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1、生命活动需要能量,第3节 ATP的主要来源 细胞呼吸,教学目标： 1说出线粒体的结构和功能。 2说出有氧呼吸与无氧呼吸的异同点。 3说出细胞呼吸原理，在生产和生活中有哪些应用? 4. 进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。,一、细胞呼吸的概念,生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物在活细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量，生成ATP的总过程，叫做细胞呼吸。 （又叫生物氧化）,拉瓦锡(ALLavoisier)的研究,体外：,物质,热能,+ O2,燃烧,有机物,能量,+ O2,分解,体内：,CO2 +H2O+,细胞呼吸,问题探论： I呼吸作用与物质的燃烧有什么异同点?,不同点：
2、物质的体外燃烧高温、反应剧烈、能量迅速全部释放。物质的体内分解 ？,相同点：都能分解物质，释放能量。,无机物+,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,3.在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放 能量吗？,4. 呼吸作用和呼吸有什么不同？,细胞呼吸 VS 呼吸,细胞内,+ 糖 类,+ 水,能 量,O2,O2,肺通气 （呼吸的现象）,血液循环,呼吸器官,CO2,气体运输,+,CO2,细胞呼吸 （呼吸的本质）,细胞呼吸一定需要氧气吗？,（一）探究酵母菌呼吸的方式
3、,酵母菌是一种单细胞真菌，属真核生物。在有氧气和无氧气的条件下都能生存，属于 兼性厌氧型生物。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，可以确定酵母菌细胞呼吸的方式。,二、细胞呼吸的方式,实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式,实验材料,酵母菌：,酵母菌是异养兼性厌氧型生物，培养时必须提供有机物。,课本P91,酵母菌培养液,配制成, 葡萄糖溶液,单细胞真菌属真核生物,酵母菌,实验原理,酵母菌通过细胞呼吸可产生酒精。,酵母菌通过细胞呼吸可产生二氧化碳。,澄清石灰水和或溴麝香草酚蓝水溶液可用于检测CO2。,重铬酸钾在酸性条件下，可用于检测酒精。,实验假设：,提出问题：,实验方案设计：,酵母菌在
4、什么条件下使葡萄糖发酵产生酒精?,酵母菌在不同条件下产生的CO2是否一样多?,酵母菌在无氧条件下使葡萄糖发酵产生酒精,酵母菌在有氧条件下产生的CO2比无氧条件多,探究实验步骤：,实验方案设计：,控制有氧和无氧的条件,是否有酒精产生的?,是否有CO2产生？,比较CO2多少的方法,保证酵母菌在整个实验过程中正常生活的方法,通气或密封瓶口放置一段时间,酸性条件下酒精与重铬酸钾溶液进行反应,通入石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液颜色变化时间,葡萄糖溶液培养、适宜的温度、pH、空气,自变量,因变量,无关变量,第一步：配制酵母菌培养液。,第二步：用A、B两个锥形瓶装入配制好的等
5、量酵母菌培养液。,第三步：按图装置连接。,进行实验：,实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式,实验现象：,实验结论：,有氧装置中，第三个锥形瓶：,石灰水混浊程度高,溴麝香草酚蓝变色时间短,无氧装置中，第二个锥形瓶：,酵母菌滤液：,加入重铬酸钾，颜色仍为橙色,石灰水混浊程度低,溴麝香草酚蓝变色时间长,酵母菌滤液：,加入重铬酸钾，颜色变为灰绿色,在无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2,酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。,在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2,有氧呼吸是细胞在有氧的条件下，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AT
6、P的过程。,（二）、细胞呼吸的方式：有氧呼吸、无氧呼吸,（2）有氧呼吸全过程：,（3）反应式：,（4）、概念：,（1）主要场所：,线粒体,1、有氧呼吸,2、无氧呼吸,（1）过程：,（3）反应式：,（4）概念：,细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物分解成尚未彻底氧化的产物，同时释放出少量能量，生成少量ATP的过程。,1.苹果储存久了，会有什么气味散发出来？,2.剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌会产生什么感觉？,？,（2）场所：,细胞质基质,3、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,需氧
7、气、多种酶,不需氧气、需多种酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量能量，合成38ATP,释放少量能量，合成 2ATP,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,1、为生物体的生命活动提供能量。,2、为体内其他化合物的合成提供原料。,三、细胞呼吸的意义与应用,意 义,应 用,阅读“教材” P95讨论并回答,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 4.运动与损伤护理,应 用,拓展:通过本节学习，你能否总结出哪些条件会影响细胞呼吸的速率？,四、影响呼吸作用的
8、因素及应用,1、温度（影响呼吸酶的活性） 2、水（在一定的范围内，含水量越多，代谢越旺盛，细胞呼吸越强） 3、氧气（O2直接影响呼吸速率和呼吸的性质。） 4、二氧化碳含量（CO2是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用。）,1.（1）标号至 是,丙酮酸, H, H,O2,H2O,CO2,+H2O,三个阶段中不同化学 反应所需的酶,（2）.图中的英文字母 A、B、C表示：,巩固练习,2、人体内代谢终产物CO2形成的主要场所是（ ）。,A、血浆内 B、线粒体 C、肺泡 D、细胞质基质,B,3、蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为（ ） A低温、干燥、低氧 B低温、湿度适中、低氧 C高温、干燥、高
9、氧 D高温、湿度适中、高氧,A,4、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表 A、 O2、CO2、乳酸 B、乳酸、CO2、O2 C、 CO2、O2、乳酸 D、 CO2、乳酸、O2,5.右图是种子萌发成幼苗时糖类含量的变化，请据图回答： （l）导致AB段淀粉下降的原因是,_。 （2）葡萄糖在D点之前含量增加，葡萄糖的来 源是_。 （3）在B点后淀粉含量开始增加，其原因是 _。,萌发时呼吸旺盛， 淀粉分解，为萌发提供物质和能量,淀粉的水解,幼苗开始进行光合作用产物为淀粉,6.如图所示的曲线，表示的是一个贮藏白菜的地窖，随着氧气的
10、消耗，二氧化碳浓度变化的情况。请回答：,(1)AB段O2的消耗量很大，CO2浓度上升也很快，白菜在进行_呼吸。 (2)CD段O2浓度接近于0，而CO2浓度仍在上升，白菜在进行_呼吸。,(3)BC段O2浓度已很低， CO2浓度几乎不上升， 原因是_。 。 (4)为了有益较长时间地贮 藏大白菜，应把地窖里的O2 浓度控制在_段 范围内。,有氧,无氧,有氧呼吸进行得很慢,而无氧呼吸尚被氧气所抑制,将酵母菌细胞进行研磨，得到细胞研磨液匀浆。将其中一部分匀浆进行离心，得到上清液（细胞质基质）和沉淀，从沉淀中分离出线粒体，再分别进行下列试验：,探究性分析：,注：上清液 （细胞质基质）,根据上述材料，你认为
11、有氧呼吸的场所在何处？,注：上清液 （细胞质基质）,分析上述材料，找出分解葡萄糖的场所以及其分解产物？,分析上述材料，找出第一阶段产物继续反应的的场所、利用的物质以及其部分分解产物？,如在A瓶插一根温度计，发现在前面的实验过程中，如果发生了相应的化学变化，温度计的温度都会有一定程度的上升。,分析上述材料，温度计温度上升的可能原因是什么？,通过有氧呼吸，1mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放出2870KJ的能量，其中1161KJ储存ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。,有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？ 它与有机物的体外燃烧有什么不同的特点？,变混浊快,无变化,变混浊慢,出现灰
12、绿色,（通入空气）,无氧,酒精会使酸化的的重铬酸钾（橙色）变成灰绿色,有氧呼吸装置：,无氧呼吸装置：,10NaOH溶液,吸收通入空气中的CO2（避免影响产生的CO2含量的结果）,葡萄糖溶液酵母菌 （培养酵母菌）,澄清的石灰水,根据混浊程度进行比较CO2的产生量,橡皮球、气泵（保持通入空气）,葡萄糖溶液酵母菌,封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接。（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）,或者 溴麝香草酚蓝水溶液,根据溶液颜色的变化时间长短比较,澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液,根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量,（灰绿色）,（橙色）,实验开始： A装置（35C),实验开始：
13、 B装置（35C),实验进行3小时,A装置（35C) B装置（35C),实验进行3小时,A装置（35C) B装置（35C),溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2的变色过程,A装置,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,+ A装置的酵母菌滤液,+ B装置的酵母菌滤液,灰绿色,不变灰绿色,线粒体的结构示意图,外膜,内膜,基质,嵴,丙酮酸, H ,H2O,O2,O2,CO2, H ,O2,H2O,细胞质基质,酶,O2,线 粒 体,酶, H ,酶,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,葡萄糖,丙酮酸和H,少量,否,有氧呼吸的三个阶段,丙酮酸和水,CO2和H,少量,否,H和 O2,H2O,大量,是,
14、特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。,请计算有氧呼吸的能量转换效率：,1mol的葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ,40.5,1709kJ以热量散失,59.5,能使多少个ADP转化为ATP？,38mol,丙酮酸, H ,O2,酒精,C2H5OH,酶1,C3H6O3,乳酸,酶2,CO2,酶,细胞质基质,细胞质基质,细胞质基质,葡萄糖,丙酮酸和H,少量,否,无氧呼吸的两个阶段,丙酮酸,酒精+CO2,无,否,特点：反应条件温和，分步反应，逐步放能。,请计算无氧呼吸的能量转换效率：,1mol葡萄糖不彻底氧化分解生成乳酸，共释放196.65kJ,31.1,135.57kJ以热量散失,68.9,能
15、使多少个ADP转化为ATP？,2mol,无氧呼吸总反应式,C6H12O6,酶,2 C3H6O3(乳酸),+ 少量能量,C6H12O6,2 C2H5OH(酒精),+ 2CO2 + 少量能量,酶,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）,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？,发酵,微生物的无氧呼吸,（酒精发酵、乳酸发酵）,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。,细胞呼吸原理的应用,细胞呼吸原理的应用,缺氧的情况下，植物组织进行无氧呼吸，产生酒精，不利其生长。,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，要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。 粮食储存：低温、低氧、干燥 水果蔬菜保鲜：低温、低氧、中等湿度,细胞呼吸原理的应用,细胞呼吸原理的应用,有氧运动是指人体细胞充分获得氧的情况下所进行的体育锻炼。人体细胞通过有氧呼吸可以获得较多的能量。,无氧运动中，肌细胞因氧不足，要靠乳酸发酵来获取能量，会引起人有肌肉酸胀乏力的感觉。,细胞呼吸原理的应用,缺氧的情况下，厌氧病菌大量繁
