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1、第3节 ATP的主要来源细胞呼吸,基础梳理,基础梳理,1.细胞呼吸的概念 细胞呼吸：是指_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，释放出能量并生成_的过程。 糖类、脂质和蛋白质有机物在活细胞内氧化分解为CO2和水或分解为不彻底的氧化产物，且伴随着能量的释放。,有机物,ATP,2.细胞呼吸的特点 有机物在_的催化下，在温和的条件下氧化分解，能量逐步释放出来，没有出现剧烈的发光、发热现象。 3.细胞呼吸的本质：_有机物释放能量。 4.细胞呼吸的意义 为生物体的生命活动提供_;为体内的其他化合物的合成提供原料。,酶,氧化分解,能量,5.有氧呼吸 (1)概念：指细胞在氧的参与下，通过多种
2、酶的催化作用，把葡萄糖等机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成大量ATP的过程。 (2)过程：第一阶段：1分子的葡萄糖分解成2分子的丙酮酸，同时脱下4个H，放出少量的能量，合成2分子ATP，其余以热能散失，场所在 中。第二阶段：2分子的丙酮酸和6分子的水中的氢全部脱下共20个H，生成6分子的二氧化碳，释放少量的能量，合成2分子ATP，其余散热消失，场所在 中。 第三阶段：在前两个阶段脱下的24个H与6个氧气分子结合形成水，并释放大量的能量合成34分子ATP，场所在 上。,细胞质基质,线粒体基质,线粒体内膜,6.无氧呼吸 （1）指有机化合物经彻底或者不彻底氧化，所脱下来的电子经部分电
3、子传递链，最后传给外源的无机氧化物(个别是有机氧化物)并释放较少能量的过程。 植物、酵母菌发酵:C6H12O6酶 +能量 动物、乳酸发酵:C6H12O6酶_+能量无氧呼吸产生乳酸的反应主要发生在动物中，但并不绝对，如马铃薯块茎和甜菜块根也会发生此反应。,2C2H5OH+2CO2,2C3H6O3,（2）无氧呼吸的全过程 第一阶段：在细胞质基质中，与有氧呼吸的第一阶段_。即一分子的葡萄糖分解成两分子的_，过程中释放少量的H和少量能量。 第二阶段：在细胞质基质中，丙酮酸在不同酶的催化作用下，分解成酒精和二氧化碳，或者转化成乳酸。 须特别注意的是，丙酮酸转化为酒精或者乳酸的过程中并_能量。,不产生,完
4、全相同,丙酮酸,探究思考：1.怎样检测汽车司机是否喝了酒？答案：重铬酸钾可以检测有无酒精存在。这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒。具体做法是：让司机呼出的气体直接接触到载有用硫酸处理过的重铬酸钾或三氧化铬的硅胶（两者均为橙色），如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾或三氧化铬就会变成灰绿色的硫酸铬。,2原核生物细胞内无线粒体，能否进行有氧呼吸？ 答案：原核生物细胞能进行有氧呼吸。有的原核生物，如硝化细菌、根瘤菌，虽然没有线粒体，但却含有全套与有氧呼吸有关的酶，这些酶分布在细胞质基质和细胞膜上，因此，这些细胞是可以进行有氧呼吸的。有的原核生物如乳酸菌、产甲烷杆菌等，没有与有氧呼吸有关的酶，因此，
5、只能进行无氧呼吸。总之，大多数原核生物能进行有氧呼吸。,易错提示： 1.无氧呼吸产生乳酸这反应主要发生在动物中，但并不绝对，如马铃薯块茎和甜菜块根也会发生此反应。 2.酵母菌可以进行有氧呼吸，也可以进行无氧呼吸。微生物的无氧呼吸也称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。 3.有氧呼吸的三个阶段均有ATP产生，无氧呼吸只在第一阶产生ATP。,方法提示： 如何据CO2释放量和O2消耗量判断细胞呼吸状况？ 在以C6H12O6为呼吸底物情况下，CO2释放量和O2的消耗量是判断细胞呼吸类型的重要依据，总结如下： （1）无CO2释放时，细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不发生变化，
6、如马铃薯块茎的无氧呼吸。,（2）不消耗O2，但产生CO2 ，细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。此种情况下容器内气体体积可增大，如酵母菌的无氧呼吸。 （3）当CO2释放量等于O2消耗量时，细胞只进行有氧呼吸，此种情况下，容器内气体体积不变化，但若将CO2用NaOH溶液吸收，可引起气体体积减少。 （4）当CO2释放量大于O2消耗量时，细胞同时进行产生酒精的无氧呼吸和有氧呼吸两种方式，如酵母菌在不同O2浓度下的细胞呼吸。欲判断哪种占优势，可作如下分析：,若VCO2 / VO2=4 /3,无氧呼吸与有氧呼吸消耗等量的葡萄糖； 若VCO2 /VO24 3,无氧呼吸占优势。 （5）有H2O生成一定有有氧呼吸；
7、有CO2生成一定不是乳酸发酵。,归纳整合,一、有氧呼吸,C6H12O6 +6H2O+6O2 12H2O+6CO2+能量有机物+氧 二氧化碳+水+能量,酶,酶,1主要场所：线粒体。 2过程（全过程概括为三个阶段，以葡萄糖为例） （1）葡萄糖的无氧分解（细胞质基质） 一分子葡萄糖分解成两分子丙酮酸，少量的H，同时释放出少量的能量，这部分能量中有一部分可供ADP合成少量ATP。这一阶段无需氧气参与。,C6H12O6,酶,注 ：这里的H是一种十分简化的表示方式。这一过程实际上是辅酶（NADP+）转化为还原型辅酶（NADPH），H作为一种活泼的还原剂，为了简化，就用带有中括号的H来表示。,2丙酮酸+H+
8、能量（2ATP）,C6H12O6,酶,（2）丙酮酸的彻底分解（线粒体基质）第一阶段产生的丙酮酸从细胞质基质中进入到线粒体中，和水彻底分解成CO2和H2O，并释放出少量的能量，这些能量中同样有一部分可供ADP合成少量ATP。2丙酮酸+6H2O酶 6CO2+20H+能量（2ATP）,2丙酮酸+H+能量（2ATP）,（3）氢氧结合形成水（线粒体内膜） 第一、二阶段产生的H，经过一系列反应，与氧结合形成水，并释放出大量的能量。这一阶段是需要氧气的参与。24H+O2 12H2O+能量（34ATP）,酶,（3）氢氧结合形成水（线粒体内膜） 第一、二阶段产生的H，经过一系列反应，与氧结合形成水，并释放出大量
9、的能量。这一阶段是需要氧气的参与。24H+O2 12H2O+能量（34ATP）,酶,有氧呼吸全过程总结： 有氧呼吸全过程中O2的参与在第三阶段。 第一阶段：细胞质基质 第二阶段：线粒体基质 第三阶段：线粒体内膜 第三阶段放出的能量最多，多于前两阶段之和。,说明有氧呼吸的主要场所在线粒体,总结有氧呼吸的总反应式：,总结有氧呼吸的总反应式： 计算有氧呼吸的能量转换率：（1161/2870）100%40%（近60%以热能形式散失了） 这些能量可供多少个ADP转化成ATP： 386.021023=2.31025个 分析产物中各元素的来源:,CO2,C：C6H12O6,O：C6H12O6、H2O,H2O
10、,H：C6H12O6、H2O,O：O2,有氧呼吸的能量转换效率大约是40%。这些能量大约可以使2.31025个ATP转化为ADP。,因为1 mol的物质含有6.021023个分子，所以，每氧化1 mol的葡萄糖，则生成6 mol的二氧化碳和6 mol的水，并生成38 mol的ATP。在标准状态下，1molADP形成1 mol ATP，需要30.54 kJ的能量，那么，38个ATP就需要1161 kJ的能量。每氧化1 mol葡萄糖释放出来的能量是2870 kJ，其中只有1161 kJ被保留在ATP中，它们可供细胞生命活动利用。这就是说，有氧呼吸的能量转换效率约为40%左右，其余的能量则以热能的形
11、式散失或作它用。,二、无氧呼吸无氧呼吸是细胞在缺氧的条件下进行的，有机物氧化分解不彻底，产生的能量较少。微生物的无氧呼吸通常称为发酵，其有两种类型：酒精发酵和乳酸发酵。 1.过程（细胞质基质）,(1),(2),2丙酮酸+4H,2C2H5OH+2CO2(高等植物、酵母菌等),酶,2C3H6O3(高等动物、人、高等植物的某些硕大器官如马铃薯块茎、甜菜块根等、乳酸菌,酶,三、有氧呼吸与无氧呼吸的关系,三、有氧呼吸与无氧呼吸的关系,CO2+H2O+能量(大量),无氧,有氧,C2H5OH(酒精)+ CO2+能量(少量) 或C3H6O3(乳酸)+能量(少量),跟踪训练,1.（ 2009年全国卷）下列关于细
12、胞呼吸的叙述，错误的是（ ） A.细胞呼吸必须在酶的催化下进行 B.人体硬骨组织细胞也进行呼吸 C.酵母菌可以进行有氧呼吸和无氧呼吸 D.叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用,解析：呼吸作用是生物活细胞中有机物的氧化分解、释放能量并且生成ATP的过程。细胞呼吸必须在酶的催化下进行,当然也包括叶肉细胞，虽然叶肉细胞在进行光合作用时可以释放出氧气，只是光合作用的速率大于呼吸作用的速率，故表现出来的是放出氧气。 备注：细胞呼吸必须在酶的催化下进行,人的红细胞、蛔虫含无氧呼吸酶，硝化细菌含有氧呼吸酶。答案： D,2. （2009年上海卷）在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2
13、体积变化的相对值如下表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是（ ）,Aa条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精和乳酸 Bb条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸多 Cc条件下，无氧呼吸最弱 Dd条件下，产生的CO2全部来自线粒体,解析：a条件下，呼吸产物除CO2外还有酒精；b条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖与无氧呼吸的比为15；c条件下，同时进行有氧呼吸和无氧呼吸；d条件下,有氧呼吸吸收的O2与产生的CO2体积相等（77）。答案： D,基础梳理,答案：1.种子贮存目的 ：种子贮存的过程中，在不降低种子生活力的前提下，为尽量减少有机物的消耗，常常通过一些措施使细胞呼吸减弱。措施 ： (1)将种子风干。通
14、过风干，使种子的自由水含量大量减少，从而使其新陈代谢（主要是细胞呼吸）受到抑制，减少储存过程中有机物的消耗。,(2)将种子装袋密封，袋上打适量小孔。密封可使种子贮存袋内的二氧化碳含量升高、氧气含量适度降低，使细胞呼吸受到一定程度的限制，减少呼吸消耗；预留小孔，确保内部二氧化碳含量不致过高、氧气含量不致过低，避免种子因氧含量太低而进行无氧呼吸，防止无氧呼吸产物的积累影响种子的生活力。 (3)适当降低贮存温度。降低温度可使酶活性下降，使细胞呼吸暂时减弱，有利于有机物消耗的减少。 (4)适当降低贮存环境的湿度。种子在贮存过程中，若湿度太大，种子容易吸潮增强细胞呼吸，也有利于霉菌生活，容易导致种子发霉
15、变质。,2水果、蔬菜保鲜目的 ：既要减少营养物质的消耗，又要防止水分含量的降低和无氧呼吸产物的出现，以免影响水果、蔬菜的“新鲜”。措施 ： (1)适度降低贮存温度。与种子贮存一样，也是通过降低温度减弱细胞呼吸，从而减少有机物的消耗。与种子贮存不同的是，种子在风干状态下对低温的耐受性强，不容易受冻伤，水果和蔬菜在新鲜状态下，自由水含量高，温度太低易受冻害，因此，降低温度应以不使水果、蔬菜受冻害为前提。,(2)让贮存环境保持一定湿度。在湿度太小的环境中，水果与蔬菜容易失水，使“新鲜”程度下降。 (3)用保鲜袋（膜）进行包装。控制袋（膜）内氧气含量，以适度抑制细胞呼吸的进行，减少有机物的消耗，但应避免因氧含量太低而导致其进行无氧呼吸，因为水果、蔬菜在无氧呼吸时易产生酒精，导致品质下降、变味。,3作物栽培目的 ：以获得高产、优质的收获物为目的。措施 ：如增加作物对养分的吸收、减少有机物的消耗及其增加无土栽培营养液中的氧含量等。 (1)中耕松土。通过中耕松土，可改善土壤通气状态，促进根系的有氧呼吸，保证根系吸收矿质养分所需的能量，可有效避免根系因无氧呼吸造成的酒精中毒。另外，在进行中耕松土时，还可去除杂草，避免养分流向人们不需要的方向，促进养分朝着人们需要的方向（农作物）流动。 (2)温室大棚夜晚降温。通过适当降低温室大棚内夜晚的温度，可减少作物呼吸消耗，以达到积累更多有机物目的。,
