【生物】5 ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸 (人教版必修)

1、.第第5章章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第第3節(jié)節(jié) ATP的主要來源的主要來源細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸人教版必修人教版必修1.復(fù) 習(xí) 提 問生物體生物體生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)、直生命活動(dòng)的主要能源物質(zhì)、直接能源物質(zhì)、最終來源各是什么？接能源物質(zhì)、最終來源各是什么？把光能轉(zhuǎn)化為高等動(dòng)物肌肉收縮把光能轉(zhuǎn)化為高等動(dòng)物肌肉收縮的機(jī)械能需要經(jīng)歷那些過程？的機(jī)械能需要經(jīng)歷那些過程？光能光能糖類等糖類等有機(jī)物有機(jī)物ATP肌肉收縮肌肉收縮（1 1）（2 2）（3 3）.一、細(xì)胞呼吸一、細(xì)胞呼吸也稱也稱呼吸作用呼吸作用是指是指有機(jī)物有機(jī)物在在細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的經(jīng)過一系列的氧化分解氧化分解，生成生成C

2、OCO2 2或其他物質(zhì)或其他物質(zhì)，釋放出能量釋放出能量并生成并生成ATPATP的過程。的過程。注意：呼吸和呼吸作用的區(qū)別注意：呼吸和呼吸作用的區(qū)別氧化分解有機(jī)物，釋放能量氧化分解有機(jī)物，釋放能量實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：第第3 3節(jié)節(jié) ATPATP的主要來源的主要來源細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸二、細(xì)胞呼吸的方式：二、細(xì)胞呼吸的方式：探究探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式酵母菌細(xì)胞呼吸的方式.細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi) + + 有機(jī)物有機(jī)物+ + 水水 COCO2 2能能 量量呼吸作用（本質(zhì)）呼吸作用（本質(zhì)）呼吸現(xiàn)象和呼吸作用呼吸現(xiàn)象和呼吸作用O2O2呼吸（現(xiàn)象）呼吸（現(xiàn)象）呼吸器官呼吸器官血液循環(huán)血液循環(huán)血液循環(huán)血液循環(huán)呼吸器官呼吸器官CO

3、CO2 2氣體運(yùn)輸氣體運(yùn)輸+ +.甜酒甜酒淀粉淀粉酵母菌酵母菌葡萄糖葡萄糖酵母菌酵母菌 細(xì)胞呼吸細(xì)胞呼吸酒精酒精+CO2+水水.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)酒精和酒精和COCO2 2是酵母菌在什么條件產(chǎn)生的（有氧？無氧？）是酵母菌在什么條件產(chǎn)生的（有氧？無氧？）提出問題提出問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)、形成結(jié)論驗(yàn)證假設(shè)、形成結(jié)論CO2有氧有氧產(chǎn)生產(chǎn)生無氧無氧COCO2 2和酒精和酒精產(chǎn)生產(chǎn)生作出假設(shè)作出假設(shè).3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)思路？實(shí)驗(yàn)思路？分析變量分析變量自變量自變量:因變量因變量:無關(guān)變量無關(guān)變量:細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的條件細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物細(xì)胞呼吸的產(chǎn)物 有氧有氧無氧無氧影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素影

4、響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素 酒精、酒精、COCO2 2分別給酵母菌提供分別給酵母菌提供有氧和無氧有氧和無氧的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)的條件，一段時(shí)間后檢測(cè)其產(chǎn)物是否含物是否含酒精或二氧化碳酒精或二氧化碳.COCO2 2的檢測(cè)：的檢測(cè)：1.1.通入澄清的石灰水：通入澄清的石灰水：澄清澄清渾濁渾濁2.2.溴麝香草酚藍(lán)水溶液：溴麝香草酚藍(lán)水溶液：藍(lán)藍(lán) 綠綠黃黃酒精的檢測(cè)：酒精的檢測(cè)：橙色的重鉻酸鉀溶液在橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性酸性下與酒下與酒精發(fā)生反應(yīng)：精發(fā)生反應(yīng)： 橙色橙色灰綠色灰綠色思考思考: 有氧和無有氧和無氧條件下氧條件下COCO2 2和酒和酒精產(chǎn)生的量的多精產(chǎn)生的量的多少如何判斷？少如何判斷？.

5、材料用具材料用具mlml的平底燒瓶（或錐形瓶），的平底燒瓶（或錐形瓶），玻璃彎管，帶孔的橡膠塞，天平，玻璃彎管，帶孔的橡膠塞，天平，量筒，燒杯，試管，氣泵、漏斗、量筒，燒杯，試管，氣泵、漏斗、濾紙、玻璃棒、鐵架臺(tái)等濾紙、玻璃棒、鐵架臺(tái)等酵母粉，石灰水，氫氧化鈉液，酵母粉，石灰水，氫氧化鈉液，3的的葡萄糖溶液，重鉻酸鉀溶液（用于檢葡萄糖溶液，重鉻酸鉀溶液（用于檢測(cè)酒精）測(cè)酒精）.對(duì)比實(shí)驗(yàn)對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)結(jié)果設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比實(shí)驗(yàn)關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)比

6、實(shí)驗(yàn).4.4.進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：條件條件澄清石灰水澄清石灰水/ /出現(xiàn)的時(shí)間出現(xiàn)的時(shí)間重鉻酸鉀重鉻酸鉀-濃硫酸溶液濃硫酸溶液有氧有氧無氧無氧變混濁快變混濁快無變化無變化變混濁慢變混濁慢出現(xiàn)灰綠色出現(xiàn)灰綠色5.5.分析結(jié)果得出結(jié)論分析結(jié)果得出結(jié)論酵母菌酵母菌有氧條件下產(chǎn)生有氧條件下產(chǎn)生大量大量COCO2 2無氧條件下產(chǎn)生無氧條件下產(chǎn)生酒精和少量酒精和少量COCO2 2呼吸作用的類型呼吸作用的類型有氧呼吸有氧呼吸無氧呼吸無氧呼吸.初初 始始 相同時(shí)間后相同時(shí)間后有有氧裝置氧裝置無無氧裝置氧裝置.用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測(cè)酒精用溶有重鉻酸鉀的濃硫酸檢測(cè)酒精溶有重鉻酸溶有重鉻酸鉀的濃

7、硫酸鉀的濃硫酸+ +有氧裝置的有氧裝置的酵母菌濾液酵母菌濾液+ +無氧裝置的無氧裝置的酵母菌濾液酵母菌濾液灰綠色灰綠色不變灰綠色不變灰綠色.探究：探究：如何改進(jìn)裝置可以知道不是空氣如何改進(jìn)裝置可以知道不是空氣中的二氧化碳在起作用呢？中的二氧化碳在起作用呢？.再探究再探究有人認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)裝置中酒精和二氧化碳的產(chǎn)生是葡萄糖水有人認(rèn)為：實(shí)驗(yàn)裝置中酒精和二氧化碳的產(chǎn)生是葡萄糖水溶液的純化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌無關(guān)，你如何駁斥這種錯(cuò)誤溶液的純化學(xué)反應(yīng)，與酵母菌無關(guān)，你如何駁斥這種錯(cuò)誤觀點(diǎn)？觀點(diǎn)？ 葡萄糖葡萄糖 水溶液水溶液 葡萄糖葡萄糖 水溶液水溶液.線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖線粒體的結(jié)構(gòu)示意圖外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基質(zhì)基質(zhì)

8、嵴嵴三、有氧呼吸三、有氧呼吸1 1、場(chǎng)所：、場(chǎng)所：主要在線粒體主要在線粒體2 2、有氧呼吸最常利用的物質(zhì)、有氧呼吸最常利用的物質(zhì)-葡萄糖葡萄糖(C(C6 6H H1212O O6 6) ).實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖現(xiàn)象：不發(fā)光現(xiàn)象：不發(fā)光 發(fā)光發(fā)光細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)首先把葡萄糖分解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)首先把葡萄糖分解的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì).C C6 6H H1212O O6 66CO6CO2 2少量能量少量能量ATPATP熱量熱量酶酶6H6H2 2O O20H20H12H12H2 2O O大量大量能量能量ATPATP熱熱量量線

9、粒體線粒體少量能量少量能量ATPATP熱熱量量4H4H6O6O2 2酶酶細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2 2丙酮酸丙酮酸酶酶.有氧呼吸的三個(gè)階段有氧呼吸的三個(gè)階段葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶2CH3COCOOH + +4 H + +能量能量( (少量少量) ) （丙酮酸）（丙酮酸） 場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸徹底分解丙酮酸徹底分解酶酶6CO2 + +20 H + +能量能量( (少量少量) )場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)2CH3COCOOH（丙酮酸）（丙酮酸）H的氧化的氧化酶酶12H2O + +能量能量（大量大量） 場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜場(chǎng)所：線粒體內(nèi)膜24H + + 6

10、O2+6H2O.H H2 2O H O H H2O O2 HH2 2O OC6H12O6 丙酮酸丙酮酸CO2丙酮酸丙酮酸H HH H2 2O OH HH H2 2O OC6H12O6C6H12O6+6H2O+6*O2 6CO2+ 12H2*O +能量能量酶酶C：H：O：C C、HH、OO的來龍去脈：的來龍去脈：C6H12O6 丙酮酸丙酮酸H2OCO2. 已知：1mol葡萄糖在體外燃燒可以產(chǎn)生2870 kJ能量，而經(jīng)過細(xì)胞有氧呼吸則可以使1161 kJ能量?jī)?chǔ)存在ATP中；ADP轉(zhuǎn)化為ATP需要吸收30.54 kJ能量。試計(jì)算：1.有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？2.1分子葡萄糖有氧呼吸產(chǎn)生的能量能

11、合成多少分子ATP ？ 3.細(xì)胞呼吸過程中，轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿哪芰渴且环N浪費(fèi)嗎？.熱能熱能葡萄糖葡萄糖COCO2 2+H+H2O O能量能量ADPADPPiPiATPATP用于各項(xiàng)用于各項(xiàng)生命活動(dòng)生命活動(dòng)2870kJ2870kJ約約4040（體溫的來源）（體溫的來源） 1mol1mol葡萄糖徹底氧化分解，共釋放葡萄糖徹底氧化分解，共釋放2870kJ/mol2870kJ/mol的能量，的能量，其中一部分以其中一部分以熱能熱能形式散失形式散失( (約約60%)60%)； 另一部分轉(zhuǎn)移到另一部分轉(zhuǎn)移到ATPATP中中(1161kJ/mol(1161kJ/mol，約，約40%)40%)儲(chǔ)存，約形成儲(chǔ)存，約形

12、成3838個(gè)個(gè)ATPATP。.你能找出圖中的錯(cuò)誤嗎？你能找出圖中的錯(cuò)誤嗎？.主要場(chǎng)所：主要場(chǎng)所：線粒體線粒體能量去向：能量去向： 一部分以熱能形式散失一部分以熱能形式散失 另一部分轉(zhuǎn)移到另一部分轉(zhuǎn)移到ATPATP中中總反應(yīng)式：總反應(yīng)式：有氧呼吸概念：有氧呼吸概念：細(xì)胞在細(xì)胞在_的參與下，通過的參與下，通過_的催化作用，把的催化作用，把_等有機(jī)物等有機(jī)物_，產(chǎn)生，產(chǎn)生_和和_，釋放，釋放_(tái),_,生成生成_的過程。的過程。C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 2 6CO 6CO2 2+ 12H+ 12H2 2O +O +能量能量酶酶有氧呼吸小結(jié)有氧呼吸小結(jié)(1

13、709kJ/mol,(1709kJ/mol,約約60%)60%)(1161kJ/mol,(1161kJ/mol,約約40%)40%)氧氧多種酶多種酶葡萄糖葡萄糖COCO2 2H H2 2O O能量能量徹底氧化分解徹底氧化分解許多許多ATPATP3838個(gè)個(gè)ATPATP.有氧呼吸有氧呼吸 場(chǎng)場(chǎng) 所所 反應(yīng)物反應(yīng)物 產(chǎn)產(chǎn) 物物 釋能釋能第一階段第一階段第二階段第二階段第三階段第三階段有氧呼吸三個(gè)階段的比較有氧呼吸三個(gè)階段的比較細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)基質(zhì)主要是主要是葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸HH少量少量丙酮酸丙酮酸,H,H2 2O O COCO2 2、HH 少量少量HH、O O2 2H H2 2O O大量大

14、量線粒體線粒體基質(zhì)基質(zhì)線粒體線粒體內(nèi)膜內(nèi)膜對(duì)比對(duì)比.四、無氧呼吸四、無氧呼吸葡萄糖的初步分解葡萄糖的初步分解C6H12O6酶酶+ 4H + 能量能量場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)場(chǎng)所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)1 1、與有氧呼吸第一階段相同與有氧呼吸第一階段相同（少量）（少量）2C2C3 3H H4 4O O3 3（丙酮酸）（丙酮酸） .酶酶+ 2CO+ 2CO2 2+ +能量能量2C2C3 3H H4 4O O3 3（1 1） 酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵（少量）（少量）C2H5OH（酒精）（酒精） 例：例：大多數(shù)植物、酵母菌大多數(shù)植物、酵母菌細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)丙酮酸不徹底分解丙酮酸不徹底分解2 2、（2 2）乳酸發(fā)酵）乳酸發(fā)酵細(xì)

15、胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)2C2C3 3H H4 4O O3 3酶酶C3H6O3（乳酸）（乳酸） + + 能量能量（少量）（少量） 例：例：高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官高等動(dòng)物、乳酸菌、高等植物的某些器官（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳等）（馬鈴薯塊莖、甜菜塊根、玉米胚乳等）.3 3、無氧呼吸總反應(yīng)式：、無氧呼吸總反應(yīng)式：C6H12O6酶酶2C2C3 3H H6 6O O3 3少量能量少量能量2C2C2 2H H5 5OHOH2CO2CO2 2少量能量少量能量C6H12O6酶酶5 5、無氧呼吸的主要場(chǎng)所：、無氧呼吸的主要場(chǎng)所：4 4、能量去向：、能量去向： 1mol1mol葡萄糖分解成乳酸，共

16、釋放葡萄糖分解成乳酸，共釋放196.65kJ/mol196.65kJ/mol，其中一部分以熱能形式散失其中一部分以熱能形式散失( (約約69%)69%)； 另一部分轉(zhuǎn)移另一部分轉(zhuǎn)移到到ATPATP中中(61.08kJ/mol,(61.08kJ/mol,約約31%)31%)儲(chǔ)存，形成儲(chǔ)存，形成2 2個(gè)個(gè)ATPATP。細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞在細(xì)胞在無氧無氧的條件下，通過的條件下，通過酶酶的催化作用，把糖類等有機(jī)物分解為的催化作用，把糖類等有機(jī)物分解為不徹底不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量少量能量的過程。能量的過程。6 6、無氧呼吸的定義、無氧呼吸的定義 有氧呼吸和無氧呼吸有

17、氧呼吸和無氧呼吸 有那些主要區(qū)別？有那些主要區(qū)別？.五、影響呼吸作用的因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用五、影響呼吸作用的因素及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 1 1、溫度、溫度：主要是影響：主要是影響酶的活性酶的活性應(yīng)用：應(yīng)用：蔬菜和水果儲(chǔ)存應(yīng)降溫；大棚栽培植物有晝夜溫差蔬菜和水果儲(chǔ)存應(yīng)降溫；大棚栽培植物有晝夜溫差 2 2 氧氣氧氣：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。氧：直接影響呼吸速率和呼吸性質(zhì)。氧氣的存在對(duì)無氧呼吸有抑制作用氣的存在對(duì)無氧呼吸有抑制作用應(yīng)用：應(yīng)用：蔬菜和水果儲(chǔ)存；氧濃度控制在呼吸作用最低點(diǎn)。蔬菜和水果儲(chǔ)存；氧濃度控制在呼吸作用最低點(diǎn)。施肥后，中耕松土，提高肥效施肥后，中耕松土，提高肥效 4 4 水水：在一定

18、范圍內(nèi)含水越多，呼吸作用越強(qiáng)：在一定范圍內(nèi)含水越多，呼吸作用越強(qiáng) 3 3 二氧化碳二氧化碳：使呼吸酶活性下降；：使呼吸酶活性下降； 在在COCO2 2濃度上升到濃度上升到110%110%以上時(shí)呼吸作用明顯被抑制以上時(shí)呼吸作用明顯被抑制應(yīng)用：應(yīng)用：北方地窖，蔬菜保鮮，保鮮袋中自體保鮮北方地窖，蔬菜保鮮，保鮮袋中自體保鮮應(yīng)用：應(yīng)用：種子儲(chǔ)存應(yīng)曬干，降低呼吸作用種子儲(chǔ)存應(yīng)曬干，降低呼吸作用.糧食儲(chǔ)藏糧食儲(chǔ)藏 糧食儲(chǔ)藏時(shí)，要注意降低溫度和保持干燥，糧食儲(chǔ)藏時(shí)，要注意降低溫度和保持干燥，抑制細(xì)胞呼吸，延長(zhǎng)保存期限。抑制細(xì)胞呼吸，延長(zhǎng)保存期限。 例：稻谷等種子含水量超過例：稻谷等種子含水量超過14.514.5時(shí)，呼吸速時(shí)，呼吸速率就會(huì)驟然增加率就會(huì)驟然增加 ，釋放出的熱量和水分，會(huì)導(dǎo)，釋放出的熱量和水分，會(huì)導(dǎo)致糧食霉變。致糧食霉變。