人教版必修1高中生物第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸(56张PPT)

(共56张PPT)
问:
细胞内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
ATP
如何转化
1、细胞呼吸的概念
细胞呼吸是指
在细胞内,经过由酶催化的一系列
，生成
或其他产物，释放出
并生成
的过程。
有机物
氧化分解
二氧化碳
能量
ATP
一、细胞呼吸的方式
问：病毒进行呼吸作用吗？
不。呼吸作用强调细胞呼吸，病毒无细胞。
+
有机物
+
水
呼吸作用（本质）
呼吸现象和呼吸作用
呼吸（现象）
气体运输
+
CO2
O2
CO2
O2
CO2
O2
O2
O2
CO2
CO2
空气→鼻
肺泡2
细胞1
问：空气中的氧气参与组织细胞的需氧呼吸至少穿过
层膜？
毛细血管2
O2
红细胞1+1
毛细血管2
线粒体2
11
探究（P91)：
酵母菌细胞呼吸的方式
探究步骤
提出问题
酵母菌
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。
　
＊
面团
酵母菌发酵
松软多孔。
＊
谷物
酵母菌发酵
酒精，并有气泡产生。
酵母菌在有氧、无氧条件下能产生
CO2吗?若都能产生，产生的CO2一样多吗？
酵母菌在有氧、无氧条件下能产生酒精？若都能产生，产生的酒精一样多吗？
1、提出问题
1、能产生酒精。
2、能产生CO2。
3、在无(有)氧条件下产生的酒精较多。
4、在有(无)氧条件下产生的CO2较多。
酵母菌在无(有)氧条件
2、作出假设
3、设计实验
自变量
氧气
的
有无
CO2
和酒精
的生成
反应物的量、反应时间、pH、温度、酵母菌的活性
CO2的检测
澄清的石灰水：
溴麝香草酚蓝溶液：（BTB）
酒精的检测
因变量
无关变量
4、进行实验
如何创设有、无氧条件？
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
缺CO2
是否除尽的对照
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？
先封口放置一会
　　设置______________的实验组，通过对结果的________，来探究________与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验。教材中的A、B实验装置就是分别用来设置________和________两种条件的。
比较分析
两个或两个以上
某种因素
有氧
无氧
对比实验(P93)
4．相互对照（对比）：
指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照，在等组实验法中，大都是运用对照，如“酶活性的最适温度”，一般设5个梯度温度的实验组，是相互对照。
1．空白对照：
指不做任何处理的对象组。如，“还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加（乙则不加）入试剂，乙为空白对照。
　2．自身对照：
指实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。如“质壁分离和复原”实验。实验处理前的对象状况为对照组。
　3．条件对照：
指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，不是实验假设所给定的实验变量意义的。如“动物激素饲喂小动物”实验，其方案是：
　　甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；　丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。
　　该实验设置条件对照，空白对照，更能说明实验变量:甲状腺激素,能促进蚯蚓的生长发育。
　
实验步骤
①酵母菌培养液的配制：
新鲜酵母菌分成两等份分别注入240
mL质量分数为5％的（煮沸冷却的）葡萄糖溶液
②检测CO2的产生：
或（BTB）
③检测酒精的产生：
1.在AB中各取2
mL酵母菌培养液的滤液，分别注人1号、2号干净的试管中。
2.在1号、2号试管中各滴加0.5
mL溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液。
3.并轻轻振荡，观察试管中溶液的颜色变化。
或（BTB）
酒精的检测
1
2
A组酵母菌培养液2mL
B组酵母菌培养液2mL
得出结论：
酵母菌无氧呼吸可产生酒精
灰绿色
5、分析结果
CO2的检测：
两组装置石灰水都变浑浊,说明
装置(A)浑浊快且程度高,说明
都有CO2产生
有氧条件产生的CO2多
如果用BTB检测，结果会怎样？
6、实验结论
在有氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生了大量的CO2。
在无氧条件下，酵母菌通过细胞呼吸产生酒精，还产生少量的CO2。
1、组装：
有氧条件下的装置顺序
；
无氧条件下的装置顺序：______
__。
c→a→b(或c→b→a→b)
d→b
及
时
练
2、下图是探究酵母菌呼吸作用方式的实验装置，说法正确的是
（
）
A.装置甲中NaOH溶液的作用是吸收O2
B.装置乙在C处可检测到有酒精生成
C.装置乙应让B先反应一会儿再连接C
D.两个装置均需要在黑暗条件下进行
C
在一杯温开水中加入一大勺糖和一小包酵母，进行搅拌。将这个杯子中的液体倒入透明的玻璃瓶或矿泉水瓶内，再往瓶内加一些温开水。
有氧呼吸的过程
（一）有氧呼吸（P93)
有氧呼吸最常利用的物质是
项目
阶段
场所
反应物
生成物
释放能量
第一阶段
第二阶段
第三阶段
回顾
1.呼吸作用的场所是？
<主>:线粒体，<次>：细胞质基质
2.线粒体的结构怎样？
双层膜，内膜向内折叠成嵴（增大了内膜的面积），嵴的周围充满了液态的基质，内膜和基质中都含有许多与呼吸作用有关的酶。
1C6H12O6(葡萄糖)
2丙酮酸
6CO2
6O2
12H2O
大量能量
有氧呼吸的过程
细胞质基质
线粒体
第一阶段
第二阶段
第三阶段
线粒体基质
线粒体内膜
细胞质基质
主要是葡萄糖
丙酮酸、[H]
少量
[H]、O2
线粒体基质
丙酮酸、H2O
[H]、CO2
少量
线粒体内膜
H2O
大量
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
有氧呼吸的三个阶段
葡萄糖的初步分解
C6H12O6
酶
2C3H4O3
+4
[H]
+少量能量
（丙酮酸）
场所：细胞质基质
①
丙酮酸彻底分解
酶
6CO2
+20
[H]+少量能量
场所：线粒体基质
②
2C3H4O3
（丙酮酸）
[H]的氧化（H2O的生成）
酶
12H2O
+
大量能量
场所：线粒体内膜
③
24[H]
+
6O2
+6H2O
CO2、
H2O中的O来自哪里？
1、有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？
2、呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？
第二阶段
第三阶段
3、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：
①产生CO2的阶段（　　）
②产生H2O的阶段（　　）
③氧气参与的阶段（　　）
④产生ATP的阶段（
　
　　　）
⑤产生ATP最多的阶段（　　）
二
三
三
一、二、三
三
总反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
6CO2+12H2O
+
能量
有氧呼吸
定义：细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量能量的过程。
能量
ATP
1161kJ
1709kJ
能量的利用率：
1161/2870×100％=40％
6.02
1023
1161/30.54
=
2.3
1025(个)
P94思考:
反应式中的能量能直接写成ATP吗?
探
讨
呼吸作用与物质的燃烧有何异同点？
物质分解的过程、产物都相同，并且都能释放等量的能量。
①细胞呼吸是在温和的条件下进行的；
②能量的释放是在一系列的反应过程中逐步释放的；③释放的能量部分的以热能的形式散失，部分的转移贮存到ATP中。
相同：
不同：
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所依次代表的物质名称：
、
_____、
。
(2)依次填出椭圆框内4、5、6所代表的能量的多少
、
____、
。
(3)有氧呼吸的主要场所是
______，进入该场所的呼吸底物是_____。
(4)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O转移的途径是_______________
葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳
H2O
丙酮酸
CO2
少
少
大量
线粒体
丙酮酸
6
刘翔在训练后常会肌肉发酸,为什么?
无氧呼吸
指细胞在无氧或缺氧条件下，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。
1、概念：
总结无氧呼吸
2、场所：细胞质基质。
3、过程
①场所：细胞质基质
②过程：分两个阶段
第一阶段：与有氧呼吸第一阶段完全相同。
C6H12O6
酶
2丙酮酸+4[H]
+能量（少量）
C6H12O6
C2H50H（酒精）+CO2+少量能量
C3H6O3（乳酸）+少量能量
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ＋大量能量
A.酒精发酵：
B.乳酸发酵：
大部分高等植物、酵母菌。
马铃薯块茎、甜菜块根、玉米的胚、
人、高等动物、乳酸菌。
无氧呼吸小结
练1.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子,以后可在下列何种物质中发现它
A、丙酮酸
B、CO2
C、H2O
D、H2O和CO2
练2.苹果和马铃薯块茎进行无氧呼吸时的产物分别是
A、乳酸和酒精
B、酒精和乳酸、二氧化碳
C、酒精、二氧化碳和乳酸
D、都是酒精
C6H12O6
酶
2C3H6O3
+196.65KJ
61.08KJ
C6H12O6
+6H2O+6O2
酶
12H2O+6CO2+2870KJ
1161KJ
38ATP
2ATP
19︰1
能量比较：
1mol葡萄糖在有氧和无氧条件下分解释放的能量比较
有氧呼吸和无氧呼吸的比较
需O2
，需酶
细胞质基质、线粒体
细胞质基质
CO2、
H2O
酒精和CO2或乳酸
较多
较少
第一阶段是相同的（葡萄糖生成丙酮酸，产生少量能量和[H]）
分解有机物、释放能量的过程
相同点
过程
实质
不需O2，需酶
有氧呼吸
无氧呼吸
区
别
条件
场所
产物
释放能量
应用有氧呼吸原理
应用有氧呼吸与无氧呼吸原理
应用无氧呼吸原理
应用有氧呼吸原理
应用有氧呼吸原理
应用有氧呼吸原理
影响呼吸作用的因素
温度
氧气浓度
CO2浓度
水分
①在一定温度范围内，随温度的升高，细胞呼吸增强；
②在最适温度（a点所对应的温度），细胞呼吸最强；
③温度高于最适温度，酶的活性下降（甚至变性失活），细胞呼吸受抑制。
呼吸速率
温度℃
a
(1)、温度:影响酶的活性
应用：贮存水果，适当降低温度。
B
A
C
(2)、O2
只进行厌氧呼吸，释放较多CO2。
CO2释放急剧减少-----氧气增多，厌氧呼吸受抑制，需氧呼吸还很弱
CO2释放量不断上升-----氧气增多，促进需氧呼吸
应用：储藏蔬菜,水果和粮食
细胞呼吸类型的判断（以酵母为例）
1、若只产生CO2，不消耗O2，则只进行无氧呼吸（如A点）。
2、若产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，则两种呼吸同时并存（图中AC段）。
3、若产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，则只进行有氧呼吸（图中C点以后）。
4、E点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等（CO2释放量表示），此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值（10%）以上时。无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。
O2%
CO2释放量
A
E
C
D
5
10
15
20
25
B
练：如右图表示酵母菌呼吸时O2的吸收量和CO2释放量之间的相互关系，其中线段XY＝YZ。则在氧浓度为a时发生的情况是
(　　)
A．30%酵母菌进行发酵
B．50%酵母菌进行发酵
C．75%酵母菌进行发酵
D．100%酵母菌进行有
氧呼吸
　C
③CO2：增加
CO2的浓度对呼吸作用起抑制作用。
应用：蔬菜、水果保鲜--------
增加CO2的浓度。
④水：在一定范围内，细胞呼吸强度随含水量的增加而加强。
应用：种子储存---------晒干（低温、干燥、低氧）。
1、一罐用葡萄糖溶液培养的酵母菌中混入了氧气，假使全部酵母菌都在分解葡萄糖，且两种呼吸消耗葡萄糖的速度相等。当罐内产生的CO2与酒精的摩尔数之比为2∶1时，有多少酵母菌在进行有氧呼吸(　　)
　　A．1/2　
　　　　　B．1/3　
　　C．1/4　
　　　　　D．1/5
　　
C
练
习
2.右图表示在储存蔬菜、水果时，大气中O2的浓度对植物组织内CO2产生的影响，试分析：
释放的相对值
CO2
（1）A点表示植物组织
释放CO2较多，这些CO2是_________的产物。
（2）由A到B，
CO2的释放量急剧减小，其原因是________________________。
（3）由B到C，
CO2的释放量又不断增加，其主要原因是_________________________；
到C点以后CO2的释放量不再增加，其主要原因是_____
_______________________。
随O2的增加，无氧呼吸受到抑制
随氧浓度增大，有氧呼吸不断加强
无氧呼吸
受线粒体数量限制，有氧呼吸不再加强
3.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为
（
）
①产生的酒精对细胞有毒害
②产生的乳酸对细胞有毒害
③没有专门的无氧呼吸结构
④产生的能量太少
A.①②
B.②③
C.
③④
D.④①
D
4.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是
(
)
A.不产生CO2
B.一定产生CO2
C.不形成ATP
D.物质氧化分解不彻底
D