ATP的主要来源-细胞呼吸(上课)综述

动物、人、真菌、多数细菌等绿色植物能量呼吸作用呼吸作用光合作用ADP+Pi+ATP

酶糖类、脂肪等有机物氧化分解第二页，共七十三页。一、细胞呼吸的概念生物体中的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成CO2或其他产物，并且释放出能量的总过程，叫细胞呼吸〔又叫生物氧化〕。分解有机物，释放能量并产生ATP。呼吸作用的本质第三页，共七十三页。二、细胞呼吸的类型〔一〕有氧呼吸〔二〕无氧呼吸思考“呼吸〞和“细胞呼吸〞有什么区别？“呼吸〞是指生物体或细胞吸入氧气和呼出二氧化碳的过程，而“细胞呼吸〞是指细胞内有机物分解释放能量的过程。第四页，共七十三页。外膜内膜基质嵴双层膜扩大内膜面积！

线粒体结构有氧呼吸的主要场所：有氧呼吸最常利用的物质----葡萄糖(C6H12O6)第五页，共七十三页。有氧呼吸的过程是怎样的呢?现在请大家速览P93-94教材，注意以下有关问题:1.第一阶段的反响场所、反响物、产物是什么?2.第二阶段的反响场所、反响物、产物是什么?3.第三阶段的反响场所、反响物、产物是什么?4.哪个阶段释放出的能量最多?第六页，共七十三页。C6H12O62丙酮酸酶4[H]能2ATP热线粒体细胞质基质①第一阶段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量场所：细胞质基质2C3H４O３〔少量〕第七页，共七十三页。C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]线粒体细胞质基质②①丙酮酸彻底分解酶6CO2+20[H]+能量场所：线粒体基质第二阶段：2C3H４O３+6H2O（少量）第八页，共七十三页。C6H12O62丙酮酸酶6CO24[H]能2ATP热能2ATP热酶6H2O20[H]12H2O6O2酶能34ATP热线粒体细胞质基质②①③氢的氧化酶12H2O+34ATP场所：线粒体内膜第三阶段：24[H]+6O2（大量）酶第九页，共七十三页。丙酮酸彻底分解②场所：线粒体内膜[H]的氧化③酶12H2O+能量〔大量〕24[H]+6O2酶6CO2+20[H]+能量〔少量〕2C3H4O3〔丙酮酸〕+6H2O有氧呼吸的过程：场所：细胞质基质葡萄糖的初步分解①C6H12O6酶2C3H4O3+4[H]+能量（少量）

（丙酮酸）场所：线粒体基质总反响式：C6H12O6+6H2O

+6O26CO2+12H2O+能量酶第十页，共七十三页。有氧呼吸的过程图解有氧呼吸第十一页，共七十三页。有氧呼吸场所反应物产物释能第一阶段第二阶段第三阶段有氧呼吸三个阶段的比较细胞质基质葡萄糖丙酮酸[H]少量丙酮酸H2OCO2、[H]少量[H]、O2H2O大量线粒体基质线粒体内膜第十二页，共七十三页。1、H2O中的H和O分别来自哪？2、CO2中的C和O分别来自哪？H来自C6H12O6和H2OO来自O2C来自C6H12O6O来自C6H12O6和H2O想一想第十三页，共七十三页。抢答题.看谁最快1、哪个阶段产生CO2？2、哪个阶段有氧气参与反响？3、哪个阶段产生能量最多？7、能产生ATP的场所是？在有氧呼吸过程中细胞质基质、线粒体５、哪个阶段产生水？４、哪个阶段有水参与？6.哪个阶段产生[H]最多?第二阶段第三阶段第三阶段第二阶段第三阶段第二阶段8、分解1摩尔的葡萄糖需多少摩尔O2和产生多少摩尔CO2？都是6摩尔第十四页，共七十三页。有氧呼吸的概念细胞在氧气的参与下，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。计算：

1mol葡萄糖通过有氧呼吸可释放2870kj的能量，其中有1161kj的能量被转移贮存到ATP中。那么，1mol葡萄糖通过有氧呼吸可形成____mol的ATP，其能量转换效率是______。3840.5%第十五页，共七十三页。有氧呼吸和燃烧有何异同？完成学案P42表格第十六页，共七十三页。刘翔在训练后肌肉会发酸，为什么？苹果储存久了为什么会有酒味？第十七页，共七十三页。C6H12O62丙酮酸酶4[H]能线粒体细胞质基质①第一阶段：葡萄糖的初步分解C6H12O6酶+4[H]+能量场所：细胞质基质2C3H４O３〔少量〕缺氧无氧呼吸的过程第十八页，共七十三页。C6H12O62丙酮酸酶4[H]能线粒体细胞质基质①缺氧第二阶段：丙酮酸不彻底分解２C3H４O３酶２C3H6O3(乳酸)+能量２C3H４O３２C2H5OH(酒精)+２CO2+能量酶酶２C3H6O3〔乳酸〕２C2H5OH〔酒精〕+２CO2酶场所：细胞质基质能能〔少量〕〔少量〕第十九页，共七十三页。1、酒精发酵：

C6H12O6酶2、乳酸发酵：C6H12O6

无氧呼吸2CH3CH2OH〔酒精〕+2CO2+能量2C3H6O3〔乳酸〕+能量酶酵母菌和大多数的植物的无氧呼吸属于此种类型乳酸菌和动物细胞及马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞在缺氧时的无氧呼吸属于此种类型小结第二十页，共七十三页。项目阶段场所反应物生成物能量细胞质基质中葡萄糖丙酮酸、[H]只在反应的第一阶段产生少量能量，形成少量ATP细胞质基质中丙酮酸酒精和CO2或者是乳酸第一阶段第二阶段无氧呼吸两个阶段的比较：第二十一页，共七十三页。无氧呼吸的概念细胞在缺氧的条件下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物进行不彻底的氧化分解，产生酒精或乳酸等中间产物，释放少量能量，生成ATP的过程。无氧呼吸的特点氧气的存在抑制了无氧呼吸的进行第二十二页，共七十三页。a.高等植物在水淹的情况下，可以进行短时间的无氧呼吸，将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，释放出能量以适应缺氧环境条件b.高等动物和人体在剧烈运动时，需要在相对较短的时间内消耗大量的能量，肌肉细胞那么以无氧呼吸的方式供给能量，满足人体的需要c.酵母菌在缺氧的条件下，可以将有机物分解成酒精和二氧化碳问题思考：无氧呼吸有何意义和危害？第二十三页，共七十三页。

项目类型

有氧呼吸无氧呼吸不同条件场所物质变化能量变化相同联系本质细胞质基质、线粒体细胞质基质有机物彻底氧化分解；形成CO2和水有机物氧化分解不彻底；CO2和酒精或乳酸释放大量能量释放少量能量需要酶和Ｏ２需酶不需Ｏ２呼吸阶段的第一阶段完全相同都是氧化分解有机物，释放能量有氧呼吸与无氧呼吸之间的区别与联系：同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？第二十四页，共七十三页。有氧呼吸和无氧呼吸的区别比较项目有氧呼吸无氧呼吸呼吸场所是否需氧物质代谢能量代谢主要在线粒体内细胞质基质必需有氧的参与氧能抑制无氧呼吸将有机物彻底分解成CO2和H2O有机物分解不彻底,形成中间产物(酒精或乳酸〕1mol2870

(kj)1161ATP热能(38mol)葡萄糖1mol葡萄糖196.65（kj）61.08ATP(2mol)热能同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？第二十五页，共七十三页。一种生物能否进行有氧呼吸与什么相关？不在于是否有线粒体而在于这种生物体内是否含有与有氧呼吸相关的酶例如：原核生物没有线粒体，但仍然有可能进行有氧呼吸〔硝化细菌〕场所：细胞质基质个别动物没有线粒体，如寄生在动物肠道内的蛔虫，只能进行无氧呼吸第二十六页，共七十三页。1.为生命活动提供能量2.为体内其他化合物的合成提供原料细胞呼吸意义第二十七页，共七十三页。1、让一只白鼠吸入有放射性的18O2,该白鼠体内最先出现的含有18O的化合物是A.二氧化碳B.水C.丙酮酸D.乳酸第二十八页，共七十三页。2．用含O18的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子的转移途径是〔〕。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→二氧化碳第二十九页，共七十三页。3以下有关有氧呼吸的表达中，正确的选项是〔〕A．此过程的第一阶段是葡萄糖分解成丙酮酸，产生少量［H］和ATPB．此过程的第二阶段是丙酮酸分解成水和二氧化碳，产生少量的ATPC．此过程的第三阶段是葡萄糖氧化成水和二氧化碳，产生大量的ATPD．此过程必须有氧分子参与，始终在线粒体中进行第三十页，共七十三页。

影响呼吸作用的因素

内部因素——遗传因素〔决定酶的数量和种类〕1、不同种类植物呼吸速率不同，一般情况下，水生植物>旱生植物，阳生植物>阴生植物2、同一植物不同器官呼吸速率不同生殖器官>营养器官3、同一植物在不同的生长发育时期呼吸速率不同幼苗期、开花期呼吸速率升高，成熟期呼吸速率下降第三十一页，共七十三页。温度呼吸速率应用：低温保鲜；增大昼夜温差〔1〕温度〔3〕水细胞含水量呼吸速率酶数量的限制环境中水含量呼吸速率长时间无氧呼吸供能缺乏应用：种子晒干保存〔2〕CO2过高CO2抑制细胞呼吸应用：增加CO2的浓度保鲜影响细胞呼吸的外部因素第三十二页，共七十三页。CO2的释放量51015202530O2%〔4〕O2的浓度：

第三十三页，共七十三页。细胞呼吸类型的判断〔以酵母为例〕1、假设只产生CO2，不消耗O2，那么只进行无氧呼吸〔如A点〕。2、假设产生的CO2的摩尔数比吸收O2的摩尔数多，那么两种呼吸同时并存〔图中AC段〕。3、假设产生CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数相等，那么只进行有氧呼吸〔图中C点以后〕。4、B点表示无氧呼吸与有氧呼吸速率相等〔CO2释放量表示〕，此时CO2的总释放量最低。D点表示O2浓度超过一定值〔10%〕以上时。无氧呼吸消失，说明有O2存在时，无氧呼吸受到抑制。O2%CO2释放量有氧呼吸无氧呼吸ABCDCO2的总量510152025第三十四页，共七十三页。O2浓度=0时进行____________；0﹤O2浓度﹤10%进行________________；O2浓度≥10%时进行________________。细胞呼吸强度最弱，有机物消耗最少的是________点。线段AB=BC，表示有氧呼吸、无氧呼吸释放的CO2量相等的是_____点。此时有氧呼吸、无氧呼吸消耗葡萄糖的比例_______无氧呼吸无氧呼吸和有氧呼吸有氧呼吸AB第三十五页，共七十三页。呼吸作用过程中：消耗糖类等有机物。为什么甜玉米放时间长了甜味会变淡，萝卜放久了会空心？第三十六页，共七十三页。为什么把手插进堆放一段时间的新鲜谷堆，会有潮湿和发烫的感觉？呼吸作用过程中：产生H2O，释放热量第三十七页，共七十三页。1个苹果今天吃它得到的有机物多，还是明天它得到的有机物多？1Kg黄豆能发5Kg豆芽，在你面对饥饿的威胁时，你选择什么来渡过难关？第三十八页，共七十三页。细胞呼吸原理的应用1.在酿酒业上的应用：先通气，让酵母菌进行有氧呼吸，使其数量增加；然后隔绝空气，使其发酵，产生酒精。2.在农业生产上：中耕松土，促进根系的有氧呼吸，有利于根系的生长及对矿质离子的吸收3.在医学上：利用氧气抑制破伤风等厌氧型细菌的繁殖4.在物质的储存时：控制氧气的浓度，抑制其呼吸作用，减少有机物的消耗。第三十九页，共七十三页。粮食储藏和果蔬保鲜细胞呼吸要消耗有机物，使有机物积累减少因此，对粮食储藏和果蔬保鲜来说，又要设法降低细胞的呼吸强度，尽可能减少有机物的消耗等粮食储藏:低温，低氧，枯燥果蔬保鲜：低温，低氧，低湿我们购置罐头食品时发现有这样的说明：假设真空平安钮鼓起请勿购置。请问这是什么原因？这说明罐头食品在生产时灭菌不彻底，微生物在无氧条件下发生无氧呼吸产生了CO2使真空平安钮鼓起说明食物可能变质第四十页，共七十三页。呼吸作用计算问题C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量C6H12O62C2H5OH〔酒精〕+2CO2+能量1、无O2吸收，无CO2释放，进行产生乳酸的无氧呼吸2、无O2吸收，有CO2释放，进行产生酒精的无氧呼吸3、有O2吸收=CO2释放，进行有氧呼吸4、CO2释放量>O2吸收量，进行有氧和无氧呼吸当有氧呼吸速率与无氧呼吸速率相等时，CO2和O2的比例关系，CO2/O2=4/3酶酶2C3H6O3〔乳酸〕+能量C6H12O6酶第四十一页，共七十三页。AB探究一:酵母菌细胞呼吸的类型要通过实验探究酵母菌的细胞呼吸类型,还要同时设计另一个实验,简要说出思路?结果预测和结论:结果预测(红色液滴移动情况)相应结论装置A装置B123左移不动右移不动左移右移只有有氧呼吸只有无氧呼吸两种呼吸类型都有第四十二页，共七十三页。1、A中有CO2产生，可以说明

2、B中有CO2产生，可以说明

3、AB中有CO2产生，那么植物细胞该细胞正在进行无氧呼吸该细胞正在进行有氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸在同时进行第四十三页，共七十三页。O2浓度对细胞呼吸的影响1、判断细胞呼吸的方式氧气浓度为B时：

。氧气浓度为B到G（不包括B点和G点）时：

。氧气浓度大于G（包括G点）时

。2、绿色区域代表的含义是：

。3、如果DE=3CD，那么有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖的比值为

，若有氧呼吸和无氧呼吸消耗等量的葡萄糖，CD和DE的长度之比为：

。只有无氧呼吸有氧呼吸和无氧呼吸同时进行只有有氧呼吸不同氧气浓度下无氧呼吸的强度1∶1DE=3CD第四十四页，共七十三页。探究三:如果纵坐标表示某种物质的物质的量，请在以下两个坐标中画出无氧呼吸释放二氧化碳量和葡萄糖消耗总量的曲线。第四十五页，共七十三页。条件有氧呼吸消耗O2量有氧呼吸产生CO2量有氧呼吸消耗葡萄糖量无氧呼吸产生CO2量无氧呼吸消耗葡萄糖量CO2产生总量葡萄糖消耗总量A条件60B条件124C条件318D条件02单位:mol610611224216121226500424ABCD分别是什么样的条件第四十六页，共七十三页。在一定范围内，随着氧分压增大CO2的释放量减少〔1〕AB段表示—————————————————————————————————；原因是———————————————————————————————————————。氧分压CO2释放量ABC如图：表示苹果储藏过程中，随着氧分压的变化，CO2释放量的曲线。请答复：〔3〕苹果在储藏过程中，最好选择图中___点所对应的氧分压，原因是_______________________________________。〔2〕BC段表示__________________________原因是______________________________氧分压增大，无氧呼吸受到抑制，而有氧呼吸又很弱随着氧分压增大，CO2的释放量增大氧分压增大，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸加强B在B点总呼吸强度最弱，有机物的消耗最少〔4〕无氧呼吸时间过长，植物也会死亡，原因是_______________________________________。无氧呼吸产生酒精会使细胞的蛋白质变性；无氧呼吸产生能量少第四十七页，共七十三页。1．右图表示某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时，CO2释放量和O2吸收量的变化。以下相关表达正确的选项是()。A.氧浓度为a时，最适于贮藏该植物器官B．氧浓度为b时，无氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的5倍C．氧浓度为c时，无氧呼吸最弱D．氧浓度为d时，有氧呼吸强度与无氧呼吸强度相等B第四十八页，共七十三页。2.现有甲酵母菌进行有氧呼吸,乙酵母菌进行发酵,假设它们消耗等量的葡萄糖,那么它们放出CO2和吸收的O2之比是()A.3:1B.1:2C.4:3D.2:3C3.以下5支试管中分别含有不同化学物质和活性酵母菌细胞制备物。在适宜温度条件下，会产生CO2的试管有〔〕①葡萄糖+已破裂的细胞②葡萄糖+线粒体③丙酮酸+线粒体④葡萄糖+细胞质基质〔隔绝空气〕⑤丙酮酸+细胞质基质〔隔绝空气〕A.①③④⑤B.①②④⑤C.①③④D.②③④A第四十九页，共七十三页。4.陆生植物不能长期忍受无氧呼吸，这是因为①产生的酒精对细胞有毒害②产生的乳酸对细胞有毒害③没有专门的无氧呼吸结构④产生的能量太少〔〕A.①②B.②③C.③④D.①④D5.关于无氧呼吸的表达中，正确的选项是()A.不产生CO2B.一定产生CO2C.不形成ATPD.物质氧化分解不彻底D第五十页，共七十三页。6.一运发动正在进行长跑训练，从他的大腿肌肉细胞中检测到3种化学物质，其浓度变化如右图所示，图中P、Q、R三曲线依次代表〔〕B锻炼时间〔分〕A.O2、CO2、乳酸B.乳酸、CO2、O2C.CO2、O2、乳酸D.CO2、乳酸、O2第五十一页，共七十三页。7．经测定，蚕豆种子在发芽的早期，二氧化碳的释放量比氧气的吸收量大3～4倍，这说明此时的蚕豆是〔〕。A．只进行有氧呼吸B．无氧呼吸比有氧呼吸占优势C．只进行无氧呼吸D．有氧呼吸比无氧呼吸占优势8．有氧呼吸与无氧呼吸的相同点是〔〕。①都在线粒体中进行②都需要酶③都需要氧④都产生ATP⑤都经过生成丙酮酸的反响A．①②⑤B．②③④C．②③⑤D．②④⑤第五十二页，共七十三页。简答题1、根据右图答复以下的问题：〔1〕从ABC的反响叫，此反响中1摩尔葡萄糖能释放千焦能量，其中有千焦转移到ATP中。另外BC过程是在细胞的中进行的。〔2〕从ABD的反响是在条件下，在细胞的细胞质基质中进行的，其反响式为：。〔3〕从ABE，此反响中1摩尔葡萄糖释放千焦的能量，其中有千焦转移到ATP分子中。葡萄糖丙酮酸CO2+H2OC酒精乳酸EDAB有氧呼吸28701161线粒体无氧C6H12O6

2C2H5OH+2CO2+能量196.6561.08第五十三页，共七十三页。9.以下表示细菌细胞中的一个反响程序。在这个程序中，一种氨基酸在酶的作用下产生另外的氨基酸。1～6代表不同的氨基酸，V～Z代表不同的酶。所有氨基酸对生命都是必需的。原始种的细菌只要培养基中有氨基酸1就能生长，而细菌的变异种只有在培养基中有氨基酸1、2、5时才能生长。变异种中不存在的酶是〔〕A.V、WB.W、YC.Y、ZD.V、Z123456VXWZYD第五十四页，共七十三页。酵母菌：单细胞真菌，真核生物，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研究细胞呼吸的不同方式。第五十五页，共七十三页。讨论２、酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么条件下产生的呢？

１、我们吃的面包和馒头为什么比较松软？这与酵母菌有什么关系？酵母菌发挥这种作用需要什么条件呢？第五十六页，共七十三页。提出问题

酵母菌使葡萄糖发酵产生酒精是在有氧条件还是在无氧条件下进行的？酵母菌在有氧和无氧条件下的呼吸产物是什么？作出假设

酵母菌在有氧条件下产生CO2

酵母菌在无氧条件下产生酒精和CO2第五十七页，共七十三页。设计实验明确实验目的，科学设计实验根据实验需要，理清实验步骤１、怎样保证酵母菌在整个实验中能正常生活？〔配制培养液〕２、怎样控制有氧和无氧环境？3.怎样鉴定酒精和CO2的产生？如何比较CO2产生的多少？第五十八页，共七十三页。实验材料：新鲜食用酵母菌20g实验试剂：葡萄糖溶液氢氧化钠溶液澄清石灰水橙色的重铬酸钾溶液、浓硫酸实验仪器：橡皮球、锥形瓶、连通管第五十九页，共七十三页。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。进行有氧呼吸产生水和CO2，无氧呼吸产生酒精和CO22、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响，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和酒精第六十页，共七十三页。三、实验步骤

1、配制酵母菌培养液〔等量原那么〕置于A、B锥形瓶2、组装有氧呼吸和无氧呼吸装置图，放置在25-35℃、环境下培养8-9小时。第六十一页，共七十三页。第六十二页，共七十三页。3、检测CO2的产生4、检测酒精的产生〔1〕取2支试管编号〔2〕各取A、B锥形瓶酵母菌培养液的滤液2毫升注入试管〔3〕分别滴加0.5毫升重酪酸钾--浓硫酸溶液，轻轻震荡、混匀.第六十三页，共七十三页。四、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、酵母菌的有氧呼吸比无氧呼吸释放的CO2要多3、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响；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响。第六十四页，共七十三页。五、观测、记录条件澄清石灰水/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1.CO2的放出情况：A、B