自己5.3ATP的主要来源-----细胞呼吸.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,?,?,?,细胞呼吸是指,有机物,在,细胞内,经过一系列的,氧化分解,，生成,二氧化碳或其他产物,，,释放出能量,并,生成ATP,的过程。,(一),、概念：,一、什么是细胞呼吸?其有哪些类型？,实质：氧化分解有机物释放能量,1.呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？,两者的共同点是：都是物质的氧化分解过程；,都能产生CO,2,等产物，并且都释放出能量。,2.呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那么剧烈吗？,不能。否则，组成细胞的化合物会迅速而彻,底地氧化分解，能量会迅速地全部释放出来，,细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。,问题探讨,在无氧条件下，细胞能够通过无氧呼吸来释放能量。,但是，无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少许多。,3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放,能量吗？,呼吸：,细胞呼吸,也称,呼吸作用,是指,有机物,在细胞内经过一系列的,氧化分解,，,生成,CO,2,或其他物质，释放出能量并,生成ATP,的过程。,对比,4、呼吸和呼吸作用的区别,机体与环境之间O,2,和CO,2,交换的过程。,、设计实验,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 的环境,下培养8-10小时。,3、检测CO,2,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毫升重铬酸钾-浓硫酸溶液，轻轻振荡、混匀,、实验结果,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,酵母菌在有氧和无氧条件都能进行细胞呼吸,在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼吸产,生大量的,二氧化碳和水,。,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,。,细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型,实验结论,实验中的关键步骤,(1)将装置(甲)连通橡皮球，让空气间断而持续地依次通过3个锥形瓶，既保证O,2,的充分供应，又使进入A瓶的空气先经过NaOH的锥形瓶，洗除空气中的CO,2,，保证第三个锥形瓶的澄清石灰水变浑浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO,2,所致。,(2)B瓶应封口放置一段时间，待酵母菌将B瓶中的氧消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO,2,通入澄清的石灰水。,细胞呼吸,二、细胞呼吸的类型,有氧呼吸,无氧呼吸,1、有氧呼吸的概念,指细胞在,氧,的参与下，通过,多种酶,的催化作用，把,糖类等有机物,彻底,氧化分解,，产生出,二氧化碳和水,，释放出,能量，生成许多ATP,的过程。,有氧呼吸,是高等动物和植物细胞呼吸的,主要形式,。也是通常所指的呼吸形式。,(一)有氧呼吸,2、有氧呼吸的过程,（1）、,有氧呼吸的,原料,，一般来说,葡萄糖,是常用的。,思考：,还有哪些物质可作为有氧呼吸的原料？,（2）、,有氧呼吸的,场所,在哪里？,细胞质基质,线粒体,(3),、有氧呼吸的过程,场所：线粒体内膜,第三阶段,酶,12H,2,O +能量,24H+6O,2,（大量）,场所：线粒体基质,第二阶段,酶,6CO,2,+,20H,+能量,2丙酮酸,+,6H,2,O,（少量）,场所：细胞质基质,第一阶段,（少量）,C,6,H,12,O,6,酶,+,4H,+能量,2丙酮酸,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,6CO,2,+12H,2,O+能量,酶,总方程式,(4)图解,线粒体,细胞质基质,C,6,H,12,O,6,酶,少量能量,4H,2丙酮酸,(C,3,H,4,O,3,),第一阶段,细胞质基质,酶,6H,2,O,6CO,2,少量能量,20H,6O,2,6O,2,大量能量,酶,12H,2,O,第二阶段:,线粒体基质,第三阶段:,线粒体内膜,有氧呼吸三个阶段都释放能量,那么这些能量释放出来以后,有哪些去路?,1mol葡萄糖,2870kJ,有氧呼吸,热能散失,ATP(1161kJ),(5),、有氧呼吸的能量去路：,有氧呼吸产生的能量绝大部分以热能形式散失了；,有氧呼吸的能量转换效率只有：11612870=40.45。,总反应式：,C,6,H,12,O,6,+6,O,2,+6H,2,O,6C,O,2,+12H,2,O,+能量,酶,2.上述反应生成物中的CO,2,和H,2,O,中的O分别来自反应物中的什么物质?,总反应式：,C,6,H,12,O,6,+6,O,2,+6H,2,O,6C,O,2,+12H,2,O,+能量,酶,3.反应式中两边的水能否抵消？Why?,总反应式：,C,6,H,12,O,6,+6,O,2,+6H,2,O,6C,O,2,+12H,2,O,+能量,酶,4.反应式中的能量能否写成ATP？Why？,(6),、同有机物在生物体外的燃烧相比，有氧呼吸具有以下不同的特点,(P94),1、温和的条件下,2、能量经过一系列的化学反应逐步释放,3、有相当一部分能量储存在ATP中,思考,1、种子在存放前要晒干的主要目的是？,2、蔬菜要保鲜我们把它们放在冰箱里,的主要目的是？,3,、疏松土壤可以促进根系吸收矿质元素,的原理是什么？,(7),、影响有氧呼吸的因素,氧气的浓度,(第三阶段),温度,(酶活性),水分,(第二阶段),CO,2,浓度,小结：,有氧呼吸各阶段过程比较,反馈练习,1、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：,产生CO,2,的阶段（）,产生H,2,O的阶段（）,氧气参与的阶段（）,产生ATP最多的阶段（）,2植物有氧呼吸中，吸入的氧的作用是（）,A直接氧化分解葡萄糖 B参与丙酮酸的形成,C参与CO,2,的放出 D与H结合生成水,D,二,三,三,三,你在上完体育课后第二天早上肌肉发酸,为什么?,继续探究,苹果储藏久了为什么会有酒味呢？,继续探究,无氧呼吸的场所在哪里呢?,反应是如何进行的呢？,(,二,),、无氧呼吸,1、场所：细胞质基质,无 氧 呼 吸,无氧呼吸是指细胞在,无氧,条件下，通过,多种酶,的催化作用，把葡萄糖等有机物质分解为,不彻底,的氧化产物，同时释放出,少量能量,生成,少量ATP,的过程。,概念,2、无氧呼吸的过程,场所：细胞质基质,第二阶段,场所：细胞质基质,第一阶段,（少量）,C,6,H,12,O,6,酶,+,4H,+能量,2丙酮酸,2丙酮酸,酶,2C,2,H,5,OH(酒精),产酒精的类型,例：,大多数植物、酵母菌,总方程式,C,6,H,12,O,6,酶,2C,2,H,5,OH2CO,2,能量,2CO,2,+,+,4H,2、无氧呼吸的过程,场所：细胞质基质,第二阶段,场所：细胞质基质,第一阶段,（少量）,C,6,H,12,O,6,酶,+,4H,+能量,2丙酮酸,2丙酮酸,酶,2C3H6O3(乳酸),产乳酸的类型,例：,高等动物、乳酸菌,、高等植物的某些器官（,马铃薯块茎、甜菜块根等）,总方程式,C,6,H,12,O,6,酶,2C,3,H,6,O,3,能量,3、图解,细胞质基质,C,6,H,12,O,6,酶,少量能量,4H,2丙酮酸,(2C,3,H,4,O,3,),第一阶段,细胞质基质,酶,酶,(C,2,H,5,OH),2酒精,+2CO,2,(C,3,H,6,O,3,),2乳酸,第二阶段,细胞质基质,细胞呼吸方式的判断,1、既无,O,2,的吸收也无,CO,2,的释放，且产物为乳酸，则为无氧呼吸,2、无,O,2,的吸收有,CO,2,的释放，且产物为酒精，则为无氧呼吸,3、既有,O,2,的吸收也有,CO,2,的释放，且V,O,2,=V,CO,2,，则既为有氧呼吸,4、既有,O,2,的吸收也有,CO,2,的释放，且V,O,2,V,CO,2,，则既有氧呼吸也有无氧呼吸,当V,O,2,/V,CO,2,=3/4 有氧呼吸=无氧呼吸,当V,O,2,/V,CO,2,3/4 有氧呼吸无氧呼吸,当V,O,2,/V,CO,2,3/4 有氧呼吸无氧呼吸,4,、发酵(P95),习惯上把,微生物的无氧呼吸,称发酵。,、酒精发酵,（酵母菌 无氧条件）,B、乳酸发酵,（乳酸菌）,1、呼吸作用能为生物体的生命活动提供能量。,5,、呼吸作用的意义：,2、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,O,2,、酶,缺氧或无氧、酶,H,2,O、CO,2,C,2,H,5,OH、CO,2,或C,3,H,6,O,3,释放,大量,能量，形成,大量ATP,释放,少量,能量，形成,少量ATP,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,酶,12H,2,O+6CO,2,+,大量能量,C,6,H,12,O,6,酶,2C,2,H,5,OH（酒精）+2CO,2,+,少量能量,C,6,H,12,O,6,2C,3,H,6,O,3,+,少量能量,第一阶段完全相同;分解有机物，释放能量,酶,三、细胞有氧呼吸和无氧呼吸的比较,在从事时间短、强度大的运动如100 m跑时，ATP的再合成主要由磷酸肌酸的分解来提供；从事时间长、强度小的马拉松跑时，能量几乎全部由有氧代谢系统供给；介于上述二者之间的运动项目，如400 m、800 m、1 500 m跑时，则需无氧呼吸与有氧呼吸混合供给能量。,运动强度和ATP合成中能量的来源的关系？,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,2.农业生产,3.粮食储藏和果蔬保鲜,四、细胞呼吸原理的应用,1.发酵技术,生产啤酒、果酒和白酒等,生产乳酸类、柠檬酸类饮料,生产味精、酱油和醋,应用于垃圾、废水的处理,利用发酵产生沼气,2.农业生产,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，以促进作物的生长发育。,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气条件以增强根系的细胞呼吸。,3.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,果蔬保鲜,粮食储藏,粮食储藏时，要注意降低温度和保持干燥，抑制细胞呼吸，延长保存期限。,例：稻谷等种子含水量超过14.5时，呼吸速率就会骤然增加，释放出的热量和水分，会导致粮食霉变。,果蔬保鲜,为了抑制细胞呼吸，果蔬储藏时采用降低氧浓度、冲氮气或降低温度等方法。,例：苹果、梨、柑、橘等果实在01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68个月。,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制细胞呼吸的原理。,(一),呼吸速率,是指单位数量的活体组织，在单位时间内分解有机物的速率。它是植物呼吸作用强弱的指标，一般以测定植物释放二氧化碳或吸收氧气的速率来衡量呼吸速率。,(二),影响细胞呼吸的环境因素,1：,温度,原因：,应用：,温度影响呼吸作用，主要是通,过影响呼吸酶的活性来实现的。,呼吸速率与温度的关系如图。,生产上常用这一原理在低温下贮藏水果、蔬菜。在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降低温度，降低呼吸作用，减少有机物的消耗，提高产量。,五、影响呼吸速率的因素及应用：,2：,ATP产生速率与O,2,供给量之间的关系,(1)A点表示,？,在无氧条件下，细胞,只,进行无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。,(2)AB段表示,？,随O,2,供应量增多，有氧呼吸明显加强，通过有氧呼吸分解有机物释放的能量增多，ATP的产生速率随之增加。,(3)BC段表示,？,O2供应量超过一定范围后，ATP的产生速率不再加快，此时的限制因素可能是酶、ADP、磷酸等。,3：,O,2,的浓度,原因：,应用：,在O2浓度为零时只进行无氧呼吸；浓度为10%以下，既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸；浓度为10%以上，只进行有氧呼吸。(如图),生产中常利用降低氧的浓度抑制呼吸作用，减少有机物消耗这一原理来延长蔬菜、水果保鲜时间。,A点表示：,只进行无氧呼吸作用，,只产生CO2，不消耗O,2,。,AC表示：,既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，,产生CO,2,的物质的量比吸收O2的物质的量多,C点以后表示：,只进行有氧呼吸，,产生CO2的物质的量与吸收O,2,的物质的量相等,B点表示：,有氧呼吸等于无氧呼吸，,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，细胞只,进行有氧呼吸。,X,Y,Y：,X：,X+Y：,表示有氧呼吸产生的二氧化碳。,表示无氧呼吸产生的二氧化碳。,表示呼吸作用产生的二氧化碳总量。,此面积：随着氧气浓度增大，无氧呼吸产生的二氧化碳的量,4：,CO,2,CO,2,是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，实验证明，在CO,2,浓度升高到1%10%时，呼吸作用明显被抑制。(如右图),5：,呼吸速率与含水量的关系(如图),在一定范围内，细胞呼吸速率随含水量的增加而加快，随含水量的减少而减慢。当含水量过多时，呼吸速率减慢，甚至死亡。(如图),在作物种子储藏时，将种子风干，以减弱细胞呼吸，减少有机物的消耗。,作物栽培中，合理灌溉。,应用：,小结：,葡萄糖,丙酮酸,有氧,6CO,2,+6H,2,O+能量（大量）,无氧,2C,2,H,5,OH+2CO,2,+能量（少量）,（酒精）,2C,3,H,6,O,3,+能量（少量）,(乳酸）,细胞质基质,线粒体,细胞质基质,将酵母菌研磨，离心后，得到上清液（含细胞质基质）和沉淀物（含细胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未离心的匀浆，分别放入甲、乙、丙三个试管中（如右图），进行四项独立的实验，前三项实验从供选答案中选出正确答案的字母填空，实验四作简答。供选答案：,A,:,CO,2,+H,2,O,B,：,乙醇+CO,2,C,：,H,2,O+O,2,D,:,无反应,E,：丙酮酸+H,（1）实验一：向三个试管分别滴加等量的C6H12O6溶液，各试管的终产物：,甲是：_,乙是：_,丙是：_,.,(2)实验二：向三个试管分别滴加丙酮酸，各试管的终产物,甲是：_,乙是：_,丙是,:,_,.,（3）实验三：在隔绝空气的条件下，重复实验一，各试管的终产物是：甲是：_,乙是：_,丙是：_,（4）实验四：向三个试管分别滴加等量的萤光素（从萤光虫尾提取的可以发光的物质），重复实验一和实验二。从理论上分析，发出萤光最强的是实验_中的_试管。理由是.,葡萄糖的彻底氧化分解,释放出来的能量多(转变成光能).,E,D,A,D,A,A,B,D,B,一,丙,如图表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下O,2,吸收量和CO,2,生成量的变化，请据图回答：,(1)图中曲线QR区段CO,2,生成量急剧减少的主要原因是_,。,(2)_点的生物学含义是无氧呼吸消失点，由纵轴、CO,2,生成量和O,2,吸收量共同围成的面积所代表的生物学含义是_,_,。,(3)在原图中绘出无氧呼吸产生的CO,2,随氧气浓度变化而变化的曲线。,(4)若图中的AB段与BC段的距离等长，说明此时有氧呼吸释放的CO,2,与无氧呼吸释放的CO,2,相比_(填,“,一样多,”,或,“,更多,”,或,“,更少,”,)，有氧呼吸消耗的葡萄糖量是无氧呼吸的_。,氧气浓度增加，无氧呼吸受抑制,P,氧浓度逐渐增大的过程中，无氧呼吸生成的CO,2,总量,一样多,1/3,(5)在长途运输新鲜蔬菜时，常常向塑料袋中充入氮气，目的是_,_,_,。你认为氧浓度应调节到_点的对应浓度，更有利于蔬菜的运输，试说明理由：,降低氧浓度，减少有机物的消耗,C,此时有氧呼吸强度较低，同时又抑制了无氧呼吸，蔬菜中,的有机物消耗最少,课堂练习,(二),1.在有氧呼吸过程中，CO,2,的产生,和氧气的参与分别发生在（）,A.第一阶段和第二阶段,B.第二阶段和第三阶段,C.第一阶段和第三阶段,D.都在第三阶段。,B,2.苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸,的产物分别是（）,A.乳酸、酒精和二氧化碳,B.都是酒精和二氧化碳,C.都是乳酸,D.酒精和二氧化碳、乳酸,D,3.给某动物呼吸含放射性同位素,18,O的O,2,，则该动物体内首先出现,18,O的物质是(),A.葡萄糖 B.二氧化碳,C.水 D.丙酮酸,C,4.有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是,(),都在线粒体中进行 都需要酶,都需要氧 都产生ATP 都产生丙酮酸,A.B.C.D.,D,5.种在湖边的玉米，长期被水淹,生长不好，其原因是（）,根细胞吸收水分过多,营养缺乏,光合作用的强度不够,细胞有氧呼吸受阻,D,6.种子在浸水和不浸水的条件下,进行呼吸作用的过程中都产生过的中间产物是(),酒精 B.乳酸,C.CO,2,和H,2,O D.丙酮酸,D,C,6,H,12,O,6,(葡萄糖),2C,3,H,4,O,3,(丙酮酸),6CO,2,+6H,2,O+能量,2C,2,H,5,OH+2CO,2,+能量,(酒精),2C,3,H,6,O,3,(乳酸)+能量,氧,酶的不同,有氧呼吸,无氧呼吸,7.根据下图回答问题,(1)图中和所示的过程是,。,(2)图中和所示的过程是,。,(3)丙酮酸之所以会发生或不同的变化，一方面是由于是否有,参与，另一方面是由于,所造成的。,(4)产生对细胞有害作用的物质是图中,过程。,