第五章第二节 ATP的主要来源——细胞呼吸

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名称 第五章第二节 ATP的主要来源——细胞呼吸
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 生物学
更新时间 2012-10-06 10:41:59

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文档简介

(共33张PPT)
1、细胞生命活动所需要的主要能源物质是什么?直接给细胞的生命活动提供能量的物质是什么?
葡萄糖、ATP
回忆:
腺苷
磷酸基团
高能磷酸键
ADP+
Pi+
能量

A-P~P~P
ATP的结构简式:
2、ATP在细胞内存在并不多,需要时刻不停地由ADP转化而来。ADP转化成ATP的过程中,所需要的能量从哪里来呢?
第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
第5章 细胞的能量供应的利用
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”。
问题探讨:
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么剧烈吗?
3、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。
不能。
呼吸作用是逐步的氧化分解放能的。
能。
但是无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸要少。
问题探讨:
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。
细胞呼吸的概念:
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。
实际上人们几乎天天都在享受着酵母菌的好处。你能举例吗?
  我们每天吃的面包和馒头就是有酵母菌的参与制成的;我们喝的啤酒,也离不开酵母菌的贡献。
酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌:
探究
创设反应条件
装置序号
A
B
检测CO2
 结 果
检测酒精
澄清
石灰水
结 果
灰绿色
5%葡萄糖溶液
240ml
240ml
有氧
无氧
新鲜酵母菌
10g
10g
较混浊
稍混浊
酸性重铬酸钾溶液
(橙色)
不变色
B瓶应封口放置一段时间,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。
质量分数为10%的NaOH溶液
实验过程及结果:
2、酵母菌无氧呼吸产生了酒精。
做馒头时,酵母菌的细胞呼吸的方式主要是什么?酿酒时,酵母菌的细胞呼吸方式又是什么呢?
做馒头时,酵母菌主要进行有氧呼吸。
酿酒时,酵母菌主要进行无氧呼吸。
结论:
1、酵母菌有氧呼吸产生大量的CO2,
无氧呼吸产生少量的CO2。
应用:
设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。
对比实验也是科学探究中常用的方法之一。
对比实验:
有氧呼吸:
无氧呼吸:
一、细胞呼吸的方式
绝大多数生物进行细胞呼吸的主要形式。
这一过程必须有氧的参与。
一部分生物在缺氧条件下也能进行无氧呼吸。
二、有氧呼吸
葡萄糖
丙酮酸

能量
[H]





[H]


能量
二氧化碳
氧气
能量


线




线粒体
内膜
有氧呼吸过程的图解:
1.有氧呼吸的过程
场所:线粒体内膜
[H]的氧化

12H2O + 能量

24[H] + 6O2
(大量)
场所:线粒体基质
场所:细胞质基质

葡萄糖的初步分解
C6H12O6
+4[H] + 能量

(少量)
2CH3COCOOH

丙酮酸彻底分解
6CO2+20[H]+能量

2CH3COCOOH
+6H2O
(少量)
2.主要场所:
线粒体
4.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%)。
3.总反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 能量

5.概念:
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,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。
H2O →[H] →H2O
O2 →H2O
C6H12O6 →丙酮酸→CO2
丙酮酸→[H] →H2O
[H] →H2O
C6H12O6
C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+ 12H2*O +能量

C:
H:
O:
C、H、O的来龙去脉:
C6H12O6 →丙酮酸
H2O
CO2
三、无氧呼吸
1.无氧呼吸的过程
☆与有氧呼吸第一阶段相同
场所:细胞质基质

葡萄糖的初步分解
C6H12O6
+4[H] + 能量

(少量)
2CH3COCOOH
丙酮酸不彻底分解
场所:细胞质基质

C6H12O6

2CH3COCOOH(丙酮酸)

2C3H6O3(乳酸)
+ 能量
A.乳酸发酵

2C2H5OH(酒精)
+ 2CO2 + 能量
B.酒精发酵
C6H12O6

2CH3COCOOH(丙酮酸)
为什么不同的生物进行无氧呼吸的产物是不同的?
思考
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。
微生物的无氧呼吸也叫发酵fermentation
酒精发酵——酵母菌(真菌)
乳酸发酵——乳酸菌(细菌)
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,释放能量,生成少量ATP的过程。
2.实例分析
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。
产生酒精的无氧呼吸
刘翔在训练时常会在第二天早上肌肉酸痛,为什么
产生乳酸的无氧呼吸
线粒体(主要)
细胞质基质
需要O2
不需要O2
无机物:
CO 2和H2O
酒精和CO2或乳酸;
释放大量能量,形成大量ATP
释放少量能量,形成少量ATP
均有丙酮酸这一中间产物
有氧呼吸与无氧呼吸的区别与联系
四、细胞呼吸原理的应用
选用“创可贴”等敷料包扎伤口,既为伤口敷上
了药物,又为伤口创造了疏松透气的环境、
避免厌氧病原菌的繁殖,从而有利于伤口的
痊愈。
酵母菌是兼性厌氧微生物。酵母菌在适宜
的通气、温度和pH等条件下,进行有氧
呼吸并大量繁殖;在无氧条件下则进行
酒精发酵。
醋酸杆菌是一种好氧细菌。在氧气充足
和具有酒精底物的条件下,醋酸杆菌大
量繁殖并将酒精氧化分解成醋酸。
谷氨酸棒状杆菌是一种好氧细菌。在有氧条件下,谷氨酸棒状杆菌能将葡萄糖和含氮物质(如尿素、硫酸铵、氨水)合成为谷氨酸。谷氨酸经过人们的进一步加工,就成为谷氨酸钠──味精。
对于板结的土壤及时进行松土透气,可以使根细胞进行充分的有氧呼吸,从而有利于根系的生长和对无机盐的吸收。此外,松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,这能够促使这些微生物对土壤中有机物的分解,从而有利于植物对无机盐的吸收。
水稻的根系适于在水中生长,这是因为水稻
的茎和根能够把从外界吸收来的氧气通过气
腔运送到根部各细胞,而且与旱生植物相比,
水稻的根也比较适应无氧呼吸。但是,水
稻根的细胞仍然需要进行有氧呼吸,所以
稻田需要定期排水。如果稻田中的氧气不
足,水稻根的细胞就会进行酒精发酵,时
间长了,酒精就会对根细胞产生毒害作用
,使根系变黑、腐烂。
较深的伤口里缺少氧气,破伤风芽孢杆菌适合在这种环境中生存并大量繁殖。所以,伤口较深或被锈钉扎伤后,患者应及时请医生处理。
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。相反,百米冲刺等无氧运动,是人体细胞在缺氧条件下进行的高速运动。
无氧运动中,肌细胞因氧不足,要靠乳酸发酵来获取能量。因为乳酸能够刺激肌细胞周围的神经末梢,所以人会有肌肉酸胀乏力的感觉。
低温贮存
利用N2或CO2调节O2的浓度
干燥后贮存
1、适宜的温度条件下,在下列装置中都加入酵母(内有活酵母菌),其中适于产生酒精的装置是(  )
A
练习:
3、有氧呼吸中产生能量最多的是( )
A.形成二氧化碳时 B.形成[H]时
C.形成水时 D.形成丙酮酸时
2、在有氧呼吸过程中,进入细胞中的氧将( )
①与氢结合生成水 ②与碳结合生成二氧化碳
③在线粒体中被消耗 ④在线粒体和细胞质基质中被消耗
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
A
C
4、与有氧呼吸相比,无氧呼吸最主要的特点是( )
A. 分解有机物 B. 释放能量
C. 需要酶催化 D. 有机物分解不彻底
5、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中,适当延长保鲜时间的生理原因是( )
A. 呼吸作用减弱 B. 呼吸作用加强
C. 光合作用减弱 D. 促进了物质的分解
D
A
6、在线粒体内进行的有氧呼吸的过程是( )
A. 第一、二阶段 B. 第一、三阶段
C. 第二、三阶段 D. 第一、二、三阶段
7、把小白鼠和青蛙从25℃的室温中移至5℃的环境中,这两种动物的需氧量会发生什么变化?( )
A. 两种动物的耗氧量都减少
B. 两种动物的耗氧量都增加
C. 青蛙耗氧量减少,小白鼠耗氧量增加
D. 青蛙耗氧量增加,小白鼠耗氧量减少
C
C
第一阶段 第二阶段 第三阶段
场所
底物
产物
能量
有氧呼吸的三个阶段比较
细胞质基质
线粒体基质
线粒体内膜
葡萄糖
丙酮酸 H2O
O2 [H]
丙酮酸 [H]
CO2 [H]
H2O
34ATP
2ATP
2ATP
有氧呼吸 无氧呼吸
不同点 场所
条件
产物
能量
变化
相同点 联系
实质
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
需氧气、酶
不需氧气、需酶
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
分解有机物,释放能量,合成ATP
细胞内
+ 糖 类
+ 水
CO2
能 量
呼吸作用
高等动物的呼吸现象和呼吸作用
O2
O2
呼吸(现象)
呼吸器官
血液循环
血液循环
呼吸器官
CO2
气体运输
+
开始的问题:为什么会这样?