高中生物 4.3 細(xì)胞呼吸課件 蘇教版必修1.ppt

,細(xì)胞呼吸,-ATP的主要來源,呼吸：機(jī)體與環(huán)境之間O2和CO2交換的過程。,呼吸作用：也稱為細(xì)胞呼吸。,對比,呼吸(現(xiàn)象)和呼吸作用的區(qū)別,細(xì)胞呼吸是如何將O2變成CO2？實(shí)質(zhì)是什么？,人的呼吸過程包括三個(gè)互相聯(lián)系的環(huán)節(jié)：外呼吸，包括肺通氣和肺換氣；氣體在血液中的運(yùn)輸；內(nèi)呼吸，指組織細(xì)胞與血液間的氣體交換。,拉瓦錫等在研究人的呼吸作用,18世紀(jì)，法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)物質(zhì)燃燒需要氧氣，并且把把呼吸作用比作碳和氫的“緩慢燃燒過程”。,后來人們發(fā)現(xiàn)，呼吸作用的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)有機(jī)物的氧化分解，并且釋放能量。,1.呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么共同點(diǎn)？,都是物質(zhì)的氧化的過程；都能產(chǎn)生CO2等產(chǎn)物，并且都釋放出能量。,2.呼吸作用與物質(zhì)的燃燒有什么不同點(diǎn)？,問題探討,能。但是，無氧呼吸比有氧呼吸釋放的能量要少許多。,3.在無氧條件下，細(xì)胞還能夠通過呼吸作用釋放能量嗎？,呼吸作用（內(nèi)呼吸）,高等動(dòng)物的呼吸現(xiàn)象和呼吸作用,呼吸（外呼吸）,氣體運(yùn)輸,對比,若用溫水把買來的鮮酵母化開，用它發(fā)一塊面團(tuán)，幾個(gè)小時(shí)后，面團(tuán)就會(huì)漸漸膨大。用手摳開里面，你會(huì)發(fā)現(xiàn)面團(tuán)里面變成蜂窩一樣，有許多空隙，并且你能聞到酒味和酵母菌產(chǎn)生的一種特殊香味。,我們喝的啤酒白酒、醫(yī)院里的酒精、化妝品中的甘油，都是用酵母菌生產(chǎn)的。,小資料,酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌。,加入酵母菌和面做成的饅頭、面包松軟多孔，是因?yàn)榘l(fā)酵產(chǎn)生氣體所致，同時(shí)聞到酒味，是由于產(chǎn)生了酒精。這都是細(xì)胞呼吸作用的結(jié)果。那么，產(chǎn)生的氣體是什么呢？氣體和酒精在什么情況下產(chǎn)生的呢？,提出問題,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,作出假設(shè),假設(shè)：酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸。在有氧條件下產(chǎn)生酒精，無氧條件下產(chǎn)生二氧化碳。,如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)組呢？,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,怎樣鑒定有無酒精產(chǎn)生？,這一原理是否可以用來檢測汽車司機(jī)是否喝了酒？,橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色,具體做法：讓司機(jī)呼出的氣體直接接觸到用硫酸處理過的重鉻酸鉀，如果呼出的氣體中含有酒精，重鉻酸鉀會(huì)變成灰綠色的硫酸鉻,怎樣鑒定有無二氧化碳產(chǎn)生？,二氧化碳可使澄清的石灰水變混濁也可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃,配制培養(yǎng)液,控制有氧、無氧環(huán)境,自變量、因變量、無關(guān)變量,設(shè)置對比實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),科學(xué)檢測因變量,限制好無關(guān)變量,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,步驟一：配制酵母菌培養(yǎng)液,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,A組,B組,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,步驟二：A實(shí)驗(yàn)組(有氧情況),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,連接好如圖實(shí)驗(yàn)裝置，并連通橡皮球（或氣泵），讓空氣間歇性地依次通過3個(gè)錐形瓶（約50min）。然后將實(shí)驗(yàn)裝置放到2535的環(huán)境中培養(yǎng)810h。,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,步驟二：B實(shí)驗(yàn)組(無氧情況),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,先將B瓶封口放置一段時(shí)間，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，如圖所示。然后將實(shí)驗(yàn)裝置放到2535的環(huán)境中培養(yǎng)810h。,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,步驟三：鑒定是否有酒精產(chǎn)生,A組,B組,橙色,橙色,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,兩支試管分別注入2ml酵母菌培養(yǎng)液的濾液,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,變混濁快,始終橙色,變混濁慢,出現(xiàn)灰綠色,探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,酵母菌在有氧和無氧條件下均能進(jìn)行細(xì)胞呼吸，均能產(chǎn)生二氧化碳。在有氧的條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生大量的二氧化碳。在無氧的條件下，酵母菌通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量的二氧化碳。,得出結(jié)論分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,酒精和CO2是酵母菌在什么條件產(chǎn)生的（有氧？無氧？）,分析結(jié)果、得出結(jié)論,科學(xué)家通過大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，細(xì)胞呼吸可以分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種類型。,一、有氧呼吸,對于絕大多數(shù)生物來說，有氧呼吸是細(xì)胞呼吸的主要形式，這一過程必須有氧的參與。有氧呼吸的主要場所是_。,線粒體,細(xì)胞有氧呼吸的過程,第一階段：糖酵解階段,反應(yīng)場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),特點(diǎn)：不需要氧的參與，只釋放少量能量(2ATP)，生成少量H,第二階段：丙酮酸分解,6CO2+20H+2ATP,酶,2C3H4O3+6H2O,反應(yīng)場所：線粒體基質(zhì),特點(diǎn)：不需要氧的參與，但需要水參與生成二氧化碳和H,并釋放少量能量(2ATP)。,第三階段：水的生成,24H+6O2,12H2O+34ATP,酶,反應(yīng)場所：線粒體內(nèi)膜,特點(diǎn)：反應(yīng)消耗氧氣生成水并釋放大量能量(34ATP),總結(jié),有氧呼吸：細(xì)胞在氧氣的參與下，通過酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物徹底氧化分解，產(chǎn)生二氧化碳和水，同時(shí)釋放大量能量的過程。,有氧呼吸三個(gè)階段的比較,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),主要是葡萄糖,丙酮酸H,少量,丙酮酸水,CO2、H,少量,H、O2,H2O,大量,主要場所：,線粒體,總反應(yīng)式：,有氧呼吸概念：,細(xì)胞在_的參與下，通過_的催化作用，把_等有機(jī)物_，產(chǎn)生_和_，釋放_(tái),生成_的過程。,氧,多種酶,葡萄糖,CO2,H2O,大量能量,徹底氧化分解,大量ATP,38molATP,能量去向：,一部分以熱能形式散失另一部分轉(zhuǎn)移到ATP中,(1709kJ/mol,約60%),(1161kJ/mol,約40%),總共產(chǎn)生2870kJ/mol,無氧呼吸：一般是指細(xì)胞在缺氧的條件下，通過酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解為不徹底氧化的產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過程。,葡萄糖C6H12O6,過程：,二、無氧呼吸,場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),（2molATP）,場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),C6H12O6,酶,2C3H4O3（丙酮酸）,酶,2C3H6O3（乳酸）,+少量能量,A.乳酸發(fā)酵,例：高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚、骨骼肌供氧不足,無氧呼吸產(chǎn)生乳酸等）,C6H12O6,2C3H4O3（丙酮酸）,酶,2C2H5OH（酒精）,+2CO2,B.酒精發(fā)酵,例：大多數(shù)植物、酵母菌,蘋果儲(chǔ)藏過久,植物水淹,酶,+少量能量,問:同樣是分解葡萄糖，為何無氧呼吸只能釋放少量能量？,發(fā)酵,微生物的無氧呼吸,（酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等）,無氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸等不徹底氧化產(chǎn)物當(dāng)中。,三、有氧呼吸與無氧呼吸的比較,有氧呼吸,無氧呼吸,不同點(diǎn),相同點(diǎn),場所,條件,產(chǎn)物,能量變化,聯(lián)系,實(shí)質(zhì),細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),需氧、酶,不需氧、需酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,釋放大量能量，合成38ATP,釋放少量能量，合成2ATP,從葡萄糖分解為丙酮酸階段相同，以后階段不同,分解有機(jī)物，釋放能量，合成ATP,1、呼吸作用能為生物體的生命活動(dòng)提供能量。,四、呼吸作用的意義：,2、呼吸作用能為體內(nèi)其他化合物的合成提供原料。例如：丙酮酸是合成氨基酸的原料。,1、與有氧呼吸相比，無氧呼吸最主要的特點(diǎn)是、分解有機(jī)物、釋放能量、需要酶催化、有機(jī)物分解不徹底,D,2、種在湖邊的玉米，長期被水淹，生長不好，其原因是A、根細(xì)胞吸收水分過多B、營養(yǎng)缺乏C、光合作用強(qiáng)度不夠D、細(xì)胞有氧呼吸受阻,D,課堂練習(xí),3、同樣消耗mol的葡萄糖，有氧呼吸轉(zhuǎn)化為ATP的能量是無氧呼吸能量轉(zhuǎn)化為ATP的（）倍、20倍、19倍、倍多、12.7個(gè)百分點(diǎn),B,五、影響細(xì)胞呼吸的因素,1、溫度：主要影響呼吸酶的活性。,儲(chǔ)藏蔬菜水果時(shí)，適當(dāng)降低溫度，可降低與細(xì)胞呼吸有關(guān)酶的活性，減少呼吸消耗，從而延長保存時(shí)間。,2、O2：,在儲(chǔ)存蔬菜水果時(shí)，應(yīng)保持適宜的氧氣濃度。,A點(diǎn)：,A點(diǎn)到B點(diǎn)：,B點(diǎn)到C點(diǎn)：,釋放較多CO2-無氧氣，只進(jìn)行無氧呼吸,CO2釋放急劇減少-氧氣增多，無氧呼吸受抑制，有氧呼吸還很弱,CO2釋放量不斷上升-氧氣增多，促進(jìn)有氧呼吸,抑制無氧呼吸,B,A,C,3、水,水是原料也是產(chǎn)物。自由水含量越多，代謝越旺盛，細(xì)胞呼吸越強(qiáng)。,例：糧油種子貯藏前風(fēng)干、晾曬：減少水分，_呼吸作用。干種子萌發(fā)前浸泡：含水量增高，呼吸作用。,減弱,提高,4、CO2,抑制呼吸作用，影響酶活性等。,六、細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用,細(xì)胞呼吸的中間產(chǎn)物是各種有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化的樞紐，細(xì)胞呼吸原理在生產(chǎn)實(shí)踐中有廣泛的應(yīng)用。1.發(fā)酵技術(shù)2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)3.糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮,發(fā)酵生產(chǎn),水稻露、曬田,細(xì)胞呼吸原理的應(yīng)用,破傷風(fēng)疫苗,創(chuàng)可貼,植物松土,1.發(fā)酵技術(shù),生產(chǎn)啤酒、果酒和白酒等生產(chǎn)乳酸類、檸檬酸類飲料生產(chǎn)味精、醬油和醋應(yīng)用于垃圾、廢水的處理利用發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)細(xì)胞呼吸為植物吸收營養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)胞的分裂、植株的生長和發(fā)育等提供能量和各種原料，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，要設(shè)法適當(dāng)增強(qiáng)細(xì)胞呼吸，以促進(jìn)作物的生長發(fā)育。例：水稻生產(chǎn)中的適時(shí)露田和曬田等措施的實(shí)質(zhì)就是為了改善土壤通氣條件以增強(qiáng)根系的細(xì)胞呼吸。,糧食儲(chǔ)藏時(shí)，要注意降低溫度和保持干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長保存期限。例：稻谷等種子含水量超過14.5時(shí)，呼吸速率就會(huì)驟然增加，釋放出的熱量和水分，會(huì)導(dǎo)致糧食霉變。,3.糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮,糧食儲(chǔ)藏,果蔬保鮮,為了抑制細(xì)胞呼吸，果蔬儲(chǔ)藏時(shí)采用降低氧濃度、沖氮?dú)饣蚪档蜏囟鹊确椒?。例：蘋果、梨、柑、橘等果實(shí)在01時(shí)可儲(chǔ)藏幾個(gè)月不壞；荔枝一般只能短期保鮮，但采用低溫速凍等方法可保鮮68個(gè)月。農(nóng)村廣泛采用密閉的土窖保存水果蔬菜，也是利用水果自身產(chǎn)生的二氧化碳抑制細(xì)胞呼吸的原理。,細(xì)胞呼吸要消耗有機(jī)物，使有機(jī)物積累減少。因此，對糧食儲(chǔ)藏和果蔬保鮮來說，要設(shè)法降低細(xì)胞的呼吸強(qiáng)度，盡可能減少有機(jī)物的消耗等。,課堂練習(xí)4：新鮮蔬菜放在冰箱的冷藏室中，適當(dāng)延長保鮮時(shí)間的生理原因是A、呼吸作用減弱B、呼吸作用加強(qiáng)C、光合作用減弱D、促進(jìn)了物質(zhì)的分解,A,練習(xí)1：種子在浸水和不浸水的情況下進(jìn)行細(xì)胞呼吸都能產(chǎn)生（）,葡萄糖B.丙酮酸C.乳酸D.酒精,B,提示：種子在浸水時(shí)進(jìn)行無氧呼吸；不浸水是進(jìn)行有氧呼吸。有氧呼吸和無氧呼吸的第一階段相同,鞏固練習(xí),2.如果酵母菌在進(jìn)行有氧呼吸和酒精發(fā)酵時(shí)，分解葡萄糖產(chǎn)生等量的CO2那么這兩種呼吸作用所消耗葡萄糖的摩爾數(shù)之比是,A、1：2B、1：3C、1：4D、1：6,3、一運(yùn)動(dòng)員正在進(jìn)行長跑鍛練，從他的大腿肌細(xì)胞中檢測到3種化學(xué)物質(zhì)，其濃度變化如下圖。圖中P、Q、R三曲線依次代表A、O2、CO2、乳酸B、乳酸、CO2、O2C、CO2、O2、乳酸D、CO2、乳酸、O2,將酵母菌研磨、離心后，得到上清液（含細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)）和沉淀物（含細(xì)胞器）。把等量的上清液、沉淀物和未曾離心的均漿分別放入甲、乙、丙3個(gè)試管中，進(jìn)行四項(xiàng)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)（1）向3個(gè)試管中分別加入等量的葡萄糖，各試管的最終產(chǎn)物是：甲乙丙（2）向3個(gè)試管中分別加入等量的丙酮酸，各試管的最終產(chǎn)物是：甲乙丙（3）在隔絕空氣的情況下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)（1），各試管的最終產(chǎn)物是：甲乙丙,丙酮酸,無反應(yīng),CO2和H2O,無反應(yīng),CO2和H2O,CO2和H2O,酒精和CO2,無反應(yīng),酒精和CO2,C、H、O的來龍去脈：,C：H：O：,H2OHH2O,O2H2O,C6H12O6丙酮酸CO2,C6H12O6丙酮酸CO2,H2OCO2,