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高中生物:5.3《ATP的主要来源-细胞呼吸》课件(新人教必修1)


温故知新
生物体生命活动的主 要能源物质是什么?
生物体新陈代谢所需能 量的直接来源是什么?

葡萄糖 /糖类
ATP

那么:葡萄糖中储存的能量如何转化为生命 活动所需要的直接能量ATP的呢?

第三节
ATP的主要来源—细胞呼吸

细胞呼吸

细胞呼吸的概念是? 细胞呼吸的分类是? 细胞呼吸的过程是?

细胞呼吸
有机物在活细胞内氧化分解为二 概念: 氧化碳和水或分解为一些不彻底 的氧化产物,并且伴随着能量释 放并生成ATP的过程。

实质和特征?

细胞呼吸
有机物在活细胞内氧化分解为二氧化 概念:
碳和水或分解为一些不彻底的氧化产 物,并且伴随着能量释放的过程。

实质: 生物氧化 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

探究
酵母菌细胞呼吸的方式

酵 母 菌: 单 细 胞 真 菌

探究实验

探究过程的一般步骤
得出结论
进行实验 设计实验 作出假设 提出问题

交流分析

突出问题,作出假设
?

提出问题:酵母菌使葡萄糖发酵产生 酒精是在有氧还是无氧条件下;酵母 菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产 物是什么 作出假设:针对上述问题,根据已 有的知识和生活经验(如酵母菌可用 于酿酒、发面等)作出合理的假设

珠江啤酒厂

实验材料
500ml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)

实验原理

原理: CO2的检测:澄清石灰水的浑浊情况检测多少或 检测溴麝香草酚蓝由蓝色变成黄色 酒精的检测:重铬酸钾与酒精反应,由原有的橙色 变为灰绿色

实验步骤
?

设计实验并进行实验 (1)配制酵母菌培养液:20 g新鲜食用 酵母菌+240 mL质量分数为5%的葡 萄糖溶液。

实验步骤
?(2)检测CO2的产生,装置如图所示

实验步骤
?

(3)检测酒精的产生 自A、B中各取2 mL酵母培养液 滤液注入已编号1、2的两支试管 中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重 铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观 察溶液中颜色变化。

实验结果及分析
有氧、无氧条件下产生二氧化碳量的比较

无氧条件

有氧条件

实验结果及分析

酒 精 有氧条件 的 无氧条件 对 比

分析:在有氧条件下, 酵母菌产生大量的二 氧化碳和水,在无氧 条件下,酵母菌产生 酒精和少量的二氧化 碳

呼吸作用的类型

有氧呼吸 细胞呼吸 无氧呼吸

有氧呼吸

嵴使内膜的表面积加大 内膜和基质上附着有大量的酶

有氧呼吸的过程

自主构建

有氧呼吸的场所是什么?
有氧呼吸分为哪几个阶段? 各个阶段发生了什么化学反应? 每个阶段的反应物和产物是?

每个阶段都释放能量吗?各阶段释放 能量的量有何不同?

有氧呼吸

1、有氧呼吸的过程
细胞质基质 6O2 ③
大量能量


4[H]

C6H12O6 ① 酶
2丙酮酸

少量能量


20[ H]

6H2O

少量能量

12H2O

6CO2

线粒体

有氧呼吸
1

2 3

有氧呼吸

(一)有氧呼吸

2、概念
细胞在氧气的参与下,通过酶 的催化作用,把糖类等有机物 彻底氧化分解,产生二氧化碳 和水,同时释放大量能量的过 程。

有氧呼吸

3、有氧呼吸的总反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2 酶

6CO2+12H2O+

能量

1mol葡萄糖释放2870KJ,有1161KJ转移至ATP
有氧呼吸的能量转换效率大约是多少?这些能

量大约能使多少个ADP转化为ATP? 38mol ATP

有氧呼吸

1、有氧呼吸的过程
细胞质基质 6O2 ③
大量能量


4[H]

C6H12O6 ① 酶
2丙酮酸

少量能量


20[ H]

6H2O

少量能量

12H2O

6CO2

线粒体

*O酶 C6H12O6+6H2O+6 2

6CO2+ 12H2*O +能量

C、H、O的来龙去脉:
?C: C6H12O6 →丙酮酸→CO2
C6H12O6

丙酮酸→[H] →H2O
[H] →H2O

?H:

a

H2O →[H] →H2O O2 →H2O

?O: H O → CO 2 2

C6H12O6 →丙酮酸→CO2

例1.下图是有氧呼吸的过程图解,请依图回答:
(1)写出长方框内1、2、3所依 酶 次代表的物质名称:丙酮酸 、 _____、 CO2 。 H2O (2)依次填出椭圆框内4、5、6 所代表的能量的多少 少 、 [H] [H] ____、 大量。 少 (3)有氧呼吸的主要场所是 O2 线粒体 ______,进入该场所的呼吸 丙酮酸 底物是_____。 酶 18O的葡萄糖跟踪有氧 6 (4)用含 呼吸过程中的氧原子,18O转 2 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 移的途径是_______________
C6H12O 6 4 1 酶

5

3

刘翔在 训练时 常会在 第二天 早上肌 肉发酸, 为什么?

自主构建 无氧呼吸的场所是什么?
无氧呼吸分为哪几个阶段? 各阶段发生了什么样的反应? 每个阶段都释放能量吗?各阶段释放 能量是大量还是少量? 无氧呼吸产生的产物有哪些?

无氧呼吸
① 葡萄糖的初步分解

场所:细胞质基质

C6H12O6



2丙酮酸+4[H] +能量(少量)

② 丙酮酸不彻底分解 场所:细胞质基质 A.乳酸发酵 酶 2C3H6O3(乳酸) 2丙酮酸+4[H] B.酒精发酵 酶

2丙酮酸+4[H]

2C2H5OH(酒精) +2CO2

无氧呼吸
总反应式: C6H12O6酶 2C3H6O3(乳酸) + 能量
例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官 (马铃薯块茎、甜菜块根等)

C6H12O6



2C2H5OH(酒精)+ 2CO2+能量

例:大多数植物、酵母菌

无氧呼吸
概念:

指细胞在无氧条件下,通过 酶的催化作用,把葡萄糖等有 机物分解成为不彻底的氧化产 物,同时释放少量能量的过程。

有氧呼吸和无氧呼吸的比较
类型 项目

有氧呼吸

无氧呼吸

场所 条 件

细胞质基质、线 细胞质基质 粒体(主要) 需氧、酶等 二氧化碳和 水 较多 不需氧、需酶 酒精和二氧 化碳或乳酸

区 别

产 物
释 能 联 系

较少 ①两者第一阶段相同 ②都分解有机物、释放能量

细胞呼吸的意义

1.为生命活动提供能量 2.为体内其他化合物的合成提供原 料

P
AT P AD P

能量

P

肌 肉 收 缩

生 物 合 成

主 动 运 输

神 经 传 导

体 温 调 节 等

能量的转移和利用

影响细胞呼吸的因素

1、温度:植物最适40-50℃ 应用:贮存水果时,适当降低温度能延 长保存时间在农业上,夜晚适当降低温 度,可以减少呼吸作用对有机物的消耗
呼吸 速率

温度

影响细胞呼吸的因素 2、氧气 一定范围内,有氧呼吸随氧气浓度升高而增 大,无氧呼吸则受到抑制。
呼吸作用的 /CO2释 强度

放量

A B

C

O2浓度

右图表示大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影 试据图回答: (1)A点表示植物组织释放CO2较多,这些CO2是 无氧呼吸 的产物。 (2)由A到B,CO2的释放量急剧减少,其原因是 氧气增加,无氧呼吸受抑制,有氧呼吸很微弱 (3)由B到C,CO2的释放量又不断 增加,其主要原因是 A 氧气充足时,有氧呼吸加强,释放CO2量增多 (4)为了有利于贮藏蔬菜或水果, 贮藏室内的氧气应调节到图中的 哪一点所对应的浓度? 采取这一措施的理由是_________ ______________。 B点。因为这时有氧呼吸很微弱,无氧呼吸 又受到抑制,糖类等有机物分解得最慢。

影响细胞呼吸的因素
3、水 细胞含水量高,代谢增强。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 4、CO2 增加二氧化碳的浓度对细胞呼吸有明显 的抑制作用

细胞呼吸原理的应用

如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精 发酵时,分解葡萄糖产生等量的 CO2 ,那么这两种呼吸作用所消耗 葡萄糖的摩尔数之比是 A、1:2 B、1:3 C、1:4

D、1:6

现有一瓶掺有酵母菌的培养液,吸 进氧气的体积与放出二氧化碳的体 积之比是3:5,这是因为() A 有1/2的酵母菌进行有氧呼吸
B 有2/3的酵母菌进行有氧呼吸 C 有1/3的酵母菌进行有氧呼吸

D 有1/4的酵母菌进行有氧呼吸

种子在浸水和不浸水的情况下进行细 胞呼吸都能产生( B )

A.葡萄糖
C.乳酸

B.丙酮酸
D.酒精
不浸水是进行有氧呼吸。

提示:种子在浸水时进行无氧呼吸;

有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段相同

3、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

4、酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸,在无氧条件下 进行无氧呼吸。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、沉淀物和未曾离心的均浆分别 放入甲、乙、丙3个试管中(1)向3个试管中分别加入等 量的葡萄糖,各试管的最终产物是:甲 丙酮酸 乙 丙 葡萄糖 CO2和H2O (2)向3个试管中分别加入等量的丙酮酸,各试管的最 终产物 是:甲 乙 丙 CO2和H2O 丙酮酸 CO2和H2O (3)在隔绝空气的情况下,重复实验(1),各试管的 最终产物 是:甲 乙 丙 酒精和CO2 葡萄糖 酒精和CO2

思考 下列转变需经哪些生理过程才能实现?
光能 ① 光合作用 糖类等有机物中稳定的化学能 ② 细胞呼吸 ATP中活跃的化学能 ③ ATP水解 直接用于各种生命活动

五、光合作用与呼吸作用的区别和联系
光合作用 呼吸作用
一切活细胞 细胞质基质、 线粒体 适宜的温度、 酶、氧气 有机物分解 为无机物

发生部位

含叶绿体的 细胞
叶绿体

反应场所 条件 物质变化

光、温度、 酶、色素
无机物合成 有机物

能量变化

将光能转变 成化学能储 存在所合成 的有机物中

将储存在有机物 中的化学能释放 出来,一部分转 移给ATP,一部分 以热能形式散失

实质

把无机物合成 分解有机物, 有机物,储存 释放能量 能量

扩展:在一封闭的玻璃容器中,用18O标记 的水培养植物,通过光合作用和呼吸作用, 此水中的氧在容器中的循环途径是( B )
A. 水 O2 CO2;

B. 水
C. 水

O2
葡萄糖

水;
CO2;

D. 水

葡萄糖

水。


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