生物必修1《分子与细胞》第5章 细胞的能量供应和利用第3节 细胞呼吸的原理和应用获奖ppt课件
展开一种放热发光,释放能量的化学反应
细胞完成各项生命活动也需要源源不断的能量供应。
燃烧需要氧气,细胞呼吸是否都需要氧气?
The first part
探究酵母菌细胞呼吸的方式
为什么选择酵母菌作为研究细胞呼吸作用的材料?
saccharmycetes
酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧条件下都可以生存。
与人类生活息息相关。。。
【问题】通气或振荡的目的是什么?为什么有利于酵母菌大量繁殖?
1.密封的目的是什么?
2.密封条件下,酵母菌能产生酒精,通气条件下可以吗?
1.发面中的“小孔”是怎么产生的?
2.发面中有什么味道,这个味道是怎么来的?
科学探究的一般过程
让我们循着科学探究的一般过程,一起来探究酵母菌细胞呼吸的方式
在生产和生活实践中,我们发现。。。
█ 有氧条件下,酵母菌大量繁殖。█ 无氧条件下,酵母菌产生酒精。█ 酵母菌细胞呼吸过程中会产生CO2。
酵母菌什么条件下产生CO2,什么条件下产生酒精?
多种假设:◎有氧条件下产生CO2,无氧条件下产生酒精;◎有氧条件下产生酒精,无氧条件下产生CO2;◎有氧条件下和无氧条件下都产生酒精和CO2 ;…
根据自己已有的知识和经验,针对所提出的问题作出假设。
细胞呼吸的产物(酒精、CO2)
酵母菌培养液的浓度、体积、温度、PH等
independent variable
dependent variable
Independent variable
如何保证实验过程中酵母菌正常生活?
无关变量保持等量且适宜
取20g新鲜的食用酵母菌,分成两等份,分别放入锥形瓶A(500mL)和锥形瓶B(500mL)中。分别向瓶中注入240mL质量分数为5%的葡萄糖培养液。
其他条件保持相同且适宜...
如何控制自变量,并检测因变量?
◉ 能不能直接通入空气?为什么?
◉ 该装置需要注意什么问题?
◉ 如何检测CO2和酒精?
第一步:配制酵母菌培养液
第二步:安装实验装置(有氧组和无氧组)
The experimental steps
The experimental phenmena
The experimental cnclusin
本实验中哪个是对照组,哪个是实验组?
对比实验(相互对照实验) 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。
有同学认为,在有氧呼吸实验装置中10%的NaOH溶液不能完全吸收空气中的CO2,以致可能对实验结果有干扰,你同意吗?你如何避免这种可能性的发生,以保证实验更严谨?
1、实验:探究酵母菌细胞的呼吸方式
(1)酵母菌:单细胞真菌,兼性厌氧型
因变量:细胞呼吸的产物(酒精和CO2)
无关变量:酵母菌培养液的浓度、体积、温度、PH等
CO2:澄清石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液
酒精:含重铬酸钾的浓硫酸
酵母菌在无氧条件下,产生少量CO2和酒精
酵母菌在有氧条件下,产生大量CO2
1.检测酵母菌细胞呼吸的产物,下列描述正确的是 ( ) A.如果产生的气体使澄清的石灰水变混浊,则酵母菌只进行有氧呼吸 B.如果产生的气体使溴麝香草酚蓝溶液变黄色,则酵母菌只进行无氧呼吸 C.无论进行有氧呼吸还是无氧呼吸,酵母菌都能产生二氧化碳 D.酵母菌发酵时不产生气体,但其发酵液能使重铬酸钾变灰绿色
2.如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置.以下说法中正确的是( ) A. 两个装置均能使酸性重铬酸钾溶液变灰绿色B. 装置乙在Ⅲ中滴加溴麝香草酚蓝水会由蓝变红C. 装置乙中应让Ⅱ先放置一会再与Ⅲ连接D. 装置甲中NaOH的作用是吸收Ⅰ处的CO2
The secnd part
▮外膜平常,内膜向中心腔折叠,形成嵴
▮内含DNA、RNA、核糖体以及许多与有氧呼吸有关的酶
【思考】真核细胞中,有氧呼吸的全过程都发生在线粒体中吗?
2.把完整酵母菌、线粒体、上清液分别放入甲、乙、丙3组试管中。
1.将酵母菌研磨、差速离心后,得到上清液(细胞质基质)和线粒体。
4.检测3组试管的产物。
3.向3组试管中分别加入等量的葡萄糖,通入氧气。
【思考】该实验说明了什么?
1.葡萄糖能不能被线粒体分解?
2.葡萄糖在什么位置首先被分解?生成了什么?
1.丙酮酸分解发生在什么部位,生成了什么?
2.③号试管为什么有较强荧光出现?
丙酮酸的量不变没有荧光
丙酮酸的量减少有CO2生成微弱荧光出现
丙酮酸的量减少有CO2生成较强荧光出现
超声波震碎线粒体之后,内膜自然卷成了颗粒朝外的小囊泡,这些小囊泡具有氧化[H]的功能。当用胰蛋白酶处理后,这些小囊泡不再具有氧化[H]的功能;当把这些小颗粒装上去之后,小囊泡重新具有了氧化[H]的功能。这些小颗粒被证实是一系列线粒体内膜上的酶。
通过以上事实可以确定在线粒体内膜上发生什么样的反应?谁在氧化[H]?
仔细阅读教材,观看视频,思考问题
✪有氧呼吸过程共分为几个阶段?
✪每个阶段进行的场所在哪?
✪CO2在哪个阶段产生?
✪O2在哪个阶段被消耗?
✪每个阶段的反应物和产物分别是什么?
丙酮酸、[H]、少量ATP
细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,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,产生大量ATP的过程。
思考:反应过程中,各元素的转移方向
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不要认为细胞呼吸的底物只有葡萄糖,教材只是以葡萄糖在有氧条件下彻底氧化分解为例来介绍有氧呼吸过程。
生成CO2和H2O、非常剧烈、一次性大量释放能量、有机物中化学能全部转变为热能。
◉一部分能量储存在ATP中
生成CO2和H2O
1.请你计算一下,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?
2.与燃烧迅速释放能量相比,有氧呼吸是逐渐释放能量的,这对于生物体来说,具有什么意义?
能量转化效率 = 977.28÷2870≈34.05%
生成ATP = 977.28÷30.54=32ml
提示:这种方式保证有机物中的能量得到最充分的利用,主要表现在两个方面:可以使有机物中的能量逐步地转移到ATP中;能量缓慢有序地释放,有利于维持细胞的相对稳定状态。
1.概念:细胞在氧气的参与下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化分解,产生H2O和CO2,释放能量,生成大量ATP的过程。
2.场所:细胞质基质和线粒体
3.有氧呼吸全过程的物质变化可分三个阶段: ①C6H12O6→丙酮酸+[H]; ②丙酮酸→CO2+[H]; ③[H]+O2→H2O,有关以上叙述正确的是( ) A. 第③阶段反应极易进行,无需酶的催化 B. 第②阶段无ATP生成,第③阶段形成较多的ATP C. 第①②阶段能为其他化合物的合成提供原料 D. 第①阶段与无氧呼吸的第①阶段不同
4.图中表示的是某绿色植物细胞内部分物质的转变过程,有关下列叙述不正确的有几项( )①图中①②两物质依次是H2O和O2②图中(二)、(三)两阶段产生[H]的场所都是线粒体③图中(三)阶段产生的水中的氢最终都来自葡萄糖④该过程只能在有光的条件下进行,无光时不能进行 A一项 B二项 C三项 D四项
The third part
结合上表,仔细阅读教材
细胞质基质、线粒体(主要)
葡萄糖彻底分解为CO2和H2O
葡萄糖不完全分解形成乳酸或酒精和CO2
释放少量能量大部分能量储存乳酸或酒精中
第一阶段反应完全相同。
两种呼吸方式实质相同:分解有机物,释放能量。
【思考】 1ml的葡萄糖所含能量大约2870kJ的能量,氧化分解成乳酸以后,释放出196.65kJ的能量,其中61KJ能量用来合成2mlATP。其余能量的去处?
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,就是无氧呼吸。
绝大多数植物如水稻根、苹果果实;酵母菌等微生物
人和动物;植物某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚;乳酸菌等微生物
例:大多数植物、酵母菌
例:高等动物、乳酸菌、马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等
1.概念:细胞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,就是无氧呼吸。
第一阶段:与有氧呼吸相同
第二阶段:丙酮酸在酶的催化作用下,分解为酒精和CO2,或转化为乳酸。
The furth part
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,释放能量并生成ATP的过程。
(1)为生物体的生命活动提供能量
(2)生物体代谢的枢纽
◉包扎伤口时,为什么我们要选用透气的纱布?
◉生活中,我们通过采取哪些措施,延长粮食储藏和果蔬保鲜的时间?
抑制厌氧菌的大量繁殖。
低温、干燥、低氧等措施,降低细胞呼吸强度,尽可能减少有机物的消耗。
◉为什么农业生产中要通过中耕松土,提高农作产量?
◉稻田为什么需要定期排水?
松土可以增加土壤中氧气的含量,根部氧气供应充足时,呼吸作用旺盛.有利于根部的生长和对无机盐等养料的吸收
如果稻田中的氧气不足,水稻根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,因此根据细胞呼吸原理,稻田要定期排水,抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,
◉提倡有氧运动,能避免肌细胞因供氧不足进行无氧呼吸产生大量乳酸,乳酸的大量积累会使肌肉酸胀乏力。
◉提利用麦芽、葡萄、酵母菌以及发酵罐等,在控制通气的情况下,可以生产各种酒。
都是培养酵母菌为什么有的需要通气?有的却需要密封?
在培养酵母菌用作饲料添加剂时,要给培养装置通气或进行振荡,以利于酵母菌大量繁殖。在利用酵母菌生产葡萄酒时,却需要密封发酵。
5.某超市有一批过保质期的酸奶出现涨袋现象。酸奶中可能含有的微生物有乳酸菌、酵母菌等。据此分析涨袋现象的原因,判断以下解释是否合理。 (1)是乳酸菌无氧呼吸产生气体造成的 ( ) (2)如果有酒味,可能是酵母菌无氧呼吸造成的 ( )
6.下图表示某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下,单位时间内O2吸收量和CO2释放量的变化,下列叙述正确的是 ( )
A. 氧气浓度为0时,该器官不进行呼吸作用B. 氧气浓度在10%以下时,该器官只进行无氧呼吸C. 氧气浓度在10%以上时,该器官只进行有氧呼吸D. 保存该器官时,氧气浓度越低越好
7.将酵母菌培养液进行离心处理。把沉淀的酵母菌破碎后,再次离心处理为只含有酵母菌细胞质基质的上清液和只含有酵母菌细胞器的沉淀物两部分,与未离心处理过的酵母菌培养液分别放入甲、乙、丙3个试管中,并向这3个试管内同时滴入等量、等浓度的葡萄糖溶液。在有氧的条件下,最终能通过细胞呼吸产生CO2和H2O的试管是 ( ) A.甲 B.丙 C.甲和乙 D.丙和乙
8.下表是某种植物种子下甲、乙、丙三种不同条件下萌发,测得的气体量的变化结果。下列说法正确的是 ( )
A. 甲条件下,进行产生CO2和乳酸的无氧呼吸B. 乙条件下,有氧呼吸消耗的葡萄糖多于无氧呼吸C. 丙条件下,有氧呼吸强度达到最大值D. 乙条件下,释放的CO2来自细胞质基质和线粒体
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