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ATP
的主要来源
——
细胞呼吸
细胞呼吸的概 念:细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系列氧化分解,生成二氧化碳或其
他产物,释放能量并且生成< br>ATP
的过程。
一、实验课题
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。
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
1.
酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸产生
:
CO2
2.
无氧情况下进行无氧呼吸,
产生:
CO2+
酒
精
(
三
)
实验用具(略)
1
、
NaOH
的作用是什么?
2
、酵母菌进行什么呼吸?
3
、澄清的石灰水有什么作用?
4
、如何说明
CO2
产生的多少?
5
、如何控制无氧的条件?
(
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
℃、环境下培养
8-9
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
.
A试管密封,B试管不密封.
(
六
)
观测、记录
1
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
(
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。
有氧条件下,
产生大量的
CO2
,
无氧条件下
,
产生酒精
+
少量的
CO2
二
、
细胞呼吸的方式
(一)有氧呼吸
1
、过程、场所
①葡萄糖的初步分解
场所:细胞质基质
C6H12O6
酶
2丙
酮
酸
(
C
3
H
4
O
3)
+
4
[
H
]
+
能
量
(
少
量
)
②
丙
酮
酸
彻
底
分
解
场
所
:
线粒体基质
2
丙
酮
酸
+
6
H
酶
2
O
6
C
O
2
+
2
0
[
H
]
+
能
量
(
少
量
)
③
[
H
]
的
氧
化
场
所
:
线粒体内膜
酶
2
4
[
H
]
+
6
O
1
2
H
2
2
O
+
能
量
(
大
量
)
2
、能量去向
1mol
葡萄糖释放能量
2870KJ:< br>一部分以热能形式散失
(
约
60%),
1161KJ
转移至
ATP
(合成
38mol ATP
)
3
、总反应式:
C6H12O6+6H2O+6O2
酶
4
、概念
6CO2+ 12H2O +
能量
有氧呼吸是指细 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,生成许多
ATP
的过程
(二)无氧呼吸
1
、
过程、场所
2
葡
萄
糖
的
初
步
分
解
场
所
:
细
胞
质
基
质
①
C
6
H
1
2
O
6
酶
2
丙
酮
酸
+
4
[
H
]
+
能
量
(
少
量
)
☆
与
有
氧
呼
吸
第
一
阶
段
相
同
②
丙
酮
酸
不
彻
底
分
解
酶
场
所
:
细
胞
质
基
质
2
丙
酮
酸
2
C
3
H
6
O
3
(
乳
酸
)
2
C
2
H
5
O
H
(
酒
精
)
+
2
C
O
2
2
、能量去向:
1mol葡萄糖分解为乳酸或酒精后,共放出
196.65kJ
的能量,
1、其中有
61.08KJ
的能量储存在
ATP
中,
产生
2molATP,
2
、其余的能量以热能的形式散失
,
3
、未释放的能量储存在何处?
3
、反应方程式
A.
乳酸发酵
酶
C
6
H
1
2
O
6
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
)
B
.
酒
精
发
酵
C
6
H
1
2
O
6
2
C
3
H
6
O
3
(
乳
酸
)
+
少
量
能
量
酶
2
C
2
H
5
O
H
(
酒
精
)
+
2
C
O
2
+
少
量
能
量
例
:
大
多
数
植
物
、
酵
母
菌
,
4
、概念
无氧呼吸是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等 有机物分解为不彻底的
氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
5
、实例
a.
高等植物在水淹的情况下,可以进行短时间的无氧呼吸。
产生酒精和二氧化碳
.
b.
高等动物和人体在剧烈运动时,骨骼肌细胞内就 会进行无氧呼吸。肌肉酸胀是由于产生
了乳酸
.
3
c.
酵母菌在缺氧的条件下,可以将有机物分解成酒精和
二氧化碳
有氧呼吸与无氧呼吸的比较
类
型
有氧呼吸
项目
场
所
需氧、酶等
①两者第一阶段相同
联
系
②都分解有机物、释放能量
呼吸类型的判断
:
O
2
吸收量
= 0
只进行无氧呼吸
O
2
吸收量
= CO
2
释放量
只进行有氧呼吸
O
2
吸收量
<
CO
2
释放量
既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸
无氧呼吸
区
别
条
件
产
物
释
能
C
O
2
的
释
放
速
CO
2
释放总量
有氧呼吸
无氧呼吸
5
10
15
20
25
30
例题:
下图表示 某种植物的非绿色器官在不同氧浓度下
O2
吸收量和
CO2
释放量的变化。< br>请
据下图回答下列问题:
4
< br>(1)
外界氧浓度在
10
%以下时,该器官的呼吸作用方式是
____ ____________
。
(2)
该器官的
CO2
释放 与
O2
的吸收两条曲线在
P
点相交后则重合为一条线,此时该器官的
呼吸作用方式是
____________
,进行此种呼吸方式所用的底物是
____ ________
。
(3)
当外界氧浓度为
4
~
5
%时,
该器官
CO2
释放量的相对值为
0.6
,
而
O2
吸收量的相对值
为
0.4
。此时,无氧呼吸消耗葡萄糖的相对 值约相当于有氧呼吸的
____
倍
关于呼吸作用的计算
:
C
6
H
12
O
6
+6H
2
O+6O2
6CO
2
+12H
2
O+
能量
酶
C
6
H
12
O
6
2C
2
H
5
OH
(
酒精)
+2CO
2
+
能量
酶
?
消耗等量的
C
H
O
时,无氧呼吸与 有氧呼吸产生的
CO2
的比例为:
1
:
3
1
:
1
9
?
消耗等量的
C< br>H
O
时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的
ATP
的比例为:
?
产生相同量的
CO2
,用于无氧呼吸和有氧呼吸的
C
H
O
比例为:
3
:
1
?
产生相同量的
ATP
,用于无氧呼吸和有氧呼吸的
C
H
O
比例为:
1
9
:
1
6
1
2
6
1
2
6
1
2
6
6
1
2
6
三、影响呼吸速率的外界因素:
1
、温度:温度通过影响细胞内与呼吸作用有关的酶的活性来影响细胞的呼吸作用。
温度过低或过高都会影响细胞正常的呼吸作用。在一定温度范围内,温度越
低,细胞呼吸越弱; 温度越高,细胞呼吸越强。
2
、
氧气:
氧气充足,
则无氧呼吸将受抑制;
氧气不足,
则有氧呼吸 将会减弱或受抑制。
3
、水分:一般来说,细胞水分充足,呼吸作用将增强。但陆生 植物根部如长时间受水
浸没,根部缺氧,进行无氧呼吸,产生过多酒精,可使根部细胞坏死。
4
、
CO
2
:环境
CO
2
浓度提高,将抑 制细胞呼吸,可用此原理来贮藏水果和蔬菜。
四、呼吸作用在生产上的应用:
1
.作物栽培时,疏松土壤促进根部有氧呼吸,吸收无机盐。
2
. 粮油种子贮藏时,要风干、降温,降低氧气含量,则能抑制呼吸作用,减少有机物
消耗。
3
.水果、蔬菜保鲜时,要低温或降低氧气含量及增加二氧化碳浓度,抑制呼吸作用。
4
.包扎伤口,选用透气消毒纱布,抑制细菌无氧呼吸
5
.酵母菌酿酒:先通气,后密封。先让酵田菌有氧呼吸,大量繁殖,再无氧呼吸产生
酒精。
6
.稻田定期排水:抑制无氧呼吸产生酒精,防止酒精中毒,烂根死亡
7
.提倡慢跑:防止剧烈运动,肌细胞无氧呼吸产生乳酸
8
.破伤风杆菌感染伤口:须及时清洗伤口,以防无氧呼吸
五、意义:
5
1
为生物各种生命活动提供
ATP
2
为体内其他化合物的合成提供原料
光合作用知识点:
一、光合作用的的探究历程
1
、海尔蒙特实验:植物生长所需的原料来自于水
2
、普里斯特利实验:绿色植物可以更新空气
3
、萨克斯实验:光 合作用需要光,光合作用能产生淀粉。实验注意事项:置于暗处
48
小
时——使叶子里 的淀粉消耗完,避免影响实验的准确性;用酒精
脱色
——使叶子中的叶绿
素溶解,避免 遮挡反应的颜色,叶绿素只溶解在有机溶剂中,如酒精,丙酮等;分别用碘
蒸汽处理叶片,发现遮光的没 有变成蓝色,曝光的则呈现深蓝色。
4
、
1880
年(美国)恩格 尔曼实验:
O2
是由叶绿体释放的
该实验的巧妙之处:
1
.实验材料选用:水绵和好氧性细菌。
因为水绵的叶绿体呈螺旋式
带状,便于
观察,用好氧性细菌可确定释放氧气的
部位。
2
.环境 :选用黑暗并且没有
空气的,排除了氧气和光的干扰。
3
.对比试验:先用极细光束照 射水绵,
而后又让水绵
完全曝露在光下。
先选极细光束,叶绿体 上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对
比实验;用好氧细菌检测,能准确判断水绵细胞中释放氧 的部位。而后用完全曝光的水绵
与之做对照,从而再一次证明实验结果完全是光照引起的,并且氧是由叶 绿体释放出来的。
5
、美国鲁宾和卡门实验(同位素标记法)
: 光合作用产生的
O2
来自于
H2O
。
6
:
美国卡尔文:
用
14C
标记
14CO2
,
供小球藻进行光 合作用,
探明了
CO2
中的
C
的去向,
称为卡尔文循环。< br>14CO2
——
14C3
——
14CH2O
光合作用发现小结:
1664
年,
比
利
时
海
尔
蒙特
1771
年
,
英国
普利
斯特利
1864
年
,
德国萨克
斯
1880
年,
美国恩格
尔曼
20
世
纪< br>30
年代,
美国
鲁
宾
与
卡
门
原
料
:
水
实验原则:
原
料
和
产
物
:
更新空气
(
二
氧
化
碳
和
氧气
)
对照原则
单一变量原则
产物
:
淀粉
场
所
:
叶
条件
:
光
绿
体
条
件
:
光
产
物
氧
来
自
于
水。
实验方法:同位素标记法
一、捕获光能的色素和结构
1
、捕获光能的色素
6
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