内容正文:
第五章 细胞的能量供应和利用
第3节 细胞呼吸的原理和应用(第2课时)
背景故事
背景故事
海潮同志被我们成功营救出来,但已奄奄一息,出现了头晕、虚弱、呼吸困难等症状,作为国家安全局科研人员的你,你的任务是分析毒药类型,对症下药,救治伤员。
【实验】探究酵母菌细胞呼吸方式
旧知回顾
酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸
探究实验1 科学家将酵母菌细胞破碎后进行离心处理,获得细胞各部分。取三支试管,向其中分别加入各种物质,一段时间后检测各试管的变化情况。
任务一、探究有氧呼吸反应场所
外膜
嵴
基质
内膜
大量的科学研究表明:
有氧呼吸的场所包括细胞质基质和线粒体。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部分。
任务一、探究有氧呼吸反应场所
毒物信息
毒物名称:2-脱氧葡萄糖
作用机制:抑制有氧呼吸第一阶段
中毒症状:中毒后细胞内 减少, 增多。
探究实验1 科学家将酵母菌细胞破碎后进行离心处理,获得细胞各部分。取三支试管,向其中分别加入各种物质,一段时间后检测各试管的变化情况。
任务二、探究有氧呼吸具体过程
资料1 科学家发现酵母汁液(主要成分是细胞质基质)能够发酵(分解)葡萄糖,但将酵母汁液加热到50 ℃以上,便会失效。酵母汁液经过透析(除去小分子物质)以后,也失去了发酵能力。
毒物名称:2-脱氧葡萄糖
作用机制:抑制有氧呼吸第一阶段
中毒症状:中毒后细胞内 短时间内减少,
增多。
毒物信息
丙酮酸、[H]
葡萄糖
姓名:海潮
丙酮酸浓度正常
[H]浓度偏高
线粒体膜间隙
H+浓度偏低
砒霜
抑制有氧呼吸第二阶段
氰化物
抑制有氧呼吸第三阶段
任务二、探究有氧呼吸具体过程
探究实验2 科学家使用超声波将线粒体破碎,分离线粒体膜和线粒体基质,取三支试管,向其中分别加入各种物质,一段时间后检测各试管的变化情况。
资料3 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。这些小囊泡有氧化[H]的功能。
资料2 利维和施利曼利用低速离心等方法分离出线粒体,在线粒体基质发现有脱羧酶的存在,可催化丙酮酸脱[H]。而丙酮酸脱[H]需要 H2O 的参与。
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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,生成大量ATP 的过程。
有氧呼吸概念
热能
葡萄糖
CO2+H2O
能量
ADP+Pi
ATP
用于各项生命活动
2870kJ
约34.05%
(体温的来源)
2-脱氧葡萄糖
抑制有氧呼吸第一阶段
砒霜
抑制有氧呼吸第二阶段
氰化物
抑制有氧呼吸第三阶段
症状:中毒后细胞内
减少,
增多。
丙酮酸、[H]
葡萄糖
症状:中毒后细胞内
减少,
增多。
CO2、[H]
丙酮酸、H2O
症状:中毒后细胞内
减少,
增多。
H2O
O2、[H]
任务三、分析患者中毒类型
氰化物中毒
任务三、分析患者中毒类型
其他案例
2005年中国台湾地区发生一起氰化物投毒事件,事故造成了1人死亡,10人病危。
2015年8月14日,西安市一快递员因“毒快递“泄露出现氰化物中毒。
2021年7月6日,河南省三门峡市一家三口因氰化物中毒命丧矿洞。
课后作业
课后查阅相关资料,探究线粒体膜间隙H+浓度与有氧呼吸第三阶段的关系。
姓名:海潮
丙酮酸浓度正常
[H]浓度偏高
线粒体膜间隙
H+浓度偏低
Lavf58.20.100
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