第3节 ATP的主要来源--细胞呼吸

1、下列转变需经哪些生理过程才能实现？光能(太阳能)糖类等有机物中稳定的化学能ATP中活跃的化学能直接用于各项生命活动光合作用细胞呼吸ATP水解思考第3节 ATP的主要来源细胞呼吸1、细胞呼吸的概念：细胞呼吸也称呼吸作用，是指有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，生成CO2或其他产物，释放出能量并生成ATP的过程。(1) 概念： 指生物体或细胞吸入O2和呼出CO2的过程。(2)呼吸的概念：“呼吸”和“细胞呼吸”有什么区别吗？ 包括有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。细胞呼吸有氧呼吸无氧呼吸包括1 细胞呼吸的方式2、有氧呼吸：(1) 场所： (2)过程图解：线粒体(主要)细胞质基质1分子葡萄糖2分子丙酮酸4H

2、酶16H2O20H酶3酶212H2O6CO2第一阶段第二阶段2ATP第三阶段2ATP34ATP6O2细胞质基质线粒体内膜线粒体基质ATP：30.5438=1161KJ约占40%释放总能量2870KJ/moL葡萄糖2、有氧呼吸：(1) 场所： (2)过程图解：各阶段的反应式：H的氧化酶312H2O + 能量场所：线粒体内膜24H + 6O2（大量）丙酮酸彻底分解酶26CO2 +20H + 能量(少量)场所：线粒体基质2CH3COCOOH+6H2O葡萄糖的初步分解C6H12O6酶1+4H + 能量场所：细胞质基质（少量） 2CH3COCOOH2、有氧呼吸：(3) 三个阶段比较： 有氧呼吸有氧呼吸

3、场场 所所 反应物反应物 产产 物物 释放能量释放能量第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段细胞质基质葡萄糖丙酮酸 H少量(2ATP)丙酮酸H2OCO2、H少量(2ATP)H、O2H2O大量(34ATP)线粒体基质线粒体内膜2、有氧呼吸：(5) 总反应式及各元素去向： 酶C6H12O6+ 6H2O+6O212H2O + 6CO2+能量丙酮酸C3H4O3丙酮酸HH丙酮酸第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段第二阶段第一阶段(4)概念： 指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，同时释放大量能量，生成许多ATP的过程。1、有氧呼吸的底物主要是

4、葡萄糖，其他有机物如氨基酸、脂肪等也可以作为细胞呼吸的底物。相同质量的脂肪进行有氧呼吸要比相同质量的葡萄糖进行有氧呼吸释放的能量多。2、真核生物有氧呼吸的场所是线粒体和细胞质基质，原核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质。3、能量的转移途径为：葡萄糖中的化学能转变为热能和ATP中活跃的化学能。1摩尔的葡萄糖彻底氧化分解后使约1161kJ的能量储存在ATP中，大多数以热能的形式散失。3、无氧呼吸：(1) 场所： (2)过程图解：都在细胞质基质中进行1分子葡萄糖2分子丙酮酸4H酶1第一阶段2ATP细胞质基质2C2H5OH(酒精)+2CO2酶2酶32C3H6O3(乳酸)第二阶段细胞质基质与有氧呼吸第一阶段

5、相同3、无氧呼吸：(3) 反应式： C6H12O6C6H12O6酶1酶22C2H5OH(酒精) 2CO2少量能量2C3H6O3 (乳酸) 少量能量例：高等动物、乳酸菌(乳酸发酵)、 高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根，玉米胚/胡萝卜叶细胞等）例：大多数植物、酵母菌(酒精发酵)等(4) 概念：无氧呼吸是指细胞在无氧条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。（微生物的无氧呼吸也叫发酵）4、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：类型类型 有氧呼吸有氧呼吸 无氧呼吸无氧呼吸 区区 别别 条件条件 场所场所 产物产物 释放能量释放能量 联联系系实质实质 联系联

6、系意义意义进化进化需氧气、酶等 不需氧气、需酶第一阶段在细胞质基质第二、三阶段在线粒体细胞质基质H2O、CO2C2H5OH(酒精)和CO2或C3H6O3(乳酸)大量分解有机物，释放能量，合成ATP有氧呼吸和无氧呼吸第一阶段完全相同少量为生命活动提供能量，为物质转化提供原料有氧呼吸无氧呼吸进化光合作用产生O2其余能量都以热能的形式散失31 酶C6H12O6 +6H2O+6O212H2O+6CO2+能量(大量) 6molCO2物质比较1moLC6H12O6酶2C2H5OH(酒精) 2CO2能量(少量)2molCO24、有氧呼吸和无氧呼吸的比较：能量比较酶C6H12O6 +6H2O+6O212H2O

7、+6CO2+2870KJ C6H12O62C3H6O3 +196.65KJ酶1moL1161KJ38molATP61.08KJ2mol ATP直接用于各项生命活动维持体温1moL1moL19：1例1、细胞呼吸过程中有CO2放出时，则可判断此过程 A一定是无氧呼吸 B一定是有氧呼吸 C一定不是乳酸发酵 D一定不是酒精发酵例2、细胞呼吸过程中有H2O产生时，则可判断此过程 一定是_。 A.有氧呼吸 B.无氧呼吸 C.酒精发酵 D.乳酸发酵 CA例3、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是（ ） A.葡萄糖丙酮酸水B.葡萄糖丙酮酸氧 C.葡萄糖氧水D.葡萄糖丙酮酸CO2D例

8、4、（09上海）在a、b、c、d条件下，测得某植物种子萌发时CO2和O2体积变化的相对值如右表。若底物是葡萄糖，则下列叙述中正确的是 Aa条件下，细胞呼吸产物除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D 例5、甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，两者消耗了等量的葡萄糖，则它们放出的CO2和吸收的O2之比是 A.1 2 B.2 3 C.3 4 D.4 3D 5、影响细胞呼吸的因素(1)内部因素-遗传因素不同植物具有不同的细胞呼吸速率；同一植物的不同器官、同一器官的不同组织、同一器官在不同的生长过程中的

9、细胞呼吸速率都有很大差异。(2)外部因素 6CO2 + 12H2O*+能量 C6H12O6+ 6H2O + 6O2*反应物条件产物酶提高O2浓度适当升高温度增加自由水适宜提高CO2浓度5、影响细胞呼吸的因素温度在一定温度范围内,随温度的升高,细胞呼吸作用增强；在最适温度（a点所对应的温度）,细胞呼吸作用最强；温度高于最适温度，酶的活性下降（甚至变性失活），细胞呼吸作用受抑制。细胞呼吸速率温度a(2)外部因素通过影响呼吸酶活性而影响细胞呼吸氧气浓度C点：C点到M点：M点到A点：只进行无氧呼吸CO2释放急剧减少-原因是氧气增多，无氧呼吸受抑制，同时有氧呼吸比较弱CO2释放量不断上升-氧气增多，有氧

10、呼吸不断增强温度(2)外部因素影响细胞呼吸的类型和速率(有氧呼吸)O2浓度CO2释放量C5% 10%CO2释放总量B点：无氧呼吸消失点A点：只进行有氧呼吸水 粮食种子贮藏前风干、晾晒:减少水分， 细胞呼吸，干种子萌发前浸泡:含水量增高, 细胞呼吸。氧气浓度温度(2)外部因素CO2浓度是产物，一定浓度的CO2对细胞呼吸有抑制作用。既是有氧呼吸的反应物,又是产物,还是细胞内良好溶剂。在一定范围内，细胞呼吸速率随自由水含量升高而加快。抑制促进实验证明，在CO2浓度升高到1-10%时，细胞呼吸被明显抵制。6、细胞呼吸原理应用在生产生活实践中，通过控制影响细胞呼吸的因素来控制细胞呼吸速率。选透气消毒纱布

11、或“创口贴”等包扎伤口；中耕松土，防止土壤板结；水稻田需要定期排水；提倡有氧运动；粮食种子的储存；水果蔬菜的保鲜；温室内阴雨天适当降低温度；酿酒、酿醋等。干燥,低氧,适宜温度低温,低氧,增加CO2 (或N2)例例1 1右图为大气中氧的浓度对植物组织内右图为大气中氧的浓度对植物组织内COCO2 2产生的影响，为了有利于贮藏蔬菜和水果，产生的影响，为了有利于贮藏蔬菜和水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪贮藏室内的氧气应调节到图中的哪点所对应点所对应的浓度的浓度? ?解析：这是通过控制氧的浓度而抑制呼吸的应解析：这是通过控制氧的浓度而抑制呼吸的应用实例。空气中氧含量过低，植物细胞则进行用实例。空气中

12、氧含量过低，植物细胞则进行无氧呼吸获得能量；氧的浓度增加，能促进有无氧呼吸获得能量；氧的浓度增加，能促进有氧呼吸的进行，氧呼吸的进行，COCO2 2释放量增加。保存蔬菜、水释放量增加。保存蔬菜、水果，可采用降低空气中氧含量的办法，降低细果，可采用降低空气中氧含量的办法，降低细胞的呼吸作用。胞的呼吸作用。答案：答案：B B2、例题精析：、例题精析： 例例2 2酵母菌无氧发酵产生酵母菌无氧发酵产生COCO2 2的摩尔数为的摩尔数为N N，在安静，在安静情况下，人消耗同样数量的葡萄糖可以产生的情况下，人消耗同样数量的葡萄糖可以产生的COCO2 2量是量是A A、1/3Nmol B1/3Nmol B、

13、3Nmol C3Nmol C、6Nmol D6Nmol D、12Nmol12Nmol答案：B1 1下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的下列关于细胞呼吸的说法中，不正确的是是 （ ）。）。 A A细胞呼吸实际上是在细胞内进行的呼细胞呼吸实际上是在细胞内进行的呼吸作用吸作用 B B细胞呼吸实际上就是细胞与环境间的细胞呼吸实际上就是细胞与环境间的气体交换气体交换 C C细胞呼吸是细胞内有机物细胞呼吸是细胞内有机物“缓慢燃烧缓慢燃烧”过程过程 D D细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧细胞呼吸是细胞中有机物的一系列氧化分解过程化分解过程B【自我诊断自我诊断】基础题基础题BC例6、在生产实践中，贮存种子的最佳

14、组合条件是 A.低温、干燥、低氧 B.低温、湿度适中、低氧 C.高温、干燥、高氧 D.高温、湿度适中、高氧A例7、取适量干重相等的4份种子进行不同处理： 甲-风干， 乙-消毒后浸水萌发， 丙-浸水后萌发，丁-浸水萌发后煮熟冷却、消毒。然后分别放入4个保温瓶中。一段时间后，种子堆内温度最高的是 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁C低温抑制酶的活性，干燥减少自由水，低氧减弱有氧呼吸消耗有机物；温度不能低于零下，太低温会冻坏，无氧也不可，无氧呼吸产生酒精，种子会腐烂。例8、对于栽种农作物要“正其行、通其风”的不正确解释是 A有利于充分利用光能 B有利于释放氧气，降低有机物消耗 C有利于吸收较多的CO2，

15、提高光合作用效率 D有利于通风透光，提高光能利用率B例9、买罐头食品时，发现罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样，引起盖子鼓起的最可能原因是 A好氧型细菌呼吸，产生CO2和 H2O B微生物呼吸，产生CO2 和 C2H5OH C乳酸菌呼吸，产生CO2和C3H6O3 D酵母菌呼吸，产生CO2和H2OB若CO2释放量/O2消耗量=4/3，有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等。若CO2释放量/O2消耗量4/3，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率大于有氧呼吸。若CO2释放量/O2消耗量4/3，无氧呼吸消耗葡萄糖的速率小于有氧呼吸。实验课题 探究酵母菌细胞呼吸的方式一、实验原理1、酵母菌是单细胞真菌属

16、于兼性厌氧菌。进行有氧呼吸产生水和CO2 ，无氧呼吸产生酒精和CO2 。2、 CO2的检测方法（1）CO2使澄清石灰水变浑浊（2）CO2使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄3、酒精的检测橙色的重酪酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应，变成灰绿色。二、实验假设 酵母菌在有氧情况下进行有氧呼吸，产生CO2，在无氧情况下进行无氧呼吸，产生CO2和酒精。三、实验用具（略）三、实验用具（略）四、实验装置四、实验装置1、NaOH的作用是什么？（吸收空气中的CO2，防止干扰实验中产生的CO2 ）2、酵母菌进行什么呼吸？（有氧呼吸、无氧呼吸）3、澄清的石灰水有什么作用？（检测有无CO2 产生， CO2 使澄清的石灰水

17、变混浊。）4、如何说明CO2产生的多少？（根据石灰水混浊程度或溴麝香草馚蓝水溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2 的产生情况）5、如何控制无氧的条件？（密封）五、实验结果预测1、酵母菌在有氧和无氧情况下均产生了CO2，能使澄清石灰水变浑浊。2、酵母菌在有氧情况下，没有酒精生成，不能使重铬酸钾溶液发生显色反应；在无氧情况下，生成了酒精，使重铬酸钾溶液发生灰绿色显色反应。3、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多。怎样鉴定有无酒精产生？这一原理可以用来检测汽车司机是否喝了酒橙色的重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色具体做法：让司机呼出的气体直接接触到用硫酸处理过的重铬酸钾，如果呼出的气体中含有酒精，重铬酸钾会变成灰绿色的硫酸铬六、实验步骤1、配制酵母菌培养液（等量原则）置于A、B锥形瓶。2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，