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
1
(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 条件 有氧 无氧 澄清石灰水/出现的时间 重铬酸钾--浓硫酸溶液 (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, 二 、 细胞呼吸的方式
(一)有氧呼吸
2
产生酒精+少量的CO2
1、过程、场所
①葡萄糖的初步分解 场所:细胞质基质 酶
2丙酮酸(C3H4O3)+ 4 [H] + 能量(少量)C6H12O6
② 丙酮酸彻底分解
2丙酮酸 + 6H2O 场所:线粒体基质 酶
6CO2 +20[H] + 能量
(少量) ③
[H]的氧化
场所:线粒体内膜
酶
24[H] + 6O12HO + 能量 2 2 (大量)
2、能量去向
1mol葡萄糖释放能量2870KJ: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:
酶C6H12O6+6H2O+6O2 6CO2+ 12H2O + 能量
4、概念
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 葡萄糖的初步分解
场所:细胞质基质
① C酶
6H12O6
2丙酮酸+4 [H] + 能量 (少量)
☆与有氧呼吸第一阶段相
② 丙酮酸不彻底分解
场所:细胞质基质
2丙酮酸
酶
2C3H6O3(乳酸)
2C2H5OH(酒精)+2CO2
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,
3
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
C6H12O6
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
C6H12O
6
2C3H6O3(乳酸) + 少量能量
酶
2C2H5OH(酒精) + 2CO2 + 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.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 线粒体 细胞质基质 需氧、酶等 CO2 H2O 产 物 释 能 一部分储存在ATP中,一部 一部分储存在ATP中,一部分热能散分热能散失 失,一部分储存在有机物中 ①两者第一阶段相同 ②都分解有机物、释放能量 无氧呼吸 细胞质基质 酶 C2H5OH和CO2 C3H6O3 条 件 区 别 联 系 4
呼吸类型的判断:
O2吸收量 = 0 只进行无氧呼吸 O2吸收量 = CO2释放量 只进行有氧呼吸
O2吸收量 < CO2释放量 既进行有氧呼吸又进 行无氧呼吸 CO
CO2 释放总量 有氧呼吸 2的 释 放 速
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。请据下图回答下列问题:
(1)外界氧浓度在10%以下时,该器官的呼吸作用方式是有氧呼吸和无氧呼吸。
(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有氧呼吸,进行此种呼吸方式所用的底物是C6H12O6。 (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1.5倍 关于呼吸作用的计算:
酶C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量酶C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
? 消耗等量的CHO时,无氧呼吸与有氧呼吸产生的CO2的比例为:1:3 ? 产生相同量的CO2,用于无氧呼吸和有氧呼吸的CHO比例为:3:1
6
12
6
12
5