高中生物人教版必修1-5.3 ATP的主要来源----细胞呼吸 课件(共30张PPT)

(共30张PPT)
第3节 ATP的主要来源
——细胞呼吸
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：
细胞呼吸的概念
氧化分解有机物，释放能量
实质：
细胞呼吸是指______在细胞内经过一系列的________，生成____或其他产物，释放出_____并生成____的过程。
有机物
氧化分解
CO2
能量
ATP
一、细胞呼吸的方式
探究酵母菌细胞呼吸的方式
酵母菌菌落
光学显微镜下的酵母菌
电子显微镜下的酵母菌
实验原理：
(1)酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。
⑴酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸产物分别是什么？
⑵酵母菌在有氧条件下还是无氧条件下产生CO2？如果都能产生，两种条件下产生的CO2是否一样多？
⑶酵母菌在有氧条件还是无氧条件下产生酒精？如果都能产生，两种条件下产生的酒精是否一样多？
1.提出问题
2.作出假设
3.设计实验
4.进行实验
5.得出结论
探究实验流程
有氧:CO2；无氧:CO2和酒精。
酵母菌在有(无)氧条件下产生CO2；酵母菌在有(无)氧条件下产生的CO2较多。
酵母菌在有(无)氧条件下产生酒精；酵母菌在无(有)氧条件下产生的酒精较多。
设计实验
分析变量
自变量:
因变量:
无关变量:
细胞呼吸的条件(氧气的有无)
细胞呼吸的产物(CO2和酒精的生成)
影响实验结果的其他可变因素（如反应物的量、反应时间、pH、温度和酵母菌的活性等)
实验思路
在有葡萄糖作为能源物质的情况下，分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或CO2。
①怎样创造有氧和无氧条件？
②如何检测是否有CO2和酒精的生成？
③如何保证酵母菌在整个实验过程中正常生活？
接下来要解决的问题：
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。
溶有重铬酸钾的浓硫酸可用于检测酒精。
实验原理:
如何创设有氧和无氧条件？
A组
酵母菌培养液
NaOH溶液
澄清石灰水
或（BTB）
吸收空气中的CO2，排除它对实验的干扰
验证酵母菌有氧呼吸是否产生CO2
有氧气装置
酵母菌培养液
NaOH溶液
澄清石灰水
或（BTB）
澄清石灰水
或（BTB）
验证空气中的CO2是否完全被吸收
改进装置
10%
如何利用现有材料创设无氧条件？
酵母菌溶液
B组
先封口放置一会
澄清石灰水
或（BTB）
无氧气装置
有氧呼吸装置：
无氧呼吸装置：
10％NaOH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）
第一个 锥形瓶：
第二个 锥形瓶：
第三个 锥形瓶：
澄清的石灰水 或者
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）
第一个 锥形瓶：
第二个 锥形瓶：
溴麝香草酚蓝水溶液
蓝 绿 黄，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
酵母菌培养液的滤液 ＋ 溶有重铬酸钾的浓硫酸（橙色）
（灰绿色）
（橙色）
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
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：
内膜
线粒体基质
嵴
主要场所：
线粒体
二、有氧呼吸
有氧呼吸主要场所，第一阶段在细胞质基质中进行。
外膜
1.过程：
葡萄糖
丙酮酸
酶
能量
[H]
细
胞
质
基
质
[H]
酶
水
能量
二氧化碳
氧气
能量
酶
水
线
粒
体
基
质
线粒体
内膜
有氧呼吸过程的图解：
细胞有氧呼吸的过程示意图
结合线粒体的结构模式图，试从以下两个角度分析线粒体与有氧呼吸相适应的特点：p93
（1）从膜结构上分析。
内膜向内腔折叠形成嵴，使内膜表面积大大增加，增大了有氧呼吸酶的附着面积，为能量的释放提供了足够的空间。
（2）从有氧呼吸所需酶上分析。
线粒体内膜和线粒体基质中含有大量与有氧呼吸有关的酶，从而保证有氧呼吸的顺利进行。
1.过程：
有氧呼吸 场所 反应物 产物 释能
第一阶段
第二阶段
第三阶段
细胞质基质
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
线粒体基质
线粒体内膜
1.过程
特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。
阅读教材93—94页相关内容完成下面表格的内容：
二、有氧呼吸
有氧呼吸的过程
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+4[H] + 能量
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2 +20[H]+能量
场所：线粒体基质
②
2CH3COCOOH
[H]的氧化
酶
12H2O + 能量
场所：线粒体内膜
③
24[H] + 6O2
+6H2O
（大量）
（少量）
（少量）
2CH3COCOOH
2.主要场所：
线粒体
3.总反应式：
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
酶
C：
H：
O：
C、H、O的来龙去脉：
C6H12O6 →丙酮酸
H2O
CO2
4.能量去向：
热能
葡萄糖
CO2+H2O
能量
ADP＋Pi
ATP
用于各项生命活动
2870kJ
1161kJ/mol约40％
（体温的来源）
38个
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。
1.无氧呼吸的过程：
第一阶段 第二阶段
场所
反应物
生成物
产生ATP数量
是否需氧
细胞质基质
细胞质基质
葡萄糖
丙酮酸和[H]
少量
否
丙酮酸和[H]
酒精+CO2
无
否
乳酸
阅读教材94页，完成下面表格
三、无氧呼吸
1、无氧呼吸的过程
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
+少量能量
场所：细胞质基质
①
2丙酮酸+4[H]
②
丙酮酸不彻底分解
场所：细胞质基质
A.生成乳酸
酶
2C3H6O3(乳酸)
B.生成酒精
酶
2C2H5OH(酒精)
+2CO2
2丙酮酸+4[H]
2丙酮酸+4[H]
2.无氧呼吸的类型
产生酒精
产生乳酸
高等动物和人体；高等植物的某些器官(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等)；乳酸菌等微生物
高等植物；
酵母菌等微生物
三、无氧呼吸
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸叫做发酵。
产生酒精的叫做酒精发酵；产生乳酸的叫做乳酸发酵。
近69%的能量都以热能的形式散失掉。
1mol葡萄
糖分解为乳酸释放能量196.65kJ
有61.08kJ转移至ATP中，
能量转换效率约为31％。
无氧呼吸过程产生的能量
三、无氧呼吸
葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中(p94)
葡萄糖
丙酮酸
12H2O+6CO2+能量（大量）
2C2H5OH +2CO2+能量（少量）
2C3H6O3 +能量（少量）
或
酶
酶
一、有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系
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
二、有氧呼吸与无氧呼吸之间的异同点
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
ATP
细胞呼吸
的产物
合成氨基酸
合成脂类
转化为其他糖类
五、细胞呼吸原理的应用
细胞呼吸原理的应用
破伤风疫苗
创可贴
植物松土
提倡慢跑
水稻露、晒田
发酵生产
五、影响呼吸作用的因素及在农业上的应用
1、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1—10%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