ATP的主要來源——細胞呼吸 課件.ppt

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1、1 第 三 節(jié) ATP的 主 要 來 源 -細 胞 呼 吸 拉瓦錫等在研究人的呼吸作用拉 瓦 錫 把 呼 吸 作 用 比 作 碳 和 氫 的 “ 緩 慢 燃燒 過 程 ” 。 4 物質燃燒也是物質的氧化分解，燃燒和細胞呼吸有何異同呢？ 共 同 點 ： 都 是 物 質 的 氧 化 分 解 ； 都 能 產 生 二 氧 化 碳 ；都 能 釋 放 出 能 量 。不 同 點 ： 燃 燒 細 胞 呼 吸場 所 體 外 細 胞 內速 度 快 速 緩 慢是 否 需 酶 不 需 酶 需 酶是 否 生 成ATP 不 生 成 生 成 對 比實 質 ： 氧 化 分 解 有 機 物 釋 放 能 量 一 、 細 胞 呼

2、吸 的 方 式1、 細 胞 呼 吸 是 否 需 要 氧 氣 ？2、 生 物 在 有 氧 和 無 氧 條 件 下 是否 都 能 進 行 細 胞 呼 吸 呢 ？ 酵 母 菌 酵 母 菌 屬 于 真 菌 ，單 細 胞 生 物 。 通 常以 出 芽 生 殖 的 方 式繁 殖 。 生 產 上 常 用的 有 面 包 酵 母 、 釀酒 酵 母 、 葡 萄 酒 酵母 。 8 探 究 酵 母 菌 細 胞 呼 吸 方 式1、 提 出 問 題 酵 母 菌 是 在 什 么 條 件 下 ， 使 葡 萄 糖 發(fā) 酵 產 生 酒 精 ？ 酵 母 菌 在 有 氧 條 件 下 與 無 氧 條 件 下 進 行 呼 吸 作用 所

3、產 生 的 CO2是 否 一 樣 多 ？ 酵 母 菌 在 有 氧 和 無 氧 條 件 下 細 胞 呼 吸 的 產 物 是 什 么 ？ 9 2、 作 出 假 設3、 設 計 實 驗在 無 氧 條 件 下 使 葡 萄 糖 發(fā) 酵 產 生 酒 精 。在 有 氧 條 件 下 產 生 的 CO2比 在 無 氧 條 件 下 多 。想 一 想 怎 樣 控 制 有 氧 和 無 氧 的 條 件 ？ 怎 樣 鑒 定 有 無 酒 精 產 生 ？ 怎 樣 鑒 定 有無 CO 2產 生 ？ 如 何 比 較 CO2產 生 的 多 少 ？ 怎 樣 保 證 酵 母 菌 在 整 個 實 驗 過 程 中 能正 常 生 活 ？ 1

4、0裝 置 一 現 象 ？結 論 ： 有 氧 條 件 下 ， 酵 母 菌細 胞 呼 吸 產 生 了 二 氧化 碳 探 究 酵 母 菌 細 胞 呼 吸 方 式質 量 分 數 為 10%的 NaOH溶 液 酵 母 菌培 養(yǎng) 液 澄 清石 灰 水空 氣 A、 B中 酵 母 菌 培 養(yǎng) 液 ：10克 新 鮮 酵 母 加 240mL質 量 分 數 為 5%的 葡 萄 糖 溶 液 大 約 30 環(huán) 境 培 養(yǎng) 8-10小 時裝 置 一 A 11 酵 母 菌培 養(yǎng) 液 澄 清石 灰 水 B瓶 應 封 口 放 置 一 段 時間 后 ， 再 連 通 盛 有 澄 清石 灰 水 的 錐 形 瓶 。裝 置 二B 裝 置

5、 二 現 象 ？結 論 ： 無 氧 條 件 下 ， 酵 母 菌細 胞 呼 吸 產 生 了 二 氧化 碳 酵 母 菌 在 有 氧 和 無 氧 條 件 下 都 能 進 行細 胞 呼 吸有 氧 呼 吸 無 氧 呼 吸C6H 12O6 2C2H 5OH （ 酒 精 ） + 2CO2 + 能 量結 論 ：C6H12O6 6H O 6O 6CO2 12H O 能 量 13 一 、 細 胞 呼 吸 類 型 （ 方 式 ） ： 有 氧 呼 吸 無 氧 呼 吸O2 CO2 自 主 構 建有 氧 呼 吸 的 場 所 是 什 么有 氧 呼 吸 分 為 哪 幾 個 階 段哪 個 階 段 會 產 生 H H 的 去 向

6、 如 何每 個 階 段 都 釋 放 能 量 嗎 各 階 段 釋 放能 量 的 量 有 何 不 同有 機 物 中 儲 存 的 能 量 去 向 如 何各 個 階 段 發(fā) 生 了 什 么 化 學 反 應 思 考 ： 1.有 氧 呼 吸 可 以 分 為 幾 個 階 段 ？ 2.每 個 階 段 的 反 應 場 所 ？ 3.每 個 階 段 所 產 生 的 產 物 是 什 么 ？ 4.第 幾 階 段 消 耗 了 H2O、 O2 ？ 5. 第 幾 階 段 產 生 了 CO2 ？ 有 氧 呼 吸 16 有 氧 呼 吸 （ 1） 、 有 氧 呼 吸 的 原 料 ，一 般 來 說 葡 萄 糖 是 常 用 的 。思

7、考 ： 外 膜 內 膜嵴外 膜 、 嵴 、 內 膜 、 基 質結 構 :有 氧 呼 吸基 質 （ 含 與 有 氧 呼 吸 有 關 的 酶 ）功 能 ： 有 氧 呼 吸 的 主 要 場 所 （ 細 胞 的 動 力 車 間 ）（ 2） 有 氧 呼 吸 的 主 要 場 所 線 粒 體 18 （ 3） 、 有 氧 呼 吸 的 過 程 如 何 ？C6H 12O6 能 量（ 少 ） 2 丙 酮 酸4H 酶 細胞質基質6O 212H 2O+能 量 (多 ）酶 線 粒 體 2 丙 酮 酸 進 入6H 2O 能 量（ 少 ）20H 6CO2酶 C6H12O62丙 酮 酸酶4H 能 2ATP熱線 粒 體細 胞 質

8、 基 質 第 一 階 段 ： 葡 萄 糖 的 初 步 分 解C6H12O6 酶 +4H +能 量場所：細胞質基質2C3H O （ 少 量 ） C6H12O62丙 酮 酸酶6CO24H 能 2ATP熱能 2ATP熱酶 6H2O20H 線 粒 體細 胞 質 基 質 丙 酮 酸 徹 底 分 解酶 6CO2 +20H+ 能 量線粒體基質第 二 階 段 ：2C3H O +6H2O （ 少 量 ） C6H12O62丙 酮 酸酶6CO24H 能 2ATP熱能 2ATP熱酶 6H2O20H12H2O6O2酶能34ATP熱 線 粒 體細 胞 質 基 質 H的 氧 化酶 12H2O + 能 量場所：線粒體內膜第

9、三 階 段 ：24H + 6O2 （ 大 量 ）有氧呼吸總反應式C6H12O6 6H O 6O 6CO2 12H O 能 量酶 22 二 : C3H 4O3 + H 2O CO2 + H +酶C6H 12O6 +6H 2O +6O2 6CO2+12H 2O+能 量 、 有 氧 呼 吸 的 總 反 應 式 ：一 : C6H 12O6 C3H 4O3 + H +三 : H + O2 H 2O+酶酶酶 2 46 6 2024 6 122 (38ATP)能 量 能 量能 量（ 2ATP）(2ATP)(34ATP) 有 氧 呼 吸 中 氧 元 素 的 轉 移 途 徑 ：討 論 1.追蹤18O2的去向:2

10、.追蹤C6H1218O6的去向:3.追蹤H218O的去向: O2H2O葡萄糖丙酮酸CO2H2OCO2 產 物 二 氧 化 碳 中 的 碳 和 氧 來 自哪 些 反 應 物 ？ 產 物 中 的 水 中 的 氫 和 氧 來 自 哪些 反 應 物 ？ 24 想 一 想 總 反 應 式 ： C6H12O6 6O2 6CO2 12H2O 能 量 酶 6H2O 有 氧 呼 吸 概 念 ： 細 胞 在 _的 參 與 下 ， 通 過_的 催 化 作 用 ， 把 葡 萄 糖 等 有 機物 _產 生 _，釋 放 能 量 ， 生 成 _的 過 程 。氧多 種 酶徹 底 氧 化 分 解 二 氧 化 碳 和 水許 多

11、ATP 搶 答 題 .看 誰 最 快1、 哪 個 階 段 產 生 CO2？2、 哪 個 階 段 有 氧 氣 參 與 反 應 ？3、 哪 個 階 段 產 生 能 量 最 多 ？7、 能 產 生 ATP的 場 所 是 ？在 有 氧 呼 吸 過 程 中細 胞 質 基 質 、 線 粒 體 、 哪 個 階 段 產 生 水 ？ 、 哪 個 階 段 有 水 參 與 ？6、 哪 個 階 段 產 生 H最 多 ? 第 二 階 段第 三 階 段第 三 階 段第 二 階 段第 三 階 段第 二 階 段 C6H12O6 酶 C3H4O3 HH2O酶CO2 HO2 酶H2O少 量 能 量少 量 能 量 大 量 能 量

12、細胞質基質線粒體內膜線 粒 體 基 質小 結 H 能 量酶 29 小 結 ：過 程 場 所 反 應 物 產 物 釋 放能 量第 一 階 段第 二 階 段第 三 階 段 、 有 氧 呼 吸 各 階 段 過 程 比 較細 胞 質基 質 主 要 是 葡萄 糖 丙 酮 酸 、少 量 H 少 量能 量線 粒 體 丙 酮 酸 和水 CO2大 量 H 少 量能 量線 粒 體 H、 O 2 H2O 大 量能 量 30 、 能 量 轉 化 率 1mol葡 萄 糖 徹 底 氧 化 分 解 釋 放 2870kj的 能 量 ， 其 中 只 有 1161kJ轉 移 到 ATP中 ，還 有 1709kJ以 熱 能 的 形

13、 式 散 失 掉 了 。 據 此你 可 得 出 哪 些 結 論 ？ 有 氧 呼 吸 產 生 的 能 量 絕 大 部分 以 熱 能 形 式 散 失 了 ； 有 氧 呼 吸 的 能 量 轉 換 效 率 只 有 ：1161 2870=40.45 。形 成 38個 ATP。 2、 無 氧 呼 吸（ 1） 過 程 ：（ 3） 反 應 式 ：（ 4） 概 念 ：細 胞 在 缺 氧 的 條 件 下 ， 通 過 多 種 酶 的 催 化 作 用 ，把 糖 類 等 有 機 物 分 解 成 尚 未 徹 底 氧 化 的 產 物 ， 同 時釋 放 出 少 量 能 量 ， 生 成 少 量 ATP的 過 程 。1.蘋 果

14、儲 存 久 了 ， 會 有 什 么 氣 味 散 發(fā) 出 來 ？2.劇 烈 運 動 后 上 肢 和 下 肢 骨 骼 肌 會 產 生 什 么 感 覺 ？ （ 2） 場 所 ： 細 胞 質 基 質 自 主 構 建無 氧 呼 吸 的 場 所 是 什 么無 氧 呼 吸 分 為 哪 幾 個 階 段各 階 段 發(fā) 生 了 什 么 樣 的 反 應每 個 階 段 都 釋 放 能 量 嗎 各 階 段 釋 放能 量 是 大 量 還 是 少 量無 氧 呼 吸 產 生 的 產 物 有 哪 些 33 三 、 無 氧 呼 吸1、 無 氧 呼 吸 的 概 念 一 般 是 指 細 胞 在 無 氧 條 件 下 ， 通 過 酶的

15、催 化 作 用 ， 把 葡 萄 糖 等 有 機 物 分 解 成 為不 徹 底 氧 化 產 物 ， 同 時 釋 放 出 少 量 能 量 的過 程 。2、 無 氧 呼 吸 的 場 所 ：細 胞 質 基 質 34 3、 無 氧 呼 吸 的 類 型 ： 以 酒 精 和 二 氧 化 碳 為 呼 吸 產 物 的 無氧 呼 吸 ：C6H 12O6 2C2H 5OH （ 酒 精 ） + 2CO2 + 能 量 反 應 式 ： 常 見 例 子 ： 蘋 果 、 水 稻 等 絕 大 多 數 高 等 植 物 在缺 氧 時 可 進 行 這 樣 的 反 應 ； 酵 母 菌 在 缺 氧 時 也 可 進 行 這 樣 的 反應

16、。 35 以 乳 酸 為 呼 吸 產 物 的 無 氧 呼 吸 ： 反 應 式 ：C6H 12O6 2C3H 6O3（ 乳 酸 ） + 能 量 常 見 例 子 ： 高 等 動 物 和 人 在 劇 烈 運 動 時 骨 胳 肌 細胞 會 進 行 這 樣 的 呼 吸 ； 某 些 高 等 植 物 的 某 些 器 官 在 缺 氧 時 也可 進 行 這 樣 的 呼 吸 ， 如 馬 鈴 薯 塊 莖 、 甜 菜塊 根 等 ； 某 些 微 生 物 ， 如 乳 酸 菌 也 進 行 這 樣 的呼 吸 。 36 4、 無 氧 呼 吸 的 過 程第 一 個 階 段 : 與 有 氧 呼 吸 的 第 一 階 段 完 全 相

17、同 。第 二 個 階 段 : 丙 酮 酸 在 不 同 酶 的 催 化 作 用 下 ，分 解 成 酒 精 和 二 氧 化 碳 ， 或 者 轉 化 成乳 酸 37 無 氧 呼 吸 的 過 程 如 何 ？C6H 12O6 能 量（ 少 ） 2 丙 酮 酸4H 酶 細胞質基質線 粒 體2CO2+C2H 5OH +能 量（ 酒 精 ） 2C 3H 6O3+能 量（ 乳 酸 ）酶 酶 38 5、 不 同 類 型 的 無 氧 呼 吸 過 程 比 較 ：C6H 12O6 丙 酮 酸酶 酶 2CO2+C2H 5OH +能 量2C3H 6O3+能 量第 一 階 段 第 二 階 段 C6H12O6酶2 C3H6O3

18、(乳 酸 ) + 少 量 能 量C6H12O6 2 C2H5OH(酒 精 )+ 2CO2 + 少 量 能 量酶同 樣 是 分 解 葡 萄 糖 ， 為 何 無 氧 呼 吸 只 能 釋 放 少 量 能 量 ？細胞質基質細胞質基質發(fā) 酵 微 生 物 的 無 氧 呼 吸 （ 酒 精 發(fā) 酵 、 乳 酸 發(fā) 酵 ） 40 葡 萄 糖 丙 酮 酸 12H 2O+6CO2+能 量2C2H 5OH +2CO2+能 量2C3H 6O3 +能 量或 酶6、 有 氧 呼 吸 與 無 氧 呼 吸 之 間 的 聯(lián) 系 ：酶在 有 氧 時在 無 氧 時相 同 階 段 不 同 階 段（ 有 氧 呼 吸 ）（ 無 氧 呼 吸

19、 ） 41 7、 細 胞 呼 吸 的 實 質 ： 42 8、 有 氧 呼 吸 與 無 氧 呼 吸 之 間 的 區(qū) 別 （ 即 不 同 點 ） 類 型比 較 項 目 有 氧 呼 吸 無 氧 呼 吸場 所是 否 需 氧分 解 產 物釋 放 能 量 細 胞 質 基 質和 線 粒 體 細 胞 質 基 質需 要 氧 不 需 要 氧二 氧 化 碳 和 水 CO 2和 酒 精或 乳 酸較 多 ， 形 成ATP多 較 少 ， 形 成ATP少 43 細胞呼吸原理的應用細 胞 呼 吸 的 中 間 產 物 是 各 種 有 機 物之 間 轉 化 的 樞 紐 ， 細 胞 呼 吸 原 理 在生 產 實 踐 中 有 廣 泛

20、 的 應 用 。 1.發(fā) 酵 技 術 2.農 業(yè) 生 產 3.糧 食 儲 藏 和 果 蔬 保 鮮 44 1.發(fā) 酵 技 術生 產 啤 酒 、 果 酒 和 白 酒 等生 產 乳 酸 類 、 檸 檬 酸 類 飲 料生 產 味 精 、 醬 油 和 醋應 用 于 垃 圾 、 廢 水 的 處 理利 用 發(fā) 酵 產 生 沼 氣 45 2.農 業(yè) 生 產 細 胞 呼 吸 為 植 物 吸 收 營 養(yǎng) 物 質 、細 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 業(yè) 生產 上 ， 要 設 法 適 當 增 強 細 胞 呼 吸 ， 以促 進 作 物

21、的 生 長 發(fā) 育 。 例 ： 水 稻 生 產 中 的 適 時 露 田 和 曬田 等 措 施 的 實 質 就 是 為 了 改 善 土 壤 通氣 條 件 以 增 強 根 系 的 細 胞 呼 吸 。 46 3.糧 食 儲 藏 和 果 蔬 保 鮮 細 胞 呼 吸 要 消 耗 有 機 物 ， 使 有 機 物積 累 減 少 。 因 此 ， 對 糧 食 儲 藏 和 果 蔬 保鮮 來 說 ， 要 設 法 降 低 細 胞 的 呼 吸 強 度 ，盡 可 能 減 少 有 機 物 的 消 耗 等 。 糧 食 儲 藏 果 蔬 保 鮮 47 48 5、 生 物 的 生 命 活 動 所 需 要 的 能 量 主 要 來 自

22、 ： 、 糖 類 的 氧 化 分 解 、 脂 類 的 氧 化 分 解 、 蛋 白 質 的 氧 化 分 解 、 核 酸 的 氧 化 分 解6、 人 體 進 行 有 氧 呼 吸 的 主 要 場 所 是 、 肺 細 胞 、 內 環(huán) 境 、 線 粒 體 、 細 胞 質 基 質 AC 49 7、 與 有 氧 呼 吸 相 比 ， 無 氧 呼 吸 最 主 要 的 特 點 是 、 分 解 有 機 物 、 釋 放 能 量 、 需 要 酶 催 化 、 有 機 物 分 解 不 徹 底8、 新 鮮 蔬 菜 放 在 冰 箱 的 冷 藏 室 中 ， 適 當 延 長保 鮮 時 間 的 生 理 原 因 是 A、 呼 吸 作

23、用 減 弱 B、 呼 吸 作 用 加 強 C、 光 合 作 用 減 弱 D、 促 進 了 物 質 的 分 解 DA 50 5、 種 在 湖 邊 的 玉 米 ， 長 期 被 水 淹 ， 生 長 不 好 ，其 原 因 是 A、 根 細 胞 吸 收 水 分 過 多 B、 營 養(yǎng) 缺 乏 C、 光 合 作 用 強 度 不 夠 D、 細 胞 有 氧 呼 吸 受 阻10、 同 樣 消 耗 mol的 葡 萄 糖 ， 有 氧 呼 吸 的 能量 轉 化 效 率 是 無 氧 呼 吸 能 量 轉 化 效 率 的 、 20倍 、 19倍 、 倍 多 、 12.7個 百 分 點 DB 51 糧 食 儲 藏 糧 食 儲

24、藏 時 ， 要 注 意 降 低 溫 度 和保 持 干 燥 ， 抑 制 細 胞 呼 吸 ， 延 長 保 存期 限 。 例 ： 稻 谷 等 種 子 含 水 量 超 過14.5 時 ， 呼 吸 速 率 就 會 驟 然 增 加 ，釋 放 出 的 熱 量 和 水 分 ， 會 導 致 糧 食 霉變 。 52 果 蔬 保 鮮 為 了 抑 制 細 胞 呼 吸 ， 果 蔬 儲 藏 時 采 用降 低 氧 濃 度 、 沖 氮 氣 或 降 低 溫 度 等 方 法 。 例 ： 蘋 果 、 梨 、 柑 、 橘 等 果 實 在 01 時 可 儲 藏 幾 個 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6 8個 月 。 農 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 生 的 二 氧 化 碳抑 制 細 胞 呼 吸 的 原 理 。 53