必修一53细胞呼吸

第3节ATP的主要来源－细胞呼吸教学目标：1.探究酵母菌细胞呼吸的方式。2.阐明有氧呼吸的三个阶段，在此基础上概括有氧呼吸的概念。⒈呼吸作用与物质的燃烧有什么共同点？问题探讨⒉呼吸作用能够像燃料在体外燃烧那样剧烈吗？⒊在无氧条件下，细胞还能够通过呼吸作用释放能量吗？举例说明。都是氧化分解过程；都释放能量并产生CO2。不能能通过无氧呼吸释放能量，如蛔虫等

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。有机物CO2(或其他产物)+能量氧化分解“呼吸”和“呼吸作用”有什么区别吗？一、细胞呼吸的概念：呼吸：

机体与环境之间O2和CO2交换的过程。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或其他物质，释放出能量并生成ATP的过程。对比呼吸和呼吸作用的区别二、细胞呼吸的方式：探究酵母菌细胞呼吸的方式酵母菌是一种单细胞真菌，在有氧和无氧的条件下都能生存，属于兼性厌氧菌。设计实验酒精和CO2是酵母菌在什么条件产生的（有氧？无氧？）提出问题进行实验验证假设、形成结论CO2有氧产生无氧CO2和酒精产生作出假设设计实验实验思路？分别给酵母菌提供有氧和无氧的条件，一段时间后检测其产物是否含酒精或二氧化碳有氧呼吸无氧呼吸①本实验的自变量是___________，因变量是_______________

_______。②甲、乙装置中是如何控制自变量的？氧气的有无的产生答案：甲中用橡皮球或者气泵充气的目的是保证A瓶中有氧气存在，乙中B瓶密封保证无氧环境。是否有CO2和酒精(1)实验变量的控制AB答案：NaOH溶液吸收空气中的CO2，排除空气中CO2对实验结果的干扰。答案：让酵母菌将B瓶中的氧气消耗完，从而保证通入石灰水中的CO2全部是无氧呼吸产生的。③图甲中质量分数为10%的NaOH溶液的作用是什么？④B瓶装好后，要过一段时间再连接装有澄清石灰水的锥形瓶，这是为什么？AB有同学认为，在有氧呼吸实验装置中１０％的氢氧化钠溶液不能完全吸收二氧化碳，以致可能对实验结果有干扰，你同意吗？你如何避免这种可能性的发生，以保证实验更严谨？对比实验设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫做对比实验►CO2的检测：1.通入澄清的石灰水：澄清→浑浊2.溴麝香草酚蓝水溶液：蓝→绿→黄►酒精的检测：橙色的重铬酸钾溶液在酸性下与酒精发生反应：橙色→灰绿色思考:

有氧和无氧条件下CO2和酒精产生的量的多少如何判断？进行试验实验现象：条件澄清石灰水/出现的时间/程度重铬酸钾--浓硫酸溶液有氧无氧变混浊／快／程度高无变化变混浊／慢／程度低出现灰绿色分析结果得出结论酵母菌有氧条件下产生大量CO2无氧条件下产生酒精和少量CO2细胞呼吸的方式有氧呼吸无氧呼吸（一）有氧呼吸有氧呼吸的场所_________主要是线粒体，还有细胞质基质细胞质基质、线粒体的内膜和基质上含有许多与呼吸作用相关的酶。外膜内膜嵴基质C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量酶有氧呼吸最常利用的物质是________,其反应式：葡萄糖（38ATP）热能C6H12O6(葡萄糖)酶[H]丙酮酸少量能量少量能量CO2H2O酶

[H]O2H2O酶大量能量有氧呼吸的过程细胞质基质线粒体第一阶段第二阶段第三阶段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细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量[H]、O2线粒体基质丙酮酸、H2O[H]、CO2少量线粒体内膜H2O大量有氧呼吸的三个阶段葡萄糖的初步分解C6H12O6酶2CH3COCOOH+4[H]+少量能量（2ATP）

（丙酮酸）场所：细胞质基质①丙酮酸彻底分解酶6CO2

+20[H]+

少量能量（2ATP）

场所：线粒体基质②2CH3COCOOH（丙酮酸）[H]的氧化酶12H2O+

大量能量（34ATP）场所：线粒体内膜③24[H]+6O2+6H2O

第一个阶段

第二个阶段

第三个阶段

场所

反应物

生成物

产生能量细胞质基质主要是葡萄糖丙酮酸、[H]少量线粒体基质丙酮酸、H2OCO2、[H]少量线粒体内膜大量H2O[H]、O2有氧呼吸全过程的比较有氧呼吸的过程图解20612664212ATP2ATP34ATPCO2、H2O中的O来自哪里？

有氧呼吸是指细胞在_____的参与下，通过_____的催化作用，把糖类等有机物_____氧化分解，产生_____和____，同时释放出能量，生成许多______的过程。有氧呼吸概念氧多种酶ATPH2OCO2彻底

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O

+能量上述反应生成物中的CO2和H2O

中的O分别来自反应物中的什么物质?思考能量热能(散失)可转移的能量ADP＋PiATP1161kJ2870kJ1mol葡萄糖1709kJ能量的利用率：1161/2870×100％=40％ATP:1161/30.54=38mol

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O

+38molATP思考1、呼吸作用过程中吸收的氧气用于第几阶段？2、如果你在思考上述问题的时候，消耗了0.5mol葡萄糖，那么有多少能量转移到了ATP中？第三阶段1161kJx0.54、下列分别属于有氧呼吸的第几阶段：①产生CO2的阶段（）②产生H2O的阶段（）③氧气参与的阶段（）④产生ATP的阶段（）⑤产生ATP最多的阶段（）⑥消耗H2O的阶段（）二三三一、二、三三二1.概述无氧呼吸的过程，并列表比较有氧呼吸和无氧呼吸的异同。2.影响细胞呼吸的外界因素教学目标:（二）、无氧呼吸场所：细胞质基质

无氧呼吸的定义：

细胞在无氧或者缺氧的条件下，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。无氧呼吸的过程葡萄糖2丙酮酸4[H]少量能量

酶酶2酒精+2CO22乳酸酶第一阶段第二阶段细胞质基质第二阶段不产生能量无氧呼吸总反应式C6H12O6酶2C3H6O3(乳酸)+少量能量C6H12O62C2H5OH(酒精)+2CO2+少量能量酶例：高等动物、乳酸菌、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚细胞等）例：大多数植物、酵母菌同样是分解葡萄糖，为何无氧呼吸只能释放少量能量？发酵微生物的无氧呼吸（酒精发酵、乳酸发酵）无氧呼吸中葡萄糖分子中的大部分能量存留在酒精或乳酸中C6H12O6酶2C3H6O3+能量61.08KJC6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+能量1161KJ38molATP2molATP19︰1

能量比较：1mol葡萄糖在有氧和无氧条件下分解释放的能量比较热能散失热能散失301.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。细胞呼吸的意义细胞呼吸的产物合成氨基酸合成脂类转化为其他糖类意义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O2(O2用于第三阶段和氢反应生成水)

、酶不需O2、需酶CO2、H2O酒精和CO2或乳酸释放大量能量释放少量能量第一阶段相同，之后在不同的条件下，在不同的场所、不同的酶的作用下沿不同途径形成不同产物氧化分解有机物，释放能量，合成ATP1、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总反应式：C6H12O62C3H6O3（乳酸）+少量能量

酶C6H12O6

2C2H5OH（酒精）+2CO2

+少量能量酶

C6H12O6+6H2O+6O2

酶6CO2

+12H2O＋能量

课堂巩固1、有氧呼吸第一、二阶段的共同产物是[]A．CO2、ATPB．[H]、ATP、O2C．[H]、ATPD．[H]、ATP、CO2C2、生物进行无氧呼吸和有氧呼吸都曾产生的化合物是（）A、乳酸B、二氧化碳C、酒精D、丙酮酸D３、有氧呼吸最常用的物质是Ａ、淀粉Ｂ、糖原Ｃ、葡萄糖Ｄ、ATPC4、酵母菌进行有氧呼吸时产生CO2的场所是

A、细胞质基质B、核糖体

C、线粒体D、叶绿体C5、让一只小白鼠吸入18O2，该白鼠体内最先出现18O的化合物是()A、二氧化碳B、水C、丙酮酸D、ATPB解析：氧气仅在第三阶段参与反应，所以生成的H2O中的“O”来自O27、长期生活在高原地区的人，一般情况下所需能量主要来自于（）

A、有氧呼吸B、有氧呼吸或无氧呼吸

C、无氧呼吸D、有氧呼吸和无氧呼吸

A6、与有氧呼吸相比，无氧呼吸最主要的特点是Ａ、分解有机物Ｂ、释放能量Ｃ、需要酶催化Ｄ、有机物分解不彻底8.甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行无氧呼吸，消耗等量的葡萄糖，则它们产生的ATP的量之比是（）

A1∶19B10∶1C1∶10D19∶1

产生的CO2的量是()A2∶3

B3∶2

Ｃ3∶1

D1∶3CD影响细胞呼吸的因素1.内部因素：①不同植物呼吸速率不同，如阳生大于阴生植物②同一植物在生长发育不同时期呼吸速率不同，如生长期高于成熟期③同一植物不同器官呼吸速率不同，如生殖器官大于营养器官382.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：呼吸速率温度℃a应用：贮存水果时，适当降低温度能延长保存时间39（2）氧气浓度①对于无氧呼吸来说：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：40②对有氧呼吸来说：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：③绝大多数植物的非绿色器官或酵母菌受氧气浓度的影响，两种呼吸及总呼吸速率的变化曲线如图所示：BACA点：A点到B点：B点到C点：只进行无氧呼吸，释放较多CO2。CO2释放急剧减少-----氧气增多，无氧呼吸受抑制，有氧呼吸还很弱CO2释放量不断上升-----氧气增多，促进有氧呼吸应用：中耕松土、稻田定期排水、水果蔬菜储藏等43（3）其他因素①二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用；②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。在生产实践中，贮存种子的最佳组合条件是（）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、高氧如果是贮存蔬菜、水果？A总之：保存果实、种子、蔬菜等，降低呼吸作用45

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，要设法减少细胞呼吸，尽可能减少有机物的消耗。粮食储存：低温、低氧、干燥水果蔬菜保鲜：低温（零上）、低氧、湿度适中

探究细胞呼吸方式：1.依据O2消耗量和CO2产生量来判断 ①不消耗O2

a．无CO2产生：细胞只进行产生乳酸的无氧呼吸； b．有CO2产生：细胞只进行产生酒精的无氧呼吸。 ②消耗O2，产生CO2

a．Vco₂/Vo₂=1,细胞只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸。 b．Vco₂/Vo₂>1,同时进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸。此种情况下，判断哪种细胞呼吸方式占优势的方法∶若Vco₂/Vo₂=4/3，有氧呼吸和无氧呼吸消耗葡萄糖的速率相等；若Vco₂/Vo₂>4/3，无氧呼吸消耗葡葡糖的速率大于有氧呼吸，无氧呼吸占优势；若Vco₂/Vo₂<4/3，有氧呼吸消耗葡萄糟的速率大于无氧呼吸，有氧呼吸占优势。c．Vco₂/Vo₂<1,细胞进行有氧呼吸分解的底物中可能有脂肪参与。

2.欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如下图所示(以发芽种子为例)：探究细胞呼吸的类型结论装置一装置二不动不动只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡不动右移左移右移左移不动只进行产生酒精的无氧呼吸进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸只进行有氧呼吸(1)装置(如图所示)(2)指标：细胞呼吸速率常用单位时间内CO2释放量或O2吸收量来表示。(3)原理：遮光条件下组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的有色液滴