呼吸要消耗有机物，使有机物细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少。因此，积累减少。因此，对粮食储藏和果蔬保对粮食储藏和果蔬保鲜来说，要设法降低细胞的呼吸强度，鲜来说，要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗尽可能减少有机物的消耗等。等。粮食储藏粮食储藏 果蔬保鲜果蔬保鲜473 3 3 3、在有氧呼吸过程中、在有氧呼吸过程中、在有氧呼吸过程中、在有氧呼吸过程中,氧气的作用是氧气的作用是氧气的作用是氧气的作用是4 4 4 4、生物的细胞呼吸可分为、生物的细胞呼吸可分为、生物的细胞呼吸可分为、生物的细胞呼吸可分为 和和和和 两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通两种类型，一般情况下供给肌肉活动的能量是通过过过过 呼吸提供，其能源物质主要是呼吸提供，其能源物质主要是呼吸提供，其能源物质主要是呼吸提供，其能源物质主要是 与氢结与氢结与氢结与氢结合生成水，释放能量。合生成水，释放能量。合生成水，释放能量。合生成水，释放能量。有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧有氧有氧有氧葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖1 1 1 1、葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在、葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在、葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在、葡萄糖彻底氧化分解的主要场所在2 2 2 2、人在剧烈运动时、人在剧烈运动时、人在剧烈运动时、人在剧烈运动时,骨骼肌处于暂时缺氧状态，可骨骼肌处于暂时缺氧状态，可骨骼肌处于暂时缺氧状态，可骨骼肌处于暂时缺氧状态，可以通过无氧呼吸获取能量以通过无氧呼吸获取能量以通过无氧呼吸获取能量以通过无氧呼吸获取能量,此时葡萄糖被分解为此时葡萄糖被分解为此时葡萄糖被分解为此时葡萄糖被分解为线粒体线粒体线粒体线粒体乳酸乳酸乳酸乳酸课堂练习课堂练习485、生物的生命活动所需要的能量主要来自：、生物的生命活动所需要的能量主要来自：、糖类的氧化分解、糖类的氧化分解 、脂类的氧化分解、脂类的氧化分解 、蛋白质的氧化分解、蛋白质的氧化分解 、核酸的氧化分解、核酸的氧化分解6、人体进行有氧呼吸的主要场所是、人体进行有氧呼吸的主要场所是 、肺细胞、肺细胞 、内环境、内环境 、线粒体、线粒体 、细胞质基质、细胞质基质AC497、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是 、分解有机物、分解有机物 、释放能量、释放能量 、需要酶催化、需要酶催化 、有机物分解不彻底、有机物分解不彻底8、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是鲜时间的生理原因是 A A、呼吸作用减弱、呼吸作用减弱 B B、呼吸作用加强、呼吸作用加强 C C、光合作用减弱、光合作用减弱 D D、促进了物质的分解、促进了物质的分解DA505、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是其原因是 A A、根细胞吸收水分过多、根细胞吸收水分过多 B B、营养缺乏、营养缺乏 C C、光合作用强度不够、光合作用强度不够 D D、细胞有氧呼吸受阻、细胞有氧呼吸受阻10、同样消耗、同样消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸的能的葡萄糖，有氧呼吸的能量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的量转化效率是无氧呼吸能量转化效率的 、2020倍倍 、1919倍倍 、倍多、倍多 、12.712.7个百分点个百分点DB51粮食储藏粮食储藏 粮食储藏时，要注意粮食储藏时，要注意降低温度和降低温度和保持干燥保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存，抑制细胞呼吸，延长保存期限。期限。例：稻谷等种子含水量超过例：稻谷等种子含水量超过14.514.5时，呼吸速率就会骤然增加时，呼吸速率就会骤然增加 ，释放出的热量和水分，会导致粮食，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。霉变。52果蔬保鲜 为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。等方法。例：苹果、梨、柑、橘等果实在例：苹果、梨、柑、橘等果实在0 011时可储藏几个月不坏；荔枝一般只能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短期保鲜，但采用低温速冻等方法可保鲜6 68 8个月。个月。农村广泛采用密闭的土窖保存水果蔬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。制细胞呼吸的原理。53