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1、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,18世纪,法国化学家拉瓦锡发现物质燃烧需要氧气,并且把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”。,1、呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点? 2、呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那剧烈吗? 、在无氧条件下,细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗?,都是有机物氧化分解放出能量的过程,都能产生二氧化碳等产物,并且都释放出能量。,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。,能。但是无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少。,呼吸运动与细胞呼吸,生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,
2、生成二氧化碳或其他产物,释放出能量并且生成ATP的过程,叫做细胞呼吸。,一、细胞呼吸的概念,甜酒,淀粉,酵母菌,葡萄糖,酵母菌,细胞呼吸,酒精+CO2+水,酵母菌:一种单细胞的真菌(真核生物),在有氧和无氧条件下都能生存,属于兼性厌氧菌。,二、酵母菌细胞呼吸的方式,单细胞真核生物 生长周期短, 增殖速度快 可以用酵母菌作为实验材料研究,实验原理,设计实验,酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的(有氧?无氧?),进行实验,作出假设,3.设计实验,实验思路?,分析变量,自变量:,因变量:,无关变量:,细胞呼吸的条件,细胞呼吸的产物,有氧,无氧,影响实验结果的可变因素,酒精、CO2,分别给酵母菌提供有
3、氧和无氧的条件,一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳,CO2的检测:,1.通入澄清的石灰水:澄清浑浊 2.溴麝香草酚蓝水溶液:蓝 绿黄,酒精的检测:,橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应: 橙色灰绿色,思考: 有氧和无氧条件下CO2和酒精产生的量的多少如何判断?,材料用具,ml的平底烧瓶(或锥形瓶),玻璃弯管,带孔的橡胶塞,天平, 量筒,烧杯,试管,气泵、漏斗、 滤纸、玻璃棒、铁架台等,酵母粉,石灰水,氢氧化钠液,3的葡萄糖溶液,重铬酸钾溶液(用于检测酒精),1、NaOH的作用是什么?,2、酵母菌进行什么呼吸?,3、澄清的石灰水有什么作用?,4、如何说明CO2产生的多少?,5、如何控制
4、无氧的条件?,6、怎样检测酒精的产生?,(五)、实验步骤,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 、 环境下培养8-10小时。 3、检测CO2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0.5ml重酪酸钾-浓硫酸溶液,轻轻震荡、 混匀.,(六)、观测、记录,4.进行试验,实验现象:,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰绿色,5.分析结果得出结论,酵母菌,有氧条件下产生大量CO2,无氧条件下产生酒精和少量CO2,呼吸作用的类型,有氧呼吸,无氧呼吸,实验开始:A装
5、置(35C),实验开始:B装置(35C),初 始,相同时间后,有氧装置,无氧装置,溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2的变色过程,A装置,蓝, 绿, 黄,用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精,溶有重铬酸钾的浓硫酸,+有氧装置的酵母菌滤液,+无氧装置的酵母菌滤液,灰绿色,不变灰绿色,探究:如何改进装置可以知道不是空气中的二氧化碳在起作用呢?,再探究,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,你如何驳斥这种错误观点?,葡萄糖 水溶液,葡萄糖 水溶液,适宜的温度条件下,在下列装置中都加入活酵母, 其中适于产生酒精的装置是( ),A,B,C,D,加入葡萄糖和水,加入葡萄糖,加入
6、水,加入葡萄糖和水 并不断搅拌,A,(1)A瓶加入的试剂是_,目的是 _,NaOH,使进入B瓶的空气先经过NaOH处理,排除空气中CO2对实验结果的干扰,(2)C瓶和E瓶加入的试剂是_,其作用是_,澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液),检测CO2的产生,(3)图中装置有无错误之处?请指出。,(4)D瓶应封口一段时间后,再连通E瓶,其原因是,(4)D瓶应封口一段时间后,再连通E瓶,其原因是,D瓶应封口放置一段时间后,酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶,就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的,线粒体的结构示意图,外膜,内膜,基质,嵴,三、有氧呼吸,1、
7、场所:,主要在线粒体,2、有氧呼吸最常利用的物质,-葡萄糖(C6H12O6),实验,首先把葡萄糖分解的场所是细胞质基质,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,有氧呼吸的三个阶段,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,2CH3COCOOH +4 H +能量(少量) (丙酮酸),场所:细胞质基质,丙酮酸彻底分解,酶,6CO2 +20 H +能量(少量),场所:线粒体基质,2CH3COCOOH,(丙酮酸),H的氧化,酶,12H2O +能量(大量),场所:线粒体内膜,24H + 6O2,+6H2O,H2O H H2O,O2 H2O,C6H12O6 丙酮酸CO2,C、H、O的来龙去脉
8、:,已知:1mol葡萄糖在体外燃烧可以产生2870 kJ能量,而经过细胞有氧呼吸则可以使1161 kJ能量储存在ATP中;ADP转化为ATP需要吸收30.54 kJ能量。试计算: 1.有氧呼吸的能量转换效率是多少? 2.1分子葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少分子ATP ? 3.细胞呼吸过程中,转变为热能的能量是一种浪费吗?,热能,葡萄糖,CO2+H2O,能量,ADPPi,ATP,用于各项生命活动,2870kJ,约40,(体温的来源),1mol葡萄糖彻底氧化分解,共释放2870kJ/mol的能量,其中一部分以热能形式散失(约60%); 另一部分转移到ATP中(1161kJ/mol,约40%)储
9、存,约形成38个ATP。,主要场所:,线粒体,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。,(1709kJ/mol,约60%),(1161kJ/mol,约40%),氧,多种酶,葡萄糖,CO2,H2O,能量,彻底氧化分解,许多ATP,38个ATP,有氧呼吸三个阶段的比较,细胞质基质,主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸,H2O,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,对比,四、无氧呼吸,葡萄糖的初步分解,C6H12O6,酶,+ 4H + 能量,场所:细胞质基质,1、,
10、与有氧呼吸第一阶段相同,(少量),2C3H4O3,(丙酮酸),酶,+ 2CO2+能量,2C3H4O3,(1) 酒精发酵,(少量),2C2H5OH,(酒精),例:大多数植物、酵母菌,细胞质基质,丙酮酸不彻底分解,2、,(1)乳酸发酵,细胞质基质,2C3H4O3,酶,2C3H6O3,(乳酸),+ 能量,(少量),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、玉米胚乳等),(丙酮酸),(丙酮酸),3、无氧呼吸总反应式:,C6H12O6,酶,2C3H6O3少量能量,2C2H5OH2CO2少量能量,C6H12O6,酶,5、无氧呼吸的主要场所:,4、能量去向:,1mol葡萄糖分解成乳酸,
11、共释放196.65kJ/mol,其中一部分以热能形式散失(约69%); 另一部分转移到ATP中(61.08kJ/mol,约31%)储存,形成2个ATP。,细胞质基质,:细胞在无氧的条件下,通过酶的催化作用,把糖类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。,6、无氧呼吸的定义,有氧呼吸和无氧呼吸 有那些主要区别?,三、有氧呼吸与无氧呼吸 的关系,先细胞质基质 后线粒体,始终在细胞质 基质中,需要,不需要,CO2+ H2O,酒精、二氧 化碳或乳酸,1161KJ,61.08KJ,从葡萄糖到2分子丙酮酸这一步骤相同, 都是在细胞质基质中进行,五、影响呼吸作用的因素及在农业上的应用,1、
12、温度:主要是影响酶的活性,应用:蔬菜和水果储存应降温;大棚栽培植物有昼夜温差,2 氧气:直接影响呼吸速率和呼吸性质。氧气的存在对无氧呼吸有抑制作用,应用:蔬菜和水果储存;氧浓度控制在呼吸作用最低点。施肥后,中耕松土,提高肥效,4 水:在一定范围内含水越多,呼吸作用越强,3 二氧化碳:使呼吸酶活性下降; 在CO2浓度上升到110%以上时呼吸作用明显被抑制,应用:北方地窖,蔬菜保鲜,保鲜袋中自体保鲜,应用:种子储存应晒干,降低呼吸作用,细胞呼吸原理的应用,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
13、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。,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CO2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?,你能找出图中的错误吗?,+ 有机物,+ 水,呼吸作用(本质),呼吸现象和呼吸作用,呼吸(现象),气体运输,+,