第五章第三节ATP的主要来源细胞呼吸()

第五章细胞的能量供应和利用第3节ATP的主要来源——细胞呼吸当前1页，总共48页。教学目标：1．说出线粒体的结构和功能。2．说出有氧呼吸与无氧呼吸的异同点。3．说出细胞呼吸原理，在生产和生活中有哪些应用?4.进行酵母菌细胞呼吸方式的探究。当前2页，总共48页。复习提问生物体生命活动的主要能源物质是什么？生物体新陈代谢所需能量的直接来源是什么？葡萄糖ATP那么：葡萄糖是如何转化为生命活动所需要的直接能源ATP的呢？当前3页，总共48页。拉瓦锡(A．L．Lavoisier)的研究体外：物质热能+O2燃烧有机物能量+O2分解体内：CO2+H2O+细胞呼吸问题探论：I．呼吸作用与物质的燃烧有什么异同点?不同点：物质的体外燃烧——高温、反应剧烈、能量迅速全部释放。物质的体内分解——温和的不剧烈。相同点：都能分解物质，释放能量。无机物+当前4页，总共48页。一、细胞呼吸的概念

生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物在活细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放能量，生成ATP的总过程，叫做细胞呼吸，又称为呼吸作用。当前5页，总共48页。细胞呼吸一定需要氧气吗？（一）探究酵母菌呼吸的方式酵母菌是一种单细胞真菌，属真核生物。在有氧气和无氧气的条件下都能生存，属于兼性厌氧型生物。通过定性测定酵母菌在有氧和无氧的条件下细胞呼吸的产物，可以确定酵母菌细胞呼吸的方式。二、细胞呼吸的方式当前6页，总共48页。实验的原理1.酵母菌可以利用培养液中的葡萄糖氧化分解形成ATP2.实验过程中形成的CO2可以用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液来检验。CO2+澄清的石灰水变浑浊CO2+溴麝香草酚蓝水溶液有蓝色变为黄色3.酒精可以使酸化的重铬酸钾（橙色）变为灰绿色当前7页，总共48页。第一步：配制酵母菌培养液。第二步：用A、B两个锥形瓶装入配制好的等量酵母菌培养液。第三步：按图装置连接。进行实验：当前8页，总共48页。实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验现象：实验结论：有氧装置中，第三个锥形瓶：石灰水混浊程度高溴麝香草酚蓝变色时间短无氧装置中，第二个锥形瓶：酵母菌滤液：加入重铬酸钾，颜色仍为橙色石灰水混浊程度低溴麝香草酚蓝变色时间长酵母菌滤液：加入重铬酸钾，颜色变为灰绿色在无氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生酒精和少量CO2酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。在有氧条件下酵母菌通过细胞呼吸产生大量CO2当前9页，总共48页。C6H12O6+6O2+6H2O

6CO2+12H2O+能量酶

有氧呼吸是细胞在有氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解，产生二氧化碳和水，释放能量，生成许多ATP的过程。（二）、细胞呼吸的方式：有氧呼吸、无氧呼吸（2）有氧呼吸全过程：（3）反应式：（4）、概念：（1）主要场所：线粒体1、有氧呼吸当前10页，总共48页。2、无氧呼吸（2）过程：（3）反应式：（4）概念：

细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把糖类等有机物分解成尚未彻底氧化的产物，同时释放出少量能量，生成少量ATP的过程。1.苹果储存久了，会有什么气味散发出来？2.剧烈运动后上肢和下肢骨骼肌会产生什么感觉？

（1）场所：细胞质基质反应的条件：无氧环境当前11页，总共48页。3、有氧呼吸与无氧呼吸的比较有氧呼吸无氧呼吸不同点相同点场所条件产物能量变化联系实质细胞质基质、线粒体细胞质基质需氧气、多种酶不需氧气、需多种酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量，合成38ATP释放少量能量，合成2ATP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ATP当前12页，总共48页。1、为生物体的生命活动提供能量。2、为体内其他化合物的合成提供原料。三、细胞呼吸的意义与应用意义应用阅读“教材”P95讨论并回答谷氨酸＋丙酮酸α-酮戊二酸＋丙氨酸GPT光能叶绿体6CO2+12H2OC6H12O6+6O2

6H2O+当前13页，总共48页。细胞呼吸的中间产物是各种有机物之间转化的枢纽，细胞呼吸原理在生产实践中有广泛的应用。

1.发酵技术2.农业生产3.粮食储藏和果蔬保鲜4.运动与损伤护理应用当前14页，总共48页。拓展:通过本节学习，你能否总结出哪些条件会影响细胞呼吸的速率？

四、影响呼吸作用的因素及应用1.内因（1）不同种类的植物呼吸速率不同，如旱生植物小于水生植物，阴生植物小于阳生植物。（2）同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同，如幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降。（3）同一植物的不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官。当前15页，总共48页。2.外因（1）温度：通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征一致。如图所示：生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、水果，在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温，来降低细胞呼吸，减少有机物的消耗。当前16页，总共48页。（2）O2浓度①对于无氧呼吸：随氧气浓度增加而受抑制，氧气浓度越高，抑制作用越强，氧气浓度达到一定值时，被完全抑制。如图所示：当前17页，总共48页。②对于有氧呼吸：氧气是有氧呼吸的原料之一，在一定范围内，随着氧气浓度的增加，有氧呼吸速率增强，但当氧气浓度增加到一定值时，有氧呼吸速率不再增加。如图所示：当前18页，总共48页。③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌的呼吸速率受氧气浓度的影响。如图所示：当前19页，总共48页。除了温度、氧气外，二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响呼吸作用，在一定范围内，呼吸作用强度随含水量的增加而增加。当前20页，总共48页。1.（1）标号①至⑥是

1分子葡萄糖ATP2分子①②④⑤CATP⑥ATPAB

③①丙酮酸②[H]③[H]④O2

⑤H2O⑥CO2+H2O三个阶段中不同化学反应所需的酶（2）.图中的英文字母A、B、C表示：巩固练习当前21页，总共48页。2、人体内代谢终产物CO2形成的主要场所是（）。A、血浆内B、线粒体C、肺泡D、细胞质基质B3、蔬菜和水果长时间储藏、保鲜所需要的条件为（）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当前22页，总共48页。4、一运动员正在进行长跑锻练，从他的大腿肌细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如下图。图中P、Q、R三曲线依次代表

A、O2、CO2、乳酸B、乳酸、CO2、O2C、CO2、O2、乳酸D、CO2、乳酸、O2当前23页，总共48页。5.右图是种子萌发成幼苗时糖类含量的变化，请据图回答：（l）导致AB段淀粉下降的原因是___________________________。（2）葡萄糖在D点之前含量增加，葡萄糖的来源是___________。（3）在B点后淀粉含量开始增加，其原因是_______________________________。萌发时呼吸旺盛，淀粉分解，为萌发提供物质和能量淀粉的水解

幼苗开始进行光合作用产物为淀粉当前24页，总共48页。6.如图所示的曲线，表示的是一个贮藏白菜的地窖，随着氧气的消耗，二氧化碳浓度变化的情况。请回答：(1)A—B段O2的消耗量很大，CO2浓度上升也很快，白菜在进行___________呼吸。(2)C—D段O2浓度接近于0，而CO2浓度仍在上升，白菜在进行___________呼吸。(3)B—C段O2浓度已很低，CO2浓度几乎不上升，原因是______________。

。(4)为了有益较长时间地贮藏大白菜，应把地窖里的O2浓度控制在__________段范围内。有氧

无氧

有氧呼吸进行得很慢而无氧呼吸尚被氧气所抑制Ｂ—Ｃ

当前25页，总共48页。将酵母菌细胞进行研磨，得到细胞研磨液匀浆。将其中一部分匀浆进行离心，得到上清液（细胞质基质）和沉淀，从沉淀中分离出线粒体，再分别进行下列试验：探究性分析：当前26页，总共48页。

注：上清液（细胞质基质）根据上述材料，你认为有氧呼吸的场所在何处？B（通入空气）NaOH溶液澄清石灰水（实验操作）A瓶（实验现象）B瓶加入匀浆和葡萄糖变浑浊只加入上清液（或线粒体）和葡萄糖没有变浑浊加入上清液、线粒体和葡萄糖变浑浊当前27页，总共48页。

注：上清液（细胞质基质）分析上述材料，找出分解葡萄糖的场所以及其分解产物？（实验操作）A瓶加入（实验现象）上清液、丙酮酸和[H]不浑浊，且A瓶中无其它物质生成线粒体、丙酮酸和[H]变浑浊线粒体、丙酮酸变浑浊（实验操作）A瓶加入（实验现象）上清液和葡萄糖石灰水无变化，A瓶中检测到丙酮酸和[H]线粒体和葡萄糖石灰水无变化葡萄糖没有被分解B（通入空气）NaOH溶液澄清石灰水分析上述材料，找出第一阶段产物继续反应的的场所、利用的物质以及其部分分解产物？

如在A瓶插一根温度计，发现在前面的实验过程中，如果发生了相应的化学变化，温度计的温度都会有一定程度的上升。分析上述材料，温度计温度上升的可能原因是什么？当前28页，总共48页。通过有氧呼吸，1mol的葡萄糖彻底氧化分解成二氧化碳和水，释放出2870KJ的能量，其中1161KJ储存ATP中，其余的能量则以热能的形式散失掉了。

有氧呼吸的能量转换效率大约是多少？它与有机物的体外燃烧有什么不同的特点？当前29页，总共48页。条件澄清石灰水/出现的时间重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快无变化变混浊／慢出现灰绿色（通入空气）无氧酒精会使酸化的的重铬酸钾（橙色）变成灰绿色当前30页，总共48页。有氧呼吸装置：无氧呼吸装置：10％NaOH溶液吸收通入空气中的CO2（避免影响产生的CO2含量的结果）葡萄糖溶液＋酵母菌（培养酵母菌）第一个锥形瓶：第二个锥形瓶：第三个锥形瓶：澄清的石灰水根据混浊程度进行比较CO2的产生量橡皮球、气泵（保持通入空气）葡萄糖溶液＋酵母菌封口放置一段时间后，再与第二个锥形瓶连接。（使酵母菌消耗瓶内的氧气，造成无氧环境）第一个锥形瓶：第二个锥形瓶：或者溴麝香草酚蓝水溶液根据溶液颜色的变化时间长短比较澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液根据混浊程度、颜色的变化时间进行比较CO2的产生量酵母菌培养液的滤液＋溶有重铬酸钾的浓硫酸（橙色）（灰绿色）（橙色）当前31页，总共48页。实验开始：A装置（35°C)实验开始：B装置（35°C)当前32页，总共48页。实验进行3小时A装置（35°C)B装置（35°C)当前33页，总共48页。实验进行3小时A装置（35°C)B装置（35°C)当前34页，总共48页。溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2的变色过程A装置当前35页，总共48页。用溶有重铬酸钾的浓硫酸检测酒精溶有重铬酸钾的浓硫酸+A装置的酵母菌滤液+B装置的酵母菌滤液灰绿色不变灰绿色当前36页，总共48页。线粒体的结构示意图外膜内膜基质嵴当前37页，总共48页。葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

[H]H2OO2O2CO2[H]O2H2O少量ATP少量ATP大量ATP细胞质基质酶O2线粒体酶[H]酶当前38页，总共48页。第一阶段第二阶段第三阶段场所反应物生成物产生ATP数量是否需氧细胞质基质线粒体基质线粒体内膜葡萄糖丙酮酸和[H]少量否有氧呼吸的三个阶段丙酮酸和水CO2和[H]少量否[H]和O2H2O大量是特点：反应条件温和，多步反应，逐步放能。请计算有氧呼吸的能量转换效率：1mol的葡萄糖彻底氧化分解，共释放2870kJ1161kJ储存在ATP40.5％1709kJ以热量散失59.5％能使多少个ADP转化为ATP？38mol当前39页，总共48页。过程特点：1.第一步在细胞质基质中进行，第二、三步在线粒体中进行。2.每一步都产生ATP，但第三步产生的ATP最多。3.第一、二步均产生还原性的氢，在第三步中全被消耗。4.有氧呼吸只在第三步才需要O25.在有氧呼吸的过程中吸收的O2与释放的CO2量相等。6.吸收的O2反应后氧元素全部到到了生成物中的H2O当前40页，总共48页。葡萄糖C6H12O6C3H4O3C3H4O3丙酮酸

[H]ATPO2酒精

C2H5OH酶1

C3H6O3乳酸

酶2

CO2酶细胞质基质当前41页，总共48页。第一阶段第二阶段场所反应物生成物产生ATP数量是否需氧细胞质基质细胞质基质葡萄糖丙酮酸和[H]少量否无氧呼吸的两个阶段丙酮酸酒精+CO2无否特点：反应条件温和，分步反应，逐步放能。请计算无氧呼吸的能量转换效率：1mol葡萄糖不彻底氧化分解生成乳酸，共释放196.65kJ61.