ATP的来源_细胞呼吸.ppt
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1、 ATP的主要来源的主要来源 细胞呼吸细胞呼吸吸吸ATP的的主主要要来来源源细细胞胞呼呼第第5 5章章 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用第第3 3节节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拉瓦锡把呼吸呼吸作用作用比作碳和比作碳和氢的氢的“缓慢燃缓慢燃烧过程烧过程”。问题探讨问题探讨1、呼吸作用与物质燃烧的比较:、呼吸作用与物质燃烧的比较: 共同点:共同点:都是物质的都是物质的氧化分解氧化分解过程;都产生过程;都产生COCO2 2等产物、等产物、释放能量释放能量。 不同点:不同点: (1 1)燃烧是一种)燃烧是一种剧烈氧化剧烈氧化的形式的形式 (2 2)呼吸作用是细
2、胞内有机物的氧化分解形)呼吸作用是细胞内有机物的氧化分解形式式( (温和形式温和形式) ) 对对 比比 细胞呼吸是指细胞呼吸是指有机物有机物在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的氧化分解氧化分解,生成,生成二氧化二氧化碳碳或其他产物,释放出或其他产物,释放出能量能量并生成并生成ATPATP的过程。的过程。酵母菌酵母菌 酵母菌酵母菌是一种是一种单细胞真菌,在有氧单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都能存和无氧条件下都能存活活( (兼性厌氧兼性厌氧) ),依赖,依赖外来的有机物进行异外来的有机物进行异养生活,以出芽生殖养生活,以出芽生殖的方式产生后代(生的方式产生后代(生长周期短,繁殖速度长周期短,繁
3、殖速度快)快)芽体 细胞壁 细胞核液泡 若用若用30300 0C C的温水的温水把买来的一包鲜酵母化开,用它把买来的一包鲜酵母化开,用它发一块面团,几个小时后,面团便会渐渐膨大。用手发一块面团,几个小时后,面团便会渐渐膨大。用手抠开里面,你会发现面团里面变成蜂窝一样,有许多抠开里面,你会发现面团里面变成蜂窝一样,有许多空隙,并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味。空隙,并且你能闻到酒味和酵母菌产生的特殊香味。所以所以我们吃的面包和馒头比较松软我们吃的面包和馒头比较松软,味道也好。,味道也好。小资料小资料二、二、 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式淀粉淀粉酵母菌酵母菌酒精酒精葡萄糖
4、葡萄糖 细胞呼吸细胞呼吸酵母菌酵母菌米酒制作米酒制作酵母菌有氧、无氧条件下进行的酵母菌有氧、无氧条件下进行的呼吸作用的产物分别是什么?呼吸作用的产物分别是什么?1.1.提出问题提出问题2.2.作出假设作出假设 酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸,酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸,产生产生COCO2 2,在无氧情况下进行无氧呼吸,产生,在无氧情况下进行无氧呼吸,产生COCO2 2和酒精。和酒精。 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式(根据生活经验)(根据生活经验)实验思路?实验思路?分析变量分析变量自变量自变量:因变量因变量:无关变量无关变量:细胞呼吸的条件细胞呼吸的条件细胞呼吸的产物细胞
5、呼吸的产物 有氧有氧无氧无氧影响实验结果的影响实验结果的可变因素可变因素 酒精、酒精、CO2分别给酵母菌提供分别给酵母菌提供有氧和无氧有氧和无氧的条件,一段时间后检测其产的条件,一段时间后检测其产物是否含物是否含酒精或二氧化碳酒精或二氧化碳3.3.设计实验设计实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式思考并解决下列问题:(1)怎样鉴定有无CO2产生?(2)怎样鉴定有无酒精产生?3.3.设计实验设计实验 CO2的检测:的检测:1.通入澄清的石灰水:通入澄清的石灰水:澄清澄清浑浊浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液:溴麝香草酚蓝水溶液:蓝蓝 绿绿黄黄 酒精的检测:酒精的检测:橙色的重铬酸钾橙色的
6、重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液在溶液在酸性酸性下与酒精发生反应:下与酒精发生反应: 橙色橙色灰绿色灰绿色 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒具体做法:让司机呼出的气体直接接触到用硫酸具体做法: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,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重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬4.4.进行实验进行实验 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式 步骤一:酵母菌培养液的配制 取取20g20g新鲜的食用酵母菌,分成
7、两等新鲜的食用酵母菌,分成两等份,分别放入锥形瓶份,分别放入锥形瓶A A(500mL500mL)和锥形瓶)和锥形瓶B B(500mL500mL)中。分别向瓶中注入)中。分别向瓶中注入240mL240mL质质量分数为量分数为5%5%的葡萄糖溶液。的葡萄糖溶液。 步骤二:A实验组(有氧情况下)10%NaOH(作用?)(作用?)酵母菌培养液酵母菌培养液 澄清石灰水澄清石灰水 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式接橡皮球接橡皮球(或气泵)(或气泵)4.4.进行实验进行实验A步骤三:步骤三:B实验组实验组(无氧情况下无氧情况下)酵母菌培养酵母菌培养液液 澄清石灰水澄清石灰水 探究酵母菌细胞呼
8、吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式4.4.进行实验进行实验因为瓶内含有少量O2,必须先让它消耗掉、应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶B 步骤四:鉴定是否有酒精产生步骤四:鉴定是否有酒精产生 0.5mL重铬酸钾的浓硫酸溶液重铬酸钾的浓硫酸溶液A组组B组组橙色橙色橙色橙色橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇发生橙色的重铬酸钾溶液,在酸性条件下与乙醇发生化学反应,变成灰绿色化学反应,变成灰绿色 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式条件条件澄清石灰水澄清石灰水/ /出现的时间出现的时间重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有氧有氧无氧无氧变混浊快变混浊快无变化无变化 变混浊慢
9、变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色5.5.分析结果,得出结论分析结果,得出结论酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸,均能产生二氧化碳在有氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量的二氧化碳。在无氧的条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量的二氧化碳。 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式5.5.分析结果,得出结论分析结果,得出结论问题思考问题思考为什么实验过程中有的小组从瓶为什么实验过程中有的小组从瓶A中取出培养液鉴定也变中取出培养液鉴定也变成灰绿色?如何改进?成灰绿色?如何改进?瓶瓶A通氧不足,部分酵母菌进行了无氧呼吸。通氧不足,部分酵母菌进行了无氧呼吸。用橡皮球持续向瓶用橡皮球持续向
10、瓶C内通气内通气 有人认为:实验装置中酒精和二氧化碳的产生是有人认为: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,你如葡萄糖水溶液的纯化学反应,与酵母菌无关,你如何看待这种观点?何看待这种观点? 葡萄糖 水溶液 葡萄糖 水溶液继续探究继续探究再再探究探究 在实验中,有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在在实验中,有同学发现和有氧装置相连的澄清石灰水在出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此,他觉得该实验现象不出现浑浊后又慢慢变澄清了。因此,他觉得该实验现象不能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了能说明酵母菌通过有氧呼吸产生了CO2。你如何看待这个。你如何看待这个问题?问题?先浑浊先浑
11、浊后澄清后澄清对比实验对比实验:设置两个或两个:设置两个或两个以上的实验组,通过对结果以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。的实验叫做对比实验。二、细胞呼吸的类型二、细胞呼吸的类型细胞呼吸细胞呼吸1有氧呼吸有氧呼吸2无氧呼吸无氧呼吸 2.2.过程(以葡萄糖为例)过程(以葡萄糖为例)葡萄糖葡萄糖少量能量少量能量 2 丙酮酸丙酮酸4H少量能量少量能量20HO212H2O6CO26H2O酶酶酶酶酶酶细胞质基质细胞质基质线粒体线粒体大大量量能能量量(1 1)葡萄糖的初步分解)葡萄糖的初步分解C3H4O
12、3 (2 2)丙酮酸的彻底分解)丙酮酸的彻底分解 2C3H4O3 + 6H2O (3 3)的氧化的氧化(以葡萄糖为例)(以葡萄糖为例)NADHC6H12O6酶酶2丙酮酸丙酮酸4H能量能量(少量)(少量) 24H+6O2 12H2O+能量能量(大量)(大量) 2丙酮酸丙酮酸+6H2O 6CO220H能量能量(少量)(少量) 酶酶酶酶说明:说明:需要的氧气与产生的二氧化碳的量相等。需要的氧气与产生的二氧化碳的量相等。C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量能量酶酶C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO6CO2 2+12H+12H2
13、 2O+O+能量能量 以上反应式中的能量能否写成以上反应式中的能量能否写成ATP ATP ?能量(能量(2870kJ2870kJ)1161kJ1161kJ其余以其余以热能热能形式散失形式散失ATP(ATP(约约4040) )酶酶1moL1moL(38moL)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有氧呼吸三个阶段的比较细胞质细胞质基质基质主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O OCOCO2 2、HH 少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大量线粒体线粒体基质基质线粒体线粒体内膜内膜对比对比有氧呼吸概念
14、有氧呼吸概念 暂时缺氧状态下的活细胞,还能进行暂时缺氧状态下的活细胞,还能进行细胞呼吸吗?细胞呼吸吗?苹果放久了为什么会有酒味?苹果放久了为什么会有酒味?动物能否进行无氧呼吸?动物能否进行无氧呼吸?C6H12O64 H 2C2H5OH + 2CO2酶酶酶酶2C3H6O3 2 2丙酮酸丙酮酸酶酶少量能量少量能量第一阶段第一阶段 ( (细胞质基质细胞质基质) )第二阶段第二阶段 ( (细胞质基质细胞质基质) )2 2、无氧呼吸的过程、无氧呼吸的过程( (以葡萄糖为例以葡萄糖为例) )乳酸乳酸酒精酒精C6H12O6酶酶2C3H6O3(乳酸)(乳酸)+少量能量少量能量A.A.乳酸发酵乳酸发酵 例:高等
15、动物例:高等动物( (局部组织,器官局部组织,器官) )、乳酸菌乳酸菌、高、高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)胚等)C6H12O6酶酶2C2H5OH(酒精)(酒精)+ 2CO2+ 少量能量少量能量B.B.酒精发酵酒精发酵 例:大多数植物(苹果储存久了、高等植物水例:大多数植物(苹果储存久了、高等植物水淹)、淹)、酵母菌酵母菌反应式反应式 同样是分解葡萄糖,为何无氧呼同样是分解葡萄糖,为何无氧呼吸只能释放少量能量?吸只能释放少量能量?探讨有氧呼吸及无氧呼吸中有探讨有氧呼吸及无氧呼吸中有机物所含化学能的去向机物所含化学能的去向有氧呼吸:
16、有机物中化学能有氧呼吸:有机物中化学能ATP热能热能无氧呼吸:有机物中化学能无氧呼吸:有机物中化学能ATP热能热能不彻底氧化产物中的化学能不彻底氧化产物中的化学能 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_的条件下,的条件下,通过通过_的催化作用,把的催化作用,把_等有等有机物分解为机物分解为 _ _ 的产物,同的产物,同时释放出时释放出_的过程。的过程。缺氧缺氧 酶酶不彻底氧化不彻底氧化 少量能量少量能量 葡萄糖葡萄糖 生物体处于长期缺氧的生物体处于长期缺氧的状态能否生存?为什么?状态能否生存?为什么?无氧呼吸释放能量少;无氧呼吸释放能量少;酒精和乳酸大量积累对生物体有害酒
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