ATP的主要来源——细胞呼吸 (2).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,*,第,3,节,ATP,的主要来源,细胞呼吸,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”。,燃料的燃烧,物质燃烧也是物质的氧化分解，燃烧和细胞呼吸有何异同呢？,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,燃烧呼吸作用,环境,体外,细胞内,速度,快速,缓慢,特征：,1,、温和条件下逐步进行,2,、需酶的作用,3,、能量分段释放,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。,呼吸：,机体与环境之间,O,2,和,CO,2,交换的过程,。,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。,呼吸和呼吸作用的区别,细胞呼吸,的实质是分解有机物，释放能量。,一、细胞呼吸的方式,探究酵母菌 细胞呼吸的方式,（一）提出问题,（二）做出假设,（三）设计实验,特别关注的问题,1.,怎样控制有氧和无氧条件？,2.,怎样鉴定,CO,2,的产生？,3.,如何鉴定酒精的产生？,实验操作（,P92“,设计实验”中“参考资料”）,通气,（四）实验结果,1.CO,2,的放出情况：,A,、,B,两组都有,CO,2,的产生，但,A,组产生的,CO,2,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。,（四）实验结果所说明的问题,1.A,、,B,组都有,CO,2,的产生说明了,酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生活,2.,从,CO,2,产生的多少及有无酒精产生的情况，,说明了,酵母菌在有氧和无氧的条件下都能进行呼吸作用，但呼吸作用方式不同,所以酵母菌是种兼性厌氧型微生物。,3.,从,A,、,B,组的产物来看，说明了,酵母菌进行,有氧呼吸的产物有,CO,2,（还有水）；无氧呼吸的产物有,CO,2,和酒精,。,注意事项,该实验是比较酵母菌在有氧和无氧条件的呼吸作用，因此该实验是互为,对照实验,。作为对照实验，在实验设计时的注意事项是什么？,控制实验变量。,该实验的变量是有无氧气。根据,“,参考资料,”,中的图可知，图,A,应为有氧条件，图,B,为无氧条件。,科学家通过大量的实验证实,细胞呼吸可分为,有氧呼吸,和,无氧呼吸,两种类型,.,二、有氧呼吸,有氧呼吸的过程图解,葡萄糖的初步分解,C,6,H,12,O,6,酶,2CH,3,COCOOH+4 H+,能量（,2ATP,）,（丙酮酸）（少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO,2,+20 H,+,能量（,2ATP,）,（少量）,场所：线粒体基质,2CH,3,COCOOH,（,丙酮酸）,H,的氧化,酶,12H,2,O,+,能量（,34ATP,）,（大量）,场所：线粒体内膜,24H+6O,2,6H,2,O+,1.,有氧呼吸的过程：,2.,主要场所：,线粒体,3.,能量去向：,一部分以热能形式散失,(,约,60%),；,另一部分转移到,ATP,中,(,约,40%),。,4.,总反应式：,C,6,H,12,O,6,+6,O,2,+6H,2,O,6C,O,2,+12H2,O,+,能量,酶,有氧呼吸过程,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,有氧呼吸三个阶段的比较,（,1,）,C,6,H,12,O,6,酶,2CH,3,COCOOH+4,H,+,能量,（,2,）,2CH,3,COCOOH+6H,2,O,6CO,2,+20,H,+,能量,酶,（,3,）,24,H,+6O,2,12H,2,O+,能量,酶,第一个阶段,第二个阶段,第三个阶段,场所,反应物,生成物,产生能量,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸、,H,少量,线粒体基质,丙酮酸、,H,2,O,CO,2,、,H,少量,线粒体内膜,大量,H,2,O,H,、,O,2,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,_,。,38,40.5%,5.,有氧呼吸的概念：,场所：,A,细胞质基质,b,线粒体基质,c,线粒体内膜,能量去向：,一部分以热能形式散失,另一部分转移到,ATP,中,总反应式：,有氧呼吸,概念：,细胞在,_,的参与下，通过,_,的催化作用，把,_,等有机物,_,，产生,_,和,_,，释放,_,生成,_,的过程。,C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O+,能量,酶,(1709kJ/mol,约60%),(1161kJ/mol,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO,2,H,2,O,能量,彻底氧化分解,许多,ATP,38个ATP,有氧呼吸小结,思考题,1.C,6,H,12,O,6,在细胞内分解到丙酮酸的过程中，下列叙述正确的是：,A,、在线粒体中进行无氧呼吸,B,、需在的氧条件下进行,C,、不产生,CO,2,D,、反应速度不受温度的影响,2.C,6,H,12,O,6,是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。将一只实验小鼠放入含有放射性,18,O,2,气体的容器内，,18,O,2,进入细胞后，最先出现的放射性化合物是：,A,、丙酮酸,B,、乳酸,C,、,CO,2,D,、,H,2,O,C,D,提问：,苹果、香蕉储存久了，会有什么气味发出来？,三、无氧呼吸,葡 萄 糖,丙 酮 酸,H,少量能量,乙醇,脱氢酶,乳酸,脱氢酶,酒精,+CO,2,乳酸,酶,1.,过程,与,有氧,呼吸第一阶段相同,葡萄糖的初步分解,C,6,H,12,O,6,酶,2CH,3,COCOOH+4 H+,能量,（丙酮酸）,（,少量）,场所：细胞质基质,丙酮酸不彻底分解,场所：细胞质基质,C,6,H,12,O,6,酶,2CH,3,COCOOH,（,丙酮酸）,+,能量,酶,2C,3,H,6,O,3,（,乳酸）,A.,乳酸发酵,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）,C,6,H,12,O,6,2CH,3,COCOOH,（,丙酮酸）,+,能量,酶,2C,2,H,5,OH,（,酒精）,+,2CO,2,B.,酒精发酵,例：大多数植物、酵母菌,酶,（,1,）高等植物,(,水稻、苹果等）的无氧呼吸：,C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH,（酒精）,+2CO,2,+,能量,酶,（,2,）高等动物和人的无氧呼吸：,C,6,H,12,O,6,2C,3,H,6,O,3,（乳酸）,+,能量,酶,例外：,马铃薯块茎,和,甜菜块根,无氧呼吸产生乳酸,生物的无氧呼吸总反应式：,(3),微生物的无氧呼吸,家庭酿酒和酸奶的原理：,酿酒是利用,酵母菌,无氧呼吸产生酒精,我们把微生物的无氧呼吸也叫做发酵。,酸奶是利用,乳酸菌,无氧呼吸产生乳酸,2.,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,b.,高等动物和人体在,剧烈运动,时，骨骼肌细胞内就会出现无氧呼吸。肌肉酸胀。,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。,3.,概念,无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。,无氧呼吸是否有害？,酒精和乳酸在细胞中大量积累对细胞有毒害作用，且释放的能量太少，不足维持生命活动的需求。,大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持生命！,生物体或部分组织器官在缺氧条件下，无氧呼吸作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的表现,!,无氧呼吸是否有利？,有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而来的，,由于有氧呼吸比无氧呼吸优越，有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物的,主要呼吸形式,，但还保留着无氧呼吸的能力。,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,有氧呼吸,无氧呼吸,不同点,相同点,场所,条件,产物,能量,变化,联系,实质,细胞质基质、线粒体,细胞质基质,需分子氧、酶,不需分子氧、需酶,CO,2,、,H,2,O,酒精和,CO,2,或乳酸,释放大量能量，合成,38molATP,释放少量能量，合成,2molATP,从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同,分解有机物，释放能量，合成,ATP,影响呼吸作用的外界因素,影响呼吸作用速率的外界因素：,温度、,O,2,、,CO,2,、水分。,1.,温度,：,通过影响酶的活性来影响呼吸速率。,T,呼吸作用,2.O2,的浓度：,在一定范围内，随,O2,浓度的增大，有氧呼吸增强，达到一定浓度以后，由于受线粒体的限制，呼吸作用强度不再增大。,O2,的存在抑制了无氧呼吸的进行。,呼吸作用,O,2,氧浓度对某非绿色植物组织呼吸强度的影响,A,B,C,D,E,氧气浓度,二氧化碳释放量,O,C,D,无氧呼吸,有氧呼吸,F,总结：,当释放的二氧化碳等于吸收的氧气时，只进行有 氧呼吸；,当释放的二氧化碳大于吸收的氧气时，可能只进行无氧呼吸，也可能既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。,阴影部分面积表示：无氧呼吸的强度,3.C,O,2,浓度：,过大会抑制呼吸作用的进行,4.,水,在一定范围内细胞呼吸强度随含水量的增加而加强，随含水量的减少而减弱。,所以，稻谷等种子在贮藏前要晾晒，甚至风干，减少水分，降低呼吸消耗。,增加,CO,2,浓度，降低O,2,浓度有良好的保鲜效果。,三、细胞呼吸原理的应用,控制呼吸作用的反应条件,抑制酶活性，抑制呼吸作用，减弱有机分解速度等,呼吸作用的意义,1,、呼吸作用为生物体的生命活动提供能量。,2,、呼吸过程能为体内其他化合物的合成提供原料。例如，葡萄糖分解时的中间产物丙酮酸是合成氨基酸的原料。,分析细胞呼吸原理的应用,1.,在酿酒业上的应用：,先通气，让酵母菌进行有,氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其,发酵，产生酒精。,2.,在农业生产上：,中耕松土，促进根系的有氧呼,吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收,3.,在医学上：,利用氧气驱蛔、抑制破伤风等厌氧,型细菌的繁殖,4.,在物质的储存时：,控制氧气的浓度，抑制其呼,吸作用，减少有机物的消耗。,1,、,种子在浸水和不浸水的情况下进行细胞呼吸都能产生（）,葡萄糖,B.,丙酮酸,C.,乳酸,D.,酒精,B,提示：,种子在浸水时进行无氧呼吸；,不浸水是进行有氧呼吸。,有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同,巩 固 练 习,2.,与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是,.,分解有机物,.,释放能量,.,需要酶催化,.,有机物分解不彻底,D,3.,种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是,A.,根细胞吸收水分过多,B.,营养缺乏,C.,光合作用强度不够,D.,细胞有氧呼吸受阻,D,