5.3《ATP的主要来源──细胞呼吸》PPT课件(新人教版-必修1)

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名称 5.3《ATP的主要来源──细胞呼吸》PPT课件(新人教版-必修1)
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文件大小 12.5MB
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 2012-05-29 22:29:49

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文档简介

(共62张PPT)
第三节
《ATP的主要来源─细胞呼吸 》
第五章《细胞的能量供应和利用》
教学目标
1.知识目标
(1)说明有氧呼吸和无氧呼吸的原理和过程。(2)说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
(3)获得细胞呼吸的概念
2.能力目标
(1) 通过分析有氧呼吸的过程,学会分析问题的能力。(2) 通过与同学和老师的讨论活动,学会与人交流,逐步提高自己的语言表达能力。
3.情感目标
(1)在教学中,通过分析有氧呼吸和无氧呼吸的关系,渗透生命活动不断发展变化以及适应的特性,逐步学会自觉地用发展变化的观点,认识生命。 (2)通过联系生产、生活等实际,激发学习生物学的兴趣,养成关心科学技术的发展,关心社会生活的意识和生命科学价值观。
1.教学重点:有氧呼吸的过程
2.教学难点:细胞呼吸的原理及本质
问题探讨
1.两者的共同点是:都是物质的氧化分解过程;都能产生二氧化碳等产物,并且都释放出能量。
2.不能。否则,组成细胞的化合物会迅速而彻底地氧化分解,能量会迅速地全部释放出来,细胞的基本结构也就会遭到彻底的破坏。
3. 能。但是,无氧呼吸比有氧呼吸释放的能量要少很多。
呼吸运动与细胞呼吸
生物体内的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,释放出能量并且生成ATP的过程,叫做细胞呼吸。
一、细胞呼吸的概念
二、细胞呼吸的方式
提出问题:
细胞呼吸一定需要氧的参与吗?
(一)探究酵母菌细胞呼吸 的方式
一、实验原理
1、酵母菌是单细胞真菌,属于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2 ,无氧呼吸产生酒精和CO2
2、 CO2的检测方法
(1)CO2使澄清石灰水变浑浊
(2)CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
3、酒精的检测
橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应,变成灰绿色。
二、实验假设
酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸,产生CO2,在无氧情况下进行无氧呼吸,产生CO2和酒精。
三、实验用具(略)
NaOH溶液和澄清石灰水的作用是什么?
四、实验结果预测
1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2,能使澄清石灰水变浑浊。
2、酵母菌在有氧情况下,没有酒精生成,不能使重铬酸钾溶液发生显色反应;在无氧情况下,生成了酒精,使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应。
3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多
五、实验步骤
1、配制酵母菌培养液(等量原则)置于A、B锥形瓶。
2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图,放置在25-35 ℃的环境下培养8-10小时。
3、检测CO2的产生
4、检测酒精的产生
(1)取2支试管编号
(2)各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升,注入试管。
(3)分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液,轻轻震荡、混匀。观察试管中溶液的颜色变化。
六、观测、记录
条件 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液
有氧
无氧
变混浊/快
无变化
变混浊/慢
出现灰绿色
七、实验结果
酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行细胞呼吸。在有氧条件下,通过细胞呼吸产生大量的CO2和H2O。在无氧条件下通过细胞呼吸产生酒精和少量的CO2。
八、小组交流
(二)有氧呼吸
1、有氧呼吸的主要场所:
线粒体
1.线粒体的膜结构有什么特点?
2.线粒体的那些结构特点是使其适应有氧呼吸的功能?
双层膜结构、内膜向内折叠成嵴
内膜的面积增大、基质和内膜上含各种与有氧呼吸有关的酶
3.线粒体的分布
代谢旺盛的细胞线粒体多,如心肌细胞、肝细胞。
2、有氧呼吸的过程
葡萄糖的初步分解
C6H12O6

+4[H]+能量
场所:细胞质基质

(少量)
2C3H4O3
丙酮酸彻底分解

6CO2+20[H]+能量
场所:线粒体

[H]的氧化

12H2O+能量
场所:线粒体

24[H]+6O2
+6H2O
(大量)
(少量)
2C3H4O3
葡萄糖
H2O
O2
丙酮酸
CO2
[H]
[H]



少量能量
少量能量
大量能量
H2O
线粒体
释放能量
产物
反应物
场所
有氧呼吸过程
第二阶段
第一阶段
细胞质
基质
主要是葡萄糖
丙酮酸 [H]
少量。 形成少 量ATP
第三阶段
线粒体基质
线粒体内膜
丙酮酸H2O
CO2、 [H]
少量。形成少量ATP
大量。形成大量ATP
H2O
[H]、O2
有氧呼吸过程:
有氧呼吸总反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2

6CO2+ 12H2O +能量
有氧呼吸是指细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,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。
3、有氧呼吸的概念
比较
有机物
体外燃烧
细胞内有氧呼吸
能量释放
反应场所
剧烈、快速
一次性
温和、有序
逐步释放
反应条件
4、能量去向:
葡萄糖在细胞内被氧化分解,产生的能量都储存在ATP了吗?
已知:1mol葡萄糖在体外燃烧可以产生2870 kJ能量,而经过细胞有氧呼吸则可以使1161 kJ能量储存在ATP中;ADP转化为ATP需要吸收30.54 kJ能量。试计算:
1.有氧呼吸的能量转换效率是多少?
2.1分子葡萄糖有氧呼吸产生的能量能合成多少分子ATP ?
3.细胞呼吸过程中,转变为热能的能量是一种浪费吗?
1mol葡萄糖彻底氧化分解,共释放2870kJ/mol的能量,其中一部分以热能形式散失(约60%); 另一部分转移到ATP中(1161kJ/mol,约40%)储存,约形成38个ATP。
(三)无氧呼吸
葡萄糖的初步分解
C6H12O6

+ 4[H] + 能量
场所:细胞质基质
1、
与有氧呼吸第一阶段相同
(少量)
2C3H4O3
(丙酮酸)
丙酮酸不彻底分解

C3H6O3
细胞质基质
(1)乳酸发酵
2、
(少量)
2C3H4O3
(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)

+ 2CO2+能量
2C3H4O3
(2) 酒精发酵
(少量)
C2H5OH
(酒精)
例:大多数植物、酵母菌
细胞质基质
3、无氧呼吸总反应式:
C6H12O6

2C3H6O3+少量能量
2C2H5OH+2CO2+少量能量
C6H12O6

4、无氧呼吸的主要场所:
细胞质基质
5、能量去向:
1mol葡萄糖分解成乳酸,共释放196.65kJ/mol,其中一部分以热能形式散失(约69%); 另一部分转移到ATP中(61.08kJ/mol,约31%)储存,形成2个ATP。
在无氧呼吸中,无论是乳酸发酵、还是酒精发酵,都只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP,其余大部分能量则存留在乳酸或酒精中。
无氧呼吸一般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成为不彻底的氧化产物,产生乳酸或者酒精和二氧化碳,释放能量,生成少量ATP的过程。
6、无氧呼吸的概念
三、有氧呼吸与无氧呼吸的区别
有氧呼吸 无氧呼吸
呼吸
场所
是否
需氧
分解
产物
释放
能量
主要在线粒体内
需氧参加
CO2 H2O
较多
细胞质基质内
不需氧参加
C3H60
较少
C2H5OH+CO2
葡萄糖
丙酮酸
6H2O+6CO2+能量(大量)
2C2H5OH +2CO2+能量(少量)
2C3H6O3 +能量(少量)



有氧呼吸与无氧呼吸之间的联系
1·第一阶段完全相同(从葡萄糖到丙酮酸)
2·实质相同(氧化分解有机物,释放能量)
3·有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化发展而来的
联系:
a.高等植物在水淹、缺氧的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸,产生酒精和二氧化碳。
玉米胚、马铃薯块茎、
甜菜块根
——缺氧时,可产生乳酸;
四、进行无氧呼吸的生物或 器官组织
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,在肌肉内产生乳酸,
引起肌肉酸胀。
c.酵母菌
有氧呼吸——二氧化碳和水;
无氧呼吸——酒精和二氧化碳。
五、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。
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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。
六、影响细胞呼吸的外部因素
(1)温度:
细胞呼吸的过程受酶催化,酶的活性受温度影响,故温度影响细胞呼吸的强度。温度过高或过低,细胞呼吸强度都会下降(或减弱)。
(2)氧气:
有氧呼吸需氧,无氧呼吸不需氧;有氧存在时,无氧呼吸会受到抑制。
(3)二氧化碳:
当外界二氧化碳浓度增大时,呼吸速率减慢,有氧呼吸受到抑制。
如何利用呼吸作用的原理进行水果和蔬菜的贮藏和保鲜?
低温、低氧、高二氧化碳(或充氮气)




(1)A瓶加入的试剂是_____,其目的是___________________
NaOH
使进入B瓶的空气先经过NaOH处理,排除空气中CO2对实验结果的干扰。
(3)图中装置有无错误之处?请指出。
(2)C瓶和E瓶加入的试剂是____________________________________________________,
其作用是__________________
澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)
检测CO2的产生
(4)D瓶应封口一段时间后,再连通E瓶,其原因是________
D瓶应封口放置一段时间后,酵母菌会将瓶中的氧气消耗完。再连通E瓶,就可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌的无氧呼吸所产生的
1、生物的生命活动所需要的能量主要来自:
A、糖类的氧化分解
B、脂类的氧化分解
C、蛋白质的氧化分解
D、核酸的氧化分解
2、人体进行有氧呼吸的主要场所是
A、肺细胞 B、血细胞
C、线粒体 D、细胞质基质
3、有氧呼吸最常用的物质是
A、淀粉    B、糖原
C、葡萄糖   D、ATP
4、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
5、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
6、同样消耗1mol的葡萄糖,有氧呼吸的能量转化效率比无氧呼吸能量转化效率多
 A、20倍
 B、19倍
 C、6倍多
 D、12.7个百分点
蔬 果 的 低 温 保 鲜
7、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
8、种在湖边的玉米,长期被水淹,生长不好,其原因是
 A、根细胞吸收水分过多
 B、营养缺乏
 C、光合作用强度不够
 D、细胞有氧呼吸受阻
9、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
10、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
11、将两个枝条分别置于营养液中。其中一枝仅保留一张叶片(甲),另一枝保留两张叶片(乙、丙),叶片置玻璃盒中密封,在甲叶和乙叶的盒中注入14CO2,装置如图。一段时间后,可以检测到放射性的叶片是
A、仅在甲中 B、仅在甲和乙中
C、仅在甲和丙中 D、在甲、乙和丙中