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1、第第5 5章第章第2 2讲讲 细胞的能量细胞的能量“通货通货”ATP”ATP ATP ATP的主要来源的主要来源细胞呼吸细胞呼吸必修一必修一知识内容知识内容考试说明考试说明ATPATP在能量代谢中的作用在能量代谢中的作用细胞呼吸的基本过程及其原理的应用细胞呼吸的基本过程及其原理的应用探究酵母菌的呼吸方式探究酵母菌的呼吸方式实验探究实验探究 一、细胞的能量一、细胞的能量“通货通货”ATP”ATP 1 1生物体的能源物质生物体的能源物质 细胞中细胞中 、脂肪和蛋白质等有机物都储存着化学、脂肪和蛋白质等有机物都储存着化学能，但是直接给细胞的生命活动提供能量的是能，但是直接给细胞的生命活动提供能量的是
2、 。2 2ATPATP的结构的结构二、细胞呼吸的方式二、细胞呼吸的方式1.1.有氧呼吸有氧呼吸2.2.无氧呼吸无氧呼吸3.ATP3.ATP与与ADPADP的相互转化的相互转化 糖类糖类 ATPATP 探究实验：酵母菌在不同条件下的呼吸方式探究实验：酵母菌在不同条件下的呼吸方式探究实验：酵母菌在不同条件下的呼吸方式探究实验：酵母菌在不同条件下的呼吸方式4.ATP4.ATP的利用的利用 【判断题】【判断题】(1)(2011(1)(2011海南高考海南高考T T3 3C C) )破伤风杆菌在有氧条破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖件下能大量繁殖( )( )(2)(2010(2)(2010新课标全国高考
3、新课标全国高考T T2 2B B) )有氧呼吸产生有氧呼吸产生的的HH在线粒体基质中与氧结合生成水在线粒体基质中与氧结合生成水( )( )(3)(2009(3)(2009大纲全国高考大纲全国高考T T1 1D D) )叶肉细胞在光照叶肉细胞在光照下进行光合作用，不进行呼吸作用下进行光合作用，不进行呼吸作用( )( )(4)(2008(4)(2008广东高考广东高考T T4040D D) )苹果储藏期间果肉积苹果储藏期间果肉积累酒精，此时存在无氧呼吸累酒精，此时存在无氧呼吸( )( )(5)(2008(5)(2008广东高考广东高考T T4 4A A) )叶肉细胞在无氧条件叶肉细胞在无氧条件下，
4、光合作用是细胞下，光合作用是细胞ATPATP的唯一来源的唯一来源( )( )1 1 1 1生物体的能源物质生物体的能源物质生物体的能源物质生物体的能源物质 能能源源来来源源能量直接来源能量直接来源主要能源物质主要能源物质生物体内储能物质生物体内储能物质动物细胞内的储能物质动物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质植物细胞内的储能物质最终能源来源最终能源来源ATPATP糖类糖类脂肪脂肪糖原糖原淀粉淀粉太阳能太阳能能源物质之间的关系：能源物质之间的关系：能量代谢过程：能量代谢过程：2 2 2 2ATPATPATPATP的结构的结构的结构的结构(1)中文名称：中文名称： 。 (2)结构简式：结构简式：
5、 ，一个，一个ATP分子中含有一分子中含有一个个 ，两个，两个 ，三个，三个 。 (3)ATP分子中大量的化学能储存在分子中大量的化学能储存在 中。中。 三磷酸腺苷三磷酸腺苷 APPP 腺苷腺苷 高能磷酸高能磷酸键键 磷酸基磷酸基团团 高能磷酸高能磷酸键键 A P P P高能磷酸键高能磷酸键水解水解30.54kJ/mol30.54kJ/mol ADP ADP A P P3 3 3 3ATPATPATPATP与与与与ADPADPADPADP的相互转化的相互转化的相互转化的相互转化（1 1）相互转化的反应式）相互转化的反应式 。ATP ADP + Pi + ATP ADP + Pi + 能量能量酶
6、酶1酶酶2（2 2）特点：）特点： 时刻不停地发生并处于时刻不停地发生并处于 之中（正常生活状态下）之中（正常生活状态下）； 是生物界的是生物界的。动态平衡动态平衡共性共性（3 3）ADPADP转化为转化为ATPATP所需能量的途径：所需能量的途径： 人体剧烈运动时会消耗大人体剧烈运动时会消耗大人体剧烈运动时会消耗大人体剧烈运动时会消耗大量量量量ATPATPATPATP，此时，此时，此时，此时ADPADPADPADP会大量积会大量积会大量积会大量积累吗？累吗？累吗？累吗？4 4 4 4ATPATPATPATP的利用的利用的利用的利用(1)(1)细胞内绝大多数需要能量的生命活动都是由细胞内绝大多
7、数需要能量的生命活动都是由 直接直接提供能量的。提供能量的。(2)(2)细胞的吸能反应一般与细胞的吸能反应一般与 的反应相联系，放能反的反应相联系，放能反应一般与应一般与 相联系，即能量通过相联系，即能量通过ATPATP而转化。而转化。ATPATP ATPATP水解水解 ATPATP合成合成 放能反应：呼吸作用放能反应：呼吸作用 释放能量释放能量 热能热能散失散失 化学能化学能 ATPATPADP+PiADP+Pi ADP+PiADP+Pi 能量能量吸能反应：葡萄糖吸能反应：葡萄糖+ +果糖果糖 蔗糖蔗糖 细胞内流通的能量细胞内流通的能量“通货通货” 不同细胞结构不同细胞结构ATPATP与与A
8、DPADP的相互转化（以真核生物为例）的相互转化（以真核生物为例） 细胞结构细胞结构ADPATPADPATPATPADPATPADP举例举例细胞膜细胞膜细胞质基质细胞质基质叶绿体叶绿体线粒体线粒体核糖体核糖体高尔基体高尔基体 【判断题】【判断题】 1 1ATPATP的组成元素为的组成元素为C C、H H、O O、N N、P P，其中，其中A A的含义是的含义是指腺嘌呤，指腺嘌呤，P P代表磷酸基团代表磷酸基团( )( ) 2 2ATPATP的结构简式为的结构简式为APAPP PP P，且远离腺苷的高能，且远离腺苷的高能磷酸键易断裂也易形成磷酸键易断裂也易形成( )( ) 3 3ATPATP、A
9、DPADP、叶绿体、线粒体、核糖体等物质和结、叶绿体、线粒体、核糖体等物质和结构中一定含核糖，而酶中一定不含核糖构中一定含核糖，而酶中一定不含核糖( )( )4 4根尖分生区产生根尖分生区产生ATPATP的细胞结构只有线粒体的细胞结构只有线粒体( )( )5 5叶绿体产生叶绿体产生ATPATP必需有光，线粒体产生必需有光，线粒体产生ATPATP必需有氧必需有氧( )( )6 6有光条件下只有叶绿体能产生有光条件下只有叶绿体能产生ATPATP，有氧条件下只，有氧条件下只有线粒体能产生有线粒体能产生ATP( )ATP( ) 1 1 1 1有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸(1)(1)反应式反应式:
10、:(2)(2) 。(2)(2)过程：过程：H H2 2OO葡萄糖葡萄糖第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段场所：场所： 。物质变化：物质变化： 。产能情况：产能情况： 。场所：场所： 。物质变化：物质变化： 。产能情况：产能情况： 。场所：场所： 。物质变化：物质变化： 。产能情况：产能情况： 。酶酶C C6 6H H1212O O6 6丙酮酸丙酮酸(C(C3 3H H4 4O O3 3)+H)+HCOCO2 2+H+H丙酮酸丙酮酸+H+H2 2O O酶酶酶酶H+OH+O2 2H H2 2O O细胞质基质细胞质基质少量少量线粒体基质线粒体基质少量少量线粒体内膜线粒体内膜大量大量O
11、O2 22 2 2 2无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸(1)(1)反应式反应式产生酒精的反应式：产生酒精的反应式： 。产生乳酸的反应式：产生乳酸的反应式： 。 C C6 6H H1212O O6 6 2C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2少量能量少量能量酶酶酶酶C C6 6H H1212O O6 6 2C2C3 3H H6 6O O3 3少量能量少量能量(2)(2)过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段过程：第一阶段与有氧呼吸第一阶段 。第二阶段的产。第二阶段的产物是物是 或或 。其全过程都在。其全过程都在 中进行。中进行。相同相同 酒精和酒精和COCO2 2 乳酸乳酸 细胞质基质细胞
12、质基质 (3)(3)能量转化：细胞无氧呼吸过程中，未释放能量转化：细胞无氧呼吸过程中，未释放的能量转移到的能量转移到 中中( ( 或或 ) )。是一种。是一种 的氧化分解。的氧化分解。有机物有机物 酒精酒精 乳酸乳酸 不彻底不彻底 有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸不不同同点点反应条件反应条件呼吸场所呼吸场所分解产物分解产物释放能量释放能量特点特点相同点相同点相互联系相互联系需要氧气，酶、适应的温度需要氧气，酶、适应的温度不需要氧气，需要酶和适不需要氧气，需要酶和适宜的温度宜的温度细胞质基质细胞质基质()、线粒体中、线粒体中()细胞质基质细胞质基质COCO2 2、H H2 2O OCOCO2 2
13、、酒精或乳酸、酒精或乳酸大量能量大量能量少量能量少量能量有机物彻底分解，能量完全释放有机物彻底分解，能量完全释放有机物没有彻底分解，能量有机物没有彻底分解，能量没完全释放没完全释放分解有机物，释放能量，生成分解有机物，释放能量，生成ATPATP供生命活动需要供生命活动需要1.1.第一阶段完全相同第一阶段完全相同 2.2.实质相同，分解有机物，释放能量实质相同，分解有机物，释放能量3.3.意义相同，为生命活动提供能量，为物质转化提供原料意义相同，为生命活动提供能量，为物质转化提供原料3 3 3 3有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸和无氧呼吸的比较有氧呼吸和无氧呼吸的比较【典
14、例】【典例】(2011(2011海南高考海南高考) )细胞内糖分解代谢过程如图，细胞内糖分解代谢过程如图，下列叙述错误的是下列叙述错误的是( )( )A.A.植物细胞能进行过程植物细胞能进行过程和和或者过程或者过程和和B.B.真核细胞的细胞质基质中能进行过程真核细胞的细胞质基质中能进行过程和和C.C.动物细胞内，过程动物细胞内，过程比过程比过程释放的能量多释放的能量多D.D.乳酸菌细胞内，过程乳酸菌细胞内，过程产生产生H H，过程，过程消耗消耗H HB B细胞呼吸类型的判断细胞呼吸类型的判断在以在以C C6 6H H1212O O6 6为呼吸底物的情况下，为呼吸底物的情况下，COCO2 2的释
15、放量和的释放量和O O2 2消耗量消耗量是判断细胞呼吸方式的重要依据是判断细胞呼吸方式的重要依据，方法如下：，方法如下：气体变化特点气体变化特点判断方法判断方法实例实例无无COCO2 2释放释放细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸。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此种情况下，容器内气体体积不发生变化生变化乳酸菌的无氧呼吸乳酸菌的无氧呼吸不消耗不消耗O O2 2，但，但产生产生COCO2 2细胞只进行产生酒精和细胞只进行产生酒精和COCO2 2的无氧呼的无氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积吸。此种情况下，容器内气体体积增大增大酵母菌的无氧呼吸酵母菌的无氧呼吸COCO2 2释放
16、量等于释放量等于O O2 2的消耗量的消耗量细胞只进行有氧呼吸。此种情况下，细胞只进行有氧呼吸。此种情况下，容器内气体体积不发生变化，但若容器内气体体积不发生变化，但若将将COCO2 2吸收，可引起气体体积减小吸收，可引起气体体积减小人体细胞的有氧呼人体细胞的有氧呼吸吸当当 CO CO2 2释放量释放量OO2 2吸收量时，有氧呼吸和无氧呼吸哪一个强度大？吸收量时，有氧呼吸和无氧呼吸哪一个强度大？COCO2 2释放量：释放量：O O2 2吸收量吸收量=4:3=4:3时，二者强度相等；时，二者强度相等；COCO2 2释放量：释放量：O O2 2吸收量吸收量4:34:3时，无氧呼吸更强；时，无氧呼吸
17、更强；COCO2 2释放量：释放量：O O2 2吸收量吸收量4:34:3时，有氧呼吸更强。时，有氧呼吸更强。【理论指导】【理论指导】选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究酵母菌选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究酵母菌细胞的呼吸类型。细胞的呼吸类型。1.1.实验材料分析实验材料分析(1)(1)装置一、二中试剂的作用：装置一、二中试剂的作用：NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收COCO2 2，清水作为对，清水作为对照。照。(2)(2)在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不在利用葡萄糖作为能源物质的条件下，有氧呼吸气体体积不变，无氧呼吸气体体积增加。变，无氧呼吸气体
18、体积增加。选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究酵母菌选用下面对照装置，可以根据红色液滴移动方向来探究酵母菌细胞的呼吸类型。细胞的呼吸类型。2.2.实验结果分析实验结果分析装置一装置一 装置二装置二 结果结果 红色液滴左移红色液滴左移 红色液滴不动红色液滴不动 只进行有氧呼吸只进行有氧呼吸 红色液滴不动红色液滴不动 红色液滴右移红色液滴右移 只进行无氧呼吸只进行无氧呼吸 红色液滴左移红色液滴左移 红色液滴右移红色液滴右移 既进行有氧呼吸又进既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸行无氧呼吸 (1)(1)内因：遗传因素内因：遗传因素( (决定酶的种类和数量决定酶的种类和数量) )不不同同种种类类的
19、的植植物物呼呼吸吸速速率率不不同同，如如旱旱生生植植物物小小于于水水生生植植物，阴生植物小于阳生植物。物，阴生植物小于阳生植物。同同一一植植物物在在不不同同的的生生长长发发育育时时期期呼呼吸吸速速率率不不同同，如如幼幼苗苗、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。同同一一植植物物的的不不同同器器官官呼呼吸吸速速率率不不同同，如如生生殖殖器器官官大大于于营营养器官。养器官。4 4 4 4影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素影响细胞呼吸的因素 (2)(2)外因：外因：a.a.温温度度影影响响呼呼吸吸作作用用，主主要要是是通通过过影影响响呼呼
20、吸吸 来来实实现的。呼吸速率与温度的关系如上图。现的。呼吸速率与温度的关系如上图。b.b.生生产产上上常常用用这这一一原原理理在在 下下贮贮藏藏水水果果、蔬蔬菜菜。大大棚棚蔬蔬菜菜的的栽栽培培过过程程中中夜夜间间适适当当 温温度度， 呼呼吸吸作作用用， 有机物的消耗，提高产量。有机物的消耗，提高产量。酶的活性酶的活性降低降低降低降低减少减少温度温度温度如何影响呼吸速率？高温度如何影响呼吸速率？高温和低温的影响是否相同？温和低温的影响是否相同？低温低温 当氧气浓度为当氧气浓度为当氧气浓度为当氧气浓度为0 0 0 0时，时，时，时，细胞只进行细胞只进行细胞只进行细胞只进行 ，Q Q Q Q点对应的
21、纵坐标大小点对应的纵坐标大小点对应的纵坐标大小点对应的纵坐标大小表示表示表示表示 的强度。的强度。的强度。的强度。 当氧气浓度在当氧气浓度在当氧气浓度在当氧气浓度在0 0 0 010%10%10%10%之间时，之间时，之间时，之间时， 共存，随共存，随共存，随共存，随着氧气浓度增加，着氧气浓度增加，着氧气浓度增加，着氧气浓度增加， 强度减弱，强度减弱，强度减弱，强度减弱， 强度增强。强度增强。强度增强。强度增强。当氧气浓度大于或等于当氧气浓度大于或等于当氧气浓度大于或等于当氧气浓度大于或等于10%10%10%10%时，时，时，时， 消失，此后只进行消失，此后只进行消失，此后只进行消失，此后只进
22、行 。但当氧气浓度达到一定值后，。但当氧气浓度达到一定值后，。但当氧气浓度达到一定值后，。但当氧气浓度达到一定值后， 强度不再随氧气浓度强度不再随氧气浓度强度不再随氧气浓度强度不再随氧气浓度的增大而增强。的增大而增强。的增大而增强。的增大而增强。当氧气浓度为当氧气浓度为当氧气浓度为当氧气浓度为 时，时，时，时，COCOCOCO2 2 2 2产生量相对较少，在该氧气浓度下产生量相对较少，在该氧气浓度下产生量相对较少，在该氧气浓度下产生量相对较少，在该氧气浓度下保存瓜果蔬菜效果较好。保存瓜果蔬菜效果较好。保存瓜果蔬菜效果较好。保存瓜果蔬菜效果较好。氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生氧气吸收量也可以表
23、示有氧呼吸产生氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生氧气吸收量也可以表示有氧呼吸产生 的量，所以，两条实的量，所以，两条实的量，所以，两条实的量，所以，两条实线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时线间的距离可表示无氧呼吸的强度，当两曲线重合时( ( ( (距离为距离为距离为距离为0)0)0)0)，无氧呼吸强度为无氧呼吸强度为无氧呼吸强度为无氧呼吸强度为 。OO2 2的浓度的浓度无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸与无氧呼吸有氧呼吸与无氧呼吸有氧呼吸与无氧呼吸有氧呼吸
24、与无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸C CCOCOCOCO2 2 2 20 0a.COa.CO2 2是呼吸作用的产物，是呼吸作用的产物，对细胞呼吸有抑制作用，对细胞呼吸有抑制作用，实实验验证证明明，在在COCO2 2浓浓度度升升高高到到1%1%10%10%时时，呼呼吸吸作作用用明明显显被被抑制。抑制。( (如图如图) )b.b.应用：蔬菜、水果保鲜中，增加应用：蔬菜、水果保鲜中，增加COCO2 2浓度（地窖）浓度（地窖）水水a.a.在在一一定定范范围围内内，呼呼
25、吸吸速速率率随随含含水水量量的的增增加加而而加加快快，随随含含水量的减少而减慢。水量的减少而减慢。b.b.应用：通过风干、晒干来储存粮食、种子应用：通过风干、晒干来储存粮食、种子COCO2 2 用透气纱布或用透气纱布或用透气纱布或用透气纱布或“创可贴创可贴创可贴创可贴”包扎伤口：增加通气量，包扎伤口：增加通气量，包扎伤口：增加通气量，包扎伤口：增加通气量，抑制破抑制破抑制破抑制破伤风杆菌的无氧呼吸伤风杆菌的无氧呼吸伤风杆菌的无氧呼吸伤风杆菌的无氧呼吸。(2)(2)(2)(2)酿酒时酿酒时酿酒时酿酒时 食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进
26、醋酸杆食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆食醋、味精制作：向发酵罐中通入无菌空气，促进醋酸杆菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。菌、谷氨酸棒状杆菌进行有氧呼吸。土壤土壤土壤土壤松土促进根细胞呼吸作用松土促进根细胞呼吸作用松土促进根细胞呼吸作用松土促进根细胞呼吸作用，有利于，有利于，有利于，有利于主动运输主动运输主动运输主动运输，为，为，为，为矿质矿质矿质矿质元素的吸收元素的吸收元素的吸收元素的吸收供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因
27、供应能量；无土栽培时要及时通入空气，避免因无氧呼吸产生酒精而烂根无氧呼吸产生酒精而烂根无氧呼吸产生酒精而烂根无氧呼吸产生酒精而烂根。早期通气早期通气早期通气早期通气促进酵母菌促进酵母菌促进酵母菌促进酵母菌有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸， 利于菌种繁殖利于菌种繁殖利于菌种繁殖利于菌种繁殖后期密封后期密封后期密封后期密封发酵罐发酵罐发酵罐发酵罐促进酵母菌促进酵母菌促进酵母菌促进酵母菌无氧无氧无氧无氧 呼吸，利于产生酒精呼吸，利于产生酒精呼吸，利于产生酒精呼吸，利于产生酒精5 5 5 5细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用细胞呼吸原理的应用 贮存粮食、水果的条件贮存粮食、水果的条
28、件贮存粮食、水果的条件贮存粮食、水果的条件低氧低氧低氧低氧( ( ( (不是无氧不是无氧不是无氧不是无氧) ) ) )、低温低温低温低温；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，；但二者差别在含水量方面，粮食要晒干入库，水果要保持一定湿度。水果要保持一定湿度。水果要保持一定湿度。水果要保持一定湿度。 提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，提倡慢跑：促进肌细胞有氧呼吸，防止无氧呼防止无氧呼防止无氧呼防止无氧呼吸产生乳酸使肌肉酸胀。吸产生乳酸使肌肉酸胀。吸产生乳酸
29、使肌肉酸胀。吸产生乳酸使肌肉酸胀。 lATP-ATP-三磷酸腺苷三磷酸腺苷 ATPATP的结构的结构核糖核糖PPP腺嘌呤腺嘌呤腺腺苷苷A腺苷腺苷T三个三个（Tri）P磷酸基团磷酸基团 高能磷酸键高能磷酸键高能磷酸键高能磷酸键三磷酸腺苷与腺嘌呤核苷酸的区别：三磷酸腺苷与腺嘌呤核苷酸的区别：P核糖核糖腺嘌呤腺嘌呤ATPATPATPATP与与与与ADPADPADPADP相互转化的反应式是可逆反应吗？相互转化的反应式是可逆反应吗？相互转化的反应式是可逆反应吗？相互转化的反应式是可逆反应吗？光合作用光合作用(光能光能)、呼、呼吸作用吸作用(有有机物的机物的化学化学能能)提供提供用于绝大用于绝大多数生命多
30、数生命活动活动ATPATPATPATP与与与与ADPADPADPADP的相互转化不是可逆反应。因为转化的相互转化不是可逆反应。因为转化的相互转化不是可逆反应。因为转化的相互转化不是可逆反应。因为转化过程中的过程中的过程中的过程中的反应类型、所需酶、能量的来源和去反应类型、所需酶、能量的来源和去反应类型、所需酶、能量的来源和去反应类型、所需酶、能量的来源和去路及反应场所路及反应场所路及反应场所路及反应场所都都都都不完全相同不完全相同不完全相同不完全相同。但是物质是可循。但是物质是可循。但是物质是可循。但是物质是可循环利用的。环利用的。环利用的。环利用的。 ATPATPATPATP产生量与产生量与
31、产生量与产生量与O O O O2 2 2 2供给量之间的关系曲线供给量之间的关系曲线供给量之间的关系曲线供给量之间的关系曲线 在在在在无氧无氧无氧无氧条件下，可通过条件下，可通过条件下，可通过条件下，可通过无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸无氧呼吸分解有机物，分解有机物，分解有机物，分解有机物，产生产生产生产生少量少量少量少量ATPATPATPATP。 随随随随O O O O2 2 2 2供应量增多，有氧呼吸明显加强，供应量增多，有氧呼吸明显加强，供应量增多，有氧呼吸明显加强，供应量增多，有氧呼吸明显加强，ATPATPATPATP产生产生产生产生量随之增加，但量随之增加，但量随之增加，但量随之增加，但当
32、当当当O O O O2 2 2 2供应量达到一定值供应量达到一定值供应量达到一定值供应量达到一定值后，后，后，后，ATPATPATPATP产生量产生量产生量产生量不再增加，此时的不再增加，此时的不再增加，此时的不再增加，此时的限制因素可能是酶、有机物、限制因素可能是酶、有机物、限制因素可能是酶、有机物、限制因素可能是酶、有机物、ADPADPADPADP、磷酸等磷酸等磷酸等磷酸等。（1 1）真核生物）真核生物 植物植物 动物动物 真菌真菌（2 2）原核生物）原核生物 自养型细菌自养型细菌 异养型细菌异养型细菌 蓝藻蓝藻（3 3）病毒）病毒细胞呼吸、光合作用（叶肉细胞等）细胞呼吸、光合作用（叶肉细
33、胞等）细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸细胞呼吸、化能合成作用如细胞呼吸、化能合成作用如 。细胞呼吸细胞呼吸( (有氧、无氧有氧、无氧) )细胞呼吸（有氧）、光合作用细胞呼吸（有氧）、光合作用宿主细胞呼吸提供宿主细胞呼吸提供不同生物体形成不同生物体形成ATPATP的生理过程的生理过程蛔虫蛔虫有氧：大多数有氧：大多数无氧：如无氧：如 。硝化细菌硝化细菌ATPATP机械能机械能（如肌细胞收缩）（如肌细胞收缩）热能热能（如维持体温）（如维持体温）渗透能渗透能（如主动运输）（如主动运输）电能电能（如电鳐放电）（如电鳐放电）光能光能（如萤火虫发光）（如萤火虫发光）转转化化为为化学能化学能（各种吸能反应，如
34、葡萄糖和（各种吸能反应，如葡萄糖和 果糖合成蔗糖）果糖合成蔗糖）葡萄糖葡萄糖+ +果糖果糖 蔗糖蔗糖 酶酶能量能量水解水解ATPATP 。1 1葡萄糖葡萄糖2 2丙酮酸丙酮酸少量能量少量能量少量少量HH6H6H2 2O O6CO6CO2 2少量能量少量能量HH12H12H2 2O O大量能量大量能量酶酶酶酶酶酶6O6O2 2细胞质基质细胞质基质线粒体基质线粒体基质线粒体内膜线粒体内膜反应物反应物最终产物最终产物中间产物中间产物C C6 6H H1212O O6 6 + + 6H6H2 2O O + + 6O6O2 2酶酶6CO6CO2 2+ +12H12H2 2O O+ +能量能量总反总反应式
35、：应式：为何两边的为何两边的H H2 2O O不能相互抵消？不能相互抵消？产物中产物中COCO2 2、H H2 2O O在第几阶段生成？在第几阶段生成？COCO2 2中中O O元素的来源？元素的来源？产物产物H H2 2O O中中O O元素的来源？元素的来源？能量仅仅是生成能量仅仅是生成ATPATP的能量吗？的能量吗？第二、三阶段第二、三阶段葡萄糖、水葡萄糖、水氧气氧气反应物水中的氧不用反应物水中的氧不用于形成产物水中的氧于形成产物水中的氧葡萄糖葡萄糖中中C C的的去向？去向？HHHH? ? ? ? ?1mol1mol葡萄糖：葡萄糖： 2870KJ2870KJ1161KJ1161KJ：ATPA
36、TP其余：其余：热能热能微生物的无氧呼吸称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称微生物的无氧呼吸称为发酵，但动植物的无氧呼吸不能称为发酵。具体情况总结如下：为发酵。具体情况总结如下：生物生物无氧呼吸产生无氧呼吸产生植物植物大多数植物细胞，如根细胞大多数植物细胞，如根细胞马铃薯块茎、甜菜块根马铃薯块茎、甜菜块根乳酸乳酸动物动物微生物微生物乳酸菌等乳酸菌等酵母菌等酵母菌等原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸有有COCO2 2生成一定生成一定 乳酸发酵乳酸发酵水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的产物水稻等植物长期水淹后烂根的原因：无氧呼吸的
37、产物 对细胞有毒害作用对细胞有毒害作用酒精和酒精和COCO2 2乳酸乳酸乳酸乳酸酒精和酒精和COCO2 2不是不是酒精酒精C6H12O6 能量能量（少（少）12H2O + 能量能量(多）多）酶酶酶酶 能量（少）能量（少）酶酶细细胞胞质质基基质质线粒体线粒体散失散失散失散失散失散失34ATPH少少2丙酮酸丙酮酸2ATP6CO26H2OH 多多2ATP6O22酒精酒精+2CO2酶酶2乳酸乳酸酶酶有氧、无氧呼吸最常利用的物质都是葡萄糖。有氧、无氧呼吸最常利用的物质都是葡萄糖。无氧呼吸两个阶段都有能量产生吗？无氧呼吸两个阶段都有能量产生吗？无氧呼吸两个阶段都有能量产生吗？无氧呼吸两个阶段都有能量产生吗
38、？一种生物无氧呼吸能否同时生成酒精和乳酸？一种生物无氧呼吸能否同时生成酒精和乳酸？一种生物无氧呼吸能否同时生成酒精和乳酸？一种生物无氧呼吸能否同时生成酒精和乳酸？无氧呼吸过程中有无无氧呼吸过程中有无H产生？会不断积累吗？产生？会不断积累吗？无氧呼吸过程中有无无氧呼吸过程中有无H2O产生？产生？不同细胞无氧呼吸产物不同，直接及根本原因是什么？不同细胞无氧呼吸产物不同，直接及根本原因是什么？不同细胞无氧呼吸产物不同，直接及根本原因是什么？不同细胞无氧呼吸产物不同，直接及根本原因是什么？能量由第几阶段产生？能量由第几阶段产生？能量由第几阶段产生？能量由第几阶段产生？部分原核生物进行无氧呼吸。部分原核
39、生物进行无氧呼吸。部分原核生物进行无氧呼吸。部分原核生物进行无氧呼吸。兼性厌氧生物：酵母菌兼性厌氧生物：酵母菌厌氧生物：体内寄生虫（如蛔虫）、厌氧生物：体内寄生虫（如蛔虫）、 厌氧细菌（如破伤风杆菌）厌氧细菌（如破伤风杆菌） 部分真菌部分真菌需氧生物：大多数动物、植物、真菌及需氧生物：大多数动物、植物、真菌及 好氧细菌好氧细菌为何植物、动物细胞能进行无氧呼吸，却为何植物、动物细胞能进行无氧呼吸，却属于需氧生物？属于需氧生物？【高考警示钟】【高考警示钟】1.1.真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如真核生物细胞并非都能进行有氧呼吸，如蛔虫细蛔虫细胞、哺乳动物成熟的红细胞只能进行无氧呼吸胞、哺乳动物
40、成熟的红细胞只能进行无氧呼吸。2.2.原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有原核生物无线粒体，但有些原核生物仍可进行有氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，与有氧呼吸有关的氧呼吸，如蓝藻、硝化细菌等，与有氧呼吸有关的酶分布在细胞膜上。酶分布在细胞膜上。探究实验：酵母菌细胞的呼吸方式探究实验：酵母菌细胞的呼吸方式提出问题提出问题作出假设作出假设设计实验设计实验进行实验进行实验分析结果分析结果,得出结论得出结论表达与交流表达与交流有氧、无氧条件下产生的二氧化碳是否一有氧、无氧条件下产生的二氧化碳是否一样多？酒精是在有氧或无氧条件下产生样多？酒精是在有氧或无氧条件下产生设计设计方案方案预期预期结果结果实验
41、步骤实验步骤材料用具材料用具实验原理实验原理利用酵母菌发面来制作面包或馒头，是利用利用酵母菌发面来制作面包或馒头，是利用其哪种呼吸方式？利用其制酒呢其哪种呼吸方式？利用其制酒呢？有氧条件时产生的有氧条件时产生的COCO2 2比无氧条件产生的比无氧条件产生的多。多。无氧条件下产生酒精无氧条件下产生酒精。【典例】【典例】（20102010上海高考）上海高考）如图是酵母菌发酵实如图是酵母菌发酵实验示意图。其中验示意图。其中X X、Y Y、Z Z分别代表（分别代表（BTBBTB是溴麝香草是溴麝香草酚蓝的英文缩写）（酚蓝的英文缩写）（ ）A.A.石蜡油、石蜡油、COCO2 2、蓝色、蓝色 B. B.石蜡
42、油、石蜡油、O O2 2、黄色、黄色C.C.菜油、菜油、O O2 2、蓝色、蓝色 D. D.菜油、菜油、COCO2 2、黄色、黄色D D实验课题实验课题实验课题实验课题 探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式探究酵母菌细胞呼吸的方式实验原理实验原理1 1、酵母菌是单细胞真菌属于、酵母菌是单细胞真菌属于兼性厌氧菌兼性厌氧菌，在，在有氧或无氧条件下都能存活有氧或无氧条件下都能存活 。2 2、 CO CO2 2的检测方法的检测方法（1 1）COCO2 2使使澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊（2 2）COCO2 2使使溴麝香草酚蓝水溶液由溴麝香草酚蓝水溶液由蓝蓝变绿再
43、变变绿再变黄黄3 3、酒精的检测、酒精的检测橙色的橙色的重酪酸钾溶液在酸性重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，下与酒精发生反应，变成变成灰绿色灰绿色。3.3.怎样控制有氧和无氧的条件？怎样控制有氧和无氧的条件？1.1.怎样保证酵母菌在整个实验过程中能怎样保证酵母菌在整个实验过程中能 正常生活？正常生活？设计实验步骤设计实验步骤4.4.怎样鉴定有无二氧化碳的产生？如何怎样鉴定有无二氧化碳的产生？如何比较二氧化碳产生的多少？怎样鉴定有比较二氧化碳产生的多少？怎样鉴定有无酒精产生？无酒精产生？2.2.本实验的自变量是什么？因变量是什么？本实验的自变量是什么？因变量是什么？培养在条件适宜的培养液中。培
44、养在条件适宜的培养液中。实验步骤（参考）实验步骤（参考）1.1.配制酵母菌培养液配制酵母菌培养液：向：向A A、B B锥形瓶各加入锥形瓶各加入240ml 5%240ml 5% 的葡萄糖溶液（的葡萄糖溶液（事先煮沸并冷却事先煮沸并冷却）及）及20g20g酵母菌；酵母菌；2.2.检测检测COCO2 2的产生的产生: :组装有氧和无氧条件的组装有氧和无氧条件的检测装置检测装置， 放置在放置在252535 35 环境下培养环境下培养8-10h8-10h。用澄清石灰水。用澄清石灰水 或溴麝香草酚蓝水溶液检测；或溴麝香草酚蓝水溶液检测；3.3.检测酒精的产生检测酒精的产生：（1 1）取）取2 2支试管编号
45、；支试管编号；（2 2）各取）各取A A、B B锥形瓶酵母菌培养液的滤液锥形瓶酵母菌培养液的滤液2ml2ml，分别，分别 注入两支试管中；注入两支试管中；（3 3）分别滴加）分别滴加0.50.5毫升重酪酸钾毫升重酪酸钾-浓硫酸溶液，轻轻浓硫酸溶液，轻轻 震荡、混匀。观察颜色变化。震荡、混匀。观察颜色变化。观测、记录并分析实验结果观测、记录并分析实验结果条件条件澄清石灰水澄清石灰水/ /出现的时间出现的时间 重铬酸钾重铬酸钾-浓硫酸溶液浓硫酸溶液有氧有氧无氧无氧变混浊快变混浊快无变化无变化变混浊慢变混浊慢出现灰绿色出现灰绿色有氧、无氧条件下，石灰水都变浑浊，但有氧时浑浊有氧、无氧条件下，石灰水都
46、变浑浊，但有氧时浑浊更快，说明了什么？更快，说明了什么？无氧条件下，重铬酸钾无氧条件下，重铬酸钾浓硫酸溶液出现了灰绿色，浓硫酸溶液出现了灰绿色，说明了什么？说明了什么？进入进入A瓶的空气中有少量二氧化碳，会影响我们的判瓶的空气中有少量二氧化碳，会影响我们的判断，如何去除？断，如何去除？装石灰水的锥形瓶中的空气会进入装石灰水的锥形瓶中的空气会进入A或或B瓶吗？瓶吗？装置中有部分玻璃管插入溶液中，目的是什么？装置中有部分玻璃管插入溶液中，目的是什么？ 消耗其中的氧气，创造无氧条件。消耗其中的氧气，创造无氧条件。初略判断一下，有氧和无氧分别是哪瓶？初略判断一下，有氧和无氧分别是哪瓶？可以用哪种溶液代
47、替澄清的石灰水？可以用哪种溶液代替澄清的石灰水？B B瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶。想一想，这是为什么？的锥形瓶。想一想，这是为什么？ 使气体与溶液充分接触使气体与溶液充分接触此组装置中存在对照组吗？此组装置中存在对照组吗？ 有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，消耗的氧气与生成的二有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，消耗的氧气与生成的二氧化碳体积相同，此后酵母菌进行无氧呼吸，产生二氧化碳，氧化碳体积相同，此后酵母菌进行无氧呼吸，产生二氧化碳，使锥形瓶中气体增加，连通澄清石灰水后，刚开始排出的是使锥形瓶中气体增加，连通澄清石灰水后，刚开
48、始排出的是容器中本来的二氧化化碳，一段时间后才是无氧呼吸排出的容器中本来的二氧化化碳，一段时间后才是无氧呼吸排出的二氧化碳。二氧化碳。对比实验对比实验设置两个或两个以上的设置两个或两个以上的实验组实验组，通，通过对结果的比较分析，来探究某种过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验验叫做对比实验 对比实验也要遵循单一变量原则，因此对比实验也要遵循单一变量原则，因此A A瓶和瓶和B B瓶瓶中的酵母菌的加入量，培养液浓度、体积，所处的温中的酵母菌的加入量，培养液浓度、体积，所处的温度、度、pHpH等要等要 ，目的是，目的是 。相同相同排除无关变量的干扰排除无关变量的干扰此装置是否可以作为有氧条件的装置？此装置是否可以作为有氧条件的装置？
