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1、第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,运动员长跑过后身体会出现哪些明显变化?,身体发热,大口喘气,肌肉酸痛,资料一,新鲜的水果放久了为什么甜味会变淡?,有氧呼吸: 消耗糖类等有机物,资料二,手刚放进堆放一段时间的新鲜谷堆时会有潮湿和发热的感觉,说明谷堆进行呼吸的过程中产生了什么?,有氧呼吸: 产生H2O,释放热量,资料三,近日,胶州胶莱镇王坛村的一对夫妇,下地窖取大姜时因缺氧发生昏迷,经治疗这对夫妇已经脱险。 医生告诉记者,张先生夫妇是因为地窖中氧气不足,吸入过多的二氧化碳大脑缺氧造成的。,地窖取大姜 夫妻吃大亏,资料四,思考:事故原因?,有氧呼吸: 消耗了O2,产生CO2,细胞呼吸,一、细胞呼吸
2、及其意义,三、无氧呼吸,五、细胞呼吸意义,二、有氧呼吸,六、影响细胞呼吸的因素,四、细胞呼吸原理的应用,1.说出线粒体的结构和功能。 2.说明有氧呼吸和无氧呼吸过程的异同。 3.说明细胞呼吸的原理,并探讨其在生产和生活中的应用。 4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。,知识目标,教学目标,能力目标,1.通过分析比较各种呼吸方式的区别和联系,培养综合、归纳、分析、比较能力。,2.会用各种例子讲解细胞呼吸,将细胞呼吸原理应用于生产生活实践。培养收集、处理信息的能力和自主学习知识的能力。,情感态度与价值观目标,3.初步建立氧化还原反应的认知体系,知道各门学科是密切联系的。,2.知道很多生物具有相同的细胞
3、呼吸过程,从而树立事物普遍联系、个性与共性辩证统一和进化发展的观点。,1.通过教学,使学生进一步认识到细胞是一个有机的统一体,初步培养学生用联系的眼光看待问题。,重点,难点,1.细胞呼吸的原理和本质。 2.探究酵母菌细胞的呼吸方式。,1.细胞呼吸的概念、实质。 2.有氧呼吸、无氧呼吸的过程和反应式。 3.有氧呼吸和无氧呼吸的区别。,教学重难点,想一想,在体外有哪些过程可以释放能量?,燃烧,爆炸,导入新课,讨论,1、物质燃烧也是物质的氧化分解,燃烧和细胞呼吸有何异同?,2、呼吸作用能像燃料在体外燃烧那么剧烈吗?在无氧条件下,细胞还能通过呼吸作用释放能量吗?,共同点:都是物质的氧化分解;都能产生二
4、氧化碳;都能释放出能量。 不同点:燃烧在体外进行,速度快;细胞呼吸在体内进行,速度慢。,不能,否则机体无法承受。细胞内有无氧呼吸,故无氧条件下也能进行呼吸作用。,一、细胞呼吸也称呼吸作用,是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解, 生成CO2或其他物质,释放出能量并生成ATP 的过程。,注意:呼吸和呼吸作用的区别,氧化分解有机物,释放能量,实质:,ATP的主要来源细胞呼吸,呼吸,细胞呼吸,区别:“呼吸”是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程,而“呼吸作用”是指细胞内有机物分解释放能量的过程。,联系:“呼吸”是“呼吸作用”的前提和基础,没有呼吸过程吸入的氧气,就不能进行呼吸作用;而“呼吸作用
5、”是“呼吸”的继续。,呼吸作用,高等动物的有氧呼吸,O2,呼吸(现象),气体运输,甜酒,淀粉,酵母菌,葡萄糖,酵母菌,细胞呼吸,酒精+CO2+水,二、探究细胞呼吸的方式,设计实验,探究酵母菌细胞呼吸的方式。,1、酵母菌简介:,酵母菌是一种单细胞真菌,在自然界分布广泛,主要生长在偏酸性的潮湿的含糖环境中,在水果、蔬菜、蜜饯的内部和表面以及在果园土壤中最为常见。 酵母菌在有氧和无氧的条件下都能生存,属兼性厌氧型生物,常用于呼吸作用方式的研究。,1实验原理 (1)酵母菌: 代谢类型:在有氧和无氧条件下都能生存,是 。 细胞呼吸方式判断:在有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物 ,以此来确定酵母菌细胞呼吸的方
6、式。,兼性厌氧菌,不同,(2)产物检测:,使澄清的石灰水,蓝,黄,重铬酸钾溶液,酸性,灰绿色,(3)实验假设: 有氧条件下:酵母菌进行 ,产生 。 无氧条件下,酵母菌进行 ,产生 。 。,有氧呼吸,CO2和水,无氧呼吸,CO2和酒精,(2)组装实验装置图并进行实验: 有氧条件下装置,如图甲。,变混浊,将上述甲、乙两装置放置在25 35 环境下培养810小时。 (3)观察CO2的产生:观察并记录澄清石灰水 的情况。 (4)检测酒精的产生: 取两支试管编号1和2; 各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2 mL,分别注入试管1和2; 分别滴入0.5 mL重铬酸钾的浓硫酸溶液,轻轻振荡、混匀。,无氧条件
7、下装置,如图乙。,2实验过程及结果分析 (1)配制酵母菌培养液:取20 g新鲜的食用酵母菌,分成 等 份,分别放入锥形瓶A(500 mL)和锥形瓶B(500 mL)中,再分别向瓶中注入240 mL质量分数为5%的 溶液。,两,葡萄糖,(5)实验现象及分析,灰绿色,释放的CO2,多,无酒精产生,释放的CO2较,少,同时有酒精产生,细胞呼吸,(6)写出实验结论: 酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行 。 在有氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生大量 。 在无氧条件下,酵母菌通过细胞呼吸产生 ,还产生少量的 。,二氧化碳和水,酒精,二氧化碳,(4)分析教材P92的实验装置图,思考下列问题: 在有氧条件的装置
8、中,质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么? 提示:使进入A瓶的空气先经过NaOH溶液处理,排除空气中CO2对实验结果的干扰。 B瓶封口放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,试分析其原因。 封口放置一段时间后,酵母菌会将瓶中的氧气消耗尽,可以确保通入澄清石灰水(或溴麝香草酚蓝水溶液)的CO2是酵母菌无氧呼吸所产生的。 (5)能否以CO2的产生为指标来确定酵母菌的细胞呼吸方式?分析原因。 提示:不能。有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2,故不能以CO2的产生为指标确定细胞呼吸方式。应以酒精为指标,因为酵母菌只有无氧呼吸才能产生酒精。 2判断下列说法是否正确 (1)细胞呼吸的产物都是CO2和
9、H2O。( ) (2)检测CO2的产生除澄清石灰水外,还可以用溴麝香草酚蓝水溶液检 测。( ) (3)酵母菌无氧呼吸会产生酒精和水。( ) (4)在酸性条件下酒精与橙色的重铬酸钾反应变成灰绿色。( ),主要场所:线粒体,1mol葡萄糖彻底氧化分解,释放2870KJ的能量,其中1161KJ储存在ATP中,其余以热能形式散失。能量转化率约为40%。,二、有氧呼吸,有氧呼吸:是指细胞在氧气的参与下,通过多种酶的催化作用,把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ATP的过程。,C6H12O6,6CO2,12H2O,线粒体,细胞质基质,第一阶段:1mol葡萄糖分解形成2mol丙酮酸,同
10、时产生少量的H和少量ATP。,2、有氧呼吸的三个阶段,场所:细胞质基质。,反应式:,第二阶段:丙酮酸进一步分解成CO2 和H,同时产生少量的ATP,部分水也参与了反应。,场所:线粒体基质。,反应式:,第三阶段:一系列反样产生的H与氧气结合,在产生水的同时形成大量的ATP。,场所:线粒体内膜,反应式:,有氧呼吸过程动画:,H2O H H2O,O2 H2O,C6H12O6 丙酮酸C3H4O3CO2,C、H、O的来龙去脉:,(1)写出长方框内1、2、3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)用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过
11、程中的氧原子,18O转移的途径是_ _ 。,下图是需氧呼吸的过程图解,请依图回答:,丙酮酸,水,CO2,少,少,大量,发酵:微生物的无氧呼吸。,1、无氧呼吸过程可分为两个阶段,第一阶段:与有氧呼吸第一阶段完全相同。,反应式:,无氧呼吸: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,同时释放出少量能量的过程。 场所 :细胞质基质,三、无氧呼吸,第二阶段:丙酮酸在不同酶的催化作用下,分解成酒精和二氧化碳,或转化成乳酸。 丙酮酸不彻底分解 场所:细胞质基质 能量:不产生,酶,2C3H6O3(乳酸),+ 4 H,2C3H4O3,例:高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官
12、(马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等),B.,酶,2C2H5OH(酒精) + 2CO2,2C3H4O3,+ 4 H,例:大多数植物(苹果储存久了、高等植物水淹等)、 酵母菌,A.,2、无氧呼吸总反应式,(1)酒精发酵:,(2)乳酸发酵:,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、玉米胚等),例:大多数植物(苹果储存久了、高等植物水淹等)、 酵母菌,无氧呼吸的意义,高等植物在水淹的情况下,可以进行短暂的无氧呼吸,将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳,释放出能量以适应缺氧环境条件。,人在剧烈运动时,需要在相对较短的时间内消耗大量的能量,肌肉细胞则以无氧呼吸的方式供给能量,满足人体的需要。
13、,1、无氧呼吸产生的乳酸或酒精对细胞有害吗?例如,用酵母菌使葡萄汁发酵产生葡萄酒,当酒精含量达到12%16%时,发酵就停止了,为什么?还有其他例子吗?,讨论,2、有氧时,能进行无氧呼吸吗?,1、答:一般来说,如果无氧呼吸产生的乳酸或酒精过多,会对细胞产生毒害。酵母菌在无氧以及其他条件适合的情况下,随着发酵产物(如酒精)的增多,营养物质的减少以及pH发生变化等的影响,它的繁殖速率逐渐下降,死亡率逐渐上升,酒精发酵最终就会停止。其他的例子如用乳酸杆菌使牛奶发酵形成酸牛奶,最终情况也是这样。,2、答:在有氧条件下也可以进行无氧呼吸。 对于厌氧生物,由于体内缺少有氧呼吸所需的酶,在有氧时也进行无氧呼吸
14、(当然,对于严格厌氧型生物,接触氧气就会死亡)。 对于兼性厌氧型生物,如酵母菌,在氧气不足的情况下也会进行无氧呼吸,产生酒精。 对于人,在剧烈运动或某些疾病(如镰刀性贫血症)作用下,有氧呼吸所提供的能量不足,则肌细胞会进行无氧呼吸,产生乳酸。 可见,虽然大多数情况下氧气的存在会抑制无氧呼吸地进行,但在必要时无氧呼吸还是会启动,因为那些生物体内有相关的酶。 但无氧时,不能进行有氧呼吸。,有氧呼吸与无氧呼吸的比较,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,需分子氧、酶,不需分子氧、需酶,CO2、H2O,酒精和CO2或乳酸,释放大量
15、能量,释放少量能量,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,例2 下图表示生物体内呼吸作用的过程,图中ad表示某种物质,表示相关生理过程,据图回答:,(1)过程,能在人体细胞中进行的是_;在线粒体中进行的是_;在细胞质基质中进行的是_;释放能量最多的是_。 (2)图中a物质表示_,b表示_,c表示_。,丙酮酸,水,水,【解析】ad依次为丙酮酸,水,水,CO2;依次为有氧呼吸第一阶段,有氧呼吸第二阶段,有氧呼吸第三阶段,无氧呼吸,无氧呼吸。,四、细胞呼吸原理的应用,现象1:选用透气消毒纱布或“创可贴”等敷料包扎伤口,为什么?,尝试运用所学知识,解释以下现象:
16、,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。,四、细胞呼吸原理的应用,现象2:为什么要经常对花盆里的土壤进行松土?,尝试运用所学知识,解释以下现象:,对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。此外,松土透气还有利于土壤中好氧微生物的生长繁殖,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。,四、细胞呼吸原理的应用,现象3:涝灾容易导致农作物被淹,农作物死亡。为什么?,尝试运用所学知识,解释以下现象:,植物受涝时,可以短时间进行无氧呼吸获取能量。但长时间无氧呼吸植物根细胞会产生酒精并积累,对根细胞有毒,使根
17、腐烂变黑。,四、细胞呼吸原理的应用,现象4:食物真空包装,有利于保鲜,为什么?,尝试运用所学知识,解释以下现象:,真空包装中,抽去空气以抑制呼吸作用,减少食物中营养成分的分解破坏。,细胞呼吸原理的应用连线,讨论,生活生产中还有哪些应用细胞呼吸原理的事例?试举一两例加以说明。,胖人通过适量的运动,细胞呼吸的速率会加快,细胞内有机物的分解会增加,体重就会下降。 应当将蔬菜和瓜果放入冰箱或地窖等冷凉的地方储藏,这样能够降低细胞呼吸的速率,减少细胞内有机物的损耗。 新疆的哈密瓜特别甜是因为昼夜温差较大,故糖类等有机物积累丰富,而消耗较少。,五、细胞呼吸的意义,、为生物体的生命活动提供能量。,、为体内其
18、它化合物的合成提供原料。,有机物 (稳定的化学能),ATP (活跃的化学能),生命活动,影响细胞呼吸的因素:,温度,温度、氧气、CO2、水,六、影响细胞呼吸的环境因素,1温度,通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。 最适温度时,细胞呼吸最强; 超过或低于最适温度,呼吸酶活性降低,细胞呼吸受抑制。,应用 低温下贮存蔬菜、水果(低温以不破坏植物组织为标准,一般为零上低温) 在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,来降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。,2O2浓度,无氧呼吸: 随O2浓度增大逐渐被抑制; 有氧呼吸: 随O2浓度增大不断加强; 当O2浓度达到一定值后,随O2浓
19、度增大,速率不再增加。 (受呼吸酶数量等因素的影响),3水,4CO2浓度,细胞呼吸的概念; 有氧呼吸概念、过程; 无氧呼吸概念、过程; 二者的区别联系。 了解细胞呼吸原理的应用。,重点掌握:,课堂小结,概念,有氧呼吸,无氧呼吸,细胞呼 吸,丙酮酸不彻底分解,乳酸发酵,酒精发酵,葡萄糖的初步分解,过程,总反应式,概念,过程,总反应式,概念,区别和联系,意义,类型,(2008 上海)下图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶1、酶2和酶3依次分别存在于( ) A.线粒体、线粒体和细胞质基质 B.线粒体、细胞质基质和线粒体 C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质 D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体,
20、高考链接,C,解析:由图解可知,酶1催化的是有氧呼吸和无氧呼吸的共同部分,是在细胞质基质中完成的。酶3催化的是无氧呼吸,场所是细胞质基质。酶2催化的是有氧呼吸,其场所是线粒体。,(2009 全国)下列关于细胞呼吸的叙述,错误的是( ) A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸 C.酵母菌可以进行无氧呼吸和有氧呼吸 D.叶肉细胞在光照下进行光合作用,不进行呼吸作用,D,解析:此题考查有关细胞呼吸的相关知识,叶肉细胞在光照下进行光合作用,同时又进行呼吸作用。,(2009 上海) 在a、b、c、d条件下,测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖,
21、则下列叙述中正确的是( ) A.a条件下,呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 B.b条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 C.c条件下,无氧呼吸最弱 D.d条件下,产物的CO2全部来自线粒体,D,解析:a条件进行的是无氧呼吸,其产物除CO2外还有酒精,对于同种生物的种子而言,如果进行无氧呼吸,其产物要么是酒精和CO2,要么是乳酸,不会同时含有酒精和乳酸。b在条件下,同时进行了有氧呼吸和无氧呼吸,有氧呼吸消耗3个氧气,产生3个CO2,消耗0.5个葡萄糖;无氧呼吸产生5个CO2,消耗2.5个葡萄糖;c在条件下,有氧呼吸消耗4个氧气,产生4个CO2,消耗2/3个葡萄糖,无氧呼吸产生2个CO2,消耗
22、1个葡萄糖.d条件下,只进行有氧呼吸,产生的CO2全部来自于线粒体。,1. 陆生植物不能长期忍受无氧呼吸,其原因是( ) 产生的酒精对细胞有毒害作用 产生的乳酸对细胞有毒害作用 没有专门的无氧呼吸结构 产生的能量太少 A. B. C. D. ,D,课堂练习,2. 蛔虫在体外培养难成活的原因是( ) A. 失去运动能力 B. 失去捕食的能力 C. 不能忍受较高氧分压 D. 感觉太迟钝,C,3. 贮存水果和粮食时,充加CO或抽取空气,能延长贮存的时间,主要是由于( ) A. 抑制有氧呼吸 B. 促进有氧呼吸 C. 抑制无氧呼吸 D. 促进无氧呼吸,A,.在剧烈运动时,肌肉处于暂时相对缺氧状态,葡萄
23、糖的消耗量剧增,但产生的增加不很多,这是因为( ) .大量能量以热能形式散失了 .大量能量在酒精中未释放出来 .大量能量在乳酸中未释放出来 .大量能量随汗流失了,C,5. 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( ) A. 葡萄糖 丙酮酸 水 B. 葡萄糖 丙酮酸 氧 C. 葡萄糖 氧 水 D. 葡萄糖 丙酮酸 二氧化碳,D,6.如果酵母菌在进行有氧呼吸和酒精发酵时,分解葡萄糖产生等量的CO2 那么这两种呼吸作用所消耗葡萄糖的摩尔数之比是( ) A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:6,7.如果一定重量的黄豆全部萌发成黄豆芽,黄豆芽中有机物总量、有机物种类分别比
24、黄豆中( ) .多、多 .少、多 .多、少 .少、少,B,B,8.一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,B,9.下列分别属于有氧呼吸的第几阶段:,产生CO2的阶段( ) 产生H2O的阶段( ) 氧气参与的阶段( ) 产生ATP的阶段( ) 产生ATP最多的阶段( ),二,三,三,一、二、三,三,10. 在整个有氧呼吸过程中,O2 是第_阶段参与反应的;CO2是第_阶段生成;O2中的O最后进入_ 。,三,二,H2O,11.
25、有氧呼吸中需O2和产生能量最多的阶段是_,场所是_ ,第一、二阶段的共同产物是_ ,三个阶段均有的产物是_ 。,三,线粒体内膜,H,ATP,(1)写出长方框内1、2、3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)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_ _ 。,12.下图是需氧呼吸的过程图解,请依图回答:,丙酮酸,水,CO2,少,少,大量,基础题 1、C 2、B 3、有氧呼吸与无氧呼吸的第一个阶段完全相同:都不需要氧;都与线粒体无关。联想到地球的早期以及原核细胞的结构,可以作出这样的推测:在生物进化史上先出现无氧呼吸而后才出现有氧呼吸,即有氧呼吸是由无氧呼吸发展变化而形成的。先出现原核细胞而后出现真核细胞,即真核细胞是由原核细胞进化而来的。 4、不能。因为绿色植物在光合作用中也能形成ATP。,习题答案,拓展题 人与鸟类和哺乳类维持体温的能量来源都是细胞呼吸。在这些生物的细胞呼吸过程中,葡萄糖等分子中稳定的化学能释放出来:除一部分储存在ATP中外,其余的则转化成热能,可以直接用于提升体温;ATP水解释放出的能量,除了维持各项生命活动外,有一部分也能转化成热能,用于提升体温。而维持体温的相对稳定,还需复杂的调节机制。,
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