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1、第第3节节 ATP的主要来源的主要来源 细胞呼吸细胞呼吸1你知道：你知道： “ “呼吸呼吸”和和“细胞呼吸细胞呼吸”有什么区别有什么区别吗？吗？ “呼吸呼吸”是指生物体或细胞是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而程，而“细胞呼吸细胞呼吸”是指细胞内是指细胞内有机物分解释放能量的过程。有机物分解释放能量的过程。2请你谈谈你所了解的有关酵母菌的知识。请你谈谈你所了解的有关酵母菌的知识。酵母菌是一种单细胞真菌酵母菌是一种单细胞真菌,在有氧和无氧在有氧和无氧的条件下都能生存的条件下都能生存,属于兼性厌氧菌属于兼性厌氧菌,因因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式此便于用来
2、研究细胞呼吸的不同方式31、提出问题提出问题2、作出假设作出假设3、设计实验设计实验4、进行实验进行实验5、分析结果分析结果6、表达与交流表达与交流（1）材料的选择）材料的选择（2）实验用具的选择）实验用具的选择（3）试剂的选择）试剂的选择（4）实验操作步骤）实验操作步骤（5）预期实验结果）预期实验结果探究实验的设计步骤探究实验的设计步骤41、提出问题、提出问题酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸，酵母菌在无氧的条件下进行无氧呼吸，产物是酒精和二氧化碳。产物是酒精和二氧化碳。酵母菌在怎样的条件下进行有氧呼吸？酵母菌在怎样的条件下进行有氧呼吸？ 其有氧呼吸的产物有哪些呢？其有氧呼吸的产物有哪些呢？酵
3、母菌在怎样的条件下进行无氧呼吸？酵母菌在怎样的条件下进行无氧呼吸？ 其无氧呼吸的产物有哪些呢？其无氧呼吸的产物有哪些呢？2、作出假设、作出假设酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，酵母菌在有氧的条件下进行有氧呼吸，产物是水和二氧化碳。产物是水和二氧化碳。53 3、设计实验、设计实验（1 1）实验中的）实验中的自变量自变量和和因变量因变量分别是什么？分别是什么？（2 2）怎样控制有氧和无氧的条件？）怎样控制有氧和无氧的条件？（3 3）选择实验材料：）选择实验材料：酵母菌及其培养液等酵母菌及其培养液等（4 4）选择实验器具和试剂：）选择实验器具和试剂：（略）（略）6A装置中澄清的石灰水变混浊，说明酵母
4、菌有氧呼吸的产装置中澄清的石灰水变混浊，说明酵母菌有氧呼吸的产物中有二氧化碳。否则，没有。物中有二氧化碳。否则，没有。B装置中澄清的石灰水变混浊，说明酵母菌无氧呼吸的产装置中澄清的石灰水变混浊，说明酵母菌无氧呼吸的产物中有二氧化碳。否则，没有。物中有二氧化碳。否则，没有。（6）预测结果及分析：）预测结果及分析：乙醇重铬酸钾溶液乙醇重铬酸钾溶液酸性酸性灰绿色灰绿色CO2澄清石灰水澄清石灰水混浊混浊CO2溴麝香草酚蓝水溶液溴麝香草酚蓝水溶液蓝蓝绿绿黄黄（5 5）怎样鉴定）怎样鉴定有无酒精有无酒精产生？怎样鉴定产生？怎样鉴定有无有无 COCO2 2产生？如何比较产物产生？如何比较产物COCO2 2的
5、多少？的多少？71）取）取20g新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放新鲜的食用酵母菌，分成两等份，分别放入入A、B锥形瓶中。并分别向瓶中注入锥形瓶中。并分别向瓶中注入240ml质量分质量分数为数为5的的葡萄糖溶液葡萄糖溶液。(实验材料的准备）实验材料的准备）A装置装置B装置装置4 4、实施实验、实施实验呼吸作用最常利用的物质呼吸作用最常利用的物质实验步骤：实验步骤：2）按下图组装好实验装置：）按下图组装好实验装置：8实验步骤：实验步骤：3）将试验装置放在）将试验装置放在25350C的的环境中，用橡皮球让空气间断环境中，用橡皮球让空气间断而持续地依次通过而持续地依次通过3个锥形瓶，个锥形瓶，培养
6、培养810个小时。个小时。4）并做好观察和记录。）并做好观察和记录。9溴溴麝麝香香草草酚酚蓝蓝重重铬铬酸酸钾钾有有氧氧条条件件无无氧氧条条件件有有CO2产生产生有洒精产生有洒精产生有有CO2产生产生10“探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式”总结总结:酵母菌酵母菌有有O2无无O2细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸CO2+H2O 酒精酒精+CO2 大量实验证实大量实验证实, ,细胞呼吸分为细胞呼吸分为有氧呼吸有氧呼吸和和无氧呼吸无氧呼吸两种类型两种类型11细胞呼吸细胞呼吸 细胞呼吸也称呼吸作用，是指细胞呼吸也称呼吸作用，是指有有机物机物在细胞内经过一系列的在细胞内经过一系列的氧化分解氧
7、化分解，生成生成二氧化碳或其他产物二氧化碳或其他产物，释放出能，释放出能量并量并生成生成ATPATP的过程。的过程。12一、细胞呼吸的方式一、细胞呼吸的方式有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸13 指细胞在指细胞在氧氧的参与下，通过多的参与下，通过多种种酶酶的催化作用，把葡萄糖等有机物的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解彻底氧化分解，产生，产生二氧化碳和水二氧化碳和水，释放能量，生成释放能量，生成许多许多ATPATP的过程。的过程。1. 概念概念（一）有氧呼吸（一）有氧呼吸2. 主要场所：主要场所：线粒体线粒体 外膜外膜 基质基质 内膜内膜14有氧呼吸过程有氧呼吸过程线粒体线粒体细胞质基质细胞
8、质基质C6H12O6 酶酶少量能量少量能量(ATP)(ATP)4H2 2丙酮酸丙酮酸(C(C3 3H H4 4O O3 3) ) 第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质酶酶6H6H2 2O O 6CO6CO2 2 少量能量少量能量20H(ATP)(ATP)6O6O2 2 6O6O2 2 大量能量大量能量(ATP)(ATP)酶酶12H12H2 2O O 第二阶段第二阶段: :线粒体基质线粒体基质第三阶段第三阶段: :线粒体内膜线粒体内膜15酶酶C6H12O6+6H2O +6O26CO2+12H2O +能量能量3. 总反应式：总反应式：C6H12O6酶酶2C3H4O3 4【H】能量】能量(少量少量)
9、 24【H】+6O2 12H2O+能量能量（大量）（大量） 酶酶2C3H4O3+6H2O 6CO220【H】能量】能量(少量少量) 酶酶16 第一个阶段第一个阶段 第二个阶段第二个阶段 第三个阶段第三个阶段 场所场所 反应物反应物 生成物生成物 产生能量产生能量细胞质基质细胞质基质主要是葡萄糖主要是葡萄糖丙酮酸、丙酮酸、HH少量少量线粒体基质线粒体基质丙酮酸、丙酮酸、H H2 2O O COCO2 2、HH少量少量线粒体内膜线粒体内膜大量大量H H2 2O OHH、O O2 2有氧呼吸全过程的比较有氧呼吸全过程的比较17C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2
10、 2 6CO6CO2 2+12H+12H2 2O O+ +能量能量 以上反应式中的以上反应式中的能量能量能否写成能否写成ATP ATP ？能量能量（2870kJ2870kJ）1161kJ1161kJ其余以其余以热能热能形式散失形式散失ATPATP酶酶1moL1moL计算有氧呼吸的能量转化效率是多少？计算有氧呼吸的能量转化效率是多少？11612870100%=40%储存储存181、有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段、有机物被彻底氧化分解发生在第几阶段？2、呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段、呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？3、如果你在思考上述问题的时候，消耗了、如果你在思考上述问题的时候
11、，消耗了1摩尔葡萄糖，那么有多少能量转移到了摩尔葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？生成了多少摩尔的中？生成了多少摩尔的ATP？第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段1161kJ116130.54=38.01194、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：产生产生COCO2 2的阶段（）的阶段（）产生产生H H2 2O O的阶段（）的阶段（）氧气参与的阶段（）氧气参与的阶段（）产生产生ATPATP的阶段（的阶段（ ）产生产生ATPATP最多的阶段（）最多的阶段（）二二三三三三一、二、三一、二、三三三20 请同学们补充完善课本93页的有氧呼吸的过程图21( (二二) )无
12、氧呼吸无氧呼吸 高等植物遭水淹后高等植物遭水淹后为什么会什么会烂根？根？水果水果贮藏久了，藏久了，为什么会有酒味？什么会有酒味？22 刘翔在训练刘翔在训练时常会在第二时常会在第二天早上肌肉发天早上肌肉发酸发胀酸发胀,为什么为什么?23无氧呼吸过程无氧呼吸过程细胞质基质细胞质基质C6H12O6 酶酶少量能量少量能量(ATP)(ATP)4H2 2丙酮酸丙酮酸(2C(2C3 3H H4 4O O3 3) ) 第一阶段第一阶段细胞质基质细胞质基质酶酶酶酶(C(C2 2H H5 5OH)OH)酒精酒精+ CO+ CO2 2 (C(C3 3H H6 6O O3 3) )乳酸乳酸第二阶段第二阶段细胞质基质细
13、胞质基质24第一阶段：第一阶段：葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解第二阶段：第二阶段：丙酮酸不彻底分解丙酮酸不彻底分解场所：场所：细胞质基质细胞质基质场所：场所：细胞质基质细胞质基质无氧呼吸过程无氧呼吸过程+4H + +4H + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 6酶酶 2C2C3 3H HO O2C2C3 3H HO O酶酶 + 2CO+ 2CO2 2 2C2C2 2H H5 5OH(OH(酒精酒精) )2C2C3 3H HO O酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) )25无氧呼吸总反应式无氧呼吸总反应式C C6 6H H1212O O6 6酶酶2 C2
14、 C3 3H H6 6O O3 3( (乳酸乳酸) )+ + 少量能量少量能量C C6 6H H1212O O6 62 C2 C2 2H H5 5OHOH( (酒精酒精) )+ 2CO+ 2CO2 2 + + 少量能量少量能量酶酶例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯例：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、玉米胚细胞等）块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物、酵母菌例：大多数植物
15、、酵母菌例：大多数植物、酵母菌发酵发酵酵母菌、乳酸菌微生物的无氧呼吸酵母菌、乳酸菌微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）（酒精发酵、乳酸发酵）26无氧呼吸的特点无氧呼吸的特点 1）氧化分解）氧化分解不彻底不彻底， 产物是产物是二氧化碳二氧化碳和酒精和酒精或或乳酸乳酸;2）释放的能量）释放的能量少少，大部分以，大部分以热能热能形式形式散失散失;根据以上特点，请归纳无氧呼吸概念：根据以上特点，请归纳无氧呼吸概念： 一般是指细胞在一般是指细胞在 的条件下，通过的条件下，通过酶的催化作用，把酶的催化作用，把 分解成分解成 ，同时释放出，同时释放出 的的过程。过程。不彻底的氧化产物不彻底的氧化产物无氧无
16、氧葡萄糖等有机物葡萄糖等有机物少量能量少量能量27无氧呼吸分解无氧呼吸分解1mol的葡萄糖释放的能的葡萄糖释放的能量：量：能量能量（196.65kJ196.65kJ）61.08kJ61.08kJATPATP其余以其余以热能热能形式散失形式散失同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中计算无氧呼吸的能量转化效率是多少？计算无氧呼吸的能量转
17、化效率是多少？61.08196.65100%=31.06%28无氧呼吸是否有害？无氧呼吸是否有害？酒精和乳酸在细胞中大量积酒精和乳酸在细胞中大量积累对细胞有毒害作用，且释累对细胞有毒害作用，且释放的能量太少，不足维持生放的能量太少，不足维持生命活动的需求。命活动的需求。大多数生物大多数生物不能长时间用无氧呼吸维持不能长时间用无氧呼吸维持生命！生命！生物体或部分组织器官在缺氧生物体或部分组织器官在缺氧条件下，无氧呼吸作为有氧呼条件下，无氧呼吸作为有氧呼吸的补充，是生物的适应性的吸的补充，是生物的适应性的表现表现!无氧呼吸是否有利？无氧呼吸是否有利？29 有氧呼吸是在无氧有氧呼吸是在无氧呼吸的基础
18、上发展而来呼吸的基础上发展而来的，由于有氧呼吸比无的，由于有氧呼吸比无氧呼吸优越，有氧呼吸氧呼吸优越，有氧呼吸逐渐成为绝大多数生物逐渐成为绝大多数生物的主要呼吸形式，但还的主要呼吸形式，但还保留着无氧呼吸的能力。保留着无氧呼吸的能力。30葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸6CO2 +12H2O+能量（大量）能量（大量）2C2H5OH +2CO2+能量（少量）能量（少量）2C3H6O3 +能量（少量）能量（少量）或或酶酶酶酶（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：31有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不不不同同同同点点点点相相相相同同
19、同同点点点点场所场所场所场所条件条件条件条件产物产物产物产物能量能量能量能量变化变化变化变化联系联系联系联系实质实质实质实质细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质、线粒体细胞质基质细胞质基质细胞质基质细胞质基质需分子氧、酶需分子氧、酶需分子氧、酶需分子氧、酶不需分子氧、需酶不需分子氧、需酶不需分子氧、需酶不需分子氧、需酶COCOCOCO2 2 2 2、H H H H2 2 2 2O O O O酒精和酒精和酒精和酒精和COCOCOCO2 2 2 2或乳酸或乳酸或乳酸或乳酸释放大量能量，合成释放大量能量，合成释放大量能量，合成释放大量能量，合成38ATP38ATP38AT
20、P38ATP释放少量能量，合成释放少量能量，合成释放少量能量，合成释放少量能量，合成2ATP2ATP2ATP2ATP从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同从葡萄糖分解为丙酮酸阶段相同，以后阶段不同分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成分解有机物，释放能量，合成ATPATPATPATP322、联系、联系1）有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化）有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上进化发展而来的；发展而来的；2）第一阶段完全相同，并且都在细胞质）第一阶段完全相同，并且都在细胞质内进行
21、；内进行；3）实质相同，均为分解有机物，释放能）实质相同，均为分解有机物，释放能量，产生量，产生ATP；33五、呼吸作用意义五、呼吸作用意义1）为生物的生命活动提供能量）为生物的生命活动提供能量2）为体内其它化合物的合成提供原料）为体内其它化合物的合成提供原料34六、影响呼吸作用的主要因素六、影响呼吸作用的主要因素1、温度、温度在一定范围内，呼吸强度随着温度的升高而在一定范围内，呼吸强度随着温度的升高而增强，但超过一定的温度，酶的活性会下降，增强，但超过一定的温度，酶的活性会下降，甚至会变性失活，从而使呼吸作用停止。甚至会变性失活，从而使呼吸作用停止。贮藏蔬菜和水果：贮藏蔬菜和水果：注意：注意
22、：温度降低的幅度不宜过大温度降低的幅度不宜过大作物的栽培：作物的栽培：适当降低温度适当降低温度白天适当升高温度；白天适当升高温度；晚上适当降低温度晚上适当降低温度应用应用35ABCCO2释释放放量量O2%2、O2O2%CO2释释放放量量无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸ABA、有氧呼吸、有氧呼吸：O2浓度较浓度较低时，呼吸作用随着氧浓低时，呼吸作用随着氧浓度的增大而增强；但氧浓度的增大而增强；但氧浓度增至一定程度时，对呼度增至一定程度时，对呼吸作用就没有促进作用了。吸作用就没有促进作用了。B、无氧呼吸、无氧呼吸：随着氧：随着氧浓度的增大，无氧呼吸浓度的增大，无氧呼吸逐渐被抑制逐渐被抑制36提问：
23、提问：无氧呼吸的时间过长，植物为什么无氧呼吸的时间过长，植物为什么会死亡？会死亡？（1）无氧呼吸的产物会使细胞中的蛋白质变性；）无氧呼吸的产物会使细胞中的蛋白质变性；（2）无氧呼吸释放的能量少，要维持正常的生）无氧呼吸释放的能量少，要维持正常的生理需要，就需消耗较多的有机物，使植物体内的理需要，就需消耗较多的有机物，使植物体内的养料消耗过多；养料消耗过多；应用：应用：中耕松土中耕松土向培养液或水体中通气向培养液或水体中通气抽出空气，通入抽出空气，通入N2或或CO2酵母菌发酵酿酒酵母菌发酵酿酒乳酸菌发酵制酸奶乳酸菌发酵制酸奶作物栽培作物栽培密封密封贮藏贮藏373、H2O在一定的范围内，水含量越高
24、，呼在一定的范围内，水含量越高，呼吸作用的强度越强。吸作用的强度越强。应用：应用：种子的种子的贮藏贮藏：种子的种子的萌发萌发：晒干处理晒干处理浸泡种子浸泡种子384、CO2浓度浓度CO2是呼吸作用的产物是呼吸作用的产物,对细胞呼吸有对细胞呼吸有抑抑制制作用。作用。抽出空气，通入抽出空气，通入CO2贮藏：贮藏：应用：应用：39分分析析细细胞胞呼呼吸吸原原理理的的应应用用401、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是的特点是、分解有机物、分解有机物、释放能量、释放能量、需要酶催化、需要酶催化、有机物分解不彻底、有机物分解不彻底练练习习题题D412、高等植物的细胞呼吸
25、只发生在、高等植物的细胞呼吸只发生在、活细胞、活细胞、含有叶绿体的细胞、含有叶绿体的细胞、不含叶绿体的细胞、不含叶绿体的细胞、气孔周围的细胞、气孔周围的细胞练练习习题题A423、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长、种在湖边的玉米，长期被水淹，生长不好，其原因是不好，其原因是A、根细胞吸收水分过多、根细胞吸收水分过多B、营养缺乏、营养缺乏C、光合作用强度不够、光合作用强度不够D、细胞有氧呼吸受阻、细胞有氧呼吸受阻练练习习题题D434、假如在宇宙空间站内的绿色植物、假如在宇宙空间站内的绿色植物积累了积累了120摩尔的摩尔的O2，可供宇航员，可供宇航员氧化分解多少摩尔的葡萄糖？分氧化分解多少摩尔的葡萄
26、糖？分解葡萄糖所释放的能量大约有多解葡萄糖所释放的能量大约有多少千焦转移给了少千焦转移给了ATP？练练习习题题120/6=20120/6=20摩尔摩尔1161*20=232201161*20=23220千焦千焦C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 26CO6CO2 2+12H+12H2 2O+O+能量能量445、下列关于植物细胞呼吸的叙述，正确的是、下列关于植物细胞呼吸的叙述，正确的是、细胞呼吸的中间产物丙酮酸可以通过线粒、细胞呼吸的中间产物丙酮酸可以通过线粒体双层膜体双层膜、是否产生、是否产生CO2是有氧呼吸和无氧呼吸的主是有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别要
27、区别、高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼、高等植物进行有氧呼吸，不能进行无氧呼吸吸、种子库中贮藏的风干种子不进行细胞呼吸、种子库中贮藏的风干种子不进行细胞呼吸练练习习题题A456、在有氧呼吸的过程中，进入细胞的、在有氧呼吸的过程中，进入细胞的氧将氧将1.与氢结合生成水与氢结合生成水2.与碳结合生成与碳结合生成CO23.在线粒体中被消耗在线粒体中被消耗4.在线粒体与细胞质基质中被消耗在线粒体与细胞质基质中被消耗、1、3 、1、4、2、3 、2、4练练习习题题A467、有氧呼吸第二个阶段能顺利进行的、有氧呼吸第二个阶段能顺利进行的必备条件，除需相应的酶参与外，还必备条件，除需相应的酶参与外，还必需必需、在无氧条件下进行、在无氧条件下进行 、在有氧条件下进行、在有氧条件下进行、有大量、有大量ATP参与参与 、在黑暗条件下进行、在黑暗条件下进行练练习习题题B478、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适、新鲜蔬菜放在冰箱的冷藏室中，适当延长保鲜时间的生理原因是当延长保鲜时间的生理原因是A、呼吸作用减弱、呼吸作用减弱B、呼吸作用加强、呼吸作用加强C、光合作用减弱、光合作用减弱D、促进了物质的分解、促进了物质的分解练练习习题题A4849
