5.3细胞呼吸的原理和应用课件(共42张PPT)

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5.3细胞呼吸的原理和应用课件(共42张PPT)

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(共42张PPT)
5.3
细胞呼吸的原理和应用
馒头和面包里面都有一个个的小孔,都很松软,是因为在发面时加入酵母菌,产生了CO2。在酿酒中,酵母菌进行细胞呼吸产生了酒精。
酵母菌在什么条件下产生CO2?产生酒精?
一、细胞呼吸的方式(P90)
酵母菌
代谢类型:异养兼性厌氧型
呼吸方式:有氧呼吸、无氧呼吸
细胞呼吸都需要氧?
1.细胞呼吸:
细胞内的有机物氧化分解,并释放能量。(呼吸作用的实质)
一、细胞呼吸的方式(P90)
2.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
2.细化实验变量:
如何控制有氧和无氧?
如何检测CO2和酒精?
怎样保证酵母菌生活?
1.确定实验目的:
自变量是什么?
因变量是什么?
酵母菌什么条件下产生CO2,产生酒精?
有氧 CO2
无氧 CO2+酒精
有氧/无氧条件
是否产生CO2/酒精
通气/密封
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
一、细胞呼吸的方式(P90)
2.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
酒精+酸性条件下的重铬酸钾溶液:橙色→灰绿色
CO2
澄清石灰水:变混浊(混浊程度)
溴麝香草酚蓝:蓝→绿→黄(时间长短)
将每份10g的食用酵母菌放入锥形瓶中,分别向瓶中注入240ml煮沸并冷却的质量分数为5%的葡萄糖溶液。
一、细胞呼吸的方式(P90)
2.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
保证O2的充分供应
吸收空气中的CO2
葡萄糖先煮沸再冷却
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
一、细胞呼吸的方式(P90)
2.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
B瓶应封口一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,为什么?
耗尽B瓶中的O2 ,确保CO2均来自无氧呼吸。
检测CO2:根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝水溶液变成黄色的时间长短。
检测酒精:取酵母菌培养液的滤液,滴加0.5ml溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液,轻振并观察颜色变化。
A
B
A
B
由于葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,应将酵母菌的培养时间适当延长,以耗尽溶液中的葡萄糖。
一、细胞呼吸的方式(P90)
2.实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式
提出问题
作出假设
设计实验
进行实验
分析结果
得出结论
①酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生大量CO2,不产生酒精;
②酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸,产生少量CO2,同时也产生酒精。
①配制酵母菌培养液时,必须先将煮沸的葡萄糖溶液冷却至常温,才可加入酵母菌,为什么?
②质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么?
③B瓶应封口放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,为什么?
④葡萄糖也能与酸性重铬酸钾反应发生颜色变化,所以应将酵母菌的培养时间适当____以_________________。
煮沸灭菌,防止其他微生物的干扰;
放至室温,防止高温杀死酵母菌。
去除空气中的CO2,排除空气中的CO2对实验的干扰。
将O2消耗完,确保通入澄清石灰水中的CO2均来自无氧呼吸。
延长
耗尽溶液中的葡萄糖
一、细胞呼吸的方式(P90)
一、细胞呼吸的方式(P90)
3.科学方法:对比实验/相互对照实验
本实验中哪个是对照组,哪个是实验组?
两组都是实验组。
  设置两个或两个以上的实验组,通过对几个实验组结果的分析比较,来探究某种因素对实验对象的影响,这样的实验叫作对比实验。
二、有氧呼吸(P92)
阅读P92—93,思考以下题:
1
2
3
细胞呼吸可分为有氧呼吸和无氧呼吸。绝大多数生物细胞呼吸的主要形式是有氧呼吸。
二、有氧呼吸(P92)
外膜
内膜
DNA和RNA
核糖体

基质
线粒体有哪些适应有氧呼吸的结构?
①具两层膜,内膜向内折叠形成嵴,使内膜的表面积大大增加。
②内膜和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。
1.主要场所:线粒体
二、有氧呼吸(P92)
2.总反应式及反应过程:
C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+12H2O+能量

场所:线粒体+细胞质基质(真核细胞)
思考:真核细胞中,有氧呼吸的全过程都发生在线粒体中吗?
有氧呼吸的先由细胞质基质完成葡萄糖的初步分解,之后由线粒体完成剩下的反应。
①线粒体膜上没有运输葡萄糖的载体,不能进入;
②线粒体中没有氧化分解葡萄糖的酶。
为什么葡萄糖不能在线粒体中氧化分解?



第一阶段:
①场所:
②反应式:
③能量变化:
细胞质基质
热能
少量ATP


产生[H]的过程是指氧化型辅酶I(NAD+)转化成还原型辅酶I(NADH)
葡萄糖→2丙酮酸+4[H]+能量

C6H12O6
C3H4O3
(少)
第二阶段:
①场所:
②反应式:
③能量变化:
线粒体基质
热能
少量ATP


2丙酮酸+6H2O→6CO2+20[H]+能量

C3H4O3
(少)
第三阶段:
①场所:
②反应式:
③能量变化:
线粒体内膜
热能
大量ATP


24[H]+6O2→12H2O+能量

(大)
二、有氧呼吸(P92)
3.元素去向:
C6H12O6
2丙酮酸 + 4[H] + 少量能量

2丙酮酸
+ 6H2O
6CO2 + 20[H] + 少量能量

24[H] + 6O2

12H2O + 大量能量
有氧呼吸总反应式:
C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + 能量

易错提醒:
①反应式中的能量不能写成ATP,因为葡萄糖中的能量只有一部分储存在ATP中。
②反应式前后的H2O不能消去。反应过程中,在第二阶段消耗了水,而第三阶段生成了水。
③反应式中间不能用等号,要用箭头。
④反应条件“酶”不能省去。
⑤细胞呼吸的底物不只有葡萄糖。
二、有氧呼吸(P92)
4.概念:
细胞在___的参与下,通过_______的催化作用,把_______等有机物_____________,产生____和____,释放_____,生成________的过程。

多种酶
葡萄糖
CO2
H2O
能量
彻底氧化分解
大量ATP
二、有氧呼吸(P92)
5.特点:
相同:都是有机物氧化分解释放能量的过程。
区别:
①过程温和(常温、一定的pH等);
②能量逐步释放;
③释放的能量有部分储存在ATP中。
意义:有利于维持细胞的相对稳定状态。
葡萄糖在细胞内彻底氧化分解和体外燃烧有哪些异同?
二、有氧呼吸(P92)
6.能量去向及效率:
C6H12O6 1moL
能量
(2870KJ)
大部分以热能形式散失
小部分977.28kJ储存在ATP
有氧呼吸
请计算:有氧呼吸的能量转化效率大约是多少?这些能量大约能使多少ADP转化为ATP?
977.28kJ÷2870kJ≈34.05%
977.28kJ÷30.54kJ/mol=32mol(2+2+28)
课堂小结
易错判断:
1.葡萄糖是有氧呼吸唯一能利用的物质( )
2.真核细胞都进行有氧呼吸( )
3.没有线粒体的细胞一定不能进行有氧呼吸( )
4.有氧呼吸的实质是葡萄糖在线粒体中彻底氧化分解,并且释放大量能量的过程( )
习题巩固




哺乳动物成熟红细胞
部分原核细胞在细胞质基质
三、无氧呼吸(P94)
1.场所:细胞质基质
三、无氧呼吸(P94)
2.类型:
C6H12O6

2C3H6O3(乳酸)+少量能量
2C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量
C6H12O6

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)
大多数植物、酵母菌等
三、无氧呼吸(P94)
3.概念:
在没有氧气参与的情况下,葡萄糖等有机物经过不完全分解,释放少量能量的过程。
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫发酵,产生酒精的叫酒精发酵,产生乳酸的叫做乳酸发酵。
无论是分解成酒精和二氧化碳或者是转化成乳酸,无氧呼吸都只在第一阶段释放出少量的能量,生成少量ATP。葡萄糖分子中的大部分能量则存留在酒精或乳酸中。
无氧呼吸释放的能量为什么比有氧呼吸少?
无氧呼吸只在第一阶段释放少量能量,生成少量ATP。有机物分解不彻底,还有大部分能量储存于乳酸和酒精中。
三、无氧呼吸(P94)
4.有氧和无氧呼吸的异同点:
不同点 有氧呼吸 无氧呼吸
场所
条件
产物
能量
相同 联系 实质 细胞质基质、线粒体
细胞质基质
氧气、酶

CO2+H2O
酒精+CO2,乳酸
大量能量
少量能量
分解有机物,释放能量
第一阶段反应场所和过程完全相同
提供有氧环境,抑制厌氧型微生物的繁殖。
前期通气,促进酵母菌大量增殖;后期密封,促进酵母菌无氧呼吸产生酒精。
松土增加O2浓度,促进根部细胞有氧呼吸,释放更多能量主动吸收土壤中的矿质元素。
四、细胞呼吸原理的应用(P94)
低温,酶活性降低,呼吸速率减慢;低氧,有氧呼吸速率减慢。
破伤风杆菌为厌氧菌,O2会抑制其繁殖。H2O2在过氧化氢酶的催化下分解产生O2。
慢跑氧气供应充足,避免肌肉细胞无氧呼吸产生乳酸。
四、细胞呼吸原理的应用(P94)
拓展:影响细胞呼吸的因素
(1)内部因素:
①不同种类的植物细胞呼吸速率不同。
(旱生植物<水生植物,阴生植物<阳生植物)。
②同一植物在不同的生长发育时期细胞呼吸速率不同。(幼苗期、开花期大于成熟期)。
③同一植物的不同器官细胞呼吸速率不同。
(生殖器官>营养器官)。
遗传因素(决定酶的种类和数量)
拓展:影响细胞呼吸的因素
(2)外部因素——温度
温度
呼吸速率
①低温下贮存蔬果。
②在大棚种植中,增加昼夜温差,减少有机物消耗,提高产量。


拓展:影响细胞呼吸的因素
CO2浓度
呼吸速率
过高CO2抑制细胞呼吸,地窖保存食品。


(2)外部因素——CO2浓度
拓展:影响细胞呼吸的因素
(2)外部因素——O2浓度
O2浓度
呼吸速率
O2浓度
呼吸速率
无氧呼吸
线粒体数量限制
有氧呼吸
拓展:影响细胞呼吸的因素
5
O2(%)
1.0
0.5
P
R
10
15
20
D
Q
T
O
CO2释放量
Q点:
D点:
R点:
各点的含义?


QD:无氧呼吸速率
OPT:有氧呼吸速率
QPT:呼吸速率
呼吸速率最低,有机物消耗最少
只进行无氧呼吸
无氧呼吸消失
B
拓展:影响细胞呼吸的因素
5
O2(%)
1.0
0.5
P
R
10
15
20
D
Q
T
O
CO2释放量
B点的含义?


QD:无氧呼吸速率
OPT:有氧呼吸速率
QPT:呼吸速率
有氧呼吸CO2释放量与无氧呼吸CO2释放量相等。
B
拓展:影响细胞呼吸的因素
(2)外部因素——水

呼吸速率
干燥储存。


课堂小结

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