《ATP的主要来源——细胞呼吸》

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1、ATPATP的主要来源的主要来源细胞呼吸胞呼吸本本节重重点点1.1.细胞呼吸的概念及其与胞呼吸的概念及其与ATPATP形成的关系形成的关系2.2.有氧呼吸和无氧呼吸的有氧呼吸和无氧呼吸的过程及其特点程及其特点3.3.细胞呼吸的原理在生胞呼吸的原理在生产和生活中的和生活中的应用用.问题探探讨1.呼吸作用与物呼吸作用与物质的燃的燃烧有什么共同点？有什么共同点？2.呼吸作用与物呼吸作用与物质在体外燃在体外燃烧有什么区有什么区别吗？物物质分解的分解的过程、程、产物都想同，并且物都想同，并且都能都能释放等量的能量放等量的能量有。有。 细胞呼吸是在温和的条件下胞呼吸是在温和的条件下进行的；行的； 能量的能

2、量的释放是在一系列的反放是在一系列的反应过程中逐程中逐 步步释放的；放的； 释放的能量部分的以放的能量部分的以热能的形式散失，能的形式散失， 部分的部分的转移移贮存到存到ATPATP中。中。.一、一、细胞呼吸的概念胞呼吸的概念 细胞呼吸是指胞呼吸是指有机物有机物在在细胞内胞内经过一系一系列的氧化分解，生成列的氧化分解，生成二氧化碳二氧化碳或其它或其它产物，物，释放出能量放出能量并生成并生成ATPATP的的过程。程。.二、探究酵母菌二、探究酵母菌 细胞呼吸的方式胞呼吸的方式（一）提出（一）提出问题（二）作出假（二）作出假设（三）（三）设计实验特特别关关注注的的问题1. 怎怎样控制有氧和无氧条件？

3、控制有氧和无氧条件？2. 怎怎样鉴定酒精和定酒精和CO2的的产生？如何比生？如何比较 CO2产生的多少？生的多少？3. 怎怎样保保证酵母菌在整个酵母菌在整个实验中能正常生中能正常生 活？活？.酵母菌是一种酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧条件胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性下都能生存，属于兼性厌氧菌。氧菌。实验步步骤：酵母菌能使葡萄糖酵母菌能使葡萄糖发酵酵产生酒精，是在有氧生酒精，是在有氧条件下条件下还是在无氧条件下是在无氧条件下进行的？行的？酵母菌酵母菌细胞呼吸会胞呼吸会产生生CO2，在不同条件下，在不同条件下产生的是否一生的是否一样多？多？1 提出提出问题.2 作出假作出假设

4、酵母菌在有氧条件下可以酵母菌在有氧条件下可以产生生CO2，无氧条件，无氧条件下除下除产生生CO2外，外，还产生酒精。生酒精。3 设计实验实验原理原理 CO2可以使可以使澄清石灰水澄清石灰水变浑浊，也可以使，也可以使溴麝香草酚溴麝香草酚蓝水溶液水溶液由由蓝变绿再再变黄黄。 重重铬酸酸钾溶液，在酸性条件下与乙醇溶液，在酸性条件下与乙醇发生生化学反化学反应，由，由橙色橙色变成成灰灰绿色色。.实验步步骤：配置酵母配置酵母菌培养液菌培养液组装装实验装置装置检测CO2的的产生生检测酒精酒精的的产生生4 进行行实验5 得出得出结论. 配制酵母菌培养液配制酵母菌培养液AB10g酵母菌酵母菌+240mL5%葡萄

5、糖溶液葡萄糖溶液A组B组. A实验组(有氧情况下有氧情况下)10%NaOH酵母菌培养液酵母菌培养液澄清石灰水澄清石灰水（浑浊）.有氧呼吸有氧呼吸.B实验组(无氧情况下无氧情况下)酵母菌酵母菌培养液培养液澄清石灰水澄清石灰水 (浑浊).无无氧氧呼呼吸吸.0.5mL重重铬酸酸钾的的浓硫酸溶液硫酸溶液A组B组橙色橙色橙色橙色灰灰绿色色.（四）（四）实验结果果1 . CO1 . CO2 2的放出情况：的放出情况： A A、B B两两组都有都有COCO2 2的的产生，但生，但A A组产生的生的 COCO2 2更多更多2 . 2 . 酒精酒精产生的情况：生的情况： A A组没有酒精的没有酒精的产生，生，B

6、 B组产生了酒精。生了酒精。.酵母菌在有氧和无氧条件下均能酵母菌在有氧和无氧条件下均能进行行细胞呼吸，均能胞呼吸，均能产生生二氧化碳二氧化碳在有氧的条件下，酵母菌通在有氧的条件下，酵母菌通过细胞呼胞呼吸吸产生大量的生大量的二氧化碳和水二氧化碳和水。在无氧的条件下，酵母菌通在无氧的条件下，酵母菌通过细胞呼胞呼吸吸产生生酒精酒精和少量的和少量的二氧化碳二氧化碳。分析分析实验结果果.注意事注意事项 该实验是比是比较酵母菌在有氧和无氧条件的酵母菌在有氧和无氧条件的呼吸作用，因此呼吸作用，因此该实验是互是互为对照照实验。作。作为对照照实验，在，在实验设计时的注意事的注意事项是什么？是什么？ 控制控制实验

7、变量。量。该实验的的变量是有无氧量是有无氧气。根据气。根据“参考参考资料料”中的中的图可知，可知，图A A应为有氧条件，有氧条件，图B B为无氧条件。无氧条件。.问题问题回回顾顾：1.1.呼吸作用的呼吸作用的场场所是？所是？主要是主要是线线粒体，粒体，还还有有细细胞胞质质基基质质2.2.线线粒体的粒体的结结构怎构怎样样？ 双膜双膜结结构，内膜向内构，内膜向内折叠成折叠成嵴嵴（增大了内膜的面（增大了内膜的面积积），嵴嵴的周的周围围充充满满了液了液态态的基的基质质，内膜和基内膜和基质质中都含有中都含有许许多与呼多与呼吸作用有关的吸作用有关的酶酶。.有有氧氧呼呼吸吸的的过程程图解解 三、有氧呼吸三、

8、有氧呼吸.有氧呼吸的有氧呼吸的过程程第一第一阶段：段： C C6 6H H1212O O6 6（丙（丙酮酸）酸）第二第二阶段：段： 2CH2CH3 3COCOOH + 6HCOCOOH + 6H2 2O O酶第三第三阶段：段： 2424H H + 6O + 6O2 2C C6 6H H1212O O6 6 + 6+ 6O O2 2 + 6H+ 6H2 2O O 6C 6CO O2 2 + 12H+ 12H2 2O O + + 能量能量酶总反反应式：式：2CH2CH3 3COCOOH + 4COCOOH + 4HH + + 能量能量6CO6CO2 2 + 20+ 20 HH + + 能量能量酶1

9、2H12H2 2O + O + 能量能量酶（大量）（大量）.有有氧氧呼呼吸吸三三个个阶段段的的比比较（1 1）C C6 6H H1212O O6 6酶2CH2CH3 3COCOOH + 4COCOOH + 4HH + + 能量能量（2 2）2CH2CH3 3COCOOH +6HCOCOOH +6H2 2O O6CO6CO2 2 + 20+ 20 HH + + 能量能量酶（3 3）2424H H + 6O + 6O2 212H12H2 2O + O + 能量能量酶1.1.能量：都有能量的能量：都有能量的释释放，但以第三放，但以第三阶阶段段释释 放的能量最多放的能量最多 2.2.场场所：第一所：第

10、一阶阶段在段在细细胞胞质质基基质质中，第二中，第二阶阶 段段发发生在生在线线粒体基粒体基质质中，第三中，第三阶阶段段 发发生在生在线线粒体内膜上。粒体内膜上。 3.3.氧气：只有第三氧气：只有第三阶阶段才需要氧气，作用是段才需要氧气，作用是 氧化氧化H,H,生成水生成水 .有氧呼吸的概念有氧呼吸的概念 细细胞在氧气的参与下，通胞在氧气的参与下，通过过多种多种酶酶的的催化作用，把葡萄糖等有机物催化作用，把葡萄糖等有机物彻彻底氧化分底氧化分解，解，产产生二氧化碳和水，生二氧化碳和水，释释放能量，生成放能量，生成许许多多ATPATP的的过过程。程。计计算算： 1mol1mol葡萄糖通葡萄糖通过过有氧

11、呼吸可有氧呼吸可释释放放2870kj2870kj的能量，的能量，其中有其中有1161kj1161kj的能量被的能量被转转移移贮贮存到存到ATPATP中。那么，中。那么，1mol1mol葡萄糖通葡萄糖通过过有氧呼吸可形成有氧呼吸可形成_molmol的的ATPATP， 其能量其能量转换转换效率是效率是_。3840.5%.呼吸：呼吸： 机体与机体与环环境之境之间间O O2 2和和COCO2 2交交换换的的过过程程。细胞呼吸也称呼吸作用胞呼吸也称呼吸作用 是指是指有机物有机物在在细细胞内胞内经过经过一系列的一系列的氧化分解氧化分解，生成，生成COCO2 2或其他物或其他物质质，释释放出能放出能量并量并

12、生成生成ATPATP的的过过程。程。呼吸和呼吸作用的区呼吸和呼吸作用的区别别.场场所：所：A A细胞胞质基基质 b b线粒体基粒体基质 c c线粒体内膜粒体内膜能量去向：能量去向： 一部分以一部分以热能形式散失能形式散失 另一部分另一部分转移到移到ATPATP中中总总反反应应式：式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：细细胞在胞在_的参与下，通的参与下，通过过_的催化作用，的催化作用，把把_等有机物等有机物_，产产生生_和和_，释释放放_,_,生成生成_的的过过程。程。C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO 6CO2 2+ 6H+ 6H2 2O +O +能量能量酶(1709k

13、J/mol,(1709kJ/mol,约60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,约40%)40%)氧氧多种多种酶酶葡萄糖葡萄糖COCO2 2H H2 2O O能量能量彻彻底氧化分解底氧化分解许许多多ATPATP3838个个ATPATP有氧呼吸小有氧呼吸小结.无氧呼吸的无氧呼吸的过过程程葡葡 萄萄 糖糖丙丙 酮酮 酸酸H 少量能量少量能量少量能量少量能量 乙醇乙醇乙醇乙醇脱脱脱脱氢氢氢氢酶酶酶酶 乳酸乳酸乳酸乳酸脱脱脱脱氢氢氢氢酶酶酶酶酒精酒精 + CO2乳酸乳酸酶酶.1 1、酒精、酒精发酵：酵： C C6 6H H1212O O6 6酶2 2、乳酸、乳酸发酵：酵： C C

14、6 6H H1212O O6 6 四、无四、无 氧氧 呼呼 吸吸2 2CHCH3 3CHCH2 2OHOH（酒精）（酒精）+2CO+2CO2 2+ +能量能量2 2C C3 3H H6 6O O3 3（乳酸）（乳酸）+ + 能量能量酶酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类类型型乳酸菌和乳酸菌和动动物物细细胞及胞及马铃马铃薯薯块块茎、甜菜茎、甜菜块块根、玉米根、玉米胚胚细细胞在缺氧胞在缺氧时时的无氧呼吸属于此种的无氧呼吸属于此种类类型型问题问题思考思考：无氧呼吸有何意：无氧呼吸有何意义义和危害？和危害？.无氧呼吸的概念无氧呼吸的概念 细细胞在缺氧的条件下，

15、通胞在缺氧的条件下，通过过多种多种酶酶的催的催化作用，把葡萄糖等有机物化作用，把葡萄糖等有机物进进行不行不彻彻底的氧底的氧化分解，化分解，产产生酒精或生酒精或乳酸等中乳酸等中间产间产物物，释释放放少量能量，生成少量能量，生成ATPATP的的过过程。程。无氧呼吸的特点无氧呼吸的特点氧气的存在抑制了无氧呼吸的氧气的存在抑制了无氧呼吸的进进行行. 五、有氧呼吸与无氧呼吸的比五、有氧呼吸与无氧呼吸的比较较共共同同点点实质：过程：程：葡葡萄萄糖糖丙丙酮酸酸有氧有氧无氧无氧CO2 + H2O + 能量能量（大量）C C2 2H H3 3OH+COOH+CO2 2 + + 能量能量（少量） C C3 3H

16、H6 6O O3 3 + + 能量（少量）能量（少量） 氧化分解有机物，氧化分解有机物，释放能量放能量都有丙都有丙酮酸（中酸（中间产物）的生成物）的生成.有氧呼吸和无氧呼吸的区有氧呼吸和无氧呼吸的区别比比较项目目有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸呼吸呼吸场所所是否需氧是否需氧物物质代代谢能量代能量代谢主要在主要在线粒体内粒体内细胞胞质基基质必需有氧的参与必需有氧的参与氧能抑制无氧呼吸氧能抑制无氧呼吸将有机物将有机物彻底分底分解成解成COCO2 2和和H H2 2O O有机物分解不有机物分解不彻底底,形成中形成中间产物物(酒精酒精或乳酸）或乳酸）1mol2870 (kj)1161ATP热能能(38

17、mol)葡萄糖葡萄糖1mol葡萄糖葡萄糖196.65（kj）61.08ATP(2mol)热能能同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？. 六、影响呼吸作用的外界因素六、影响呼吸作用的外界因素 1 .1 .温度温度：温度通：温度通过过影响影响酶酶的活性来影响的活性来影响呼吸速率。呼吸速率。 2 .O2 .O2 2的的浓浓度：度： 在一定范在一定范围围内，随内，随O O2 2浓浓度的增大，有度的增大，有氧呼吸增氧呼吸增强强，达到一定，达到一定浓浓度以后，由于受度以后，由于受线线粒体的限制，呼吸作用粒体的限制，呼吸作用强强度不再增大。度不再增大。 O O2 2的存在抑制了无氧呼吸的的存在抑制

18、了无氧呼吸的进进行。行。 3CO3CO2 2浓浓度度过过大抑制呼吸作用的大抑制呼吸作用的进进行行. 七、七、细细胞呼吸原理的胞呼吸原理的应应用用1 . 在在酿酿酒酒业业上的上的应应用：用：先通气，先通气，让让酵母菌酵母菌进进行有行有 氧呼吸，使其数量增加；然后隔氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝绝空气，使其空气，使其 发发酵，酵，产产生酒精。生酒精。2 . 在在农业农业生生产产上：上：中耕松土，促中耕松土，促进进根系的有氧呼根系的有氧呼 吸，有利于根系的生吸，有利于根系的生长长及及对矿质对矿质离子的吸收离子的吸收3 . 在医学上：在医学上：利用氧气利用氧气驱驱蛔、抑制破蛔、抑制破伤风伤风等等厌厌氧

19、氧 型型细细菌的繁殖菌的繁殖4 . 在物在物质质的的储储存存时时：控制氧气的控制氧气的浓浓度，抑制其呼度，抑制其呼 吸作用，减少有机物的消耗。吸作用，减少有机物的消耗。.课 堂堂 练 习 1. 1.有氧呼吸分三个有氧呼吸分三个阶段段, ,三个三个阶段的共同特点是段的共同特点是都有能量的都有能量的释放放, ,但但释放能量最多的是放能量最多的是_;_;在在线粒体中粒体中进行的是第行的是第_阶段段; ;第第_阶段需段需要要O O2,2,氧的作用是氧的作用是_;_;第第_阶段段产生生HH最最多；丙多；丙酮酸是第酸是第_阶段的段的产物。物。第三第三阶段段二、三二、三一一三三氧化氧化HH二二.2. 2.

20、现有甲酵母菌有甲酵母菌进行有氧呼吸行有氧呼吸, ,乙酵母菌乙酵母菌进行行发 酵酵, ,若它若它们消耗等量的葡萄糖消耗等量的葡萄糖, ,则它它们放出放出COCO2 2 和吸收的和吸收的O O2 2之比是之比是 ( )( ) A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3 A.3:1 B.1:2 C.4:3 D.2:3C3. 3. 下列下列5 5支支试管中分管中分别含有不同化学物含有不同化学物质和活性和活性 酵母菌酵母菌细胞制胞制备物。在适宜温度条件下，会物。在适宜温度条件下，会产 生生COCO2 2的的试管有管有 （ ） 葡萄糖葡萄糖+ +已破裂的已破裂的细胞胞 葡萄糖葡萄糖+ +线粒体粒体 丙

21、丙酮酸酸+ +线粒体粒体 葡萄糖葡萄糖+ +细胞胞质基基质（隔（隔 绝空气）空气） 丙丙酮酸酸+ +细胞胞质基基质（隔（隔绝空气）空气） A. B. C. D.A. B. C. D.C. 4. 4.右右图表示在表示在储存蔬存蔬菜、水果菜、水果时，大气中，大气中O O2 2的的浓度度对植物植物组织内内COCO2 2产生的影响，生的影响，试分析：分析：释放放的的相相对值CO2 （1 1）A A点表示植物点表示植物组织释放放COCO2 2较多，多，这些些COCO2 2是是_的的产物。物。 （2 2）由）由A A到到B B， COCO2 2的的释放量急放量急剧减小，其原因减小，其原因是是_。 （3 3

22、）由）由B B到到C C， COCO2 2的的释放量又不断增加，其主放量又不断增加，其主要原因是要原因是_； 到到C C点以点以后后COCO2 2的的释放量不再增加，其主要原因是放量不再增加，其主要原因是_。随随O2的增加，无氧呼吸受到抑制的增加，无氧呼吸受到抑制随氧随氧浓度增大，有氧呼吸不断加度增大，有氧呼吸不断加强无氧呼吸无氧呼吸 受受线粒体粒体数量限制，有氧呼吸不再加数量限制，有氧呼吸不再加强.5.5.陆生植物不能生植物不能长期忍受无氧呼吸，期忍受无氧呼吸，这是因是因为 产生的酒精生的酒精对细胞有毒害胞有毒害 产生的乳酸生的乳酸对 细胞有毒害胞有毒害 没有没有专门的无氧呼吸的无氧呼吸结构

23、构 产生的能量太少生的能量太少 （ ） A. B. C. D.A. B. C. D.D6.6.关于无氧呼吸的叙述中，正确的是关于无氧呼吸的叙述中，正确的是 ( )( ) A. A.不不产生生COCO2 2 B. B.一定一定产生生COCO2 2 C. C.不形成不形成ATP D.ATP D.物物质氧化分解不氧化分解不彻底底D.7.7.一运一运动员正在正在进行行长跑跑训练， 从他的大腿肌肉从他的大腿肌肉细胞中胞中检测到到 3 3种化学物种化学物质 ，其，其浓度度变化如化如 右右图所示，所示，图中中 P P、Q Q、R R三曲三曲 线依次代表依次代表 （ ）B锻炼时间锻炼时间（分）（分） A. O

24、 A. O2 2、COCO2 2、乳酸、乳酸 B.B.乳酸、乳酸、COCO2 2、O O2 2 C. CO C. CO2 2、O O2 2、乳酸、乳酸 D.COD.CO2 2、乳酸、乳酸、O O2 2. 8. 8.右右图图表示北方的一个表示北方的一个贮贮存白菜的地窖，随着存白菜的地窖，随着O O2 2的的消耗，消耗，COCO2 2浓浓度度变变化的情况。化的情况。请请据据图图回答：回答： （1 1）A A B B段段O O2 2的消耗量很大，的消耗量很大， COCO2 2浓浓度上升也度上升也很快，白菜在很快，白菜在进进行行_呼吸。呼吸。 （2 2） 段段O O2 2浓浓度接近，而度接近，而COC

25、O2 2浓浓度仍在上度仍在上升，白菜在升，白菜在进进行行_呼吸。呼吸。 （3 3） 段段O O2 2浓浓度已很低，度已很低， COCO2 2浓浓度几乎不上度几乎不上升，原因是升，原因是_有氧有氧无氧无氧 氧气氧气浓浓度很低，有氧呼吸十分微弱，度很低，有氧呼吸十分微弱，而无氧呼吸仍而无氧呼吸仍处处于抑制状于抑制状态态. （4 4）从哪点开始，）从哪点开始，O O2 2浓浓度的高低成度的高低成为为限制有氧限制有氧呼吸的因素？呼吸的因素？_ （5 5）为为了有利于了有利于较长时间较长时间地地贮贮存大白菜，存大白菜，应应把把地窖的氧气控制在地窖的氧气控制在_段范段范围围内。内。 B点点 B CB C .